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微生物农药的研究现状.docx

花匠小妙招
2024-09-13 21:00

微生物农药的研究现状

微生物农药的研究现状刊物: CP-Chemical Topics提供者: China National Chemical Information Center (CNCIC)2012.7.6随着人们对某些化学农药污染以及食品安全问题关注的持续增加，微生物农药被广泛研究并应用于农业生产。微生物农药是指利用生物活体及其代谢产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂。有人把能保护生物活体的助剂、保护剂和增效剂以及模拟某些毒素和抗生素的人工合成物质也归为此类。该类农药具有高度的专一性、效率高、易降解、无残留等特点，同时还能增强植物的抗病性，促进植物的生长。与化学农药相比，微生物农药最大的优势是它的安全性，符合当前农药的发展趋势，具有非常广阔的应用前景。1微生物农药的种类及研究进展1.1微生物杀虫剂1.1.1细菌杀虫剂细菌杀虫剂是利用对昆虫有致死作用的病原细菌发酵制成的生物制剂。其作用机制是胃毒作用，病原细菌制剂被昆虫摄入后，通过肠细胞吸收，进入体腔和血液，使之得败血症导致全身中毒死亡。自1938年苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)上市以来，至今已筛选出有100余种杀虫细菌，其中有Bt、日本金龟子芽孢杆菌(B.popillia)、球形芽孢杆菌(B.sphaericus)、缓死芽孢杆菌(B.lentimobus)4种被加工成制剂而大面积应用。内尤以Bt是在世界上用途最广、产量最大、应用最成功的微生物杀虫剂，占微生物杀虫剂总量的95%以上。它己在60多个国家登记了120多个品种。Bt主要防治鳞翅日、双翅目和鞘翅品害虫。目前己发现Bt杀虫活性物质有杀虫晶体蛋白（δ-内毒索）、营养期杀虫蛋白(VIPs)、几丁质酶、苏云金素（β-外毒素）、磷脂酶C(α-外毒素)和双效菌素(ZwittermicinA)等。其中δ-内毒素和VIPs主要作用于昆虫的中肠细胞，它们能与细胞膜上相应受体结合，破坏细胞渗透性平衡，使中肠坏死，中肠内的碱性物质进入血腔，导致昆虫麻痹死亡，中肠细胞的亲和性决定了其宿主范围。β-外毒素则能抑制依赖DNA的RNA聚合酶，使昆虫在蜕皮或变态期间不能正常生长发育，导致昆虫畸形或死亡，具有广谱杀虫活性。双效菌素是Bt在代谢过程中产生的一种可溶性物质，它可以提高Bt的杀虫效果100-400倍，对夜蛾科昆虫效果尤为明显。双效菌素结构简单，便于合成，具有良好的应用前景。随着对Bt基础研究的深入以及分子生物学的发展，近年来对Bt应用性研究主要集中在构建Bt遗传工程菌和转Bt喜蛋白基因抗虫植物育种2个方面。例如Salekhi等(2005)通过pHPT载体将2种ICP基因转入同-Bt菌株中，并获得了高表达，从而提高了蛋白含量，扩大了杀虫谱。抗虫棉花、玉米和油菜等Bt作物的成功应用，开辟了抗虫育种新途径。与传统育种方法相比，构建的工程菌不仅能提高本身性状，而且可以有目的、定向地增加新的性状。随着害虫对Bt毒素抗性的产生，新一代遗传工程杀虫剂将具有良好的开发应用前景。有关球形芽孢杆菌的发展，自1965年Kellen等分离到对蚊幼虫有毒的菌株K以来，已从48个血清型中鉴定出10个血清含毒菌株。其主要活性成分是在芽孢膜外形成的具有蛋白质品格结构的伴孢体，通过降解成二元毒素而起作用，现已有几种用于灭蚊幼虫的商品制剂。1.1.2真菌杀虫剂真菌杀虫剂通过穿越害虫体壁进入虫体进行繁殖，消耗虫体营养，导致害虫代谢失调，或在虫体内产生毒素杀死害虫。目前该类杀虫剂主要有白僵菌(Beauveriabassiana)、绿僵菌(Metarhiziumanisopliae)、蜡蚧轮枝菌(Verticilinimlecanii)和玫色拟青霉Paecilomycesfumosoroseus(Wize)Brown＆Smith]等。其中白僵菌是真菌杀虫剂的代表真菌。研究表明，白僵菌作用机理为孢子与虫体接触侵入，在虫体内吸收水分萌发成菌丝，菌丝不断吸收虫体内水分和养分进行生长发育，直到菌丝充满虫体而致虫死亡。它可用于防治松毛虫、松叶蜂、金龟甲和玉米螟等农林害虫。球孢白僵菌对害虫的防治作用尤为明显。方为国等克隆了球孢白僵菌降解昆虫体壁蛋白酶基因，这为认识其侵染机制，利用基因工程技术改造菌株奠定了基础。绿僵菌是一种很重要的天然寄生菌，可寄生蝗虫和蚱蜢。金龟子绿僵菌寄主范围很广，可寄生200多种昆虫、螨类及线虫，致病力强，菌剂易生产，持效期长。但由于其存在使用量较大、生产成本相耐较高等缺点，尚需更深入研究。蜡蚧轮枝菌可自然寄生于蚜虫和介壳虫上。荷兰研制的蜡蚧轮枝菌产品Vertalec用于防治蚜虫，Mycotal用于防治白粉虱和蓟马；其后荷兰又产出一种有辅助功能的植物乳油Addit，它可以提高Mycotal在低湿情况下的活性。1.1.3病毒杀虫剂目前，世界上已从