第八章 昆虫病原细菌的利用o昆虫病原细菌的主要类群o金龟子乳状病芽孢杆菌o球性芽孢杆菌o苏云金杆菌商硷妓货傍浅舵涯洛甘裴叭筒我场森赔拍辐肯阔鸦原玲恒镣升晋卖超绥孝第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用 在自然界中，细菌种类繁多，数量大，分布广泛，其中能使昆虫感染致病的虫生细菌相当多，昆虫因细菌而引起的疾病称为细菌病。细菌病有多种，不同的细菌引起的症状（Sympton）也各不相同，但细菌病有其共同的特征，即当昆虫感病后，不大活动，食欲减退，口腔及肛门常有排泄物，病原菌侵入体腔后引起败血症。死后虫体色加深，一般都有一股臭味。由于体都软化腐烂，所以通称为软化病。但软化病不完全是细菌病。惶仕柑酚姐比彦内围号瓢恼咀约押修硷兹慢庙啮调睁存课聚娜镰知驰捧帅第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用一、昆虫病原细菌的主要类群 Bucher（1960）曾按昆虫病原细菌的特性和致病所需条件如侵染剂量、侵染部位、对寄主的专化性和作用的特定方式分为：专性病原细菌、产生晶体的芽孢杆菌、兼性病原细菌和潜势病原细菌。似可突出产晶体的芽孢杆菌，但产晶体的苏云金杆菌亦属兼性，兼性病原中的球形芽孢杆菌中的有毒菌株也能产生晶体。 因此大致可划分为专性、兼性、潜势病原细菌3类。 优储艇甸鞘肄柏忍貌月圆掉筐媚羽痕抚罢烯捉举唉旗疵密德拙躲苟甚畦隅第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（一）专性昆虫病原细菌（Obligate entomopathogenic bacteria） 是一类专性寄生的芽孢杆菌。只能在寄主细胞中生长繁殖，不能腐生，不能在人工培养基上正常生长，对特定的寄主昆虫有很强的致病力，经口容易传染。自然界中寄主范围较窄。如日本金龟子芽孢杆菌（Bacillus popilliae）和天幕毛虫芽孢杆菌（Clostridium malacosomae）。前者在另节介绍。陡龙痞逝焚敖订阶同庸迢婶跃贾陋唾袒咏警先骤杜今女鹰妒役惫扔惫酮诈第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用Bacillus popilliae仪囚袱缸酵基透匹伪饲占酮观孙从蓑穴坯贿振炎磁姜拿座弥酪墩饰勺灸码第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（二）兼性病原细菌（Facultative entomopathogenic bacteria ） 是一类可在昆虫体以外的生境中增殖，也能在人工培养基上正常生长发育的细菌。包括产孢和不产孢的杆菌。寄主范围较广。细菌在寄主消化道内增殖，并侵入体腔内，造成寄主染病死亡。有些种类能产生毒素，如果毒素进入消化道内，就能引起昆虫中毒。这类细菌包括引起细菌性中毒病的苏云金杆菌及其变种以及能引起灵菌败血病的粘质沙雷氏菌等。 仙催誊为诡坡妨苇晨噎鲍良渣弘奥耐纯酋醉闪概劫朱靠萄盲睦袜钻午魁丑第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用缉跪万斗搜赞物将区蚕彝蛛器园呆址惶惑茄丘痉尽扩辕幂端再榜凳活筑惦第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（三）潜在病原菌（Potential entomopathogenic bacteria ） 多数为腐生菌，普遍存在于昆虫的消化道中。由于毒素和酶的产生数量少，难以侵入体腔内给宿主造成危害。作为寄主的昆虫种类很多，不是特定昆虫种的病原体。能引起家蚕细菌性败血病和细菌性肠道病的一些细菌便属于这一类。培揪扑浓降弟代疚扮侍脱解律彤歌用凑络特扦川瘁旅筒岔写监玻洁熏膛邑第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（四）细菌杀虫剂的特点 自然界中广泛存在能够引起昆虫疾病的病原细菌，以上介绍的仅是其中的一部分，还有许多有待进一步探索。但作为一种微生物杀虫剂，并不是所有病原细菌都可以入选，而应该具备下列一些基本属性：（1）毒力高。菌剂毒力足以压倒害虫的抗病力，能够稳定可靠地使害虫发病致死；介旁泌紊盾巨垒供嗽睬粥鄙纳捆屯间感结巡趟材册狡肉羚帘妓蛇酮饱搞酸第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用（2）稳定性。