基于RNAi的农药有助于实现新的绿色革命

农民播种。植物生长。昆虫吃。从一开始，植物害虫就一直是农业的一项基本挑战。几千年来，农民一直使用各种方法来控制害虫。早期的化学农药来自植物，动物或矿物质，起源于公元前100年罗马人使用的黑黎芦植物提取物，还有大约900年中国农民使用的砷。

在1940年代，现代化学提供了新类别的人造化学农药，至今仍被广泛使用。这些合成化学农药是1950年代开始的第一次“绿色革命”的重要促成工具，这是由于农学家，包括诺曼·博劳格（诺曼·博劳格，诺贝尔和平奖，1970年获得诺贝尔和平奖）而做出的努力，为节省数十亿美元的挨饿的人。它们在保持现代高效农业系统中的作物生产力方面仍然很重要，但是严重依赖化学农药存在不利之处。

一种是昆虫和其他害虫对常用农药产生抗药性。这使农民的病虫害防治策略复杂化，并可能导致农作物单产降低和运营费用增加。另一个挑战是，许多化学农药可能会付出巨大的环境代价，包括污染水源以及对野生动植物和人类等有害昆虫（如蜜蜂）造成负面影响。包括美国和欧盟在内的世界许多地区的消费者需求和监管机构都在努力限制或消除某些化学农药的使用。

作为回应，农业产业正在进入“新绿色革命”，该革命利用创新系统来实现高效，有效和有利可图的农业实践，同时最大程度地减少对环境和人类健康的负面影响。为此目的的关键部分是开发新的害虫控制解决方案。RNA干扰（RNAi）杀虫剂是一类新型杀虫剂，有望成为杀虫剂领域中如此重要的工具，并为农民提供综合的害虫管理策略的有吸引力的选择。

现在是时候提供基因组学信息的RNAi杀虫剂了

RNA干扰的知识相对较新。1998年，美国科学家AndrewFire和CraigMello首次发表了他们对RNAi的发现。他们的工作将继续获得2006年诺贝尔生理学或医学奖。RNAi是真菌，植物，动物和人类中的天然细胞过程，具有破坏或“沉默”特定基因产物（如蛋白质）产生的功能，以维持正常的生长和功能。

RNAi有望成为一种杀虫剂类的优点：它是有效，高效的，可以针对特定的害虫进行设计。要了解如何进行操作，请首先考虑当今的化学农药，这些农药通常设计为与有害生物中的重要蛋白质结合，从而破坏蛋白质的活性并杀死有害生物。但是蛋白质是大型，复杂的三维结构，设计对单一目标有害生物具有特异性的化学农药非常困难。因此，大多数化学农药是高效的，但不是有害生物特异性的，它们对包括动物和人类在内的多种物种有害。

相较于化学农药，RNA干扰的功能，以防止必需的蛋白质被做在首位。现在需要一点科学知识……RNAi农药破坏了生物体DNA中存储的遗传信息被翻译成蛋白质的过程中的目标步骤。RNAi杀虫剂结合的分子是信使RNA（mRNA），即从DNA到蛋白质的信息传递过程中的中间分子。mRNA分子包含有关如何制备特定蛋白质的“说明”。因此，设计RNAi仅在目标有害生物中但不在您想要保护的生物体中识别并结合mRNA的特定区域是可以实现的，尤其是借助当今可获得的大量现代基因组学工具和数据。

几年来，科学家一直致力于开发RNAi农药。2017年，孟山都公司获得了美国环境保护署（EPA）批准的针对重要害虫玉米根虫的RNAi技术。孟山都选择将这种RNAi杀虫剂部署为玉米植物中的转基因性状。GMO玉米植物本身就产生RNA，因此当玉米根虫喂食玉米植物时，它也会吃掉RNAi杀虫剂，从而使该虫死亡。

孟山都公司决定将RNAi杀虫剂作为转基因特性而不是喷雾农药来生产，这在一定程度上是合理的，部分原因是当时制造RNAi杀虫剂的成本很高。2017年，RNA的生产非常昂贵，每克的最低成本为600美元，通常更高。鉴于每英亩可能需要1-5克RNA才能达到功效，而农民通常需要为每英亩化学杀虫剂支付$15-$25的费用，因此在田间应用的概念中使用RNA作为活性成分农药在商业上不可行。

从那以后，有几种方法大大降低了RNA生产的价格-有些方法有望达到每克1美元或更少的成本。现在，这种低价位使得将RNAi农药开发为农业生产工具在商业上变得可行。

现在有几家公司生产廉价的RNA。我们的投资组合公司RNAissanceAg最近收购了RNA生产领域的参与者之一，RNAgri。该技术之所以具有吸引力，是因为它使用了通常用于生产食品和饲料成分的工业发酵细菌，并且被美国农业部认为是“通常被认为是安全的”，可以经济高效地生产，并且有望控制许多植物害虫。

廉价的RNA与优良的基因组资源相结合，使RNAi农药在野外应用成为可能，而以前从未有过这种应用。这为农业农药市场开辟了一种有吸引力的新的行动方式。RNAissanceAg的RNAi杀虫剂针对重要害虫小菜蛾的首次野外试验正在进行中。

廉价RNA的新兴应用的其他用途

除了开发用于商业农业用途的基于RNAi的杀虫剂外，还具有诱人的家庭和花园用途的潜在应用，包括靶向白蚁和蚂蚁。RNAi农药的非常安全的性质应吸引家庭使用。除害虫外，有证据表明RNAi也可以作为杀真菌剂有效。植物真菌病是一个主要的农业问题，许多现有的杀真菌剂都是剧毒的，一些地区现已禁止使用或正在禁止使用它们。RNAi也有可能被开发为植物抗病毒剂（是的，植物也会感染病毒）。使用RNAi通过靶向病毒和破坏性的螨虫来促进蜜蜂健康具有令人鼓舞的结果。

RNAi也可能对动物健康有帮助。例如，RNAissanceAg等人的工作正在进行中，以开发用于对虾健康的RNAi抗病毒剂，包括靶向白斑综合症病毒（一种主要的虾病毒病原体）。RNAi的抗病毒和其他适应症活性有望用于其他动物，包括鱼类，家禽，猪和牛。

RNAi技术可以解决植物农业和动物健康面临的许多挑战。触手可及的巨大基因组资源与低成本制造RNA的结合，为开发甚至在五年前根本不可行的多种产品类型打开了大门。

RNAi的未来确实是光明的，并且还在不断增长。