国内外植调剂研究进展

1、国内外植调剂研究进展国内外植调剂研究进展段留生段留生教育部植物生长调节剂工程中心教育部植物生长调节剂工程中心中国农业大学作物化学控制研究中心中国农业大学作物化学控制研究中心一、国际植调剂发展现状一、国际植调剂发展现状1. 1. 总体情况总体情况 全球农药年销售额徘徊在全球农药年销售额徘徊在300300亿美元，植调剂亿美元，植调剂份额份额占占5%5%（我国（我国3%3%），以，以10%10%速度增长速度增长 美国美国epaepa批准登记植调剂成分批准登记植调剂成分2020多种、品种多种、品种200200多个，销售额占生物农药多个，销售额占生物农药20%20%以上以上 国际农化巨头纷纷涉足植调剂业

2、务，不断并国际农化巨头纷纷涉足植调剂业务，不断并购专业公司购专业公司20092009年全球农药年全球农药1010强销售排行强销售排行排名排名公司名称公司名称总销售额（百万美元）总销售额（百万美元）植调剂业务植调剂业务1 1syngentasyngenta8 4918 491yesyes2 2bayerbayer8 7388 738yesyes3 3basfbasf5 0855 085yesyes4 4dowdow4 5374 537yesyes5 5monsantomonsanto4 4274 427unkownunkown6 6dupontdupont2 4862 486unkownunko

3、wn7 7nufarmnufarm2 1212 121yesyes8 8maimai2 0422 042yesyes9 9sumitomo chemicalsumitomo chemical1 4051 405yesyes1010arysta lifesciencearysta lifescience1 0881 088yesyes syngentasyngenta：抗倒酯、氟节胺抗倒酯、氟节胺 bayerbayer：棉花脱叶剂（环丙酸酰胺、噻苯隆、脱叶棉花脱叶剂（环丙酸酰胺、噻苯隆、脱叶磷、乙烯利等）磷、乙烯利等） basfbasf：调环酸钙、二氢赤霉素调环酸钙、二氢赤霉素 dowdow：1

4、- 1-甲基环丙烯（甲基环丙烯（20082008并购并购rohm hassrohm hass） nufarmnufarm：单氰胺等单氰胺等 maimai：过专利保护期农化公司过专利保护期农化公司 sumitomo chemicalsumitomo chemical：并购并购valent biosciences valent biosciences ，包括，包括avgavg等等 arysta lifesciencearysta lifescience：复硝酚钠，并购复硝酚钠，并购asahi chemicalsasahi chemicals) )2. 2. 创制技术快速发展，分子设计取得突破创制技

5、术快速发展，分子设计取得突破 化学调节剂面临食品安全挑战，化学调节剂面临食品安全挑战，生物调节剂生物调节剂成为新宠（成为新宠（生物源或仿生结构；生物源或仿生结构；分子靶分子靶标明确；标明确；毒性低微，环境安全）毒性低微，环境安全） 靶标发现和分子设计靶标发现和分子设计技术广泛应用于植调剂技术广泛应用于植调剂创制，大幅度提高效率创制，大幅度提高效率 美国设计研发出乙烯受体竞争结合抑制剂美国设计研发出乙烯受体竞争结合抑制剂1- 1-甲甲基环丙烯（基环丙烯（1-mcp1-mcp）；美国科学家用化学基因）；美国科学家用化学基因学方法，开发学方法，开发模拟脱落酸模拟脱落酸作用的种子萌发抑作用的种子萌发抑

6、制剂（制剂（park sy et alpark sy et al，20092009）植调剂分子靶标研究进展植调剂分子靶标研究进展 生长素受体生长素受体tir1tir1蛋白蛋白 赤霉素合成抑制剂及赤霉素合成抑制剂及gidgid蛋白蛋白 脱落酸脱落酸pyr/pylpyr/pyl家族蛋白与家族蛋白与pyrabactinpyrabactin 乙烯合成抑制剂与作用抑制剂乙烯合成抑制剂与作用抑制剂tir1/afbtir1/afb（生长素受体）（生长素受体）武维华，武维华，植物生理学植物生理学/2008xu tan et al, nature/2007tir/tir/生长素晶体解析生长素晶体解析生长延缓剂（

7、生长延缓剂（gaga生物合成）生物合成）wilhelm r. et al, annu. rev. plant physiol./2000赤霉素受体信号转导赤霉素受体信号转导何祖华，等植物生理学通讯何祖华，等植物生理学通讯/2010赤霉素与受体分子识别机制赤霉素与受体分子识别机制kohji murase et al, nature/2008yue ma et al, science, 2009 sang-youl park et al, science, 2009ping yin et al, nature structur and molecular biology, 2009脱落酸受体脱落酸

