Harpin作物生产和食品安全的一场绿色化学革命

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Harpin 信号蛋白介绍及应用概述

Harpin信号蛋白介绍及其应用概述Harpin植物信号蛋白介绍及应用概述一、产品开发背景20世纪以来，人类在农业方面取得了巨大的进步，特别是化学农药和化肥的广泛使用为农作物抵御病虫害及其农业增产提供了重要的保障。

同时，大量使用农药和化肥导致病虫害抗性增加，农药残留超标，土壤生态恶化，生产投入加大，作物品质和产量下降。

我国的农药和肥料使用量为全球平均使用量的2-2.5倍，土壤酸化、盐化严重，土壤有机质和微生物含量少，作物对肥料的吸收和利用率低。

农药大量的使用导致病虫害抗性的增加，新农药开发难度增加和投入增大，导致了有些病虫害已经到了无药可防的地步。

单纯依赖农用化学品的投入已经很难确保农产品的产量和品质。

农产品安全和食品安全成为了世界性的问题。

世界各国都在大力发展安全、生态农业，控制传统化肥、农药的用量，减少农药残留和环境污染，保证农产品安全和生态安全，保障农业的可持续“绿色发展”。

因此，开发和应用新型、绿色的植保产品，确保农业增产增收和绿色发展已刻不容缓。

至今，全世界发现的生物农药和生物农肥中，Harpin信号蛋白是最安全、最有效果的新技术产品。

该类产品被称为“植物保护和农产品安全生产上的一次绿色革命”。

美国的同类产品获得了美国政府颁发的“总统绿色化学挑战奖”。

在中国，自上世纪90年代开始，四川国氏生物科技公司科学家团队与中、美一流科学家和技术专家紧密合作，历时10余年研究，于2005年获得Harpin信号蛋白的原创性发明成果，又经过5年的产业化开发，构建了优选的生产工艺，最终研发出的一类新型、安全、稳定、高效的植保产品—Harpin信号蛋白。

至此，四川国氏生物科技有限公司(简称“国氏生物”)拥有了全球领先的Harpin信号蛋白原创性技术成果和自主知识产权。

二、了解Harpin信号蛋白1、Harpin是什么1）Harpin蛋白是天然的而非人工合成的蛋白，采用含有天然Harpin 蛋白基因的工程菌发酵获得。

第二次绿色革命

第二次绿色革命作者：蒋高明来源：《农产品·市场周刊》2008年第14期上世纪50年代以来，人类开展了以水稻等作物，由高秆变矮秆，并辅助农药、化肥、农业机械等的第一次绿色革命。

这场革命解决了19个发展中国家粮食自给自足问题。

但是，期间全球人口同步激增，环境污染加剧。

今后几十年间，世界人口将从60亿增至90亿，这样，第一次绿色革命的成果，就难以继续满足庞大人口对食物和生态环境的需求。

鉴于此，联合国粮农组织呼吁发起第二次绿色革命，既满足人口对食物的需求，又保护好人类赖以生存的自然资源和环境。

那么，第二次绿色革命以什么为武器呢？要在可耕地和淡水资源日趋紧张的前提下，既要克服化肥和杀虫剂对环境和健康的不利影响，又要考虑气候变化对作物生长的可能危害，来实现粮食增产，这些“苛刻条件”无疑对第二次绿色革命提出了更大的挑战。

为破解这个难题，科学家们首先想到了“转基因”技术，试图通过挖掘基因资源、转移有效基因促进粮食增产。

利用转基因技术改良作物，被媒体称为新绿色革命的“最大亮点”。

现在，科学家可将任何异种基因移入作物中，创造出全新的品种，并使新品种更新时间缩短到传统育种的一半。

美国杜邦公司和孟山都公司、欧洲诺瓦提斯公司等，投入巨资参与转基因技术的研发。

美国先驱公司更将玉米的8万个基因序列破译了75%，估计5年内可全部完成。

孟山都公司则试图识别控制其它基因的15%基因，以掌握操纵基因的主要工具。

在人口最多的中国，转基因声音一浪高过一浪。

引进动植物基因，特别是外源基因，来提高作物产量，引起了业内人士的青睐。

于是，转基因抗虫棉、转基因抗黄矮病冬小麦、转基因抗白叶枯病水稻、转基因抗除草剂水稻、转基因抗青枯病马铃薯、转基因玉米新品种等；超级猪、优种牛、羊、猪胚胎分割、移植与性别控制及产业化；基因工程疫苗，生物反应器等等，纷纷列入了国家优先发展的计划日程。

