(完整版)植物源农药研究进展
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茄科植物杀虫活性成分研究进展吴琼【摘要】植物源杀虫剂是当前农药研究的热点。
系统论述茄科植物烟草、辣椒、曼陀罗、龙葵等杀虫植物的杀虫活性及其主要杀虫活性成分的研究进展。
【期刊名称】《植物医生》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】2页(P4-5)【关键词】茄科植物;植物源杀虫剂;活性成分【作者】吴琼【作者单位】贵州省植保植检站,550001【正文语种】中文【中图分类】S482.39在药物发展的早期阶段,利用天然产物防治作物病虫草害几乎是唯一选择。
从天然物质中开发药物和农药已经有十分悠久的历史,例如:除虫菊、鱼藤和烟草三大植物性杀虫剂已经使用了数百年。
植物是生物活性化合物的天然宝库,在生长、发育过程中,特别是在长期与昆虫协同进化过程中,产生的防御昆虫的次生代谢产物,如生物碱、类黄酮、萜烯类、酚类、甾体、特异性的氨基酸和多糖等超过40万种。
其中大多数具有杀虫活性,对昆虫有毒杀、拒食、驱避、麻醉、抑制生长发育或引诱作用。
植物源杀虫剂作为生物农药的重要组成部分,因其具有高效、低毒或无毒、无污染、选择性高、有害生物不易产生抗性等优点,在当今环保及农业生态系统日益受到重视的情况下,被视为害虫生物防治的一种有效手段。
有关植物源杀虫剂的研究和开发利用也成为重要的研究领域之一,并取得了很大进展。
据Grangeand Aimed(1998)报道,全世界有2 400种植物具有控制有害生物的活性成分,但只有10%植物种类的化学成分和性质被研究过。
茄科(Solanaceae)中的一些植物(如烟草)作为杀虫剂有着悠久的历史,至今为止,文献记载和报道的在茄科植物中具有杀虫活性的植物种类有烟草、辣椒、番茄、曼陀罗、龙葵、枸杞、酸浆、千年不烂心等,而对其杀虫活性及成分的研究又主要集中在烟草、辣椒、曼陀罗和龙葵等4种植物上。
笔者现对这4种植物的杀虫活性及其主要杀虫活性成分进行综述。
1 烟草的杀虫活性及其主要杀虫活性成分烟草Nicotiana tabacumL.原产于美洲,在16世纪中叶传入我国,至今已有400多年的栽培历史,其化学成分主要有蛋白质、烟碱、谷氨螵胺、天门冬螵胺、甲酸、柠檬酸、苹果酸、草酸、挥发油等物质。
我国农作物种植面积广阔,种植作物种类多样,在农业生产中,农作物常常受到多种病虫草害的危害。
化学农药因其适用范围广、作用效果迅速、使用方便等被广泛用于防治各类病虫草害,但使用化学农药也容易造成人畜中毒、杀害有益生物等,同时由于化学农药的滥用使得部分害虫、致病菌和杂草的抗药性增强,导致防治难度加大。
相比于化学农药,以真菌、细菌和病毒等生物活体或其代谢产物为主要成分的生物农药对生物和环境更加友好,自20世纪80年代以来,生物农药迅速发展,行业市场规模逐步扩大。
生物农药可分为微生物农药、植物源农药和生物化学农药等,经农业农村部农药检定所查询,截至2022年12月31日,我国在有效登记状态的农药登记产品为45172个,其中生物农药产品2159个 (未包括农用抗生素和天敌),占全部农药总数的4.78%,占比非常低。
在生物农药中,微生物农药是研究热点之一。
在《农药登记资料要求》中规定,微生物农药是指以天然的或经基因修饰的细菌、真菌和病毒等微生物活体为有效成分的农药,按用途可分为微生物杀虫剂、微生物杀菌剂和微生物除草剂等。
该类农药具有有效成分来源广泛、选择性强、对人畜毒性低等优点。
经农业农村部农药检定所查询,截至2016年12月31日,我国已登记微生物农药有效成分42个,到2022年12月31日,已达56种,可见微生物农药呈逐年增长趋势。
