泛球生物网-咨询 - 咨询专家

   “民以食为天”, 农药是农业领域的一件大事，也是事关人民吃饭、生态环境可持续发展及社会稳定的重大科技问题。当前，我国农药问题已经摆到了我们的议事日程上来了。一方面，大量早期传统农药的不当使用已经对我国农产品的出口造成了巨大的损失、给国内消费者的健康及相应产业发展带来了不良影响。但另一方面，传媒、公众及部分政策制订者对“农药”的片面性的负面理解，又给农药的科学技术研究及其工业的发展造成了许多困难。因此，农药的健康、快速发展问题应引起各方面的高度重视。如何正确地评价当前我国的农药问题，找出我国农药发展的正确道路，事关重大，刻不容缓。
    2002年9月3日至5日，以“绿色农药的分子设计及化学生物学”为会议主题的香山科学会议地第188次学术会议于在北京香山饭店召开。南开大学李正名院士和大连理工大学钱旭红教授担任会议执行主席，国内外近40名著名农药专家、学者参加了会议。与会专家就：1.农药及相关学科前沿研究领域的最新进展；2.化学农药、生物农药及生物防治间的关系；3.农药的化学、生物学、合理分子设计；4.农药创新的科技政策 (投入、组织) 、农药的科学普及及社会认同等议题进行了交流和展开了研讨。
    会议针对当前农药科学技术研究存在的几大误区，全面阐述农药与我国国民经济、社会发展及生态环境之间的密不可分的关系，同时深入探讨了绿色农药创新发展的重要性及新研究途径，并就促进绿色农药及相关基础性科学与技术的快速发展提出建议。
    中国工程院院士、南开大学李正名教授作了题为“中国新农药的创新研究”的主题综述报告。他回顾了农药科学对人类社会的巨大贡献，同时也阐述了农药科学所面临的一系列问题，如环境副作用、农药残留、生态平衡以及当前对农药认识的误区等问题。他同时指出对农药的最大挑战是原始创新研究，其目的就是要得到环境友好高效安全的绿色农药。
    国际“农药科学学报”、“农药展望” 副主编，著名“生物农药手册”主编，英国 L.Copping 博士作了题为“创新发现，综合作物保护及可持续发展”的报告。他认为当今世界，已有大量农药产品用于控制害虫、疾病、杂草及防止产量及作物质量的下降。但农药受许多因素影响。环境影响、非靶标作用、残留、公众理解度以及经济效益将主宰明天的农药发展。2001年，全球农药市场是 310 亿美元。其中除草剂占 46 ％，杀虫剂占 29 ％，杀菌剂占 18 ％，生物农药占 1 ％。据估计，如果停止使用化学农药，作物产量将减产 30 ％。在中国，这意味着将有 3.5 亿人挨饿。在农场停止使用化学农药，水果将减产 78 ％，蔬菜减产 54 ％，谷物减产 32 ％。农药的发现一般有随机筛选、类似物合成、天然产物等。天然产物有其优点，可以发现新的生物作用模式、新的化学。另外，在某些国家容易注册，便宜易得，容易为农场接受，可持续等。生物农药也有其优越性，依赖于生物物种而存在，不需修饰，易为人们接受，可持续发展。目前用于创新研究的新技术主要有组合化学、高通量筛选、分子生物学等。在未来的农药发展中分子生物学将越来越重要，它可以帮助确定主要的害虫靶标，可以引入除草剂的耐受性及害虫与疾病的抗性，可以发现除草剂的去毒性基因，可以提高作物的使用价值，可以控制作物代谢等。
