生物农药在我国已有50多年的生产和应用历史，到2004年为止，登记在册的生物农药活性成分品种140种，占我国农药总有效成分品种的15％；产品411个，占注册磴记农药产品的8％；年产量12万～13万吨制剂，约占农药总产量的12％；年产值约3亿美元，占农药总产值的10％左右；使用面积约4亿多亩次。但是，从综合产业化规模与其研究深度上分析，微生物源生物农药井冈霉素、阿维菌素、赤霉素、苏云金杆菌制剂4个品种是我国生物农药产业中的领军品种，而农用链霉素、农抗120、多抗霉素和中生菌素等产业化品种是我国生物农药产业的中坚力量。上述这些微生物源生物农药品种的市场规模已占到生物农药的90％左右。目前，我国已成为世界上最大的井冈霉素、阿维菌素和赤霉素的生产国。井冈霉素、阿维菌素也已成为我国农药杀菌剂和杀虫剂销售和使用量名列前茅的品种。下面将对井冈霉素、阿维菌素、赤霉素和苏云金杆菌制剂分别进行简要介绍。

    ①井冈霉素。井冈霉素(Jinggongmycin)是1973年由上海市农药研究所在江西井冈山地区的土壤中分离获得的吸水链霉菌井冈变种产生的水溶性抗生素，共有A、B、C、D、E、F六个组分。其主要活性物质为井冈霉素A，其次为井冈霉素B，A组分的活性最强，含量最高，是控制水稻纹枯病(sheath blight)的主要有效成分。井冈霉素是内吸性(能被作物吸收的特性)很强的农用抗生素，当井冈霉素接触到水稻纹枯病菌菌丝后，能很快被菌体细胞吸收并在菌体内传导，干扰和抑制病原菌生长和发育，使菌丝体顶端产生异常分枝，进而停止生长。井冈霉素除了用于防治水稻纹枯病外，也可以用于防止小麦纹枯病、稻曲病、玉米大斑病、蔬菜立枯病与根腐病以及棉花、豆类、人参的立枯病等，是我国农用抗生素产品的当家品种之一。

    ②阿维菌素。阿维菌素(avermectin)是一种高效、广谱，具有杀虫、杀螨、杀线虫活性

的抗生素。1 975年，日本北里研究所从日本静冈县土壤中分离得到阿维链霉菌。阿维菌素就是由阿维链霉菌所产生的。它含有8个结构相似的‘组分，编号分别为A1a、A2a,A1b、A2b、B1a、B1b、B2a和B2b，其中以B1组分的杀虫活性最高，毒性最小。阿维菌素的作用靶点是昆虫外周神经系统内的γ-氨基丁酸受体。它能促进γ-氨基丁酸从神经末梢释放，增强γ-氨基丁酸与细胞膜上受体的结合，使细胞膜超极化，导致神经信号传递受抑。但是，阿维菌素对许多害虫的卵没有活性，无内吸性，并且对某些害虫会产生抗性。为此，除了提高菌种的产素能力以及通过改进生产工艺等来提高其活性外，对其母体结构的衍生化改造可能更有意义。目前，已经合成了上千种阿维菌素的衍生物，它们既克服了原母体阿维菌素的某些不足，在防治范围、杀虫活性和对人畜及环境毒性等方面也得到了很大的改善。    

    ⑧赤霉素。1926年日本病理学家在水稻恶苗病的研究中发现，水稻植株发生徒长是由赤霉困(Gibberella fujikuroi)的分泌物引起的。当水稻感染了赤霉菌后，会出现植株疯长的现象，病株往往比正常植株高50％以上，而且结实率大大降低，因而称之为“恶苗病”。1935年日本科学。家从诱发恶苗病的赤霉菌培养物中分离得到了能促进植物生长的非结晶固体，并称之为赤霉素。1958年麦克仑(Macmillan)等人从豆科植物未成熟的种子中分离出GA,并证明GA是高等植物中所含的植物激素。到目前为止，已经从高等植物和微生物中分离出70余种赤霉素。

    赤霉素都是以赤霉素烷(gibberellane)为骨架的双萜类衍生物，由四个异戊二烯单位组成，共有A、B、C、D 四个环，它们对其活性都是必要的，环上各基团的不同就形成了各种不同的赤霉素，但是所有具有活性的赤霉素的第7位碳均为羧基，这也是为什／z,赤霉素又称为赤霉酸的原因。根据赤霉素分子中碳原子的多少，可分为C19赤霉素和C20一赤霉素。其中，G19一赤霉素的种类比C20一赤霉素的多，且活性高。

