生物農(nóng)藥研究進展

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1、生物農(nóng)藥研究進展由于控制全球化合物生物積聚的呼吁越來越強烈、新化學(xué)農(nóng)藥開發(fā)耗資巨大和周期延長、農(nóng)業(yè)害蟲對化學(xué)農(nóng)藥抗藥性日益增強，以及生物技術(shù)飛速發(fā)展帶來的沖擊,當今農(nóng)藥研究、開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用等正面臨選擇方向挑戰(zhàn)，生物農(nóng)藥以其獨特的優(yōu)勢迎來了新的發(fā)展機遇。1生物農(nóng)藥的發(fā)展在農(nóng)藥的發(fā)展歷史中,生物農(nóng)藥是最古老的一類。《周禮·秋官》就有“莽草熏之”“焚牡菊，以灰灑之”等防治害蟲的記述;古羅馬也有使用藜蘆防治忍鼠類和昆蟲的民間傳說。19世紀以來,開發(fā)應(yīng)用生物成分防治有害物逐漸從以經(jīng)驗上升到科學(xué)試驗階段，如除蟲菊、魚藤和煙草的應(yīng)用。20世紀早期,微生物學(xué)的發(fā)展，特別

2、是蘇云金桿菌(Bacillusthuringiensis，以下簡稱Bt)的發(fā)現(xiàn)促進了微生物農(nóng)藥的開發(fā)。20世紀30年代以來，幾類植物內(nèi)源激素先后被發(fā)現(xiàn)和利用，20世紀40年代后，由于有機合成化學(xué)農(nóng)藥的發(fā)展,使生物成分農(nóng)藥的研究開發(fā)被相對忽視而發(fā)展緩慢，這段時期基于B.popillae、Bt的產(chǎn)品在美國上市.20世紀60年代，化學(xué)農(nóng)藥的弊端暴露出來,生物農(nóng)藥的研究又受到重視.在最近的幾十年中，生物農(nóng)藥得到了長足發(fā)展，如農(nóng)用抗生素、活體微生物農(nóng)藥等[15,30]。20世紀末，植物農(nóng)藥(或轉(zhuǎn)基因植物農(nóng)藥)等的出現(xiàn),極大豐富了生物農(nóng)藥的內(nèi)容。2　生物農(nóng)藥的內(nèi)涵不

3、同學(xué)者、不同機構(gòu)、組織對生物農(nóng)藥的內(nèi)涵意見不同。過去，生物農(nóng)藥就是指“微生物農(nóng)藥”。后來，其概念發(fā)展為“相對于化學(xué)農(nóng)藥而言的天然資源的生理活性物質(zhì)，用于農(nóng)藥的有微生物、植物(除)蟲菊”、菸堿等)、昆蟲(性引誘劑、變態(tài)激素等)”[11]。FAO(中文名稱)(1988)將其定義為生物害物控制劑(Biologicalpestcontrolagents)，包括生物化學(xué)農(nóng)藥和微生物農(nóng)藥，將傳統(tǒng)的魚藤酮、煙堿等具有直接毒性的物質(zhì)排除在生物農(nóng)藥之外。《中國農(nóng)業(yè)百科全書———農(nóng)藥類》中生物農(nóng)藥(biogenicpesticides)是指利用生物資源開發(fā)的農(nóng)藥；狹義概念，

4、指直接利用生物產(chǎn)生的天然活性物質(zhì)或生物活體作為農(nóng)藥；廣義概念，還包括按天然物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)或類似衍生結(jié)構(gòu)人工合成的農(nóng)藥。隨著科技的發(fā)展,生物農(nóng)藥的內(nèi)涵發(fā)生了巨大變化,英國作物保護委員會根據(jù)來源將生物農(nóng)藥分為五類,來自微生物、植物、動物的相關(guān)基因也包括在內(nèi)。美國環(huán)保署農(nóng)藥部(EPA)將生物農(nóng)藥(Bio-pesticides)分為三大類，其中一類為植物農(nóng)藥(Plant-pesticides)或轉(zhuǎn)基因植物農(nóng)藥———將基因植入植物體內(nèi)的農(nóng)藥，使得生物農(nóng)藥的概念進一步地得到延伸。2001年農(nóng)業(yè)部參考FAO和EPA的定義界定了生物農(nóng)藥的內(nèi)涵，加強了我國生物農(nóng)藥的管理工

5、作。在這些定義中,完全仿生物合成的化合物、人工合成與天然產(chǎn)物相同的化合物、人工合成的衍生物(如烯蟲酯、米滿等)、轉(zhuǎn)基因植物，以及魚藤酮、煙堿等具有直接毒性的天然產(chǎn)物農(nóng)藥的歸屬存在分歧。筆者認為，張興等(2002)對生物農(nóng)藥內(nèi)涵的界定較為科學(xué)。8生物農(nóng)藥是可以用來防治病、蟲、草等有害生物的生物體本身及源于生物，并可作為“農(nóng)藥”的各種生理活性物質(zhì).在對概念范疇界定時,將完全仿生物合成的農(nóng)藥、人工合成的相同化合物(天然產(chǎn)物)、轉(zhuǎn)基因植物以及魚藤酮、煙堿等具有直接毒性的天然產(chǎn)物農(nóng)藥列為生物農(nóng)藥；而人工合成的衍生物(如烯蟲酯、米滿等)不屬生物農(nóng)藥。3　生物農(nóng)藥的研

6、究與利用生物農(nóng)藥的研究和利用，前人從不同側(cè)面有過精彩的論述，以下按來源對生物農(nóng)藥進行概述。3.1　植物源農(nóng)藥概述據(jù)統(tǒng)計，全世界至少有25萬種不同植物，而在化學(xué)性質(zhì)上進行過調(diào)查研究的僅占10%,作為農(nóng)藥研究的更少。1959年版的《中國土農(nóng)藥志》就包括220種植物農(nóng)藥[13]。植物源農(nóng)藥包括植物體內(nèi)的次生代謝物質(zhì)和轉(zhuǎn)基因植物農(nóng)藥[4]。1977年就報道，植物中次生代謝物質(zhì)超過40萬種；主要有糖苷類、萘酮類、酚類、萜烯類、生物堿類、甾類、黃酮類、香豆素類、異丁基酚胺類、蛋白質(zhì)類、酸類、噻吩類等化合物[2，4，20]。3.1.1　植物源殺蟲劑Grainge和Ah

7、med(1988)報道，約有2400種植物具有控制害蟲的生物活性，我國對殺蟲植物研究也取得相當大的成就[4，13，19，24]。植物殺蟲有效成份主要是生物堿類、萜烯類、萘醌類、黃酮類，甾類等[20，22，24]；對昆蟲具有毒殺、拒食、引誘、驅(qū)避、絕育、調(diào)節(jié)昆蟲發(fā)育等作用[3，4，20，23]。生物堿類是植物中最毒的成份[20]，對昆蟲具有毒殺、拒食和抗生活性，主要有煙堿、百部堿、藜蘆堿、苦參堿、喜樹堿、次喜樹堿、烏頭堿等，多數(shù)已在我國登記[56]；在國外，煙堿、藜蘆堿、尼魚丁等很早就已使用[6，22]。萜烯類主要具有拒食、內(nèi)吸、毒殺、麻醉、忌避及一定的生

8、長抑制作用，代表性的有川楝素、印楝素、苦皮藤素、鬧羊花素Ⅲ等[20]，此外還有茶