行業(yè)資訊

隨著人們對(duì)食品安全、環(huán)境安全的日益關(guān)注,生物農(nóng)藥越來越受到重視。微生物農(nóng)藥仍然是生物農(nóng)藥的主要部分。自2010年前后大型跨國(guó)農(nóng)化企業(yè)紛紛通過并購(gòu)重組和合作,涉足生物農(nóng)藥領(lǐng)域,大大推動(dòng)了生物農(nóng)藥行業(yè)的發(fā)展。據(jù)Research and Markets估計(jì),2020-2026年,全球生物農(nóng)藥市場(chǎng)將以年15.65%的年復(fù)合增長(zhǎng)速率增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2026年達(dá)到71.7億美元。Markets and Markets估計(jì),全球生物農(nóng)藥市場(chǎng)2025年可能達(dá)到85億美元。而微生物農(nóng)藥在生物農(nóng)藥中占據(jù)了主要份額。

2010-2020年間,微生物農(nóng)藥行業(yè)發(fā)展迅猛,一些新的微生物農(nóng)藥品種,特別是一些基于新的微生物種類的微生物農(nóng)藥取得農(nóng)藥登記并上市,進(jìn)一步豐富了農(nóng)作物病蟲草害的防治手段。本文對(duì)這10年間國(guó)內(nèi)外新登記的主要微生物農(nóng)藥新活性成分(不含微生物所產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物所開發(fā)的農(nóng)藥)進(jìn)行了總結(jié)?；谛滦臀⑸镛r(nóng)藥登記現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì),對(duì)新型微生物農(nóng)藥的研究開發(fā)提出了一些建議,希望能夠?qū)ξ覈?guó)的微生物農(nóng)藥的研究開發(fā)有所促進(jìn)。

01近年國(guó)外登記上市的新微生物農(nóng)藥活性成分

1.1 細(xì)菌農(nóng)藥

2010-2020年間登記的細(xì)菌農(nóng)藥以芽孢桿菌為主,包括蘇云金芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌及蕈狀芽孢桿菌等；其他的細(xì)菌包括巴氏桿菌、假單胞桿菌、伯克霍爾德菌、色桿菌、沃爾巴克氏菌及乳桿菌等。

1.1.1 蘇云金芽孢桿菌

蘇云金芽孢桿菌是應(yīng)用最為廣泛的一類微生物殺蟲劑,一直受到傳統(tǒng)的生物農(nóng)藥企業(yè)的重視。Holista CollTech Limited以蘇云金芽孢桿菌以色列亞種與胰蛋白酶抑制劑復(fù)合,在馬來西亞于2011年以Mousticide為商品名登記用于蚊蟲幼蟲的防治。Phyllom BioProduct公司于2014、2019年分別在美國(guó)及加拿大將蘇云金芽孢桿菌蠟螟亞種SDS-502菌株制劑以GrubGone! Granular、BeetleGone! Tlc及BeetleGone! AG和 GrubGONE、GrubHALT、BeetleGONE 和 BeetleJUS 等為商品名進(jìn)行登記,主要用于森林、農(nóng)場(chǎng)和園林中的蛆蟲、甲蟲、象鼻蟲及鉆樹害蟲的防治。美國(guó)ValentBiosciences公司以蘇云金芽孢桿菌庫(kù)斯塔克亞種及一種晶體蛋白于2011年在美國(guó)加州以DiPel DF為商品名進(jìn)行特別登記,用于鱗翅目害蟲的防治；該公司于2015年在加拿大將蘇云金芽孢桿菌鲇澤亞種ABTS1587菌株制劑以XenTari WG為商品名登記,用于防治多種水果、蔬菜、油菜籽作物和觀賞植物上的鱗翅目害蟲幼蟲。AEF Global公司將蘇云金芽孢桿菌庫(kù)斯塔克亞種EVB-113-19菌株制劑以商品名Bioprotec于2016年在美國(guó)獲得登記。SummitChemical 公 司利用蘇云金芽孢桿菌以色列亞種SUM -6218菌株以SummitBti MP為商品名于2016年在美國(guó)登記,用于防治蚊子幼蟲。

