農(nóng)為國之本，這是中華民族五千年歷史告訴世人的真知灼見。古代是看天吃飯的小農(nóng)經(jīng)濟，收獲的多寡主要看“天命”。隨著科學技術(shù)的進步，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐漸向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，收獲的多寡越來越看“人為”。而在這些“人為”中，農(nóng)藥的發(fā)明與發(fā)展是非常重要的里程碑。
科學的進步是永無止境的，農(nóng)業(yè)、農(nóng)藥也在不斷前行，就在近些年，基于RNAi技術(shù)開發(fā)的RNA生物農(nóng)藥因其在農(nóng)業(yè)病蟲害治理、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及食品安全戰(zhàn)略上的極大潛力而被認為是最具應用前景、且在未來10年間可能取得爆發(fā)式發(fā)展的生物技術(shù)之一，因此被稱為“農(nóng)藥史上的第三次革命”。
RNA生物農(nóng)藥究竟是什么?
RNA干擾(RNA ,簡稱“RNAi”)是指由內(nèi)源或外源的引發(fā)的、阻礙特異性靶標基因的mRNA表達的現(xiàn)象(圖1)。RNA生物農(nóng)藥就是通過干擾與害蟲生長發(fā)育相關基因的轉(zhuǎn)錄過程，影響蛋白質(zhì)的正常合成，導致害蟲的環(huán)境適應能力降低或死亡的農(nóng)藥。RNA生物農(nóng)藥將化學農(nóng)藥的噴灑方式與轉(zhuǎn)基因技術(shù)原理相結(jié)合，僅針對害蟲而不影響農(nóng)作物的遺傳表達，為人類農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展開辟了一條新賽道。
圖 1. RNAi機理示意圖
運用RNAi 技術(shù)進行害蟲防治所選擇的靶基因大致分為5種：害蟲致死基因、與害蟲抗性和免疫相關的基因(降低害蟲對化學農(nóng)藥的抗性)、與害蟲生長發(fā)育有關的基因、與害蟲產(chǎn)卵有關的基因、以及與嗅覺相關的基因(干擾害蟲對作物的識別)。由于RNA生物農(nóng)藥具有危害低、可天然降解、普適性強等優(yōu)點，也被稱作綠色農(nóng)藥、環(huán)保農(nóng)藥等。
為何RNAi生物農(nóng)藥被稱作農(nóng)藥史上第三次革命?
從20世紀到RNAi生物農(nóng)藥發(fā)明之前，在農(nóng)業(yè)病蟲害防治方面已經(jīng)歷了兩次技術(shù)革命，分別是化學農(nóng)藥和轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的發(fā)明。這兩次技術(shù)革命極大地控制了病蟲害的大規(guī)模爆發(fā)，保障了農(nóng)作物的安全生產(chǎn)。而RNA生物農(nóng)藥之所以被稱作第三次變革是因為RNA生物農(nóng)藥與傳統(tǒng)化學農(nóng)藥相比,具有以下幾種優(yōu)勢(圖 2)：
圖 2. RNA生物農(nóng)藥的優(yōu)勢
(1)物種專一性：利用RNAi技術(shù)可以針對某種病害或蟲害設計物種專一性的RNA生物農(nóng)藥，不影響非靶標生物；也可以利用物種間的共有靶標設計出針對多個物種的種間廣譜性RNA生物農(nóng)藥；
(2)無污染,無殘留：以為主體形式的制劑在環(huán)境中能夠快速降解，在保證防治效率的前提下，殘留和環(huán)境污染問題幾乎可以忽略；
(3)不改變物種自身的遺傳特性：該技術(shù)只是暫時關閉病蟲某個基因的表達，沒有改變生物體自身的基因組，不會產(chǎn)生可遺傳的變異；
(4)抗性問題較易解決：靶標基因的可替代性高，有助于解決病蟲害抗性問題；
(5)綠色安全：RNA生物農(nóng)藥產(chǎn)品具有純度高、無毒無污染、防控范圍廣、價格低廉等化學農(nóng)藥和常規(guī)微生物農(nóng)藥所無法比擬的優(yōu)點，在市場競爭上擁有比較明顯的優(yōu)勢。
RNAi生物農(nóng)藥必將大放異彩
隨著“避免生物污染”、“可持續(xù)發(fā)展”、“綠水青山就是金山銀山”等概念越來越深入人心，與傳統(tǒng)農(nóng)藥相比有諸多優(yōu)勢的RNA生物農(nóng)藥必將越來越受重視。而隨著相關技術(shù)的不斷發(fā)展，相信RNA生物農(nóng)藥必將大放異彩。