从上面长长的清单中，我们不难看出：中国科学家眼里的第二次绿色革命，依旧是围绕着传统的粮食产量。

【课外阅读】绿色革命与“三色”农业

绿色革命与“三色”农业绿色革命是20世纪60年代中期在发展中国家兴起的以采用农作物高产良种为中心的一场新技术革命。

其主要内容是大规模地推广矮秆、抗倒伏、产量高、适应性强的小麦、、水稻等作物优良品种，并配合灌溉、施肥等技术的改进。

绿色革命给人类带来福音。

在绿色革命中，有两个国际研究机构作出了突出贡献。

一个是国际玉米和小麦改良中心。

以诺贝尔和平奖获得者N．E．勃劳格为首的小麦育种家，利用具有日本“农林10号”矮化基因的品系与抗锈病的墨西哥小麦进行杂交，育成了30多个矮秆、半矮秆品种，其中有些品种的株高只有40～50厘米，同时具有抗倒伏、抗锈病、高产的突出优点。

另一个是国际水稻研究所。

该所成功地将我国台湾省的“低脚乌尖”品种所具有的矮秆基因，导人高产的印度尼西亚品种“皮泰”中，培育出第一个半矮秆、高产、耐肥、抗倒伏、穗大、粒多的奇迹稻“国际稻8号”品种。

此后，又相继培育出“国际稻”系列良种，并在抗病害、适应性等方面有了改进。

目前，发展中国家种植小麦1亿公顷，其中60％的面积采用绿色革命的育种成果。

1990年世界粮食理事会第16次会议首次提出在发展中国家开展新的绿色革命，即第二次绿色革命，其发展趋向有三个方面：一是在巩固水稻、小麦、玉米育种等第一次绿色革命成果的基础上，向农业其他领域扩展。

今后，国际水稻研究所将重点致力于改变植株结构、发展热带地区杂交水稻以及改进水土资源管理、提高水稻生产力的研究。

二是在有效利用灌溉地的同时，向旱地、低地、丘陵山地扩展。

三是扩大生物技术的研究与应用，开展，“基因革命”。

21世纪新的绿色革命将成为一场“基因革命”。

在我国，绿色革命以推广良种为主要内容。

从20世纪70年代开始，我国就大面积推广杂交水稻。

至1990年，我国杂交水稻面积增至1 593万公顷，占水稻总面积的48．17％。

由于杂交水稻根系发达，长势旺盛，光合作用强，叶面积系数大，从而促使全国水稻平均每公顷产量由3 480千克增至4 920千克。

历届美国总统绿色化学挑战奖总结

美国总统绿色化学挑战奖一、美国总统绿色化学挑战奖1995年3月16日，美国宣布设立“总统绿色化学挑战奖”，并于1996年在华盛顿科学院颁发了第一届奖项。

美国“总统绿色化学挑战奖”分为新（变更）合成路线奖、新工艺奖（变更溶剂反应条件奖）、安全化学品设计奖、中小企业奖以及学术奖五个奖项。

迄今为止已经颁发了16届。

二、历届获奖情况简介1、更新合成路线奖2、改进溶剂和反应条件奖3、设计更安全化学品奖4、小企业奖5、学术奖三、历届获奖情况详细介绍1、绿色合成路线奖（Greener Synthetic Pathways Award）20112011年绿色合成路线奖(Greener Synthetic Pathways Award)授予日诺麦(Genomatica)公司。

他们的创新贡献在于以更低成本利用可再生原料生产基础化学产品。

其创新与价值:1,4 丁二醇(BDO)是大宗化工基础原料之一,用于合成许多常见聚合物,如氨纶。

日诺麦提卡(Genomatica)公司利用先进的基因工程,研发了一种使糖类在发酵过程中生成1,4 丁二醇(BDO)的微生物。

此外,与以天然气为原料生产1,4 丁二醇(BDO)相比,日诺麦提卡(Genomatica)公司利用这种微生物,大规模生产1,4 丁二醇(BDO)的成本非常低廉,能耗减少60%,二氧化碳排放量减少70%。

日诺麦提卡(Genomatica)公司正在与一些大企业合作,实现微生物生产1,4 丁二醇(BDO)工艺的市场化。

大多数大宗化学产品(包括单体在)都以天然气或石油为原料。

日诺麦提卡(Genomatica)公司开发出一种利用可再生物质生产化学原料和中间体的工艺,可再生物质有:糖类、微生物和合成气,此工艺正在逐步实现可持续的商业化生产。

