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桿狀病毒殺蟲劑的研究和應用
發布日期:2011/7/29 16:16:34    閱讀次數:3798
    桿狀病毒常常在野外昆蟲種群中引起流行病,是調節昆蟲種群密度的重要病原因子。作為一種生物殺蟲劑,它具有安全性好、害蟲不易產生抗性、能在田間長期控制害蟲種群等諸多優點,成為生物防治研究中的熱點,具有廣闊的應用前景。但病毒殺蟲劑自身的缺點(如殺蟲速度慢、殺蟲譜較窄等)也制約著其進一步推廣和應用。
    利用昆蟲桿狀病毒防治害蟲始于19世紀。1892年,德國第一次用模毒蛾核多角體病毒(Lymantria monacha NPV,LmNPV)防治松林害蟲;1913年,美國用舞毒蛾核多角體病毒(Lymantria dispar MNPV,LdMNPV)進行了田問防治舞毒蛾的試驗。澳大利渡于1940年第一次空中噴灑黎豆夜蛾核多角體病毒(Anticarsia gemmatalis MNPV,AgMNPV)防治黎豆夜蛾。尤其是1975年,美國第一個注冊的病毒殺蟲劑用于防治美洲棉鈴蟲(Helicoverpa zea)。之后,大量的經濟作物,如苜蓿、白菜、玉米、棉花、萵苣、大豆、煙草和番茄,都采用了桿狀病毒防治害蟲,并取得了不同程度的成功。其中最成功的是巴兩利用昆蟲桿狀病毒防治大豆田里的黎豆夜蛾,防治面積近100萬hm。我國已有20余種昆蟲病毒進入田間試驗,1990年,第一個商業化病毒殺蟲劑——棉鈴蟲核多角休病毒(HelicOVerpa armigera SNPV,HaSNPV)殺蟲剎問世,用于防治棉花、煙草、蔬菜等作物上的棉鈴蟲,其田間校正防效達8O%-85%。世界上已從1100多種昆蟲中發現了1690多株昆蟲病毒,其宿主涉及昆蟲11目43科,我國已從7目35科127屬的196個蟲種中分離到247株昆蟲病毒。用于害蟲生物防治的昆蟲病毒主要是桿狀科的核多角體病毒(nucleopolyhedmvirus,NPV)和顆粒休病毒(granulovirus,GV),注冊的桿狀病毒殺蟲劑已有近2O種,在森林、蔬菜和倉貯害蟲的防治中發揮了重要作用。
    由于病毒是專性細胞內寄生物,只能在活的寄主細胞內增殖,因此桿狀病毒殺蟲劑的生產只能采用原寄主整體昆蟲(體內法)或其離體的細胞培養生產(體外法)。
    體內法是美國Sandoz公司20世紀70年代末開發成功,并用于HzNPV(商品名:ELCAR)殺蟲劑的生產。該方法牛產成本較低,增殖的病毒遺傳穩定性較好。但體內法勞動強度較大,在達到一定規模后,進一步擴大并不能減少單位產品的成本。另據報道,昆蟲自身引發的某些微有機體對病毒產品的污染也難以避免。體外法是通過大量培養昆蟲細胞進行生產。大規模培養昆蟲細胞的辦法很多,綜合起來可分為兩種類型:貼壁細胞培養和懸浮細胞培養l4 。前者以滾瓶培養和微載體方法為主,后者則常采用轉瓶培養、氣升發酵罐和灌灃培養等方法。體外法具有很大的靈活性,不存在體內法的缺點。但脆弱的昆蟲細胞培育需氧量很大,在大發酵器中培育,充分供氧難以實現。若采用連續培養法,病毒在體外經多次傳代,會產生“傳代效應”即病毒突變而使某些基因片段丟失,導致缺損感染現象。這些突變的病毒與原接種病毒相比,在基因組特性、病毒毒力等方而有較大的差異,尤其降低了病毒的毒力。另外該法設備投資大,培養基及牛血清等價格高昂,所生產的病毒難以在價格卜與其它殺蟲劑競爭盡管利用細胞培養法生產桿狀病毒具有許多優點,但兇細胞培養要求條件嚴、技術復雜、成本較高等因素,目前在經濟上還達不到商品生產的要求。因此,采用整體活蟲生產病毒殺蟲劑仍是當前桿狀病毒殺蟲劑生產的主要方法。用此法生產重組桿狀病毒殺蟲劑時,由于其殺蟲效果明顯提高,使幼蟲提前死亡,也就必然導致病毒產量降低。要解決該問題,一是降低昆蟲細胞培養成本,開發細胞耐毒耐受株;二是改良現存的活體昆蟲生產方式,如確定幼蟲的最佳感染時期、感染劑量以及收獲病毒的最佳期,實現在大齡幼蟲期進行病毒生產;三是尋找替代宿主,利用替代宿主易繁殖、飼養技術成熟的特點進行大規模生產,同時解決一種宿主不能生產多種病毒的問題。
 
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