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国际市场2023年新登记/上市热门生物产品盘点及前景解读

2024-02-18
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世界农化网中文网报道: 2023年,全球农用生物制剂市场依旧是农化巨头重点布局业务的领域,中小型企业也依托自身创新型产品稳步开拓该领域的业务。这一年农化巨头重点布局了生物制剂的哪些品类?全球首次获得登记的生物制剂有何独特之处?相关技术具备哪些亮点?本文对2023年AgroPages世界农化网报道的海外新登/上市生物产品及相关技术进行盘点,并对其未来前景做一解读。


生防菌产品是农化巨头重点布局生物制剂领域


科迪华、先正达、富美实与UPL这些农化巨头在2023年推出了多款生物制剂,AgroPages世界农化网报道的这些产品中,生防菌产品约占到了半壁江山,其活性成分为单一菌株,或为多元活性成分复配。


其中单剂的活性成分涉及球孢白僵菌、枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌。巨头的产品有3款含有球孢白僵菌:UPL在巴西推出的Tackler,推荐用于对抗烟粉虱、玉米黄翅叶蝉、南美叶甲、咖啡果甲虫和甘蔗象鼻虫,可作用于从若虫到成虫的整个生命阶段,该制剂由一家研究机构开发,大量研究显示其田间效果出色;同样是在巴西,科迪华推出的Tezpetix Beauve(其菌株Simbi BB 15由Simbiose公司开发),用于对抗玉米黄翅叶蝉(玉米主要害虫之一)、烟粉虱、椿虫、褐蝽和咖啡果小蠹;此外,先正达在意大利推出的ARBIOGY用于对抗蓟马、螨虫、叶蝉、粉虱和果蝇。含枯草芽孢杆菌的产品为富美实在印度推出的ENTAZIA,其通过激活作物对病原体的防御系统,防控水稻叶枯病,这是水稻最严重的病害之一。另一款枯草芽孢杆菌制剂是UPL推出的对抗线虫和土传病害的BIOBAC。先正达则在巴西推出了两款含有贝莱斯芽孢杆菌的产品ARVATICO和CERTANO,其中ARVATICO可作为生物杀线虫剂,CERTANO则用于甘蔗,兼具杀线虫,杀菌和促进作物生长的功效。


农化巨头新推出的其他生防菌产品含有不同菌株,或菌株与化学农药混合配制,多元复配,提升产品功效。UPL在巴西推出了基于枯草芽孢杆菌CH4000菌株,以及副地衣芽胞杆菌CH0273和CH2970菌株的Nimaxxa,对抗大豆包囊线虫、南方根结线虫和根腐线虫。富美实在巴西推出了贝莱斯芽孢杆菌RTI301菌株与枯草芽孢杆菌RTI477菌株复配的两款产品Provilar 和Ataplan,不同的是,Provilar用于防治叶斑病和白霉病,Ataplan则用于对抗主要的土传真菌病害,如镰刀菌、丝核菌、炭疽菌等。除了这些纯生物制剂,富美实还在美国推出了将联苯菊酯与富美实专有贝莱斯芽孢杆菌RTI301菌株和枯草芽孢杆菌RTI477菌株复配的农药Ethos Elite LFR,兼具杀虫与杀菌功效。


新生物制剂品类全球首登,开启植保领域新时代


农化巨头推出的生物制剂代表着农业投入品的热门品类,而年轻生物制剂企业的首创技术则为农业投入品的使用打开了新篇章。


2023年,全球首个可喷洒的RNA生物农药Ledprona在美国获得登记,产品用于对抗科罗拉多马铃薯甲虫——北美洲、欧洲和亚洲地区马铃薯作物上的重大害虫。据悉,此类害虫已对所有主要化学杀虫剂品类下超过50种活性成分产生了抗性1。农民亟需RNA生物农药这种具备全新作用机制的杀虫剂来进行有效防控。由GreenLight Biosciences开发的Ledprona含有双链RNA(dsRNA),被科罗拉多马铃薯甲虫食入后,会阻碍该甲虫负责产生PSMB5蛋白质基因的表达,而这一蛋白质对此类害虫的生存至关重要。国际杀虫剂抗性行动委员会(IRAC)将其归类为第35组。Ledprona的靶标专一性非常高,仅对这种害虫发挥作用,不影响益虫。另外,Ledprona在环境中数天内即可降解,对植物和环境无害,也不会在植物上产生有害残留。