该公司宗旨是利用成本低、绿色环保的生物基化学产品,改进化学工业,实现对占有一万亿元市场的石油基工业化学产品的替代。

Genomatica公司的技术,不仅从源头使原料和中间体实现环保,也使得下游产品制造商无需改变传统工艺条件,就可以生产出数以千计的绿色产品。

绿色化工原理作业(美国总统化学奖)2015年

1、对历届“总统绿色化学挑战奖”，按照年度、奖项、获奖者（单位）和获奖原因，进行简单的总结。

2、对历届“总统绿色化学挑战奖”的各获奖项目的内容、原因和重要意义进行详细评述。

绿色合成路线奖1996年获奖内容和原因：Monsanto公司不用HCN为原料,生产除草剂氨基二乙酸钠。

意义：改变了过去以氨，甲醛和氢氰酸为原料的两步合成路线。

1997年获奖内容和原因：BHC公司减少了消炎镇痛要布洛芬的合成路线。

意义：德国BASF和HoechstGO公司合资的BHC公司发明的新工艺，采用乙酰化，加氢和羰基化三步合成制得。

常规合成法：Boots公司Brown合成法：以异丁苯为原料，经F-C反应，Darzen反应，水解，肟化，水解等六步。

原料的利用率只有40.03%。

BHC公司提高了原料的利用效率。

1998年获奖内容和原因：Flexsys America橡胶制品公司4-氨基二苯胺(4-ADPA)新工艺,用苯胺与硝基苯直接合成,不需加入氯或溴作氧化剂。

意义：此法有很低的废物生成量，与以苯为基本原料的方法相比废物生成量少95%。

1999年获奖内容和原因：Lilly研究实验室设计出更有效的、更少废弃物的合成方法来制备一种抗痉挛(anticonvulsant)药物。

此种药物可以有效地治疗癫痫(epilepsy)和神经退化絮乱的疾病。

意义：原始药物候选者是5H22, 32benzodiazepine, 称为LY, 其合成过程包括几个有问题的步骤。

通过重新设计合成策略,Lilly的研究人员将原过程中要产生的6个中间体减少为3个, 由此减少了工作人员对有害化学品的接触, 同时减少了生产过程的成本。

此新的合成方法效率更高, 由原来的16%提高到55%。

在原始反应中后一步要使用三氧化铬(CrO3)——一种致癌物质来氧化一个中间体中的碳原子。

通过改变合成路线使得氧化过程能利用空气、氢氧化钠和二甲基亚砜, 可以完全消除铬污染物的产生。

2000年获奖内容和原因：RoheColorodo Corpor-ition( RCC) ,开创出一条合成Cytovene的高效方法。

绿色化学习题及参考答案

一、判断题1．化学是一门试图了解物质性质和物质发生反应的科学。

（∨×）2．化学的历史可追溯到有历史记载以前的时期。

（）3．世界上的万物都是由化学物质构成的。

（）4．氦(He)是单原子分子。

（）5．地球上没有“与化学物质无关”的物质。

（）6．天然物质对人类总是有益的。

（）7．天然物中没有任何化学物质。

（）8．化学家也在为化学工业之外的许多领域进行工作。

（）9．相同分子式的化合物具有相同的结构。

（）10．“反应停”的教训告诉公众：缺乏对化学的深入了解，可能会导致严重灾乱。

（）11．利用催化剂可以加快反应。

（）12．用箭头表示的化学方程式一定不可以用于计算。

（）13、CH4是比CO2更危险的温室气体。

（）14、天然气水合物即“可燃冰”，其可能是未来的清洁能源。

（）15．N0是有害的。

（）16．E因子越大，原子经济性越好。

（）17．原子利用率越大，E因子越小。

（）18．更为精确地评价一种合成方法相对于环境的好坏，应用EQ衡量。

（）19．绿色化学最根本的特征是零排放。

（）20．电合成基本上可以说是无公害的绿色化学工艺。

（）21．无溶剂的固相合成符合绿色化学的潮流。

（）22．水为溶剂的合成法，是符合绿色化学的。

（）23.Diels-Alder反应是合成六元环类化合物的重要反应，该反应的原子利用率为100%。

（）24．水相下的Diels-Alder反应是绿色化学中反应溶剂(或实验手段)的绿色化。

（）25．超临界流体合成法，是符合绿色化学的。

（）26. H2O2的乙基葸醌法循环生产，是典型的零排放例子。

（）27．在线检测就是保护，是绿色化学的体现之一。

