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湖北病毒专家“生物战”揭秘:以毒攻毒精准灭虫

2008-09-23 06:03 中科院武汉病毒研究所 中科院武汉病毒研究所 阅读 0
核心摘要: 本文揭秘了湖北省病毒专家如何利用“生物导弹”和“细菌武器”精准防治害虫。通过赤眼蜂携带病毒制成“生物导弹”,有效控制松毛虫灾,成本低且环保。同时,从自然界筛选出高效杀蚊菌株,制成“C3—41杀蚊幼乳剂”,在汶川地震灾区灭蚊中发挥重要作用,展示了生物防治的巨大潜力。

在松毛虫、蚊子等害虫抗药性越来越强、对环境污染日益严重的背景下,湖北省的病毒专家们悄然打响了一场“生物战”。与“大规模杀伤”式的化学农药相比,“生物战”采用以“毒”攻“毒”的“精确打击”战术,不仅成本低廉、效果显著,而且不伤及环境及其他生物。那么,生活中令人闻之色变的病毒和细菌,是如何在专家手中成为消灭害虫的利器的呢?

松毛虫肆虐,仿佛“火烧”林场

1997年,湖北省应城团山林场爆发了有史以来最大的一次松毛虫灾。无数松毛虫向松树林发起疯狂进攻。“人在林中站立时,耳边一片‘噼噼啪啪’的声音,不是风声,也不是火苗燃烧的声音,而是松毛虫啃食松叶的声音,十分恐怖!”中科院武汉病毒研究所研究员彭辉银教授回忆道。不到半个月,松针被吃光,四季常青的松树林变得一片枯黄,“远望如火烧,近看虫满树”。松毛虫灾被称为“无烟的森林火灾”,是森林十大病虫害之首。然而,一个月后,松毛虫却突然“偃旗息鼓”,松林并未被毁灭。直到2年后,谜底才揭开:林场使用了我国科学家研制的“秘密武器”——“生物导弹”。

赤眼蜂当“天使”,“生物导弹”显神奇

过去,人们主要喷洒化学农药防治害虫,但弊端明显:化学农药属于“大规模杀伤性武器”,毒杀害虫的同时也危害其他生物和人类,并导致环境污染;害虫易产生抗药性,且农药利用率低——喷洒的病毒制剂中,仅1%对害虫起作用,99%流失在空气、土壤或被作物吸收。科学家曾尝试用鸟类、蜜蜂传递病毒,但效果不佳。病毒好比“弹头”,缺少的是有效运载工具。1991年,彭辉银教授开始研究利用赤眼蜂(一种专门寄生在昆虫卵内的天敌)作为媒介运送病毒。经过3年努力,“生物导弹”研制成功。赤眼蜂定向性强,能迅速找到害虫卵作为寄生卵,从而扮演了“运载工具”的角色。

彭辉银课题组用柞蚕卵繁殖赤眼蜂,并将病毒专用剂型接到柞蚕卵表面。当赤眼蜂咬破壳爬出时,每个仅1毫米大小的赤眼蜂身上可粘上数百个病毒。一枚“生物导弹”外表只是一个小纸盒,内装60多粒表面附着病毒的柞蚕卵;平均每粒卵孵化60只赤眼蜂,每只蜂携带100个病毒,一枚“生物导弹”可释放36万个病毒。使用“生物导弹”可使害虫幼虫患病,在种群中诱发病毒流行病,从而大面积控制害虫。实验证明,“生物导弹”制导准确,只针对目标害虫,不伤及无辜,对人畜无害。使用方法简单:将半个火柴盒大小的“生物导弹”挂在树木一人高处即可。5枚“生物导弹”可控制一亩范围内的松毛虫,成本低于传统农药,且持续期长,一年使用多年受益。当年,彭辉银教授带着第一代“生物导弹”赶赴应城团山林场时,林场职工表示怀疑:“我们过去用那么多化学农药都不管用,这玩意儿能行吗?”实际上,多年过去,该林场再未发生大规模虫灾。

装上不同病毒“弹头”的“生物导弹”,可广泛用于农、林、果、蔬、茶等植物害虫防治。近年来,该技术在湖北、湖南、安徽、四川、广西、云南、贵州、辽宁等省推广应用,平均防治效率达81%以上,比化学农药提高工作效率40倍,保护了生态环境。彭辉银教授因此获得1995年湖北省有突出贡献中青年专家称号、1997年湖北省昆虫学会青年科学家奖、2005年度全国技术发明二等奖。

生物灭蚊,地震灾区显威力

2008年5月19日,汶川大地震发生一周后,中科院武汉病毒研究所向灾区捐助了5吨特殊物资——不是食品、药品,而是“C3—41杀蚊幼乳剂”,一种专门用于生物灭蚊的“细菌武器”。大灾之后往往伴随疫情爆发,杀灭蚊子是防止疫情的有效途径。6月10日,什邡市爱卫会反馈:“贵所援助的‘细菌武器’效果非常好。”6月11日,研究所将第二批物资运抵什邡,并派出闫建平、蔡全信、朱晓阳3位专家组成生物防治小组,指导卫生防疫工作。实践证明,“细菌战”在灾区取得辉煌灭蚊“战果”,得到高度评价。

以毒攻毒,大量蚊子“暴病身亡”

灭蚊“细菌武器”是人类与蚊子长期斗争的产物。蚊子是疟疾、丝虫病、乙型脑炎、黄热病、裂谷热和登革热等多种传染病的主要传播媒介,每年全球数百万人因此丧生。中科院武汉病毒研究所张用梅研究员介绍,国内是否存在优良灭蚊菌种?他带领团队历时16年,足迹遍及半个中国,收集无数样品,分离出上万株菌种。1985年,他们从湖南长沙一个污水塘的污泥中,分离出第一个优良的球形芽孢杆菌菌株;1997年,又分离出优良的苏云金芽孢杆菌菌株。实验证明,这两株菌的杀蚊毒力是国外同类菌株的2—3.5倍,处于世界领先水平。用球形芽孢杆菌制成的杀蚊剂被命名为“C3—41杀蚊幼乳剂”,成本仅为化学杀虫剂的1/3,3毫升细菌液可消灭1平方米水面蚊子幼虫,被国际上称为“最有潜力的杀蚊菌株”。这两种细菌定向性极强,只针对蚊子幼虫,对其他生物和环境无害。使用方法是将杀蚊剂按比例洒入水塘,细菌侵入蚊子幼虫体内,破坏其肠道,使其“暴病身亡”。

武汉的蚊子品种主要是库蚊(黑蚊子,夜间攻击人)和伊蚊(花蚊子,白天攻击人)。武汉水面多,污染水面也多,蚊子滋生地丰富。如果武汉能大规模生物灭蚊,蚊虫将减少90%以上。

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