GreenLight Biosciences基于Ledprona的叶用杀虫剂Calantha已获得美国环保署的登记。据公司介绍,Calantha对马铃薯产量的保护效果,与业内标准杀虫剂产品相当。由于产品需要被害虫食用才能发挥作用,因此对虫卵无效,在成虫上观察到亚致死功效,对低龄幼虫(L1-L2)功效最佳。产品施用后能在48小时内使科罗拉多马铃薯甲虫停止进食,即便不能杀灭所有害虫,保护叶片不被侵食就已经能使其植保效果与标准杀虫剂相媲美。其活性成分每英亩的用量仅为几克,远低于大部分目前农民使用的杀虫剂用量。此外,这一液态产品使用方便,借助多种普通器械均可应用该产品。


Calantha目前正在世界其他地区接受监管评估,获得登记批准后,更多地区的种植者将获得此类害虫生物解决方案的一类全新选择。


制剂技术、药物递送技术提高生物产品功效


创新型制剂技术和药物递送技术可为保护生物产品的活性成分发挥重要作用,有效提高生物成分的稳定性,进而增强其在田间的功效和使用效率,并且让生物制剂的使用更加灵活便捷。


Rovensa Next在秘鲁推出了含除虫菊酯的纯天然杀虫剂Tec-Fort。不同于其他除虫菊酯制剂,Tec-Fort使用的Promicell专利技术可以保护产品中的除虫菊酯,延长其在田间的持效期。产品是由除虫菊酯与多种抗氧化剂、助剂和其他天然成分结合,制成的稳定浓缩产品。该产品为用于田间,与规定量的水混合时,会形成包裹除虫菊酯的脂质微囊。这些封装了除虫菊酯的微囊可折射紫外线,减少除虫菊酯因受到紫外线照射而被降解,以此提升了产品功效的一致性。由于产品对光不敏感,Tec-Fort可以在白天任何时间进行喷洒。此外,Promicell技术还能够使产品在接触害虫后快速发挥击倒效应,并且能够避免除虫菊酯对植物造成的药害。


Meristem Crop Performance公布了新一代专利递送技术Bio-Capsule Technology,有助于产品中的微生物保持活力。Bio-Capsule Technology播种箱递送装置是一个封装系统,用于将生物产品运送到种子润滑剂和微量营养元素混合物中。Bio-Capsule技术可以让微生物在应用到田间之前,与种子润滑剂及微量营养元素保持分离,以此保护微生物的活力。新一代的递送技术在装置上做了改进,例如:提桶更大,可让Bio-Capsule封装更多产品;每个Bio-Capsule封装装置也更大,给微生物更多空间以减少结块等。

 

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新一代Bio-Capsule Technology:桶内底部为需要与微生物混合的成分(如微量营养元素),顶部多个Bio-Capsule装置封装不同种类的微生物,按压活塞即可释放微生物,摇晃提桶将其与底部成分混合。(图源:Meristem Crop Performance)


禾大为生物农药推出首个递送系统Atlox BS-50,缩短制剂生产时间。Atlox BS-50是针对产孢微生物可湿性粉剂的递送系统,旨在改善孢子的可湿性和可分散性,而不影响孢子的活力。据公司介绍,其使用非常简便,只需要添加微生物就可以获得最终产品,从而缩短制剂配制时间。Atlox BS-50的组分已经过禾大科研人员的优化,以发挥最佳功效,并经过了可行性测试,确保与常用微生物兼容,因此产品应用范围广。


未来前景


2023年农化巨头推出的生防菌产品所用的微生物均为业内非常热门的真菌和细菌品种。这些生防菌通过与有害生物竞争养分,产生抑制有害生物的代谢产物,诱导植物提升抗病能力等方式,让植物从中受益。预计这些生防菌种类在未来几年中仍会是主流菌种,在市场中占有较高地位。