1.1.2 枯草芽孢桿菌

在新登記的枯草芽孢桿菌中,主要有5個(gè)不同的菌株-QST713、FMCH002、GB03、BU1814及AIB/BS03菌株,而登記這些枯草芽孢桿菌的公司主要是一些大型跨國(guó)農(nóng)化企業(yè),如拜耳、巴斯夫、FMC及被拜耳收購(gòu)前的AgraQuest公司。所有登記的枯草芽孢桿菌制劑都為生物殺菌劑,其中FMC公司利用枯草芽孢桿菌FMCH002菌株及地衣芽孢桿菌FMCH001菌株開發(fā)的商品名為F4018-4除了可作為種子處理劑使用,用于防治種子腐爛病、苗期立枯病及破壞性線蟲,于2019獲得加拿大農(nóng)藥登記。

1.1.3 解淀粉芽孢桿菌

解淀粉芽孢桿菌是新登記較多的一種芽孢桿菌。涉及以該菌為有效成分進(jìn)行農(nóng)藥登記的公司主要包括大型農(nóng)化企業(yè),如拜耳、巴斯夫及住友等及一些傳統(tǒng)的生防產(chǎn)品公司,如Marrone BioInnovation、Andermatt Biocontrol AG和Valent BioSciences等。登記的解淀粉芽孢桿菌菌株主要包括MBI600、F727、D747、FZB42及QST 713等 。以解淀粉芽孢桿菌為有效成分開發(fā)的新型殺菌劑具有較為廣譜的活性,可防治多種作物的病害。Lidochem公司開發(fā)的解淀粉芽孢桿菌PTA-4838作為生物殺線蟲劑的有效成分于2016年獲得美國(guó)登記,用于防治多種作物的線蟲。

1.1.4 堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌

拜耳公司開發(fā)的以B. firmus和噻蟲胺為有效成分的用于線蟲防防治的種子處理劑,于2011年獲得美國(guó)登記。拜耳公司在歐盟、意大利、新西蘭及巴西等分別于2013、2014、2016、2017年獲得了以堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌 (B. firmus)I-1582菌株為有效成分的生物殺線蟲劑的登記。

1.1.5 巴氏桿菌

新登記的用于植物寄生線蟲防治的巴氏桿菌,主要包括Pasteuria usgae、Pasteuria nishizawae PN1及Pasteuriaspp.-Pr3等菌株,其中Pasteuria Bioscience公司于2010、2012年分別獲得了P. usgae及P. nishizawae PN1菌株的美國(guó)登記,用于多種植物寄生線蟲的防治。先正達(dá)公司在收購(gòu)Pasteuria Bioscience公司后將P. nishizawaePN1菌株制劑分別于2015、2017年在加拿大及巴西獲得登記,作為生物殺線蟲劑。

1.1.6 產(chǎn)熒光假單胞菌

新登記的產(chǎn)熒光假單胞菌菌株及制劑的農(nóng)藥活性較廣。美國(guó)Marrone BioInnovation公司開發(fā)的熒光假單胞菌cl145a菌株制劑于2014年獲得美國(guó)批準(zhǔn),登記為生物殺螺劑。而Sourcon-Padena公司開發(fā)的熒光假單胞菌DSMZ 13134菌株制劑于2013年獲得歐盟批準(zhǔn),作為生物殺菌劑。Verdesian生命科學(xué)公司開發(fā)的熒光假單胞菌D7菌株制劑于2014年獲得美國(guó)批準(zhǔn),作為生物除草劑取得農(nóng)藥登記。AgBiome Innovations和SePRO Corporation共同開發(fā)的綠針假單胞菌AFS009菌株制劑作為生物殺菌劑于2017年獲得美國(guó)登記,用于防治多種真菌及卵菌綱病害。

