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生物农药的发展与苏云金杆菌杀虫剂研究

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第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 57/病理试验。有关测试要求建议咨询本署。 (2) 若怀疑受检MPCA有毒素产生，或在供试动物中出现显著或持续的中毒迹象显示有毒素产生，则在不存在侵染性或致病性的情况下应该进行：

(i)供试材料中毒性成份的鉴定，并尽可能予以分离。 (ii)用这些毒性成份进行急性毒性研究 (OPPTS 885.3550)。

生物农药的发展与苏云金杆菌杀虫剂研究 夏立秋 孙运军 （湖南师范大学生命科学学院 长沙 410081）

摘 要:随着人类环境保护意识的增强，高效低毒的生物农药已成为当今农药的发展方向。当前生物农药中应用最广和最有效的是苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)杀虫剂。利用基因工程技术构建Bt工程菌和Bt转基因植物已成为对害虫进行生物防治的重要手段。本研究室紧跟国内外苏云金杆菌的研究动态，致力于高效、广谱、安全的Bt杀虫剂的研制。目前已经筛选到一株高毒力新菌株Bt4.0718，结合利用基因工程技术对该菌株进行遗传改良，以进一步提高该菌株的杀虫毒力，为在大田害虫防治中成功应用该菌株制剂打下基础。 关键词：生物农药;苏云金杆菌杀虫剂;Bt 4.0718菌株;Bt工程菌;害虫防治 Abstract: With the improvement of people’s consciousness of environmental protection, bio-pesticides with high effectiveness and low ecotoxicity has become a tendency of pestcide development. The most widely used and effective bio-pesticides are those based on preparations of the bacterium Bacillus thuringiensis. Bt recombinant strain and transgenic plant transformed with Bt genes have been regarded as the main measures for biological control of pests. Following research progress of Bt at home and abroad, our laboratory has been engaged in research and development of high potency, broad spectrum of activity, environmentally benign Bt pesticide. At present, a new Bt strain 4.0718 with high toxicity to target pests has been successfully obtained through induced mutagenesis. In order to further improve its potency, techniques concerned with genetic engineering has been applied to develop new genetically engineered bio-pesticides. It will lay a good foundation for field application of this new recombinant Bt strain. Key words: bio-pesticides; Bacillus thuringiensis pesticide;Bt strain 4.0718;recombinant Bt strain;pest control

目前在全球范围内，由于农业害虫所造成的农产品损失每年达到15～25%。大规模地使用化学农药是当前控制害虫的主要策略。这一措施对

于稳定农业产量虽然具有积极的作用，但是由于化学农药的杀虫专一性不强，田间残效期较长，同时容易诱发害虫对其产生抗药性，特别是残留第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 58化学农药对产品和环境的污染，导致妇女流产、婴儿畸变以及诱发人类癌症等各种疾病，因此使用生物农药防治害虫越来越受到人们的重视。生物农药是指非人工合成，具有杀虫、杀菌或抗病、除草能力的，并可以制成具有农药功效和商品价值的生物制剂，包括微生物源农药(细菌、病毒、真菌及其次级代谢产物)、植物源农药、动物源农药和抗病虫草害的转基因植物等。相对于常规的化学农药而言，生物农药具有作用方式独特，防止对象专一，对天敌等有益生物安全，用量小，降解快，对人、畜、环境风险性低，适用于病、虫、草害综合防治等特点。曾在1992年，“世界环境与发展大会”明确指出：到2000年要在全球范围内控制化学农药的销售和使用，生物农药的用量达到60%。然而目前生物农药在全球农药销售总量中仅占2%的市场份额，与预期目标相差甚远。因此大力发展生物农药已经成为世界各国共同面临的重大任务。我国有关部门提出到2015年，要求生物农药分别占农药总量的30%和50%，当前我国农药耗用量每年达120万吨以上。按此比例，年需生物农药量至少在60万吨以上。至2002年底，包括转基因棉花，我国生物农药年产量只占到农药总产量的10%左右，推广应用面积占到农药总应用面积的12%左右。可见大力发展生物杀虫剂已经成为我国急待解决的重大问题[1,2]。目前，我国正式注册的农药生

