昆虫杆状病毒杀虫剂

昆虫杆状病毒杀虫剂昆虫杆状病毒昆虫杆状病毒是一类专门寄生节肢动物的病原微生物。其宿主特异性高，一种病毒往往只感染一种或几种近缘昆虫，不感染脊椎动物。因此，这类病毒对人、畜及环境安全，且病毒粒子被包埋在蛋白质晶体内使其十分稳定，作为杀虫剂在虫害的生物防治中具有很大的经济效益和生态效益。昆虫杆状病毒昆虫杆状病毒基因组大小为80～180kb，DNA分子呈超螺旋双链闭合环状。其病毒粒子是由杆状核衣壳和包被它的2层脂蛋白囊膜所组成，而核衣壳则包括蛋白质衣壳和病毒DNA分子与碱性蛋白构成的髓核。在感染宿主细胞后能够产生2种表型的病毒：一种是包涵型病毒，另一种是芽生型病毒。包涵型病毒主要进行昆虫之间的感染传播，而芽生型病毒则负责昆虫体内感染的扩散。野生型昆虫杆状病毒杀虫剂我国的昆虫病毒防治开始于1973年左右,蒲蛰龙等在广东首次发现马尾松毛虫质多角体病毒(DpCPV)。1988-1993年间,在湖北、新疆、河南、河北等省利用松毛虫CPV病毒防治松毛虫,总计面积约7万hm2,其防治效果相当于当前的高效化学农药。野生型昆虫杆状病毒杀虫剂马尾松毛虫马尾松毛虫质型多角体病毒野生型昆虫杆状病毒杀虫剂另一项应用广泛的病毒是棉铃虫NPV病毒。20世纪70年代,我国产棉区广泛开展了利用棉铃虫NPV防治棉铃虫的田间试验,并在湖北兴建了第一座国家投资建设的年产能力为30t的棉铃虫NPV制剂工厂。武汉大学刘年翠等(1978)开始对菜粉蝶颗粒体病毒(PrGV)进行了系统深入的基础和应用研究。该制剂在我国29个省市、216个单位进行了1.33万hm2田间试验,标志着昆虫病毒杀虫剂应用研究和产业化基本模式已经形成。野生型昆虫杆状病毒杀虫剂棉铃虫棉铃虫杆状病毒野生型昆虫杆状病毒杀虫剂菜粉蝶（菜青虫）菜粉蝶颗粒体病毒野生型昆虫杆状病毒杀虫剂戴冠群等(1973)在广州地区首次分离到斜纹夜蛾核型多角体病毒(PINPV)后,中山大学昆虫学研究所与广州市中达生物工程有限公司合作,于1998年生产出商品化的“虫瘟一号”病毒杀虫剂,杀虫效果良好,年产量达30t以上。野生型昆虫杆状病毒杀虫剂斜纹夜蛾多角体病毒斜纹夜蛾野生型昆虫杆状病毒杀虫剂野生型昆虫杆状病毒杀虫剂具有对人畜、环境安全，且不产生严重抗性的优点，但是其缺点也很明显。首先是杀虫谱狭窄，相对于化学农药的广谱，其一般只对几种昆虫起作用，如家蚕病毒（BmNPV）不感染柞蚕，而柞蚕病毒（ApNPV）也不感染家蚕，有些病毒虽然也交叉感染，但其对其他宿主的感染毒力显著降低。其次是潜伏期长，杀虫速度缓慢。其对害虫的田间致死时间一般需7～14d，而不像化学农药那样快速杀灭害虫。重组型昆虫杆状病毒杀虫剂杆状病毒进化生物学研究结果表明杆状病毒具有共同的起源。从这个共同的祖先开始，杆状病毒的差异程度随着病毒基因组上的许多单基因或基因片段的获得或缺失不断增大。随着分子生物学研究的不断深入，为了克服野生型昆虫杆状病毒杀虫剂的缺点，科学家开始尝试各种分子生物学改造以获得重组昆虫杆状病毒。重组型昆虫杆状病毒杀虫剂近年来，这方面的研究主要集中在以下几个方面：⑴修饰病毒本身基因以提高杆状病毒的感染力;⑵在杆状病毒基因组中插入外源基因以增强病毒毒力（研究较多）;⑶用异源病毒重组来扩大杆状病毒杀虫谱。⑴修饰病毒本身基因e.g.缺失egt基因􀀁egt基因是杆状病毒在个体水平调控感染宿主生长发育的唯一已知基因。缺失egt基因的重组病毒可引起幼虫生长发育代谢的失调,加速感染虫体的死亡。OReily等(1991)发现银纹夜蛾核多角体病毒的一个早期非必需基因蜕皮甾体尿苷二磷酸葡萄糖转移酶基因,该基因受早期启动子控制,编码的一个506aa蛋白能阻止幼虫蜕皮和化蛹,促进病毒自身的增殖。缺失该基因的重组病毒能比野生型病毒提早27.5h杀死粉纹夜蛾幼虫,受感染的幼虫取食量也减少了40%。⑵插入外源基因e.g.插入植物蛋白酶抑制剂基因植物蛋白酶抑制剂基因编码的植物蛋白酶抑制因子作为植物抵抗害虫的天然防御体系,近年来已引起人们的注意。季平等(1996)把慈姑蛋白酶抑制剂B基因插入家蚕BmNPV基因组中,获得了带慈姑蛋白酶抑制剂B基因的重组家蚕BmNPV。重组病毒对家蚕的致病能力比野生型病毒稍有增强的倾向,半数致死时间(LT50)可提早10h左右。⑶用异源病毒重组来扩大杆状病毒杀虫谱杆状病毒杀虫范围狭窄,一般只能感染一种或几种害虫。可以通过异源杆状病毒之间的重组来实现扩大杆状病毒杀虫范围。胡远扬（1998）用荧光素酶基因作为报导基因,构建了包括蟑螂浓核病毒基因组两末端倒置重复序列ITRs、SV40启动子、Luciferase、SV40PolyA信号序列组成的重组蟑螂病毒表达质粒,筛选获得两个完整的含荧光素酶基因的重组蟑螂浓核病毒表达质粒克隆,为构建杀灭蟑螂重组病毒奠定了基础。袁哲明等(2000)证实,从棉铃虫GV基因中扩增表达P102融合蛋白能提高苏云金杆菌对棉铃虫幼虫的感染率,从粉纹夜蛾GV基因组中扩增表达的P96蛋白显著提高了HaNPV对锦铃虫的毒力。近年来，通过剂型复配来克服昆虫杆状病毒杀虫剂杀虫谱窄、杀虫速度慢的缺点，逐渐成为国内应用研究的热点。目前，已经有10余种混配产品投入市场。如：武大绿洲公司的武大绿洲杨康为菜青虫颗粒体病毒和苏云金杆菌复配，秀田蛾克为苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒和苏云金杆菌复配等。结语昆虫杆状病毒杀虫剂具有对人、畜和环境安全，不易产生抗性等优点，且符合IPM农业可持续发展的要求。以开发得最为成功的棉铃虫病毒杀虫剂为例，至今的十几年间，累计生产逾2000t，推广面积超过66.67万公顷。但是，我国各类生物农药的总需求量已达14.5万吨，总销售量额约为8-10亿元，棉铃虫病毒杀虫剂只占0.2%，这在我国杀虫剂市场中影响甚微，远未形成优势和规模。而随着生活水平的提高和对食品安全问题的关注，人们将越来越趋向无污染、安全、优质和营养的绿色食品。绿色食品需要有绿色的农药来做支持。因此，昆虫杆状病毒杀虫剂有着广阔的发展前景。