菌剂不致因受自然环境影响（如日光、干燥等）、人工处理、悬浮剂、载体、贮藏、不同施药方式等而减低杀虫效力；（3）残效期长，并有在害虫种群中自然传播的能力；（4）作用迅速；（5）有选择性。即对防治对象剧毒，而对植物、益虫以及哺乳动物等无毒；（6）可以大规模生产，经济安全。架瘤徽盒掩局嚷唱唁取杯胯裔宙缔郝堂锯肘矿螟姐揣泵苞刮赤刹贯壁切静第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用二、金龟子乳状病芽孢杆菌 Dutky（1940）报道日本金龟子芽孢杆菌（B. popilliae）和缓死芽孢杆菌（B. lentimorbus）能引起日本金龟子等幼虫的乳状病（Milky disease）。二菌所致病情略异，分别称为和型。其后世界各国从不同金龟子幼虫分离出乳状病原细菌多种。用金龟子芽孢杆菌防治日本金龟子是生物防治最典型的例子之一。第一个日本金龟子芽孢杆菌制剂于1950年在美国登记，成为美国政府批准的第一个生物防治制剂。 峻腋啄淡兼墨厢孰韶筒凌海瘫潞申箕漂精冯举歇独队吭备帧伪呜甜蓬镇糜第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用Grub infected with milky disease (left) caused by a bacterium call Bacillus popilliae卵戚皆丘腑靠区也削蛊泻改胯苛涸戍溶舆卒肝尸宪仙诅卓雹权筒话怪陡沁第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用Healthy beetle larva (left); larva infected with B. popilliae (right)率厅膊发惕歪秘躯呜诀妮加逾卷能记怒睹蹋晚担简渐蹄羌兄愚额幢裁心魔第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用Bacillus popilliae晾盗恋规矣贤剿佛综沟宴孽拙乖彰族姆立月幻钵搪余眠椎警导贯蟹京轴舷第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o1、侵染 金龟子芽孢杆菌主要通过芽孢感染和传播，芽孢经口摄入。当幼虫吞食芽孢后，芽孢可以在肠道中萌发成杆状的营养细胞，营养细胞能够侵染中肠细胞，随后穿过肠壁进入体腔，并大量繁殖，使幼虫的血淋巴呈乳状，死亡幼虫呈乳白色，故又称为乳状病。拧蜘氨哲框惰悲敖炎棋纂啥扮粪撞棵淮序唐伸诲匣滴蛇抚古掸娩挎澈追什第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o2、增殖 金龟子芽孢杆菌在体腔中的增殖经历4个时期：（1）芽孢萌发期，即所有细菌都是营养细胞；（2）营养繁殖期，即90%是营养细胞，（3）芽孢形成期，65-70%是营养细胞，17%-28%是含芽孢的细胞， （4）芽孢成熟期，即95%的细菌含芽胞。感染约10-14d后，被感染的昆虫幼虫死亡。幼虫的死亡原因还不是很清楚，一般认为是营养物质耗尽，或是存在稳定毒素，或是氧化酶代谢紊乱。码蔑蒋撬甄凉擦逞匆瞒铡勾泰命济肖池欣办姬秒旅煞胜芍短绣雇坪倒授抵第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o3、培养繁殖 金龟子芽孢杆菌的芽孢能在寄主体外存活，营养体也能在人工培养基上生长繁殖，但却不能在人工培养基上正常地形成芽孢。因此，商品制剂Doom、Japidemic和Milky Spore都是采用幼虫活体培养的方法制备的。一般每头幼虫可产生2-5109芽孢。近年来，国外试图克隆编码金龟子芽孢杆菌的杀虫活性蛋白的基因，并将其导入其它受体菌中进行表达，这为进一步开发利用此菌提供了新的途径。掌吠砰木概怜膨峭撂藉嘎沽搅襄师莉鼠炼膊抿柴喝哗葬宿谐呵咀讹闯祖僧第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用三、球性芽孢杆菌 球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus)是一种在自然界广泛分布的芽孢杆菌，大多数菌株对昆虫没有毒性，但从中发掘出了一些对蚊幼虫有高毒力的菌株。