多殺菌素的研究及其在儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治中的應(yīng)用

1、多殺菌素的研究及其在儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治中的應(yīng)用張曉琳 張曉琳，國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，博士，抗生素發(fā)酵和基因工程研究，北京市西城區(qū)百萬(wàn)莊大街11號(hào)，。1 曹陽(yáng) 宋淵 郭偉群2（1. 國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，100037；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，100094）摘要 多殺菌素（spinosad）是一種具有觸殺和攝食毒性的廣譜生物殺蟲(chóng)劑，能有效防治多種儲(chǔ)糧害蟲(chóng)、應(yīng)用劑量低、持效期長(zhǎng)、低殘留、無(wú)交互抗性，具有對(duì)害蟲(chóng)高效、對(duì)環(huán)境安全、對(duì)哺乳動(dòng)物低毒的優(yōu)異特點(diǎn)。因而被認(rèn)為是一種極具前景的“綠色”儲(chǔ)糧防護(hù)劑。文中就多殺菌素的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、作用機(jī)理和生物活性、發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)以及在儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治中的應(yīng)

2、用等進(jìn)行了綜述。關(guān)鍵詞 多殺菌素 多刺糖多孢菌 生物殺蟲(chóng)劑 儲(chǔ)糧防護(hù)劑蟲(chóng)害是導(dǎo)致儲(chǔ)糧數(shù)量損耗，引起糧食霉變，降低糧食品質(zhì)的主要因素1。我國(guó)目前對(duì)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的防治主要依賴(lài)于化學(xué)藥劑。但是長(zhǎng)期大量使用化學(xué)藥劑，一方面導(dǎo)致了儲(chǔ)糧害蟲(chóng)普遍對(duì)化學(xué)藥劑產(chǎn)生抗性2；另一方面，有的殺蟲(chóng)劑影響非靶標(biāo)昆蟲(chóng)，某些益蟲(chóng)被無(wú)意中消滅，導(dǎo)致其次要害蟲(chóng)急劇增長(zhǎng)，產(chǎn)生災(zāi)難性后果；更重要的是化學(xué)藥劑殘留的問(wèn)題日趨嚴(yán)重，不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且給人類(lèi)的健康帶來(lái)巨大的威脅3。為此，各國(guó)科學(xué)家都試圖去尋找一種新型安全的殺蟲(chóng)藥劑來(lái)防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng)。多殺菌素（spinosad）是一種具有觸殺及攝食毒性的新型微生物源殺蟲(chóng)劑，具有對(duì)害蟲(chóng)廣譜

3、高效、對(duì)人、非靶標(biāo)動(dòng)物和環(huán)境極為安全、可生物降解的優(yōu)異特點(diǎn)，并因此獲得美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)品挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”4, 5。多殺菌素首先于1997年在美國(guó)被批準(zhǔn)登記，商品名為T(mén)racer，用在棉花上。2005年，多殺菌素已經(jīng)被批準(zhǔn)用于73個(gè)國(guó)家的250多種作物上。由于多殺菌素能有效防治多種儲(chǔ)糧害蟲(chóng)、用藥量極少、持效期長(zhǎng)、安全高效、低殘留，因而被認(rèn)為是一種極具前景的“綠色”儲(chǔ)糧防護(hù)劑。2005年美國(guó)已批準(zhǔn)多殺菌素用于存儲(chǔ)谷物與種子保護(hù)。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)多殺菌素的研究尚處于試驗(yàn)階段。1 多殺菌素的結(jié)構(gòu)多殺菌素，又名刺糖菌素，是由土壤放線菌多刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)發(fā)酵產(chǎn)生的次級(jí)

4、代謝產(chǎn)物6。如圖1所示，多殺菌素為新型大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素，但和一般的大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素相反，多殺菌素沒(méi)有抑菌活性，卻有殺蟲(chóng)活性6。圖1 多殺菌素的結(jié)構(gòu)圖1990年，Boeck等人7首次從刺糖多孢菌NRRL-18395的天然發(fā)酵產(chǎn)物中分離出了多殺菌素組份spinosyn A, B, C, D, E, F, H, J和多殺菌素A擬糖苷配基，其中多殺菌素A(spinosyn A)組份約占85%90%，多殺菌素D(spinosyn D)組份約占10 %15 %，其余均為次要組分。到目前為止，另外還發(fā)現(xiàn)了15種多殺菌素類(lèi)化合物8-10，包括組份K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U,