    中国农业大学陈万义教授在其“近三十年农药的发展”报告中指出，农药仍是农业生产不可缺少的生产资料，要创制新农药、要善待农药。正确看待“生物农药”崛起；农药活性全面高效化；目前农药作用机制、化学结构和功能已多样化；与环境的相容性大为改善。虽然“生物农药”受到青睐，但仍有一些值得商榷之处：“生物农药”的概念实为生物源农药，生物农药应为以生物活体为活性物的农药；泛指“生物农药”为安全的，有欠准确；以生物活体为活性物的农药，药效受环境影响不稳定，货架寿命短，商品的基本属性不足。粮食与环境都是本世纪的重要问题，农药仍是农业增产的重要手段。为本世纪提供环境相容性好的绿色农药应从创制新农药和善待农药两方面着手。各类新农药的研发均要刻意创新，寻求具有新功能、新作用机制的新活性物，克服原来的不足，增进与环境的相容性。要在有害生物综合治理的原则下，合理地使用各类农药，按照有关准则规定使用农药。目前出现的许多污染问题，多属使用不当，其责在人，而不在药。因此，要善待农药。
    日本京都大学Fujita教授认为，农药化学和药物化学中的很多活性物质具有各种类型的结构。而在许多情况下，生物活性物质都属于类似的系列，它们共享一个生物行为作用机制。对于这一系列化合物,其生物活性及物化结构参数的变化关系由 Hansch-Fujita 构造的 "CQSAR" 数据库分析且累积。结构- 活性研究的另一部分是要研究结构特性和化合物生物活性功能种类之间的关系. 这非常重要，因为通过分析可以从某些具有一定生物活性功能的先导化合物结构来进行可能的骨架结构修正 (而不是效力的最佳化). 通过有效地收集和系统积累，可以从先导化合物结构出发，预见新一代活性化合物结构。
    美国总统发明奖得主 Rohm & Haas 公司高级研究员Adam Hsu (徐基东)先生在题为 "发展新农药的新方法" 报告中强调了人在发明创造中的主导作用，他认为组合化学及计算方法只是一种工具，关键在人。传统的智能告诉我们发展一个新的杀虫剂必须发现一种新的活性成分。但到目前为止，没有任何一种活性成分是纯粹由从头计算方法计算而设计得到的。假如生物目标蛋白质已被清楚地定义，用 de novo 方法发现或设计配体变得更有力。突破性的发展发现通常来自一种料想不到的情形. 举例来说, 在发现 (MAC) 杀虫剂过程中, 人的因素扮演重要角色. 人们能仍然藉由新型的和不同的化学及有效生物测试组合预期这种发现. 当生物学的目标和它的对应配体未知的时候 , 这种方法特别重要,而这在农药化学发现中非常普遍。虽然这种方法在某些方面是随意的，但它仍然基于科学家的主意和经验. 因此,它并不完全任意但包含一定程度的合理性。当生物目标蛋白质结构已知且有效配体试验可行时,组合化学和高通量筛选才能在识别先导化合物方面扮演重要角色. 无论如何，不应过份强调高通量筛选方法在药物设计中的重要性。
    台湾农药学会会长、台湾农委会农业药物毒物试验所翁愫慎研究员作了题为“台湾农药残留管理制度之变革”的报告，详细介绍了台湾在农药残留科学管理方面的经验以及农药残留的检测方法。她认为非常重要和紧迫一点是应加强农药残留管理和使用管理。
    中国科学院上海药物研究所蒋华良研究员指出，人类基因组计划的完成极大地改变了新药发现的方法。已经有三万至四万个基因及蛋白被破译。这些蛋白质中的大部份是药物作用的潜在靶标用于控制人类的疾病或受伤；估计在2000 到 5000个范围. 因此,基于新靶标的新药物的发现是药学研究和发展的主流. 同样，其他物种如植物、昆虫和微生物多种序列和功能基因计划已完成或开始, 从中将会发现许多功能蛋白质或其他大分子作为新靶标用于筛选新农药。后基因组时代用于发现新药的方法均适用于新农药发现。如多靶标虚拟筛选活性化合物同时可用于药物及农药的发现。
    中国科学院上海有机所袁身刚研究员介绍了“农药先导结构发现与优化的高信息量方法”，认为随着化学生物信息学的发展和靶标三维结构数据的积累，使得以超高通量虚拟筛选（uHTS in silico）为核心的高信息量(information-intensive)方法设计农药新分子有了更扎实的理论和实践基础，成为农药设计的一个新工具。
