浅谈昆虫病毒

12012-2013学年第2学期生物农药课程论文浅谈昆虫病毒杀虫剂李福霞河南农业大学植物保护学院10级制药工程专业,学号:1007104008摘要:昆虫病毒防治农林害虫已经成为国内外生物防治技术的一个新的发展方向,这种杀虫剂不仅安全有效，减少了污染，更重要的是对人畜安全，无残留，是真正的绿色农药。昆虫病毒被昆虫食入后能形成包涵体，一个包涵体中含有一个或多个病毒粒子。因此,昆虫病毒杀虫剂具有广阔的发展前景关键词:昆虫病毒杀虫剂;无残留;绿色;特点;机理;病毒复合杀虫剂;昆虫病毒感染增效物质;局限与发展1.研究背景及现状长期以来,用化学农药防治病虫害对农作物增产增收作出了很大贡献。但长时间依赖和大量使用化学农药所带来的环境及农产品污染、生态失衡以及食品安全等问题也日益显现。减少使用高毒高残留农药,并推广无公害种植技术就成了当务之急,病虫害的生物防治也就显得尤为迫切.1.1化学农药带来的问题和昆虫病毒杀虫剂的益处化学农药在使用过程中产生的“三R”问题，即残留(Residue)、抗性(Resistance)和害虫再猖獗(Resurgence)越来越严重。不合理使化学农药防治害虫也是引起城市生态环境恶化的重要根源之一。昆虫病毒杀虫剂在生物农药中占据重要的地位，可用来防治农业和林业的病虫害。比如利用昆虫病毒大面积防治松毛虫、棉铃虫、玉米蝗等害虫，病毒直接作用于害虫中肠的细胞核，破坏害虫细胞，一两天后，大量繁殖的病毒粒子就把害虫逼上了绝路。昆虫病毒杀虫剂相对其他化学及生物杀虫剂具有如下优点:(1)兼容性好。病毒没有细胞结构，在没被昆虫取食并感染昆虫时，只具有一般的蛋白质大分子的特征。因此，病毒杀虫剂能与绝大多数的化学及生物农药混用.(2)高效持效。昆虫病毒能在害虫种群中水平传播，害虫相互多次感染，形成“虫瘟”。其次，昆虫病毒也能垂直传播，当成虫取食含有病毒的水分时，其产下的卵不能正常孵化。当新孵化的幼虫取食带有病毒粒子的卵壳时，也能导致下一代幼虫的感染死亡。(3)持效期长。使用1次，能相当于使用化学农药二三次，大大降低了人工成本和药物成本。(4)无抗性。昆虫病毒完全来自于自然界，2在自然界中历经亿万年的进化，其独特的传播方式和杀虫机理，多次使用，效果依然卓越，无抗性产生。(5)特异性鲜明。昆虫病毒具有很强的特异性，不同种类的病毒制剂，杀灭相应的害虫。对人、畜、鱼类安全。对天敌无害，对环境友好，绿色安全，环保健康。2.昆虫病毒防治害虫的特点及机理2.1昆虫病毒防治害虫的特点首先，病毒农药的最大特点是病毒来源于昆虫，对人类和环境没有任何伤害，以虫养毒，以毒杀虫。其次，昆虫也不易产生抗药性，同时采用病毒和化学农药以及其他生物农药复配的品种即降低了化学农药和其他生物农药的使用量，可以延缓或者消除昆虫对化学农药和其他生物农药的抗性，同时可以延长杀虫的持续时间，克服了一种病毒农药只对一种标靶起作用的弊端。最后，病毒通过死虫的体液、粪便继续传染其它健康害虫和下一代害虫，形成“虫瘟”，从而能够较长时间控制作物上的虫害，并能有效地控制害虫的种群数量，达到了标本兼治的目的。2.2昆虫病毒防治害虫的机理昆虫病毒被昆虫食入后能形成包涵体，一个包涵体中含有一个或多个病毒粒子。包涵体不溶于水,也不溶于有机溶剂，但能溶于酸碱溶液。然后在昆虫的胃液作用下释放病毒粒子,感染幼虫,近而在昆虫体内大量繁殖,干扰其血液循环,最终昆虫感病死亡。昆虫病毒的感染途径主要是食入感染，也有皮肤感染,但不同类型昆虫病毒的杀虫原理也有所不同。杆状病毒被昆虫幼虫取食后,多角体在昆虫肠道的碱性环境下溶解,有感染力的病毒粒子被释放出来。游离的病毒粒子通过围食膜的网眼吸附在中肠微绒毛上,脱掉套膜以核衣壳进入中肠细胞,病毒核酸在中肠细胞核中复制,但一般不形成多角体,只形成核衣壳。这些核衣壳获得囊膜后,从第一次受侵染的细胞中释放出来。释放出来的病毒粒子进入血腔,随昆虫血淋巴循环到达其他组织,开始第二次侵染。在病毒粒子第二次侵染的细胞核中,包含病毒粒子的多角体蛋白也在形成,开始时在病毒粒子表面附着无数多角体蛋白晶粒,以后蛋白晶粒不断积累,形成不定形的结晶小块,即“前多角体”。这些结晶小块不断增大,病毒粒子单个或成束地被包埋进去,形成具有一定形状的成熟多角体。多角体充满被侵染的细胞核,核异常膨大,最后破裂,细胞随之解体而释放出多角体(其内包涵病毒粒子)。3病毒杀虫剂的分类研究33.1病毒的基因研究:对病毒的基因研究,主要集中在引入可编码具有杀虫作用的神经毒素、利尿激素、羽化激素、蝎子毒素、肽或酶的NPV病毒基因,在不影响病毒本身功能的条件下增强其毒力;或删除能延长被侵染幼虫生命的基因等以加快毒杀速度和扩大寄主范围。主要包括以下几种：①插入神经毒素、激素和酶基因；②异源重组昆虫病毒；③修饰昆虫病毒本身基因。