（）28．溶剂涂料都不可能是绿色涂料。

（）29．溶剂涂料中的溶剂用量大大减少，甚至趋零化，也可以实现绿色涂料的开发。

（）30．我国海洋涂料研究居于世界领先水平。

（）31．水性涂料以水为分散介质，具有不燃、无毒、不污染环境和节省资源等优点。

（）32．无铅汽油的开发，是绿色化学产物绿色化的体现。

绿色化学参考答案

绿色化学参考答案绿色化学参考答案绿色化学是一种以环境友好和可持续发展为目标的化学领域。

它强调使用可再生资源、减少或消除有害物质的使用以及最大限度地减少废物和能源的消耗。

绿色化学的理念已经在全球范围内得到广泛关注，并在各个领域中得到应用。

在绿色化学中，可再生资源的使用是至关重要的。

传统的化学工业主要依赖于石油和天然气等非可再生资源，这些资源的开采和使用对环境造成了巨大的影响。

而绿色化学则倡导使用可再生资源，如植物提取物、生物质和可再生能源等。

这些资源不仅具有较低的环境影响，而且可以通过可持续的方式进行生产和利用。

除了使用可再生资源，绿色化学还强调减少或消除有害物质的使用。

传统的化学合成过程中常常使用有毒有害的溶剂、催化剂和反应物。

这些物质不仅对人体健康造成威胁，还会对环境造成污染。

绿色化学通过设计和开发新的合成方法和催化剂，以及选择更环境友好的溶剂和反应物，来减少有害物质的使用。

例如，可以使用水作为溶剂替代有机溶剂，使用生物催化剂替代有毒的金属催化剂。

在绿色化学中，减少废物和能源的消耗也是一个重要的目标。

传统的化学合成过程中常常产生大量的废物，这些废物不仅对环境造成污染，而且浪费了资源。

绿色化学通过优化反应条件、设计高效的催化剂和反应体系，以及开发循环利用废物的方法，来减少废物的产生。

此外，绿色化学还倡导使用低能耗的合成方法，如微波辅助合成和超声波辅助合成等，以减少能源的消耗。

绿色化学的应用领域非常广泛。

在药物合成中，绿色化学可以减少有害物质的使用和废物的产生，从而提高合成过程的效率和环境友好性。

在材料科学中，绿色化学可以开发出更环境友好的合成方法和材料，如可降解塑料和生物基材料等。

在能源领域，绿色化学可以提供可再生能源的生产和利用技术，如太阳能电池和燃料电池等。

此外，绿色化学还可以应用于农业、食品科学、环境保护等领域。

总之，绿色化学是一种以环境友好和可持续发展为目标的化学领域。

它通过使用可再生资源、减少有害物质的使用以及减少废物和能源的消耗，来实现化学产业的可持续发展。

绿色化学期末考试试题及参考答案

绿色化学期末考试一试题及参照答案绿色化学期末考学院姓名学号一、单项选择题（ 10×1 分=10 分）1、在臭氧变为气体的反响过程中，氟利昂中的氯原子是（）A 、反响物B 、生成物C 、中间产物 D、催化剂2、原子利用率最不经济的反响种类是（）A、重排反响 B 、取代反响 C 、加成反响 D 、除去反响3、以环己烯为原料，能够与多种氧化剂反响获得己二酸（反响均在必定条件下进行）。

以下氧化剂中可称为绿色化试剂的是（）A、高锰酸钾 B 、过氧化氢 C 、重铬酸钾 D 、硝酸4、以下对于农业革命、绿色食品等方面的说法不正确的选项是（）A、中国当前的绿色食品分为 A 级、 AA级两个级别B、提升粮食产量和增强粮食保障，是能够与保护生态同时进行的C、农业专家对第一次绿色革命的评论是功过各半D、绿色食品在我国是一致的，也是独一的，它由国家环保总局进行质量认证5、以下对于瓦尔堡醛的说法不正确的选项是（）A、瓦尔堡醛的分子式是C15H22O3，能够发生酯化反响B、1mol 瓦尔堡醛能够与2molH 加成二饱和C、瓦尔堡醛是农药，对人体有害D、瓦尔堡醛能够被复原，也能够作为复原剂6、以下对于绿色交通的说法不正确的选项是（）A、特大城市踊跃建设路轨交通B、大城市踊跃鼓舞个人汽车花费C、中等城市合理规划公交路线D、小城市充足完美自行车到建设7、（）标准是绿色标准A、ISO 14000 B 、 ISO 9000 C 、 ISO 8000 D 、 ISO 60008、《人口原理》一书的作者是（）A、马寅初 B 、蕾切尔·卡逊 C 、马尔萨斯 D、丹尼斯·米都斯9、标记着全人类对环境问题觉悟的、国际社会就环境问题的第一次世界性会议召开于（）年，它是世界环境保护运动史上一个重要的里程碑。

