微生物农药的研究进展
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体病毒 ( cypoviru s , CPV), 寄主主要为鳞翅目和少数膜翅目、 双翅目、 脉翅目昆虫
[ 5- 6]
。病毒研究始于 20世纪初, 现有近
100株病毒进入大田试验, 约 40多株已研制成病毒杀虫剂。 我国昆虫病毒研究始于 20世纪 50年代, 早期以研究家蚕病 毒居多。利用昆虫病毒防治害虫始于 1973年, 20世纪 80年 代国家将开发利用昆虫病毒资源立项 , 开始列入国家重点科 技研究计划
[ 28]
物病原菌有细菌、 真菌和病毒 。目前, 因一些关键步骤还 没有解决 , 真正商品化的微生物除草剂种类很少, 许多尚处 于试验阶段。可以预见, 随着现代生物技术的发展和对杂草 科学、 除草微生物病原生物学、 致病机理、 遗传学等领域认识 的不断深入, 微生物除草剂将成为除草剂市场的主流 。 2 . 4 植物生长调节剂 微生物生长调节剂在农业生产中发 挥着重要作用。特别是赤霉素, 是一种广谱植物生长调节 剂, 可促进种子萌发、 植株生长、 提早开花结果。脱落酸是以 异戊二烯为基本单位的倍半萜类化合物, 可加快花果脱落, 促进顶芽休眠, 抑制芽鞘、 嫩枝、 胚轴的生长, 促进气孔关闭 等生理功能。天然脱落酸生产成本高, 限制了其应用。利用 微生物发酵获得脱落酸可大大降低生产成本。除此之外, 还 有细胞分裂素、 增产菌等
[ 5, 19] [ 18] [ 9]
。正在开发的杀菌抗生素有磷氮
霉素、 白肽霉素、 金核霉素等。磷氮霉素对灰霉有效, 白肽霉 素对灰霉、 苹果链格孢和立枯丝核菌有效, 金核霉素对防治 水稻白叶枯病、 水稻细菌性条斑病也有很好的效果。另有一 些抗生素处于研究阶段, 正在商品化
[ 25]
。病毒病为烟草第一
。自 1901年日本 lshiw ata 在家蚕的染病幼虫体内发现 , 至今利用细菌杀虫已有 100多年的历史 , 已筛选的杀
了苏云金芽孢杆菌 , 1957年成为第一个微生物杀虫剂上市销
[ 5, 10]
虫细菌有 100余种, 制成产品并大面积应用的主要有苏云金 芽孢杆菌、 日本金龟子芽孢杆菌、 球形芽孢杆菌、 缓死芽孢杆 菌 4种。其中, 苏云金芽孢杆菌是当今研究最多、 用量最大 的杀虫细菌。防治对象包括 10个目 600多种农林和仓库害 虫, 应用 于菜、 烟、 果等作 物的 害虫防 治和 医药研 究
[ 13]
。迄今, 美国、 法国及
中国等 10个国家已研制了液剂、 乳剂和粉剂等剂型的 10 余 种产品 , 不过多为试验剂型, 用于杀蚊幼虫的效果评价。我
12562
安徽农业科学
2010年
国生产了球形芽孢杆菌 B s 10、 C3 41乳剂, 曾大面积用于野 外蚊幼虫的防治
[ 14]
1999年成为销售额全球第一的杀菌剂品牌。中国农用抗生 素的研究始于 20世纪 50年代。多年来已开发出公主岭霉 素、 春雷霉素、 农抗 120、 井冈霉素、 灭瘟素和多抗霉素等杀菌 剂。其中最为成功的是井冈霉素, 已取代化学农药用于防治 水稻、 小麦、 玉米纹枯病
安徽农业科学, Journ al ofAnhu iAgr.i Sc. i 2010 , 38( 23): 12561- 12563
责任编辑
李占东
责任校对
李岩
微生物农药的研究进展
陈 军, 孙冬丽, 缪有志, 胡 冰 , 邹珍友
* ( 南京农业大学生命科学实验中心, 江苏南京 21关产业中的地位和作用, 介绍了微生物农药的研究和应用现状 , 提出了目前该领域研究存在的问 题及其发展前景。 关键词 微生物杀虫剂; 微生物杀菌剂 ; 微生物除草剂; 植物生长调节剂; 微生态制剂 中图分类号 S482 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2010) 23- 12561- 03 R esearch Progress ofM icrobial Pesticides CHEN Jun et al ( Experm i enta lCenter o f L ife Sc ience , N an jing Agr icultura lUniversity , N anjing , Jiangsu 210095) A bstract The role and function o fm