多肽尿素與食用菌栽培（作物保護與營養行業新興產品）

2023-07-29 08:32:41

世界農化網中文網報導： 生物製品除了因其環保特性備受市場青睞，還具備諸多優點。與合成農藥相比，生物農藥的開發耗時相對較短，開發成本較低，不少地區的登記申請周期也較短，而許多生物農藥的功效已不遜色於合成農藥。生物農藥中新興的天然多肽農藥又具備更多獨特優勢，例如其產品一致性和穩定性均優於微生物農藥。多肽製品除了應用於植保行業，目前已有企業推出用作微量營養元素螯合劑的多肽製品。本文詳細介紹了近年備受市場關注的4家知名企業的多肽產品，涵蓋植物免疫誘導劑、殺菌劑（針對黃龍病等）、殺蟲劑以及微量營養元素螯合劑。

美國Plant Health Care植物免疫誘導劑

美國Plant Health Care（PHC）公司是一家在倫敦證券交易所創業板上市的生物技術企業。公司為行栽作物和特色作物開發Harpin αβ超敏蛋白和PREtec植物免疫應答誘導技術產品。

Harpin最初由公司首席科學官Zhongmin Wei博士發現。他在康奈爾大學博士後期間研究植物與土傳病害（細菌和真菌）間的關係，是全球首位發現病害分泌植物免疫激活蛋白的研究者。他發現的第一種蛋白質以產品名Messenger進行銷售。而後他從多種病害中分離蛋白質，構建重組蛋白Harpin αβ，這種蛋白質的功效比Messenger強約10倍。PHC目前在全球多國銷售Harpin αβ。

而PREtec植物免疫誘導產品的功效甚至更勝一籌。PREtec植物疫苗可用於處理種子和葉片，產品中的多肽向植物發出信號，刺激並開啟植物的免疫系統。在過去8年中，公司已投資超過兩千萬美元，產品開發基於Wei博士30年的研究成果。PREtec使用的天然多肽被美國環保署認定為無有害殘留的低風險物質。產品非常環保，且成本效益理想，與其他產品混合作為種子處理劑或施用於葉面，產品仍能保持穩定，適用於多種作物的有機種植和普通種植，市場前景廣闊。PHC將PREtec技術的應用瞄準價值超過50億美元的市場。

2019年，PHC的PREtec技術在美國獲得專利，其獨有的免疫誘導多肽，以及與其他農用產品聯合使用後，強化植物對病害和脅迫的抵抗力，促進植物生長的功效獲得了認可。

產品在美國的研發和上市情況

2020年11月PHC宣布與美國最大農資銷售商之一的Wilbur-Ellis達成戰略協議，兩公司合作為果蔬作物開發並推出PREtec多肽製品。此前Wilbur-Ellis就PHC旗下Employ品牌產品（含Harpin）與PHC已合作多年，在2019年成為PHC在美國的獨家經銷商後，顯著提高了產品的銷售額。

在美國，擁有PREtec技術的產品PHC279顯示出對土豆晚疫病良好的防控效果。預計PHC279多肽製品將會在2022年中期獲得美國環保署的登記批准，2022年後期進入美國市場。

除此以外，針對線蟲的PHC949也表現出極佳的防治功效，公司計劃在2021年底向美國環保署遞交登記申請，預計在2023年中期獲得登記批准。

生物刺激素PHC404 和PHC414目前由Wilbur-Ellis進行評估。這些產品在提高果蔬產量和品質方面潛力巨大。

產品在拉美地區的登記上市情況

2019年，PHC宣布公司獲準向巴西出口不限量的植物免疫誘導劑Harpin αβ蛋白，以滿足巴西甘蔗和行栽作物的種植需求。示範試驗證明，Harpin αβ可幫助巴西甘蔗平均增產20%以上。

Harpin αβ產品不久前也在阿根廷獲得了用作種子處理劑的登記，將首先在玉米和大豆作物上應用。

此外，PHC於2021年下半年在巴西推出PHC279，以產品名Saori進行銷售。這款多肽產品用作種子處理劑，藉以防治亞洲大豆銹病。此前，該產品的登記程序涵蓋巴西3家政府機構的細緻評估。巴西農業部（MAPA）確認該產品有效；國家衛生監督局（ANVISA）檢驗了產品使用的安全性；而巴西環境和可再生資源署（IBAMA）確認該產品不會對環境產生危害。與化學農藥至少6年的登記審核期不同的是，該產品在1年內就獲得了這3家機構的批准。

近日，PHC達成了一項經銷協議，由Nutrien Ag Solutions公司在巴西銷售Saori種子處理劑。Nutrien Ag Solutions負責Nutrien（世界最大農資與服務供應商之一）的銷售業務，公司近年通過收購深入滲透巴西市場。

