昆蟲桿狀病毒殺蟲劑研究課件

1、昆蟲桿狀病毒殺蟲劑昆蟲桿狀病毒殺蟲劑昆蟲桿狀病毒 昆蟲桿狀病毒是一類專門寄生節(jié)肢動(dòng)物的病原微生物。其宿主特異性高，一種病毒往往只感染一種或幾種近緣昆蟲，不感染脊椎動(dòng)物。因此，這類病毒對人、畜及環(huán)境安全，且病毒粒子被包埋在蛋白質(zhì)晶體內(nèi)使其十分穩(wěn)定，作為殺蟲劑在蟲害的生物防治中具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。 昆蟲桿狀病毒 昆蟲桿狀病毒是一昆蟲桿狀病毒 昆蟲桿狀病毒基因組大小為80180kb，DNA分子呈超螺旋雙鏈閉合環(huán)狀。其病毒粒子是由桿狀核衣殼和包被它的2層脂蛋白囊膜所組成，而核衣殼則包括蛋白質(zhì)衣殼和病毒DNA分子與堿性蛋白構(gòu)成的髓核。在感染宿主細(xì)胞后能夠產(chǎn)生2種表型的病毒：一種是包涵型病毒，另

2、一種是芽生型病毒。包涵型病毒主要進(jìn)行昆蟲之間的感染傳播，而芽生型病毒則負(fù)責(zé)昆蟲體內(nèi)感染的擴(kuò)散。 昆蟲桿狀病毒 野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 我國的昆蟲病毒防治開始于1973年左右, 蒲蟄龍等在廣東首次發(fā)現(xiàn)馬尾松毛蟲質(zhì)多角體病毒( DpCPV )。1988 - 1993 年間, 在湖北、新疆、河南、河北等省利用松毛蟲CPV 病毒防治松毛蟲, 總計(jì)面積約7萬hm2, 其防治效果相當(dāng)于當(dāng)前的高效化學(xué)農(nóng)藥。 野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 我國的昆蟲野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑馬尾松毛蟲馬尾松毛蟲質(zhì)型多角體病毒野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑馬尾松毛蟲馬尾松毛蟲質(zhì)型多角體病毒野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 另一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的病毒是

3、棉鈴蟲NPV 病毒。20世紀(jì)70年代, 我國產(chǎn)棉區(qū)廣泛開展了利用棉鈴蟲NPV防治棉鈴蟲的田間試驗(yàn), 并在湖北興建了第一座國家投資建設(shè)的年產(chǎn)能力為30t的棉鈴蟲NPV制劑工廠。 武漢大學(xué)劉年翠等(1978)開始對菜粉蝶顆粒體病毒(PrGV)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。該制劑在我國29個(gè)省市、216個(gè)單位進(jìn)行了1.33萬hm2 田間試驗(yàn),標(biāo)志著昆蟲病毒殺蟲劑應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)化基本模式已經(jīng)形成。 野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 另一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑棉鈴蟲棉鈴蟲桿狀病毒野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑棉鈴蟲棉鈴蟲桿狀病毒野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑菜粉蝶（菜青蟲）菜粉蝶顆粒體病毒野生型昆蟲桿狀病毒

4、殺蟲劑菜粉蝶（菜青蟲）菜粉蝶顆粒體病毒野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 戴冠群等(1973)在廣州地區(qū)首次分離到斜紋夜蛾核型多角體病毒(PINPV)后, 中山大學(xué)昆蟲學(xué)研究所與廣州市中達(dá)生物工程有限公司合作, 于1998年生產(chǎn)出商品化的 “蟲瘟一號(hào)”病毒殺蟲劑, 殺蟲效果良好, 年產(chǎn)量達(dá)30t以上。野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 戴冠群等(19野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑斜紋夜蛾多角體病毒斜紋夜蛾野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑斜紋夜蛾多角體病毒斜紋夜蛾昆蟲桿狀病毒殺蟲劑研究課件野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑具有對人畜、環(huán)境安全，且不產(chǎn)生嚴(yán)重抗性的優(yōu)點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)也很明顯。首先是殺蟲譜狹窄，相對于化

5、學(xué)農(nóng)藥的廣譜，其一般只對幾種昆蟲起作用，如家蠶病毒（BmNPV）不感染柞蠶，而柞蠶病毒（ApNPV）也不感染家蠶，有些病毒雖然也交叉感染，但其對其他宿主的感染毒力顯著降低。其次是潛伏期長，殺蟲速度緩慢。其對害蟲的田間致死時(shí)間一般需714 d，而不像化學(xué)農(nóng)藥那樣快速殺滅害蟲。 野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 野生型昆蟲桿狀重組型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 桿狀病毒進(jìn)化生物學(xué)研究結(jié)果表明桿狀病毒具有共同的起源。從這個(gè)共同的祖先開始，桿狀病毒的差異程度隨著病毒基因組上的許多單基因或基因片段的獲得或缺失不斷增大。 隨著分子生物學(xué)研究的不斷深入，為了克服野生型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑的缺點(diǎn)，科學(xué)家開始嘗試各種分子生物學(xué)改造