5、 V, W, Y。多殺菌素的母核是由一個(gè)5, 6, 5-順-反-順三環(huán)和一個(gè)十二元的內(nèi)酯環(huán)粘合而成，并通過(guò)糖苷鍵連接著兩個(gè)不同的六元糖，其中一個(gè)是氨基糖-D-福樂(lè)糖胺(D-forosamine)，另一個(gè)是中性糖-L-鼠李糖(L-rhamnose)。多殺菌素不同組份的區(qū)別主要在于兩個(gè)糖基上的N-和O-甲基化的不同或母核上C-甲基化的不同11, 12。 2 多殺菌素的理化性質(zhì)4, 8純的多殺菌素為白色或淺灰白色的固體結(jié)晶，帶有一種類(lèi)似于輕微陳腐泥土的氣味，是85%88%的多殺菌素A組份和12%15%的多殺菌素D組份的混合物。多殺菌素不易溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，例如：甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二甲基亞

6、砜及二甲基甲酰胺等。在水溶液中pH值為7.74，對(duì)金屬和金屬離子在28天內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定, 商業(yè)化產(chǎn)品的保質(zhì)期為3年。多殺菌素在空氣中不易揮發(fā)。表1概括了多殺菌素A和D的一些物理、化學(xué)性質(zhì)。多殺菌素在環(huán)境中通過(guò)多種途徑組合的方式進(jìn)行降解, 主要為光降解和微生物降解, 最終變成碳、氫、氧、氮等自然組份。由土壤光解作用降解的多殺菌素半衰期為910天，而水光解作用的半衰期則小于1天，葉面光降解的半衰期是1.66天。在無(wú)光照條件下多殺菌素經(jīng)有氧土壤代謝的半衰期為917天。另外多殺菌素的瀝濾性能非常低，合理使用不會(huì)對(duì)地下水構(gòu)成威脅。表1 多殺菌素A和D的物理與化學(xué)性質(zhì)多殺菌素A多殺菌素D相對(duì)分子量731.98

7、746.00經(jīng)驗(yàn)分子式C42H67NO16C41H65NO16熔點(diǎn)()8499.5161.5170蒸汽壓(Pa)3.210-102.110-10水中溶解度(mg/L)pH 5.029029pH 7.02350.332pH 9.0160.053正辛醇/水分配系數(shù)(logP)pH 5.02.83.2pH 7.04.04.5pH 9.05.25.23 多殺菌素的作用機(jī)理和生物學(xué)性質(zhì)3.1 多殺菌素的作用機(jī)理和抗性治理多殺菌素具有全新的作用機(jī)理13，它并不作用于乙酰膽堿酯酶和Na通道，使之不同于傳統(tǒng)的有機(jī)磷和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑。實(shí)驗(yàn)證明它對(duì)昆蟲(chóng)存在快速觸殺和攝食毒性。它的作用方式是通過(guò)刺激昆蟲(chóng)的神經(jīng)系

8、統(tǒng)，導(dǎo)致非功能性的肌收縮、衰竭，并伴隨顫抖和麻痹。這種作用結(jié)果和煙堿型乙酰膽堿受體被激活的結(jié)果是相一致的，顯而易見(jiàn)這一作用機(jī)制在已知的害蟲(chóng)防治產(chǎn)品中是新穎和獨(dú)特的。多殺菌素同時(shí)也作用于-氨基丁酸受體，有可能這進(jìn)一步促成了其殺蟲(chóng)活性的提高，如此的作用模式可謂獨(dú)一無(wú)二12。吡蟲(chóng)啉和其他的煙堿性受體類(lèi)的殺蟲(chóng)劑與多殺菌素的作用位點(diǎn)是不相同的。阿維菌素盡管也是一個(gè)天然產(chǎn)物，且同為大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)，但其作用位點(diǎn)亦和多殺菌素不盡相同。迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)某類(lèi)產(chǎn)品能以相同的作用方式影響昆蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)，而且尚無(wú)有關(guān)多殺菌素交叉抗性的報(bào)道。多殺菌素具有獨(dú)特的殺蟲(chóng)作用機(jī)制，符合抗性治理的理念，與現(xiàn)存化學(xué)藥劑無(wú)交互抗性，可以