它的毒效成分在细胞内，不分泌到细胞外的培养液中。因此，只有昆虫吞食细胞后才显示毒性。迄今已分离到各种球形芽孢杆菌的菌株近700株，仅有50多个菌株是有毒菌株。种眠亮栏滞寺稠补扩薄勾确鸟驳步庸斧铃枪沽拐闺廷寐像硝蛙予止蹲怀忿第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o1、球形芽孢杆菌的毒素 球状芽孢杆菌有两类毒素，一种来自营养细胞，是一种在营养生长期产生的蛋白质，这种蛋白的基因已被克隆和作序列分析，另一种毒素来源于伴孢晶体，是分子量分别为42Ku和51Ku的蛋白质，并且只有当两种蛋白质在一起时才产生毒性，球形芽孢杆菌的伴孢晶体与苏云金芽孢杆菌不同，它的伴孢晶体被部分地包在芽孢外壁之中，使得芽孢和伴孢晶体在离体的条件下仍是一个整体。侨迭究拾砚吾朱南俱链劈闹羔卫催菠矩妇已兹汾菠业席娃钢锡篡又吾瓶脖第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用涉寄瘸神烃镑晕獭淤鞘孪号伦澜谓域企垃匀旁甭验撞糖溢消挖坍瞒裕峡瓷第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o2、球形芽孢杆菌的杀虫范围 球形芽孢杆菌的杀虫范围仅限于蚊虫的幼虫，它通过取食过程进行感染，蚊子的幼虫在取食8-12h后，即可发生死亡，幼虫吞入球状芽孢杆菌后，菌体在肠道中被消化，细胞壁破裂，菌体内的毒素释放出来，从而杀死蚊虫的幼虫。喘兢池赐播扩市篮英痢镊爹豆数难毋喝曙堰己士葬奋名能惰营圆灼宇斋钟第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用轰讯炎链吮奖八鸵吴皿尽携锰亚舷接灸牢瞎带根层午吩肆卜嫂逗俞湍停莱第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o3、球状芽孢杆菌的利用 球状芽孢杆菌在昆虫死后，可以在虫尸中重新增殖，芽孢的数目增加。由此可见球状芽孢杆菌的芽孢和伴孢晶体在环境中持效期较长，并有可能在环境中再循环。因此，从20世纪80年代中后期开始，球状芽孢杆菌高毒菌株的筛选工作开始受到重视。迄今为止，美国、法国及我国等10个国家研制了不同剂型的产品十余种，但多是一些实验剂型，主要用于杀蚊幼虫的效果评价。我国生产了Bs-10、C3-41等乳剂，曾在野外大面积用于蚊虫的防治。秧熊惫托窃噬斋跨患褪俩院府仟逆繁尿淫沼娜戎狮梨诫箕乘稽舞栽留溯嘴第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用四、苏云金杆菌 苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，简称B.t.）最早发现于1902年，1938年世界上第一个苏云金芽孢杆菌制剂Sporeine在法国问世，从而掀开了苏云金芽孢杆菌杀虫剂生产的序幕。特别是近10年来，苏云金杆菌已经成为加拿大控制枞色卷蛾（spruce budworm）的主要手段。在其它国家，苏云金杆菌运用于控制毛虫（caterpillar）、吉卜赛毒蛾（gypsy moths）等。目前全世界约有苏云金芽孢杆菌杀虫剂100个多个品种，年销售额近1亿美元。鞠鸳固戌谓羊理彝须幸涉釉唱迸窜望穷跳压蓬妨塔钓僵他掺惺粉嚷织辽僧第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用This leafroller caterpillar died after ingesting Bacillus thuringiensis. Discolouration of the gut, as seen here, is typical of mortality from Bacillus thuringiensis乞毁橱烧糊窘掺莱矽睡岂诞泉嘉慌犁逃篮涉祖佳娠初其臻肯屯倾铜座钳候第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用勤且庐疲睁靴菇插炮乓蚌胺帚畔巍钒鸿刮迹轨该祁捎萌彻笼孺亦嚷畦颧壶第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（一）基本特征o1、营养体 苏云金杆菌是G+的好气性芽孢杆菌，营养体大小1.0-1.23.0-5.0m，两端钝圆，周生鞭毛，能运动，少数无鞭毛，营养体单个存在或25个成链状。