1、.,微生物農(nóng)藥,講解：,班級(jí)：生物技術(shù),.,一 農(nóng)藥(Pesticide),一、定義 農(nóng)藥是一種化學(xué)物質(zhì)，用于防治病、蟲、草害，包括殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、滅鼠劑、以及調(diào)節(jié)植物生長的化學(xué)藥品和生物藥品。其中用量最大的是前三種類型農(nóng)藥。,.,二、農(nóng)藥的分類,礦物源農(nóng)藥 有機(jī)合成農(nóng)藥 生物農(nóng)藥,按來源分：,殺蟲劑 除草劑 殺細(xì)菌劑 殺真菌劑 殺螨劑 殺鼠劑 殺螺劑等,按作用對(duì)象分：,按化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)分：,有機(jī)磷、有機(jī)氯、有機(jī)砷、有機(jī)汞、擬除蟲菊酯等,.,三、使用農(nóng)藥的利與弊,農(nóng)藥可減少農(nóng)作物的損失，提高產(chǎn) 量，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，增加食物 供應(yīng)。,農(nóng)藥在人類文明史和發(fā)展史上的確功不可沒。然而農(nóng)

2、藥是有毒化學(xué)品，它對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的危害也是不爭(zhēng)的事實(shí)。,.,1、農(nóng)藥造成害蟲的抗藥性,害蟲和雜草的抗藥性也是不客忽視的現(xiàn)象，隨著農(nóng)藥大量長期的使用，一些害蟲的耐藥性越來越高，以至一些農(nóng)藥失去效用。,.,2、農(nóng)藥造成自然農(nóng)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)的平衡被破壞,由于農(nóng)藥的殺傷力，不僅害蟲被消滅了，還消滅了(甚至是滅絕了)許多有益的昆蟲，這些昆蟲是害蟲的天敵，導(dǎo)致生態(tài)平衡的破壞。,.,3、農(nóng)藥對(duì)人體健康的不良影響,（一）農(nóng)藥的急性毒性 包括職業(yè)性（工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)施用）、農(nóng)藥自殺、誤服誤用引起。引起急性中毒的農(nóng)藥最常見為有機(jī)磷殺蟲劑，其次為氨基甲酸酯類、有機(jī)氯、有機(jī)汞。 （二）慢性毒性 主要發(fā)生在較長時(shí)間接觸農(nóng)

3、藥的人群。慢性毒性的測(cè)定主要觀察農(nóng)藥的三致作用（致畸 致癌 致突變）。,.,四、農(nóng)藥殘留 1、定義：指農(nóng)藥使用后殘存于生物體、食品和環(huán)境中的微量農(nóng)藥原體及其有毒代謝物、降解產(chǎn)物和雜質(zhì)的總稱。,2、來源： 施藥后的直接污染 從污染環(huán)境中吸收 通過食物鏈與生物富集作用而產(chǎn)生間接污染 熏蒸、食品包裝、運(yùn)輸過程食品與農(nóng)藥混放等造成的農(nóng)藥污染和誤食。,.,施用農(nóng)藥,農(nóng)作物,大氣,土壤（農(nóng)田）,地下水,農(nóng)產(chǎn)品,地表水,水生物,畜 禽,人 體,飄浮,殘留,吸收,飼料,食用,食用,飲用,食用,飲用水,吸入,濕沉降,吸收,滲入,農(nóng)藥進(jìn)入人體的途徑,.,20世紀(jì)70年代起，美國及西歐等發(fā)達(dá)國家開始限制和禁止使用D

4、DT。我國于1983年宣布停止生產(chǎn)和使用DDT，從此DDT這一曾經(jīng)為人類健康和農(nóng)業(yè)發(fā)展做出過杰出貢以的農(nóng)藥退出了歷史舞臺(tái)。,DDT的危害,DDT的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易降解，在自然界及生物體內(nèi)可以較長時(shí)間存在，通過食物鉸富集、毒性增大、導(dǎo)致魚類和鳥類的死亡，甚至在南極大陸定居的企鵝體內(nèi)都有DDT的存在，對(duì)人類的健康也構(gòu)成了威脅。,.,開發(fā)環(huán)境友好農(nóng)藥,新農(nóng)藥開發(fā)的目標(biāo)轉(zhuǎn)向易降解、低殘留、高活性以及對(duì)環(huán)境有益生物比較安全的方向。許多針對(duì)性強(qiáng)、高效甚至超高效農(nóng)藥不斷面世（如微生物農(nóng)藥）。,.,微生物農(nóng)藥的性質(zhì)和種類,.,(2)無公害、無殘留、安全環(huán)保,(3)特異性強(qiáng)，不殺傷害蟲天敵及有益生物，維持生態(tài)