A、1968 B 、1972 C 、1975 D 、197810、每年的（）被结合国确以为“世界环境日”A、6月 5日 B 、7月 7日C、8月15日 D、9月18日二、多项选择题（ 10×1 分=10 分）1、化学物质由（）等构成A、分子 B 、原子 C、离子 D 、光子2、化学反响可能向（）的方向进行A、能量降低 B 、熵增大 C 、能量增大 D 、杂乱度减小3、（）是温室气体A、H2O B 、CO2 C、NO X D、 CH44、全世界变暖的结果，致使（）等现象的产生A、海平面上涨 B 、高峰雪线上移 C 、厄尔尼诺现象D、非典型肺炎（ SARS）5、（）是形成酸雨的重要污染源A、SO2 B 、NO X C 、CH4 D 、CO26、绿色化学是（）A、更高层次的化学 B 、可连续发展化学C、环境友善化学D、洁净化学7、绿色化学技术（绿色化学工艺）又称（）A、绿色技术 B 、环境友善技术 C 、干净技术 D 、干净技术8、原子经济性在数值上用（）权衡A、E 因子 B 、EQ C 、原子利用率 D 、产率9、以下属于人工合成高分子中绿色合成的是（）A、使用绿色原料B、在超临界二氧化碳中，用开环聚合法合成聚乳酸C、使用绿色催化剂 D 、使用酶催化聚合10、以下对于隐患性高分子资料用于后办理方法的说法不正确的选项是（）A、所有回收利用 B 、所有填埋 C、所有堆肥 D 、所有燃烧三、是非题（ 20×1 分=20 分）1、天然物质对人体老是有利的2、天然物中没有任何化学物质3、世界上的万物都是由化学物质构成的4、化学是一门试图认识物质性质和物质发生反响的化学5、溶剂涂料在中的溶剂用量大大减少，甚至趋零化，也能够实现绿色涂料的开发6、我国大海涂料研究处于世界当先水平7、水性涂料以水为分别介质，拥有不燃、无毒、不污染环境和节俭资源等长处8、“控制，而非灭绝”是绿色农药的根本目标9、农药绿色化，是绿色化学的内容表现之一10、绿色纺织包含双方面的含义，一是原资料的绿色化（即绿色纤维），二是绿色的纺织生产过程，特别是使用绿色的纺织染整技术。

植物激素与绿色革命

菲律宾从1966年起结合水稻高产品种的推广，采取了增加投资、兴修水利等一Biblioteka 列措施，于1966年实现了大米自给。
我国的杂交水稻是第一次绿色革命时期的杰出代表。
图为中国的“杂交水稻之父“袁隆平
在推广绿色革命的11个国家中，水稻单产 80年代末比70年代初提高了63％。在某些国家推广后其主要特征是把水稻的高秆变矮秆，另外辅助于农药和农业机械，从而解决了十多个发展中国家粮食自给问题。
绿色革命应用的主要作物
水稻
小麦
主要由国际玉米和小麦改良中心和国际水稻研究所这两所机构完成对这两种作物的改良。
国际玉米和小麦改良中心:
利用具有日本“农林10号”矮化基因的品系，与抗锈病的墨西哥小麦进行杂交，育成了三十多个矮秆、半矮秆品种，其中有些品种的株高只有40 ～50 厘米，同时具有抗倒伏、抗锈病、高产的突出优点。
国际水稻研究所：
将我国台湾省的“低脚乌尖”品种所具有的矮秆基因，导入高产的印度尼西亚品种“皮泰”中，培养出第一个半矮秆、高产、耐肥、抗倒伏、穗大、粒多的奇迹稻“国际稻8号”品种。此后，又相继培养出“国际稻”系列良种，并在抗病害、适应性等方面有了改进上述品种在发展中国家迅速推广开来，并产生了巨大效益。
植物激素与“绿色革命”
什么叫做“绿色革命”？
“绿色革命”一词，在生物学上指一种农业技术推广。20世纪60年代某些西方发达国家将高产谷物品种和农业技术推广到亚洲、非洲和南美洲的部分地区，促使其粮食增产的一项技术改革活动。
绿色革命的产生背景
20世纪，随着殖民国家的独立和解放，这些国家的人口以历史性的速度快速增长。在上世纪60年代中期，饥饿和营养不良成为普遍现象。特别在亚洲，一些国家日益依赖富裕国家的食品援助。

