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巴斯夫中国

 

 

如果我们想以可持续的方式提高现有耕地的产量来养活不断增长的人口,保护农作物免受疾病侵害则至关重要。

面对这种需求,巴斯夫科学家如何研发对人类和环境有效且安全的作物保护产品?让我们看看一款新型杀菌剂从研发到上市的十年之旅。

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这看起来像一个普通的温室,但里面有许多植物似乎已经奄奄一息,叶子枯萎变色——因为它们都接种了导致真菌性疾病的病原体。这是巴斯夫位于德国林布尔格霍夫的杀菌剂试验温室,研发团队在此对小麦、大豆、莴苣和西红柿等作物进行新的有效成分测试,看它们是否有效。如果测试结果显示某种活性成分能保护或治愈某种受真菌感染的作物,那么这种有效成分将得到进一步开发,并进入田间测试。

“现代农业依赖高产量来保证高品质食品的供应。真菌性病害会显著降低产量,并对食品品质产生负面影响。”巴斯夫杀菌剂研发中心首席科学家Klaas Lohmann博士说道,“真菌感染很可能会给收成带来毁灭性影响。这就是为什么农民需要依赖杀菌剂来控制这些病害。”

保持效力

然而随着时间的推移,许多引起病害的病原体会对有效成分产生抗性,导致现有的作物保护产品效果变差,因而需要不断创新。同时作物保护产品也必须满足日益严格的环境和安全要求,以证明其对人类、动物和环境都安全。

Lohmann说道:“这是一个重大挑战。我们的任务是发现新的有效成分,既要保护农作物免于真菌感染,又要保证对人类和环境没有危害,同时还必须实用,方便农民操作。”

完成这项任务需要对候选活性物进行复杂的筛选。一种新的作物保护产品上市大概需要10年的时间。例如,Lohmann博士的实验室早在2005年左右就开始研发新型杀菌剂锐收®,目标是在4000多种可能的候选活性分子中筛选出合适的分子。最后,只有一种活性分子符合所有要求。

“我们首先在实验室筛选化合物,然后在温室中进行活性筛选。当我们发现某种分子起作用时,下一步就是了解其工作原理。”Lohmann说道,如果是一种新的活性分子, Lohmann和他的同事会设计并合成相似的分子,以找到性能最佳的分子。

寻找可持续的解决方案

随着项目进展,农学家、生物学家、毒理学家和工程师以及巴斯夫杀菌剂业务全球法规事务负责人Martin Dust博士等专家也加入进来。“从一开始,我们就十分关注产品的安全性和可持续性。在锐收® 的开发过程中,我们使用了新的指标研究方法,让该产品尽可能在满足最高安全性法规标准的同时,具备出色的生物性能,”Dust博士说道:“新产品必须通过最严格的测试才能获得批准,尤其是在欧洲。我们对锐收® 进行了290多项研究,全面检验了其对人类和环境的安全性。”

由于监管法规要求日益严格,新产品开发成本不断增加,欧盟现在授权可用的活性成分越来越少,提交供审批的新有效成分也越来越少。

Lohmann和他的团队开发出的这种高效杀菌剂锐收®,不仅满足这些严格的要求,而且实用性高,独特灵活。Lohmann说:“锐收® 如此特别的原因在于它能对许多不同的真菌病原体起效,即使是在已经发生病菌突变的位点。

在Lohmann和Dust的职业生涯中,锐收® 项目的成果引人注目。Lohmann表示:“发现一种新的杀菌剂需要不断的试验,有时候你朝一个方向努力了很多年,结果可能发现不一定走得通。科学研究没有蓝图可依,在几乎每一项科学发现中,正确的直觉、理性和辛勤的努力都发挥着重要作用。”它既适用于小麦和玉米等粮食作物,也适用于水果和蔬菜。因此,农民可以用锐收® 来保护他们的庄稼和果实,实现丰收。”        

我们的出发点也是取得成功的关键因素。Dust说:“十年研发路漫漫,我们始终以帮助农民用更好的方式种植粮食为动力。看到锐收® 如此成功,我们感到一切都是值得的。”

 

预筛选实验室的自动化检测使科学家每年能检测多达10万种物质。完成初步筛选后,再将物质用温室中的植物进行试验。研究结果为后续的研究指明方向。

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A:20种不同类型的植物生长在温室里,包括小麦、西红柿、葡萄、苹果、大豆和黄瓜。科学家用待测试的杀菌剂处理这些植物,并接种各种病原体。随后通过监测这些植物的生长状况,看看哪些成分有效,哪些无效。
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B:锈病、霉类病害和枯萎性病害出于测试目的,巴斯夫的温室里培养了一些最常见的真菌,这些真菌影响着世界范围内的农作物。图片上的真菌是玉蜀黍尾孢菌,又叫玉米灰斑病菌,威胁着玉米这一世界上主要的农作物。
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C:提供病菌生长的最佳条件。经待测试杀菌剂处理过的植物幼苗,接种病原体后被放入最适合病原体生长的温室中。通过每日监测这些植物的状况,看哪一方胜出——测试的杀菌剂还是病原体。
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D:解决全球性难题。待测试的杀菌剂必须证明自己能应对常见的真菌病害,如小麦叶枯病。这种病极易发生在潮湿和温暖的条件下,会严重破坏庄稼收成,让谷物种植者无比头疼。

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