产企业近2000家，品种约250种，年产量近40万吨，总产量仅次于美国。其中，化学农药占总量的90%以上，生物农药占10%以下。我国农药品种结构老化，高毒品种比重过大，集中表现为“3个70%”，即杀虫剂约占农药总产量的70%；有机磷农药约占杀虫剂的70%；几个高毒老品种如甲胺磷、甲基对硫磷、敌敌畏等约占有机磷农药的70%。这种现状已不能适应现代农业生产发

展和环境保护的要求。 生物农药在我国的发展有两个高潮，即20世纪60～70年代和20世纪90年代以后，前一阶段由于当时生物技术水平相对较低，满足不了生物农药对工艺、贮藏和运输要求的条件。除井冈霉素外，未形成有影响的产品。进入90年代以后，由于生物技术尤其是微生物技术的进步为其开发提供了便利。根据《农药登记公告》统计，我国已商品化的生物农药产品主要有以下几类：苏云金杆菌、核型多角体病毒、阿维菌素和农用抗生素等。 不同种类的生物农药各有其特点，病毒类生物农药由于病毒无法离体培养，生产中需要大量养殖昆虫，从而使大规模生产受到限制；真菌类生物农药，由于大量培养抗逆孢子技术没有突破，致使产品的保存期和稳定性达不到农药登记的要求，造成规模化生产存在一定的难度；植物源农药由于需要种植大量植物，工业规模化生产受到土地、植被和生态保护等的限制；动物源农药主要是被开发成仿生合成农药，直接开发成生物农药难度很大；转基因植物生物农药，由于安全性评价问题也影响其推广应用。以苏云金杆菌为代表的细菌类杀虫剂由于容易通过现代发酵控制技术实现规模化生产，产品便于运输、贮存和应用，因而受到国内外研究者的关注和企业家的广泛重视。

1 苏云金杆菌杀虫剂的研究现状 国际上已商品化的生物农药约30种，以苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)

居主要地位，已有产品约数百种，约占整个生物农药市场的70%以上。1997年销售额就达9.84亿美元，其中半数在美国。苏云金杆菌是一种革兰氏阳性细菌，它在形成芽孢的同时能够产生由第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 59一种或几种杀虫晶体蛋白组成的伴孢晶体，晶体蛋白为其主要的杀虫活性成分。目前人们对Bt杀虫晶体蛋白的空间结构与功能、作用机理以及毒素与受体的结合模型进行了深入的研究，在此基础上利用蛋白质工程和基因工程技术构建Bt工程菌，增强Bt杀虫剂的毒力，拓宽其杀虫谱，并进一步利用Bt基因及其它抗虫基因来转化植物，以获得害虫难以产生抗性的转基因植物。 由于苏云金杆菌具有高特异性的杀虫活性和对人畜及非目标昆虫的安全性，同时对环境没有不利影响，因而得到了广泛的应用。然而由于

Bt杀虫剂的杀虫谱较窄，杀虫活性稳定性差以及残效期短，从而限制了Bt杀虫剂更广泛的应用。近年来，利用遗传工程技术构建Bt工程菌，扩大杀虫谱，提高杀虫效率，以及将杀虫晶体蛋白基因转入农作物中以获得抗虫植物等方面都取得了很大的进展。 为了扩大Bt制剂的杀虫范围，人们从自然界分离筛选新的Bt菌株，通过分子生物学技术鉴定克隆出新的杀虫晶体蛋白基因。利用蛋白质工程技术对野生型Bt菌株产生的晶体蛋白进行定点突变，然后将基因

