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首创!富美实将推出新型重磅除草剂

 

       截止2026年5月,全球报道了546种除草剂抗性杂草生物型,涉及274种杂草,其中包括156种双子叶杂草、118种单子叶杂草。这些抗性杂草分布在全球76个国家,覆盖102种作物,对目前已知的31种作用机理除草剂中的21种产生了抗性,涉及168种不同的除草剂。

       全球抗性杂草不断蔓延,对农业生产构成了严峻挑战。研发全新作用机理的除草剂成为应对抗性杂草的重要举措。

       富美实研发的全新除草剂rimisoxafen,创造性地将两种作用机理集于一身,同时作用于杂草生化途径中的2个关键酶——茄尼基焦磷酸合酶和八氢番茄红素去饱和酶,使杂草很难存活和产生抗性,从而以“一己之力”实现两种有效成分的除草活性,高效防除许多难治和抗性阔叶杂草,尤其是玉米、大豆等大田作物的恶性苋属杂草。

       2026年2月,国际除草剂抗性行动委员会(HRAC)将rimisoxafen正式归类为双重作用机理的除草剂,这是HRAC有史以来的首创,在全球植保行业具有里程碑意义。

       富美实已向全球多个主要市场提交了rimisoxafen的登记申请,该产品有望于2030年前上市,将成为杂草抗性治理领域的重磅潜力产品。

1  化学结构及创制

       Rimisoxafen是由杜邦发现、富美实研发的新型嘧啶基苯基醚类(或异噁唑类)除草剂,为新型嘧啶氧基苯衍生物;2021年3月获得ISO通用名。

       Rimisoxafen,中文建议名称:嘧啶草噁唑;IUPAC化学名称:3-氯-2-[3-(二氟甲基)异噁唑-5-基]苯基5-氯嘧啶-2-基醚;CAS化学名称:5-​氯-​2-​[3-氯-​2-​[3-​(二氟甲基)​-​5-​异噁唑基]​苯氧基]嘧啶;CAS登录号:1801862-02-1;分子式:C14H7Cl2F2N3O2;相对分子质量:358.127;结构式如图1。

首创!富美实将推出新型重磅除草剂

图1  Rimisoxafen的结构式

       Rimisoxafen原药为黄色油状液体;熔点:198℃;沸点:265℃;密度:1.27 g/cm3;蒸气压:1.34×10-2 Pa(20℃);溶解性:在水中的溶解度为10 g/L。

       Rimisoxafen的结构主要包括两部分:嘧啶部分及苯联异噁唑部分。早在20世纪80年代,该类含有嘧啶醚的苯联杂环类化合物就被报道具有一定的除草活性,国内外研究人员对该类化合物展开了大量的研究工作,但难以跳出乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂的范围。直至2015年,杜邦公开了rimisoxafen及其类似物的化合物专利,实现了公司研发史上的重大突破。公司研究人员一改传统的4,6-二甲氧基嘧啶片段,将其修饰为5-氯嘧啶基团;同时,对异噁唑部分进行了大量的基团替换和修饰,最终在异噁唑的3位上引入二氟甲基基团。从而使rimisoxafen的除草活性和作物安全性均达到最佳水平,并成功将两种作用机理集于一身,实现了除草剂发展史上里程碑式的飞跃。

2  作用机理及应用

       经rimisoxafen药剂处理后,杂草表现出明显的白化现象。研究人员围绕类胡萝卜素、质体醌生物合成和使用等多个除草剂靶标进行调查,研究发现,rimisoxafen同时抑制杂草体内的2个关键酶——茄尼基焦磷酸合酶(solanesyl diphosphate synthase,SDPS)和八氢番茄红素去饱和酶(phytoene desaturase;PDS)的活性。离体试验表明,rimisoxafen对SDPS和PDS酶活性的干扰水平分别与单个靶标的对照药剂相当;活体试验结果也表明,rimisoxafen同时具有明显的PDS、SDPS抑制作用。另外,在紫外(UV)诱变的莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)品系中,rimisoxafen能有效防治对SDPS或PDS抑制剂产生抗性的突变体,只有同时对SDPS和PDS抑制剂产生抗性的突变体,才对rimisoxafen产生抗性。由此可见,rimisoxafen拥有独特的双重作用机理。

