生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座

講述關(guān)鍵點(diǎn)

定義及分類(lèi)

生物農(nóng)藥種類(lèi)及其特點(diǎn)

生物農(nóng)藥發(fā)展動(dòng)態(tài)及應(yīng)用技術(shù)生物農(nóng)藥優(yōu)缺點(diǎn)生物農(nóng)藥發(fā)展前景生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第1頁(yè)生物農(nóng)藥又稱(chēng)生物源農(nóng)藥,普通是指直接利用生物活體及其代謝產(chǎn)物制成用來(lái)防治病害、蟲(chóng)害、雜草等制劑,其中也包含保護(hù)生物活體保護(hù)劑、輔助劑和增效劑,以及模擬一些殺蟲(chóng)毒素和抗生素等人工合成制劑。Ⅰ基本定義：生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第2頁(yè)生物農(nóng)藥分類(lèi)

普通情況下,可將生物農(nóng)藥分為2大類(lèi)：一類(lèi)是微生物農(nóng)藥,包含病毒農(nóng)藥、真菌農(nóng)藥和細(xì)菌農(nóng)藥;另一類(lèi)是生物工程植物。就微生物農(nóng)藥而言,當(dāng)前已經(jīng)研究成功主要有微生物殺蟲(chóng)劑、微生物除草劑和農(nóng)用抗生素制劑等。微生物農(nóng)藥生物工程植物微生物除草劑微生物殺蟲(chóng)劑農(nóng)用抗生素細(xì)菌殺蟲(chóng)劑真菌殺蟲(chóng)劑病毒殺蟲(chóng)劑生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第3頁(yè)OECD（國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織）認(rèn)為生物農(nóng)藥包含：信息素：昆蟲(chóng)和植物生長(zhǎng)調(diào)整劑；植物提取物；微生物；大生物（捕食性和寄生性昆蟲(chóng)天敵）歐盟：信息素和植物作為化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行登記，不允許登記轉(zhuǎn)基因作物。EPA（美國(guó)環(huán)境保護(hù)局）認(rèn)為生物農(nóng)藥包含：微生物農(nóng)藥（活體微生物）；生物化學(xué)農(nóng)藥（信息素、激素、天然昆蟲(chóng)或植物生長(zhǎng)調(diào)整劑、驅(qū)避劑以及作為農(nóng)藥活性成份酶）；轉(zhuǎn)基因植物。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第4頁(yè)

英國(guó)作物保護(hù)委員會(huì)（TheBritishCropProtectionCouncil）依據(jù)起源將生物農(nóng)藥分為五類(lèi)：（1）天然產(chǎn)物，來(lái)自微生物、植物和動(dòng)物（2）信息素，來(lái)自昆蟲(chóng)、植物等（3）活體系統(tǒng)，包含病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、線蟲(chóng)（4）捕食昆蟲(chóng)和寄生昆蟲(chóng)（5）基因，來(lái)自微生物、植物、動(dòng)物生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第5頁(yè)生物農(nóng)藥分類(lèi)圖張興，馬志卿，李廣澤，等.生物農(nóng)藥評(píng)述生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第6頁(yè)Ⅱ生物農(nóng)藥五大種類(lèi)及其各自特點(diǎn)生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第7頁(yè)一、生物源農(nóng)藥①微生物生物農(nóng)藥②植物生物農(nóng)藥③動(dòng)物生物農(nóng)藥

生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第8頁(yè)①微生物農(nóng)藥

主要包含真菌、細(xì)菌、放線菌、酵母菌和病毒等。

?微生物生物農(nóng)藥應(yīng)用最廣是蘇云金芽孢桿菌，自1901年日本科學(xué)家發(fā)覺(jué)蘇云金芽孢桿菌（簡(jiǎn)稱(chēng)B.t.）以來(lái)，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)其進(jìn)行了廣泛研究，積累了大量研究資料，取得了主要結(jié)果。據(jù)報(bào)道，發(fā)覺(jué)蘇云金芽孢桿菌菌株多達(dá)60000多株，制備生產(chǎn)蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)品達(dá)100各種，在全球范圍內(nèi)用于防治農(nóng)業(yè)、林業(yè)病蟲(chóng)害微生物農(nóng)藥，其中蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)品占90%，廣泛用于防治稻苞蟲(chóng)、稻縱卷葉螟和粘蟲(chóng)、松毛蟲(chóng)、茶毛蟲(chóng)和玉米螟等各種害蟲(chóng)。