icrobial pesticides in agriculture and re lative industry were discussed, the study sand app lication status o f m icrobia l pesticidesw ere introduced , the ex isting prob le m s and prospect were put for ward. K ey w ords M icrob ial pestic ide ; M icrob ia l fung icides ; M icrobia l herb ic ides ; P lant growth regulators ; M icroeco logics
随着社会发展 , 人口增多, 耕地面积下降, 粮食供应日益 严峻。要提高粮食生产, 必须依靠于高产高质作物 , 同时尽 可能减少病、 虫、 草等带来的损失。因此, 国内外科学家一直 致力于农药的研究。由于化学有机农药会造成环境污染、 农 产品农药残留以及各种疾病等问题 , 发展生物农药成为必然 趋势。生物农药是以生物活体或其代谢产物为有效成分的 农药制品, 包括微生物源、 植物源、 动物源、 抗病虫草害的转 基因植物和昆虫天敌 5类
[ 2, 5]
。
1901年石渡首次从患猝倒病的家蚕中分离到苏云金芽孢杆 菌猝倒亚种之后, 至今已从世界各地分离到近 40 000株苏云 金芽孢杆菌, 72个血清型, 其间经历了起步、 实用化、 全面发 展 3个阶段。开发的制剂有粉剂、 可湿性粉剂、 浓水剂、 片 剂、 缓释剂、 生物包被剂等。针对应用中杀虫速度慢、 残效期 短、 易受环境因素影响等问题, 开发了非水性、 紫外光保护等 剂型并已付诸应用。目前, 苏云金芽孢杆菌研究的热点是通 过遗传学手段克隆伴孢晶体蛋白基因, 构建工程菌, 进行转 基因植物、 杀虫机理、 伴孢晶体形成以及基因表达调 控等 研究
[ 26]
。
微生物除草剂是利用植物病原微生物
或其代谢产物, 致目标杂草感病死亡的微生物制剂。特点之 一是可经人工生产获得大量生物接种体; 二是淹没式应用, 感染迅速, 短时间内可杀灭杂草 真菌生产的孢子除草剂
[ 27] [ 5]
。微生物除草剂有 2类,
一类是利用放线菌生产的抗生素除草剂, 另一类是利用病原 。常用于微生物除草剂研究的植
基金项目 作者简介 收稿日期 南京 农业 大学生 命科 学实 验教 学中心 开放 课题 基金 项目 ( 610810150 )。 陈军 ( 1981- ) , 男 , 江苏 南通人 , 硕士 研究生 , 研 究方向 : 微 生物学 。 * 通讯作者 。 2010 04 22
[ 2] [ 2] [ 2- 3]
[ 7- 8]
。
。微生物源生物农药因不危害
2 . 1 . 2 细菌杀虫剂。细菌杀虫剂是利用对某些昆虫有致死 作用的昆虫病原细菌发酵制成含杀虫活性成分或菌体 , 防治 和杀死目标昆虫的生物制剂 [ 5] 。昆虫摄入病原细菌制剂后, 通过肠细胞吸收, 进入体腔和血液 , 使之得败血症中 毒死 亡 售
[ 9]
[5 , 11- 12]
。
。
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胞外膜外形成的具 蛋白质晶格结构的伴孢体, 通过降解成二元毒素而起作用, 已有几种用于灭蚊幼虫的商品制剂
[ 24]
。
2. 1 . 3 真菌杀虫剂。真菌杀虫剂以分生孢子附着于昆虫的 皮肤 , 分生孢子吸水后萌发而长出芽管或附着孢侵入昆虫体 内, 菌丝体在虫体内不断繁殖 , 造成宿主病变乃至死亡 。 自 19世纪末以来, 经过大量田间试验和对病原、 寄主、 环境 条件的深入研究与实践, 真菌杀虫剂从效果不稳定状况已达 到工业化生产、 大面积使用阶段。杀虫真菌的种类很多, 已 发现的杀虫真菌约有 100属 800种具有可利用的优点 , 其中 以白僵菌、 绿僵菌、 拟青霉应用最多 [ 15] 。真菌杀虫剂和某些 化学杀虫剂的触杀性能相似, 杀菌广谱、 残效长、 扩散力强。 缺点是作用较慢、 侵染过程长、 受环境影响大。目前, 在中 国、 巴西、 俄罗斯和欧美国家 , 真菌杀虫剂已广泛用于农林害 虫和城市昆虫的防治。真菌农药在植物病虫害的持续控制 [5 , 16] 中具有巨大潜力 , 近年来已成为生防制剂的研究热点 。 