登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《Quercus Biosolutions利用AI技术革新农作物保护方案，推动生物农药发展》

  • 来源专题：农业生物安全
  • 编译者： 李周晶
  • 发布时间：2025-04-14

  • 近日，农作物生物科技公司Quercus

    Biosolutions结束隐身模式，并获得了未公开投资者的pre-seed轮融资。该公司成立于2023年，专注于利用生成式AI技术设计新型农作物保护产品，其核心技术基于人工合成的微型蛋白（mini

    proteins）。通过与药物研发企业Ordaos Bio的战略合作，Quercus将先进的AI平台从人类医学领域扩展应用到农业中，旨在革新农作物保护的方式。

    不同于传统的依赖天然蛋白质筛选的方法，Quercus采用生成式AI从头开始设计全新的微型蛋白，这种方法不仅提升了研发效率，还能够在早期阶段考虑蛋白质的稳定性、制剂开发及供应链可行性等因素，从而缩短产品上市时间。其研发流程包括AI建模分析、计算机模拟测试以及无细胞表达系统生产蛋白质进行体外测试。针对已知作用靶点，如化学农药或Bt蛋白的作用靶标，Quercus利用AI预测微型蛋白结构，优化其与目标酶或受体的相互作用，实现优于化学农药的病虫害防治效果。

    目前，Quercus正在与Solis

    Agrosciences合作开展数据生成、优化与验证工作，并计划在未来3到6个月内进行温室和生长室实验，预计最快在6个月内进入田间验证阶段。此外，公司还在建立知识产权组合以确保其在AI蛋白设计应用于农作物保护领域的竞争优势。

    未来，Quercus将持续深耕精准农业与可持续农业领域，解决生物农药在稳定性、成本及规模化生产方面的挑战，致力于开发可替代化学农药的生物解决方案，并计划两年内完成新型蛋白杀虫剂的注册审批，加速全球农作物保护市场向生物技术和精准农业转型的步伐。