5、平衡,(4)不易產(chǎn)生抗藥性；,(1)研發(fā)的選擇余地大，開發(fā)利用途徑多,(5) 環(huán)境相容性好,微生物農(nóng)藥的優(yōu)點(diǎn),(6)生產(chǎn)工藝簡單,.,根據(jù)來源，分為 活體微生物農(nóng)藥 微生物體農(nóng)藥，是指能使有害生物致病的病原微生物活體直接作為農(nóng)藥。分為細(xì)菌類、真菌類、病毒類。 農(nóng)用抗生素： 微生物的次級(jí)代謝產(chǎn)物，可抑制或殺滅作物的病、蟲、草害及調(diào)節(jié)作物生長發(fā)育，將其加工成可直接使用的形態(tài)。,一、分類,.,根據(jù)功效分為 微生物殺蟲劑：細(xì)菌殺蟲劑，真菌殺蟲劑，病毒 殺蟲劑， 微生物殺菌劑：細(xì)菌殺菌劑，真菌殺菌劑，病毒 殺菌劑 微生物除草劑：細(xì)菌除草劑，真菌除草劑，病毒 除草劑,.,細(xì)菌殺蟲劑,已分離到的昆蟲病原菌的

6、菌種和變種約有100種，其中研究最多、效果最好的是芽孢桿菌屬的蘇云金桿菌類和日本金龜子芽孢桿菌。,.,棉鈴蟲,斜紋夜蛾,甜菜夜蛾,.,代表性細(xì)菌殺蟲劑-蘇云金芽孢桿菌（Bt),短桿狀，單生或形成短鏈。周生鞭毛，革蘭氏染色陽性。生長到一定階段后，在一端形成芽孢，另一端形成一近菱形的蛋白質(zhì)晶體，稱為伴孢晶體。用石碳酸復(fù)紅染色，營養(yǎng)體紅色，晶體深紅色，芽孢透明不著色。菌體最后破裂而釋放出芽孢及伴孢晶體。 蘇云金桿菌中存在著很多寄主不同的品系或株系。例如，從自然感染的鱗翅目不同種類幼蟲上分離到了多種蘇云金桿菌變種。,.,Spore and parasporal crystal,Spore,Crysta

7、l,.,蘇云金桿菌的殺蟲機(jī)理,蘇云金桿菌可寄生130多種鱗翅目幼蟲。此外，膜翅目、雙翅目、直翅目和鞘翅目中的一些昆蟲也可被此菌感染?？刂泼x、小蔡蛾、棉鈴蟲等。 蘇云金桿菌殺蟲的作用在于它所產(chǎn)生的某些毒素。這些毒素主要是內(nèi)毒素和外毒素。,.,內(nèi)毒素是所有蘇云金桿菌品系共有的毒素，存在于蛋白質(zhì)晶體（即伴孢晶體）中，故也稱為晶體毒素。在堿性腸道中被水解成毒性短肽，作用于上皮細(xì)胞，使中腸麻痹。 外毒素是蘇云金桿菌中的幾個(gè)變種在一定培養(yǎng)條件下產(chǎn)生的一種胞外毒素。,.,蘇云金桿菌防治害蟲的特點(diǎn),在昆蟲病原細(xì)菌中，以蘇云金桿菌在害蟲防治中的應(yīng)用最為廣泛，效果也最好。其殺蟲范圍有一定的廣譜性，并且具有不亞于

