过去30年,全球农药用量翻了1倍,作物损失率却几乎没动——稳定停留在20%~40%之间。同期,获批上市的新农化活性成分,从1980—1990年代的80~120个降到2001—2020年的40~50个,产出腰斩。一边是用量越来越大、新分子越来越少的化学时代,一边是抗性、残留、环境压力同步累积——这种结构性僵局,把过去几年的植保创业潮推到了高位。
近年来,同一个“作物保护”问题,被不同初创公司从生物、生态等多个维度密集切入。本文主要介绍AI设计在农药创新中的作用。
2025年7月,拜耳在巴西、美国、加拿大和欧盟同步提交了新除草剂icafolin-methyl的注册申请。该分子被业内称为“30多年来全球首个具有全新作用机理的广谱除草剂”,甚至被定位为有望平替深陷诉讼泥潭的草甘膦。其首发市场计划于2028年从巴西首发,潜在峰值销售额约为7.5亿欧元。
Icafolin-methyl的出现,打破了农化赛道长达30年的沉寂。但在巨头光环之外,一个更深刻的变化正在发生:一批利用 AI(人工智能)驱动分子发现的独立初创公司正成群崛起,试图挑战传统的研发天花板。
1 三十载冰封,为何在AI时代破茧?
这条赛道为何沉寂30年,近年又为何开始松动?
从供给端审视,一款农化新分子从发现到商业化的全周期投入持续攀升,产出却近乎腰斩。与此同时,需求端的压力亦同步加剧。据WeedScience统计,截至目前,全球已有274种杂草对31个已知除草剂作用位点中的21个产生进化抗性,涉及168种不同除草剂。叠加欧盟“绿色协议”下渐进式撤销登记的禁令,传统的化学农药模式正被逼入死角,一场基于生物技术与精准农业的系统性变革已迫在眉睫。
真正带来转机的,是2020年前后几项关键进展的叠加:AlphaFold开源,蛋白结构预测从专家手中变为公共资源;DNA编码化合物库(DEL)经过制药行业10多年打磨,进入工业化应用;生成式分子设计也从实验室走向多家公司的工作流。农化活性成分的分子量通常在500道尔顿以下,结构比药物简单得多——这套从制药领域打磨出来的方法,直到现在才具备大规模迁移到农化的条件。
在上述力量的推动下,独立初创公司找到了自己的定位:替大公司做“早期发现外包”或“分子授权”。Enko Chem与纽发姆、先正达、拜耳多线并行;Moa Technology将独家许可签给纽发姆;Insilico Medicine将自身的制药AI平台直接接入先正达;Bindwell则专注于IP许可。
2 4家公司,差异定位
2.1 Enko Chem
Enko Chem成立于2017年,总部位于康涅狄格州Mystic。创始人Jacqueline Heard出身于卫材和拜耳作物科学的研发体系,将制药行业沿用多年的DNA编码化合物库(DEL)筛选范式整体迁移至农化——这便是Enko的起点。其模式类似于制药领域的Recursion或Schrödinger:重资产、平台型、与寡头深度绑定。
2022年12月完成8,000万美元C轮融资,由Eight Roads Ventures、纽发姆、Endeavor8、Akroyd LLC联合领投,累计融资约1.5亿美元。股东名单中还包括比尔及梅琳达·盖茨基金会、Anterra Capital、Finistere Ventures、Novalis LifeSciences——制药、农业、影响力投资3个领域各有代表。
核心资产是ENKOMPASS平台,集成了DEL化合物库筛选、机器学习和基于结构的分子设计。这套技术栈在制药行业已成熟,Enko的差异化在于针对农化重新调参:农化分子的物化性质、田间稳定性、对授粉昆虫的安全窗口、对作物的选择性等约束条件与药物截然不同,模型必须重新训练。首批管线覆盖新型作用机理除草剂(对标“下一代草甘膦”)、杀菌剂、杀虫剂等多个品类,并与先正达、拜耳、纽发姆签订了联合开发协议。
Heard在C轮时透露,这8,000万美元足够支撑约两年运营。也就是说,2024—2025年窗口期内,Enko至少要让一条管线交出亮眼的田间数据,并通过一笔BD交易支撑下一轮估值。盖茨基金会的投资附带定向条款,要求Enko同步开发面向发展中国家小农户的可负担分子——这种“商业管线+小农户支线”的双轨模式,在Provivi、Pivot Bio等初创公司中也曾出现。
2.2 Moa Technology
Moa Technology于2017年从牛津大学植物科学系孵化,走的是高通量表型筛选路线。其三大平台——GALAXY、TARGET、SELECT——将数十万个化学分子直接喷施于拟南芥等模式植物上,观察哪些能杀死植物、通过什么机制杀死、是否对作物安全,再利用AI反推作用机理。
