根據《中國專利獎評獎辦法》的規定，國家智慧財産權局和世界智慧財産權組織決定授予“蒽醌衍生物作為防治植物病害農藥的應用”第十七屆中國專利金獎。這是湖北省農業科學院喻大昭研究員團隊繼獲2014年度國家科技進步二等獎之後，又獲一項國家級獎項殊榮。

　　大量使用化學農藥造成環境和農産品污染，影響農産品出口，同時導致有害生物抗藥性，從而使其更加猖獗危害。生物農藥的開發應用是解決上述問題的有效途徑之一，植物源農藥是生物農藥開發的一個重要方向。我國植物種類繁多、資源豐富，植物源農藥開發具有很好的物質基礎。喻大昭研究員認為，植物天然次生物在植物體中廣泛存在，植物病原菌的寄主範圍是植物和病原物協同進化的結果，異源植物的某些次生物質可能是另外一些作物抵禦病原物侵襲的屏障，這些異源植物次生物也就可能用來開發為農藥從而應用於農作物病蟲害防控的實際。基於該理論，喻大昭研究員及團隊另辟蹊徑，以糧食、經濟、蔬菜作物的白粉病、霜霉病、稻瘟病、灰霉病、煙草花葉病毒病等為靶標，採用活性跟蹤法，從34科63種植物中分離純化得到大量具有殺菌活性的次生物，在高通量篩選的基礎上，國內首次發現了天然蒽醌化合物對植物病原菌具有活性，申請並獲得國內發明專利。該類物質的殺菌活性的發現，豐富了農用殺菌活性物質庫。

　　當發現活性物質後，喻大昭團隊研究了蒽醌類活性化合物結構與活性之間的關係，該研究一方面可以明確決定活性的最關鍵的基團，另一方面可以該物質為先導化合物進行結構改造從而衍生獲得更高活性的物質。通過研究，喻大昭團隊發現不同天然蒽醌化合物對植物病原真菌的生物活性具有較大差異，蒽醌化合物分子結構中羥基的存在是其具有活性的前提，甲氧基的位置與活性高低關係密切；併發現蒽醌化合物之間具有協同增效殺菌作用。該研究為有效提高天然蒽醌類化合物殺菌劑活性奠定了理論基礎。同時，也為産品品質控制提供了保障。

　　除明確了蒽醌類化合物具有殺菌劑，還要探明蒽醌化合物為什麼和如何起殺菌作用的。喻大昭團隊通過組織病理學染色機理研究表明，蒽醌類化合物抑制白粉病菌分生孢子萌發和附著胞形成，使附著胞畸形，不能産生吸器。利用基因晶片方法發現，蒽醌類化合物大黃素甲醚在噴施作物後，作物受藥部位的抗菌硫堇蛋白表達量顯著提高。喻大昭指出，象白粉病這類易産生抗藥性的病害，一般作用位點單一的化學藥劑在大田使用幾年後，防治效果就開始下降，即病原菌對該藥劑産生了一定程度的抗藥性。而喻大昭團隊通過連續測定15代白粉菌對藥物的敏感性顯示，病原菌在大黃素甲醚的選擇壓力下的敏感性並未發生變化，不存在抗藥性風險。上述結果表明天然蒽醌類化合物殺菌機理不僅是對植物病原真菌有直接抑製作用，同時還能激活植物主動免疫系統。該研究為植物抗病誘導劑的開發提供了新的思路；大黃素甲醚是白粉菌抗藥性産生而失效的化學殺菌劑的理想替代産品。

　　儘管蒽醌化合物活性很高，但這些物質是從大黃、虎杖等蓼科植物中直接提取獲得，含量極低且難溶于水，工業化生産和應用存在困難，成為一大瓶頸。喻大昭團隊通過多次探索，研究出了超聲萃取三級連續提取、濃縮工藝，該工藝可一次性從大黃素甲醚含量在0.1%以下植物原料中製成含量達8.5%的母藥，從而大大提高了蒽醌化合物的提取效率，成功克服了難獲得高含量蒽醌化合物這一難題；通過創新製劑加工工藝，添加無機助溶劑，使蒽醌化合物完全溶于水而實現劑型水劑化，從而攻克了蒽醌化合物因水溶性極差難製成水劑製劑又一工藝難題。蒽醌化合物製成水劑劑型，既保證活性充分發揮，又大幅提高了殺菌效果，還避免了使用有毒有機溶劑，保證了製劑的環境友好和低毒特性，符合當前綠色環保時代需求。

　　以該專利為基礎，以蒽醌類化合物大黃素甲醚為標記物，通過創新提取和製劑工藝，喻大昭團隊自主創制了0.5%和0.1%大黃素甲醚水劑，8.5%大黃素甲醚母藥等系列蒽醌類殺菌劑産品，並於2008年在內蒙古清源保生物科技有限公司實現産業化生産。天然蒽醌化合物殺菌劑具有品質穩定、高效、廣譜、持效長、低毒、低殘留、環境友好、病原菌産生抗藥性風險低等特點，防病效果優於常用化學殺菌劑，被列入國家星火計劃重大項目推廣産品，並獲歐盟ECOCERT有機認證，顯著提高了我國農産品國際貿易競爭力，是國內外植物源殺菌劑的新標桿，推動了我國植物源農藥開發與應用的技術進步。此外，天然蒽醌化合物殺菌劑的生産原料可在沙漠、貧瘠土地種植，推動了貧困地區農村産業結構調整，帶動植物源農藥原材料種植業發展，為農民致富提供了新途徑。

　　目前，天然蒽醌類化合物殺菌劑産品在山東、湖北、湖南、雲南、天津、內蒙古等省市廣泛用於果蔬真菌病害的防治，並遠銷義大利、以色列、南韓、印度、菲律賓等國家，累計應用面積達2116萬畝，創造經濟效益43億元。

　　相關連結喻大昭，湖北省農科院院長，研究員，國家小麥産業技術體系崗位科學家。1982年大學畢業後一直從事農作物重大病蟲害綜合防控技術研究，曾赴日本神戶大學、荷蘭瓦赫寧根大學、英國倫敦大學進行學習訪問，獲荷蘭瓦赫寧根大學博士學位。因在小麥白粉病的流行規律和綜合防控技術研究上成績突出，于1992年和1996年分獲湖北省科技進步二等獎，1998年獲國家科技進步三等獎。在我國首次發現和創制了天然蒽醌類植物源殺菌劑——大黃素甲醚，顯著促進了我國植物源農藥産業的發展，于2008年獲湖北省技術發明一等獎；2014年度國家科技進步二等獎“新型天然蒽醌化合物農用殺菌劑的創制及其應用”的第一完成人。

　　（楊立軍 王新華）