?微生物農(nóng)藥桿狀病毒用作生物控制劑和殺蟲(chóng)增效劑，用于防治農(nóng)作物和森林害蟲(chóng)也有良好效果。

生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第9頁(yè)是指從植物體中提取含有抗菌抗病毒或殺蟲(chóng)效果成份；或者從植物體中分離純化有農(nóng)藥活性新物質(zhì)作為結(jié)構(gòu)模板，進(jìn)行結(jié)構(gòu)多級(jí)優(yōu)化，從而制造低毒高效新農(nóng)藥，稱(chēng)這種農(nóng)藥為植物源農(nóng)藥。?據(jù)報(bào)道，全球有殺蟲(chóng)植物2400各種，殺菌植物各種、除草植物1000各種。?主要?dú)⑾x(chóng)（菌）植物有菊科植物除蟲(chóng)菊，對(duì)菜青蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)、蚊蠅等各種昆蟲(chóng)有毒殺作用；萬(wàn)壽菊提取物對(duì)豆蚜、菜青蟲(chóng)等含有毒殺或驅(qū)避作用。楝科中印楝、苦楝和川楝，如印楝提取物印楝素，對(duì)果樹(shù)害蟲(chóng)和蔬菜害蟲(chóng)含有驅(qū)避和拒食作用，而且對(duì)人畜無(wú)害。衛(wèi)矛科中苦皮藤提取物苦皮藤素，對(duì)水稻、玉米和蔬菜害蟲(chóng)有良好防治功效。還有柏科植物中沙地柏、瑞香科植物中瑞香狼毒等各種植物，也是難得植物農(nóng)藥資源等。②植物生物農(nóng)藥生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第10頁(yè)③動(dòng)物生物農(nóng)藥

是指由動(dòng)物產(chǎn)生毒素或激素（如腦激素和性信息素等）。它們對(duì)害蟲(chóng)有毒殺效果，或者抑制昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育和干擾新陳代謝，從而控制害蟲(chóng)對(duì)農(nóng)作物、森林和果樹(shù)危害。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第11頁(yè)二、生物化學(xué)農(nóng)藥生化農(nóng)藥對(duì)靶標(biāo)有害生物必須是直接毒殺作用之外作用方式，如調(diào)整生長(zhǎng)、干擾取食、產(chǎn)卵、覓偶等行為。這類(lèi)農(nóng)藥必須是天然存在，如用人工有機(jī)合成，產(chǎn)品主要化學(xué)成份分子結(jié)構(gòu)必須與模擬天然存在類(lèi)似物分子結(jié)構(gòu)相同。生物化學(xué)農(nóng)藥包含有昆蟲(chóng)化學(xué)信息素、昆蟲(chóng)激素、內(nèi)源植物生長(zhǎng)調(diào)整劑等。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第12頁(yè)三、生物合成農(nóng)藥普通經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵工藝，以微生物代謝次生物質(zhì)為有效成份農(nóng)藥，其有效成份實(shí)際上是生物合成有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。這類(lèi)農(nóng)藥中用于防治農(nóng)業(yè)有害生物抗生素農(nóng)藥，普通含有藥效高、針對(duì)性強(qiáng)、無(wú)藥害、與環(huán)境相容很好等優(yōu)點(diǎn)，但因其有效成份也是有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，所以也含有普通有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥往往存在抗藥性、農(nóng)產(chǎn)品中殘留污染等問(wèn)題。生物合成農(nóng)藥當(dāng)前主要品種是殺菌劑，如井岡霉素、春雷霉素、多抗霉素等，殺蟲(chóng)劑如阿維菌素（該品種亦具殺螨與殺線蟲(chóng)活性），殺螨劑如瀏陽(yáng)霉素，植物生長(zhǎng)調(diào)整劑如細(xì)胞分裂素等。

生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第13頁(yè)四、仿生合成農(nóng)藥采取人工有機(jī)合成方法，產(chǎn)品在有效成份分子結(jié)構(gòu)上仿照了某種生物源物質(zhì)。仿生合成產(chǎn)品與天然物除生產(chǎn)規(guī)模與成本不一樣外，在有效成份分子結(jié)構(gòu)上往往也有許多變動(dòng)，目標(biāo)普通主要為降低成本、提升藥效、增強(qiáng)穩(wěn)定性，有時(shí)也為降低毒性、減緩抗藥性。不過(guò)，只有不但作用機(jī)制相同，而且在分子基本結(jié)構(gòu)、主要功效團(tuán)、甚至分子結(jié)構(gòu)立體構(gòu)像也相同或相同情況下，才屬于仿生合成范圍。