  • 原文来源：https://cn.agropages.com/News/NewsDetail---34433.htm
15浏览量
原文链接
相关报告

  • 《我国生物农药的发展与展望》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2019-11-27
    • 引 言 生物农药在保障农业丰产增收，维护生态和谐，满足食品安全需求等方面均具有重要的作用与意义。当下农业绿色发展已成为主旋律，在国家农药化肥“双减”及“零”增长的背景下，生物农药掀起了“绿色风暴”，发展生物农药是环境的需要，是时代的需要，更是全球农药产业发展的趋势。 生物农药的概念及分类 生物农药是指利用生物活体（真菌、细菌、昆虫病毒、转基因生物、天敌等）或其代谢产物（信息素、生长素、萘乙酸、2，4-D等）及植物提取物等，针对农业有害生物进行杀灭或抑制的制剂。在中国，传统的生物农药仅指微生物农药。随着科学技术的快速发展，对生物农药的概念和类别的探讨也引起了广泛的关注。张兴等于2002年系统地给出了生物农药的概念、分类及特点，并得到了业界的认可。生物农药，是指可用来防除病、虫、草等有害生物的生物体本身及源于生物，并可作为“农药”的各种生理活性物质。在2017年11月施行的《农药登记资料要求》中，虽然没有明确生物农药的定义，但按照来源将农药分为化学农药、生物化学农药、微生物农药、植物源农药，其中微生物代谢物（农用抗生素）在登记方面要求等同于化学农药，不过一直没有明确的定义。此前一般认为生物农药包含后3类，即生物化学农药、微生物农药（含农药抗生素）和植物源农药。但是需要特别注意的是，今年8月农业农村部在十三届全国人大会议的答复中明确指出，生物农药主要包括生物化学农药、微生物农药和植物源农药，农用抗生素不包括在内。 至此，农用抗生素从生物农药中彻底除名。 在美国，生物农药是指来源于动植物，细菌，矿物质等天然材料或与天然来源结构相似，功能相同的农药，包括：生物化学农药（天然产生的），微生物农药，植物嵌入式保护剂。 生物农药的特点 关于生物农药的特点，也有多位学者进行了探讨和分析。目前，较为一致的观点是：专一性强，活性高；对环境安全；不易产生抗药性；对非靶标生物相对安全；开发利用途径多；作用机理不同于常规农药；种类繁多，研发的选择余地大。当然，还表现出作用速度较慢，开发及使用成本较高等特点。 生物农药产业化现状 全国生物农药生产企业200多家，生物农药产量14万吨，约占全国农药生产企业的6.7%，年产值约216.27亿元，占整个农药总产值的8%左右。某些明星产品如井冈霉素、赤霉素、阿维菌素、Bt四个品种的年产值均超过1亿元，且中国是井冈霉素、赤霉素和阿维菌素的最大生产国。苦参碱、阿泰灵、壳寡糖和芸苔素内酯等产品发展迅猛，市场份额逐年扩大。印楝素、鱼藤酮、白僵菌、绿僵菌、木霉菌等推广应用效果良好。害虫天敌的生产与利用技术达国际领先水平，例如赤眼蜂的年繁蜂量100亿头左右，应用面积133.3万hm2以上，是全球应用面积最大的国家。 我国生物农药登记情况汇总 （截止到2019年3月底） 01生物化学农药 共17余种有效成分，432个登记，涉及到218个生产企业。 主要有：乙烯利、赤霉酸、氨基寡糖素、吲哚乙酸、S-诱抗素等。登记数量最多的产品是乙烯利、赤霉酸和氨基寡糖素三大类，占了总数的58%。厂家主要是安邦电化(乙烯利系列)；海南正业中农(氨基寡糖素系列复配为主)；钱江生化、江苏丰源、江西新瑞丰、三浦百草等(赤霉酸系列);云南云大(芸苔素内酯系列)等等。 02 微生物农药 共22种有效成分，468个登记，205个生产企业。 主要有：苏云金杆菌、枯草芽孢杄菌、蜡质芽孢杄菌、棉铃虫核型多角体病毒、球孢白僵菌、木霉菌、斜纹夜蛾核型多角体病毒等。登记数量最多的前三大产品是苏云金杆菌、枯草芽孢杄菌和蜡质芽孢杄菌三大类，占了总数的73%。厂家主要是武汉科诺、武汉楚强、湖北康欣、江西天人、浦城绿安等等。 