       国际除草剂抗性行动委员会(HRAC)将PDS抑制剂、SDPS抑制剂分别归类为第12组、第32组。

       2026年2月23日,富美实宣布,公司研发的有效成分rimisoxafen被HRAC归类为双重作用机理除草剂,同时列入HRAC第12组和第32组。这是HRAC历史上首次作出双重作用机理分类,也是全球作物保护行业的重要里程碑,是对富美实创新性地应对抗性杂草的有力验证。

首创!富美实将推出新型重磅除草剂

(来源:HRAC)

       这一前所未有的分类是对rimisoxafen独特作用机理的确认。该产品能同时抑制杂草体内两条生化途径中的关键酶——八氢番茄红素去饱和酶(PDS)和茄尼基焦磷酸合酶(SDPS)的活性。这种双重作用机理除草剂使杂草很难存活和产生抗性,从而为杂草抗性治理提供了全新的重要工具。

       富美实执行副总裁兼首席技术官Seva Rostovtsev表示:“HRAC对rimisoxafen的历史性分类,验证了这项技术的突破性。研究表明,该化合物能有效防除长芒苋(Amaranthus palmeri)和糙果苋(Amaranthus tuberculatus),为农民提供了有效的解决方案,防除已对多种除草剂产生抗性的杂草。这正是种植者所需要的创新,可以帮助他们保护作物,实现丰产丰收。”

       除草剂抗性已成为威胁全球农业生产的日益严峻的挑战。其中,长芒苋是目前种植者面临的最具经济破坏性的杂草威胁之一,已对8种不同作用机理的除草剂产生了抗性。相对于单一作用机理的除草剂,拥有双重作用机理的rimisoxafen显著提高了杂草产生抗性的门槛。

       Rimisoxafen通过抑制杂草体内八氢番茄红素去饱和酶(PDS)的活性,抑制类胡萝卜素的生物合成,导致杂草白化而死亡;同时,通过抑制杂草体内茄尼基焦磷酸合酶(SDPS)的活性,引起杂草体内质体醌水平急剧下降,最终导致杂草白化而死亡。

       Rimisoxafen高效、低毒,杀草谱广、持效期长,对作物安全,主要用于玉米、大豆、谷物、豆类、向日葵等大田作物,防除许多难治和抗性阔叶杂草,包括对ALS抑制剂类除草剂和草甘膦产生抗性的杂草,尤其对抗性苋属杂草高效。

       国内研究人员对rimisoxafen进行的温室苗后除草活性测定结果表明,rimisoxafen对阔叶杂草苘麻、百日草具有优异的防治效果,在18.75 g a.i./hm2剂量下,防除效果可达100%。

       Rimisoxafen是富美实近年来继二氯异噁草酮(Isoflex®)和四氟咯草胺(Dodhylex™)之后提交登记申请的第3个新除草剂。2026年,公司已开始向全球主要市场提交rimisoxafen的登记资料,继而向这些市场推广这项创新技术。

3  化合物专利

       Rimisoxafen(嘧啶草噁唑)为原杜邦公司在2015年公开专利中的化合物,2018年,其专利权转让给富美实,由富美实进行商业化开发。

       2015年1月9日,富美实在我国申请了发明名称为“作为除草剂的嘧啶氧基苯衍生物”的化合物专利(ZL201580004764.0),2020年7月7日获得授权,授权公告号CN105916849B,该专利将于2035年1月8日到期。

       其PCT专利为WO2015108779A1,申请于2015年1月9日;发明名称为:PYRIMIDINYLOXY BENZENE DERIVATIVES AS HERBICIDES。

4  市场前景

       杂草对除草剂的抗药性持续蔓延,给全球种植者带来了严峻挑战。富美实研发的拥有双重作用机理的新型除草剂rimisoxafen(嘧啶草噁唑),直击农业生产中的难点和痛点,同时靶标杂草体内的八氢番茄红素去饱和酶和茄尼基焦磷酸合酶,有效延缓靶标位点对rimisoxafen的抗性风险。相对于单一作用机理除草剂,rimisoxafen能使杂草更难存活和产生抗药性,这是目前通过复配才能获得的效果。

       目前,富美实已向多国提交了rimisoxafen的登记申请,一旦登记成功,公司有望于2030年前上市多款rimisoxafen产品,这将成为富美实创新发展史上的重要里程碑。

       Rimisoxafen的上市,不仅可以降低除草剂用药量,而且可以减少药剂在作物(尤其是玉米和大豆)中的残留,其市场潜力巨大。

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