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湖南师范大学研发新型苏云金杆菌杀虫剂:高效绿色农药助力农业可持续发展

日前,湖南师范大学生命科学学院成功研发出一种高效新型苏云金杆菌杀虫剂,这是一种绿色农药,可广泛应用于农业害虫防治。该研究得到了国家“863”计划项目“利用蛛毒基因克隆进苏云金杆菌发酵生产高效广谱生物杀虫剂”(批准号:2002AA245021)和国家自然科学基金项目“苏云金杆菌杀虫晶体蛋白C-端区域结构与功能的研究”(批准号:30270037)的资助,最终产品为高效新型微生物杀虫剂。

该项目综合运用微生物工程技术、发酵工程和生物工程下游技术,选育出高效、速效和持效的苏云金杆菌新菌种。研究团队结合计算机技术,通过正交设计筛选和优化最佳发酵条件,建立了新型发酵生产工艺流程。此外,还研究了菌剂助效剂、杀虫增效技术及质量标准,以确定菌种的杀虫谱和大田应用技术体系。从分子生物学水平上,该项目阐明了该菌种晶体毒蛋白的分子生物学特性、杀虫作用机理和基因定位。目前,该技术已成熟,产品已申请发明专利并获得生产许可。

苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)是一种革兰氏阳性土壤细菌,在芽孢形成过程中产生杀虫晶体蛋白(ICP),对多种农业害虫具有特异性毒杀作用,而对人畜和环境安全。其杀虫机制主要依赖于晶体蛋白在昆虫中肠碱性环境下溶解,经蛋白酶激活后与中肠上皮细胞受体结合,形成穿孔导致细胞裂解。本项目通过基因工程手段将蛛毒基因克隆入Bt,增强了其杀虫广谱性和效力。

1992年,“世界环境与发展大会”明确提出,到2000年全球范围内应控制化学农药的销售和使用,使生物农药用量达到60%。美国、英国、日本、巴西等国家已下令取缔有残留的化学农药,要求生物农药占农药总量的60%以上。我国农业部和化学工业部计划到2005年和2015年,生物农药分别占农药总量的30%和50%。目前,我国农药年耗用量达150万吨以上,按此比例,年需生物农药量至少在60万吨以上。然而,我国生物农药年产量仅8000吨,占农药总量的1%以下,可见发展微生物杀虫剂在我国具有巨大的潜在市场。

(责任编辑:泉水)