03 植物源农药 共11种有效成分，192个登记，涉及到124个生产企业。 主要有：烟碱、苦参碱、小檗碱、印楝素、鱼藤酮、藜芦碱、柠檬烯、芸苔素内酯、樟脑、除虫菊素、蛇床子素、苦皮藤素、桉油精、八角茴香油、大黄素甲醚、狼毒素、雷公藤甲素、香芹酚、大蒜素、右旋樟脑、莪术醇、补骨脂种子提取物、银杏果提取物、博落回提取物、甾烯醇、萜烯醇等。登记数量最多的前三大产品是苦参碱、鱼藤酮和印楝素三大类产品，占了总数的84%(苦参碱类产品就占了一半以上，57%)。厂家主要是成都新朝阳、清源保、广东园田、三浦百草、内蒙帅旗等。 前景与展望 尽管生物农药发展极为迅速，然而在其研发、应用及管理中均存在一些问题：新材料、低成本材料严重不足，导致生物农药新产品种类少，且成本高；活性测定、效果评判及产品质量标准尚不够严谨，限制了新产品研发速度；在产业化及应用中，工艺较为复杂或产率低、生产周期长、剂型不够丰富、施药技术落后、成本较高等问题限制了生物农药新产品的产量及推广应用；相关法律的缺失、政策保障缺乏以及知识产权的侵权等是生物农药管理中存在的严重问题。 针对上述问题，我们认为生物农药重点研发方向有如下几个方面： 01 活性生物资源的筛选 活性生物资源的筛选是生物农药新品种创制的重要源头，也是活性化合物新结构类型变化的重要来源，坚持从不同的环境中筛选活性微生物菌株和植物资源将为生物农药新产品的持续开发奠定坚实的基础。 02 生物农药新品种的创制与产业化 根据中国的资源优势，有针对性的开展生物农药新产品创制与转化，并通过工程化配套，生产出具有市场竞争力的生物农药新产品，为粮食安全生产和食品安全保驾护航。 03 基因挖掘 高毒力、高产、高稳定性工程菌株选育与构建及毒力(素)基因挖掘。 04 生物农药活性物质生物合成途径及生物反应器 由于植物源农药资源的有限性极大的限制了其应用与发展，生物合成技术在解决植物资源大规模生产上有广阔的应用前景。细胞培养、发状根培养及基因工程技术的发展，必将在植物源农药的研究开发和应用中发挥决定性的作用，与此相匹配的生物反应器研究为其产业化和规模化生产提供有效途径。 05 天然产物挥发物的研发与利用 利用精油类化合物易挥发、环境相容性好、易降解、毒性低、害虫不易产生抗性等优点，研制和开发符合人们对无公害化的纯天然源产品。 06 微生物组技术研究与应用 微生物组技术（土壤改良剂、种衣剂、杀线剂等）在种植业中可以降解农药、种子包衣、土壤酸化、盐碱化修复、土壤病虫害防治与保护农作物免受有害生物为害，将逐渐凸显其不可替代的作用。 07 生物农药的作物全程防控技术集成与应用 以生物农药为主的作物有害生物全程防控技术集成与应用。针对特定作物上可能发生的病、虫、草等制定出系统的防治方案，建立与应用以作物为主的全程病虫害生物农药防控技术体系，有效减少化学农药和化肥等投入品的使用，进而提升特色经济作物品质。 08 生物农药新剂型专用植保器械装备的应用研究 生物农药新剂型的研发应当遵循生物农药的特点，以安全、水基、控缓释、精准等为主，且应满足无人机施药的技术要求。植保无人机载液量较小，多采用低量喷洒技术，用水量少甚至可不用水，航空施药高度相对较低，飘移少，可空中悬停，与GPS系统配合，因此生物农药新剂型的研发应与上述特点相一致。 09 生物农药残渣综合利用及药肥水一体化研究 采用堆肥等方法处理生物农药残渣，并添加合适的微生物菌株，堆制出可防治多种植物病害的多功效有机药肥，以解决资源的循环利用。同时，将废物综合利用、农业措施与生物防治有机地结合起来，形成防治地下病虫害的一个新途径。 市场前景 随着中国“农产品安全和环境安全”战略需求的稳步推进，IPP理论（综合性农业生产与保护）也将越来越受到重视，而作为农业生产的重要投入品生物农药在IPP理论的实践中占有非常重要的地位，在解决上述生物农药产业发展关键瓶颈和重大发展难题的基础上，生物农药产业必将迎来新的发展机会，更应有其广阔的发展和使用的市场空间。
    871浏览量
    原文链接