1.1.7 放線菌

在新登記的放線菌農(nóng)藥中,利迪鏈霉菌WYEC108菌株制劑分別于2014、2017年由FuturEco生物科學(xué)公司和諾維信生物農(nóng)業(yè)聯(lián)盟于歐盟和澳大利亞作為生物殺菌劑取得登記或批準(zhǔn)。

1.1.8 其他細(xì)菌

MosquitoMate公司開發(fā)的沃爾巴克氏菌ZAP菌株制劑于2017年獲得美國(guó)批準(zhǔn),作為生物殺蚊劑獲得農(nóng)藥登記,通過釋放感染了W. pipientisZAP的白紋伊蚊成蟲來阻止白紋伊蚊的卵的發(fā)育。美國(guó)Marrone BioInnovation公司開發(fā)的以鐵杉下色桿菌PRAA4-1T菌株為有效成分的生物殺蟲劑分別于2011、2016年在美國(guó)和墨西哥獲得農(nóng)藥登記,用于昆蟲或害螨的防治。Marrone BioInnovation公司還開發(fā)了以滅活的伯克霍爾德氏菌A396為有效成分的制劑,作為生物殺蟲劑、生物殺線蟲劑分別于2014、2016年獲得美國(guó)和墨西哥的農(nóng)藥登記,該制劑還于2018年申請(qǐng)了美國(guó)農(nóng)藥登記,用于抗性雜草,特別是莧屬雜草的防治。美國(guó)AgraQuest公司于2011年獲得了短小芽孢桿菌QST2808菌株制劑作為生物殺菌劑在巴西的農(nóng)藥登記,拜耳公司收購(gòu)AgraQuest公司后將該制劑作為生物殺菌劑獲得歐盟批準(zhǔn)。德國(guó)巴斯夫公司于2013年獲得短小芽孢桿菌BU F-33菌株制劑的美國(guó)農(nóng)藥登記,用于番茄和胡蘿卜等作物的種子處理,防治苗期病害。Marrone BioInnovation公司開發(fā)的蕈狀芽孢桿菌J菌株制劑作為生物殺菌劑于2016年分別獲得美國(guó)及加拿大的農(nóng)藥登記,用于防治多種作物上的真菌病害。日本明治化學(xué)株式會(huì)社開發(fā)的植物乳桿菌制劑作為生物殺菌劑于2015年獲得日本農(nóng)藥登記。

1.2 真菌農(nóng)藥

1.2.1 白僵菌

德國(guó)巴斯夫公司分別于2017、2017、2019年在澳大利亞、加拿大和歐盟登記了球孢白僵菌PPRI 5339菌株作為生物殺蟲劑及生物殺螨劑,而Arysta公司于2017年在歐盟登記了球孢白僵菌147菌株及NPP111B005菌株作為生物殺蟲劑。此外,還有些公司分別在美國(guó)及歐盟登記了其他的球孢白僵菌菌株作為生物殺蟲劑。

1.2.2 綠僵菌

諾維信生物農(nóng)業(yè)聯(lián)盟于2013年獲得了金龜子綠僵菌F52菌株作物生物殺蟲劑的美國(guó)登記,用于溫室中園藝植物和保護(hù)地蔬菜的害蟲的防治。愛利思達(dá)生命科學(xué)公司于2014年獲得了金龜子綠僵菌在日本的登記,用于害蟲的防治。

1.2.3 擬青霉

FuturEco 公司的玫煙色擬青霉Fe 9901菌株制劑于2013年獲得了歐盟的批準(zhǔn),用作生物殺線蟲劑。拜耳公司于2017年在希臘獲得了淡紫擬青霉251菌株作為生物殺線蟲劑的農(nóng)藥登記。

1.2.4 木霉

2010-2020年期間,有多種木霉被登記作為生物殺菌劑,主要包括Trichoderma asperelloides、T. gamsii、T.asperellum、T. atroviride、T. harzinum、T. viridae 及 T.stromaticum等。這些木霉的不同的菌株在美國(guó)、歐盟、加拿大及巴西等國(guó)家獲得批準(zhǔn),用于多種作物病害的防治。

