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大会报告 3 我国绿色化学农药的基础研究进展 ——先导结构和作用靶标 钱旭红 (华东理工大学，上海200237) 现代植物保护及现代农药的主体是绿色化学农药。先导结构和作用靶标的研究与发现 是其创新的核心。来自大学与中国科学院及中国农业科学院10个单位、7个国家和部属 重点实验室、两个国家技术研究中心的我国化学、生物、植保、毒理方面的学者专家在国 家973计划支持下，从我国绿色化学农药重大需求出发，针对先导结构发现的高效性，作 用靶标的特异性，先导与靶标间的选择性及抗性这3个关键科学问题开展了持续并卓有成 效的基础研究。 研究中构建了基于生物学知识、计算机技术及现代化学合成技术的先导结构和作用靶 标发现的创新研究体系。发展出了生态一药效一结构相互关联制约的农药化学生物信息技 术公共平台；创新建立并发展农药先导结构的高效组合化学与高效活体微量生物筛选技术 公共平台。通过“从基因经靶标到先导”和“从化学经靶标到先导”两种基本策略，开 展高效昆虫生长调节剂、超高效除草剂、新颖杀菌抗病毒与免疫激活剂的先导结构及抗性 变构受体靶标研究。该研究为突破我国自主创新农药研究开发的瓶颈提供了理论与技术上 的指导，为我国环境生态及工农业可持续发展奠定了绿色化学农药的理论及技术基础。同 时，以本项目的实施为契机，促进了生物、信息、化学与农药学研究的衔接和交叉集成， 培养一批化学生物信息学、分子生物学、化学、农药学等领域的交叉学科人才。 项目的主要创新成果体现在：①杀虫剂及昆虫生长调节剂。首次提出并发现了新烟碱 杀虫剂与其受体分子的相互作用模式，以固定硝基取向获得顺式结构的策略，创新获得了 一系列新解构新作用特点的新烟碱先导，其对多类害虫及其抗性害虫表现出优异的高活性 与田间药效。国内外的最新研究表明，其新先导的活性高于农药最大品种吡虫啉的活性近 800倍，首次在新烟碱杀虫剂的超高效和反抗性方面取得突破进展。此外，在几丁质合成 抑制的苯甲酰脲及多肽昆虫生长调节剂先导、蜕皮激素激活昆虫生长调节剂先导方面取得 进展；在抗性变构靶标结构、苦皮藤素昆虫中肠肠壁细胞受体、昆虫乙酰己糖胺酶靶标分 子、拟除虫菊酯等手性农药对映体的内分泌干扰差异性及环境毒理的研究方面取得重要进 展。②超高效除草剂。通过Dlzr／QSAR策略首次从理论上确定了嘧啶水杨酸类除草活性分 子作为乙酰羟酸合成酶抑制剂的活性构象，并成功获得了一类苯并哒嗪类乙酰羟酸合成酶 抑制剂先导，实验与预测间具有良好的相关性，被认为是QSAR研究中的一个范例。针对 抗性杂草酶的氨基酸残基突变是导致抗性的直接原因，提出并成功实施了一种基于“构 象柔性度分析”的反抗性分子设计策略，并成功设计得到了一种对目前最严重抗性 W586L突变型酶具有高抑制活性的先导。此外，在乙酰羟酸合成酶抑制的嘧啶氧基．N．芳 基苄胺前体除草剂发现及环境生态代谢机理、单取代磺酰脲旱田除草剂及机理与靶标、光 4 植物保护科技创新与发展 合作用抑制除草剂先导、丙酮酸脱氢酶抑制除草剂及作用机理方面取得重要进展。③杀菌 及抗病毒剂。创新获得了活性及药效突出的氟烷氧基苯并噻二唑类植物抗病免疫激活剂先 导；发现了娃儿藤碱类抗病毒及首次发现阻止病毒核酸颗粒组装的抗病毒新机理；获得了 一系列突出药效的多靶标作用的光敏杀菌剂先导、大环内酯类杀菌剂先导；在鉴别潜在杀 菌剂新靶标的基因组岛、含氟氨基膦酸酯类抗病毒剂机理方面取得重要进展。 绿色化学农药先导结构及作用靶标的发现与研究973项目的执行有力地推动了我国新 农药的创制研究，显著提高了我国在此领域的基础理论与技术的研究水平及国际竞争力， 将为我国植物保护业与农药工业的科学与可持续发展做出重要贡献。