当前被认为最有应用前景的是神经毒素工程病毒,包括蝎子、螨类和蜘蛛的神经毒素。这类毒素可迅速将昆虫麻痹,使之停止取食和为害作物,而昆虫病毒可以继续增殖,杀死寄主。姚斌等(1995)利用蝎子神经毒素基因构建了重组核型多角体病毒。得到的粉纹夜蛾核型多角体病毒(TnNPV)对粉纹夜蛾幼虫的重组病毒感染存活50%时间(ST50)比野生型TnNPV缩短50%左右,该重组昆虫病毒是我国构建成功的第一株有实际应用价值的基因工程杀虫病毒。胡蓉等利用基因工程技术将增效蛋白(En)、苜蓿银纹夜蛾多角体病毒(AcNPV)与苏云金杆菌(Bt)复配,增效作用达3.47倍。因此，基因工程技术的应用,既能克服已有病毒杀虫剂的一些主要缺点,又能保留对人类、非靶标生物及环境安全的特性。3.2病毒复合杀虫剂的研究病毒复合杀虫剂是加入辅助因子和增效因子,达到提高杀虫效应、扩大杀虫范围的目的。解决了由于病毒杀虫剂高度专业化而导致的单一的矛盾。病毒复合剂可以分为两类:一类是一种或几种病毒与其它昆虫病原微生物复合,互相取长补短。另一类是病毒与少量低残留化学农药复配,这样可以破坏昆虫正常的生理状态,降低害虫对药剂的抵抗力,同时也降低了化学农药的用量,克服了其自身的不足。3.3昆虫病毒感染增效物质研究表明,某些化学物质也能够增强NPV对宿主昆虫的感染性,提高昆虫病毒的杀虫效果,这类增效因子研究较多而且效果显著的当属光增白剂类物质。Marrignoni和Iwai首先将光增白剂用于黄杉毒蛾核型多角体病毒(OpMNPV)的研究,其研究结果显示光增白剂能作为保护剂防止紫外线对OpNPV的辐射损伤。以后研究显示光增白剂不仅对NPV等昆虫病毒有防止紫外线辐射的保护作用,而且能够增强其感染性。另外,还有许多物质能促进NPV的感染。如,酰基胺也能够增强粘虫NPV的感染;另有研究表明,硼酸、刚果红等能对NPV的感染有增强作用。4.昆虫病毒杀虫剂的局限性及发展前景44.1昆虫病毒杀虫剂的局限性任何事物都是一分为二的,虽然病毒杀虫剂具有感染力强、专一性强、抗逆性强等无可比拟的优点,但还是存在着田间不稳定、持效性差等问题。昆虫病毒对于干燥、阳光或紫外线非常敏感,如,病毒多角体在紫外光或日光下易失活。近年来已将一定浓度的一些品种的荧光增白剂添加到昆虫病毒杀虫剂中作为它的保护剂和增效剂,这样一来,能提高昆虫病毒防紫外线的能力,能加快病毒致死害虫的速度,扩大昆虫病毒的宿主域,改变病毒感染昆虫的途径,提升昆虫病毒的杀虫能力。4.2昆虫病毒杀虫剂发展前景昆虫病毒杀虫剂的资源丰富我国幅员辽阔,生态地貌复杂,昆虫种类繁多,有十分丰富的昆虫病毒资源,这对利用我国的昆虫病毒资源,通过多种高新生物技术,发展昆虫病毒杀虫剂产业提供了十分有利的条件。高毒化学农药将退出市场长期的滥用化学农药,农田生态平衡遭到严重失调,增加了环境污染的严重程度。而昆虫病毒杀虫剂能克服以上问题且有许多优点,因而受到人们越来越多的关注,在药剂品种的转化中占有重要位置。生物技术提供了先进的技术手段生物技术的迅猛发展,也为病毒杀虫剂的发展提供了广阔的空间。人们的消费理念提供了广阔的市场在进入小康社会的今天,人们对农产品的需求越来越倾向自然、保健、营养和高品质化,绿色农业、生态农业的兴起也为其提供了广阔的市场。参考文献[1]功能.生物农药的发展机遇与挑战[J].中国生物防治,2001,17(4):184-185.[2]张宏宇,喻子牛.影响苏云金杆菌作用效果的因素[J].植物保护,1997,23(4):41-44.[3]曹琼.苏云金杆菌杀虫增效作用研究进展[J].武汉科技学院学报,2004,17(2):44-47.[4]洪华珠,杨红.病毒杀虫剂的发展方向[J].中国生物防治,1995,11(2):84–88.[5]秦利.张涛,等增效物质对核型多角体病毒AcMNPV的感染增效作用[J].中国生物防治,2002,18(1):43-44.[6]吕鸿声.昆虫病毒与昆虫病毒病[M]].北京:中国农业科技出版社,1985,56-72.[7]侯建文,赵烨烽,姚国强,等.复配型苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒制剂对两种夜蛾的毒力测定5[J].中国病毒学,1998,13(4):3452350.[8]胡蓉,马永平,徐进平,等.AcNPV.Bt.En复配剂对甜菜夜蛾幼虫的毒力测定[J].中国生物防治,2002,18(1):47249.[9]姚东伟,郑宇,张光星.病毒杀虫剂的研究现状.北方园艺2008(3):69~72.[10]王玲玲,樊虹,徐艳玲,张涛,秦利.昆虫病毒在害虫生物防治中的应用.沈阳农业大学学报,2004-02,35(1):76–79.