我国的微生物农药发展已经进入了一个相对快速发展的阶段,生防微生物不断增多,各种新型微生物农药也不断涌现。
已有研究对微生物农药常见剂型种类及特点、产品质量、安全性评价和使用技术相关标准、助剂研发、管理现状、产业发展等方面进行了详尽的阐述,但尚缺乏典型微生物农药在防治重大病虫害方面应用情况的综述报道。
鉴于此,本文梳理了我国近几年一些原创的、新型的微生物杀虫剂、杀菌剂和除草剂在生防菌株筛选、产品创制与应用等方面的研究进展,并对微生物农药发展提出建议和展望,旨在为行业相关单位和人员提供参考。
我国植物源农药研究进展及发展策略我国植物源农药是指使用来自植物源的有机农药制剂进行农药控制。
它不仅有更强的防治作用,而且易于生产,且环境污染低。
与化学农药相比,植物农药具有特定的作用成分,特定的性质,且低毒,无残留性,可以更好、更有效地防治植物病虫害和害虫等有害生物。
随着市场对环保农药的需求不断增加,植物源农药的研究和应用越来越受到重视。
随着植物源农药研究的发展,植物源农药应用领域也不断扩大。
目前,在我国植物源农药的分类和作用方面有大量丰富的研究,对重要作物病虫害的控制也有了较好的效果。
其中,植物生物农药在杀虫、抑菌、抗草及功能农药等领域的应用,有显著的成果,用来防治一些病虫害和害虫已被建议为一种补充农药措施。
研究资料表明,部分植物源农药能够有效控制常见植物病虫害,发挥出Kill both昆虫防治常见病虫害的良好作用。
然而,我国在植物源农药研发方面仍存在一定困难。
首先,植物源农药研究在小麦条锈病和水稻稻瘟病等植物病害防控方面尤其薄弱,且相关研究工作仍尚不够深入和充分。
其次,我国植物源农药的生产仍存在一定的技术问题,诸如制剂的成本低、稳定性低、生产工艺困难等,这也阻碍了植物源农药行业的发展。
此外,植物源农药也受到市场立法的影响。
因此,建立有效的市场立法机制和规范有助于植物源农药的发展。
最后,借助国家技术推广与科普宣传,提高农户对植物源农药的认知,发挥其必要的说服作用,以鼓励农户更多使用植物源农药。
综上所述,我国植物源农药的研究已取得一定成效,但仍然存在一定的不足。
迫切需要突破现有的技术瓶颈,加快植物源农药技术的创新,解决植物源农药行业得到市场认可的重要问题,确保植物源农药有效防治植物病虫害和害虫。
同时,应采取措施强化市场立法的执行,借助技术推广与宣传等工作,打造深受农户欢迎的农药类型。
以上是我国植物源农药研究进展及发展策略的综述。
国内植物源农药研究近年来取得了一定的进展,但仍然存在许多问题和挑战,如技术问题、市场管理及技术推广等。
生物农药研究进展一、概述作为一种源于自然界、具有环境友好和生物相容性的农药类型,近年来受到了广泛的关注与研究。
其相较于传统化学农药,在保护作物免受病虫害侵害的降低了对生态环境和人体健康的潜在风险,因此被视为绿色农业可持续发展的重要方向之一。
生物农药主要包括微生物农药、植物源农药和动物源农药等几大类。
微生物农药利用细菌、真菌、病毒等微生物或其代谢产物来防治病虫害;植物源农药则提取自植物体内的次生代谢产物,具有天然、高效、低毒的特点;动物源农药则主要利用昆虫、动物等产生的具有杀虫或抗菌活性的物质。
随着生物技术的不断发展,生物农药的研发和应用取得了显著进展。
越来越多的生物农药产品被开发出来,并在农业生产中得到了广泛应用。
对于生物农药的作用机理、生物活性、安全性评价等方面的研究也在不断深入,为生物农药的进一步发展提供了理论基础和技术支撑。
尽管生物农药具有诸多优势,但在实际应用中仍面临一些挑战。
生物农药的活性成分复杂,制备工艺难度较大;其生物活性受环境因素影响较大,稳定性相对较差。
未来生物农药的研究重点将集中在提高生物农药的稳定性、优化制备工艺、增强生物活性等方面,以推动生物农药的进一步发展和应用。
生物农药作为绿色农业的重要组成部分,其研究进展对于促进农业可持续发展具有重要意义。