9、與現(xiàn)有的蟲(chóng)害防治產(chǎn)品輪換應(yīng)用。此外，多殺菌素對(duì)捕食性昆蟲(chóng)具有選擇性，以及適度的殘留特性，這些都大大降低了抗性發(fā)展的可能性。但是正如不斷增長(zhǎng)的殺蟲(chóng)劑抗性發(fā)生數(shù)量所表明的那樣，昆蟲(chóng)的普遍適應(yīng)性已經(jīng)一而再地被證明。因此要加強(qiáng)多殺菌素抗性治理方面的研究，根據(jù)不同作物、害蟲(chóng)種類(lèi)、地理區(qū)域差異，對(duì)主要害蟲(chóng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的抗性治理戰(zhàn)略。3.2 多殺菌素的殺蟲(chóng)譜和毒性多殺菌素屬?gòu)V譜殺蟲(chóng)劑，試驗(yàn)證明多殺菌素能有效地控制鱗翅目、雙翅目和纓翅目害蟲(chóng), 另外它還可以很好地防治鞘翅目和直翅目中某些大量吞食葉片的害蟲(chóng)種類(lèi)14-16。多殺菌素對(duì)鱗翅目幼蟲(chóng)的活性大大地大于各種有機(jī)磷、氨基甲酸酯殺蟲(chóng)劑，與擬除蟲(chóng)菊酯相當(dāng)。多殺菌素具有

10、高殺蟲(chóng)活性的同時(shí), 對(duì)捕食性昆蟲(chóng)還表現(xiàn)出較低毒性, 對(duì)鱗翅目昆蟲(chóng)而言,多殺菌素是已發(fā)現(xiàn)的殺蟲(chóng)劑中選擇性最高的化合物之一。此外，多殺菌素對(duì)薊馬、虱、白蟻以及許多膜翅目害蟲(chóng)也有較好的效果。根據(jù)中國(guó)農(nóng)藥毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，多殺菌素屬低毒殺蟲(chóng)劑。它對(duì)哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)相對(duì)低毒，對(duì)水生動(dòng)物也只是輕微的中等毒性。另外, 對(duì)哺乳動(dòng)物的慢性毒理試驗(yàn)表明多殺菌素?zé)o致畸、致突變、致癌作用或神經(jīng)毒性17。表2數(shù)據(jù)表明，多殺菌素的用量和毒性均低于目前常用的幾種儲(chǔ)糧殺蟲(chóng)劑。同時(shí)，多殺菌素對(duì)許多益蟲(chóng)和有益生物也具有很高的安全閾界，相比之下它對(duì)捕食性甲蟲(chóng)、口器昆蟲(chóng)、草蛉和螨類(lèi)毒性較低。較之傳統(tǒng)的氯氰菊酯, 多殺菌素對(duì)一些重要的有益昆

11、蟲(chóng)都顯示出較低的殺蟲(chóng)活性, 而在防治鱗翅目害蟲(chóng)時(shí),多殺菌素和氯氰菊酯兩者的活性強(qiáng)度通常不相上下18。因此，多殺菌素是進(jìn)行害蟲(chóng)綜合治理的首選。表2 多殺菌素與其它儲(chǔ)糧殺蟲(chóng)劑的毒性比較特性多殺菌素甲基溴殺螟松磷化氫用量1ppm68ppm2ppmNA急性口服毒性LD5037835000mg/kg （大鼠）1414mg/kg(老鼠)500-900mg/kg8.7-45.7mg/kg(老鼠)急性皮膚毒性LD502000 mg/kg（兔子）2000mg/kg（老鼠）5000 mg/kg（老鼠）2000-5000 mg/kg（兔子）禽類(lèi)急性口服毒性LD502000 mg/kg（麻鴨）1695mg/kg（麻鴨

