一、实验室概况

山西省是全国害虫重发省份之一，具有严重危害性害虫有60余种。长期化学防治导致害虫抗药性日趋严重、虫害防效下降、农药残留超标以及食品安全等重大问题，给作物优质增产带来了巨大的挑战，同时传统化学防治带来的环境污染及农药残留严重威胁人类的健康。农业部制定出台了《到2020年农药使用量零增长行动方案》、《中共中央国务院《关于实施乡村振兴战略的意见》明确指出， 要加强农业面源污染防治，开展农业绿色发展行动。2022年，山西省农业农村厅印发了《2022年山西省农药减量增效工作指导意见》，强调全面推广农药减量增效和绿色防控技术。RNA核酸农药具有靶标特异性强、防效显著和环境安全等优势，成为国内外绿色农药行业的前沿热点，被列入《“十四五”全国农药产业发展规划》的优先发展领域。因此，研发害虫绿色防控新技术及绿色农药新产品已成为当今植保科技工作者的重要使命。为适应我省现代农业发展以及农药减量增效国家重大需求，2022年，核酸生物农药山西省重点实验室应运而生。实验室依托山西大学应用生物学研究所及ESI全球排名前1%学科（植物与动物学、农业科学）等资源优势，积极承担国家自然科学基金重点项目、科技部重点研发项目、国家自然科学基金中德国际合作项目等国家重点项目10余项，围绕山西省农作物主要害虫的核酸绿色精准防控，以基础研究与应用基础研究为主，逐渐发展成为一个完整的害虫蜕皮发育机制研究、杀虫核酸分子靶标设计、核酸农药生物合成、核酸防控技术创新与示范等综合研发平台，为农作物害虫核酸绿色精准防控提供前沿技术，大幅提升了我省害虫高效绿色防控能力、技术创新与推广应用能力，对提升山西农业整体科研水平和综合竞争力、生态安全与生物安全具有重要的社会与经济意义及广阔的发展前景，加快推动了我省及至全国核酸绿色农药产业发展建设。

二、科技成果简介

1.聚焦前沿，解决“卡脖子”问题

2008年，国际上首次提出基于RNA干扰的害虫防治新理念，由于该技术具有杀虫靶标专一性和环境安全友好性等特点，2012年已被国际上公认为“第四代杀虫剂”的核心技术。然而，目前国内外用于RNA干扰的核酸农药分子靶标严重匮乏。事实上，原创性分子靶标发现是中国科协发布的60个重大科学问题和工程技术难题之一，也是中国科学院和中国工程院发布的农业领域中的卡脖子问题之一。实验室围绕我国粮经作物重大虫害防控的重大需求和核酸农药创新过程中的“卡点”，聚焦害虫蜕皮发育过程中的关键基因，在害虫表皮发育与调控、杀虫作用新靶标、转基因植物、虫生真菌、昆虫共生细菌、害虫生物防治及功能基因研究等方面建立了系统研究体系，形成了害虫蜕皮发育机制研究、杀虫核酸分子靶标设计、核酸农药生物合成、核酸防控技术创新与示范等四个研究方向，已初步建立了完整的靶标发掘、功能解析及原创性核酸农药靶标发现技术平台，助力解决绿色农药靶标发现及创制过程中的技术瓶颈问题，为我省乃至我国核酸农药创制提供原创性分子靶标，加快核酸农药知识创新和技术创新体系形成进程，使我省绿色核酸农药创制研究在总体上达到了国内同行一流水平，并在国际上具有一定的影响力。

实验室经过在基于RNA干扰的害虫治理方面的持续创新研究，积累了丰厚的基础技术，已取得系列研究成果。先后承担国家自然科学基金重点项目“重要农业害虫RNA干扰效率差异机制研究”，科技部国家重点研发计划项目政府间国际科技创新合作专项“纳米核酸农药制备及其在害虫防治中的应用”，国家十三五重点研发项目骨干课题“昆虫RNA干扰靶基因筛选及作用机制研究”，国家十四五重点研发项目骨干课题“害虫特有生物合成途径关键膜蛋白及其三维结构”和“飞蝗型变机理与操纵”。实验室目前已针对飞蝗、蚜虫、玉米螟、小地老虎、叶甲等重要农业害虫进行了RNA干扰研究，并获得了大量可以应用到农业生产中进行害虫防控的核酸靶标分子，目前已获批授权发明专利15项，其中转化3项，发表相关研究论文50余篇。

杀虫分子靶标在害虫防治中的应用

2.加强国际合作交流，深化产研融合

实验室注重科技创新和国际合作交流，并积极推动校企合作促进科技成果转化落地。依托山西大学的资源优势，促进农业害虫绿色防控前沿技术的发展，推进绿色核酸农药生物合成、产品研发与示范，推动核酸生物农药产业化、规模化应用，深化核酸农药领域产研融合，让科技创新成果服务于绿色农业发展。

在合作交流方面，实验室与美国堪萨斯州大学在国家自然科学基金委重大国际合作项目以及重点项目的支持下，面向国家重大需求，围绕害虫RNA干扰机制开展了系列研究，使RNA干扰机制研究处于国内领先地位，并达到国际一流水平。在国家自然科学基金委中德国际合作项目和国际交流项目的资助下，实验室与德国图宾根大学等单位合作开展了害虫表皮发育机制的研究，取得了一系列原创性研究成果，挖掘了多个用于核酸生物农药研发的杀虫分子靶标，下一步将大量生物合成杀虫分子靶标，促进核酸农药研发进程。在科技部重点研发计划项目的资助下，实验室与埃及亚历山大大学等单位围绕高效杀虫分子靶标运载体系的建立开展国际合作，发挥多学科跨国科研团队的技术优势，突破技术瓶颈，加快纳米核酸农药的研发，提升中埃双方在植保领域的国际竞争力。

在校企合作方面，实验室与侨昌现代农业有限公司围绕核酸农药研发签署了产教融合合作项目，大力促进科技成果转化，推进了核酸农药的产业化进程。

实验室与侨昌现代农业有限公司签约仪式

三、人才团队建设

创新驱动实质上是人才驱动，人才是创新的根基，是实验室发展的第一驱动力。实验室依托山西大学强大的师资力量和学科特色，确立了“引进急需人才、稳定和用好现有人才、培养创新人才”工作思路，坚持引育并举，聚力人才队伍建设。实验室将大力实施高层次及后备人才培养工程，构建起领军人才、突出人才、学术骨干三个层次的人才梯队。聚焦国家重大战略需求，承担国家重大研发计划，在重要任务中筛选培养领军人才；注重留学生、博士研究生和硕士研究生等研究性人才的培养，结合科学探索和国内国际前沿发展需求，强化基础研究、产品研发能力和应用能力；依托山西大学生物学科科技创新平台以及校企合作实践平台，建立研究生实践和联合培养基地以及博士工作站，加强研究生对专业知识的运用能力、技能操作和实践能力，着重培养专业基础和实践操作能力并重的创新型人才。

实验室现有固定研究人员32人，其中教授11人，教育部新世纪优秀人才1 人、山西省“**”特聘教授 1 人、山西省高等学校优秀青年学术带头人 1 人、山西省“三晋英才”支持计划拔尖骨干 2 人、山西省“三晋英才”支持计划青年优秀人才 27 人。流动人员 59 人，博士研究生 5 人，硕士研究生 54 人，形成了一支具有持续发展和竞争力的科研队伍。