巴西是全球最大的大豆生產國，預計在2021/22種植季將會耕種超過4000萬公頃。而亞洲大豆銹病是破壞性極大的病害，據悉，巴西農民於2019/20年種植季在病害防治上花費了28.5億美元，其中90%是用於亞洲大豆銹病的防治。Saori的引進將幫助巴西農民解決這一棘手問題。

產品在歐洲的銷售情況

2021年，公司宣布與英國領先農藝服務企業Agrii達成經銷協議，由Agrii在英國銷售PHC的Harpin αβ產品。此次合作是PHC為開拓歐洲市場邁出的重要一步，而歐洲是全球最大可持續農資產品市場。此前PHC的Harpin αβ製品（產品名：ProAct）在英國銷售了14年，從2019年開始進入了土豆市場。在土豆上的應用顯示，產品增加了每株作物的塊莖數量，可顯著提升土豆產量，並且因提升了鈣吸收而使土豆更易儲存。

目前公司在歐洲的銷售額增長迅速，尤其是在英國的土豆和草坪市場，以及西班牙的柑橘市場。

PHC計劃在未來幾年內開拓歐洲等地區的業務。歐洲作為全球最大的可持續農業市場，為PREtec技術提供的機會非常廣闊。在巴西以外的拉美地區同樣存在應用該技術的巨大市場，公司正對各種機會與資源進行內部評估。

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美國Invaio Sciences公司多肽防治柑橘黃龍病

公司產品中的多肽由加州大學河濱分校（UCR）的Hailing Jin博士開發，授權給Invaio Sciences以進行全球銷售。此前溫室條件下的應用證明此類多肽能夠有效減少黃龍病病菌的繁殖。這種病害由亞洲柑橘木蝨傳播，對全球數百萬英畝的柑橘作物構成了嚴重威脅。

這一防治柑橘「頭號殺手」的多肽源自澳洲指橘。這種多肽不僅能夠殺滅引起黃龍病的細菌，還能夠激活植物自身的免疫系統，預防新的黃龍病感染。目前鮮有解決方案同時具備這兩種功效。據Hailing Jin博士介紹，這種多肽的螺旋狀結構能夠快速穿入細菌，使其體液外漏，在半小時內致其死亡，比抗生素髮揮的藥效快。研究團隊將多肽注入罹患黃龍病的植物體內後，植物能夠存活下來，並且長出健康的新枝葉，病菌數量極低，有的果樹甚至不再會檢測到病菌。而沒有注入多肽的植物病情加重，有些甚至死亡。這一多肽技術授權給Invaio Sciences後，該公司獨有的微量注射技術將會進一步強化產品的功效。

試驗對照，其中右株經過多肽處理，左圖為10個月經過5次噴灑，右圖為12個月經過6次噴灑。圖片來源：Hailing Jin/UCR

這種多肽具備較強的穩定性，與大多數抗生素噴劑不同，該多肽耐高溫性強，在佛羅裡達州和部分加利福尼亞州炎熱的氣候條件下依然適用。此外，多肽比合成農藥更為環保安全——存在這種多肽的指橘已被人們食用長達數百年的時間。

據悉，巴西是目前全球最大的柑橘生產國，佔全球產量的21%，橘汁產量佔到全球的50%以上，而黃龍病對巴西的柑橘產量造成了嚴重影響。在我國，黃龍病已幾乎威脅到3600多萬畝的柑橘區，中國農業科學院柑桔研究所原所長周常勇指出，國內已無黃龍病安全區。全球10大柑橘生產國中已有7國的生產受到了該病害的影響。2021年5月，Invaio Sciences與巴西Fundecitrus達成協議，合作評估其多肽製品對巴西柑橘黃龍病的防治效果。在溫室成功開展Invaio Sciences多肽的試驗後，研究人員也已在佛羅裡達州開始了田間試驗。目前市場上尚未出現應對黃龍病的有效產品，Invaio Sciences的多肽方案有望成為這一世界棘手病害的防治利器。

美國Vestaron多肽農藥獲「最佳新生物製劑獎」

Vestaron公司開發的多肽農藥能夠幫助農民應對抗性問題，其生物殺蟲劑中的多肽最初在蜘蛛毒液中發現。Vestaron的研究人員將產生這種多肽的相關基因插入酵母中，通過糖發酵來生產大量活性成分。產品適用於果蔬、觀賞性植物等高經濟價值作物。此外，產品對使用者、有益生物和環境無害，使用後無需等待即可收穫作物。

Vestaron不斷改進酵母生產體系，該體系適合生產富含半胱氨酸的多肽。半胱氨酸形成能夠穩定多肽的交聯，可改善產品的田間應用功效。在發酵完成後，所有酵母細胞會被銷毀，含有Spear生物殺蟲劑活性成分的多肽經過濃縮，加入保護劑進行保存。