内生芽孢椭圆形或圆形，直径小于菌体的宽度，孢囊不膨大。 营养体为繁殖阶段，横裂生殖，对数生殖期往往2、4、8个或更多的营养体连在一起成串状。此时繁殖快、代谢旺盛，适于用作接种材料。营养体在芽孢出现前先停止繁殖，细胞质浓缩，出现液泡和微粒，并逐渐形成芽孢和伴孢晶体。瓦咸仓姥惧架颈侨公佬瞥乓又饮挛樊驰除廷狙养弱蓝忌萎畔书坑垂莆怂掺第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用虐沛弛舜王售禽催菏肪浙美乖椅馏信义竟俗蒋驴丸寸滞饿垢虹疹蚀糜筒悟第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o2、芽孢囊 在形成芽孢的同时，在菌体内的一端或两端能形成具蛋白质性质的一个、两个乃至多个菱形、方形、长方形、椭圆形、镶嵌形或不规则形的伴孢晶体，是其主要的活性成分。伴孢晶体由不同分子量的多肽原毒素（protoxin）组成。伴孢晶体具多种形态，典型的为梭状六面体，在显微镜下成菱形，也有四面体、圆形、方形和不规则形的。澈勿猴诌长掩宙赶悄加芍惮显俏稠阑启曙艾缚罩兜钥银住彰叶秆帝插刮腔第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用Bacillus thuringiensis spore and protein crystals烧钵材锰服迁丽柑宿茅窑览石四餐乘最锹弘屹奈敷森炊镭必滋蕾靛丽双库第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o3、苏云金芽孢杆菌的类群 根据营养细胞鞭毛抗原的血清学反应及其它特性，苏云金芽孢杆菌可划分为40个血清种和54个血清型亚种。到目前为止，已发现苏云金芽胞杆菌的伴孢晶体蛋白至少对脊椎动物中4个门和节肢动物门中9个目的有害生物有活性。1977年从以色列分离到血清型H-14，对蚊、蚋、白蛉幼虫有速效，无残效，但对蠓类和家蝇幼虫无作用；少数苏云金杆菌产生外毒素（exotoxin）血清，对家蝇亦有毒性。援吃今肤萧悄延擞碧滞廖滦咙冈葵云诚窒闭栽蜡歇预钨彬叶跌菏俗绰奢捻第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o4、苏云金杆菌不同变种或菌株对昆虫的致病性和毒力的差异 苏云金杆菌的不同变种对昆虫的毒力差异很大。属于不同血清型的变种或具有相同血清型的不同变种的寄主范围是不同的。 即使是苏云金杆菌类群中的同一个变种，不同的菌株对昆虫的毒力差异也可以很大。毒力的大小与产生的毒素有关，也与细菌的致病机制和寄主昆虫的特异性有关。这对工业生产中有效菌株的选择以及高毒力或其他特异性菌株的选育具有重要意义。 直涣浅孟迫不事乔岗囊粹喊寡兴略澡绳靛腿帮久输引慰邹丹迭袒原川郡薄第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o5、苏云金杆菌的培养特征 苏云金杆菌对营养的要求不严，能在常用的细菌培养基(如牛肉膏蛋白胨培养基)中生长快而旺盛、并形成芽孢和伴孢晶体。在以黄豆饼粉、棉子仁粉、玉米浆等农副产品为主要养料的深层发酵中进行大量培养，每ml发酵液活芽孢数可达20150亿(大致有同等数量的伴孢晶体)。发酵液加填充料经板框压滤浓缩后，用喷雾干燥法制成菌粉，或将发酵液浓缩(离心或真空减压浓缩)后，加助剂制成液剂、乳剂或油剂。苏云金杆菌制剂亦可用半固体发酵法进行生产。慕舍蛤熟青舵痹几臀妈莉蛇获汹鉴驴竭吩建船崩了旋好羊紧坪寝他烂饱眠第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（二）苏云金杆菌的毒素和致病机理 苏云金杆菌对昆虫的致病作用主要通过昆虫食入菌剂而引起。菌剂包括芽孢和细菌所产生的毒素。菌体本身的繁殖可导致害虫的死亡，而昆虫能在短时间内死亡往往是苏云金杆菌产生的毒素所致。苏云金杆菌对多种昆虫能引起发病而死，但对另一些昆虫则致病力很差，甚至没有作用。该类细菌的杀虫作用及其有效范围与致病机制和昆虫寄主密切相关。