12、）2000 mg/kg（鵪鶉）37.5mg/kg（麻鴨）魚(yú)類(lèi)急性口服毒性LD5030ppm（虹鱒魚(yú)）0.64 ppm（虹鱒魚(yú)）0.62.910-3ppm（虹鱒魚(yú)）9.710-3ppm（虹鱒魚(yú)）4 多殺菌素的發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)利用放線菌多刺糖多孢菌發(fā)酵生產(chǎn)多殺菌素的研究在國(guó)內(nèi)還處于起步階段，產(chǎn)素水平比較低，距工業(yè)化生產(chǎn)還有較大的距離。4.1 多殺菌素產(chǎn)生菌株的選育4.1.1 菌種特性19多刺糖多孢菌是好氧型革蘭氏陽(yáng)性放線菌, 它是由一位化學(xué)家在加勒比海度假時(shí)從一個(gè)廢棄的糖蜜酒廠附近土壤中分離得到的，通過(guò)對(duì)其發(fā)酵液的抗蚊蟲(chóng)幼蟲(chóng)活性測(cè)定發(fā)現(xiàn)了多殺菌素。多刺糖多孢菌NRRL18395在大多數(shù)培養(yǎng)基（如YMS

13、、ATCC174、蘋(píng)果酸鈣等）上都能生長(zhǎng)良好，形成氣生菌絲體。氣生菌絲為粉黃色，營(yíng)養(yǎng)菌絲為黃色到黃褐色，產(chǎn)淺粉黃色孢子，在某些培養(yǎng)基上則產(chǎn)生白色孢子。孢子鏈外觀為珠狀，有孢子殼，孢子殼表面為針狀，這些針狀物約1mm，環(huán)繞在末端上。孢子形狀為橢圓形，平均大小約為1.11.5m。孢子鏈長(zhǎng)度大大超過(guò)50個(gè)孢子。菌體生長(zhǎng)溫度為1537, 對(duì)溶菌酶敏感，在高滲條件下（11 %NaCl）可以生長(zhǎng)。4.1.2 菌種選育與其它抗生素產(chǎn)生菌一樣，多殺菌素產(chǎn)生菌的產(chǎn)素水平主要也決定于環(huán)境條件和自身的遺傳因子兩個(gè)方面。改良發(fā)酵條件只能在較低水平上提高目的菌株的產(chǎn)素水平，通過(guò)高產(chǎn)菌株育種技術(shù)改變菌株的部分遺傳信息，能

14、有效地提高目的菌株的產(chǎn)素水平。多種育種方式的交替使用將有助于抗生素產(chǎn)素潛力的發(fā)揮21。常規(guī)誘變方法作為一種經(jīng)典的傳統(tǒng)誘變方法，在抗生素發(fā)展史上有其光輝及重要的位置。特別是在一些抗生素產(chǎn)生菌的遺傳背景和生物合成途徑尚未清楚的情況下，這種傳統(tǒng)的誘變方法仍是提高產(chǎn)量、改變菌種不良性狀的有效手段。刺糖多孢菌作為一種新型大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素的產(chǎn)生菌，遺傳背景和生物合成途徑尚未搞清楚，故一般采用常規(guī)誘變方法進(jìn)行菌種選育。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者在刺糖多孢菌菌種選育中常用的常規(guī)誘變方法主要有：紫外（UV）誘變，UV和氯化鋰（LiCl）復(fù)合誘變，硫酸二乙酯（DES）誘變，亞硝基胍（NTG）誘變，DES和LiCl復(fù)合誘變，60

15、Co誘變等20-22。4.2 多殺菌素發(fā)酵培養(yǎng)研究提高多殺菌素產(chǎn)量可以從兩個(gè)方面著手，一是誘變育種改變菌種的遺傳背景，獲得高產(chǎn)菌種；二是給菌種一個(gè)最適發(fā)酵培養(yǎng)條件，使其產(chǎn)生高效價(jià)的性狀得以充分表達(dá)。4.2.1 多殺菌素的搖瓶發(fā)酵將保藏于冷凍干燥管或液氮安瓿瓶中的菌種轉(zhuǎn)接斜面或平皿，斜面培養(yǎng)基及平皿分離培養(yǎng)基為：酪蛋白水解物，牛肉膏，葡萄糖，瓊脂。接種后的斜面28培養(yǎng)810天后接種于種子搖瓶。搖瓶種子培養(yǎng)基為：葡萄糖，淀粉，精氨酸，黃豆粉，玉米漿，酵母浸出粉，CaCO3，pH 6.3。搖瓶裝量為500m1三角瓶裝100ml培養(yǎng)基，28于旋轉(zhuǎn)式搖床(偏心距4cm)160rmin培養(yǎng)72h。之后以5