由于在Bt菌株中表达单一来源的杀虫晶体蛋白基因容易诱发害虫对Bt制剂产生抗性，因此国内外研究人员在寻找新的抗虫基因的同时，开始尝试在Bt菌株中表达不同来源的抗虫基因，如将Bt基因与蛋白酶抑制剂基因、凝集素基因等其它抗虫基因在同一工程菌中表达。在Bt工程菌中同时表达不同来源的抗虫基因，能够有效增强工程菌的杀虫毒力，拓宽其杀虫谱，通过表达不同来源的抗虫基因还能有效地延缓害虫对Bt杀虫剂产生抗性的速度。此外，人们为了延长Bt杀虫剂的田间残效期，采用微囊化

技术包裹苏云金杆菌产生的晶体毒蛋白和芽孢，降低阳光中的紫外线对其造成的损伤，以维持其杀虫毒力。同时人们还利用基因工程技术敲除Bt染色体上与芽孢形成相关的基因，然后将杀虫晶体蛋白基因转化到该突变株中，由于该突变株不能形成芽孢，因此产生晶体的母细胞不会裂解，晶体毒蛋白由于母细胞囊膜的保护而能够免受紫外线的损伤，从而能够大大延长该杀虫剂的田间残效期。 把Bt杀虫基因导入农作物而产生抗虫植物是近年来遗传工程研究的热点之一。目前已经产

Fig.1 Bacteria and parasporal crystals from Btstrain 4.0718 by SEM A. Bacteria under SEM (×4000); B. Crystals under

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我国生物农药发展历程及应用展望

我国生物农药发展历程及应用展望

生物农药是利用生物活体或生物代谢过程中产生的具有生物活性的物质，或者从生物体中提取的物质制成的制剂[1]，具有选择性高、对环境污染小、不易产生抗药性、可利用资源多等特点[2]，20世纪80年代以前被广泛用于农林作物病、虫、草、鼠等有害生物的防治。

随着化学工业的迅速发展，化学农药逐渐成为农林有害生物防治的主要手段，其在减少作物损失、保障粮食安全、抑制有害生物大面积发生和蔓延、改善生活环境卫生状况等方面发挥了重要作用。

然而，化学农药的滥用、误用等不当使用行为带来的环境污染、对非靶标生物的杀伤、生物多样性丧失、害虫抗药性增强、农药残留等诸多问题日益凸显。

基于绿色发展的需求，农业部提出《到2020年农药使用量零增长行动方案》，要求到2020年通过提高生物、物理防治覆盖率的绿色防控手段及统防统治等措施，实现化学农药使用总量零增长。

在可持续发展和生态文明建设的背景下，绿水青山就是金山银山的理念已深入人心。

新时期，重提发展生物农药，对实现化学农药使用量零增长、降低化学农药负面影响、改善生态环境都有重要意义。

本文回顾了我国生物农药的发展历史，综述了生物农药的发展现状和发展过程中遇到的问题，探讨了我国生物农药的应用前景，以期对解决生物农药发展中遇到的问题、进一步推动生物农药的发展提供参考。

1生物农药的发展历史1.1生物农药的定义生物农药目前在国际上没有统一的定义。

联合国粮食及农业组织和世界卫生组织将生物农药定义为源于自然界的、可以以类似于常规化学农药的方式配制和应用的、通常用于短期有害生物控制的物质，如微生物、植物源物质、化学信息素[3]。

美国国家环境保护局将生物农药定义为从天然材料（如动物、植物、细菌和某些矿物质等）中提取的农药，包括生物化学农药、微生物农药和转基因植物农药（Plant-Incorporated-Protectants ，PIPs ）[4]。

根据2019年8月农业农村部发布的《对十三届全国人大二次会议第6733号建议的答复》的阐释，我国的生物农药包括微生物农药、植物收稿日期：2022-02-24作者简介：袁杨（1993—），女，云南普洱人，硕士，主要研究方向为生态农业。