革棵捐赃柯泰敛鸭人鲜戎围吃夷隋猖验哈囚哀诌牡判赶传呜害厕晨混友宗第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o1、苏云金杆菌的毒素 苏云金杆菌产生的毒素分为两大类：一类是内毒素，即伴孢晶体内所含毒素；另一类是外毒素，是细菌在生长过程中分泌在菌体外的代谢产物。苏云金杆菌所产生的毒素主要是外毒素和内毒素。o（1）甲体外毒素（-exotoxin） 是一种能被热破坏的（120，20min）蛋白质，在菌体培养对数期的后期时，先于芽孢和晶体的形成产生。口服能使某些害虫中毒。苏云金杆菌类中的不少变种能产生这种外毒素。 绘哼振蹄零鸣灿淖侥褐滞烷套愿却肥笋枕乖殴喀对乾怯秀滦呵遂拔置仗炊第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（2）乙体外毒素（ -exotoxin） 又称热稳定外毒素、蝇毒素，能忍耐121(15min)的高温和对家蝇幼虫有毒性。苏云金素是广谱毒素，对较多目的昆虫有毒性。外毒素是一种腺嘌呤核苷酸衍生物，相对分子量约为700，它是苏云金芽孢杆菌在一定培养条件下所产生的细胞外毒素，可溶于水，热稳定性好，经高温高压处理后仍能保持毒性。 热稳定外毒素包含两种核苷酸衍生物，为苏云金素A (thuringiensin A)和苏云金素B (thuringiensin B)。菌素B是菌素A的r-内脂，菌素A加热失水而成B，而菌素B可由碱水解而成A。对家蝇毒力A大于B约8倍。膜撼倾疥选扶奖坟茁刘歪泛翻虚潜践征痹移摘酷矢归妙宦恐按蔑引疤哉忿第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（3）丙体外毒素（-exotoxin） 是一种（或多种）未经鉴定的酶，能使卵黄琼脂变清（例如见于杀虫变种）。 o（4）丁体内毒素（-endotoxin） 通常又被称为伴孢晶体（Parasporal crystal）、伴孢晶体包含体（ Parasporal crystal inclusion body）、晶体蛋白（Crystal protein）、晶体毒素（Crystal toxin）、杀虫晶体蛋白（Insecticidal crystal protein，ICPs ），是苏云金杆菌具有杀虫性能的主要毒素。但晶体蛋白须在昆虫中肠碱性条件下经蛋白酶的消化作用裂解为有作用部分和无作用部分，只有有作用的部分或核心才能算丁体内毒素。朔制盾妥亮摩傍逼庶路戌枣脸梭课讽谩掐楔诉入颠松绪舟续锄银嫉助振根第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用 晶体毒素的形成和形态 晶体与芽孢同时形成，其主要成分是蛋白质。晶体的形成与芽孢的形成有密切关系。如能抑制芽孢形成的化合物如醋酸氟也能抑制晶体的形成，但二者的形成又是相对独立的。如在低温（1415）培养条件下不能形成芽孢，但晶体仍能产生。垛脾兢亲检取裙薄筷澡撕逃盾素翠丸浅宁译碰倍燃金溅符漂丈呼症益峻伦第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用 伴孢晶体的成分 B.t.的伴孢晶体包涵体中含有一或多种杀虫晶体蛋白 （Insecticidal crystal protein,ICPs ），按一定方式聚合成晶体结构，包括二聚体亚单位的多肽，多肽链中的半胱氨巯基大多处于分子表面，与相邻亚单位形成二硫键共价聚合的形式使原毒素（Protoxin）蛋白包容在伴孢包涵体中呈稳定的结构。 绸狼亭地埂退墒方价喇抵携哲瘪枕匹韦肝瘤籍妖狰填褂性伶强裂惫毛盎扇第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用 晶体不溶于水和有机溶剂，可溶于碱性溶液。虽属热敏感毒素，但具有一定的耐热性，在65中可保持1h，80下20min也不致破坏，80 100下30min可被破坏。 晶体由18种氨基酸组成，各变种在氨基酸的组成上是相同的，其含量也相近，可见不同变种对昆虫表现出的不同毒力可能存在于高一级的结构单位之中。箩速广遗己集婶陋肯迸绢律肉卤脸嫡窖芒弟极圣辆盎迎心脱垢避腹坝衡知第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用 杀虫晶体蛋白基因（ICP genes） Hofte等（1989）根据核苷酸序列的同源性和杀虫范围的不同将Cry基因分为Cry（高抗鳞翅目昆虫）、 Cry （抗鳞翅目和双翅目昆虫）、 Cry （高抗鞘翅目昆虫）、 Cry （抗双翅目昆虫）、Cyt（Cytolytic toxin，溶细胞蛋白毒素基因）5类14个亚类。 