Spear通過作用於菸鹼型乙醯膽鹼受體發揮殺滅功效，與市場上其他殺蟲劑的作用機制不同。Spear中的多肽比大分子蛋白質的穩定性更強，更適用於當下農業種植方式，即便被土壤微生物降解後，產生的是富含營養的胺基酸，而非有害的代謝物。為了平衡植保與環保，這些多肽在施用兩周後便會降解。

含有Spear成分的兩款產品Spear-T和Spear-Lep分別於2018年和2019年獲得了美國環保署的登記批准。

Spear-T用於防治主要溫室蚜蟲、紅蜘蛛、薊馬和粉蝨，產品同化學農藥一樣有效。在用於抗性治理方面，該產品可與菸鹼類農藥輪換使用。Spear-T中的多肽可阻礙神經系統中的電壓門控鈣離子通道和鈣活化型鉀離子通道。其作用方式不同於Bt毒素等多種農藥，因此種植者可將Spear-T與其他產品聯合使用，防止出現抗性問題。目前該產品已在全美50個州獲得了登記。

Spear-Lep則針對室內和室外的蛾蝶幼蟲。2021年11月，公司宣布其Spear-Lep在美國獲得了2021年作物科學論壇與獎項中「最佳新生物製劑獎」。該產品可用於樹生堅果、果蔬、高價值大田作物。

據公司執行長Anna Rath介紹，未來幾年內，Vestaron計劃提供種類豐富的多肽殺蟲劑，讓農民在有害生物防治中應用到更全面的多肽解決方案。

綠色螯合物全新技術——義大利啟騰植物源多肽螯合劑

啟騰新開發出了KEYLAN系列天然產品，是具備革新技術的微量營養元素螯合劑。啟騰在位於美國的安德森創新中心歷時超過3年的時間開發出了相關技術。KEYLAN為可溶性粉劑，提供生物螯合形式的微量營養物質，能與鐵、鈣、錳和鋅結合，旨在改善營養的吸收，激活植物的新陳代謝，這些都歸功於產品中多肽的功能特性。

啟騰一直從事植物源多肽多功能的研究。這些多肽可促進植物生長。公司還了解到醫藥行業已藉助多肽螯合金屬元素，使其為人們所利用。而那些結合了胺基酸的複合物已應用於農業生產上。這使得公司確信其多肽「雞尾酒」能夠與多種元素螯合。經過大量嘗試，啟騰發現了在生產過程中引入金屬元素的正確時機，以便得到足夠高濃度的多肽來發揮螯合功效。目前公司已優化工序，在獲得理想螯合作用的同時，還能保持多肽作為生物刺激素的功效。

該產品技術基於多肽固有的可與金屬陽離子形成不同形式化學鍵的特性。作為植物生長刺激素的多肽含有大量能與金屬構鍵的潛在原子。形成的化學鍵具有更強的穩定性，金屬元素的可溶性和生物可利用性也能得到改善。

啟騰開發出的這一產品技術為市場引入了綠色螯合物的全新概念，這種生物螯合劑與市場上已有技術相比有諸多優勢。1）與合成螯合劑相比，該技術100%純天然，非常環保，對生物無害，不破壞物種多樣性。2）得益於植物源多肽具備提供營養的生物螯合劑和促生的生物刺激劑雙重功效，產品能夠改善植物對營養元素的吸收，加快植物的新陳代謝。而合成螯合劑本身無法被植物利用，僅具備承載微量營養的功能。3）尤其是針對鐵而言，KEYLAN的多肽以二價鐵形式螯合此金屬元素，從而易被植物吸收利用，而合成螯合劑，如EDDHA，則以三價鐵形式螯合，無法被植物直接利用。4）在提供相同劑量微量營養物質的情況下，該產品的用量僅是標準合成螯合劑的一半。5）與傳統胺基酸複合物相比，該產品主要不同之處在於其多重螯合位點，並且金屬與其中的多肽形成的連結要比與胺基酸形成的更為穩定。

KEYLAN適用於預防和治療多種作物的營養不良症，可通過施肥方式用於土壤，也適用於水培種植。其功效可與合成螯合物相媲美，在大範圍的土壤酸鹼值下均能發揮功效，穩定性強，不易被紫外線降解，水溶性高。

產品在獲得各國登記批准後，便會向全球經銷商和用戶供應。目前啟騰即將完成在歐洲的登記流程，其KEYLAN鐵螯合劑不久後將獲得REACH批准。此外，公司的有機認證（如ECOCERT）申請也進入尾聲，藉此將確保產品符合美國、歐盟和日本的標準，適用於有機農業。