我国RNA生物农药现状

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RNA 干扰机制自1998年发现以来，已经被广泛应用于基因功能、生物医药以及农作物病虫害防控等领域。RNAi 技术通过特异性抑制靶标基因的表达，导致与目标基因相关的生理功能缺失，或形成功能缺陷，从而对靶标基因功能进行分析研究，尤其是在基因敲除、基因编辑平台不太成熟的非模式物种中，该技术极具优势。

在农业领域，RNAi 技术被寄予厚望，尤其是在病虫害防控领域，被称为“农药史上的第三次革命”。利用 RNAi 技术沉默有害生物生长发育过程中重要基因的表达，导致其生长发育障碍或者死亡，从而降低有害生物对农作物的侵害，实现病虫害防治，达到农作物安全生产的目的。利用 RNAi技术进行病虫害防治具有防治目标专一性、靶标开发的便捷性、应用方便易于操作、绿色无污染、无残留及环境兼容性强等众多优势，完全符合公众对于绿色农药的需求。

在 RNA 生物农药研发领域，目前已经有产品上市或准备上市。拜耳公司的第一款表达昆虫双链 RNA（double-strand RNA，dsRNA）的抗虫转基因玉米于2017年获得美国环境保护署的种植许可，2021年获得中国农业农村部转基因安全许可证书，预计2022年推广上市；同时，多款基于喷洒的 RNA 生物农药已经提交或者准备提交EPA审核。

我国在利用 RNAi 技术进行病虫害防治领域的基础研究中，起步较早、起点较高，但是在应用领域，由于缺乏规模化、系统化的研究投入，目前，与国际农化巨头的研究还存在一定的差距。在此背景下，迫切需要我们在该领域加快研究步伐，同时建立与 RNA 生物农药相匹配的研发、应用、生产等技术标准，完善相应的法律法规，对生产进行指导与监管，以此来促进 RNA 生物农药的商业化进程。 

我国 RNA 生物农药应用研究现状

我国在 RNA 生物农药研发领域的起点比较高，最早在2007年，中国科学院上海生命科学研究院陈晓亚院士团队与孟山都公司同步作出了具有里程碑意义的研究成果，随后大量的研究团队在这一领域进行了各个层面的深入研究。如中国科学院分子植物科学卓越创新中心苗雪霞团队在多物种靶标基因库构建、制剂配方优化、规模化生产体系、以及安全性评估等领域进行了大量的研究；中国科学院微生物研究所郭惠珊团队利用跨界 RNAi 技术，构建了棉花抗黄萎病体系；中国农业科学院植物保护研究所王桂荣团队针对棉花害虫绿盲蝽构建了植物介导的 RNAi 转基因玉米与大豆系统；中国农业大学沈杰团队通过纳米包被技术显著提高了 dsRNA 的稳定性，进而提高昆虫 RNAi 效率；中山大学张文庆团队以及山西大学张建珍团队针对褐飞虱和飞蝗的靶标基因筛选均取得了较好的研究进展。

但是，我国在成果转化、产业化及商业化程度上显著落后于国际水平。同时，由于国内大型农药企业的缺失，目前尚无成熟的 RNA 生物农药产品。截至2022年2月，我国基于 RNAi 技术的生物农药企业，仅有上海植生优谷生物技术有限公司在棉蚜、桃蚜、黄曲条跳甲等害虫的田间测试均取得了较好的防治效果，同时，在 dsRNA 规模化生产方面取得了实质性的进展，计划于2023年提交农药登记申请；此外，以上海交通大学农业与生物学院首席研究员唐雪明为创始人的硅羿科技（上海）有限公司，于2021年通过全国农药标准化委员会审核，获得了3张 RNA 生物农药——“核酸干扰素”命名函。其主要为针对烟草花叶病毒的核酸干扰素，目前已经进入田间测试阶段。

RNA 生物农药商品化进展

RNAi 技术在农业病虫害防治中的应用方式主要有两种：一是通过转基因手段在植物中表达针对病虫害靶标基因的 dsRNA，从而实现病虫害防控，是一种以转基因作物为主的植物源保护剂；二是直接将 dsRNA 制成喷剂，利用喷洒的方式进行害虫防治，即非植物源保护剂。

针对植物源保护剂形式的产品，2017年，孟山都公司（现拜尔）新一代转基因玉米MON87411获得EPA批准，随后在多个国家获得种植许可，用于防治玉米根萤叶甲 。该产品在玉米中同时表达了Bt蛋白（Cry3Bb1），耐除草剂基因 cp4epsps，以及针对玉米根萤叶甲Snf7的dssnf7，MON87411是国际上首例在植物中表达dsRNA的产品。2021年1月21日，拜耳宣布该产品获得中国农业农村部颁发的转基因生物安全证书（进口和食品/饲料用途），进一步加速了该产品的商业化进程。同时，拜耳预计该产品于2022年在美国进行商业化种植，2023年在加拿大进行推广，未来几年内，推广1500万英亩（约600万公顷）。2021年2月9日，澳新食品标准局（FSANZ）批准基于RNAi 的耐除草剂和抗虫玉米产品DP23211用于食品，该转基因玉米同时表达了dsDvSSJ1和IPD072Aa蛋白用于防治玉米根虫。此外，还有多个基于 RNAi 技术的转基因植物获批，进行商业化种植。2014年，JR Simplot 的 InnateÔ 马铃薯在美国获准种植，随后在马来西亚、加拿大、墨西哥、日本、澳大利亚和新西兰等多个国家获批。该种马铃薯携带 4 个RNAi 基因，其中3个针对“改善”丙烯酰胺水平，第4个针对黑斑病毒控制基因。2018年，拜耳（孟山都）转基因大豆（MON87705）商业化。该大豆能够通过特定基因修饰改善脂肪酸谱，而且该公司已申请该作物的国际出口。 

我国在植物源保护剂形式的 RNAi 产品研发和应用方面也取得了较好的研究结果。中国科学院微生物研究所郭惠珊团队长期致力于应用 RNAi 技术进行棉花抗黄萎病的研究工作，2019年，该团队与新疆华晨合丰投资有限公司达成战略合作协议，该公司将在最短时间内资助课题组改善中试、生产性试验以及品种审定等环节，加速成果转化和产业化速度。

2019年，拜耳向美国EPA提交了新产品BioDirect，该产品是利用 RNAi 原理，通过dsRNA进行蜜蜂狄斯瓦螨防治，这是向EPA提交的第一份外源应用的 RNA 生物农药活性成分。2021年5月，拜尔将该部分专利授权给 Greenlight Biosciences 进行dsRNA的生产，新产品预计2024年上市。

另外，GreenlightBiosciences 公司对外宣布，将在2022年向EPA提交注册一种用于防控马铃薯甲虫的dsRNA产品。同时，该公司也在积极研发针对白粉病以及灰霉病的 RNAi 产品，预计2025年能够作为第一款杀菌剂进行批准上市。此外，还有多家公司布局直接喷洒型的 RNAi 产品。RNAissance Ag LLC 在积极开发针对小菜蛾的喷雾式 RNA 生物农药；先正达公司在进行马铃薯甲虫RNAi 杀虫剂的研制，并且预计在7—10年实现商业化。从目前的研发状况来看，基于 RNAi 技术的抗病虫产品在未来几年具备上市的可能性。目前，我国尚无提交注册的 RNAi 农用相关产品。

来源：摘选自《中国农业科学》