8、受体pyl pyl nieng yan et al, j. biological chemistry/2010基于脱落酸受体基于脱落酸受体pylpyl的分子设计的分子设计参考参考 武维华武维华植物生理学植物生理学/2008乙烯生物合成与调控乙烯生物合成与调控乙烯合成抑制剂乙烯合成抑制剂avg，aoa乙烯作用抑制剂乙烯作用抑制剂ag+，stsdacp，nbd1-mcp1-mcp主要新品种主要新品种1-mcp1-mcp 与乙烯受体结合（优先，不可逆），阻止内源和与乙烯受体结合（优先，不可逆），阻止内源和外源乙烯的结合，抑制其所诱导的与果蔬、花卉外源乙烯的结合，抑制其所诱导的与果蔬、花卉等园艺作物后

9、熟或衰老相关生理生化反应等园艺作物后熟或衰老相关生理生化反应 19981998年申请美国专利年申请美国专利 19991999年获年获epaepa登记（登记（rohm & hassrohm & hass, dow, dow） smartfreshsmartfreshtmtm（果品，（果品，0.52.0 mg/m0.52.0 mg/m3 3） ethylblocethylbloctmtm（花卉，（花卉，0.51.5mg/kg0.51.5mg/kg） 3.3%3.3%微囊粒剂（专用气体发生器）、微囊粒剂（专用气体发生器）、0.14%0.14%微囊粒微囊粒剂、剂、0.014%0.014

10、%微囊粒剂（包装箱）、微囊粒剂（包装箱）、0.63%0.63%片剂片剂相关专利相关专利 us 6017849, us 20020043730, us 20050261131us 6017849, us 20020043730, us 20050261131 cn 1711836acn 1711836a：变性淀粉和分子筛包结：变性淀粉和分子筛包结 zl 200610042683.2zl 200610042683.2：常压鼓泡，：常压鼓泡，- -环糊精环糊精+ +淀粉淀粉 cn 101416658cn 101416658：改性淀粉：改性淀粉+ +环糊精环糊精 zl 200610069625.9zl

11、 200610069625.9：醇吸收，低温保存：醇吸收，低温保存 200710148222.8200710148222.8：可供喷雾的水剂：可供喷雾的水剂 200810129621.4200810129621.4：可供喷雾的油悬浮剂：可供喷雾的油悬浮剂 cn 101715760acn 101715760a：可供喷雾的乳油：可供喷雾的乳油invinsainvinsatmtm 作物逆境保护，适用于水稻、玉米、小麦、棉花作物逆境保护，适用于水稻、玉米、小麦、棉花和大豆等作物和大豆等作物 适度高温与干旱胁迫适度高温与干旱胁迫下，玉米增产下，玉米增产5%15%5%15% 与与syngentasynge

12、nta合作，进行后期研发与全球市场推广合作，进行后期研发与全球市场推广主要新品种主要新品种调环酸钙调环酸钙 专一作用于专一作用于2- 2-氧代戊二酸酯依赖的加二氧酶，抑氧代戊二酸酯依赖的加二氧酶，抑制赤霉素生物合成中的制赤霉素生物合成中的3 -3 -羟基化，用于禾本科羟基化，用于禾本科作物控制生长（草坪）作物控制生长（草坪）, ,结构、活性与抗倒酯类似结构、活性与抗倒酯类似（环己二酮羧酸衍生物）（环己二酮羧酸衍生物） 19831983年年kumiai chemicalkumiai chemical合成，专利合成，专利ep 0123001ep 0123001，20002000年年basfbasf

13、获得美国获得美国epaepa登记（登记（apogeeapogee） 但其但其吸收利用率较低，控制作用较弱，成本较高吸收利用率较低，控制作用较弱，成本较高；basfbasf公司专利（公司专利（wo 2011012495 wo 2011012495 ，20112011） 近几年近几年国内国内调环酸、抗倒酯调环酸、抗倒酯获登记获登记主要新品种主要新品种二氢赤霉素二氢赤霉素 抑制赤霉素生物合成途径中的抑制赤霉素生物合成途径中的双加氧酶活性双加氧酶活性（3-羟羟基化），抑制基化），抑制ga1合成合成 禾本科作物最具生物活性的生长延缓剂禾本科作物最具生物活性的生长延缓剂，每公顷，每公顷20g可防止倒伏，对

14、其他作物活性较弱或基本没有活性。可防止倒伏，对其他作物活性较弱或基本没有活性。 需要以需要以ga3为原料，成本较高，未进行商品化为原料，成本较高，未进行商品化主要新品种主要新品种环丙酰胺环丙酰胺 乙烯释放促进剂乙烯释放促进剂，用于棉花催熟脱叶，用于棉花催熟脱叶 bayer获美国获美国epa登记登记（98.5%原药，原药，1997；与乙；与乙烯利混剂，烯利混剂，1997/1999 / 2002；与甲哌鎓混剂，；与甲哌鎓混剂，2005；18% sc ，2007；2.8%sc，2007 ） 相关专利有相关专利有us 20080076665（bayer ，2008）和）和bg 105263（avent