其中, 白僵菌对多种农林害虫有致死作用, 已广泛用于防治 松毛虫、 玉米螟、 水蹈叶蝉等害虫。尽快将其制剂生产工艺 标准化, 解决大规模生产的技术问题, 开发耐 贮藏的新剂 [ 15, 17] 型 是产业化急需解决的问题。利用真菌防治虫害, 可通 过人工培养大量菌体或分生孢子 , 将其制成菌剂大面积喷 洒。目前 许多 真菌 杀虫 剂已 进人 大规 模商 业化 生产 阶 段 。 2. 1 . 4 原生动物杀虫剂。原生动物中微孢子虫寄主范围较 广, 包括鳞翅目、 直翅目、 双翅目、 等多种害虫。主要用于防 治棉铃虫、 蜱虫、 松毛虫, 它是经宿主口或卵、 皮肤感染 , 并在 其中增殖使宿主死亡。目前用于农林防治的微孢子杀虫剂 有 3种, 即行军虫微孢子、 云杉卷叶蛾微孢子虫和蝗虫微孢 [ 9] 子虫 。 2. 1 . 5 昆虫病原线虫制剂。昆虫病原线虫 ( E ntom opa thog en ic ne m atodes) 是昆虫的专门寄生性天敌, 能主动寻找寄主, 因 其侵染率高、 致死力强、 寄主广、 对人畜及环境安全、 可人工 大量繁殖等优点, 被广泛应用于防治农、 林、 牧草、 卫生等行 业的重要害虫。其中使用较广的是斯氏线虫科 ( Steinerne ma tidae) 和异小杆线虫科 (H eterorhabd itis) 。多年的研究与应用 证明 , 昆虫病原线虫是一种非常有潜能可持续控制害虫的生 物防治因子。自 20世纪 30年代以来, 至今已有 70多年的历 史, 人们已充分了解其种群结构、 种类鉴别、 遗传改良、 分类 学和与共生菌的共生关系等
体病毒 ( cypoviru s , CPV), 寄主主要为鳞翅目和少数膜翅目、 双翅目、 脉翅目昆虫
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。病毒研究始于 20世纪初, 现有近
100株病毒进入大田试验, 约 40多株已研制成病毒杀虫剂。 我国昆虫病毒研究始于 20世纪 50年代, 早期以研究家蚕病 毒居多。利用昆虫病毒防治害虫始于 1973年, 20世纪 80年 代国家将开发利用昆虫病毒资源立项 , 开始列入国家重点科 技研究计划
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物病原菌有细菌、 真菌和病毒 。目前, 因一些关键步骤还 没有解决 , 真正商品化的微生物除草剂种类很少, 许多尚处 于试验阶段。可以预见, 随着现代生物技术的发展和对杂草 科学、 除草微生物病原生物学、 致病机理、 遗传学等领域认识 的不断深入, 微生物除草剂将成为除草剂市场的主流 。 2 . 4 植物生长调节剂 微生物生长调节剂在农业生产中发 挥着重要作用。特别是赤霉素, 是一种广谱植物生长调节 剂, 可促进种子萌发、 植株生长、 提早开花结果。脱落酸是以 异戊二烯为基本单位的倍半萜类化合物, 可加快花果脱落, 促进顶芽休眠, 抑制芽鞘、 嫩枝、 胚轴的生长, 促进气孔关闭 等生理功能。天然脱落酸生产成本高, 限制了其应用。利用 微生物发酵获得脱落酸可大大降低生产成本。除此之外, 还 有细胞分裂素、 增产菌等
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。正在开发的杀菌抗生素有磷氮
霉素、 白肽霉素、 金核霉素等。磷氮霉素对灰霉有效, 白肽霉 素对灰霉、 苹果链格孢和立枯丝核菌有效, 金核霉素对防治 水稻白叶枯病、 水稻细菌性条斑病也有很好的效果。另有一 些抗生素处于研究阶段, 正在商品化
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。病毒病为烟草第一
。自 1901年日本 lshiw ata 在家蚕的染病幼虫体内发现 , 至今利用细菌杀虫已有 100多年的历史 , 已筛选的杀
了苏云金芽孢杆菌 , 1957年成为第一个微生物杀虫剂上市销
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虫细菌有 100余种, 制成产品并大面积应用的主要有苏云金 芽孢杆菌、 日本金龟子芽孢杆菌、 球形芽孢杆菌、 缓死芽孢杆 菌 4种。其中, 苏云金芽孢杆菌是当今研究最多、 用量最大 的杀虫细菌。防治对象包括 10个目 600多种农林和仓库害 虫, 应用 于菜、 烟、 果等作 物的 害虫防 治和 医药研 究