1.2.5 其他真菌

美國(guó)Certis公司開發(fā)的玫煙色棒束孢制劑于2011年獲得了美國(guó)登記,用于防治蚜蟲、粉虱、薊馬及螨等。2010-2020年期間,以酵母菌作為微生物殺菌劑的研究開發(fā)受到廣泛重視,包括釀酒酵母、橄欖假絲酵母、普魯蘭出芽短梗霉及核果梅奇酵母等的多個(gè)菌株在歐盟、法國(guó)、意大利、比利時(shí)、澳大利亞及新西蘭等地獲得登記及上市,用于病害的防治或抗病激活劑。白粉寄生孢AQ10可以寄生白粉菌菌絲,于2018年獲得歐盟批準(zhǔn),用作生物殺菌劑。大伏革菌 Phlebiopsis gigantea VRA 1992菌株被BioForestTechnologies公司開發(fā)為生物殺菌劑,用于防治針葉樹根腐病,分別于2014、2016年獲得加拿大及美國(guó)農(nóng)藥登記。拜耳公司于2017年在歐盟登記了盾殼霉CON/M/91-08菌株制劑,用于油菜、萵苣等作物病害的防治。MBI公司開發(fā)的以白色麝香霉SA-13菌株為有效成分的微生物農(nóng)藥,于2015年獲得美國(guó)登記,該菌株可產(chǎn)生揮發(fā)性農(nóng)藥活性物質(zhì),可通過熏蒸作用防治農(nóng)田土壤中的線蟲及土傳真菌病害。巴西Rizoflora 公司開發(fā)的厚垣普奇尼亞菌PC10分離物制劑獲得了巴西登記,用于防 治棉花 、 玉米及大豆等作物的線蟲防治。International Animal Health Products開發(fā)的基于捕食性真菌Duddingtonia flagrans IAH 1297菌株的制劑作為生物殺線蟲劑獲得EPA農(nóng)藥登記,用于食草動(dòng)物的寄生線蟲的防治。Bee Vectoring Technologies開發(fā)的紅粉粘帚霉 CR-7菌株制劑于2019年獲得EPA農(nóng)藥登記,可利用蜜蜂為媒介進(jìn)行傳播來防治多種作物上的真菌性病害。澳大利亞生物除草劑公司開發(fā)的基于3種雜草病原真菌-Lasiodiplodia pseudothebromae NT039菌株、Macrophomina phaseolina NT094菌株及Neoscytalidiumnovaehollandiae QLS003菌株的生物除草劑于2019年獲得澳大利亞農(nóng)藥登記,用于防治牧場(chǎng)雜草。

1.3 病毒農(nóng)藥

1.3.1 昆蟲病毒

昆蟲病毒是一類重要的昆蟲病原微生物,在國(guó)外近10年新登記的微生物農(nóng)藥中占據(jù)了一定的比重。新登記的昆蟲病毒主要包括苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒、蘋果蠹蛾顆粒體病毒、棉鈴蟲核型多角體病毒、草地貪夜蛾核型多角體病毒、美洲棉鈴蟲及?；页嵋苟旰诵投嘟求w病毒等的一些新的株系。

1.3.2 噬菌體

Omnilytics 公司開發(fā)了基于番茄瘡痂病菌及丁香假單胞菌番茄致病變種野生噬菌體制劑,并以AgriPhage-CMMTM為商品名,分別于2011、2012年獲得美國(guó)及加拿大的農(nóng)藥登記,用于防治番茄細(xì)菌性莖干潰瘍病。日本大塚制藥株式會(huì)社開發(fā)的基于木質(zhì)部難養(yǎng)菌噬菌體的微生物殺菌劑,用于柑橘類作物上細(xì)菌性葉緣枯病的防治,于2019年獲得美國(guó)登記。

