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| 现代生物技术与作物病虫害防治 |
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| 来源：科技情报开发与经济 作者：孙传凯 付秀华 孙 毅 日期：[2009-7-10] |
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摘 要：阐述了现代生物技术与作物病虫害防治的新进展，包括用抑制雌性玉米螟产卵的化学物质杀灭欧洲玉米螟、植入苍蝇抗菌基因使作物抗病虫害、不杀益虫的人工生物大分子灭虫法以及既灭虫又环保的绿色杀虫剂等。
关键词：现代生物技术；作物病虫害；病虫害防治；抗菌基因；绿色杀虫剂
现代生物技术的迅速发展已经对农作物病虫害的防治技术的进步产生了革命性的影响。人们长期追求的防治效果好，对环境无害，对人畜安全的新技术、新防治方法正在科技高速发展，特别是生物技术快速发展的今天成为现实，现介绍若干研究新进展。
１用抑制雌性玉米螟产卵的化学物质杀灭欧洲玉米螟
研究发现，一种细小的阿根廷野生玉米能够对付每年使美国收成损失３．５亿美元的欧洲玉米螟。检测显示，这种野生玉米能够在自身的叶子中产生一种能抑制雌性玉米螟产卵的化学物质。
前一个时期多是用杀幼虫剂对付玉米螟。后来用遗传改性品种能够制造Ｂｔ毒素（取至苏云金牙孢杆菌）阻止玉米螟幼虫发育。而现在使用的方法是更先进的抑制雌虫产卵，这就等于把虫害扼杀在摇篮里。
该项研究是由美国艾奥瓦州立大学玉米害虫和玉米遗传学研究所的布拉德利·宾德主持。他和他的课题组花了５年的时间研究了被称为Ｂ—９６的阿根廷品种。现在他们已检测出了抑制排卵的化学物质。研究报告指出：“在现场试验中，与易受玉米螟破坏的植株相比，Ｂ—９６使虫卵的数量减至１/８至１/９”。
宾德为雌虫拍了录像，以便更好地了解雌虫产卵的方式。宾德和他的课题组计划用品质优良的玉米与这种细小的阿根廷品种进行杂交，把抑制排卵的特点传递给前者。还有一项计划是对玉米植株进行遗传改性，使其利用自己的基因生产这种化学物质。
该课题组在前两项计划的实施中已经取得了可喜的进展，证明了用抑制雌性玉米螟产卵来消灭虫害是行之有效的。目前他们正在对已经能够制造Ｂｔ毒素的转基因玉米进行改良，使其具有抑制害虫产卵的新特性，以实现给害虫来一个“双重打击”。初步实验结论表明，已取得成效。
２植入苍蝇抗菌基因使作物抗病虫害
苍蝇能在布满病菌的肮脏环境中生存，是因为它身上有特殊的抗菌素。最近，日本农水省农业生物资源研究所和东京大学农学院的一个联合研究小组，在功能基因发现的基础上，将苍蝇制造抗菌蛋白质基因进行剪切，转导到烟草植株中，获得了表达，培育出了具有抗菌特征的烟草。
检测表明，苍蝇的抗菌类蛋白质名叫萨尔可毒素，它的杀菌机理是能在细菌的细胞壁上打孔，破坏其细胞结构，从而杀死细菌。现已得出的实验结论是能杀死大肠杆菌和痢疾杆菌及多种危害作物的细菌。
烟草会受到很多病原菌的危害，造成叶子枯黄，无法进行光合作用而死亡。其中还有一些危害烟草的细菌使用农药不能解决问题，即这种细菌已具备抗药性。这对烟草的增产带来很大的困难。正是基于存在的这些问题，研究小组决定试验把苍蝇的制造抗菌类蛋白质功能基因导入烟草中去，他们经过反复试验，最后利用一种土壤杆菌为载体，把苍蝇的抗菌类蛋白质基因重组到烟草中，获得了表达。其表现是，当这种转基因烟草生长发育到一定阶段时，研究人员便在烟叶上打孔，使其感染一种枯叶病原菌——烟草野火病细菌。普通烟草在感染了这种细菌后１０天叶子开始变黄，很快枯死。而导入了苍蝇抗菌基因的烟草的叶子没有任何变化，有效地解决了这一难题。