生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第14頁(yè)五、轉(zhuǎn)基因合成農(nóng)藥.轉(zhuǎn)基因作物其中與植物相關(guān)：一是抗蟲(chóng)抗病轉(zhuǎn)基因作物，二是耐除草劑作物。對(duì)于轉(zhuǎn)入外源基因抗蟲(chóng)作物，如轉(zhuǎn)B．t．抗蟲(chóng)棉花、玉米作物，它們不屬于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)防治抗蟲(chóng)育種，也不是生物防治，而相當(dāng)于利用作物本身生物合成有效成份，與生物合成農(nóng)藥類(lèi)似。在作物體內(nèi)合成B．t．內(nèi)毒素與在作物體外施用B．t．制劑對(duì)害蟲(chóng)作用類(lèi)似，甚至產(chǎn)生抗藥性副作用情況亦相同。所以，能夠把這類(lèi)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)作物按農(nóng)藥對(duì)待。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第15頁(yè)Ⅲ

生物農(nóng)藥發(fā)展動(dòng)態(tài)及應(yīng)用技術(shù)生物工程對(duì)生物農(nóng)藥影響植物性農(nóng)藥微生物農(nóng)藥生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第16頁(yè)一、生物工程對(duì)生物農(nóng)藥影響1.1生物工程促進(jìn)生物農(nóng)藥發(fā)展生物工程技術(shù)為生物農(nóng)藥發(fā)展注入了新活力。如轉(zhuǎn)B.t.病毒(B.t.毒素基因在昆蟲(chóng)病毒中表示)、轉(zhuǎn)基因捕食螨、轉(zhuǎn)B.t.基因棉、轉(zhuǎn)B.t.玉米、轉(zhuǎn)B.t.馬鈴薯、轉(zhuǎn)CptI煙草(水稻/馬鈴薯/草莓)等。細(xì)胞工程學(xué)使藥源植物如印楝、魚(yú)藤等細(xì)胞離體培養(yǎng)取得突破;生物技術(shù)如酶聯(lián)免疫分析技術(shù)用來(lái)檢測(cè)有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥殘留,反過(guò)來(lái)又促進(jìn)生物農(nóng)藥發(fā)展;抗除草劑農(nóng)作物品種推廣,使除草劑用量大幅度提升,如因?yàn)槟娃r(nóng)達(dá)除草劑轉(zhuǎn)基因作物推廣應(yīng)用使得農(nóng)達(dá)使用量最近5年在全球以每年20%速度遞增生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第17頁(yè)1.2轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)、抗病作物對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)藥造成沖擊，抗蟲(chóng)作物出現(xiàn)使殺蟲(chóng)劑生產(chǎn)和銷(xiāo)售有所下降,害蟲(chóng)種類(lèi)演替也造成農(nóng)藥品種發(fā)生改變。殺菌劑總體改變不大,但部分品種也受到影響,呈下隆趨勢(shì)。有些人預(yù)計(jì):到年,轉(zhuǎn)基因作物在農(nóng)藥市場(chǎng)中所占份額將到達(dá)15%~20%,約60億美元,全球1999年種植面積到達(dá)880萬(wàn)hm2。以轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉為例,美國(guó)1998年已推廣棉花播種面積40%,我國(guó)也有200萬(wàn)畝,安徽省1999年就達(dá)40萬(wàn)畝。以棉鈴蟲(chóng)防治降低二分之一用藥計(jì),其效益也相當(dāng)可觀。