8、某些化學(xué)殺蟲劑的速效性。在這一點(diǎn)上蘇云金桿菌優(yōu)于真菌和病毒制劑。,.,蘇云金桿菌菌劑的生產(chǎn),菌劑生產(chǎn)常采用液體發(fā)酵或半固體發(fā)酵法。液體發(fā)酵常采用豆餅粉、玉米漿、蛋白胨、酵母粉等為營養(yǎng)物，配制成固體物含量為36的培養(yǎng)液，利用發(fā)酵罐培養(yǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)量大，質(zhì)量穩(wěn)定，但需要較復(fù)雜的設(shè)備和動(dòng)力。 半固體發(fā)酵是利用豆餅粉、米糠、麥麩等制成半固體培養(yǎng)基，接種后在淺盤上培養(yǎng)，具有設(shè)備簡單、技術(shù)易掌握的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)率低。,.,利用真菌防治害蟲已有百余年的歷史，綠僵菌Metarhizium anisopliae是首批用于生防的真菌之一，用于防治小麥小金蟲。而白僵菌制劑是發(fā)展歷史較早、應(yīng)用最廣

9、的一種真菌殺蟲劑，主要用于防治玉米螟和松毛蟲。目前在真菌殺蟲劑中，各國研究應(yīng)用最多的是白僵菌，其次是綠僵菌，還有赤霉菌、蟲生藻菌等。,1. 真菌殺蟲劑的發(fā)展歷史,三、真菌殺蟲劑,.,真菌殺蟲劑與細(xì)菌殺蟲劑相比優(yōu)點(diǎn)有： （1）許多真菌寄主范圍廣，可感染多種昆蟲。 （2）真菌通過侵染表皮感染寄主，除了鱗翅目幼蟲、鞘翅目昆蟲和其他咀嚼式口器的昆蟲外，還可以感染蚜蟲和葉蟬。,.,代表性昆蟲寄生真菌-白僵菌,白僵菌能利用多種碳源，包括葡萄糖、蔗糖、淀粉。培養(yǎng)白僵菌可使用各種富含淀粉、糖類的谷類等原料。球孢白僵菌生長溫度5-35，22-26 菌株生長最適宜，30和相對(duì)濕度20-50%有利于孢子成熟，孢子萌

10、發(fā)要求相對(duì)濕度在95%以上。,.,白僵菌分生孢子接觸蟲體后，在適宜條件下萌發(fā)成菌絲，菌絲可穿透蟲體壁傳入蟲體內(nèi)，大量繁殖，分泌草酸鈣結(jié)晶和白僵菌素，影響血液循環(huán)和破壞組織，干擾新陳代謝，23d后害蟲死亡。死后，菌絲體穿透蟲壁繼續(xù)生長，在蟲體表面產(chǎn)生大量白色的分生孢子，蟲尸變白色僵硬，孢子可隨風(fēng)擴(kuò)散或接觸其他蟲體，繼續(xù)感染其他害蟲蟲體。整個(gè)過程僅需7-10天。,殺蟲機(jī)理,.,.,產(chǎn)品特性：有效成分為白僵菌活孢子。產(chǎn)品外觀為白色或灰白色粉狀物。害蟲不易產(chǎn)生抗性。 殺蟲范圍：適用于鱗翅目、同翅目、膜翅目、直翅目等害蟲的防治。對(duì)松毛蟲防治效果突出。,產(chǎn)品特性與殺蟲范圍：,.,白僵菌制劑的施用方法,噴霧

11、法(用0.05%洗衣粉作黏附劑) 土壤處理法(菌粉加細(xì)土),.,人們對(duì)昆蟲病毒的認(rèn)識(shí)可以追溯到12世紀(jì)中葉，迄今，至少已知1600多種昆蟲能被病毒感染。根據(jù)最新的國際病毒分類委員會(huì)報(bào)告，感染昆蟲的病毒分別被歸屬于17個(gè)科，共1000余種。其中的桿狀病毒科和呼腸孤病毒科是目前生產(chǎn)上應(yīng)用最多的二類病毒。,四、病毒殺蟲劑,.,1 、病毒防治害蟲的特點(diǎn),病害治蟲的突出優(yōu)點(diǎn)是具有長效性 （1）成蟲攜帶病菌，產(chǎn)卵時(shí)可傳給后代； （2）昆蟲病毒在自然條件下十分穩(wěn)定，不易失活，可長期作為昆蟲的感染原； （3）有些病毒可在不同寄主中交叉感染。 由于這些原因，昆蟲病害可以代代、年年相傳。,.,2.核型多角體病毒,