16、%的接種量接種于搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基。搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基為：葡萄糖，淀粉，精氨酸，黃豆粉，玉米漿，酵母浸出粉，CaCO3，pH 7.0。裝量同種子搖瓶，28于同條件搖床上培養(yǎng)68d。用于產(chǎn)物的測(cè)定或分離純化20。4.2.2 多殺菌素的攪拌式生物反應(yīng)器發(fā)酵用來(lái)培養(yǎng)多刺糖多孢菌生產(chǎn)多殺菌素的培養(yǎng)基可以是多種培養(yǎng)基中的任意一種，但是從生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)率和產(chǎn)物易分離的角度看，需要優(yōu)選出某些培養(yǎng)基。例如：大規(guī)模發(fā)酵時(shí)優(yōu)選的碳源為葡萄糖和麥芽糖，但也可使用核糖、木糖、果糖、半乳糖、甘露糖、甘露醇、可溶性淀粉、土豆糊精、油酸甲酯、油類(lèi)等。優(yōu)選的氮源為棉子糖、胨化牛奶和消化大豆粉，也可使用魚(yú)粉、玉米浸膏、酵母膏、酪蛋白水

17、解物、牛肉膏等。可摻入培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)可溶無(wú)機(jī)鹽離子有鋅離子、鈉離子、鎂離子、銨離子、氯離子、碳酸根離子、硫酸根離子、硝酸根離子等。菌體生長(zhǎng)的必需微量元素一般作為雜質(zhì)存在于培養(yǎng)基的其它成分中，其含量足以滿足微生物的生長(zhǎng)需要。常規(guī)消泡劑會(huì)抑制多殺菌素的產(chǎn)生。如有發(fā)泡問(wèn)題，可以在培養(yǎng)基中加入少量豆油。刺糖多孢菌產(chǎn)多殺菌素的最適溫度為2830。由于多殺菌素的生產(chǎn)是一個(gè)需氧發(fā)酵過(guò)程，因此大規(guī)模發(fā)酵時(shí)應(yīng)通過(guò)通氣量和攪拌速度來(lái)維持罐內(nèi)溶氧在65以上8, 23。4.3 多殺菌素的分離提純和測(cè)定多殺菌素是親脂的，如果在發(fā)酵中使用大量的油類(lèi)，多殺菌素將會(huì)部分被提取到發(fā)酵液中，此時(shí)需采用全發(fā)酵液提?。蝗绻皇褂没蛑?/p>

18、使用少量油類(lèi)，則絕大部分多殺菌素存在于菌絲體中，這種情況下先過(guò)濾得到菌絲體再提取多殺菌素更為有效。目前國(guó)內(nèi)對(duì)多殺菌素的分離提純尚未有實(shí)質(zhì)性研究。根據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)，多殺菌素主要有以下2種分離純化方法：4.3.1 溶劑萃取法：在發(fā)酵液中加入等體積的丙酮萃取，過(guò)濾，濾液用NaOH調(diào)pH至10；加入1/2發(fā)酵液體積的乙酸乙酯，分層后棄去水相；有機(jī)相減壓濃縮到1/2發(fā)酵液體積；用1/2發(fā)酵液體積的酒石酸(0.1mol/L)萃取，分層后棄去有機(jī)相；減壓蒸發(fā)除去水溶液中可溶性的乙酸乙酯；利用反滲透操作濃縮水溶液；用NaOH調(diào)節(jié)濃縮后水溶液的pH值至1011，過(guò)濾，分出沉淀物；水洗，真空干燥，得到多殺菌素成品10