苏云金杆菌使用注意事项及作用机理

苏云金杆菌使用注意事项及作用机理

苏云金杆菌苏云金杆菌（简称Bt）是目前商业开发最为成功的微生物杀虫剂。

当前全世界每年生产的Bt制剂约有7000～10000吨，年销售额已达1.5亿美元，其中欧洲国家产量在2000吨左右，占欧洲国家生物农药总量的90%。

Bt制剂的研究与利用始于20世纪30年代，因其生产设备较为简单，使用比较方便，尤其是它可有效地防治150多种鳞翅目幼虫（其中有些是重要的经济害虫），因此，70年代以后，Bt制剂便成为防治农田和仓库害虫的重要生物杀虫剂之一。

美国环保局已将其指定为用于大田作物、果树、蔬菜和观赏植物的主要生物农药，并将它用于仓库害虫的防治。

晶体或孢子的混合物进入敏感幼虫体内后，这种没有杀虫活性的原毒素被碱性肠液活化，并在中肠蛋白酶作用下进一步转化为有杀虫活性的δ-内毒素。

δ-内毒素能破坏幼虫肠壁的上皮细胞，使幼虫停止取食，从而中毒死亡。

幼虫致死的时间取决于昆虫种类和剂量。

使用苏云金杆菌杀虫剂注意事项温度：细菌生物农药杀虫剂的活性成分是蛋白质晶体和有生命的芽孢。

在低温条件下（15℃以下），蛋白晶体不易发生作用。

15℃以下或30℃以上使用Bt都基本无效，但在相对高温下更能发挥作用，一般在30℃左右时最好，害虫死亡速度较快。

湿度：细菌生物农药杀虫剂中细菌的芽孢喜欢潮湿环境，因此，在田间湿度越大药效越高。

阳光：阳光中的紫外线对芽孢有杀伤作用。

所以，喷施细菌生物农药最好再傍晚或阴天进行。

雨水：喷施细菌生物农药后短期内，如遇大雨，会降低药效。

本品对蜜蜂有毒，对家蚕高毒；对鱼类等水生生物有毒。

不能与内吸性有机磷杀虫剂或杀菌剂混合使用。

对人、畜无毒，使用安全。

选择性强，不伤害天敌。

不污染环境，不影响土壤微生物的活动，连续使用，无残毒，不易产生抗性。

害虫在早期一龄、二龄时防治（要求加强田间观察，每周田间调查2～3次），效果好，但对取食量大的老龄幼虫往往比食量较小的幼虫作用更好，甚至老熟幼虫化蛹前取食菌剂后可使蛹畸形，或在化蛹后死亡。

微生物杀虫剂的杀虫原理及其应用

微生物杀虫剂的杀虫原理及其应用

微生物杀虫剂的杀虫原理及其应用微生物杀虫剂的杀虫原理及其应用周汝德(大理农业学校,云南大理671003)摘要:在分析微生物杀虫剂在我省农业生产中推广使用情况的基础上,简要介绍了微生物杀虫剂的类型,重点阐述了微生物杀虫剂的杀虫原理和正确的使用方法。

关键词:微生物杀虫剂;原理;使用方法微生物杀虫剂是利用微生物本身及其代谢产物来防治农业害虫的制剂,属于生物防治范畴。

使用微生物杀虫剂,害虫不易产生抗药性,不污染环境,不杀伤天敌,不破坏生态平衡,是国际上近几十年来植保工作中发展较快的一个领域。

目前,国内外已有多种微生物杀虫剂作为商品生产。

我省目前还没有规模化的微生物农药生产厂家,微生物杀虫剂在生产上还很少推广应用,分析其原因大致有以下几个方面:一是因为微生物是一类看不见或看不清的生物,微生物杀虫剂属于微观世界的生物农药,人们对该类农药缺乏感性认识;二是与微生物杀虫剂有关的科学技术知识推广普及工作比较薄弱;三是微生物制剂在生产和应用方面还存在一些技术问题;四是微生物农药与化学农药相比有药效慢、受气候条件影响大的缺点,人们对微生物杀虫剂的药效怀有疑虑,在生产上推广应用有一定的难度。