高中生物：2.5《绿色食品的生产》素材新人教版选修2

第5节绿色食品的生产绿色食品英文：Green food绿色食品的概念绿色食品在中国是对无污染的安全、优质、营养类食品的总称。

是指按特定生产方式生产，并经国家有关的专门机构认定，准许使用绿色食品标志的无污染、无公害、安全、优质、营养型的食品。

类似的食品在其他国家被称为有机食品，生态食品，自然食品。

1990年5月，中国农业部正式规定了绿色食品的名称、标准及标志。

标准规定：①产品或产品原料的产地必须符合绿色食品的生态环境标准。

②农作物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工必须符合绿色食品的生产操作规程。

③产品必须符合绿色食品的质量和卫生标准。

④产品的标签必须符合中国农业部制定的《绿色食品标志设计标准手册》中的有关规定。

绿色食品的标志为绿色正圆形图案，上方为太阳，下方为叶片与蓓蕾，标志的寓意为保护。

在许多国家，绿色食品又有着许多相似的名称和叫法，诸如“生态食品”、“自然食品”、“蓝色天使食品”、“健康食品”、“有机农业食品”等。

由于在国际上，对于保护环境和与之相关的事业已经习惯冠以“绿色”的字样，所以，为了突出这类食品产自良好的生态环境和严格的加工程序，在中国，统一被称作“绿色食品”。

绿色食品是指在无污染的条件下种植、养殖，施有机肥料，不用高毒性、高残留农药，在标准环境、生产技术、卫生标准下加工生产，经权威机构认定并使用专门标识的安全、优质、营养类食品的统称。

绿色食品所具备的条件1.产品或产品原料产地必须符合绿色食品生态环境质量标准；2.农作物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工必须符合绿色食品生产操作规程；3.产品必须符合绿色食品标准；4.产品的包装、贮运必须符合绿色食品包装贮运标准。

绿色食品标准绿色食品标准是由农业部发布的推荐性农业行业标准（NY/T），是绿色食品生产企业必须遵照执行的标准。

绿色食品标准分为两个技术等级，即AA级绿色食品标准和A级绿色食品标准。

绿色食品标准以“从土地到餐桌”全程质量控制理念为核心，由以下四个部分构成：绿色食品产地环境标准，即《绿色食品产地环境技术条件》（NY/T 391）绿色食品生产技术标准绿色食品产品标准绿色食品包装、贮藏运输标准绿色食品的产生第二次世界大战以后，欧美和日本等发达国家在工业现代化的基础上，先后实现了农业现代化。