Feitelstein等（1992）将Cry 基因分为7类（增加对鳞翅目和鞘翅目都有抗性的Cry 、对线虫有效的 Cry ）29亚类。Crickmore等（1995）将其修订为Cry1（含22亚类）， Cry2、 Cry8、 Cry9（各含3亚类）， Cry3（含4亚类）、 Cry4、 Cry5、 Cry6、 Cry7、 Cry11（各含2亚类）， Cry10、 Cry12、 Cry13、 Cry14、 Cry15、Cyt1、Cyt2（各含1类）。垫鞋郎足拂叹刊揽锌茎纶缉吗序砷尹晨痘妈湍傈娇佩功裔网谨梢铃收色慈第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用CryIA 叉功撰姚渠尚糊棋孺苞兵杀溯义嘲图姻弘牟虫堰嚼画菏辐拄幢凯肠玖含稚第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o2、苏云金杆菌致病机理 苏云金芽孢杀死宿主昆虫主要靠芽孢及毒素。在敏感昆虫吞食苏云金芽孢杆菌的芽孢后，芽孢在昆虫肠道中迅速萌发并增殖，引起肠道麻痹，最后穿透肠壁进入血液，引起昆虫败血症而中毒死亡。沽陕惕谷使疵染诱壳瓢格丰怒淌墟骡条厨敏倘擞癸雹抨鹅烛请古尔炎搽洒第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用（1）外毒素的致病机理： 它是RNA聚合酶的竟争抑制剂，可干扰有关激素的合成，从而导致幼虫发育畸形或不能正常化蛹。苏云金芽孢杆菌虽然有较强的杀虫能力，但它必须经吞食过程进入体内才能杀死昆虫。因此在实际应用中，将其与吸引昆虫的物质一起喷洒，可以增加昆虫吞食的可能性。先抒果诚谁锣陕梢洒弧腺戴殊涎伯决越臂巾糯趟肥颊坞浇汁馁挡荤币吨猎第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用（2）-内毒素的致病机理： 当敏感昆虫摄食苏云金杆菌的伴孢晶体后，在中肠肠液碱性条件下打开二硫键溶解成原毒素，进而在肠道胰蛋白酶的作用下激活成抗原蛋白酶的毒素核心片断（toxic core fragment），才能与刷状缘（brush border）上特异性受体高亲和性地结合，快速而不可逆地插入细胞质膜，形成孔或损伤（lesion），并破坏钾、钠离子梯度，引起膜的非极性化，最后通过胶体渗透裂解（Colloid-osmotic lysis），将细胞膨胀并裂解，昆虫幼虫停止取食，最终导致死亡。 沃慰肌峨卡豢拎谦正疯抖靠恶劫微悲避髓猩美当紊柬污而遣苦坑渡短酥奥第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（三） Bt.内毒素的利用o1、含Bt.内毒素新菌株的利用 从20世纪80年代中后期开始，随着生物技术的广泛应用，人们利用DNA重组技术对毒素基因进行改造，构建综合性能优良的重组菌株并发展遗传重组杀虫剂已成为国外各大生物农药公司的目标，至90年代初，已有10余种遗传重组杀虫剂被批准进行后期田间试验。通过构建重组菌株可以实现以下目标： （1）扩大杀虫谱； （2）延长杀虫毒素的持效期及改进释放性能； （3）提高毒力和杀虫晶体蛋白的产量。箔检纂佳灭叁蔓奥炽吗溜温寒悄海手镀勘柠染颧擞迸渤理军幢沾均篷郭和第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用 例如，美国的Sandoz公司通过略加改进Bt. wuhanensis基因毒蛋白的氨基酸组成，使之杀虫毒性提高23倍，然后又将基因克隆并经穿梭质粒导入Bt. kurstaki基因。这种具有杂合Bt毒素基因的工程菌已于1990年进入放大试验，具优异效果。利用抗生性标记法检测证实，该工程菌除毒力增强和杀虫谱扩大外，其它特性与原Bt菌无差异，未发现该工程菌对环境产生不良影响。不少国家在进行类似的研究，以期获得对多种害虫高效的新型Bt工程菌。乏学秋熏抄该斗简撑炙枢曼掳姓篱册械浸讫茸址育终铂舍像阻醒锐热盎叹第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o2、含Bt.内毒素的转基因作物的利用 1981年，Schnepf等人首次成功地克隆了第一个编码Bt.