随着生物技术的不断进步和研究的深入,生物农药有望在农业生产中发挥更大的作用,为人类创造更加健康、安全的食品环境。
1. 生物农药的定义与分类顾名思义,是指利用生物活体或其代谢产物对害虫、病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行防治的一类农药制剂,或者说是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。
与化学农药相比,生物农药具有选择性强、对人畜安全、对生态环境影响小等优点。
微生物源农药:这类农药利用细菌、真菌、病毒等微生物及其代谢产物来防治病虫害。
苏云金杆菌(Bt)是一种广谱性的细菌生物农药,对多种害虫具有胃毒作用;井冈霉素则是一种真菌生物农药,对水稻纹枯病具有良好的防治效果。
我国中药材农药残留、限量及分析方法研究进展摘要:中药材的安全性严重制约着我国中药材现代化和国际化发展。
农药残留问题是影响中药材质量安全的重要因素。
本研究分析了我国中药材中农药残留污染现状,讨论我国农残的限量标准及农残检测方法,以期为中药材质量安全、促进中药材产业科学发展提供理论基础,为突破国际贸易壁垒提供参考。
关键词:中药材;农药残留;限量标准;分析方法随着我国中药材出口量的逐渐增加,其质量及安全性引起了国际市场的关注,尤其是农药残留问题。
据统计,2019年,我国出口中药材中因农药残留问题被退回的占比高达47%[1]。
2020年1-6月,因农药残留、卫生不洁等原因被退回的中药材批次同比增加48%[2]。
农药残留问题已严重影响我国中药材的质量安全,严重限制着我国中药材的贸易出口。
本文对我国中药材中农药残留现状进行分析,总结中药材中农药残留限量相关标准以及农药残留检测手段,旨在为保障我国中药材安全,促进我国中药材产业发展,突破国际贸易壁垒提供参考。
1我国中药材农药残留现状我国中药材中常见的农药残留主要为有机磷类、有机氯类、拟除菊虫酯类、氨基甲酸酯类等。
有机磷类农药是目前应用广泛的一类农药。
花类、叶类和全草类中药材中常有检出。
顾炎等[3]在金银花中检出敌敌畏、马拉硫磷、毒死蜱和水胺硫磷等高毒有机磷农药。
李家春等[4]对三七、川贝母、薏苡仁、桂枝、金银花5种常用中药中35种有机磷农药残留量进行筛查,检出高毒禁用农药甲胺磷。
有机氯类农药曾被大量的生产和使用,虽已被禁用,但是由于其难降解、半衰期长造成了土壤中残留了大量的有机氯类农药。
何清彦等[5]研究发现,30批次的10种药食两用中药材中均不同程度的检出有机氯残留量。
黄靖雯等[6]对542批中药材进行农药残留检测,共检出包括有机氯类农药(如六六六)在内的184种农药。
拟除虫菊酯类农药主要有氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、氰戊菊酯和甲氰菊酯等。
目前,拟除虫菊酯类农药残留超标较多的是菊花、金银花和枸杞等中药材。
万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据植物源农药防治根结线虫研究进展作者:刘计权, 韩晓静, 谢树莲, LIU Ji-quan, HAN Xiao-jing, XIE Shu-lian作者单位:山西大学生命科学学院,太原,030006刊名:农药英文刊名:AGROCHEMICALS年,卷(期):2011,50(6)1.陆秀红;刘志明;刘纪霜白花曼陀罗叶总碱提取物杀线活性及其作用机理研究[期刊论文]-中国农学通报2006(12)2.FIDOYICH I Superoxide Radical:Anendogenons Toxicant 19833.