6、以獲得重組昆蟲桿狀病毒。 重組型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 桿狀病毒進(jìn)化生物學(xué)研究重組型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 近年來，這方面的研究主要集中在以下幾個(gè)方面： 修飾病毒本身基因以提高桿狀病毒的感染力;在桿狀病毒基因組中插入外源基因以增強(qiáng)病毒毒力（研究較多）;用異源病毒重組來擴(kuò)大桿狀病毒殺蟲譜。重組型昆蟲桿狀病毒殺蟲劑 近年來，這方面的修飾病毒本身基因e.g.缺失egt基因 egt基因是桿狀病毒在個(gè)體水平調(diào)控感染宿主生長發(fā)育的唯一已知基因。缺失egt基因的重組病毒可引起幼蟲生長發(fā)育代謝的失調(diào), 加速感染蟲體的死亡。 OReily等(1991)發(fā)現(xiàn)銀紋夜蛾核多角體病毒的一個(gè)早期非必需基因蛻皮甾體尿苷二磷酸葡萄糖

7、轉(zhuǎn)移酶基因, 該基因受早期啟動(dòng)子控制, 編碼的一個(gè)506aa蛋白能阻止幼蟲蛻皮和化蛹, 促進(jìn)病毒自身的增殖。缺失該基因的重組病毒能比野生型病毒提早27.5h殺死粉紋夜蛾幼蟲, 受感染的幼蟲取食量也減少了40% 。修飾病毒本身基因e.g.缺失egt基因 插入外源基因e.g.插入植物蛋白酶抑制劑基因 植物蛋白酶抑制劑基因編碼的植物蛋白酶抑制因子作為植物抵抗害蟲的天然防御體系, 近年來已引起人們的注意。季平等(1996)把慈姑蛋白酶抑制劑B基因插入家蠶BmNPV 基因組中, 獲得了帶慈姑蛋白酶抑制劑B基因的重組家蠶BmNPV。重組病毒對家蠶的致病能力比野生型病毒稍有增強(qiáng)的傾向,半數(shù)致死時(shí)間( LT5

8、0 )可提早10h左右。插入外源基因e.g.插入植物蛋白酶抑制劑基因用異源病毒重組來擴(kuò)大桿狀病毒殺蟲譜 桿狀病毒殺蟲范圍狹窄, 一般只能感染一種或幾種害蟲?？梢酝ㄟ^異源桿狀病毒之間的重組來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大桿狀病毒殺蟲范圍。胡遠(yuǎn)揚(yáng)（1998）用熒光素酶基因作為報(bào)導(dǎo)基因,構(gòu)建了包括蟑螂濃核病毒基因組兩末端倒置重復(fù)序列ITRs、SV40 啟動(dòng)子、Luciferase、SV40 PolyA 信號(hào)序列組成的重組蟑螂病毒表達(dá)質(zhì)粒,篩選獲得兩個(gè)完整的含熒光素酶基因的重組蟑螂濃核病毒表達(dá)質(zhì)?？寺? 為構(gòu)建殺滅蟑螂重組病毒奠定了基礎(chǔ)。 袁哲明等(2000)證實(shí),從棉鈴蟲GV基因中擴(kuò)增表達(dá)P102融合蛋白能提高蘇云金桿菌

9、對棉鈴蟲幼蟲的感染率,從粉紋夜蛾GV基因組中擴(kuò)增表達(dá)的P96蛋白顯著提高了HaNPV對錦鈴蟲的毒力。用異源病毒重組來擴(kuò)大桿狀病毒殺蟲譜 桿 近年來，通過劑型復(fù)配來克服昆蟲桿狀病毒殺蟲劑殺蟲譜窄、殺蟲速度慢的缺點(diǎn)，逐漸成為國內(nèi)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。 目前，已經(jīng)有10余種混配產(chǎn)品投入市場。如：武大綠洲公司的武大綠洲楊康為菜青蟲顆粒體病毒和蘇云金桿菌復(fù)配，秀田蛾克為苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒和蘇云金桿菌復(fù)配等。 近年來，通過劑型復(fù)配來克服昆蟲桿狀病毒結(jié)語 昆蟲桿狀病毒殺蟲劑具有對人、畜和環(huán)境安全，不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn)，且符合IPM農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。以開發(fā)得最為成功的棉鈴蟲病毒殺蟲劑為例，至今的十幾年間，累計(jì)生產(chǎn)逾2000t，推廣面積超過66.67萬公頃。但是，我國各類生物農(nóng)藥的總需求量已達(dá)14.5萬噸，總銷售量額