19、 。4.3.2 HPLC跟蹤檢測(cè)法：在發(fā)酵液中加入等體積的丙酮萃取，過(guò)濾除去菌體；濾液用NaOH調(diào)pH至13；上HP-20ss吸附樹(shù)脂，用含0%95%的甲醇乙腈11(含0.1%乙酸鈉)溶液梯度洗脫多殺菌素A和D組分，利用HPLC跟蹤檢測(cè)，分段收集洗脫液；將多殺菌素洗脫液濃縮得濃縮液；將濃縮液用石油醚稀釋?zhuān)瞎枘z層析柱，用石油醚和甲醇梯度洗脫，利用HPLC跟蹤檢測(cè)，分段收集洗脫液，分別得到多殺菌素A和D的洗脫液10, 24。高效液相色譜 (HPLC)法是多殺菌素測(cè)定的常用方法，其各個(gè)組份都可用HPLC進(jìn)行定性或定量分析。對(duì)多殺菌素A組份和D組份測(cè)定時(shí)可采用如下HPLC系統(tǒng)25：色譜柱為C18柱；

20、流動(dòng)相為乙腈、甲醇及水的混合物(2:2:1)，其中含少量乙酸銨；檢測(cè)波長(zhǎng)為245nm。另外, Lee等人26還報(bào)道了采用熒光免疫測(cè)定方法檢測(cè)多殺菌素A組份。5 多殺菌素在儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治中的應(yīng)用多殺菌素作為一種生物殺蟲(chóng)劑，兼具生物農(nóng)藥的安全性和化學(xué)合成農(nóng)藥的速效性特點(diǎn)，目前有73個(gè)國(guó)家已注冊(cè)在250多種的作物上應(yīng)用。自從1997年第一次有產(chǎn)品出現(xiàn)，多殺菌素一直維持高效和安全性的工業(yè)記錄。目前, 多殺菌素商業(yè)化的品種有用于棉花的Tracer（中文商品名為催殺）, 用于林業(yè)、蔬菜類(lèi)作物的Success（中文商品名為菜喜）和SpinTor，以及用于草皮、觀賞植物、家蠅誘餌的Conserve。有很多多殺菌

21、素產(chǎn)品被有機(jī)物評(píng)論組織推薦在有機(jī)農(nóng)業(yè)中使用。由于多殺菌素能有效防治主要儲(chǔ)糧害蟲(chóng)，以及對(duì)環(huán)境無(wú)污染，被認(rèn)為是儲(chǔ)糧防護(hù)劑中最好的藥劑。多殺菌素于2005年在美國(guó)注冊(cè)為儲(chǔ)糧殺蟲(chóng)劑。雖然美國(guó)把多殺菌素作為儲(chǔ)糧防護(hù)劑的使用體系已經(jīng)建立，但是包含多殺菌素的商業(yè)化產(chǎn)品直到重要國(guó)際貿(mào)易標(biāo)準(zhǔn)或注冊(cè)體系已被建立起來(lái)才能銷(xiāo)售，美國(guó)陶氏益農(nóng)公司（Dow Agrosciences Company）計(jì)劃于2007年在全球推廣。近幾年，美國(guó)堪薩斯大學(xué)谷物科學(xué)和工業(yè)系的Bh. Subramanyam, M. D. Toews和L. Fang對(duì)利用多殺菌素防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究27-31。研究結(jié)果總結(jié)于表3、表4和表

22、5。表3 多殺菌素作為儲(chǔ)糧防護(hù)劑（1mg/kg）在實(shí)驗(yàn)室的效果蟲(chóng)種硬紅春麥硬紅冬麥玉米成蟲(chóng)死亡率卵孵化率幼蟲(chóng)死亡率49天后成蟲(chóng)出現(xiàn)率糧粒破壞率12天后幼蟲(chóng)死亡率49天后成蟲(chóng)死亡率49天后糧粒破壞率印度谷蛾010000/麥蛾000/谷蠹1000100001001000雜擬谷盜100010042/銹赤扁谷盜1000100001001000米扁蟲(chóng)1000/米象100259801.51001000赤擬谷盜2501006284942.4鋸谷盜6592/1001000玉米象359599001001000從表3中可以看出，1ppm多殺菌素就能完全防治印度谷蛾、麥蛾、谷蠹、雜擬谷盜、銹赤扁谷盜、米扁蟲(chóng)。對(duì)米象

