自然界中所有昆虫的外壳都含有一种物质——几丁质，若能成功找到决定几丁质合成的关键“窍门”，就可能研发出破坏害虫生长发育的有效绿色农药。近日，中国农业科学院植物保护研究所/农业基因组研究所杨青教授团队和中国科学院高能物理研究所龚勇研究员破解了这一困扰全球农药学界近50年的难题，首次揭示了几丁质生物合成的完整过程，或将催生一批新型绿色农药的研发，助力害虫防控和生物安全。

这一成果论文于北京时间9月21日23时在线发表于国际著名期刊《自然》，这也是我国农药领域在《自然》的首篇论文，具有里程碑式的意义，是我国农业科技原始创新能力加快提升的重要标志。

杨青介绍，几丁质对昆虫外壳、气管和消化道等的成形和发育至关重要。若能搞清楚它的合成过程，就能研发对应药物，有效控制植物病虫害的生长发育。同时，哺乳动物和植物中并不包含几丁质，因此，以这一物质合成为农药靶标设计而成的新型农药将不会影响人畜和自然环境，既安全，又绿色。然而，在过去近50年中，全球科学家始终没有得到准确的几丁质合成酶三维结构信息，研究进展缓慢。

杨青教授团队长期致力于几丁质生物学研究，在几丁质合成、水解和修饰方面具有丰厚的积累。该团队历时15年，通过冷冻电镜、扫描电镜、X射线衍射等前沿生物技术，解析了一种影响几丁质合成的关键物质——几丁质合成酶的三维结构，首次从原子水平上揭示了几丁质实现生物合成的重要过程，并更进一步，探明了尼克霉素能够抑制几丁质生物合成的机制。这一成果为创制人畜安全的绿色农药提供了关键的分子靶标结构信息，为农药产业的变革和绿色发展开辟了新方向。

《自然》评审专家认为“这个工作是创新的，无疑具有广泛的影响力”。中国科学院院士康乐指出，本次研究是生物学领域的一项重大进展，为针对几丁质合成酶理性设计小分子从而控制有害昆虫的种群数量带来了新曙光。中国工程院院士宋宝安则指出，绿色农药分子靶标的开发利用已经成为国家的重大需求，一个新的靶标不仅可以催生出几十甚至上百种农药品种，也能极大缓解已有农药品种的抗药性问题。本次研究有助于创制出重量级的绿色农药品种，提升我国农药产业的核心竞争力和对农业有害生物的防控能力，保障我国粮食安全。中国工程院院士钱旭红评价，该研究为人类数十年以来未能实现的生态环境友好农药的梦想提供了实现的舞台，标志着中国农药研发水平提升到了基础理论原始创新的高度，也是全球农药创新研究与开发近几十年来最重要的基础性进展之一。

中国农业科学院植物保护研究所为论文的第一完成单位。植保所副研究员陈威、北京工业大学教授曹鹏和大连理工大学博士刘元盛为本文共同第一作者，杨青和龚勇为共同通讯作者。

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