农业生物药物产业科技发展“十二五”重点专项规划

科学技术部

二○一二年五月

该专项规划依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》、《国家粮食安全中长期规划纲要（2008-2020）》和《国家“十二五”科学和技术发展规划》，以农业生物药物分子设计、前沿与共性关键技术突破、重大产品创制与推广应用为重点，提出“十二五”期间我国农业生物药物科技的总体思路、发展目标和主要任务。

一、形势与需求

农业生物药物包括生物农药、生物兽药、动物疫苗、诊断试剂、生物调节剂、除草剂、动植物生物反应器药物、现代中兽药等，主要应用于植物病虫草害和动物疫病的预防和控制，是确保国家粮食安全、生态环境安全和人民健康的物质基础。

我国每年因病虫草害导致农作物减产30%以上，经济损失巨大。每年因动物发病死亡造成的直接经济损失近400亿元，加上饲料、药物、人工等方面的间接经济损失上千亿元，严重影响了养殖业的经济效益。禽流感、结核等重大人兽共患病不仅严重阻碍了养殖业的健康发展，而且直接威胁人类健康。大量频繁使用传统高毒农药和兽药，导致生产和生态环境恶化，成为食品安全问题的重要根源。发展高效、安全、与环境相容性强的农业生物药物，对提高动植物产品质量、保障粮食安全和农产品有效供给具有十分重要的意义。

当前，全球农业生物药物的研究十分活跃，药物靶标发现、新药分子设计等前沿核心技术日新月异，基因工程疫苗、绿色农药、绿色兽药等重要农业药物新产品创制不断取得突破，培育了一批创新能力强的国际大型农业生物药物企业。我国在动物疫苗、生物反应器等部分领域尽管具有较好基础，但在药物靶标发现、生物农药分子设计等方面的原始创新能力明显不足，农业生物制剂核心技术和重大新品种缺乏，企业自主创新能力弱。因此，必须加强农业生物药物的基础研究，突破前沿核心技术，创制农业生物药物重大新产品，实现产业化，培育具有国际竞争力的农业生物药物企业，推动我国农业生物药物不断创新和可持续发展。

二、总体思路和发展目标

（一）总体思路

针对植物病虫草害、动物疫病两个板块，从基础研究、高新技术研究、产业化集成与示范三个层次开展研究，突破制约我国农业生物药物创制与产业化的前沿技术、核心技术和共性关键技术，创制农业生物药物的重大产品，加强农业生物药物新产品的转化和推广，推动我国农业生物药物的技术改造和产品升级，培育战略性新兴产业。

（二）发展目标

突破农业生物药物靶标发现和分子设计、新载体发掘利用、药物源头的微生物及产物高通量挖掘、动植物生物反应器构建等前沿和核心技术。创制一批新型动物疫苗、生物兽药、生物农药、动植物生物反应器药物等重大产品。研发农业生物药物高密度发酵、集成与示范等产业化关键技术，实现规模化生产和推广应用。建设一批国家级农业生物药物创新和技术基地，建立政产学研用有机结合的农业生物药物创制和产业化平台。凝聚一支自主创新能力强、有国际竞争力的农业生物药物研发队伍。探索形成农业生物药物产业联盟，培育农业生物药物集团和生物药物新产业增长点，使我国农业生物药物创制和产业化水平整体接近国际先进水平。

三、主要任务

（一）农业生物药物靶标发现与分子设计

1、药用生物资源及活性产物的发掘与利用技术

应用现代天然产物高效分离和制备技术，结合新结构、新活性和预测新技术，从植物、动物、微生物等生物资源中高通量筛选新的具有杀虫抗病活性的天然化合物、微生物及其代谢产物，构建农业生物药物资源库，为农业生物药物的推陈出新提供源头微生物和天然活性化合物。

2、农业微生物功能基因组学

建立高通量的功能基因组学研究技术平台。开展重要杀虫抗病微生物、农用抗生素产生菌、植物益生菌、环境修复微生物、动物病原菌的功能基因组学研究，获得重要的生物合成基因、调控基因。解析和优化代谢途径，建立和完善农业微生物遗传操作系统。

3、农业生物药物靶标发现与解析

建立快速确定农业生物药物作用位点的技术方法，发现新的农业生物药物靶标。建立靶标分子模型，研究靶标与配体相互作用和药物构效关系。构建计算机辅助分子设计、定向化学合成和高通量筛选体系。解析靶标的结构与功能，获得药物先导化合物。

4、药物分子设计

开展靶标、天然产物先导化合物筛选和农业生物药物活性分子设计研究。建立高通量的活性化合物筛选系统，构建农业生物药物活性化合物库。开展先导化合物结构多样性衍生与功能验证，创制并优化新型药物活性分子。

（二）农业生物药物创制高技术研究

1、高产基因工程菌构建与分子育种技术

研究特异性启动子、定向突变、RNA干扰、反向遗传操作、高效表达系统构建等基因表达控制技术，构建高产农业生物药物的基因工程菌株。优化代谢工程操作技术、多效基因的整合与共表达技术，提高目的农业生物药物的产率和效率。采用太空育种、原生质体融合技术及诱变育种等快速筛选优良菌种，比较筛选重要的功能基因，提高育种效率。

2、动植物生物反应器技术

发展基于代谢途径定向调控技术、干细胞技术、基因定点整合和定时表达技术、多基因转化技术、标记基因删除、糖基化修饰等动植物生物反应器高效制备和重组蛋白高效表达的新技术新方法。开发低成本高效率的功能成分纯化、产品试制及生产工艺。建立和完善动植物生物反应器扩繁、重组蛋白和代谢产物安全评价、功能评价和质量检测等技术体系，推动动植物生物反应器的快速发展。

