苏云金芽孢杆菌.doc

本文对农业上研究最多、用量最大的两类微生物杀虫剂苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)和昆虫杆状病毒(baculovirus)进行了综述,分别论述了它们的杀虫优势、杀虫的分子机理、目前的研究状况,并对它们的基因工程技术改良路线以及在农业上的应用,提出了一些建议。由病虫害引起的农作物的减产减收已成为制约农业生产进一步发展的限制因素,全球每年农作物因虫害造成的损失约占总产量的13%,而目前对农作物害虫的防治主要依赖于化学农药。完全依赖化学杀虫剂存在许多弊端,其中最主要的问题是,一种化学物质的广泛使用会使害虫的后代产生选择性进化优势,从而对该化学物质产生抗性。例如,世界各地的家蝇品系对杀灭它们的每种杀虫剂都产生了抗性。第二个问题是,有的杀虫剂影响非靶目标品种,产生灾难性后果,某些益虫被无意中消灭,导致其次要害虫急剧增长。第三问题是在于环境的耐受性和许多杀虫剂的毒性,不仅造成了严重的环境污染,而且给人类的健康带来巨大的威胁。上述不利因素促使人们急欲寻求控制害虫的替代方案。在对农业害虫进行的长期防治实践中,人们逐渐认识到必须采取综合治理的措施,才能有效的控制害虫的危害。基因工程技术的发展,为防治农林害虫提供了一种有效、减污的新技术手段,微生物农药也因此在世界范围内受到广泛重视。微生物农药是指非化学合成、具有杀虫防病作用的微生物制剂,如微生物杀虫剂、杀菌剂、农用抗生素,等等。这一类微生物包括杀虫防病的细菌、真菌和病毒。杀虫微生物是指其代谢产物或微生物本身对宿主昆虫有致死效应或致病的微生物类群,通常也称为昆虫病原微生物。目前已知的杀虫防病微生物主要有芽孢杆菌科、假单胞菌科、肠杆菌科、链球菌科和杆状病毒科等类群。尽管不同杀虫微生物引起昆虫致病的症状不尽相同,但杀虫微生物对害虫的作用方式主要是通过产生特异性的杀虫毒素来破坏害虫的代谢平衡,或者是通过营养体在虫体内的繁殖复制而引起昆虫死亡和发生流行病。除了这一独特的杀虫机制外,微生物杀虫剂还具有以下一些特点:对人畜安全无毒,不污染环境;杀虫作用具有一定特异性和选择性,不会使天敌和非目标昆虫致死;易于和其他生物学手段结合进行害虫综合治理,维持生态平衡;由于杀虫活性蛋白的多样性,昆虫产生抗性较缓慢或不易产生抗性;可以通过发酵法生产,具有较低的生产成本;可以通过基因工程技术途径筛选或构建优良性能的菌株来满足生产与应用所需等。所以微生物杀虫剂自问世以来发展很快,据报道,全世界已商品化的微生物农药约30种,微生物杀虫剂占其中的90%。苏云金芽孢杆菌   杀虫微生物中研究最多,用量最大的是苏云金芽孢杆菌。苏云金芽孢杆菌从上世纪20年代起就用于害虫的防治,它的生物学特性决定了它的微生物杀虫剂功能。苏云金芽孢杆菌菌株在生长代谢过程中会形成芽胞,在芽胞形成过程中产生一个芽胞及一个或多个较大的蛋白质性质的晶体内含体。这种蛋白质性质的晶体被敏感昆虫摄食后会导致昆虫死亡,蛋白质晶体含有不具活性的原毒素分子——δ-内毒素,当昆虫幼虫吞食了这种内毒素,晶体就会被幼虫的碱性肠液溶解,随后被肠道蛋白酶降解,形成有活性的蛋白质毒素,最终导致昆虫死亡。苏云金芽孢杆菌菌株在营养体生长旺盛期,某些菌株还会产生一些其它的外毒素,如α-外毒素、β-外毒素、γ-外毒素,等等。除上述毒素外,近年来从该菌株或代谢产物中分离纯化了多种辅助蛋白