田慧敏苯并(a)芘对线虫发育和行为的影响及其分子机制(硕士论文)[学位论文] 20084.HAMMOND E M;KAUFMANN M R;GIACCIA A J Oxygen Sensing and the DNA-Damage Response[外文期刊] 2007(06)5.SORDET O;KHAN Q A;POMMIERY Apoptotic Topoisomerase 1-DNA Complexes Induced by Oxygen Radicals and Mitochondrial Dysfunction[外文期刊] 2004(09)6.KONDO N;NAHAMURA H;MASUTANI H Redox Regulation of Human Thioredoxin Network[外文期刊] 2006(9/10)7.RAY G;HUSAIN S A Oxidants,Antioxidants and Carcinogensis[外文期刊] 2002(11)8.赖玉熔;吴巍;陈宏补硒对大鼠谷胱甘肽酶系活性及某些元素水平的影响 1998(02)9.THODEN T C;HALLMANN J;BOPPRE M Effects of Plants Containing Pyrrolizidine Alkaloids on the Northern Root-knot Nematode Meloidogyne hapla 200910.CHANDRAVADANA M V;NIDIRY E S J;KHAN R M Nematicidal Activity of Serpentine against 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植物源农药研究进展摘要:植物源农药中含有多种杀虫活性物质,在世界环境日益恶化的今天,植物源农药以其对有害生物高效、对非靶标生物安全、低毒低残留、来源广、成本低等多种优点,成为近年来农药研究的热点。
本文综述了植物源农药的活性成分、作用特点、研究现状和开发前景.关键词:植物源农药、活性成分、作用特点、研究进展植物源农药,就是直接利用或提取植物的根、茎、叶、花、果、种子等或利用其次生代谢物质制成具有杀虫或杀菌作用的活性物质.植物源农药作为生物农药的重要组成部分,因其具有高效、低毒或无毒、低残留、选择性高、有害物质一般很难对其产生抗性、又易和其他农药相混配等优点, 倍受全世界农药研究及应用部门的广泛重视,已成为其研究热点之一.1.植物源农药的活性成分植物源农药的活性成分可分为生物碱类、萜烯类、酮类和番茄枝内酯类,此外还有木脂类,如乙醚酰透骨草素;甾体类,如牛膝甾酮;羟酸酯类,如除虫菊酯等。
1。
1 生物碱类目前人们发现的生物碱已有6000 多种,已证明有杀死害虫作用的主要有烟碱、喜树碱、百部碱、藜芦碱、苦参碱、雷公藤碱、小薜碱、木防己碱、苦豆子碱等.该类化合物对昆虫的作用方式多种多样,如毒杀、拒食和忌避及抑制生长发育等。
1。
2 萜烯类萜烯类化合物是植物源农药中含量较多、研究比较广泛的一类化合物,其中精油的大部分组成为萜烯类化合物.目前从植物源农药中发现的萜烯类主要有单萜类、倍半萜类、二萜类和三萜类化合物.单萜类主要有柏科植物砂地柏叶精油中的有效杀虫成分松油烯— 4 —醇,它对害虫的主要作用方式为熏杀作用。
倍半萜类有马桑科植物马桑中所含的羟基马桑毒素 B;卫矛科植物中含有较多的倍半萜类化合物 ,主要有各种β- 二氢沉香呋喃倍半萜型多醇酯;苦皮藤根皮中具有杀虫活性的有近 20 个α—二氢沉香呋喃化合物.该类化合物主要通过拒食、胃毒、内吸作用和影响试虫的产卵、孵化等生殖行为消灭害虫。
二萜类化合物主要有大戟科大戟属、巴豆属及瑞香科植物中的瑞香烷型二萜类化合物 ,另外还有闹羊花中主要杀虫有效成分闹羊花素—Ⅲ。
