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《淺談蘇云金芽孢桿菌與現(xiàn)代生物農藥 》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、淺談蘇云金芽孢桿菌與現(xiàn)代生物農藥論文關鍵詞蘇云金芽孢桿菌;研究現(xiàn)狀;存在問題;解決思路;前景論文摘要總結了蘇云金桿菌的發(fā)現(xiàn)及殺蟲機理,對蘇云金桿菌的研究現(xiàn)狀、研究中存在的問題及解決的思路進行了闡述,并對蘇云金桿菌的應用前景進行了展望?! ⌒滦臀⑸镛r藥作為無公害農林生產資料,在未來的農作物病蟲害防治方面將有巨大的市場需求。進一步加快微生物農藥的研制、產業(yè)化和推廣應用進程,降低農藥在農副產品中的殘留和對農田生態(tài)環(huán)境的污染,實現(xiàn)農作物重大病蟲害的可持續(xù)控制,必將產生巨大的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益?! ?蘇云金芽孢桿菌(Bt)的發(fā)現(xiàn)及殺蟲機理 1.1蘇云金芽孢桿
2、菌(Bt)的發(fā)現(xiàn) 1901年日本學者石度繁從患猝倒病的家蠶幼蟲中分離到第1個產生晶體的芽孢桿菌。10年后Berliner從德國蘇云金地方一家面粉廠染病的地中海粉螟中分離到一個相似的菌株,并正式定名為蘇云金芽孢桿菌(Bt)。4年后,一個叫克林諾的科學家發(fā)現(xiàn),在這種細菌的細胞中可以形成方形或菱形的晶體,可惜這個發(fā)現(xiàn)并未被重視。直到40年后的1953年,一位叫漢納的生物學家證明了這種晶體是有毒的蛋白質晶體,才揭示了粉螟死亡的原因。在1920~1930年間,Bt作為微生物殺蟲劑主要用來防治玉米螟。1938年第1個商品制劑Sporeine在法國問世,從此拉開了生物殺蟲劑的序
3、幕。以后相繼發(fā)現(xiàn)了對鞘翅目、螨類、同翅目、膜翅目、直翅目昆蟲、動植物寄生線蟲、鞭毛蟲、變形蟲、吸蟲、絳蟲有毒殺作用的Bt菌株。 進一步的研究發(fā)現(xiàn),Bt是革蘭氏陽性菌,另外,它可寄生在一些蛾類和蝶類的幼蟲上,甚至是植物表面?! √K云金芽孢桿菌分泌出的由Cry基因編碼的、有殺蟲活性的δ-毒素(或被稱為殺蟲晶體蛋白)的蛋白結晶構成了內孢子。Cry蛋白對鱗翅目(如蛾與蝶)、雙翅目(如蒼蠅、蚊子)和鞘翅目(甲蟲)有很大殺傷力。因此,可將蘇云金芽孢桿菌發(fā)酵生產制成高效生物殺蟲劑,或用Cry基因制成防蟲害的轉基因產品?! ?.2蘇云金芽孢桿菌(Bt)的殺蟲機理 蘇云金芽孢桿菌
4、(Bt)之所以能夠殺蟲,是由于它們的細胞內存在著一種有毒的蛋白質,叫做伴孢晶體,昆蟲吞食后就會中毒而死。而這種活細胞及伴孢晶體對環(huán)境無毒無害。因為在動物的胃腸道內,酸性環(huán)境下蛋白質晶體不能溶解,從而對人畜無害。所以它是一種高效安全的生物殺蟲劑,可用來殺滅多種農作物害蟲。蘇云金芽孢桿菌(Bt)殺蟲機理主要是:昆蟲取食蘇云金芽孢桿菌后,桿菌在其胃腸道內產生蛋白質晶體內毒素(δ-內毒素)、熱穩(wěn)定毒素(β-外毒素)、葉蜂毒素(α-外毒素)及Bt-γ外毒素。這些毒素能侵蝕昆蟲腸道細胞,破壞腸道內膜,并進入血淋巴組織,使害蟲因饑餓而出現(xiàn)敗血癥最后死亡。蘇云金芽孢桿菌的防治對象是
5、鱗翅目、膜翅目、雙翅目、鞘翅目等多種害蟲,其藥性的持效期可達7~10d左右。需要特別注意的是:蘇云金芽孢桿菌(Bt)及其制劑對蠶具有很高的毒性,桑園必須禁用。另外,勿與堿性殺菌劑混合施用,晴天的傍晚或陰天施藥效果最佳?! ?蘇云金芽孢桿菌(Bt)的研究現(xiàn)狀 2.1蘇云金芽孢桿菌(Bt)的研究主要集中在分子水平上 過去Bt是作為一種制劑應用于農林害蟲的防治,隨著生物技術的發(fā)展,現(xiàn)在已對蘇云金芽孢桿菌的殺蟲蛋白質和相關基因作了深入而透徹的研究,也就是說在基因的水平上對它有了更多的了解。研究發(fā)現(xiàn),在其體內具有一種Cry基因,正是這種基因編碼產生的蛋白質對上述昆
6、蟲具有極大的毒性,所以這種基因的結構和特性就影響到它本身,也影響到它的殺蟲范圍。當然某一基因的長期應用會刺激昆蟲產生抗體。因此,現(xiàn)在對蘇云金芽孢桿菌的研究更多地集中在分子水平上。 2.2國內主要研究成果 中國現(xiàn)在在蘇云金芽孢桿菌殺蟲劑的商品化生產和防治農林害蟲的系統(tǒng)工作方面,取得的主要成果有:研制和生產質優(yōu)價廉的Bt懸浮劑和高效價的粉劑,實現(xiàn)了中國Bt殺蟲劑的商品化生產;建立了以生物測定為基礎的產品毒力效價測定的質量標準化技術化系統(tǒng);研究了助劑及貯存條件對Bt的影響,為助劑的篩選和有效存貯提供了可靠的依據(jù);大規(guī)模推廣應用Bt殺蟲劑以防治棉、糧、果疏及林業(yè)害蟲,并
7、取得了良好的效果。該研究中研制和生產的適合中國的優(yōu)質廉價的Bt懸浮劑,已在農林害蟲防治中得到廣泛應用;Bt粉劑的毒力效價和防蟲效果,已達到國際同類產品先進水平;以棉鈴蟲和小菜蛾為標準昆蟲,建立了中國Bt產品質量標準化測定技術系統(tǒng),為國產Bt殺蟲劑的行業(yè)標準的建立奠定了良好基礎,為與Bt殺蟲劑國際質量標準接軌提供了保障?! ?研究中存在的問題及解決的思路 3.1主要問題 蘇菌基因的表達會發(fā)生變化。例如,如果溫度不理想,就可能降低毒素的產生,使植物易受侵蝕。更加嚴重的是,試驗證明毒素減少的晚季植物會形成啟動子的DNA甲基化。另外,毒素的持續(xù)使用會使普通害蟲演