15、is，2001 ，防止苹果提前落果，防止苹果提前落果并提高果品质量并提高果品质量其他新机制植调剂其他新机制植调剂 单氰胺（单氰胺（植物休眠终止剂）植物休眠终止剂），抑制植物体内过氧，抑制植物体内过氧化氢酶活性，加速氧化磷酸戊糖循环，刺激作物化氢酶活性，加速氧化磷酸戊糖循环，刺激作物生长（生长（nufarmnufarm，宁夏大荣），宁夏大荣） 激活蛋白、氨基酸激活蛋白、氨基酸 寡糖（分子尺降解技术）寡糖（分子尺降解技术）3. 3. 重组微生物与发酵工程技术应用重组微生物与发酵工程技术应用 利用分子生物学技术，构建利用分子生物学技术，构建代谢捷径型基因工程代谢捷径型基因工程菌菌，提高生物调节剂产量

16、、效率，降低发酵周期，提高生物调节剂产量、效率，降低发酵周期和生产成本，已成为生物调节剂的主要来源和生产成本，已成为生物调节剂的主要来源 赤霉素、脱落酸赤霉素、脱落酸等工业化发酵生产，推动了生物等工业化发酵生产，推动了生物调节剂的农业应用调节剂的农业应用 具有抗逆诱导功效的具有抗逆诱导功效的生物调节剂冠菌素生物调节剂冠菌素（cor）高效发酵生产，已经完成中试高效发酵生产，已经完成中试4. 4. 制剂开发制剂开发新材料、新技术应用新材料、新技术应用 生物调节剂生物调节剂易代谢或失活，易受光照、温度等易代谢或失活，易受光照、温度等环境影响环境影响（脱落酸、赤霉酸、吲哚乙酸等）（脱落酸、赤霉酸、吲哚

17、乙酸等） 纳米乳剂、微胶囊剂、纳米乳剂、微胶囊剂、分子包合（分子包合（1-mcp）、介孔载药（二氧化硅）等介孔载药（二氧化硅）等 抗光敏材料、耐温材料等抗光敏材料、耐温材料等5. 5. 生产应用生产应用满足多种需求满足多种需求 高产、高效和提高生产效率高产、高效和提高生产效率 增强抗病抗逆性、提高资源利用、改善品质增强抗病抗逆性、提高资源利用、改善品质等等 植物生物调节剂诱导和激活植物免疫机制植物生物调节剂诱导和激活植物免疫机制二、关于我国植调剂发展的思考二、关于我国植调剂发展的思考（资料统计来源：中国农药信息网）（资料统计来源：中国农药信息网）1. 1. 突出源头创新和自主创制突出源头创新和

18、自主创制 多为仿制产品，自主创制：呋苯硫脲、乙二醇多为仿制产品，自主创制：呋苯硫脲、乙二醇缩糠醛、激活蛋白、低聚寡糖等少数品种缩糠醛、激活蛋白、低聚寡糖等少数品种 品种老化，前品种老化，前7 7大登记品种（大登记品种（3535个）均为个）均为2020世纪世纪9090年代前品种，占调节剂总登记数年代前品种，占调节剂总登记数82.75%82.75% 企业企业研发相对薄弱（主体作用？），创新主体研发相对薄弱（主体作用？），创新主体仍在科研院所和高校仍在科研院所和高校 知识产权保护差，仿冒代价太低知识产权保护差，仿冒代价太低赤霉酸（赤霉酸（374374）乙烯利（乙烯利（202202）复硝酚钠复硝酚钠/

19、 /钾（钾（9898）矮壮素（矮壮素（7070）多效唑（多效唑（6565）甲哌鎓（甲哌鎓（5151） 目前产品，主要为化学合成，乳油占目前产品，主要为化学合成，乳油占19.1%19.1%，可，可湿性粉剂占湿性粉剂占7.6%7.6%，低含量乳油和可湿性粉剂仍存，低含量乳油和可湿性粉剂仍存在在 生物调节剂和发酵制备（赤霉素、脱落酸等）生物调节剂和发酵制备（赤霉素、脱落酸等） 新剂型：水基制剂，纳米制剂等新剂型：水基制剂，纳米制剂等2. 2. 发展绿色制备工艺发展绿色制备工艺 规模较小，重复明显：规模较小，重复明显：生产企业生产企业271271家，其中山家，其中山东东3434家，江苏家，江苏3434家，河南家，河南3131家；同一品种生产企家；同一品种生产企业过多，乙烯利业过多，乙烯利6565家，复硝酚钠家，复硝酚钠/ /钾钾6060家，赤霉