1.3.3 植物病毒

利用植物病毒弱毒株來誘導(dǎo)植物對(duì)植物病毒的交互抗性是植物病毒病生物防治的一種重要手段。Bio-OzBiotechnologies公司于2013年獲得了西葫蘆黃色花葉病毒弱毒株的歐盟登記,用于防治西葫蘆黃色花葉病毒病。歐盟、加拿大等批準(zhǔn)了多個(gè)鳳果花葉病毒的輕型分離株的農(nóng)藥登記,用于激活蕃茄的免疫系統(tǒng)反應(yīng),以抵抗強(qiáng)毒性的鳳果花葉病毒的侵染。而BioProdex公司開發(fā)的煙草輕型綠色花葉病毒于2014年獲得美國(guó)農(nóng)藥登記,作為生物除草劑,可觸發(fā)高敏性致死反應(yīng)來殺死牧草及林地中的熱帶刺茄。

02近年來我國(guó)新登記的微生物農(nóng)藥

近年來,隨著對(duì)食品安全、生態(tài)及環(huán)境的重視,我國(guó)新的微生物農(nóng)藥活性成分的登記也在加快。目前仍在有效期的微生物農(nóng)藥登記數(shù)量達(dá)到400余個(gè),其中近10年登記的微生物農(nóng)藥達(dá)到近270個(gè),特別是近幾年微生物農(nóng)藥新活性成分登記的數(shù)量在上升。

2.1 細(xì)菌農(nóng)藥

中國(guó)新登記的微生物農(nóng)藥中細(xì)菌農(nóng)藥占約70%,但其中很多是老品種,如蘇云金芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌等,但近年來也涌現(xiàn)了一些全新的細(xì)菌農(nóng)藥,部分活性成分為全球首例。中國(guó)農(nóng)科院植保所將對(duì)鞘翅目害蟲具有高活性的Cry3A蛋白的基因?qū)胩烊灰吧K云金芽孢桿菌G03菌株后構(gòu)建了工程菌株G033A,該菌株母藥及制劑通過武漢科諾公司生產(chǎn),其制劑登記用于馬鈴薯甲蟲、甘藍(lán)小菜蛾的防治,試驗(yàn)表明該菌株制劑對(duì)馬鈴薯甲蟲、黃曲條跳甲及小菜蛾等害蟲具有較好的防治效果。G033A制劑是我國(guó)第一個(gè)獲得農(nóng)藥登記的基因工程細(xì)菌殺蟲劑。武漢科諾2008年登記的蘇云金可濕性粉劑于2020年獲得登記變更,擴(kuò)大使用范圍,用于玉米草地貪夜蛾的防治。鎮(zhèn)江潤(rùn)宇生物科技開發(fā)的短穩(wěn)桿菌于2013年獲得農(nóng)藥登記,用于防治水稻、茶葉、蔬菜、棉花及煙草上的多種鱗翅目害蟲。長(zhǎng)沙艾格里公司于2019年登記了嗜硫小紅卵菌HNI-1懸浮劑用于防治番茄根結(jié)線蟲、花葉病毒病和水稻的稻曲病。中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用生態(tài)研究所開發(fā)的甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌BAC-9912菌株制劑于2016年獲得農(nóng)藥登記,用作生物殺菌劑,防治黃瓜灰霉病。浙江省桐廬匯豐生物科技有限公司開發(fā)的海洋芽孢桿菌制劑于2014年獲得農(nóng)藥登記,用于防治蕃茄青枯病和黃瓜灰霉病。寧國(guó)市百立德生物科技有限公司開發(fā)的堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌制劑于2014年獲得農(nóng)藥登記,用于防治黃瓜灰霉病。陜西美邦藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司開發(fā)的側(cè)胞短芽孢桿菌A60菌株制劑于2019年獲得農(nóng)藥登記,用于防治辣椒疫病。江蘇省蘇科農(nóng)化有限責(zé)任公司開發(fā)的解淀粉芽孢桿菌Lx-11菌株制劑于2019年獲得登記,用于防治水稻白葉枯病和細(xì)菌性條斑病。武漢科諾開發(fā)的Paenibacillus polymyxa KN-03菌株制劑于2018年獲得農(nóng)藥登記,用于防治蕃茄青枯病、黃瓜細(xì)菌性角斑病及小麥赤霉病。湖南省植保所開發(fā)的沼澤紅假單胞菌PSB-S制劑通過長(zhǎng)沙艾格里公司于2019年獲得農(nóng)藥登記,作為生物殺菌劑,用于防治辣椒花葉病毒病及水稻稻瘟病。

