专访学者邓亚男:以天然化学分子为起点,探索除草剂安全剂的植物源创新路径

时间:2024-01-29 17:11    来源:山西科技报

近年来,随着绿色农业发展逐渐深入人心,传统除草剂安全剂中的成分来源及其安全性的问题越来越受到重视。传统的除草剂安全剂多源于化学品体系,其分子结构和作用机制以使用结果为导向,在生态安全、环境残留风险以及与作物自身代谢体系的适配性方面仍存在改进空间。这也促使相关研究逐步从单一功效导向转向更加注重成分来源安全性与长期应用可持续性的研发路径。作为重要的省级农业科学研究机构,湖南省植物保护研究所尤其关注除草剂安全剂的可持续发展问题。

邓亚男正是这方面的专家学者,她多年来长期从事植物保护相关科研、科普与组织工作,主持过多项科研项目,并取得过多个除草剂安全剂方面的卓越研究成果。她近期的研究重点聚焦于天然化学分子合成除草剂安全剂方向,并创新性地提出了“植物源先导发掘—结构修饰改造—活性功能验证”的三步走研发策略。该策略以植物源天然化学分子为研究起点,通过系统化的化学设计与功能验证,构建起一条从基础研究走向应用转化的完整技术路线。相关研究成果更是获得了中国工程院柏连阳院士的高度认可,为研究所与其他研究团队持续明确和深化除草安全剂方向的科研布局提供了重要支撑,是植保所在该领域持续推进的重要阶段性成果。为进一步了解该成果对除草剂安全剂领域的重大影响,本次特邀邓亚男女士参与专访,深入介绍这项科研发展新突破。

记者:请问您为什么会选择以“植物源天然化学分子”为切入点,来开展除草剂安全剂的研究?

邓亚男:我的这一选择主要源于对现有除草剂安全剂研发模式的思考。传统的除草剂安全剂研究通常是从已有化学物质中筛选试验,最终沉淀成一个可用的量产配方。但这类除草剂安全剂在生态安全性、长期应用风险以及与作物自身代谢体系的契合度方面仍存在局限性。相比之下,植物源天然化学分子本身参与植物的生长调控和抗逆过程,其结构和作用方式更贴近生物体系,为除草剂安全剂的安全性与选择性提供了更好的基础。

记者:我们知道在此基础上,您正式提出了“植物源先导发掘—结构修饰改造—活性功能验证”的这一研发策略。请问这一策略的核心思路是什么?
邓亚男:研发策略一般来说都是服务于具有重复性和复杂性的任务研发,因为针对不同的植物体系,需要使用不同的除草剂安全剂。而我的这一研发策略核心在于“系统性”和“针对性”。首先,这一研发策略强调要从植物体内天然存在的活性分子或结构单元中发掘具有潜在安全保护功能的先导化合物。其次,通过有针对性的结构修饰,研发人员可以对其稳定性、活性强度和作用特性进行优化,以保证后续量产程序的正常开展。最后,通过系统的活性与功能验证,评估其在作物体系中的实际应用效果。可以看出,这是一条从天然启发到工程化应用逐步推进的技术路径。同时,基于该研发策略构建的除草剂安全剂在作用机制上更具精准针对性,能够在兼顾可持续性的前提下,更有效地实现植物保护功能。

记者:为什么还需要对从植物源中提取的先导分子进行结构修饰改造?

邓亚男:这是因为天然分子虽然具有极强的生态亲和力,但是并不一定直接适用于农业生产环境,还具有不稳定性、持续性不佳等种种问题。研发人员需要做的就是通过关键结构修饰,可以在保留分子安全优势的前提下,有针对性地增强其功能表现,让合成产物更符合实际应用需求。

记者:经过您的介绍,我相信大家都充分了解了这一研发策略的优势。那么请问您如何看待这一研究方向的未来发展?您认为这一研发策略是否会彻底地改变现有的除草剂安全剂研发传统?

邓亚男:我不敢说完全取代,但是我相信这一研发策略确实慢慢替代了一部分原有的传统化学合成研发方式。绿色农业如今已经是我国的重要发展目标,农业发展方面对于可持续性的追求也在逐步提高。天然来源的除草剂安全剂就是这其中非常重要的一环。从应用层面来看,目前针对未来除草剂安全剂的研究正在不断往更加注重与不同作物生长特性方向发展,推动安全剂从“通用型”向“定向型、精细化”方向发展。特别是近年来学界对于植物代谢机制和分子作用靶点认识也在不断加深,支撑这套研发策略方法论的内容材料正在不断增加。

所以综合来说,我认为我这套基于天然化学分子的除草剂安全剂研发策略拥有极大的发展空间。我也希望我的科研成果能够为构建更加安全、高效、可持续的植物保护技术体系提供长期而稳定的支撑,推动中国乃至世界绿色农业技术不断发展。梁艺