绿色环保生物农药多杀菌素的研究进展

摘要：综述了一种新型生物农药多杀菌素的研究历程,指出了多杀菌素是一种新颖的大环内酯类抗生素,兼有生物农药的安全性和化学农药的速效性,其研制对于我国减少环境污染、发展生态农业、保持农业、经济的可持续发展具有重要意义。

关键词：新型生物农药;新型生物农药;安全性;速效性

中图分类号：S482文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2011）08-0191-02

收稿日期：2011-07-07

作者简介：安红霞（1981—），女,甘肃天水人,助理工程师,主要从事环境监测工作。

1 生物农药研究概述

生物农药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,或者是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。关于生物农药的范畴,目前国内外尚无十分准确统一的界定。按照联合国粮农组织的标准,生物农药一般是天然化合物或遗传基因修饰剂,主要包括生物化学农药和微生物农药两个部分,农用抗生素制剂不包括在内。我国生物农药按照其成分和来源可分为微生物活体农药、微生物代谢产物农药、植物源农药、动物源农药4个部分。按照防治对象可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等。就其利用对象而言,生物农药一般分为直接利用生物活体和利用源于生物的生理活性物质两大类,前者包括细菌、真菌、线虫、病毒及拮抗微生物等,后者包括农用抗生素、植物生长调节剂、性信息素、摄食抑制剂、保幼激素和源于植物的生理活性物质等。但是,在我国农业生产实际应用中,生物农药一般主要泛指可以进行大规模工业化生产的微生物源农药。

生物农药与化学农药相比,二者在有效成分来源、工业化生产途径、产品的杀虫防病机理和作用方式等诸多方面,有着许多本质的区别。生物农药更适合于扩大在未来有害生物综合治理策略中的应用比重。

2 生物农药优点分析

2.1 选择性强,对人畜安全

目前市场开发并大范围应用成功的生物农药产品,它们只对病虫害有作用,一般对人、畜及各种有益生物比较安全,对非靶标生物的影响也比较小。

2.2 对生态环境影响小

生物农药控制有害生物的作用,主要是利用某些特殊微生物或微生物的代谢产物所具有的杀虫、防病、促生功能。其有效活性成分完全存在和来源于自然生态系统,它的最大特点是极易被日光、植物或各种土壤微生物分解,是一种来于自然,归于自然正常的物质循环方式。因此,可以认为它们对自然生态环境安全、无污染。

2.3 可以诱发害虫流行病

一些生物农药品种,具有在害虫群体中的水平或经卵垂直传播能力,在野外一定的条件之下,具有定殖、扩散和发展流行的能力。不但可以对当年当代的有害生物发挥控制作用,而且对后代或者翌年的有害生物种群起到一定的抑制,具有明显的后效作用。

2.4 可利用农副产品生产加工

目前国内生产加工生物农药,一般主要利用天然可再生资源,原材料的来源十分广泛、生产成本比较低廉。因此,生产生物農药一般不会产生与利用不可再生资源（如石油、煤、天然气等）生产化工合成产品争夺原材料。

3 多杀菌素介绍及其开发历程

多杀菌素,又名刺糖菌素,该类化合物是野生型菌株（Saccharopolyspora spinosa）在培养介质中经有氧发酵而得的次级代谢产物是一种大环内酯类抗生素。自1988年第一个多杀菌素发酵产物被定性以来,己经从多杀菌素发酵液中找到了30多种次级代谢产物。多杀菌素是一种新型绿色环保的广谱生物杀虫剂,属于微生物源生物化学农药。

美国陶氏益农公司（现为陶氏农业科学公司）的研究者发现该菌可以产生杀虫活性非常高的化合物,实用化的产品是spinosynA和spinosynD的混合物。其主要用作杀虫剂,兼具有生物农药的安全性和化学合成农药的快速效果。曾因其具有低毒、低残留、对昆虫天敌安全、自然分解快,而获得美国“总统绿色化学品挑战奖”。因此,多杀菌素被认为是保证食品安全性奖和粮食生产安全性的一个战略性物质。

以绿色环保的新型生物农药取代日前大量使用的毒性较高的化学农药,己越来越受到重视,成为研究开发的热点。多杀菌素作为利用天然产物保护作物的新产品,以其独特的化学结构和作用机制,成为杀虫剂研究开发中最为成功的范例之一。

多杀菌素从出现、确定生物活性和早期开发,其整个过程历时约12年,它的成功研发具有一定的偶然性,包含S.spinosa菌株的土样是礼来公司一位化学家在加勒比海休假时顺便采集的,其后的12年里,公司为此投入了数以百计的员工和大批的研究小组,并最终成功开发出以Spinosyn A和D为主要成分的商品化产品多杀菌素。

多杀菌素类化合物研发过程如下。1982年礼来公司天然产物研究部门一位正在度假的化学家在加勒比海地区废弃的甘蔗制甜酒厂附近采集了土壤样品;1984年调整昆虫筛选模式,以适应96-孔高通量筛选的设计方案,和采用一种新颖的杀蚊子幼虫剂的生测方法,以提高灵敏度;1985年测定了其对鳞翅目害虫的摄食和触杀毒性;1986年确认了放线菌中新的属种;1988年得到第一个毫克级样品,接着是克数量级的样品和第一次田间试验;1989年陶氏益农公司成立,开展药效和毒性测试;1991年确立预发展计划,慢性毒性、环境归趋、制造放大、全球大田试验;1994年提交美国环保局;1997年第一次注册登记;1999年在24个国家、100多种作物上进行注册登记;2003年在24个国家、超过250种作物上进行注册登记。

4 结语

多杀菌素作为利用天然产物开发的新型农药,其高效、快速的杀虫效果和低毒、低残留环保特性使其在市场上大受青睐。并且多杀菌素的产品专利快到期了，我国应大力加强这方面的基础与应用的研究,积极开发该产品,尽早实现多杀菌素的国产化,造福我国农业。这对于我国减少环境污染、发展生态农业、保持农业、经济的可持续发展和打破国际贸易壁垒都具有重要意义。

参考文献：

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［2］ 吴 霞.多杀菌素-以天然产物开发新农药的范例［J］.世界农药,2001,23（1）:24～28.

［3］ 李荣贵,王 普,梅建凤.新型生物杀虫剂——刺糖菌素［J］.微生物学通报,2003（3）:51～52.

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