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ｈａｒｐｉｎ）。植物表面的受体接受ｈａｒｐｉｎ分子后启
动植物的细胞编程死亡（ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｃｅｌｌｄｅａｔｈ，
ＰＣＤ）形式，经信号传导使第二信使（如水杨酸ＳＡ、茉莉酸ＪＡ等）在植物体内积累（信号放大），诱导植物产生系统获得抗性。目前国内外科学家都在积极寻找这类能诱导植物产生多种抗环境胁迫能力（包括抗病性、抗虫性）的
Ｍｅｓｓｅｎｇｅｒ，被ＥＰＡ批准在全美农作物上使用，
并被誉为作物生产和食品安全的一场绿色化学革命。因此，生物源农药创制不仅是保持我国开发生物源农药在国际上具竟争优势的需要，
新世纪（首届）全国绿色环保农药技术论坛盛产品展示会
也是解决产业源头创新、无公害农药创制与产业化发展的必然要求。
的贸易保护壁垒政策，对于进口的农畜产品的农药最高残留限量（ＭＲＬ），有十分严格的标准．自９０年代以来，全球生物农药的产量每年以１０％＾－２０％的速度递增。１９９２年中美 “ 知识产权各忘录”签字和１９９３年我国新专利法实施以后，新农药创制得到了政府的高度重视。在发酵、分离各种抗生素的同时，生物工程农药取
自然界是创制新农药的最好设计师。从胁迫
有约２０－３０个基因组成，其编码产物构成ＩＩＩ型
环境进化而来的植物，在其基因组中存在抗环境胁迫因子的基因。这些基因受环境胁迫因子的信号诱导（沉默与表达），并使植物第二信使信号放大，开启植物中多种信号传导途径，赋予促进植物生长、增强植物抗逆（病、虫）性和保持生态平衡。植物病原菌也是植物的主要
够在烟草上引起过敏性反应，富含甘氨酸、对
不在其寄主范围内的植物上引发ＨＲ）．
热稳定以及对蛋白酶敏感，由此证明，ＨｒｆＡ－是从Ａａｎｔｈｏｍｏｎａｓ属中发现的第一种ｈａｒｐｉｎ，
定名为ｈａｒｐｉｎ，，
依据ｈａｒｐｉｎ编码基因的属内同源性，本实验室还从水稻黄单胞另一致病变种— 水稻细条斑病菌ＲＳ１０５中也克隆到编码ＨＲ激发子的ｈｒｆＡ．基因，通过表达分析，确证该基因就是编码ＨＲ激发子ｈａｒｐｉｎｘ、的基因。ｈａｒｐｉｎ，，同样能够引起烟草的过敏性反应，对热稳定，富含甘氨酸，尤其在中部和Ｃ一末端有两个ＧＧＧ－ＧＧ
传导途径解析等方面具有重要的理论和实践意义．
关键词：ｈａｒｐｉｎ，。生物源农药增产抗病虫激活剂生物技术
１国内外现状与发展趋势３５年后，现在的农作物产量需要提高两倍才能满足世界人口将达８５亿峰值的需要。为了保证人类食物供应，农药、杂交种和化肥仍将承担重大责任。中国 “ 入世”后，化学农药面临着极好的机遇，但也遇到严峻的挑战。一个突出而紧迫的问题，就是我国农畜产品有害物超标，阻碍大宗出口、影响我国城乡居民的生活质量和身心健康以及环境污染严重。我国每年因主要病虫草害造成的产量损失达２５％以上。过度依赖化学农药防治这些病虫害的结果，导致农畜产ＡＯＣ。农药残留高、污染严重、病原物和害虫产生抗药性、危害更猖撅、使用化学农药越来越多。因淋洗式使用化学农药，近９０％的农药成分通过生态圈在食物链中富集。据２００１年农业部环保科研所的最新调查，我国农畜产品农药等污染物的污染程度之高令人触目惊心；２４个省、市、自治区的残留超标率高达４７．５％，总超标产品量为１６５０万吨。受农药污染超过国家卫生标准的蔬菜类为３５．１５％，蛋类为３３．１％，水果为１８．７％，肉类为１７．６％，粮食为１７．４％，奶类为６．２％。面对这种情况，许多国家，尤其是一些发达国家和地区，通过技术壁垒实行严格
泌出通道、ｈｒｐ调节系统和１－２种激发植物产生过敏反应的效应蛋白，即ｈａｒｐｉｎ分子。ｈｒｐ基因簇中某一ｈｒｐ基因编码的产物ｈａｒｐｉｎ，则是
一种非特异性激发子，对广泛的非寄主植物具有诱导抗病性。迄今己从植物病原菌中克隆到无毒基因４０多个，但对其产物及其功能的研究进展不大。自１９９３年首次从梨火疫病细前，本实验室利用发酵工程和蛋白质加工
技术，己将ｈａｒｐｉｎｘ，ｏ。开发成为作物增产抗病虫
激活剂— 健丰宝，正在进入产业化进程。３Ｈａｒｐｉｎ的作用机理水稻白叶枯病菌过敏性反应激发子ｈａｒｐｉｍ、能够诱导Ｘａｎｔｈｉ烟草抗ＴＯ和烟草黑胫病的侵染。为探明其诱导抗病性的功能机理，