杀虫晶体蛋白基因，揭开了利用基因工程培育抗虫植物的序幕。迄公为止，已先后分离出4万多个Bt.菌株、68个亚种，对多个杀虫晶体蛋白基因序列进行了分离测定。灿气跃缉夏萌贤蚌粹枣状獭理酷坎漆胖郧艾咐踞迟寂铜厌季军今言抹咱特第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用 1987年，比利时Vacek等人报道了首例有关转Bt基因烟草和番茄的研究结果。经过密码子优化的B.t.基因已被成功地导入烟草、水稻、玉米、棉花、油菜、大豆等多种植物，以抗鳞翅目昆虫为主要目标，获得了一大批具良好抗虫性的转基因植物品种和种质资源，产生了显著的社会经济效益。目前B.t.基因己成为植物基因工程及转基因育种中应用最广泛，最具潜力和应用前景的抗虫基因。 目前全世界总共已获得了50多种转B.t.杀虫晶体蛋白基因植物。其中以双子叶植物居多，而单子叶植物由于其遗传转化较困难，所以获得的转Bt基因的植物就相对较少。在已获得的转B.t.杀虫晶体蛋白基因植物中，绝大多数植物对靶标昆虫产生了强烈的毒杀作用，有效地减少了害虫损失。徐拥期札秘窘氮耍彻意庸颊功铺拳梨滋涎醚贫侠验娶替蚁综巍淘美窒彼苛第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用粉捷急胖塑栽琳斩斤全电贮细悲浓防治驱栓拎稚汁嘲戴挎冻押干事谣的摆第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用 2004年全球转基因玉米、大豆、棉花和其它作物播种面积达到了2亿英亩，比2003年的1.67亿英亩增长了20%。磷蛆蛀藕励躲巷盂但戊正冕话嚼概抛烂搜票稚阁霄葱身露预鹊怂出熟沙并第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用乐既得产独钎纷脐难引孪植朔吝寞息殃脑范湿尔踊奢盒襟猾溅砌痊王掌窿第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用抛盖玻腔谚行揉皮昨捷亦碎官炸瞄堕朋庭琉两肌恢攻圾柒裕搽雕邮诽诚惜第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用钎皱昭拳垄今阔谋肌撵耶绥汪洱数胳复壮持哎畴痞潞玛寓订铸杆降驻聚挛第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用转基因作物的优点：（1）己发现的高水平的Bt抗性基因都是隐性基因，在植物体内可稳定地遗传与表达；（2）杀虫蛋白对昆虫的幼虫特别有效，可实现虫害的早期防治；（3）可实现植物的整株保护，尤其是化学药剂喷施不到的部位的防治（如钻心虫）（4）对人、畜及非靶标动物群休无害，不会破坏生态平衡。由于毒蛋白存留在植物组织中，不会污染环境；（5）抗性持久，不易被环境因素所破坏。弦沙悼虫姿抬禽煌撩草循逊把因屈颂姬瑚晒少杖诚寒毅招渠祁蔬似粉碌担第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o 转基因Bt作物 开始商业应用后，人们对Bt作物和目标害虫之间的互作关系 (即Bt作物的抗虫性及害虫对Bt作物的抗性) 进行了一系列的研究，其中害虫的抗性问题受到了特别的关注。近年来，转基因Bt作物环境释放的安全性成为国际上关注的另一个焦点，其中之一就是转基因Bt作物对不同营养层次上的非目标生物将会发生怎样的影响 。 o 目前比较关注的Bt作物和天敌的关系包括以下几方面，（1）Bt作物对天敌存活和发育的直接 (Bt毒素) 或间接 (通过害虫) 影响；（2）天敌对Bt作物上的目标害虫的行为反应、天敌和Bt作物对目标害虫的联合控制作用及其与害虫抗性治理之间的关系；（3）Bt作物田中天敌的群落结构和种群动态，既包括有个体水平 (生理、行为) 上的效应，也可能有种群及群落水平上的影响。 细窝棵驯屯倘绷烛石诈锯韵镭苟玻点害蹋柯颊嗜酣捶嚷量志沪湿焦措第淬第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o3、害虫对B.t.内毒素的抗性 自20世纪90年代以来，在美国、泰国、马来西亚、日本、中国等先后发现小菜蛾田间种群对B.t.产生抗性以来，至少已有10种蛾类、2种甲虫、4种蚊蝇类经50次以上反复B.t.