其逻辑是:先看效果,再用AI解释。这条路径成立的前提在于,“全新作用机理”的定义本身就是表型驱动的——一个分子若能解决抗性杂草,就是新机理,不必事先弄清它靶向的是哪个酶。截至2025年9月,Moa已筛选超过83万个化合物,识别出80个潜在的新作用机理领域;其中,多个候选物在覆盖北美、南美、澳大利亚、欧洲的三季国际田间试验中表现稳定。
2022年5月完成4,400万美元B轮融资,由Lansdowne Partners联合Oxford Science Enterprises、Parkwalk Advisors共同领投。关键里程碑发生在2024年7月:Moa与纽发姆签署独家许可协议,纽发姆获得一种新作用机理化合物的全球开发权,Moa获得首付款、里程碑付款及销售分成(具体金额未披露)。1年后(2025年9月),双方宣布初始研究阶段在12个月内完成,比原计划的“约两年”提前1年,正式进入下一阶段。AgriBusiness Global将这一管线形容为“40年来首个工作机制完全不同的广谱农业除草剂”。加上拜耳的icafolin,这是该赛道上第二条接近商业化的“30年一遇”的新作用机理。
2.3 Bindwell
Bindwell成立于2024年,技术起点是制药领域的结合亲和力预测,随后迁移至农化分子设计。2025年初进入Y Combinator W2025批次,11月完成600万美元种子轮融资,由General Catalyst与A Capital联合领投,SV Angel跟投,Paul Graham个人参投。
公司最初的商业模式是将AI模型的使用权出售给农化巨头,但在YC期间迅速碰壁——农化寡头不会将核心分子发现交给一套外部SaaS工具。于是模式反转:自己用AI设计分子,再将IP授权给寡头。
技术栈包括3个自研模型:Foldwell(从AlphaFold微调而来,用于蛋白结构预测)、PLAPT(蛋白-配体结合亲和力)和APPT(蛋白-蛋白相互作用)。公司声称,在多个农化基准测试中比AlphaFold 3快4倍。
田间试验合作分布在中国和印度——这两个市场都是大田作物的重要终端,法规通道也相对友好。公司表示正与多家全球前五大农化公司洽谈,目标是在12个月内签下首个IP许可协议。这条时间表的兑现情况,将决定Bindwell未来一段时间的可见度。
2.4 Insilico Medicine
Insilico Medicine并非初创——它2014年在香港成立,本身就是一家制药AI平台公司。它与先正达在2021年2月宣布合作,代表了第4种模式:大公司直接引入一个已在制药行业验证过的AI平台,而非孵化或收购独立的农化AI初创。
根据公开信息,3年合作期(2021—2024年)的成果是:Insilico的小分子生成式化学技术首次从制药迁移至农化,在先正达的两个生化靶点上识别出新的化学先导化合物。先正达杂草控制化学团队在合作回顾中指出,AI平台帮助他们在效力、安全性和可持续性3个维度上同时进行优化——“这种量级的复杂度,人脑无法完成”。
对农化大公司而言,这种模式的便利性显而易见:Insilico在制药行业积累的工业级管线数据(2025年披露其临床前候选分子已超过20个)本身就是尽职调查材料,无需从零验证。
3 AI加速的是什么?什么没被加速?
把这4家放到一支农化分子从发现到上市的完整链条上看,AI真正加速了哪一段、没加速哪一段,答案自见分晓。
加速的是从0到hit(苗头分子)这一段。Bindwell的几个模型将命中筛选时间从数月到数年压缩至数小时到数天;Enko的ENKOMPASS将DEL库与机器学习应用于农化靶点;Moa用拟南芥表型筛选了超过83万个化合物;Insilico将生成式化学从制药迁移过来。这些都是一个到两个数量级的真实加速,在工序层面可被独立验证。
未被加速的,是从hit到上市那条更长的路。从苗头分子推进到可进入田间试验的先导化合物,再到可进入监管申报的候选分子,中间需要合成与测试50~200个化合物、进行多季多点的田间试验、评估稳定性与降解路径——在AI出现之前,这一段需要4~6年,引入AI后大致仍是4~6年。
监管层面也没有“AI快车道”。即便分子由AI设计,只要按传统化学农药归类,注册流程一项也不能少:EPA需要10~12年,EFSA还要更慢1~2年。拜耳icafolin虽已在4地同步提交注册申请,但首发也要等到2028年从巴西起步,欧盟更晚。Moa与纽发姆在12个月内完成“初始研究阶段”被业内视为进度提前,正是因为节省主要发生在前端——真正走向商业化,仍需再等5~7年。
商业归宿跟这套加速结构一致。Enko、Moa这种相对成熟的公司都选了“和纽发姆、先正达、拜耳联合开发”的路径,自己只保留分子IP;商业化的多数upside由分销方拿走,初创分到的是upfront、里程碑和和个位数比例的销售分成。Moa-纽发姆协议公开披露的就是这种结构,具体金额没有公开。独立初创最可能的归宿,大概率不是IPO,而是被拜耳、先正达、科迪华、纽发姆、富美实中的某一家收购。