生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第18頁(yè)1.3轉(zhuǎn)基因作物面臨問(wèn)題轉(zhuǎn)基因作物經(jīng)過(guò)5年多推廣,所面臨問(wèn)題也日益暴露出來(lái)。主要表現(xiàn)在:①對(duì)人類(lèi)和環(huán)境安全性;②抗性風(fēng)險(xiǎn)(a、室內(nèi)用轉(zhuǎn)基因棉花葉片喂養(yǎng)棉鈴蟲(chóng)6~12代,抗性指數(shù)從1.5倍增到4.4倍;b、普通預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)基因作物使用壽命為8~10年;c、超級(jí)抗性生物出現(xiàn);d、抗性基因漂移等);③防治上不足:如轉(zhuǎn)B.t.基因棉,防治棉鈴蟲(chóng)效果隨其代數(shù)而降低,第1代不須用藥,但第3和4代每100株仍有20~40頭3~4齡幼蟲(chóng),每代仍須噴藥3~4次;④昆蟲(chóng)群落演替(a、次要害蟲(chóng)上升為主要害蟲(chóng):轉(zhuǎn)基因棉株體內(nèi)單寧、酚類(lèi)化合物分別降低22%和24%,造成棉蚜、棉紅蜘蛛、棉粉虱、棉薊馬、棉盲蝽等害蟲(chóng)數(shù)量急劇上升;b、天敵種群數(shù)量呈下降趨勢(shì):如棉田龜紋瓢蟲(chóng)及寄生蜂下降約20%~90%)。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第19頁(yè)二、植物性農(nóng)藥

2.1光活化農(nóng)藥近年來(lái),人們發(fā)覺(jué)一些植物次生物質(zhì)在光照條件下對(duì)害蟲(chóng)毒效可提升幾倍、幾十倍甚至上千倍,顯示出光活化特征。自從呋喃香豆素類(lèi)化合物--花椒毒素光活化性質(zhì)被首次發(fā)覺(jué)以來(lái),陸續(xù)發(fā)覺(jué)植物源光活化毒素主要有:呋喃香豆素類(lèi)(線型--花椒毒素;角型--當(dāng)歸根素)、多炔類(lèi)與噻吩類(lèi)、生物堿類(lèi)、擴(kuò)展醌類(lèi)、其它化合物。自70年代以來(lái),光活化農(nóng)藥研究取得了主要進(jìn)展。當(dāng)前光活化殺蟲(chóng)劑已開(kāi)始應(yīng)用于田間,尤其是在防治蚊子幼蟲(chóng)方面取得成功。聚乙炔類(lèi)化合物作為有害生物控制劑在加拿大已取得了專(zhuān)利保護(hù),有些已商品化生產(chǎn),如赤蘚紅B。除了用于殺蟲(chóng)外,光活化農(nóng)藥也用于殺病毒、病菌、線蟲(chóng)等。與普通化學(xué)農(nóng)藥相比,光活化農(nóng)藥含有高效、低毒、低殘留、選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),對(duì)人畜安全,作為一類(lèi)新型無(wú)公害農(nóng)藥有巨大潛力。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第20頁(yè)2.2印楝素(AZ)印楝是當(dāng)前世界上公認(rèn)理想殺蟲(chóng)植物。印楝素是一類(lèi)高度氧化檸檬素,帶有許多相同官能團(tuán)。從印楝種子中曾分離出AZ-A至AZ-G7種活性化合物,其中A是最主要?dú)⑾x(chóng)成份。印楝素及其制劑對(duì)昆蟲(chóng)含有拒食、忌避、生長(zhǎng)調(diào)整、絕育等各種作用。當(dāng)前,已知印楝素制劑對(duì)400余種昆蟲(chóng)表現(xiàn)不一樣生物活性。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第21頁(yè)2.3魚(yú)藤酮(rotenone)魚(yú)藤酮是從魚(yú)藤屬、灰葉屬等植物中提取出來(lái)一個(gè)有殺蟲(chóng)活性物質(zhì),含有觸殺、胃毒、生長(zhǎng)發(fā)育抑制和拒食作用。當(dāng)前已知魚(yú)藤酮對(duì)15個(gè)目137個(gè)科800各種害蟲(chóng)含有較高生物活性而對(duì)人畜安全,易光解變成無(wú)毒或低毒化合物,在環(huán)境中殘留時(shí)間短,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。其藥源植物分布廣泛,生長(zhǎng)快速,魚(yú)藤酮類(lèi)殺蟲(chóng)劑大量使用,會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)及生態(tài)效益。當(dāng)前室內(nèi)已能夠經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)路徑取得魚(yú)藤酮及其類(lèi)似物,而對(duì)其立體構(gòu)型研究有望深入提升其殺蟲(chóng)效果。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第22頁(yè)2.4精油精油是指植物組織中水蒸氣蒸餾成份,經(jīng)常含有植物特征性氣味,通常含有分子量萜烯及生物酚類(lèi),大多數(shù)精油是由幾十種到幾百種化合物組成復(fù)雜混合物。精油對(duì)昆蟲(chóng)含有引誘、殺卵、熏蒸、忌避和影響昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育等作用。一些精油對(duì)昆蟲(chóng)含有神經(jīng)毒性,如一些精油可抑制昆蟲(chóng)乙酰膽堿酯酶,有是章魚(yú)胺拮抗劑。與有機(jī)農(nóng)藥混配,其混配作用主要為:增效作用、溶劑作用和掩蓋有機(jī)農(nóng)藥不良?xì)馕蹲饔?。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第23頁(yè)2.5其它植物性農(nóng)藥青蒿素是從青蒿(黃花蒿)中分離出來(lái)倍半萜類(lèi)化合物,青蒿素及其類(lèi)似物對(duì)菜粉蝶、小菜蛾幼蟲(chóng)含有拒食活性；茼蒿素是從蔬菜茼蒿中分離出來(lái)活性化合物,茼蒿素及其類(lèi)似物對(duì)小菜蛾、菜粉蝶和斜紋夜蛾幼蟲(chóng)含有很好拒食、生長(zhǎng)發(fā)育抑制和毒殺活性，能顯著地降低菜粉蝶幼蟲(chóng)體壁、血淋巴、血淋巴蛋白質(zhì)、血淋巴總糖原和幼蟲(chóng)糖原含量,少血細(xì)胞數(shù)量,抑制中腸酯酶活性；除蟲(chóng)菊酯是除蟲(chóng)菊中分離出來(lái)殺蟲(chóng)活性物質(zhì),天然成份含有光不穩(wěn)定性，是一類(lèi)有較長(zhǎng)歷史植物性殺蟲(chóng)劑；?????生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第24頁(yè)三、微生物農(nóng)藥