该类化合物的作用方式主要有拒食、毒杀和抑制幼虫生长发育等。
三萜类化合物有目前世界公认的最重要的昆虫拒食剂印度印楝的主要活性成分印楝素,它对 200多种害虫有不同的作用。
三萜类化合物的作用方式主要为拒食作用。
1. 3 酮类黄酮类化合物多以甙或甙元、双糖甙或三糖甙状态存在,具有防治害虫作用的主要有鱼藤酮、毛鱼藤酮等。
作用方式为拒食和毒杀作用.1。
4 番荔枝内酯番荔枝内酯是番荔枝科植物特征性生物活性成分之一,它与以往发现的各类天然产物的结构类型相比有较大区别 ,由 35~39 个碳原子构成化合物骨架,分子中的四氢呋喃环和末端γ- 内酯环通过碳链相连接 ,碳链上常带有羟基、酮基和乙酰氧基等。
番荔枝内酯通过强烈的胃毒和拒食作用来体现其杀虫活性.2.植物源农药的特点与传统农药相比,植物源农药具有无残留;害虫不易产生抗药性;对自然环境比较安全,对人畜安全性也高;易与其它农药混配等优点;同时,也具有一些不可避免的缺点。
2. 1 植物源农药的优点2. 1。
1 低残留或无残留,对环境影响小植物源农药的主要成分是天然存在的化合物,这些活性物质主要由C、H、O 等元素组成,来源于自然,在长期的进化过程中已形成了其固定的能量和物质循环代谢途径。
因为它们可以自动的参与物质和能量代谢,所以在施用后较易分解, 不会过多的残留在作物或人体内,不会引起生物富集现象,不会给人们的身体健康带来隐患,也不会造成环境的污染。
2。
1. 2 不容易诱发害虫抗药性对有害物的抗药性突变频率和抗药水平起决定作用的是药剂的作用机制,作用位点单一的农药极易因有害物单基因或寡基因突变而降低与受药位点的亲和性,从而表现出抗药性.而植物源农药多是从植物中提取的多种物质的混合物,其作用位点多,因此有害物不易产生抗药性.2. 1。
3 对非靶标生物相对安全从作用方式来看,植物源农药一般是通过胃毒作用或特异性作用来驱杀害虫的,触杀作用较少,因此对天敌等非靶标生物应是相对安全的。
研究表明,印楝素对蜜蜂、蚯蚓等有益生物安全无害;而在小麦吸浆虫的防治试验中发现,川楝素、烟碱对小麦吸浆虫寄生蜂的保护效果较好; 0。
5%楝素杀虫乳油对蚜茧蜂、瓢虫及食蚜蝇等昆虫天敌无显著影响; 0. 2% 苦皮藤素乳油对鹌鹑、鱼类、蝌蚪、家蚕、蜜蜂、瓢虫、蚯蚓、麦田和稻田土壤微生物等非靶标生物均表现低毒。
然而,许多植物源次生物质也是高毒物质,如鱼藤酮为中等毒性,烟碱对人畜高毒,苦参碱也为高毒。
由此可见,植物源农药对非靶标生物的安全性是相对的。
因此,在植物源农药开发中应具有一定的选择性,应尽量选择低毒种类,而且在应用中也应注意以科学的用量施用。
2. 1. 4 易与其他农药混配大多植物源农药具有有效成分多、作用位点多和加工剂型多等特点;且因为有效成分大多是天然化合物,因此较为温和,不易与其它物质产生化学反应,因此易与其他农药进行混配。
2。
2 植物源农药的缺点2。
2. 1 抗药性的产生虽然植物源农药是多种化合物的混合物,但有害物对其产生抗药性也是不可避免的,这是自然选择的结果。
而且一旦有害物对植物源农药产生抗药性,即预示着有害物多位点抗药优势种群的出现,会为防治带来更大的困难.2。
2. 2 广谱的毒性和作用模式天然产物并不意味着安全,必须留神其广谱毒性。
因其很可能在杀死有害物的同时对作物或人畜造成危害,所以必须在使用前测试天然化合物的毒性。
个别植物农药毒性较高,如鱼藤和烟碱。
2。
2. 3 有效成分含量不稳定植物的抗病虫的活性物质对植物本身来说是一种天然保护机制,随着植物的进化,这些抗病虫物质就越来越局限在植物的个别器官或个别部位,而且同一植物品种由于产区、采集季节、植物年龄、使用部位不同均会影响其有效成分含量,从而影响药效.2. 2。
4 易降解,稳定性差植物源农药一般是天然化合物,在自然界中可自行的参与物质和能量代谢循环,易于降解,因此在施用之后停留在作物上的时间较短,相对需用量较大,间接的提高了成本。