  • 《合成生物学技术驱动上海农业创新场景》
    • 来源专题：耕地与绿色发展
    • 编译者：张毅
    • 发布时间：2024-10-16
    • 今年9月初，在科技部和上海市人民政府共同主办的2024浦江创新论坛上，一项关于“RNA生物农药绿色制造”的参赛项目斩获全国颠覆性技术创新大赛最高奖“卓越奖”，奖项颁发给了硅羿科技（上海）有限公司创始人、上海交通大学农业与生物学院首席研究员唐雪明教授。奖项的授予，也让与会者的目光聚焦在对RNA生物农药的关注上。 要理解RNA生物农药对国家农业生产和粮食安全意味着什么，要先认识我国农业绿色发展的未来走向。新一轮的科技革命和产业革命加速演进，被誉为第三次生物技术革命的合成生物学迎来全球化高速发展期。当前，国家对合成生物学研究支持力度大增，在2022年5月由国家发改委印发的《“十四五”生物经济发展规划》中，多次提及合成生物学在农业、医药、食品等领域的应用。尤其在农业领域，关于节能减排、病害防控、提升生长效率等绿色话题成为重点。今年6月，上海市政府办公厅发布的《关于加快推进本市农业科技创新的实施意见》中，也将合成生物学技术应用作为布局农业科技新赛道的重点方向之一，对挖掘生物制造潜力、推动农业绿色发展给予了很高的期待。 合成生物学之于农业科技创新的推动，表现在生物育种、生物制造、食品营养与健康等诸多领域。近两年，在市农业农村委的支持下，不少科技创新项目正瞄准相关学科的技术创新和成果转化，积极为新赛道布局投石铺路，而像硅羿科技这样一些有竞争力的上海本土企业及科研团队犹如黑马，为上海农业新质生产力增添新动能。 加快生物绿色农业布局。 “RNA生物农药在环境（土壤或水流）当中，基本在3－4天内就能降解。在可检测范围内，硅羿科技进行了多方面检测验证，结果表明，RNA生物农药的安全性能好，降解之后的残留很少，但速效性快，持药性长，它通过叶片进入到植物体内，在植物叶片甚至根茎中能够保留到20－30天，被国际同行喻为‘植物疫苗’。”唐雪明说。 普遍来看，传统化学农药研发周期长，费用高，同时使用过程产生的环境污染，农作物易产生抗性等问题难以解决，对农业绿色可持续发展带来负面影响。唐雪明说，RNA生物农药的“颠覆性”在于，以RNA干扰的方式，靶向干扰宿主（昆虫或病菌）关键因子mRNA，实现对病虫害的精准灭杀。 具体说来，就是通过细胞工厂或无细胞合成的方法，制备出具有特异性靶向宿主（昆虫或病菌）的dsRNA，直接作用于mRNA，作用时，大片段dsRNA会被多次切割，其中一个与靶标基因结合一次就会激发靶基因沉默；在自然环境中，dsRNA可实现快速降解，降解的产物还能作为植物生长的促进剂，被作物再次吸收，不仅环境友好还能促进增产。 新技术的优势还在于，其研发周期仅3－6个月。目前，团队正从无到有地创制以纳米技术搭载RNA农药，以进一步提升农药的吸附能力，降低研发成本；同时，形成了基于AI智能算法靶点筛选技术平台和dsRNA生物规模化合成，进行制剂研发的全链路生产工艺。 我国“十四五”全国农药产业发展规划中，首次将RNA生物农药列入优先发展规划。而国际上，像孟山都、拜耳、先正达等农化龙头企业，也更早落子布局，瞄准了对RNA生物农药关键核心技术的攻克。 2017年，唐雪明创立硅羿科技时，看准了RNA干扰技术应用于农业绿色防控领域的巨大潜力空间。这是他在耶鲁大学从事博士后研究，到10年后在牛津大学担任客座教授时，持续关注并感到得心应手的技术领域。事实印证了他的判断，硅羿科技成为中国首家RNA生物农药高新技术企业。 不过，从国际国内相关领域发展来看，仍然普遍缺乏产品研发标准，新材料获批和监管难度也很大。硅羿科技领跑于新赛道，主持制定了全球首个RNA生物农药的产业化标准，获得国内最早颁发的4张RNA农药“核酸干扰素”命名函，目前，已获得8张；也创制了全球第一个RNA杀菌剂和国内第一个RNA杀虫剂。 在上海，除了像硅羿科技这样的“黑马”，同样瞄准以合成生物学来推动绿色农业技术革新的农业创新企业还有不少。位于崇明陈家镇的长三角农业硅谷科创企业孵化园，正加快对农业新兴产业和未来产业的布局。比如，康码高产（上海）生物有限公司基于全球领先的D2P蛋白制造技术，研发为农作物提供替代化肥的蛋白营养液生物肥料，已建成目前全球最大的体外合成蛋白质工厂；上海植科优谷生物技术有限公司也正进行RNA农药开发等。 寻找更多农业应用突破点。 在上海市农业科学院生物技术研究所-农业合成生物学研究中心，有我国最早成立的从事农业合成生物学研究团队。近来，在市农业农村委科技创新项目支持下，团队创始人姚泉洪研究员正带领团队着手一项新课题，以水稻种子反应器为平台创制富含麦角硫因的稻米。 麦角硫因是一种天然氨基酸，能够清除自由基、有抗氧化、抗衰老、抗辐射等多种生理功能。该课题相关负责人彭日荷介绍，水稻种子合成麦角硫因，不存在人类病原或微生物毒素等安全顾虑，且在稻种中的生物活性物质比较稳定，有望让麦角硫因生产变得简单、经济，同时提升稻米附加值。 事实上，这样的科研创新并非只是在植物中合成营养成分的简单逻辑。在研究团队眼中，水稻被喻为“植物细胞工厂”，他们通过寻找或改造植物底盘，找到合适的“植物细胞工厂”，从而借助其丰富的酶库、各种细胞区室及其高度发达的细胞内膜系统，实现复杂的生物合成。 在国内，青蒿素和紫杉醇的商业化生产就成为典型案例，证明了合适的植物底盘作为“植物细胞工厂”在植物活性天然产物生产中的重要作用。而在上海，姚泉洪团队通过合成生物学技术，以水稻种子为底盘，创制出了富含β-胡萝卜素的金水稻、甜菜红素水稻、高含量虾青素稻米、核黄素稻米、叶酸水稻和Vc稻米等；以毕赤酵母为底盘创制出了高比活耐高温饲用植酸酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶等重要饲料酶工程菌种；以大肠杆菌为底盘研制获得一步法生产Vc、VB2、天然抗癌物质terrequinone A、抗衰老物质NMN、助眠物质褪黑素以及完全降解各种有机污染物工程菌种。 这些看似繁复的成果的取得，对高附加值农作物生产和健康生活品质改善有重要影响。目前，该团队正在促进相关科技成果转化，这也是商业化生产所看中的重要价值。 近两年，合成生物学技术推动农业科研创新，其显示度不断提升。新形势下，合成生物学农业交叉学科建设正积极推进，更大程度鼓励高校、科研院所和企业开展产学研协同创新，并通过跨学科、跨领域的专家引进，引育一批生物育种、生物制造等顶尖科学家及创新团队。 今年以来，浦东的张江种谷、崇明的长三角农业硅谷和奉贤的上海农业科创谷等产业园区的落地和错位发展持续收获关注热度，一批生物育种、生物制造的农业企业和科研团队作为“隐形冠军”引驻，其创新项目也引来期待，这些为推动未来农业的绿色转型升级，形成新兴农业产业链打下潜在基础。
    142浏览量
    原文链接