    赤霉素具有调节植物生长和发育的作用，极低浓度就有效果。外源赤霉素进入植物体内后，与植物自身产生的内源赤霉素一样，促使细胞延长，导致植物茎伸长和叶片扩大。同时，还可以打破种子休眠，改变雌雄花比例，影响开花时间，减少花和果脱落等。

    ④苏云金芽孢杆菌。苏云金芽孢杆菌简称苏云金杆菌，1901年在日本被发现，1911年由柏林纳从地中海粉螟的患病幼虫中分离出来，并依其发现地点德国苏石金省而命名。苏云金杆菌是一种分布极广的、内生芽孢的革兰阳性土壤细菌。对其杀虫机理已作了大量的研究，现已证明其杀死宿主昆虫主要靠其芽孢和毒素。

    苏云金杆菌所产生的毒素主要有δ一内毒素(delta—end(ooxin)和β一外毒素(bata—exotoxin)。δ一内毒素是在芽孢形成过程中，在菌体内的一端或两端形成一个或多个形状一致或不同的伴孢晶体的主要成分，是具有杀虫活性的蛋白质，故又称为杀虫晶体蛋白。δ一内毒素是所有苏云金杆菌菌株共有的毒素，足最主要的杀虫成分。伴孢晶体属于一种毒性蛋白，它不溶于水和有机溶剂，可溶于碱性溶液，具有一定的耐热性，100℃下处理30min仍能保持毒性。当昆虫吞食苏云金杆菌的芽孢后，晶体蛋白在碱性的昆虫中肠液内溶解(鳞翅目昆虫中肠液pH为8．0～9．9)，艿一内毒素被分解成为小分子毒性多肽，从而使昆虫死亡。

    β一外毒素是一种腺嘌呤核苷酸衍生物，是苏云金杆菌在一定培养条件下所产生的细胞外毒素，可溶于水，热稳定性好，经高温高压处理后仍能保持毒性。β一外毒素作为RNA聚合酶的竞争抑制剂，也可干扰有关激素的合成，从而导致幼虫发育畸形或不能正常化蛹。

    苏云金杆菌很早就被人们用作生物杀虫剂。1938年，第一个商品制剂Sporeine在法国问世。目前，苏云金杆菌产品被广泛用于粮食、经济作物、蔬菜、林果害虫以及卫生害虫的防治。世界市场上各类苏云金杆菌制剂的产值接近2亿美元，我国苏云金杆菌制剂的产量已超过2万吨，每年应用面积可达6000万亩，主要防治对象包括棉铃虫、小菜蛾、菜青虫、玉米螟、水稻三化螟、大豆天蛾、茶毛虫、苹果巢蛾、马尾松毛虫、油桐尺蠖等。    

    尽管苏云金杆菌具有很多优势，但是在应用过程中也暴露了二些局限性。例如，药效慢、毒力不强、杀虫谱窄、药效期短、会产生抗药性以及在某些特定的环境条件下(如植物根部、茎内或水体中)难以发挥作用等。为此，科学家借助基因重组和异源表达等技术，通过构建工程菌和培育转基因抗虫植物，从而可以达到扩大杀虫谱、延长药效期并改善释放性能和提高毒力等目的。另外，通过转基因技术，采用不同的苏云金杆菌毒素蛋白基因，已经获得了50多种不同的抗虫转基因植物。例如，从1995年起，苏云金杆菌转基因抗虫玉米、棉花和马铃薯已商品化，到1997年，全世界已发放苏云金杆菌转基因抗虫玉米品种11个，棉花和马铃薯品种各5个，主要种植于美国、加拿大、日本、南非、澳大利亚、阿根廷、墨西哥和中国等国家。

    除了上述几种微生物源生物农药外，利用昆虫的病原微生物活体直接作为生物农药的还有：①真菌杀虫剂。它是以白僵菌、绿僵菌、拟青霉菌等昆虫病原真菌为菌种生产的。②细菌杀虫剂。除前述的苏云金杆菌外，目前已被开发成产品投入实际应用的还有日本金龟子芽孢杆菌(Bacillus popilliae)、球形芽孢杆菌和缓病芽孢杆菌。③病毒杀虫剂。生产上应用最大的是核型多角体病毒和颗粒体病毒，这两种病毒均以鳞翅目害虫为特异性寄主，安全性高，可长期保存，易于生产，并与化学杀虫剂具有相似的施用方法。④微孢子虫杀虫剂。例如，防治蝗虫的微孢子虫制剂，已有商品化应用。⑤利用对昆虫无专一性寄生的线虫开发杀虫剂研究正进入实用性阶段。⑥真菌除草剂。例如，我国开发的“鲁保一号”就属于真菌除草剂。⑦细菌杀菌剂。如地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、假单胞菌、枯草芽孢杆菌等均可能开发成杀菌剂。

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