23、、赤擬谷盜、鋸谷盜、玉米象的防治效果有待于觀察。多殺菌素在玉米中防治赤擬谷盜和鋸谷盜、米象、玉米象比在小麥中防治效果好。多殺菌素通過(guò)破壞儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的各個(gè)蟲(chóng)態(tài)來(lái)防止害蟲(chóng)侵襲及其后代的生長(zhǎng)，因此，在實(shí)驗(yàn)室的研究不能完全說(shuō)明它的防治效果。長(zhǎng)期研究表明，在田間或倉(cāng)庫(kù)的條件下，多殺菌素重點(diǎn)是對(duì)害蟲(chóng)種群的影響和對(duì)整個(gè)生活史的控制。表4是在自然條件下在糧倉(cāng)中用多殺菌素處理的結(jié)果。表4 多殺菌素作為儲(chǔ)糧防護(hù)劑（1mg/kg）的實(shí)倉(cāng)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果12周24周36周48周96周谷蠹成蟲(chóng)10010010099100第一子代1009999100赤擬谷盜成蟲(chóng)32000第一子代99999090銹赤扁谷盜成蟲(chóng)991001009

24、899第一子代9999100100印度谷蛾幼蟲(chóng)10010010098100注：美國(guó)俄克拉荷馬州實(shí)倉(cāng)在堪薩斯州試驗(yàn)倉(cāng)條件下，1ppm 多殺菌素在糧食中可以保持一年。在同樣條件下溫度從-10到32變化時(shí)，沒(méi)有明顯的損失。多殺菌素在水分為12.5到14.5的小麥中的殺蟲(chóng)效果沒(méi)有什么變化。同時(shí)，統(tǒng)計(jì)表明1ppm 多殺菌素在溫度和水分變化的條件下可以100控制谷蠹達(dá)1年之久。這表明，多殺菌素能有效防治谷蠹，并不受溫濕度條件的影響。表5 多殺菌素作為儲(chǔ)糧防護(hù)劑（1mg/kg）實(shí)驗(yàn)總結(jié)成蟲(chóng)控制子代控制印度谷蛾米蛾粉斑螟麥蛾谷蠹雜擬谷盜銹赤扁谷盜米扁蟲(chóng)米象 - 赤擬谷盜鋸谷盜 - 玉米象 - 注：表示1ppm

25、多殺菌素幾乎可以完全控制害蟲(chóng)。實(shí)驗(yàn)室研究和實(shí)倉(cāng)實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)表明大部分儲(chǔ)糧害蟲(chóng)種類(lèi)只需1ppm 多殺菌素就能通過(guò)破壞其生活史來(lái)達(dá)到防治效果。1ppm 多殺菌素肯定能防治的害蟲(chóng)有：印度谷蛾、米蛾、其它鱗翅目害蟲(chóng)、谷蠹、銹赤扁谷盜、米扁蟲(chóng)、雜擬谷盜。1ppm 多殺菌素完全可以防治或接近，但數(shù)據(jù)還需要研究的害蟲(chóng)有：赤擬谷盜、鋸谷盜、米象、玉米象27-31。在田間作物上，多殺菌素由于太陽(yáng)光照的紫外線引起光降解32，在1周后就失去活性33，而在倉(cāng)庫(kù)中，由于沒(méi)有光照，多殺菌素在1年的儲(chǔ)藏期內(nèi)幾乎不分解，殺蟲(chóng)活性也幾乎沒(méi)有降低，持效時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)12年28。此外，多殺菌素具有獨(dú)特的作用機(jī)制且對(duì)害蟲(chóng)無(wú)抗性或與其它產(chǎn)