此外,越来越多的生防菌与化学农药联合使用也是行业发展的大势所趋。在人们对农业可持续发展的诉求下,两类产品互补协同。生防菌与化学农药相比起效较慢,但不像化学农药那样容易出现抗性问题,并且对环境和人类健康更为友好,因此与化学农药结合使用,不仅能够增强对有害生物的防治功效,帮助种植者进行抗性治理,还减少了农业生产对生态及人类健康造成的负面影响。农化巨头正不断丰富其生物解决方案,并推荐与其世界一流的化学产品联合使用,以此重构粮食生产的可持续性。


除了常见的生防菌品种,新兴的RNA生物农药也具备一定优势。例如,与生防菌类似,RNA制剂同样对环境友好;此外,这类产品的靶标专一性非常高,不影响非靶标生物;可喷洒的RNA农药应用操作非常简便。


RNA生物农药在2023年获得美国环保署的登记,开启了作物保护的新时代,未来将有更多此类产品进入市场。GreenLight Biosciences计划向市场推出更多RNA杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂和除草剂。其对抗草地贪夜蛾等鳞翅目害虫的BioPropel,预计将在2024年获得登记;对抗瓦螨的Vadescana预计在2024/2025年获得登记;其他在研产品针对的有害生物还包括霉病、镰刀菌、蓟马、小白酒草等。


RNA干扰技术(RNAi)可高效对抗有害生物,但就目前整个植保行业而言,将该技术实际应用于种植业仍存在挑战,其中之一是RNA生产成本。过去每克RNA的售价高达1万美元,田间应用成本过高,RNA生物农药难以推广。而后利用微生物发酵生产RNA的技术被开发出来,这使得生产成本大大降低,让RNA生物农药在作物上的应用成为可能。但发酵过程除了生产RNA,还会产生其他微生物成分,将RNA从中分离纯化存在一定难度。


GreenLight Biosciences的RNA生产技术更为高产。据公司介绍,其生产过程在含有核苷(构成RNA的基本物质,源于酵母发酵副产品)的大罐中进行,并使用了环状DNA质粒以引导RNA组装,这一过程由大肠杆菌产生的酶进行催化。公司指出,其优势在于比发酵生产的速度估计快出10倍,生产一批的耗时从约30个小时缩短至约3小时,并且成本更低,获得的RNA产物纯度更高。


随着GreenLight Biosciences首个RNA生物农药获得美国登记,公司已做好进入市场的准备,并为满足市场需求不断扩大产能,降低产品价格。公司在美国纽约州罗契斯特市的工厂中设立1250升的反应罐,供生产RNA使用。目前其RNA产量已是几年前的数十万倍。公司的RNA产能已达到500千克/年,并准备扩大至1000千克/年。随着未来有更多的RNA生物产品获登上市,并进入更多地区的市场,预计种植者对其产品的需求量会大幅提升,公司会计划进一步扩大产能。GreenLight Biosciences的目标是让dsRNA的价格低于1美元/克,并让产品能够在25°C下稳定保存两年,让RNA生物农药惠及更多种植者。


但生防菌、RNA农药等生物制剂与很多化学产品相比,存在易受环境条件影响,稳定性相对较差的问题,因此生物农药常常更需要适当的技术对活性成分加以保护。生物制剂的市场增速目前已远快于化学制剂,对适用于生物制剂的制剂技术/药物递送技术的需求量正持续扩大。生物企业自研的相关技术能够增强其生物解决方案的使用效率,提升其产品在市场中的竞争力。而制剂技术/药物递送技术开发企业则可抓住生物市场增长带来的广阔机遇,与生物制剂企业开展更多战略合作。


1 Alyokhin, A., Baker, M., Mota-Sanchez, D., Dively, G., and Grafius, E. (2008). Colorado potato beetle resistance to insecticides. Am. J. Potato Res. 85, 395–413. doi: 10.1007/s12230-008-9052-0


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