天然農藥的研究

1、第一痘農藥交流會論文集：壤蘩；壤鬟摹鞲≮二天然農藥的研究徐偉松胡美英江定心(華南農業(yè)大學昆蟲毒理研究室，廣州五山，510642)摘要：本文討論了生物，生物源農藥的基本概念，對生物農藥，包括植物源農藥、動物農藥、微生物農藥的研究情況作了簡要的概述。關鍵詞：生物，生物源農藥植物源農藥微生物農藥1前言生物源農藥即利用生物資源開發(fā)的農藥，狹義上指直接利用生物產生的天然活性物質或生物活體作為農藥。廣義上還包括按天然物質的化學結構或類似衍生結構人工

2、合成的農藥。人們一般把昆蟲信息素、植物源農藥和微生物農藥等統(tǒng)稱為生物農藥。而天然農藥的概念則更為復雜，一般的理解認為凡是來自自然界的、天然存在的或從其中衍生而來的用于防治對人類有害的生物的各種物質都有應屬于天然農藥的范疇，它是與人工化學合成的有機農藥相對立的一個概念。生物農藥與生物源農藥又是一對不同的概念，前者指在農業(yè)有害生物防治中作為防治手段的活的生物體本身，如天敵昆蟲、天敵微生物及通過遺傳工程改良的天敵動物和微生物菌，其中，表達農藥

3、活性物質的轉基因作物又被稱為植物一農藥或植物表達保護劑；而后者是指由活的生物體產生的對有害生物的活性物質，正因為如此，一些生物源農藥也稱為生物化學農藥”1。后來人為地把在實驗室合成的生物源的類似物也稱為生物源農藥包括植物源農藥、動物源農藥(昆蟲外激素類)、昆蟲生長調節(jié)劑及微生物源農藥等。美國環(huán)保局已正式確定將近來發(fā)展迅速的轉基因作物列入農藥范疇，但轉基因作物也因其本身存在的諸如經濟效益和潛在問題等的影響，人們對其大規(guī)模地推廣應用還有種種

4、顧慮”o。在農藥的發(fā)展歷史中，生物源農藥是最古老的一類。早在公元前的文獻中已有記載，古人采集某些動植物用撒灰、浸拌、熏等方法來防治有害生物。19世紀以來，植物性殺蟲劑除蟲菊酯、魚藤酮和煙堿發(fā)展為商品化制劑并廣泛應用。到20世紀早期，又成功開發(fā)了以蘇云金桿菌為代表的微生物殺蟲劑。30年代，數(shù)種植物內源激素也被成功地運用到農業(yè)生產上來。60年代以來，新一代的生物源農藥得到了加速發(fā)展，從1985年到1995年，生物農藥的年增長率高達25％L3

5、J。其中，農用抗生索和活體微生物農藥已發(fā)展成為重要的農藥類型。中國是生物農藥生產和使用大國。據(jù)統(tǒng)汁，到1998年底，我國正式生產生物農藥品種達40多種，生產企業(yè)有近200家，產量接近lo萬噸制劑，使用面積約4億畝次”】。生物農藥對促進我國農業(yè)生產、保持生態(tài)環(huán)境起到了重要的作用。2植物源農藥天然產物農藥主要是指以植物、動物、微生物等產生的對有害生物具有活性的次生代謝產物開發(fā)的農藥。次生代謝物質是生物體內支代謝途徑的最后產物，其中80％來自

6、植物”。。植物中次生代謝物質的產生，是生物間，特別是植物和昆蟲之間協(xié)同進化的結果。估汁全世界有近50萬種植物，而對其化學成分作過研究的僅占10％；植物中的次生代謝物質超過400，000種，而僅有10，000種左右鑒定了分子結構”】?，F(xiàn)在已知的有殺蟲活性的植物達4，000多種，其中可用來殺蟲的植物有2，400種，其中對害蟲有忌避活性的279種，對昆蟲具有拒食活性的384種，引誘活性的28種，引起昆蟲不育的4種，調節(jié)昆蟲生長發(fā)育的31種。另

7、具有殺菌活性的有2，000多種，具有除草活性的有l(wèi)，000多種殺螨活性的有39種，殺線蟲活性的有108種，殺鼠活性的有109種，殺軟體動物的有20多種，抗真菌的有94種，抗細菌的有11種，抗病毒的有17種。麓j綜述：『篇著眼于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，植物源殺蟲劑的發(fā)展應加強其定向合成、毒理學研究及科學使用技術等和新穎、高效、低用量的農藥應用技術的研究。要把生物農藥與遺傳工程結合起來，開發(fā)新的生物農藥及新的劑型，發(fā)展不危害環(huán)境的高效低殘留農藥和