26、品無(wú)交互抗性，因此可安全應(yīng)用于實(shí)踐。美國(guó)已有12個(gè)州在20022003年在商業(yè)糧庫(kù)中使用多殺菌素。另一項(xiàng)研究表明，多殺菌素對(duì)于重要儲(chǔ)糧甲蟲(chóng)具有卓越的觸殺作用。把多殺菌素噴灑在糧庫(kù)表面、縫隙或糧食加工廠的設(shè)備上，就能有效地防治各種儲(chǔ)糧害蟲(chóng)。目前被美國(guó)注冊(cè)在糧食上使用的糧種主要有大麥，鳥(niǎo)餌，玉米（田間，甜玉米，爆米花用的和種用玉米）、狐尾草、栗、珍珠稷、稷，燕麥、稻谷、高梁、小麥、和其它非谷物種子（花，草，觀賞植物）；為了保護(hù)糧食、飼料和油料作物免受害蟲(chóng)的危害，害蟲(chóng)種類(lèi)主要包括谷蠹、印度谷蛾、米象、米蛾、粉斑螟、雜擬谷盜和米扁蟲(chóng)，其它害蟲(chóng)如米象、谷象、玉米象、赤擬谷盜、鋸谷盜和銹赤扁谷盜的防治效果

27、不大好；多殺菌素的最大使用劑量為：1mg/kg，即使抗性很高的害蟲(chóng)使用1ppm 多殺菌素防治就行。劑型有液體和干粉兩種。我國(guó)目前幾乎沒(méi)有開(kāi)展多殺菌素防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的應(yīng)用研究。曹陽(yáng)等人測(cè)定了2.5%菜喜懸浮劑對(duì)嗜蟲(chóng)書(shū)虱、鋸谷盜和米象三種主要儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的毒力。結(jié)果表明，多殺菌素對(duì)這三種主要儲(chǔ)糧害蟲(chóng)都有較好的觸殺效果，其LC50分別為0.0022、0.0046、0.0059mg/m2，在0.016 mg/m2的濃度下，48小時(shí)的防治效果均達(dá)90以上，特別是對(duì)嗜蟲(chóng)書(shū)虱的觸殺作用顯著高于鋸谷盜和米象34。6 結(jié)語(yǔ)由于長(zhǎng)期大量使用化學(xué)藥劑，不僅對(duì)糧食和環(huán)境造成污染，還導(dǎo)致儲(chǔ)糧害蟲(chóng)產(chǎn)生嚴(yán)重抗性，因此，以低毒的新

28、型生物源殺蟲(chóng)劑取代目前大量使用的毒性較高的化學(xué)藥劑，已越來(lái)越受到重視，并成為研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。多殺菌素作為微生物源殺蟲(chóng)劑家族中的一員已經(jīng)實(shí)踐證明是最為成功的范例之一。它的優(yōu)越性能包括：防治范圍廣，對(duì)大部分儲(chǔ)糧害蟲(chóng)具有極高的活性；應(yīng)用劑量低；對(duì)哺乳動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)低毒；對(duì)益蟲(chóng)安全；化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制獨(dú)特，無(wú)交互抗性。由于多殺菌素的優(yōu)越性能，使其有望成為新一代儲(chǔ)糧防護(hù)劑的主要品種。在國(guó)內(nèi)，目前對(duì)多殺菌素的研究開(kāi)發(fā)還只停留在實(shí)驗(yàn)室小試階段。因此，我國(guó)應(yīng)加快多殺菌素生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究步伐，并結(jié)合我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的實(shí)際情況，進(jìn)行實(shí)倉(cāng)應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)，從而減少化學(xué)藥劑的使用量，延緩儲(chǔ)糧害蟲(chóng)抗藥性的發(fā)生和發(fā)展，

29、最終促進(jìn)我國(guó)綠色儲(chǔ)糧技術(shù)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 靳祖訓(xùn). 中國(guó)加入WTO以后糧食儲(chǔ)藏科學(xué)與技術(shù)研究發(fā)展方向. 糧食儲(chǔ)藏, 2002,（4）：510.2 曾伶. 儲(chǔ)糧害蟲(chóng)對(duì)磷化氫抗性的研究進(jìn)展. 昆蟲(chóng)天敵, 1996, 18(4): 37-42.3 梁權(quán). 引人注目的儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治研究進(jìn)展評(píng)述. 糧食儲(chǔ)藏, 2001, (1): 611.4 Thompson GD, Dutton R and Sparks TC. Spinosada case study: an example from a natural products discovery programme. Pest Manag Sci, 2

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