３不杀益虫的人工生物大分子灭虫法
日本东京Ｓｈｉｎ－ｅｔｓｕ生化制品公司，在解析生物信息素的生物大分子结构的基础上，人工合成了生物信息素生物大分子。这种生物大分子投放到大田中能有效地消灭害虫，保护益虫，对环境有保护作用。
该课题组在研究报告中指出：“昆虫在交配之前，通常要释放一些信息素（实为生化物质）进行交流，这些信息素对它们繁殖后代至关重要。”Ｓｈｉｎ－ｅｔｓｕ发现，对大面积的农田喷洒侵害棉花、茶叶、蔬菜、水果及其他作物的多种害虫的人工合成性信息素，能使雄性昆虫迷失寻找配偶的方向而无法繁殖后代，害虫的总数量，因无法产生受精卵，便大大减少。一些大田施用显示，利用人工合成生物性信息素的方法，在３年或更短的时间内，农作物因病虫危害造成的减产从超过５０％降到了零。
据Ｓｈｉｎ－ｅｔｓｕ生化制品公司总经理小川介绍，此灭虫法对面积１０００hm2以上的土地非常有效，是中国和印度大片农田理想的灭虫方法，目前两国都已施用。信息素灭虫法用于控制侵害棉花的红铃虫，每公顷土地的成本约为５０美元。小川指出，在全世界每年价值８０亿美元的农药交易中，有一半农药对益虫也有毒杀作用。由于杀灭了捕食害虫的益虫，同时由于害虫抵抗力的增强而不得不追加农药的用量，使用这类化学药物无疑给本已严峻的局面雪上加霜。特别应指出的是，使用人工合成信息素灭虫不会造成环境污染。它的降鲜产物只是二氧化碳和水。
该项研究成果评价结论指出，无论从节约成本考虑，还是保护环境，维护生态平稳思考，本灭虫法都具有巨大的效益。
４既灭虫又环保的绿色杀虫剂
加拿大渥太华大学约翰·阿纳尔森博士主持的一项研究报告说，他领导的课题组发现了一种天然杀虫剂，可有效地代替造成环境污染的化学杀虫剂。
这项研究首先是在金盏花中提取并在光作用下能有效地发挥杀虫作用的毒素。这种毒素在水溶液状态下可杀死害虫幼虫。在空气中可以赶走各种害虫。阿纳尔森博士在论证报告中还谈到，他们是在研究植物抵御害虫的天然能力时发现并提取到这种毒素的。他说，“各种花卉在开花时都会产生一种能赶走或杀死害虫的自卫性毒素。”这种现象已经被植物生理学和进化生物学的研究证实。这种现象恰恰是长期自然选择的结果。另外，生物在生存竞争中，害虫为了生存，自身也在不断变异，其表现是害虫对毒素会产生抗性，所以又会重新毁坏这些花卉。因此，植物又有可能产生新的毒素。生物就是在生存斗争中，不断产生变异，并把这种获得性状遗传给后代而进化的。
研究报告还谈到，从金盏花中提取的毒素，施用于大田，对环境无害，其机理是这种毒素在２４h后就开始消退或者说降解，不产生化学杀虫剂的污染后果。
参考文献
［１］阿尔贝·萨松．生物技术——挑战与希望［Ｍ］．北京：科学技术文献出版社，１９８６．
［２］陈坚．环境生物技术［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，２０００．
［３］孙毅．生物技术研究的新进展［Ｊ］．科技信息杂志，１９９５（５）：１０－１１．
［４］ＦｒｏｎｃｉｓｃｏＪＡｙａｌａ．现代综合进化论［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９０．
第一作者简介：孙传凯，男，１９４７年９月生，１９７８年毕业于南京林业大学林学系森林病虫害防治专业，高级工程师，河南省信阳市园林局，河南省信阳市，４６４０００。 |
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