瞻觀前沿
近日，浙江大學基礎醫學院/附屬第四醫院郭江濤研究員團隊與浙江大學醫學院/良渚實驗室的徐浩新教授團隊、中國科學院分子植物科學卓越創新中心範敏銳研究員團隊、浙江大學醫學院附屬第四醫院/浙江大學“一帶一路”國際醫學院/浙江大學國際健康研究院蘇楠楠研究員團隊合作，選取遺傳學的經典模式動物果蠅為研究物件，首次解析了味覺受體GR的三維結構，闡明瞭糖分子啟用GR的分子機制，解開了果蠅感知甜味的秘密。這項工作於北京時間2024年2月2日以長文形式線上發表於國際頂級期刊《科學》。
郭江濤研究員表示:“這個過程簡單地說就是，GR在細胞膜上形成一個孔道，糖分子結合到GR上之後，這個孔道就變大了，細胞外的陽離子就可以進入細胞，產生電訊號。這樣糖分子就能被味覺系統感受到。”
為了揭示糖分子結合如何引起GR通道孔道開放，研究人員引入了一個組成型啟用突變體GR43a-I418A，成功獲得了結合果糖的開放態的GR43a的結構。原來，果糖分子結合到GR43a配體結合結構域LBD後，引起跨膜螺旋S5和S6朝向配體結合口袋中心移動，LBD的這種收縮移動透過S5和S7之間的氫鍵和疏水相互作用傳遞到組成中央孔道的S7b，引起了S7b的彎曲。隨著S7b彎曲，GR43a的中央孔道開啟，細胞外的陽離子得以進入細胞內，從而產生電訊號。果蠅感知甜味的謎底由此揭開。
研究成果不僅系統地闡明瞭糖分子如何結合並激活果蠅甜味受體的分子機制，而且有助於未來指導開發新型害蟲引誘劑或驅蟲劑，用於防治害蟲。除了感受味覺，GR及其相近的嗅覺受體OR蛋白還可以感受資訊素、溫度、光等多種化學和物理訊號。因此，專家們認為，GR的這項工作打開了一扇大門，為進一步研究昆蟲感知外界訊號的分子機制打下了基礎。
技術價值觀察
當我們深入研究昆蟲感知外界訊號的分子機制時，不僅可以幫助我們瞭解果蠅甜味受體的工作原理，還可以為農業農藥產業鏈的發展提供新的思路。透過對昆蟲感知機制的深入瞭解，我們可以針對害蟲的行為習性和感知特點，開發出更加精準、高效的害蟲引誘劑或驅蟲劑。這將有助於農業生產中更加有效地防治害蟲，提高作物產量和質量。
農業農藥產業鏈的上游主要為苯、烯烴、醇、酯類等化工原料，透過合成加工成為中游的農藥中間體、農藥原藥。最終生成不同配比的製劑，終端應用於下游的農林牧業及非農等領域。
宏觀市場環境
政策歷程圖
根據我國國民經濟“十二五”計劃至“十四五”規劃，國家對農藥行業的政策經歷了從“治理農藥、化肥和農膜等面源汙染”到“農藥使用量零增長”再到“綠色農業”的變化。推動農藥行業綠色發展，規範農藥使用行為。
生物化學農藥主要登記型別為植物生長調節劑類產品
我國登記的生物化學農藥產品中，登記量較多的產品為赤黴酸、氨基寡糖素、萘乙酸、香菇多糖等，分別達168個、66個、62個與42個，主要登記型別為植物生長調節劑類產品。
化肥農藥零增長目標下生物農藥市場潛力較大
2015年以來，農業農村部頒佈開展化肥農藥使用量零增長相關政策。農業農村部開展高效低風險農藥替代化學農藥行動，2020年，高效低風險農藥佔比超過90%。
根據“十四五”規劃提出的農業綠色發展指標，水稻、小麥、玉米三大糧食作物農藥利用率從2020年的40.6%，提高到2025年的43%。預計政策支援下，我國生物農藥市場潛力較大。
中國農業農藥技術賽道熱力圖
根據前瞻產業熱力圖顯示，目前農業農藥關鍵技術強相關的城市叢集主要集中在華東地區，尤其是山東省成為重點發展區域。這些城市群已投入大量政策、資金、環境和人才資源用於農業農藥，成為潛在的農業農藥技術發展中心。根據熱力圖的分佈，山東省濰坊市有極大的可能性成為農業農藥技術的先導區域。重點關注山東省濰坊市、煙臺市、雲南省昆明市等地的相關企業，以及這些地方對農業農藥產業發展的投資環境和潛力市場。
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更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《中國農藥行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》
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