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对目标害虫有持续控制效果的昆虫病毒杀虫剂的研究始于70年代 。上世纪棉铃虫的暴发,促进了棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂的发展 。我国登记注册的15个病毒杀虫剂中有12个是棉铃虫核型多角体病毒,可见目前我国昆虫病毒杀虫剂品种单一 。
新型杀虫微生物制剂:以叶甲类鞘翅目害虫、甜菜夜蛾等鳞翅目害虫为主要防治对象,进行高效广谱Bt制剂的研制和应用研究 。充分利用我国极其丰富的微生物资源,分离有自主知识产权和重要应用价值的新的抗虫和抗病蛋白基因 。通过杀虫蛋白基因组合,分子进化、不同结构域中氨基酸定点诱变、融合、互换等分子设计手段进一步提高杀虫毒力,扩大杀虫谱 。
2.2 农用抗生素
我国农用抗生素占生物农药总产量的90%,但具有自主知识产权实用化的新农抗品种较少 。20世纪90年代以来,国内先后筛选报道了一些具有自主知识产权的新农抗品种,其中杀虫抗生素有戒台霉素,杀菌抗生素有宁南霉素等,但目前已实用化的品种仅宁南霉素一种 。我国目前杀虫、杀菌抗生素类农药29种,120个产品,生产厂家约100个,年产制剂8万多吨,是生产农用抗生素的大国, 但至今尚未创制出有影响力的新农抗品种 。从世界范围看,20世纪80年代发现最有影响力的新的杀虫抗生素和除草抗生素,90年代发现最有影响力的新的杀虫抗生素和杀菌抗生素 。其中被美国默克等公司开发成目前世界上最好的产品,被作为先导化合物合成出目前最好的除草剂-草甘膦系列;和正在开发中,有望成为世界上最好的生物杀虫剂和杀菌剂 。
我国“九五”期间登记的宁南霉素,其发酵工艺尚需进一步完善 。中生菌素对水稻白叶枯等多种细菌性病害防效显著,目前尚只有水剂和可湿性粉剂两种,还不能满足不同作物和不同生态环境应用需要 。
研制一些针对性强的化学修饰技术,重点改造一些天然的农用抗生素的结构,以增加其用途或提高其药效;加强老品种的研发,通过代谢工程显著提高井冈霉素、南昌霉素和梅岭霉素等的产量,使井冈霉素产生菌的产量超过现有工业生产菌株;通过基因簇系列敲除获得只产生南昌霉素或只产生梅岭霉素的工程菌;利用丰富的抗生素基因资源,通过组合生物合成定向获得新活性衍生抗生素 。利用发酵工程技术研究农用抗生素发酵代谢规律,获得大幅度提高发酵水平的新工艺和新剂型加工工艺 。
近几年来对海洋微生物、昆虫病原细菌肠道微生物的研究获得了一定进展,这两类特异生境的微生物能产生特异杀虫或抑菌代谢物 。结果表明,嗜线虫致病杆菌北京变种产生的异香豆素衍生物对马铃薯晚疫病、番茄晚疫病、白粉病等重要病害有较好的控制作用 。
2.3 真菌类制剂
昆虫病原真菌对解决害虫的抗药性问题极具潜力 。自20世纪80年代后期以来,国外已有40多个真菌杀虫剂注册登记且大面积应用 。开展昆虫病原真菌资源收集、毒力菌株筛选、杀虫真菌侵染机理以及利用基因工程进行毒力菌株改造等方面的研究工作 。通过农杆菌介导转化真菌技术,将克隆到的分解昆虫外壳的蛋白酶和几丁酶基因导入白僵菌 。筛选对蚜虫等刺吸式害虫防治效果明显提高的重组菌株 。建立以蜕皮激素()为诱导物的调控系统,筛选能在较低湿度与不同温度下促进杀虫真菌孢子萌发与侵染、提高杀虫真菌货架寿命的辅助剂,基因工程技术已成为高效的杀虫真菌菌株选育手段 。
在杀虫真菌农药中,白僵菌研究历史最长,研究队伍最大,每年应用于防治松毛虫和玉米螟面积达1千万亩以上,杀菌真菌农药主要有木霉菌等 。自上世纪30年代发现木霉菌对植物病害的防治作用以来,它是研究最多,应用面积最大的真菌杀菌剂,目前产品主要是采用液固两相发酵生产分生孢子 。20世纪90年代末期,美国研究出的液体发酵产厚垣孢子工艺有望为木霉菌产业化提供新途径 。开展木霉菌产厚垣孢子调控机制研究,进行担子拟青霉等高效菌株筛选和工程菌株的构建,为真菌发酵工艺突破提供技术支持 。