获奖情况:中国国际大学生创新大赛(2024)国赛高教主赛道 / (研究生)创意组金奖
项目名称:智药安农——全球首个面向农业病虫害防治的农药信息学平台
参赛队员:吴尚、马清清、金方茹、王瑞兰、李燕、吴焕、杨宏贵、王建、韩白雪、李欣、黄媛琴、陈东雨、杨涛、潘成丽
指导老师:宋润江、宋宝安、刘魁、张建、胡德禹、郝格非
团队简介:团队由绿色农药全国重点实验室农药学、有机化学、资源利用与植物保护专业的14名硕士和博士生组成。多学科交叉,专业互补,为项目的成长提供专业技术支撑。宋宝安院士和宋润江教授领衔的专家团队为项目落地保驾护航。团队针对核心技术和产品申请发明专利17项,发表SCI一区论文26篇,登记软件著作2项,夯实技术壁垒。
贵大新闻网讯(学生记者 曾兰乔)秋收稻谷金黄遍,冬藏五谷喜满仓。在中国,水稻不仅是食物,更是文化、经济和社会发展的缩影。它是中国古代农业文明的重要基石,早在约7000年前的河姆渡文化时期,中国就已经开始种植水稻了,但虫害问题一直存在。其中,二化螟(俗名钻心虫,蛀心虫、蛀秆虫等)是我国水稻危害最为严重的常发性害虫之一,水稻在分蘖期受害造成枯鞘、枯心苗,在穗期受害造成虫伤株和白穗,每年发生面积高达2亿余亩次,可导致减产3成以上,被中国农业农村部列为10种一类农作物虫害之一,堪称“水稻杀手”。
目前,二化螟对以氯虫苯甲酰胺为代表的主流药剂均已产生严重的抗药性,加之现有主流药剂的高毒高风险问题,环境风险将会加剧。基于二化螟的严峻现状,贵州大学宋宝安院士与宋润江教授决意面向国家需求,创制一款绿色、高效和作用机制新颖的新型二化螟防治药剂,助力破解防治难题,并带领贵州大学绿色农药全国重点实验室“螟”终注“啶”团队开启了长达8年的探索之旅。在导师宋润江教授和郝格非教授的指导下,团队基于农药信息学平台成功开发出一款高效低毒的介离子类二化螟防治药剂 “噁唑虫嘧啶”。
“我从小在农村长大,整地、育苗、除草除虫、施肥、灌排水、收割和贮存这些环节我也跟着家里年复一年地做过,深知农民的艰辛与被虫害侵蚀的无力。”项目负责人吴尚说。2016年《农民日报》报道二化螟危害庞大且详实的数据深深刺痛了他,于是他坚定地选择了农药学专业并申请了硕博连读,开始了长达8年的农药研究之路。
为了攻克二化螟对主流药剂的抗性难题,团队利用新靶标烟碱型乙酰胆碱受体和新结构介离子化合物巧妙破解;针对主流药剂的环境风险问题,团队通过将天然产物结构引入介离子母体的骨架跃迁策略和利用CHEMFREE毒性预测平台提高产品安全性,室内毒力验证结果表明“噁唑虫嘧啶”与现有二化螟主流防治药剂均无交互抗性,环境影响检测结果也表明其对蜜蜂等非靶标生物低毒。
“我们不是待在实验室做一些理论上的假设,而是真的进行了很多的走访与实操,做能解决问题的有用的科研。”团队成员马清清认真地说道。
在进行了充足的理论准备之后,团队进行田间调研3年,田间试用2年,走访了贵州省、湖南省、湖北省、浙江省等6个省份,调研了4000余亩稻田的虫害问题及防治现状。在贵州省惠水县、榕江县、六枝特区和湖南省长沙县等省市的田间应用结果表明,噁唑虫嘧啶对田间二化螟的平均防治效果在85%以上,同期试药防效比市面多30%,助力每亩水稻增产大于20%,显著优于对照药剂氯虫苯甲酰胺,且可有效防治抗性二化螟,能大幅降低农药施用量,具有广阔的市场前景。
以今年为例,为更新数据库与钻研产品提升的新方向,学校搭建的平台也为农药研究做好了“后勤保障”,于今年6月在六枝建设了占地100亩的试验田,辅之榕江县、惠水县两处试验区。为了保证没有其他因素的影响,在可控的田内获取准确数据,团队依次前往三地,在试验田参与全程的水稻种子处理及苗期管理、移栽、插秧、施肥等。
“印象比较深刻的是我们光着脚插秧,因为穿水鞋的话会粘在里面很难拔出来,很影响效率。每脚踩下去都是未知,不知道会踩到啥,里面可能会有蚂蟥,小碎石子。”马清清笑着分享他们的故事。
“而且里面还有上一季遗留下来的稻茬,也可能会划伤。结束一天的劳作回去休息的时候,裸露的皮肤都被晒脱皮了,碰到就特疼。”吴尚补充道。
一犁耕破润泽土,万亩稻香飘四野。今年9月末,随队指导老师宋润江带团队到六枝联合试验点验收,宋宝安院士邀请湖北省农科院、贵州省农业农村厅、贵州省农科院等高校及多家科研院所的院士、专家到场观摩。把农民自防田与空白田作为对比,检验使用新药剂后对水稻全生育期二化螟的田间防治效果,并以收割相同面积的联合防治田、农民自防田、空白田水稻通过称重对比计算增产率,结果显示试验田增产效果喜人。
“我们其实更专注做研发,所以打国创赛这种商业赛其实是不擅长的,这次比赛是我们的产品历经8年研发首次登台亮相,为了不辜负大家没日没夜地深耕,我们通过文献查找、教师访谈等多种方式来恶补商业板块的知识,毕竟我们希望产品真真正正落地的,”项目负责人吴尚表示,“我们不是为赛而赛,只是有这个比赛,我们刚好认真参加,我们真正想做的还是做好低毒的农药,为水稻防治和增产事业添砖加瓦,为中国人的饭碗装好中国粮助力,所以国创赛算是我们此程中的一个令人开心的小插曲。”
贵州大学绿色农药全国重点实验室教授、项目指导老师宋润江认为,这是结构全新、作用机制独特的药物,效果确实显著。和同学们一样,宋老师希望加紧药物登记的工作,尽快将它推向市场,走出试验田,真正为更多人服务。他认为,本次比赛不仅是一场创新的竞技,更重要的是在备赛过程中锻炼了同学们学思践悟、将理论知识运用到田间地头、真正解决实际问题的能力。
贵州大学“螟”终注“啶”团队用实际行动诠释了科技创新的力量,为解决水稻病虫害问题提供了新的思路和方法,相信在导师的悉心指导与团队的不断努力下,噁唑虫嘧啶将更好地服务于农业生产,为中国人的饭碗装满中国粮贡献力量。
编辑:庞爱忠 张蝉
责编:李旭锋
编审:丁龙