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从基础研究到产业应用，蹚出核酸生物农药的创新突破之路
当国家重大需求出现时，科学家坚守使命，砥砺奋进，在未知的天地辟出别有洞天的真理之道。在农药领域，化药在发挥重要作用的同时也面临着效力下降，农残风险高等问题。这给我国这样人多地少、对农药需求量较高的国家带来了巨大挑战。如何确保农作物稳产高产，更好地将「中国人的饭碗牢牢端在自己手中」，需要全新作用机制的新型农药。
本期「遇见实验室」我们一起走进山西大学应用生物学研究所/核酸生物农药山西省重点实验室。在所长张建珍教授的带领下，研究者们长期聚焦于新型核酸生物农药的相关研究，不但在这一领域取得诸多重要发现，而且在成果转化领域也有亮眼成绩，谱写出拥抱绿色发展，共谋农业美好明天的美丽画卷。
响应国家重大战略需求，布局新型核酸生物农药
张建珍教授带领的山西大学应用生物学研究所主要研究方向包括害虫蜕皮发育分子机制研究、杀虫核酸分子靶标设计、核酸农药的生物合成、核酸农药的创制与示范。在张建珍教授看来，实验室之所以做出这样的研究布局，无不是在响应国家重大战略需求。2020 年，农业农村部出台农药使用零增长行动，山西省也于 2022 年推出了农药减量增效工作指导意见。此外，《“十四五”全国农药产业发展规划》对农药产业高质量发展做出了一系列谋划。在这一背景下，迫切需要研发新型的害虫防控技术，具有靶标特异性强，研发周期短，环境安全性好等特性的生物农药应运而生，成为领域内的前沿热点。
张建珍教授表示，与传统的化学农药相比，核酸生物农药很多优势，比如它杀虫特异性强，可以规避化学农药有可能伤及非靶标生物蜜蜂及高等生物人类的风险。核酸农药还有研发周期短、成本低的特点，而且无残留易降解，更加绿色环保，被誉为「农药发展史上第三次革命」的核心产品，已被列入我国《“十四五”全国农药产业发展规划》。
张建珍教授表示，与传统的化学农药相比，核酸生物农药很多优势，比如它杀虫特异性强，可以规避化学农药有可能伤及非靶标生物蜜蜂及高等生物人类的风险。核酸农药还有研发周期短、成本低的特点，而且无残留易降解，更加绿色环保，被誉为「农药发展史上第三次革命」的核心产品，已被列入我国《“十四五”全国农药产业发展规划》。
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聚焦基础与应用研究，推动国际交流和人才培养
通过对 RNA 干扰害虫治理技术的持续创新研究，核酸生物农药山西省重点实验室已经积累了丰厚的基础技术和研究成果。
张建珍教授分享道，团队长期聚焦于核酸生物农药的基础与转化研究，主要是针对害虫的核酸序列进行杀虫 dsRNA 靶标设计，采用生物合成技术进行靶标的绿色合成。利用酵母、真菌等微生物，通过线路设计及工程改造等合成生物技术，获得高效生产核酸农药菌株，可为多种类别的害虫「量身定制」核酸药物，用药成本大幅降低。
张建珍教授分享道，团队长期聚焦于核酸生物农药的基础与转化研究，主要是针对害虫的核酸序列进行杀虫 dsRNA 靶标设计，采用生物合成技术进行靶标的绿色合成。利用酵母、真菌等微生物，通过线路设计及工程改造等合成生物技术，获得高效生产核酸农药菌株，可为多种类别的害虫「量身定制」核酸药物，用药成本大幅降低。
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实验室近年来主持国家级项目 20 余项，主要包括科技部国家重点研发计划项目/国家自然科学基金重点项目、中德国际合作项目、重点国际合作项目等。实验室还开展了富有特色的国际交流合作，与美国、德国以及一带一路上埃及等国大学进行合作等。张建珍教授表示，通过这些合作，一系列领域内非常前沿的创新工作得以深入开展。在这一过程中，实验室也会选派团队中的优秀青年教师和硕博士赴国外进行学术交流，培养其国际视野，为后续学术事业的开展打下了良好的基础。
值得一提的是，在 2023 年爱思唯尔（Elsevier）发布 2022「中国高被引学者」名单中，张建珍教授再次名列其中，这已是是她连续第三年成为「中国高被引学者」，凸显出她及其团队在新型生物农药领域做出的卓越贡献。
值得一提的是，在 2023 年爱思唯尔（Elsevier）发布 2022「中国高被引学者」名单中，张建珍教授再次名列其中，这已是是她连续第三年成为「中国高被引学者」，凸显出她及其团队在新型生物农药领域做出的卓越贡献。
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积极发展合成生物学前沿技术，发力成果应用转化
2021 年 2 月，山西大学合成生物学学院正式成立，张建珍教授担当首任执行院长一职。她表示，作为全国第一个合成生物学学院，学院聚焦国家「双碳」目标和山西合成生物产业的重大需求，开展生物合成、生物催化、微生物开发及污染治理等相关工作。
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学院建设两年来，成功组建合成生物学本科教学实验室，先后申请获批合成生物学本硕博学位点，使山西大学成为全国第二个拥有合成生物学本硕博学位点的高校。
不仅如此，学院通过校企合作、资源共享、服务产业的组织新模式，以产学研用为培养理念，重点打造生物基新材料稀缺技术人才和学科交叉复合型创新创业人才链，为山西省正在倾力打造的千亿级生物基新材料制造产业集群提供人才支撑。
从昆虫传统分类研究，到分子毒理学研究和表皮发育研究，而今实验室又将研究重点放在核酸生物农药研究，并积极引入合成生物学等前沿手段。研究方向变化的背后是张建珍教授持续发力创新，响应国家重大需求的不变初心。她强调，创新是科研的灵魂，阅历是创新的源泉，需求是创新的驱动。20 余年的不懈耕耘收获了诸多创新成果和同行认可，这将激励团队不断传承与创新，更好服务社会。
不啻微茫，造炬成阳。张建珍教授及实验室团队在昆虫学特别是新型生物农药领域做出的重要发现，如同中国农业科技创新之路上闪烁的点点星光。Eppendorf 深耕中国市场二十年如一日，有幸参与到这些创新工作中，感到与有荣焉。相信当这些点点星光汇聚为照亮前路的火炬之时，也将是我国农业「稻浪金波涌，谷粒满仓盈」之日。
不仅如此，学院通过校企合作、资源共享、服务产业的组织新模式，以产学研用为培养理念，重点打造生物基新材料稀缺技术人才和学科交叉复合型创新创业人才链，为山西省正在倾力打造的千亿级生物基新材料制造产业集群提供人才支撑。
从昆虫传统分类研究，到分子毒理学研究和表皮发育研究，而今实验室又将研究重点放在核酸生物农药研究，并积极引入合成生物学等前沿手段。研究方向变化的背后是张建珍教授持续发力创新，响应国家重大需求的不变初心。她强调，创新是科研的灵魂，阅历是创新的源泉，需求是创新的驱动。20 余年的不懈耕耘收获了诸多创新成果和同行认可，这将激励团队不断传承与创新，更好服务社会。
不啻微茫，造炬成阳。张建珍教授及实验室团队在昆虫学特别是新型生物农药领域做出的重要发现，如同中国农业科技创新之路上闪烁的点点星光。Eppendorf 深耕中国市场二十年如一日，有幸参与到这些创新工作中，感到与有荣焉。相信当这些点点星光汇聚为照亮前路的火炬之时，也将是我国农业「稻浪金波涌，谷粒满仓盈」之日。
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