RNA杀菌剂：“鱼与熊掌”可兼得

传统农业杀菌剂是鱼与熊掌把双刃剑，在提升农业经济效益的菌剂同时，也会带来潜在的可兼环境污染和健康风险。如何改变这一现状？既能保障粮食安全，鱼与熊掌又能实现环境友好的菌剂RNA杀菌剂应运而生，成为第三次农药革命的可兼核心产品。

近日，鱼与熊掌上海交通大学农业与生物学院首席研究员唐雪明团队在国际期刊《现代农业化学》在线发表了题为《植物病原菌中喷雾诱导的菌剂基因沉默：机制、应用和进展》的可兼综述文章，系统介绍了外源喷雾诱导基因沉默用于植物病原菌防治的鱼与熊掌研究，对RNA杀菌剂的菌剂作用机制、创制方式和应用前景进行了全面梳理，可兼并对其实际应用提出了建设性解决方案。鱼与熊掌

针对真菌病害的菌剂“靶向药”

植物病原菌是造成植物病害的主要原因之一。这类微生物专门寄生于植物体内，可兼破坏植物的生长发育，导致经济作物减产甚至死亡。

目前，农业生产中植物病原菌的防治主要依靠化学杀菌剂，但因其使用时间长、范围广等，导致药物残留、抗药性等负面问题频发。RNA杀菌剂具有高度的特异性和环境友好性，有望为防控植物病原菌提供绿色解决方案。

RNA杀菌剂是一种利用RNA干扰技术来抑制或杀死特定病原菌的新型杀菌剂。RNA干扰是一种真核生物体内自然存在的基因沉默机制。该机制通过双链RNA分子特异性结合同源mRNA，导致mRNA被核酸酶降解，从而抑制特定基因的表达。

“采用RNA干扰的方式进行病原菌防治，是针对真菌病害的‘靶向药’，也是解除作物农药抗药性的‘特效药’。”唐雪明解释，在RNA杀菌剂中，设计合成的特定双链RNA分子能够与病原菌的mRNA序列互补配对并触发其降解，导致病原菌无法产生某些关键蛋白，进而抑制其生长或导致其死亡。这也是施用RNA杀菌剂不易产生抗性的根本原因。

生物安全性、环境友好性是RNA杀菌剂的突出优势。“双链RNA分子的设计，仅作用于特定病原菌，对人体及其他非靶标生物无毒害。其生产过程清洁化，而且在土壤和水流中72小时内即可降解。”唐雪明补充说。

此外，RNA杀菌剂在农田应用后，很容易被降解成植物肥料。这些植物肥料会被作物再次吸收利用，对农作物和环境都极为友好，可谓“化作春泥更护花”。

创新成果应用潜力巨大

目前，国内外RNA杀菌剂的防治对象主要有引起枯萎病的镰刀菌、引起灰霉病的葡萄孢菌、引起茎腐病的菌核病菌等。

以烟草花叶病毒为例，它会导致植株畸形病变、矮化，甚至死亡，而且防治较为困难，烟草及其他茄科植物都深受其害。

2021年，唐雪明创立的硅羿科技（上海）有限公司（以下简称“硅羿科技”）研发出了烟草花叶病毒RNA核酸干扰素，成为我国第一个进入登记测试阶段的RNA杀菌剂。目前，该RNA杀菌剂田间测试展现出良好的防治效果，能够有效应用于已被病毒侵染的植株，减少生产过程中因烟草花叶病毒感染造成的巨大经济损失。

“一般而言，开发一种新的化学杀菌剂需要合成十几万个化合物，耗资巨大且历时良久，但病原菌仅2年左右即可对其产生抗性。相比之下，我们团队研发的RNA杀菌剂根据特定基因定制开发，无需对基因进行海量匹配与筛选，历时较短且研发成本更低，植物也不易产生抗性。”唐雪明团队成员、上海交通大学农业与生物学院副研究员黄艳娜介绍。

除了烟草花叶病毒RNA核酸干扰素外，国内外还研发了诸多种类的RNA杀菌剂。如美国绿光公司研发的防治葡萄灰霉病的RNA杀菌剂和硅羿科技研发的防治核盘菌的RNA杀菌剂，目前正处在田间小试阶段；中国农业大学研发的防治辣椒疫霉的RNA杀菌剂，在室内生测试验中的效果非常显著。

这些创新成果未来在精准农业、绿色防控、节能减排中将发挥巨大作用。

运用新技术应对研发挑战

随着研究的深入和生产成本的降低，RNA杀菌剂有望在农业、园艺以及公共卫生领域得到广泛应用，为病害防治提供新的解决方案，并为全球粮食安全和环境保护作出贡献。

“虽然RNA杀菌剂的应用前景十分广阔，但国内外基于RNA杀菌剂的研发多处于室内生测试验阶段，仍面临不少挑战。”唐雪明对此提出了一些建设性的解决方案：如在产品研发过程中，应用生物信息技术和人工智能算法等，可加速产品研发进程；利用合成生物学技术可降低RNA杀菌剂产品的研发和生产成本；创制高效能的递送载体可以帮助RNA杀菌剂更快更好地抑制病原菌繁殖，或进入病原菌体内发挥作用。

当前，RNA杀菌剂的研发和推广正在国家主管部门的指导下有序进行。唐雪明认为，RNA杀菌剂要想进一步推广应用，还需对产品性质、理化性质等方面的评审框架及原则进行更加科学的界定和规范。