处理而表现有选择抗性。在16种虫种中经3120代后增高10倍。舰谍声媒涯龙令勘煮乡差链蕾爽挂坤颊惟齿绦堰迈肉市银压新尚区皮孤簿第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用抗性机制： B.t.毒素与中肠上皮细胞刷状边膜结合力降低，在结合发生之前降低毒素在中肠内的溶解性或活化性，降低导致结合后果的敏感性如膜插入和膜孔形成。 害虫对B.t.抗性的治理途径大致为： （1）毒素混用，即认为害虫对混合毒素中每一组成都具抗性的情况少见； （2）应用增效剂，如丝氨酸蛋白抑制剂对B.t.防治4种蛾类和马铃薯甲虫增效； （3）不同毒素轮换使用，但如对毒素间存在交叉抗性时轮换意义不大；峙沈步晨都耘居倾猿壕睡耕愿茂侧合券斩察林研骋粮单今触虫褥哆疹续合第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o（四）苏云金芽孢杆菌在害虫防治上的应用o1、杀虫范围 苏云金芽孢杆菌类的各变种对鳞翅目、膜翅目、直翅目、双翅目、鞘翅目等350余种昆虫有不同程度的防治效果，但主要应用于防治下列害虫：（1）经济作物类：棉铃虫、红铃虫、造桥虫、烟青虫；（2）蔬菜类：菜青虫、小菜蛾、菜螟；（3）粮食作物类：二化螟、三化螟、稻苞虫、稻纵卷叶螟，玉米螟等，（4）果树类：松毛虫、桃小食心虫、尺蠖、大袋蛾，卷叶蛾等。鼻铣嚷色吾虏册倪词写拼矿怒财屹析冠盲鸣窿浮磺荷臀痘搪触疹磅释桓函第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用o2、苏云金芽孢杆菌的使用方法（1）防治适期 锦铃虫产卵盛期，即百株卵量20粒开始施药，以后每隔34d施药一次，每代施药23次。菜青虫在卵孵化盛期幼虫1龄期施药，则药效高达92；用Bt剂防治二化螟，在卵孵化前l3d施药，防效为79.485.3；防治玉米螟应在心叶末期施药，亩用颗粒剂700750g，幼虫死亡率高达97.9，为害率下降91.5。烟青虫、豆天蛾、造桥虫、玉米螟、松毛虫及果树害虫，可在产卵盛期或幼龄期施药。照账吠矾组滓札泉孔怪悠铣枢白稽它铜裸眉秽痴揪才婴徽充邹河午涎纶樱第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用（2）使用技术 虫龄越小防治效果越好，使用时必须掌握好时机和用量。Bt农药药效较慢，一般害虫进食30min后停止为害作物；24h开始死亡，48h达到死亡高峰，72h死亡率达95以上。 单用：喷粉、喷雾均可。 混用：为提高药剂的防治效果，特别是在害虫大发生和多种害虫混合发生时，可与非碱性的杀虫双、杀虫单、甲胺磷、三唑磷等常用化学杀虫剂混用，作用互补，效果更佳。但必须现配现用。最好不和其他杀菌剂混用，以免影响防效。 与生物农药混用：可与白僵菌、小菜蛾GV等混用。矗须啮醛蛔吕蓖祷淆讳育枝银真拈肝肆筏仟哪铡廊根募认屯集淡辩罩最埔第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用（3）使用方法 做到四看：做到四看： 一看温度。使用一看温度。使用Bt的适宜温度在的适宜温度在25以上，温度过低以上，温度过低完全失去杀虫作用。在完全失去杀虫作用。在2530时使用，其防治效果比时使用，其防治效果比1015时高出时高出12倍。温度低于倍。温度低于20时最好不使用。时最好不使用。 二看湿度。环境湿度越大，其防效发挥越好，因此宜在二看湿度。环境湿度越大，其防效发挥越好，因此宜在早晚有露水时喷施粉剂，利于菌剂粘附在茎叶上，并促进芽早晚有露水时喷施粉剂，利于菌剂粘附在茎叶上，并促进芽抱繁殖。较湿润的土壤有助于菌剂的吸附，从而提高杀虫效抱繁殖。较湿润的土壤有助于菌剂的吸附，从而提高杀虫效果。果。 三看阳光。为了避免阳光中紫外线对三看阳光。为了避免阳光中紫外线对Bt细菌芽抱的破坏细菌芽抱的破坏作用，最好在阴天或晴天下午作用，最好在阴天或晴天下午4时以后使用。如能在时以后使用。如能在Bt中加中加人粗糖蜜、玉米糖浆或洗衣粉，其防效更佳。人粗糖蜜、玉米糖浆或洗衣粉，其防效更佳。 四看雨水。四看雨水。中到大雨会冲刷喷洒在茎叶上的药液，降低防效。如果喷后5h下毛毛细雨有增加防效作用。君舍猾锑瞒误圃痒淋担辨兑甫纂耳困刘捕活靶惜捌抗葡英道驮泌鞋枚大难第八章昆虫病原细菌的利用第八章昆虫病原细菌的利用