2.2 真菌農(nóng)藥

過去10年新登記的真菌農(nóng)藥大約占到總的微生物農(nóng)藥的20%,新的真菌農(nóng)藥以金龜子綠僵菌CQMa421、小盾殼霉CGMCC8325、盾殼霉ZS-1SB及寡雄腐霉為代表。金龜子綠僵菌CQMa421菌株由重慶大學(xué)篩選得到,對(duì)多種害蟲具有良好的防治效果,包括水稻、茶葉等作物的鱗翅目、鞘翅目及同翅目害蟲,由重慶聚立信生物工程有限公司開發(fā)成殺蟲劑,并獲得登記,該菌株的可分散油懸浮劑于2020年獲得擴(kuò)作登記,用于草地貪夜蛾的防治。盾殼霉ZS-1SB可濕性粉劑由湖北信風(fēng)作物保護(hù)有限公司于2019年登記,用于防治油菜菌核病。由無錫楗農(nóng)生物科技有限公司開發(fā)的小盾殼霉CGMCC8325可濕性粉劑于2016年獲得登記,用于防治油菜和向陽葵菌核病。寡雄腐霉在我國(guó)的登記比國(guó)外晚,捷克生物制劑股份有限公司于2013年獲得農(nóng)藥正式登記,用于防治番茄、水稻、煙草及蘋果樹等上的多種真菌及卵菌綱病害。

2.3 病毒農(nóng)藥

我國(guó)登記過去10年所登記的病毒農(nóng)藥主要是昆蟲病毒,包括棉鈴蟲核型多角體病毒、甜菜夜蛾核型多角體病毒及斜紋夜蛾核型多角體病毒等。其中新型昆蟲病毒為稻縱卷葉螟顆粒體病毒,揚(yáng)州綠源公司開發(fā)的以稻縱卷葉螟顆粒體病毒及蘇云金桿菌為有效成份的混配制劑于2018年獲得登記,用于防治水稻稻縱卷葉螟。

 

03微生物農(nóng)藥發(fā)展趨勢(shì)

3.1 政策層面將為微生物農(nóng)藥發(fā)展提供有力支撐

各國(guó)農(nóng)藥管理部門加強(qiáng)了對(duì)農(nóng)藥監(jiān)管,禁止高毒化學(xué)農(nóng)藥的使用,進(jìn)一步降低生物農(nóng)藥的登記門檻,從美國(guó)、歐盟、巴西及印度的生物農(nóng)藥登記來看,近年來的發(fā)展十分迅速。美國(guó)環(huán)保署通過改進(jìn)生物農(nóng)藥試驗(yàn)方法和降低數(shù)據(jù)要求,大幅減少了生物農(nóng)藥的登記時(shí)間和成本,開創(chuàng)了全球生物農(nóng)藥登記簡(jiǎn)化的先河,使得美國(guó)生物農(nóng)藥應(yīng)用的領(lǐng)先者。我國(guó)從2015年以來實(shí)施化肥農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng),要求至2020年減少化肥、農(nóng)藥使用量,化肥、農(nóng)藥用量實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng),這為生物農(nóng)藥,特別是微生物農(nóng)藥的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。2017年,新的《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》頒布實(shí)施,將進(jìn)一步降低生物農(nóng)藥產(chǎn)品的評(píng)審周期和登記費(fèi)用,對(duì)生物農(nóng)藥實(shí)行優(yōu)先評(píng)審等,以促進(jìn)生物農(nóng)藥行業(yè)的健康發(fā)展。

