苏云金芽孢杆菌营养期杀虫蛋白基因Vip3Aa在虫生真菌孢白僵菌中的表达.pdfVIP

1 文献综述 人们在经历了无机农药和有机农药之后，对化学农药所带来的环境污染和农药残 留问题越来越重视。化学农药污染已严重影响到了人类的生存环境，相比之下，生物 农药具有更突出的生态环保价值。尽管在应用领域和防治效果方面生物农药现在仍不 如化学农药，但一些具有代表性的生物杀虫剂已显现出同化学农药相当的防治效果， [1] 具有广阔的开发前景 。在社会经济发展的同时，人们的环保意识也在提高，防止污 染、保护环境、崇尚自然、追求健康已经成为保障人类生活所需要的重要因素，因此 环境友好型生物源杀虫剂的应用受到越来越高的重视。虫生真菌、细菌和病毒用于微 生物农药的开发应用均有一定的历史，其中真菌杀虫剂具有安全性好、效费比高、能 够发挥持续控制效果及易于人工培养等优点，是环境友好型生物农药发展的理想选择 之一。同时虫生真菌也是农林生态系统中昆虫的重要致死因子，有时能够形成流行病， 这对于生态平衡的维持有重要作用。但另一方面，同细菌、病毒杀虫剂相似，虫生真 菌也存在杀虫效果慢、受环境影响较大和效果不稳定等弱点，因而一定程度上限制了 真菌杀虫剂的大规模应用。因此，有必要有目的地通过基因工程手段对生产菌株进行 遗传改良，获得高效工程菌，加速真菌杀虫剂的产业化步伐。 1.1 发展生物源农药的必要性 据联合国据联合国粮农组织( FAO )估计，全世界每年因病虫害造成的损失约占粮 [2] 食总产量的 1/4，除了造成农产品减产外，还直接造成农产品品质下降 。我国是一 个以种植业为基础的农业大国，中国的可耕地面积约 18 亿亩，而人均耕地面积还不 足世界平均水平的 40% 。人多地少是限制中国农业发展的重要因素。为了提高产量， 农民不断地向土地倾施化肥和农药，以实现单位面积的最大产出，不但农业成本增加， 污染也越来越严重。到二十世纪末，全世界已使用DDT近 150 多亿吨，虽然已禁止使 用，但已有 100 多亿吨流入了大海并继续扩散，而这些DDT导致的环境破坏或许要经 历百年才能恢复。在中国，每年使用的农药利用率仅有三分之一左右，剩余的大部分 则残留在土壤中，或者通过挥发、淋溶等机制进入大气层及水体。化学农药虽然帮我 们创造过农业丰收的奇迹， 但是这种辉煌是短暂的，人类为此付出的代价是高昂的 [3] 。 长期使用化学农药已经给我们造成的严重后果有：①因为过量摄入农药而引发的 疾病的发病率逐年升高；②害虫的天敌数量极剧减少；③害虫抗药性普遍升高，害虫 出现再猖獗；④农产品和土壤的农药残留量越来越高；⑤农产品生产成本逐年提高， 农民已到了无力承受的边缘。尽管农药的杀虫力是逐年提高，但最终不是农药淘汰害 虫，而是害虫淘汰农药。例如：1605 治棉蚜虫，1953 年 10000 倍稀释喷一次效果很 1 好，1957 年则需 800 倍喷 2 次，1976 年用 500 倍喷 5 次效果还不理想。要抑制虫害 的发展，如果只依靠加大用药量和用药次数，不仅会加重农民负担，而且会造成劳动 力的紧张。研究发现更安全、更有效的控制虫害的方法， 逐步摆脱化学农药给人类 造成的困境，应该成为世界各地生物学家努力的方向。同化学农药相比，生物农药具 有对人畜无毒、害虫不易产生抗性、杀虫效果稳定持久等优点。同时由于生物工程技 [4] 术和制剂技术的进步，生物农药的防治效果越来越稳定，防治成本也越来越低 。 如今城市居民生活水平不断提高， 有机食品(无公害的天然食品) 的需求量越来越 多。实现国家林业局提出的到 2010 年全国林业有害生物无公害防治率达到 80%，因 [5] 此在人们对化学杀虫剂逐渐失望的今天， 发展生物活性杀虫剂已是刻不容缓 。 1.2 真菌杀虫剂的发展简史 1834年意大利人巴希（Bassi ）的研究确定了球孢白僵菌是家蚕白僵病的病原， 正是这一研究开始了人类对昆虫