微生物農(nóng)藥是能夠用來(lái)殺蟲(chóng)、滅菌、除草以及調(diào)整植物生長(zhǎng)等微生物活體及其代謝產(chǎn)物。包含農(nóng)用抗生素和活體微生物農(nóng)藥,主要種類(lèi)有昆蟲(chóng)病原細(xì)菌、昆蟲(chóng)病原真菌、昆蟲(chóng)病原病毒、昆蟲(chóng)病原原生動(dòng)物、昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)、昆蟲(chóng)病原立克次體。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第25頁(yè)Ⅳ生物農(nóng)藥特點(diǎn)與傳統(tǒng)化學(xué)合成農(nóng)藥相比，生物源農(nóng)藥含有下述特點(diǎn)：（1）專(zhuān)一性強(qiáng)，活性高；（2）含有選擇性，防治譜較窄；（3）對(duì)環(huán)境壓力較小；（4）大多數(shù)生物源農(nóng)藥作用遲緩，在碰到有害生物大量發(fā)生快速蔓延時(shí)往往不能及時(shí)控制為害；（5）作用機(jī)理不一樣于常規(guī)農(nóng)藥，抗性產(chǎn)生慢；（6）開(kāi)發(fā)利用路徑多，基因工程、發(fā)酵工程。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第26頁(yè)另外，生物農(nóng)藥還含有以下缺點(diǎn)：（1）多數(shù)天然產(chǎn)物化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易合成或合成成本太高；（2）受環(huán)境原因影響較大，尤其是光、溫、濕等；（3）活性成份穩(wěn)定性差，易分解，制劑成份復(fù)雜，不易標(biāo)準(zhǔn)化；（4）菌劑含活菌，難以對(duì)制劑制訂出對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；（5）植物采集具季節(jié)性等且分布存在地域性，加工場(chǎng)地選擇受各種原因限制；（6）有些生物源農(nóng)藥毒性也較高。生物農(nóng)藥專(zhuān)題知識(shí)專(zhuān)家講座第27頁(yè)Ⅴ生物農(nóng)藥前景（1）生物農(nóng)藥當(dāng)前在世界農(nóng)藥市場(chǎng)所占份額還很小。1995年全球農(nóng)藥市場(chǎng)是290億美元，其中生物農(nóng)藥為3.8億美元，約占世界農(nóng)藥市場(chǎng)1.3%。截至年，我國(guó)已注冊(cè)登記生物農(nóng)藥有效成份品種77個(gè)，占農(nóng)藥有效成份品種13.4%；產(chǎn)品691個(gè)，占注冊(cè)登記農(nóng)藥產(chǎn)品7.1%。產(chǎn)量靠近10萬(wàn)噸制劑，使用面