3.2 細(xì)菌仍將是微生物農(nóng)藥的主體

細(xì)菌作為一類重要的微生物農(nóng)藥的活性成分,其在微生物農(nóng)藥中一直占據(jù)著重要的地位。從國(guó)內(nèi)外近10年所登記的細(xì)菌農(nóng)藥來看,大量的新的微生物種類或具有新防治的對(duì)象不斷涌現(xiàn)。對(duì)美生物農(nóng)藥登記數(shù)據(jù)的分析表明,目前有效的微生物農(nóng)藥登記中,細(xì)菌占比超過50%,而從2010年至今新登記的微生物農(nóng)藥中,細(xì)菌的占比也超過了40%。盡管細(xì)菌的占比在下降,但其占比仍然高于真菌及病毒。由于細(xì)菌易于培養(yǎng),其農(nóng)藥活性評(píng)價(jià)相對(duì)容易,而且細(xì)菌農(nóng)藥的發(fā)酵生產(chǎn)工藝成熟,工業(yè)化生產(chǎn)成本可控,受到生物農(nóng)藥研發(fā)及生產(chǎn)單位的重視。真菌農(nóng)藥發(fā)酵周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本相對(duì)較高,病毒農(nóng)藥多以活體昆蟲培養(yǎng),產(chǎn)業(yè)化受到昆蟲規(guī)模飼養(yǎng)的制約。真菌及病毒農(nóng)藥的未來發(fā)展取決于其生產(chǎn)工藝的進(jìn)展。

3.3 大型跨國(guó)農(nóng)化企業(yè)的涉足將推動(dòng)微生物農(nóng)藥行業(yè)的發(fā)展

2012年左右,大型農(nóng)化企業(yè),如先正達(dá)、拜耳、巴斯夫等公司通過并購(gòu)重新涉足生物農(nóng)藥領(lǐng)域,這些跨國(guó)公司目前還在通過并購(gòu)進(jìn)一步做大做強(qiáng)生物農(nóng)藥,以豐富農(nóng)作物病蟲害防治的手段。而2020年,先正達(dá)公司戰(zhàn)略收購(gòu)意大利瓦拉格羅公司,美國(guó)先鋒公司收購(gòu)生物制品公司阿坤納斯。而這些也表明了跨國(guó)農(nóng)化企業(yè)對(duì)生物農(nóng)藥的堅(jiān)定信心,生物農(nóng)藥,特別是微生物農(nóng)藥具有光明的前景。依托這些大型跨國(guó)農(nóng)化企業(yè)強(qiáng)大的技術(shù)創(chuàng)新能力、市場(chǎng)化能力,可以預(yù)計(jì),未來5年,微生物農(nóng)藥行業(yè)將會(huì)持續(xù)發(fā)展,其市場(chǎng)份額可能會(huì)達(dá)到70~80億美元。

3.4 以MBI為代表的中小型企業(yè)將使微生物農(nóng)藥行業(yè)保持活力

生物農(nóng)藥,特別是微生物農(nóng)藥的研究開發(fā)投入相對(duì)較低,中小型企業(yè),特別是一些創(chuàng)新型企業(yè)可在微生物農(nóng)藥領(lǐng)域與大型跨國(guó)農(nóng)化企業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),而且這些中小型創(chuàng)新企業(yè)依托其在特定領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì),開發(fā)了許多新型微生物農(nóng)藥品種。美國(guó)MBI公司是創(chuàng)新型企業(yè)的代表。而一些從事植物微生物組的初創(chuàng)公司,如美國(guó)的Indigo Ag、AgBiome和中國(guó)的慕恩生物等,受到了資本的青睞,他們分別通過了D輪、C輪及Pre-A輪融資,分別達(dá)到2.02億美元、6500萬美元及6000萬元人民幣。這些初創(chuàng)公司都通過致力于基于微生物組的作物保護(hù)產(chǎn)品的開發(fā),AgBiome公司開發(fā)的基于綠針假單胞菌AFS009菌株的微生物殺菌劑于2017年獲得了美國(guó)環(huán)保署的批準(zhǔn)。這些初創(chuàng)公司開發(fā)的一些基于微生物組的種子處理劑也表現(xiàn)了良好的防病促生效果。基于技術(shù)創(chuàng)新的中小型企業(yè)將使微生物農(nóng)藥行業(yè)保持活力。