3.植物源农药的开发途径植物源农药的研究与开发途径很多,主要有以下几种途径.3. 1 直接提取对于生物收获量大、有效成分含量高的植物,其有效成分活性强且难以人工合成的,则可直接将植物本身或其提取物加工成农药商品。
3. 2 全人工仿生合成法对于在植物体内含量甚微但生物活性较高且结构相对较为简单能够人工合成的化合物,则采用全人工仿生合成的方式进行开发.3。
3 修饰合成法对于在植物中含量高活性低或毒性高的活性成分,在经简单修饰后可大幅提高活性或降低毒性的,且人工难以合成或合成成本太高的化合物,则采用修饰合成的方法进行产品开发。
3。
4 定向合成法对于含有高活性物质但化合物又难以人工合成,且植物体本身不易获得或难以栽植或生物收获量很少的植物种类,可利用生物技术(细胞培养技术、器官培养技术等)进行生物合成定向生产活性物质经提取后加工成制剂使用。
3。
5 模板合成法分离鉴定活性成分后研究其构效关系,得到理想结构以此为模板合成活性更高的化合物,开发出新型农药。
3. 6 复配中药复方是中医治病的主要临床形势,中药配伍后可使药剂产生明显的增效作用或产生新的有效成分。
同样,对植物源农药进行复配也可以提高其对有害物的防治效果.4.植物源农药的研究现状及前景目前,植物源农药的研究和开发主要分成四个层次:(1)从天然化合物中寻找农药活性化合物,单体和混合物直接用于加工农药,如烟草,鱼藤,除虫菊,印楝等.(2)不同植物活性成分(或者单体)的有机和合理配伍,如苦参碱·烟碱乳油、百部·楝·烟乳油、雷公藤·银杏乳油等。
(3)人工模拟合成的植物源化合物,如芸台素内酯、吲哚乙酸等.(4)以植物源农药活性成分为先导结构筛选农药,例如以除虫菊素为先导物筛选到的拟除虫菊酯杀虫剂;以烟碱为先导物创制的新烟碱类似物;以发酵苜蓿中的双香豆素为先导结构合成的抗凝血杀鼠剂等.目前国内开展的研究和创制主要处于第一、二层次,第三、四层次的研究处于初级阶段;而国外的投入和研究主要集中在第三、四层次。
植物源农药的开发利用可分为两方面:一是直接利用,即对植物中的活性物质进行粗提取后, 直接加工成可利用的制剂.这种利用方式的主要优点是能够发挥粗提物中各种成分的协同作用,而且投资少,开发周期短.目前, 我国在这方面做的工作较多,已开发出楝素乳油、苦皮藤乳油、鱼藤酮乳油、双素碱水剂、油酸烟碱等多种商品化制剂。
二是间接利用,即研究活性物质的结构、作用机制、结构与活性间的关系,进而人工模拟合成筛选,从中开发新型植物源农药制剂。
间接利用是当前国外植物源农药研究开发的重点,也是我国植物源农药研究发展的方向。
近年来,我国植物源农药的研究与开发虽已取得了较大进展,但是从整体上看,还存在许多问题。
主要表现在:(1)直接利用多,间接利用少。
目前,大多植物源农药还停留在粗提物或复配阶段,对植物中活性物质及其作用机制缺乏深入研究.(2)成本较高,作用缓慢,田间持效期短,往往要重复用药或与其他合成农药混用才能达到预期防治目的。
(3)药物稳定性差。
一些植物源农药制剂的防治效果在生产实际应用上稳定性不高,易受环境因素影响。
(4)植物源农药品种和类型不多,其中主要是植物源杀虫剂类.为了最大限度地发挥植物源农药的优点,开发出在实践中具有推广价值的植物源农药制剂,我们尚需在以下几个方面开展研究工作:(1)植物中活性成分结构、作用机制及构效关系的研究;(2)发现先导化合物进而人工合成;(3)植物源农药剂型加工工艺与合理使用技术的研究.总而言之,我国植物资源丰富,发展植物源农药的条件得天独厚,随着生物、信息、分离鉴定和仪器分析等技术的发展,我国植物源农药的研究将不断取得新的突破。
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