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杆状病毒杀虫剂的研究和应用
发布日期:2011/7/29 16:16:34    阅读次数:4178
    杆状病毒常常在野外昆虫种群中引起流行病,是调节昆虫种群密度的重要病原因子。作为一种生物杀虫剂,它具有安全性好、害虫不易产生抗性、能在田间长期控制害虫种群等诸多优点,成为生物防治研究中的热点,具有广阔的应用前景。但病毒杀虫剂自身的缺点(如杀虫速度慢、杀虫谱较窄等)也制约着其进一步推广和应用。
    利用昆虫杆状病毒防治害虫始于19世纪。1892年,德国第一次用模毒蛾核多角体病毒(Lymantria monacha NPV,LmNPV)防治松林害虫;1913年,美国用舞毒蛾核多角体病毒(Lymantria dispar MNPV,LdMNPV)进行了田问防治舞毒蛾的试验。澳大利渡于1940年第一次空中喷洒黎豆夜蛾核多角体病毒(Anticarsia gemmatalis MNPV,AgMNPV)防治黎豆夜蛾。尤其是1975年,美国第一个注册的病毒杀虫剂用于防治美洲棉铃虫(Helicoverpa zea)。之后,大量的经济作物,如苜蓿、白菜、玉米、棉花、莴苣、大豆、烟草和番茄,都采用了杆状病毒防治害虫,并取得了不同程度的成功。其中最成功的是巴两利用昆虫杆状病毒防治大豆田里的黎豆夜蛾,防治面积近100万hm。我国已有20余种昆虫病毒进入田间试验,1990年,第一个商业化病毒杀虫剂——棉铃虫核多角休病毒(HelicOVerpa armigera SNPV,HaSNPV)杀虫刹问世,用于防治棉花、烟草、蔬菜等作物上的棉铃虫,其田间校正防效达8O%-85%。世界上已从1100多种昆虫中发现了1690多株昆虫病毒,其宿主涉及昆虫11目43科,我国已从7目35科127属的196个虫种中分离到247株昆虫病毒。用于害虫生物防治的昆虫病毒主要是杆状科的核多角体病毒(nucleopolyhedmvirus,NPV)和颗粒休病毒(granulovirus,GV),注册的杆状病毒杀虫剂已有近2O种,在森林、蔬菜和仓贮害虫的防治中发挥了重要作用。
    由于病毒是专性细胞内寄生物,只能在活的寄主细胞内增殖,因此杆状病毒杀虫剂的生产只能采用原寄主整体昆虫(体内法)或其离体的细胞培养生产(体外法)。
    体内法是美国Sandoz公司20世纪70年代末开发成功,并用于HzNPV(商品名:ELCAR)杀虫剂的生产。该方法牛产成本较低,增殖的病毒遗传稳定性较好。但体内法劳动强度较大,在达到一定规模后,进一步扩大并不能减少单位产品的成本。另据报道,昆虫自身引发的某些微有机体对病毒产品的污染也难以避免。体外法是通过大量培养昆虫细胞进行生产。大规模培养昆虫细胞的办法很多,综合起来可分为两种类型:贴壁细胞培养和悬浮细胞培养l4 。前者以滚瓶培养和微载体方法为主,后者则常采用转瓶培养、气升发酵罐和灌沣培养等方法。体外法具有很大的灵活性,不存在体内法的缺点。但脆弱的昆虫细胞培育需氧量很大,在大发酵器中培育,充分供氧难以实现。若采用连续培养法,病毒在体外经多次传代,会产生“传代效应”即病毒突变而使某些基因片段丢失,导致缺损感染现象。这些突变的病毒与原接种病毒相比,在基因组特性、病毒毒力等方而有较大的差异,尤其降低了病毒的毒力。另外该法设备投资大,培养基及牛血清等价格高昂,所生产的病毒难以在价格卜与其它杀虫剂竞争尽管利用细胞培养法生产杆状病毒具有许多优点,但凶细胞培养要求条件严、技术复杂、成本较高等因素,目前在经济上还达不到商品生产的要求。因此,采用整体活虫生产病毒杀虫剂仍是当前杆状病毒杀虫剂生产的主要方法。用此法生产重组杆状病毒杀虫剂时,由于其杀虫效果明显提高,使幼虫提前死亡,也就必然导致病毒产量降低。要解决该问题,一是降低昆虫细胞培养成本,开发细胞耐毒耐受株;二是改良现存的活体昆虫生产方式,如确定幼虫的最佳感染时期、感染剂量以及收获病毒的最佳期,实现在大龄幼虫期进行病毒生产;三是寻找替代宿主,利用替代宿主易繁殖、饲养技术成熟的特点进行大规模生产,同时解决一种宿主不能生产多种病毒的问题。
 
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