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。迄今, 美国、 法国及
中国等 10个国家已研制了液剂、 乳剂和粉剂等剂型的 10 余 种产品 , 不过多为试验剂型, 用于杀蚊幼虫的效果评价。我
12562
安徽农业科学
2010年
国生产了球形芽孢杆菌 B s 10、 C3 41乳剂, 曾大面积用于野 外蚊幼虫的防治
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1999年成为销售额全球第一的杀菌剂品牌。中国农用抗生 素的研究始于 20世纪 50年代。多年来已开发出公主岭霉 素、 春雷霉素、 农抗 120、 井冈霉素、 灭瘟素和多抗霉素等杀菌 剂。其中最为成功的是井冈霉素, 已取代化学农药用于防治 水稻、 小麦、 玉米纹枯病
安徽农业科学, Journ al ofAnhu iAgr.i Sc. i 2010 , 38( 23): 12561- 12563
责任编辑
李占东
责任校对
李岩
微生物农药的研究进展
陈 军, 孙冬丽, 缪有志, 胡 冰 , 邹珍友
* ( 南京农业大学生命科学实验中心, 江苏南京 21关产业中的地位和作用, 介绍了微生物农药的研究和应用现状 , 提出了目前该领域研究存在的问 题及其发展前景。 关键词 微生物杀虫剂; 微生物杀菌剂 ; 微生物除草剂; 植物生长调节剂; 微生态制剂 中图分类号 S482 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2010) 23- 12561- 03 R esearch Progress ofM icrobial Pesticides CHEN Jun et al ( Experm i enta lCenter o f L ife Sc ience , N an jing Agr icultura lUniversity , N anjing , Jiangsu 210095) A bstract The role and function o fm icrobial pesticides in agriculture and re lative industry were discussed, the study sand app lication status o f m icrobia l pesticidesw ere introduced , the ex isting prob le m s and prospect were put for ward. K ey w ords M icrob ial pestic ide ; M icrob ia l fung icides ; M icrobia l herb ic ides ; P lant growth regulators ; M icroeco logics
随着社会发展 , 人口增多, 耕地面积下降, 粮食供应日益 严峻。要提高粮食生产, 必须依靠于高产高质作物 , 同时尽 可能减少病、 虫、 草等带来的损失。因此, 国内外科学家一直 致力于农药的研究。由于化学有机农药会造成环境污染、 农 产品农药残留以及各种疾病等问题 , 发展生物农药成为必然 趋势。生物农药是以生物活体或其代谢产物为有效成分的 农药制品, 包括微生物源、 植物源、 动物源、 抗病虫草害的转 基因植物和昆虫天敌 5类
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1901年石渡首次从患猝倒病的家蚕中分离到苏云金芽孢杆 菌猝倒亚种之后, 至今已从世界各地分离到近 40 000株苏云 金芽孢杆菌, 72个血清型, 其间经历了起步、 实用化、 全面发 展 3个阶段。开发的制剂有粉剂、 可湿性粉剂、 浓水剂、 片 剂、 缓释剂、 生物包被剂等。针对应用中杀虫速度慢、 残效期 短、 易受环境因素影响等问题, 开发了非水性、 紫外光保护等 剂型并已付诸应用。目前, 苏云金芽孢杆菌研究的热点是通 过遗传学手段克隆伴孢晶体蛋白基因, 构建工程菌, 进行转 基因植物、 杀虫机理、 伴孢晶体形成以及基因表达调 控等 研究
[ 26]