3、高效表达与产物纯化技术

发掘特异性启动子和调控元件，构建农业生物药物的高效表达系统和多基因共表达系统。研究基因工程农业生物药物的大规模制备技术。开发低成本高效率的基因工程表达产物的纯化技术与工艺。建立表达产物活性分析与测定技术。

（三）重大产品创制

1、生物农药

以重要农业病、虫、草害为防治对象，利用我国丰富的农用抗生素产生菌、活体微生物农药、真菌和昆虫病毒等农药资源，开展细菌、真菌、病毒类生物杀虫剂研究与产品创制。植物、微生物次生代谢物生物农药研究和产品创制。微生物杀菌剂研究与产品创制。基于靶标的新型农药合成、优化与产品创制。研究新型高效纳米生物农药载体，构建生物农药纳米载药系统与新剂型，创制高靶向与可控释生物农药新制剂。

2、生物调节剂与除草剂

研究植物内源激素的合成、代谢、受体等信号转导途径，设计和创制新的植物生长调节剂先导化合物。建立生物活性调节物质高通量筛选评价体系，修饰改造生物活性物质，创制多功能工程微生物制剂，开发生物调节剂新剂型。构建高活性、高稳定性的除草微生物基因工程菌，力求高效、低毒、广谱。

3、动物疫苗与诊断试剂

针对高致病性禽流感、奶牛结核、高致病性蓝耳病等重大动物疫病和人兽共患病，创制基因缺失标志疫苗、活病毒(细菌)载体疫苗、病毒样颗粒疫苗、核酸疫苗、多联多价疫苗等更加安全、高效、使用更方便、对动物更友好的新型动物疫苗。研制简便快速的诊断试剂盒、区分疫苗免疫动物与野毒感染动物的鉴别诊断试剂盒、区分多病原感染的鉴别诊断试剂盒、高通量诊断试剂盒，为我国重大动物疫病的防控提供有效工具。

4、生物兽药

开展基于作用靶标与活性评价的先导化合物低毒、高效优化与设计合成，推进生物兽药产品的研发。通过基因工程和化学结构改造、创制新型生物兽药，建立规模化绿色生产工艺。

5、动植物生物反应器药物

研制国家急需、市场前景好、稳定高效表达的新型动植物生物反应器。开发功能性和治疗性蛋白的奶牛生物反应器产品、血液因子动物生物反应器产品。研发种子生物反应器、植物代谢产物生物反应器和油体生物反应器。完善家蚕生物反应器产品开发和产业化体系。

6、现代中兽药

建立全新的中兽医理论及不同病症模型。以中兽医理论为指导，建立能够全面、准确体现中兽药对疾病防治效果的中兽药药效评价关键技术及指标。建立中兽药有效部位活性成分的提取、分离和确证技术体系，创制能有效防治畜禽呼吸系统、消化系统常见病症的现代中兽药，提升我国中兽药产品的自主创新能力。

（四）农业生物药物产业化关键技术研究

1、规模化制备技术

突破高密度发酵与悬浮培养技术瓶颈，大幅度提高细菌、病毒或产物的发酵效价。开发环境友好、经济性高的绿色化工工艺，提高分离效率和产物回收率，降低底物消耗、能源消耗和污染物排放，形成低碳、经济的农业生物药物生产关键技术体系。

2、质量控制与标准化技术

针对农业生物药物的种类多、作用对象多、环境影响复杂等特殊性，建立有效成份的标准化分析方法，完善更为全面的测试与评价体系。结合产业化品种的工艺优化与改造，动态跟踪并迅速建立相应的质量标准化体系。

3、剂型与递送技术

开展环境友好的天然材质剂型加工技术、纳米载药技术、新制剂加工技术的研发，显著提升农业生物药物的高效性、稳定性、靶向性和可控缓释性。研究叶片靶向、土壤缓控释型农业生物药物的关键技术，构建靶向、缓控释放的兽药传递系统，提高农业生物药物的效果。

四、政策与保障措施

（一）营造农业生物药物科技与产业发展的良好政策环境

加强农业生物药物技术研究开发、产业发展、生物安全监管等方面的有机衔接。实行税收优惠和使用补贴政策，营造农业生物药物产业发展的良好政策环境。

（二）鼓励政产学研用有效结合，促进农业生物药物企业创新能力建设

通过组建产学研战略联盟、校企联合研发中心、生物产业基地或孵化器等方式，建立高等院校、科研院所和龙头企业共同参与的协同创新体系，加强农业生物药物新产品的转化和推广应用，引导企业增加研发投入，增强企业创新能力。

（三）加强人才队伍建设，完善技术平台和产业化基地

培养和引进一批具有国际视野、高层次的农业生物药物领域的高端人才和创新团队，锻炼一支专门从事农业生物药物研究、开发、生产与推广应用的人才队伍。充分整合国内资源，加强农业生物药物相关的国家和省部级工程中心、国家重点实验室和产业化基地的建设，增强我国农业生物药物产业的自主创新能力和国际竞争力。

（四）加强国际合作，鼓励农业生物药物产业国际化发展

推进农业生物药物相关实验室的国际认证，积极参与国际农业药物领域的法规和贸易规则的制定。推进与国际大型农业药物企业集团的战略合作，充分利用国际资源，共同开发新产品，开拓国际市场。