笔者认为,随着科学技术的推广普及,微生物农药在植保工作中的地位和作用将会逐渐被人们所认识,在生产和应用中的技术问题也会得到解决,微生物杀虫剂将会作为一种重要的生物农药在我省农业上推广应用。

要推广使用微生物杀虫剂,就必须了解微生物杀虫剂的主要类型、杀虫原理及其正确的使用方法。

1 微生物杀虫剂的主要类型和防治对象目前,研究和应用最多的、用来防治农林害虫的微生物主要类群有细菌、真菌和病毒。

因此,相应将微生物杀虫剂分为三类:111 细菌杀虫剂目前国内外研究最多、应用最广的杀虫细菌主要是苏云金杆菌及其变种。

苏云金杆菌是贝尔林纳收稿日期: 2002- 02- 25氏( Berliner) 1911年在德国苏云金一个面粉厂的地中海粉螟中分离出来的一株芽孢杆菌。

常用生物农药介绍（杀虫剂和杀菌剂）

常用生物农药介绍（杀虫剂和杀菌剂）

常用生物农药介绍（杀虫剂和杀菌剂）当下农业绿色发展已成为主旋律，在国家农药化肥“双减”及“零”增长的背景下，生物农药掀起了“绿色风暴”，发展生物农药是环境的需要，更是时代的需要。

生物农药优点多，低毒、无害、高效、无抗药性……但是提到具体的生物农药产品，你知道市面上哪些农药属于生物农药吗？它们有什么作用机理？又分别能够防治哪些病虫呢？杀虫剂版1.1 Bt杀虫剂苏云金杆菌属于活体细菌农药，以胃毒作用为主，在生长发育过程中产生一种蛋白质毒素，被鳞翅目害虫蚕食入体后，溶解释放出较强毒性，使害虫中毒、厌食、上吐下泻，不再危害，一段时间后引起败血症死亡。

苏云金杆菌药效较缓慢，一般在施用后2～3天起效，残效期7～10天左右；18℃以上才能发挥杀虫作用，温度愈高，害虫取食愈多，效果愈好；能有效防治棉铃虫、菜青虫、小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、银纹夜蛾、刺蛾、尺蠖等鳞翅目害虫的幼虫，防治效果达到80%～90%。

1.2 核型多角体病毒一类专性昆虫病毒，属于病毒杀虫剂。

核型多角体病毒寄主范围较广，主要寄生鳞翅目昆虫，但是一种病毒只能寄生一种昆虫或其邻近种群。

常见的有棉铃虫核型多角体病毒、斜纹夜蛾核型多角体病毒、甜菜夜蛾核型多角体病毒、苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒、甘蓝夜蛾核型多角体病毒、茶尺蠖核型多角体病毒、松毛虫质型多角体病毒等。

核型多角体病毒经昆虫的口或伤口感染，经口进入虫体的病毒被胃液消化，游离出杆状病毒粒子，进入昆虫体腔，侵入细胞增殖，从而破坏昆虫细胞结构，之后再侵入健康细胞，直到昆虫致死。

该类病毒只能在活的寄主细胞内增殖，病虫死亡后通过粪便和死虫再传染其他昆虫，或通过卵传到昆虫子代，使病毒病在害虫种群中流行，从而控制害虫危害。

1.3 灭幼脲灭幼脲是一种昆虫激素类农药，属生物化学农药，为苯甲酰脲类昆虫几丁质合成抑制剂，能侵入昆虫和卵的表皮，通过抑制昆虫表皮几丁质合成酶和尿核苷辅酶的活性，来抑制昆虫几丁质合成从而导致昆虫不能正常蜕皮而死亡。