    中国工程院院士、上海农药研究所沈寅初研究员在题为“生物农药的安全性”报告中指出，目前对农药的认识存在几个方面的误区：

    ⑴过份夸大“化学农药”的不利点的严重性；
    ⑵对“生物农药”概念内涵的模糊性；
    ⑶盲目认定“生物农药”的安全性。
    农药作为一类用于防治农业上各种有害生物和调节农作物生长发育的特殊精细化工产品，首先它是一种特殊的化学品，它的本质是具有一定化学结构的化合物。应该把对有害生物的物理防治、生物防治、化学防治区分开来，化学防治也就是用农药防治，因此被人们通称的“生物农药”应该定义为由生物产生的具有农药生物活性的化合物，即“生物源农药”，区别于用活的生物体来防治有害生物的生物防治，由于“生物农药”的本质和化学农药没有区别，因此它具有和化学农药相同的基本优缺点，因此也不存在“化学农药”有安全性问题而“生物农药”是当然安全的观点。他列举了大量生物产生的高毒剧毒化合物，提示人们在研究开发“生物农药”时和化学农药一样要注意安全性问题。而一些生物产生的具有农药活性的化合物经过科学工作者的研究改造人工合成，这些人工合成的“化学农药”在活性、安全性和经济性都可能更优于“生物农药”，因此可把它们统称为生物源农药。他还提出了用“毒性/药效”的新观念衡量来评价农药的实用性。
    与会专家指出，21世纪需要的是对环境友好的化学农药，而且可以预计21世纪环境友好的化学农药仍将是全球植物保护的主体。
    具有生物活性的天然产物，如除虫菊酯、新烟碱、植物生长调节剂、微生物源等，其发现为天然产物利用及绿色分子设计提供了极其宝贵的经验。
    植物经过长期的进化，也逐步发展了类似于动物的“免疫系统”以抵制病害。最近的研究结果表明，一些小分子化学诱导子可与内源性分子一样调节和诱导植物免疫系统反应。因此，针对植物“免疫系统”开发新农药是新农药创制研究中的一种新思路和新方法。
    与会专家指出，与医药的发展类似，今后农药的发展趋势仍将是化学农药占主，生物农药为辅。从生态和环境的角度来看，农药研究和创新将比医药更为艰巨、影响面更广。
    农药研究工作属于化学与生物学交叉的研究领域，是生命科学的重要组成部分。同时它也属于高技术及基础研究两个研究范畴。
    绿色农药 — 就是指对环境友好、高效安全的化学农药和生物农药。它在农林牧鱼等产业中一直起着不可替代的作用。在加入WTO的今天，政府应大力支持我国绿色农药的自主创新，以促进形成自己的知识产权，确保我国在国际农药知识及技术创新中占有一席之地。
    与会专家强调，发展农药的关键在于限制传统高毒农药的生产与使用，促进绿色农药的发现、发明与应用。目前各发达国家对农药的基础研究及高技术十分重视，已经形成了一个可和医药工业相媲美的农药精细化工产业。在人多地少的的我国，已接近可利用资源的极限，正是农药保证了约三分之一的中国人避免饥饿，并确保相关产业的发展，因而重视扶持绿色农药的基础研究与技术创新，具有十分重要的意义。
    目前该领域所面对的重大科学问题是如何运用功能基因组学、结构生物学、化学信息学、化学生物学、环境毒理学等发现农药新靶标结构、探索新活性组成。
    与会专家呼吁，目前我国已初步具备了农药创新的基本条件，正逐步面对国际农药研究领域的激烈竞争。在国家基础研究、高技术研究领域中加大对农药科技的经费投入，十分迫切。同时，期望在政府引导下，促进公众对农药的全面、科学、正确的理解，积极推进协调开展国际学术交流、加强和改善农药的生产和使用管理，引导、促进中国农药精细化工工业健康、快速发展，为中国农药科学技术的跨越性发展创造有利的环境。