8、生物農藥。應該使植物源殺蟲劑的研究開發(fā)與殺蟲植物的綜合利用結合起來，充分發(fā)掘植物這一天然的寶藏。3動物源農藥31昆蟲激素昆蟲激素大多是長鏈不飽和烴的醇、醛、酯、酮及其環(huán)氧化合物等之中兩種或兩種以上的混合物?，F(xiàn)在人們已可眥根據(jù)其化學結構進行人工合成，有的還合成了昆蟲激素的類似物，其生物活性比原物質更高，有的已開發(fā)成殺蟲劑產品得到推廣應用。如昆蟲蛻皮激素、保幼激素及性激素在蠶業(yè)生產和害蟲防治和預測預報上得到了廣泛的應用。32動物毒素不少動物

9、在生物過程中也會產生對有害其它生物具有毒殺作用的活性物質，也已鑒定出了一部分動物毒素的化學結構。如阿根廷蟻產生的防衛(wèi)毒素、大胡蜂產生的曼達拉毒素等。最引人注目的是以異足索沙蠶產生的沙蠶毒索為模板仿生合成的沙蠶毒素類系列殺蟲劑，如殺蟲雙，巴丹以及新近開發(fā)出的沙蠶磷等”“”J，其中一些品種仍在發(fā)揮著作用。近年來，隨著生物技術的發(fā)展，把產生動物毒素的基因克隆到一些生防微生物中，從而提高其對靶標生物的致病性和防治率。4微生物農藥微生物農藥是通過

10、利用微生物活體或其代謝產物進行滅蟲、抗病、除草及調節(jié)植物生長等作用的。人們最初嘗試利用綠僵菌防治金龜子幼蟲l三l來，利用微生物防治害蟲已有一百多年的歷史了，但直到191】年貝森納從地中海粉螟中分離出致病芽孢桿菌一蘇云金桿菌(Bt)，才再度引起了人們的注意。據(jù)估計被人類研究過微生物的僅占自然界存在的1％的生物活性物質。但其中不少物質都能對其它病原菌和有害生物產生拮抗或致毒作用。農用抗生素已成為微生物農藥的主體之一。如滅瘟素、春雷霉素、多抗

11、霉素、有效霉素、井岡霉素和滅粉霉素等用來防治真菌病害，鏈霉素和土霉素等用來防治細菌病害等等。從微生物的代謝產物中尋找殺蟲活性物質也是目前研究的一個熱點，而且已有不少成功的例子。Bt產生的毒蛋白晶體具有很高的殺蟲活性，其產8一內毒素基因和殺蟲蛋白基因轉入到煙草和棉花等不少作物中，培育成了抗蟲的轉基因植物。另外四抗霉素和濟陽霉素等也可用來防治螨類病害，用于防治雜草為害的雙丙酰膦也是抗生素的一種。從鏈霉菌中分離出的茴香霉素、從黑斑病菌中分離出

12、的細交鏈孢霉素對不同的雜草均有一定活性““。人們已從放線菌中發(fā)現(xiàn)和合成了許多對害蟲高效的殺蟲劑，近年來開發(fā)生產的阿維菌素、伊維菌素及催殺(Tracer)等具有高效廣譜的特點，對昆蟲、螨類及家畜體外寄生蟲均有良好的防治作用。我國研究開發(fā)的“878”和“5406”抗生菌劑也是從放線菌中分離出來的。土味鏈霉菌的吲哚類代謝物對釘螺也具有強烈的毒殺作用。41真菌的利用昆蟲病原微生物中，真菌的種類約占60％以上，其中用于防治害蟲或可能用于防治害蟲的

13、，主要是藻狀菌和半知菌類的蟲生真菌，如白僵菌、綠僵菌、黃僵菌、青霉、擬青霉、蚜霉、輪枝霉、座殼孢等。目前已記錄的蟲生真菌共計48屬9245種(含個別線蟲病原真菌)。綠僵菌和球孢白僵菌在林業(yè)害蟲防治上的成功應用是微生物防治的典范，白僵菌可以寄生700多種昆蟲，近20種螨類。應用白僵菌防治松毛蟲和東北地區(qū)玉米螟，年應用面積最高達2000多萬畝。根蟲瘟霉也是防治小菜蛾最有潛力的生防病之一。寄生于蚜蟲、介殼蟲、粉虱害蟲等的蠟蚧輪枝菌及粉虱座殼孢