一、技术背景

化学农药、化学肥料是把双刃剑，一刃指粮食稳产，一刃指环境污染。我国目前是世界第一的（化学）农药、（化学）肥料生产、进口和使用大国。目前，我国农药平均用量（其中绝大多数是化学农药）比世界平均用量高2.5~5倍，肥料用量超过世界总用量的30%，但其利用率仅为30%左右，其余70%进入环境，导致我国至少1300万-1600万公顷耕地受到严重污染。在茶叶、众多农作物、有机食品甚至饮用水源中均检出多种农药残留。农药减量使用或开发安全有效的替代品势在必行。

植物疫苗（也叫超敏蛋白）是植物病原细菌和病毒诱导植物过敏反应的激发子。1992年，science杂志首次报道了植物病原细菌能够诱导植物产生非寄主植物过敏反应(HR)的Harpin蛋白质，揭示了来自梨火疫病病原菌产生的Harpin蛋白能引发非寄主植物烟草产生过敏反应，从而阐明了植物是如何识别病原菌的侵染并做出反应、诱导产生系统获得抗性的奥秘。

其后几年，康奈尔大学和EDEN公司（美国纳斯达克上市）的生物学家们先后完成了梨火疫病原菌菌株Ea321a的HarpinEa基因克隆、高效质粒构建等，并转化建成携带HarpinEa基因的工程菌，发酵法生产基因产物HarpinEa蛋白，开发出一种能诱导抗性反应、促进生长发育、对人畜安全和对环境无害的生物农药信使(Messenger)。农药信使(Messenger)于2000年在美国获得登记（EDA0.69834-2），被美国环保署(EPA)列为免检残留的农药产品，准许在所有作物上使用。2001年，农药信使(Messenger)荣获美国环保署颁发的“总统绿色化学挑战奖”，并被称为是“植物保护和农产品安全生产上的一次绿色革命”。目前已被23个国家正式核准销售（全球统一售价4.95美元/亩/次，一季作物使用3-5次，利润率为70—80%） 。

1993年以色列也开始对超敏蛋白进行同源研发，从白菜软腐菌变种CSDS008菌株中成功获取hrpN，该基因以hrpN基因簇形式存在于CSDS008菌株的染色体DNA上。对比分析发现HarpinEcc\HarpinEac蛋白的甘氨酸含量、对热稳定性、均优于HarpinEa。2013年，四川海博氏生物科技有限公司引进HarpinEcc\HarpinEac技术。目前已在以色列、瑞士、德国、西班牙以及我国新疆、四川、甘肃、陕西等地区的核桃、土豆、大枣、香梨、葡萄、叶菜、柑橘、棉花、番茄、辣椒、黄瓜、大豆、玉米、水稻等粮食和经济类作物成功应用。

而全世界在这一领域仅有两项原创性发明专利技术在植保工程中成功应用（一项为美国 EDEN公司所拥有的“Messenger” ，一项为以色列 “Galilee-Green（嘉利利-绿色）实验室所拥有的“HhrpEcc蛋白”）。到目前为止，植物疫苗（超敏蛋白）已经在国外和国内都获得了政府认可。但植物疫苗的研究和开发只是冰山之一角，远远没有达到大量开发的程度。

二、技术介绍

植物在与病原体作斗争的长期过程中，形成了复杂的自我防卫系统(self-defense system)，一旦受到病害的侵袭，植物就会通过各种代谢途径形成与抵抗病原有关的物质，产生不同程度的抗性，这就是植物系统抗性。

（一）产品生产工艺

工程菌制备 → 原菌制备→ 生产菌分装→ 生产菌活化→ 种子菌发酵→ I级发酵→ II级发酵→ III级发酵→ 诱导培养→ 升温灭活→ 菌体高压破碎→ I级络合→ 高压均质处理→ II级络合→ 浓缩→ 储罐均质→ 配料→ 低温真空连续干燥→ 内包装→ 中包装→ 外包装→ 贮运

（二）产品使用方法

植物疫苗：每亩用15克对水20千克，于作物苗期或移栽期、初花期、幼果期到收获前，每隔15—20天喷洒1次，共喷3—5次，可根据具体情况适当增减。喷洒时一扫而过即可，不必全株均匀着药。

植物免疫刺激剂：每亩用150克，于作物苗期或移栽期、初花期、幼果期到收获前，与基肥、追肥等混合使用。

三、应用影响

本研发团队提取了导致茎腐、霜霉、花叶、枣疯、叶枯、黑腐、白粉、红粉、灰霉、蔓枯、炭腐、锈病、疫病等70余种病害及20多种虫害的核心抗原蛋白基因，在大肠杆菌和毕赤酵母中实现了表达，开发出了10余种植物免疫疫苗单体（超敏蛋白），这些疫苗对于病毒、细菌、真菌等病原物所引起的各类植物疾病有良好的防治效果，病虫害的防治效果为40%～80%，并且可以使作物增产10-75%，在实际使用中最高可减少50%的肥料、农药、杀菌剂用量。

根据已有报道，我们的这项工作是目前全球品种最全、功能覆盖最广的植物疫苗和免疫刺激剂产品系列。

在此基础上，我们对10余种植物免疫疫苗单体进行了多价组合，使植物疫苗具有抗多种病虫害的效果，如Harpin ECB多价疫苗，对于赤霉病、叶斑病、黑粉、病白粉病、白绢病等都具有显著的联合防治效果。我们的这项工作，根据报道来看，具有独特的创新性，尤其是多价（多联）疫苗的基因表达和产业化思路，属全球首创。

另外，我们还开发了以植物免疫蛋白为主要原料之一，再加γ-聚谷氨酸、黄腐酸、微量元素等成分，开发出了一系列植物免疫刺激剂，扩大了市场使用规模。该部分内容也属于首创。该部分内容也具有较高的创新性和较大的市场前景。