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微生物除草剂是利用植物病原微生物
或其代谢产物, 致目标杂草感病死亡的微生物制剂。特点之 一是可经人工生产获得大量生物接种体; 二是淹没式应用, 感染迅速, 短时间内可杀灭杂草 真菌生产的孢子除草剂
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。微生物除草剂有 2类,
一类是利用放线菌生产的抗生素除草剂, 另一类是利用病原 。常用于微生物除草剂研究的植
基金项目 作者简介 收稿日期 南京 农业 大学生 命科 学实 验教 学中心 开放 课题 基金 项目 ( 610810150 )。 陈军 ( 1981- ) , 男 , 江苏 南通人 , 硕士 研究生 , 研 究方向 : 微 生物学 。 * 通讯作者 。 2010 04 22
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。微生物源生物农药因不危害
2 . 1 . 2 细菌杀虫剂。细菌杀虫剂是利用对某些昆虫有致死 作用的昆虫病原细菌发酵制成含杀虫活性成分或菌体 , 防治 和杀死目标昆虫的生物制剂 [ 5] 。昆虫摄入病原细菌制剂后, 通过肠细胞吸收, 进入体腔和血液 , 使之得败血症中 毒死 亡 售
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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胞外膜外形成的具 蛋白质晶格结构的伴孢体, 通过降解成二元毒素而起作用, 已有几种用于灭蚊幼虫的商品制剂
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2. 1 . 3 真菌杀虫剂。真菌杀虫剂以分生孢子附着于昆虫的 皮肤 , 分生孢子吸水后萌发而长出芽管或附着孢侵入昆虫体 内, 菌丝体在虫体内不断繁殖 , 造成宿主病变乃至死亡 。 自 19世纪末以来, 经过大量田间试验和对病原、 寄主、 环境 条件的深入研究与实践, 真菌杀虫剂从效果不稳定状况已达 到工业化生产、 大面积使用阶段。杀虫真菌的种类很多, 已 发现的杀虫真菌约有 100属 800种具有可利用的优点 , 其中 以白僵菌、 绿僵菌、 拟青霉应用最多 [ 15] 。真菌杀虫剂和某些 化学杀虫剂的触杀性能相似, 杀菌广谱、 残效长、 扩散力强。 缺点是作用较慢、 侵染过程长、 受环境影响大。目前, 在中 国、 巴西、 俄罗斯和欧美国家 , 真菌杀虫剂已广泛用于农林害 虫和城市昆虫的防治。真菌农药在植物病虫害的持续控制 [5 , 16] 中具有巨大潜力 , 近年来已成为生防制剂的研究热点 。 其中, 白僵菌对多种农林害虫有致死作用, 已广泛用于防治 松毛虫、 玉米螟、 水蹈叶蝉等害虫。尽快将其制剂生产工艺 标准化, 解决大规模生产的技术问题, 开发耐 贮藏的新剂 [ 15, 17] 型 是产业化急需解决的问题。利用真菌防治虫害, 可通 过人工培养大量菌体或分生孢子 , 将其制成菌剂大面积喷 洒。目前 许多 真菌 杀虫 剂已 进人 大规 模商 业化 生产 阶 段 。 2. 1 . 4 原生动物杀虫剂。原生动物中微孢子虫寄主范围较 广, 包括鳞翅目、 直翅目、 双翅目、 等多种害虫。主要用于防 治棉铃虫、 蜱虫、 松毛虫, 它是经宿主口或卵、 皮肤感染 , 并在 其中增殖使宿主死亡。目前用于农林防治的微孢子杀虫剂 有 3种, 即行军虫微孢子、 云杉卷叶蛾微孢子虫和蝗虫微孢 [ 9] 子虫 。 2. 1 . 5 昆虫病原线虫制剂。昆虫病原线虫 ( E ntom opa thog en ic ne m atodes) 是昆虫的专门寄生性天敌, 能主动寻找寄主, 因 其侵染率高、 致死力强、 寄主广、 对人畜及环境安全、 可人工 大量繁殖等优点, 被广泛应用于防治农、 林、 牧草、 卫生等行 业的重要害虫。其中使用较广的是斯氏线虫科 ( Steinerne ma tidae) 和异小杆线虫科 (H eterorhabd itis) 。多年的研究与应用 证明 , 昆虫病原线虫是一种非常有潜能可持续控制害虫的生 物防治因子。自 20世纪 30年代以来, 至今已有 70多年的历 史, 人们已充分了解其种群结构、 种类鉴别、 遗传改良、 分类 学和与共生菌的共生关系等
