国内外生物农药发展与展望

 

　　我国是一个农业大国，每年农作物病虫草害受害面积大约2亿公顷（次），每年需要生产和使用农药约25万吨（有效成份）。生物农药具有生产原料来源广泛，对非靶标生物安全、毒副作用小、对环境兼容性好等特点，已成为全球农药产业发展的新趋势。

　　1生产规模

　　我国目前大约有200家生物农药生产企业。2004年登记的生物农药活性成分品种为140种，占我国农药总有效成分品种的15%；产品411个，占注册登记农药产品的8%；年产量12～13万吨制剂，约占农药总产量的12%；年产值约3亿美元，占农药总产值的10%左右，使用面积约4亿多亩次。目前，每年新研制成功和登记注册的生物农药品种以4％的速度递增。

　　我国生物农药主要品种有Bt杀虫剂、农用抗生素、植物源农药、转基因植物、病毒类农药、真菌类农药、植物生长调节类农药，大宗产品仍以井岗霉素和Bt为主，从品种、剂型、质量和数量上与发达国家相差甚远，还远远不能满足国内外市场的需求。在2001年国家计委高技术产业化示范工程项目中，天然植物源杀虫剂菊酯、年产6000吨“武大绿洲”系列生物病毒杀虫剂、真菌生防制剂、复合微生物活菌制剂和年产5000吨的寡聚糖生物农药5个生物农

 

　　2国内外研究热点及趋势

　　中国生物农药的研究起始于50年代初，目前已拥有30余家生物农药研发方面的科研院所、高校、国家及部级重点实验室，以及具备一定工作条件的研究单位，在生物农药的资源筛选评价、遗传工程、发酵工程、产后加工和工程化示范验证方面已自成体系。

　　生物农药的主要发展趋势为：以基因重组为核心的战略高技术竞争日趋激烈，关键技术创新显著加快，*新分子生物学手段越来越多地被应用到生物农药研发中去，转基因生物农药新品种不断涌现；其研发和应用向更安全和更环保方向发展；产品更新换代速度加快，生物农药产业已成为涉农工业*具前景的发展领域。

　　通过研发安全、高效、环境友好型的、多功能的生物农药新品种，突破生物农药基因工程与发酵工程关键技术，对生物农药的制剂加工、产品质量、环境行为等一系列问题开展研究，为保障农产品安全，保护人类生态环境，实现农业生产的可持续发展。

　　2.1细菌、病毒类杀虫剂

　　国内外主要以苏云金杆菌（Bt）为主。Bt杀虫剂研究在我国始于50年代，年产量约4万吨，但与发达国家相比，我国产品的发酵和制剂水平仍存在相当大的差距。国外生产已广泛采用高效广谱的工程菌株，发酵水平较高，发酵产品回收率高；剂型多样，有粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、浓水剂、油乳剂、乳油、颗粒剂、片剂、ES（Emulsifiablesuspension）、缓释剂、生物包被剂等。而国内大部分生产菌株为Bt苏云金杆菌（Bt）k类型，产品剂型仅有可湿性粉剂、悬浮剂2种；液体发酵工艺主要采用批式发酵技术，后提取技术采用离心浓缩工艺，导致发酵液中增效因子等有效成分大量损失。此外，我国目前的喷雾干燥设备也制约了产品回收率的提高。采用基因工程技术构建药效稳定，防治面较广的Bt工程菌剂，是当前Bt生物农药发展的新趋势。

　　对目标害虫有持续控制效果的昆虫病毒杀虫剂的研究始于70年代。上世纪棉铃虫的暴发，促进了棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂的发展。我国登记注册的15个病毒杀虫剂中有12个是棉铃虫核型多角体病毒，可见目前我国昆虫病毒杀虫剂品种单一。

　　新型杀虫微生物制剂：以叶甲类鞘翅目害虫、甜菜夜蛾等鳞翅目害虫为主要防治对象，进行高效广谱Bt制剂的研制和应用研究。充分利用我国极其丰富的微生物资源，分离有自主知识产权和重要应用价值的新的抗虫和抗病蛋白基因。通过杀虫蛋白基因组合，分子进化、不同结构域中氨基酸定点诱变、融合、互换等分子设计手段进一步提高杀虫毒力，扩大杀虫谱。

　　2.2农用抗生素

　　我国农用抗生素占生物农药总产量的90%，但具有自主知识产权实用化的新农抗品种较少。20世纪90年代以来，国内先后筛选报道了一些具有自主知识产权的新农抗品种，其中杀虫抗生素有戒台霉素，杀菌抗生素有宁南霉素等，但目前已实用化的品种仅宁南霉素一种。我国目前杀虫、杀菌抗生素类农药29种，120个产品，生产厂家约100个，年产制剂8万多吨，是生产农用抗生素的大国,但至今尚未创制出有影响力的新农抗品种。从世界范围看，20世纪80年代发现*有影响力的新的杀虫抗生素Avermectin和除草抗生素Phthoxazollin，90年代发现*有影响力的新的杀虫抗生素Spinosad和杀菌抗生素Strobilurin。其中Avermectin被美国默克等公司开发成目前世界上*的产品，Phthoxazollin被作为先导化合物合成出目前*的除草剂-草甘膦系列；Spinocad和Strobilurin正在开发中，有望成为世界上*的生物杀虫剂和杀菌剂。

　　我国“九五”期间登记的宁南霉素，其发酵工艺尚需进一步完善。中生菌素对水稻白叶枯等多种细菌性病害防效显著，目前尚只有水剂和可湿性粉剂两种，还不能满足不同作物和不同生态环境应用需要。

　　研制一些针对性强的化学修饰技术，重点改造一些天然的农用抗生素的结构，以增加其用途或提高其药效；加强老品种的研发，通过代谢工程显著提高井冈霉素、南昌霉素和梅岭霉素等的产量，使井冈霉素产生菌的产量超过现有工业生产菌株；通过基因簇系列敲除获得只产生南昌霉素或只产生梅岭霉素的工程菌；利用丰富的抗生素基因资源，通过组合生物合成定向获得新活性衍生抗生素。利用发酵工程技术研究农用抗生素发酵代谢规律，获得大幅度提高发酵水平的新工艺和新剂型加工工艺。

　　近几年来对海洋微生物、昆虫病原细菌肠道微生物的研究获得了一定进展，这两类特异生境的微生物能产生特异杀虫或抑菌代谢物。结果表明，嗜线虫致病杆菌北京变种产生的异香豆素衍生物对马铃薯晚疫病、番茄晚疫病、白粉病等重要病害有较好的控制作用。