12、此類病毒在寄主昆蟲細(xì)胞核內(nèi)增殖，核酸為DNA，病毒粒子為桿狀。病毒增殖到一定階段后形成多角體的包涵體，內(nèi)含多個(gè)病毒粒子。被感染的昆蟲都是幼蟲，死蟲體內(nèi)組織液化，皮膚脆，觸之即破，流出汁液。死蟲體常見倒掛于枝條上。,.,棉鈴蟲核形多角體病毒的包涵體,.,3、病毒殺蟲劑的生產(chǎn),病毒是專性寄生物，目前尚無法在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)，而只能用活蟲體或活細(xì)胞組織來生產(chǎn)病毒。 用活蟲體生產(chǎn)病毒有以下途徑：,（1 ）害蟲大發(fā)生時(shí)，在林間噴灑病毒，任其自然 感染增殖，待害蟲感染死亡或?yàn)l死時(shí)收集害蟲。,.,2 ）在室內(nèi)人工大量飼養(yǎng)昆蟲，然后接種病毒。,.,美國用該法生產(chǎn)棉鈴蟲核型多角體病毒，程序是： 飼養(yǎng)幼蟲接種（飼

13、喂含病毒粒子的飼料）26下增殖收集死蟲研碎過濾離心提純制成劑型。一個(gè)生產(chǎn)周期病毒可增殖5000倍以上。,.,五、其他殺蟲劑,原生動(dòng)物殺蟲劑 重組微生物殺蟲劑,線蟲,.,六、農(nóng)用抗生素,農(nóng)用抗生素是指微生物活動(dòng)中產(chǎn)生的對(duì)各種微生、昆蟲螨類、線蟲、寄生蟲等其他生物在很低的濃度下顯示特異藥理作用的次級(jí)代謝產(chǎn)物。 作用的機(jī)制： （1）抑制細(xì)胞壁合成 （2）阻礙原生質(zhì)膜的功能 （3）抑制細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成 （4）抑制核酸合成等,.,1、殺蟲劑：殺蚜素A、韶光霉素、南昌霉素、梅嶺霉素、華光霉素、瀏陽霉素、滅蚊鏈霉素、阿維霉素 2、殺菌劑：井岡霉素、抗霉素120、公主嶺霉素、波拉霉素、武夷霉素、中生霉素、科生

14、霉素、寧南霉素、多抗霉素。,.,植物防治用抗生素同化學(xué)農(nóng)藥相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)： 1）生物活性半衰期短，不易在植物體內(nèi)積累； 2）用量少，一般只用10-50ug/g，對(duì)環(huán)境沒 有污染； 3）在防治病害的同時(shí)，往往還能刺激植物生長。,.,七、微生物除草劑,我國，列入名的雜草有704種，分屬87科366屬，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成為害的重要農(nóng)田雜草有60多種。 微生物除草劑是指利用植物的致病微生物（真菌、線蟲、病毒）防治田間雜草。我國 “魯保一號(hào)”真菌防治大豆兔絲子，美國、澳大利亞和歐洲利用粉苞柄銹菌防治小麥田中的主要雜草燈心粉苞苣均取得較大面積防效。,.,微生物除草劑 目前，利用微生物源開發(fā)的微生物除草劑有二類： (1)利用放線菌生產(chǎn)的抗生素除草劑，例如雙丙氨膦； (2)利用病原真菌生產(chǎn)的孢子除草劑。 雙丙氨膦 谷氨酰胺合成酶抑制劑 ，導(dǎo)致植物體內(nèi)氨的結(jié)累常用于非耕地和果園等防除一年生和某些多年生雜草在土壤中的半衰期（DT50）為2030天。,左側(cè)是沒有噴灑雙丙氨膦除草劑的煙草種植物和雜草一起生長的情況；右側(cè)是噴灑后的情況，只留下煙草種植物。,.