从与植物互作的分子机制上看，ｈａｒｐｉｎ：或超级ｈａｒｐｉｎ的作用靶标与ｈａｒｐｉｎ启动不同信号传导通路的功能有关。ｈａｒｐｉｎ诱导的不同有益表型可能由不同受体来识别并启动相应的信号通路来完成。本实验室正在利用ｈａｒｐｉｎＸｏｏ功能域构建超级ｈａｒｐｉｎ，以开发其作为植物增
单胞菌ｈｒｐ基因簇的基础上，从水稻白叶枯病菌ＪＸ０ＩＩＩ菌株中克隆到编码诱导植物过敏性反
应激发子的基因ｈｒｆ４．．，（ｈｙｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅｆｕｎｃｔｉｏｎ）。同源性比较发现，ｈｒｆＡ－
ａｎｔｙｌｏｖｏｒａ）中发现ｈｒｐＮ基因产物ＨａｒｐｉｎＥ。具
有诱导植物产生１－１１和ＳＡＲ反应以来，己从丁香假单胞、青枯病细菌中克隆出具有类似功能的基因。美国Ｅｄｅｎ生物技术公司２０００年己将
环境胁迫因子。现有的研究结果表明，植物病原菌中存在诱导植物产生多种抗环境胁迫能力的信号分子（如卵菌中的ｅｌｉｃｉｔｉｎ，病原细菌中的
得重大成就，显示出强大的生命力。１９９４年美国ＥＰＡ将转基因作物列入农药范畴，并建立了相应法规与登记程序。１９９９年诺华公司第一个商品化的植物活化剂 “ Ｂｉｏｎ＂（基本成份是水杨酸类似物ＢＴＨ，苯丙唾哇类制剂），与以往任何内吸性杀菌剂的作用机制都不相同，它本身
氨基酸残基序列的重复，但比ｈａｒｐｉｎｘ，少一个重复，比Ｈｐａｌ少二个重复．ｈａｒｐｉｎｘ，与ｈａｒｐｉｎｘ－
对烟草叶片喷雾处理后都具有诱导植株抗ＴＭＶ侵染的能力。基于ＰＣＲ技术，本实验室还从Ｘ．ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓｐｖ．ｇｌｙｃｉｎｅａ和Ｘ．ｃｉｔｒｉｓ中分别克隆和表达了编码ｈａｒｐｉｎ的基因。
植物病原菌的无毒基因（（ａｖｉｒｕｌｅｎｃｅ，ａｖｒ）和ｈｒｐ
基因既是致病性决定因子，又是诱导抗病性因子。无毒基因（产物）作为特异性激发子仅对具有相匹配的抗病基因（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，Ｒ）特异性互作，形成基因一基因关系从而具有诱导抗病
ｎｏｎｈｏｓｔｐｌａｎｔｓａｎｄｐａｔｈｏｇｅｎｉｃｉｔｙｏｎｈｏｓｔｐｌａｎｔｓ）基因决定着植物病原细菌在非寄主植物上激发过敏反应和在寄主植物上具致病性的能力。ｈｒｐ基因是植物病原细菌特有的一种基因簇，通常
ＨａｒｐｉｎＥ：研发成一个生物农药，商品名为Ｍｅｓｓｅｎｇｅ产。
本实验室在研究水稻黄单胞ｈｒｐ基因的基础上在国内外首次发现水稻黄单胞细菌也能产生类似Ｈａｒｐｉｎ的蛋白（ＨＬＰ），并从ｈｒｐ基因簇中克隆鉴定出编码Ｈａｒｐｉｍ．的基因ｈｒｆ．４，．，，本实验室通过超声波破碎法以及水平滚动式聚焦电泳（ＲｏｔｏｒｆｏｒＣｅｌｌ）和离子交换层析（ＦＰＬＣ）等纯化技术，首次证明在Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ属的病原细菌中也存在过敏性反应激发子。该激发子物质是一种蛋白质，分子量约为２６ｋＤａ，等电点为４．５，具有热稳定、富含甘氨酸、不含半肤氨酸等生物学特性，类似于已发现的ｈａｒｐｉｎ。由于尚未确定该激发子的编码基因，因此，我们将这种蛋白质暂时称为ＨＬＰ－
基因位于ｈｒｐ基因簇中ｈｒｐＡ转录单元之前：其推测产物ＨｒｆＡ－与水稻白叶枯病菌菲律宾菌株
新世纪（首届）全国绿色环保农药技术论坛暨产品展示会
ＰＸ０８６的Ｈｐａｌ有９７．２％的序列一致性。ｈｒｆＡｘ－基因在重组大肠杆菌中高表达后，产生一分子量为ｌ５．６ｋＤａ的蛋白质。研究表明，该蛋白能
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Ｈａｒｐｉｎ，作物健产和食品安全的一场传色化母革命
陈功友闻伟刚李平陆徐忠董汉松王金生（南京农业大学植保学院农业部病虫监测与治理实验室南京２１００９５）
摘要：木文分析了我国农作物生产和食品安全的现状，指出以ｈａｒｐｉｎ为代表的生物工程技术，是作物生产和食品安全的一场绿色化学革命．不仅如此，ｈａｒｐｉｎ技术将在直接应用、构建转基因重组生防微生物、转基因农作物和植物抗逆性信号