微生物农药ppt课件

4.1.1.1 苏云金芽孢杆菌（Bt）
苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis），是能形
成芽孢的革兰氏阳性杆菌，在芽孢形成的同时可形成具 有杀虫活性的、由蛋白质组成的伴胞晶体 。Bt对鳞翅目、 双翅目、鞘翅目昆虫以及原生动物门、螨类等类群中的 一些种类有活性 。
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Bacillus thuringiensis （苏云金芽孢杆菌)
毒素通过对敏感幼虫细胞中特定蛋白的ADP-核糖
基化发挥作用。
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4.1.1.3 金龟子芽孢杆菌 （Bacillus popilliae）
各类金龟子科甲虫的病原菌 ，杀虫机制是通过细 菌在血管内的快速繁殖，引起败血症，而使幼虫致死。
金龟子芽孢杆菌使用的局限性是宿主太专一，商 业化获得芽孢的唯一途径是细菌在金龟子幼虫中生长。
过细菌繁殖产生杀虫毒素蛋白，提高对玉米螟的防治效果。
2. 鲇泽亚种和cry1C基因：鲇泽亚种含有特征性的cry1C基因，是对灰翅
夜蛾等害虫毒力最高的基因。
3. 拟步行甲亚种和cry3A基因：拟步行甲亚种主要用于防治鞘翅目昆虫。 该亚种含有cry3A基因，用于重组微生物和转基因植物，防治鞘翅目昆
虫。
4. 以色列亚种和杀蚊毒素蛋白基因：防治伊蚊、库蚊和按蚊等蚊虫。该
⑤ ZwA（Zwittermicin A) ：一种抗生素物质，对植物病原 细菌和真菌有抑菌作用，同时对Bt杀虫晶体蛋白毒素有协 同杀虫活性。
⑥ 营养期杀虫蛋白(VIP)：对小地老虎、甜菜夜蛾等昆虫有杀 虫活性。
⑦ 芽孢：可增强其他毒素，特别是δ-内毒素的杀虫活性。
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（二）杀虫晶体蛋白基因的分类
1989年 Hofte 和 Whiteley 根据晶体蛋白的氨基酸序列和杀 虫谱的不同，将已发表的42种晶体蛋白分为5群14亚类。
1938年第一种商品化的苏云金芽孢杆菌杀虫剂在法国得到 应用
二十世纪90年代以来，第二代细胞工程杀虫剂和第三代基 因工程杀虫剂相继投入市场
（一）苏云金芽孢杆菌的杀虫成分
按其存在的部位，可分为：
外毒素：该菌在生长过程中分泌到胞外的代谢产物
内毒素：亦称为晶体毒素，是以蛋白质晶体结构的形式存在 于细胞内，并随芽孢囊的破裂和芽孢的释放而释放到胞外， 是主要的杀虫毒素。
（5）多种因素和成分发挥作用，害虫和病原菌难以产生抗药
性。
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4.1 微生物杀虫剂
按杀虫剂的来源，微生物杀虫剂可分为：细菌杀虫 剂、杀虫抗生素、真菌杀虫剂、病毒杀虫剂、原生动物 杀虫剂、昆虫病原线虫制剂和微生物杀线虫剂等类型。
4.1.1 细菌杀虫剂
细菌杀虫剂主要包括：苏云金芽孢杆菌杀虫剂、球
形芽孢杆菌杀虫剂、金龟子芽孢杆菌杀虫剂和缓病芽孢 杆菌杀虫剂等。
EPA：微生物、转微生物基因的工程植物。
微生物农药具有以下优点：
（1）对病虫害防治效果好，对人畜安全无毒，不污染环境， 无残留；
（2）对病虫的杀伤特异性强，不伤害天敌和有益生物，能保 持生态平衡；
（3）生产原料和有效成分属天然产物，它可回归自然，保证 可持续发展；
（4）可用生物技术和基因工程的方法对微生物进行改造，不 断提高性能和质量；
第4章 现代微生物农药
4.1 微生物农药
☞细菌杀虫剂
☞杀虫抗生素
☞真菌杀虫剂
☞病毒杀虫剂
☞原生动物杀虫剂
☞微生物杀线虫剂
4.2 微生物杀菌剂
4.3 微生物除草剂
4.4 植物生长调节剂.
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微生物农药的定义与优点
微生物农药是利用微生物及其基因产生或表达的各种生物活 性成份，制备出用于防治植物病虫害、环卫昆虫、杂草、鼠害， 以及调节植物生长的制剂的总称。
主要活性成份：
自身产生的一至多个具蛋白质晶格结构的伴胞晶 体，含有两种主要蛋白质，分别为51kDa和42kDa，单 独对幼虫没有毒性，却都是产生毒性所必需的。这种毒 素称为二元毒素（binary） 。
晶体在中肠的碱性pH环境中溶解，二元毒素 51kDa和42kDa分别加工成43kDa和39kDa蛋白。毒蛋 白结合于中肠上皮细胞，导致幼虫进食受到抑制，最终 导致死亡。
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<45%
45-78%
78-95% >95%
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（三）重要的亚种和杀虫基因
1. 库斯塔克亚种（HD-1）和cry1A杀虫晶体蛋白基因：对鳞翅目昆虫有 特异性的杀虫活性。大多数含有cry1Aa、 cry1Ab和 cry1Ac，其中 cry1Ac基因是毒力最高的基因。
将cry1Ac基因插入到能在植物维管束定植的内生细菌的基因组中，通
亚种含有至少cry4A、 cry4B、 cry11A和cyt1A四个杀虫基因，
Cyt1A晶体蛋白对其他基因的产物具有协同杀蚊作用。
5. 对动植物寄生线虫有毒的基因：主要是cry5和cry6等。杀线虫剂。
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4.1.1.2 球形芽孢杆菌（ (Bacillus sphaericus, Bs）
1965年Kellen等首次分离。为好氧的产芽孢细菌， 普遍存在于世界各地的土壤和水生环境中，对蚊幼虫特 别是库蚊具有高毒力。
Insecticidal Crystal Proteins
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Heliothis armigera
（棉铃虫）
Plutella xylostella
（小菜蛾）
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Mode of action
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1901年日本的石渡繁胤分离到猝倒芽孢杆菌
1911年Berliner分离到类似的杆菌，并命名为苏云金芽孢杆 菌
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活性物质
① α-外毒素（磷脂酶C）：一种热不稳定的ensin) 即苏云金素，是一种热稳定的外 毒素。通常在营养生长阶段产生并分泌到胞外。
③ δ-内毒素：伴胞晶体毒素，有一至几种杀虫晶体蛋白组成 的特异性的晶格结构。
④ γ-外毒素：对昆虫的毒力还不确定。
cryI为鳞翅目特异性，cryⅡ为鳞翅目和双翅目特异性， cryⅢ为鞘翅目特异性，cryⅣ为双翅目特异性。 cyt基因。
1996年，Crickmore为首的著名学者组成的杀虫晶体蛋白基 因命名委员会，提出了苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白按氨 基酸的序列同源性进行分类的新分类系统。
截至到2003年11月，已报道分离292种各种不同的 杀虫基因，这些基因被分为42个不同的基因簇。