04
啟示與展望

 

近10年來,特別是“十三五”以來,中國(guó)生物農(nóng)藥的發(fā)展較為迅速,微生物農(nóng)藥得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。我國(guó)農(nóng)藥登記政策的改變,推動(dòng)了生物農(nóng)藥行業(yè)的發(fā)展,新登記的生物農(nóng)藥(含微生物農(nóng)藥)在新登記農(nóng)藥中的占比在上升。但從我國(guó)微生物農(nóng)藥研究開發(fā)的現(xiàn)狀來看,微生物農(nóng)藥的研究主體仍然是高校與科研院所,微生物農(nóng)藥研究開發(fā)投入相對(duì)不足,而微生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模一般較小,缺乏支撐微生物農(nóng)藥研究開發(fā)的能力與水平。從近10年我國(guó)生物農(nóng)藥登記情況來看,絕大部分仍為中小企業(yè)所登記,很少有大型農(nóng)藥集團(tuán)涉足生物農(nóng)藥,特別是微生物農(nóng)藥,這與國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)不相符。以高校和科研院所為主的微生物農(nóng)藥的研究重點(diǎn)針對(duì)微生物農(nóng)藥資源及相關(guān)的基礎(chǔ)研究,研究與產(chǎn)業(yè)需求存在一定的脫節(jié),也制約了微生物農(nóng)藥的產(chǎn)業(yè)化。

生物農(nóng)藥,特別是微生物農(nóng)藥是高值農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不可或缺的生產(chǎn)資料,具有重要的生態(tài)、環(huán)境及社會(huì)效益,未來10~20年將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。中國(guó)具有豐富的微生物資源,在微生物農(nóng)藥研究開發(fā)方面也形成了自己的特色。為推動(dòng)我國(guó)微生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我們認(rèn)為需要從以下幾個(gè)方面著手。

1)加大對(duì)新型生物農(nóng)藥研究開發(fā)的支持力度。目前,國(guó)家對(duì)生物農(nóng)藥的研究開發(fā)的支持主要是通過國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃相關(guān)專項(xiàng)資助,從支持的力度來看相對(duì)較弱,而生物農(nóng)藥企業(yè)規(guī)模較小,缺乏自主創(chuàng)新的能力。以企業(yè)為主的生物農(nóng)藥自主創(chuàng)制目前條件還不成熟,建議從國(guó)家層面,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)生物農(nóng)藥的研究開發(fā)的資助力度。

2)微生物農(nóng)藥的創(chuàng)制要面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要,以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向。重點(diǎn)針對(duì)重大病蟲害,特別是重要難防的農(nóng)作物病蟲害,加強(qiáng)微生物農(nóng)藥資源收集、評(píng)價(jià),通過建立高通量的篩選方法,加速微生物資源篩選,從微生物資源快速挖掘農(nóng)藥活性菌種資源,為新型微生物農(nóng)藥的創(chuàng)制提供支撐。加強(qiáng)微生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究,降低微生物農(nóng)藥的生產(chǎn)成本,減少生產(chǎn)過程的廢棄物排放。

3)加強(qiáng)微生物農(nóng)藥活性相關(guān)的基因資源、化合物資源的挖掘及新型農(nóng)藥活性微生物次生代謝產(chǎn)物的生物合成機(jī)制研究,為高活性基因工程微生物農(nóng)藥的構(gòu)建及基于微生物天然產(chǎn)物的超高效綠色農(nóng)藥的創(chuàng)制提供支撐。

4)加強(qiáng)作物及土壤微生物組的研究。弄清作物及土壤微生物組中在農(nóng)田土壤改良、提升作物對(duì)非生物逆境及病蟲害的抗性等中發(fā)揮核心作用的微生物類群,開發(fā)合成微生物菌群制劑,為作物保護(hù)提供創(chuàng)新產(chǎn)品,并為農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展提供新的解決方案。