微生物农药的研究应用及前景展望
第18卷 第1期 四川理工学院学报（自然科学版）V ol．18 No．1
JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF
2005年3月 SCIENCE & ENGINEERING（NATURAL SCIENCE EDITION）Mar．2005文章编号：1673-1549（2005）01-0108-03
微生物农药的研究应用及前景展望
赵兴秀1，何义国2
（1.四川理工学院生物工程系，四川自贡643000；2.四川大学生命科学学院，四川成都 610064）
摘 要：综述了国内外微生物杀虫剂的研究、应用情况，展望了其发展前景，并对细菌杀虫剂、病毒杀虫剂、农用抗生素和真菌杀虫剂的研究、应用及进展情况进行了重点阐述。
关键词：微生物农药；Bt；病毒；抗生素；真菌
中图分类号：S4 文献标识码：A
微生物农药是指利用生物活体及其代谢产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂，也包括农药、辅助剂和增效剂以及模拟某些杀虫毒素和抗生素的人工合成的制剂[1]。当代农业的可持续发展战略，要求生产者在利用资源、提高产量的同时，注意保护和改善人们赖以生存的环境，而长期使用化学农药对生态环境的破坏日益严重，这就迫使人们急切寻找化学农药的替代品，微生物农药就成了较佳选择，近年来得到了广泛的开发和利用。目前，微生物农药主要包括细菌杀虫剂、农用抗生素、病毒杀虫剂和真菌杀虫剂等，本文仅就国内外微生物农药的研究、应用及发展前景进行阐述。
1 微生物农药
目前生产上大量使用的生物农药主要为细菌杀虫剂、农用抗生素、病毒杀虫剂、真菌杀虫剂等。
1.1 细菌杀虫剂
细菌杀虫剂是应用得最早的微生物农药，主要是从昆虫病体上分离得到的病原菌，目前已成功开发了某些芽孢杆菌，如Bt(苏云金芽孢杆菌)、球形芽孢杆菌，金龟子芽孢杆菌等。细菌杀虫剂作用对象主要是咀嚼式口器的害虫，如鳞翅目、翘翅目和双翅目等有害作物昆虫。球形芽孢杆菌对蚊幼虫特别是库蚊具有高毒力，金龟子芽孢杆菌可以防治芽孢害虫。新发现的类产碱假单孢菌可以分泌一种杀虫蛋白到胞外对蝗虫有一定的致死作用[2]。
Bt杀虫剂是细菌杀虫剂中研究最深入、应用最广泛的微生物杀虫剂[3]。Berliner于1911年首先从德国的带苏云金杆病毒的地中海粉螟中分离得到该菌[4]。其作用机理是依靠其所含有的伴孢晶体、外毒素及卵磷脂等致病物质引起昆虫肠道等病症而使昆虫致死。一般是δ－内毒素起作用使发生毒血症而死亡，也就是由于晶体毒素对中肠上皮作用，导致肠壁破损，中肠的碱性高渗内含物进入血腔，使血淋巴pH升高，从而导致感病幼虫麻痹死亡[5～6]。
1957年Bt制剂首次上市销售，如今是世界上产量最大的微生物杀虫剂，广泛用于防治农、林、贮藏害虫和医学昆虫[7]。据初步统计，1990年我国Bt杀虫剂产量超过1500吨，目前年产量约为3.5万吨，成为我国“无公害生产”中的首选杀虫剂[8]，其主要通过液体深层发酵产生，剂型以悬浮剂、可湿性粉剂为主，还有原粉、水分散颗粒剂等[9]。每年防治棉铃虫面积达3000公顷。由于质量高，杀虫能力强，我国生产的Bt制剂还打开了国际市场，出口远销到新加坡、泰国等东南亚国家。在北美大陆Bt制剂用于防治毒蛾，市场占有率达60%；在美国Bt制剂用于防治粉纹夜蛾，市场占有率达80%以上，加拿大Bt制剂用于防治云杉粉芽蛾，市场占有率达95%以上[10]。
目前已报道有多种害虫对Bt制剂产生抗性，近年在我国的深圳、广州等地报道小菜蛾对Bt制剂已产生抗性，害虫对微生物农药的抗性无疑会对其应用效果和发展带来影响，且Bt制剂对家蚕的毒性较
收稿日期：2004-09-16
作者简介：赵兴秀（1977-），女，陕西人，助教，主要从事微生物病毒方面的研究。
第18卷 第1期 赵兴秀等：微生物农药的研究应用及前景展望109高，使用时务必注意[11]。
1.2 病毒杀虫剂
昆虫病毒生物防治是利用病毒感染种群并引发病毒流行病传播，使害虫持续感病死亡，达到调节害虫种群数量、减轻危害的目的。在我国，病毒杀虫剂的研究和开发工作起步较晚，但近年来发展却极为迅速，我国已有20多种昆虫病毒进入了田间试验，如油桐尺蠖NPV，斜纹夜蛾NPV以及松毛虫CPV等，其中棉铃核型多角体病毒已进入产业化，在1994年，棉铃虫病毒杀虫剂施用面积达2.8万公顷，田间校正防效可达80%～85%。
由于多数昆虫对病毒具有一定的抵抗能力，导致病毒杀虫谱单一，但试验发现，个别病毒中具有提高其它种类病毒杀虫活性的增效因子，如粘虫同时感染NPV和GV时，存在增效关系，其增效因子是GV 包含体蛋白的一部分，它起分解蛋白酶的作用，破坏围食膜，从而使昆虫免疫力大大降低。所以增效因子作为生物杀虫剂的一种新型的生物活性添加剂，将会受到格外重视。
目前世界各国已有60多种病毒进入大田进行防治农林害虫试验，30多种病毒杀虫剂进行了登记、注册及生产应用。我国也有十多个厂家取得了国家登记注册[11]，生产方法主要有两种：一是利用组织培养昆虫细胞增殖病毒；二是利用人工半合成饲料或饲料饲养昆虫虫体增殖病毒，然后加工制成杀虫剂[12]，其剂型主要有乳剂、乳悬剂、可湿粉剂、水悬剂等剂型。
1.3 农用抗生素
农用抗生素系由细菌、真菌和放线菌等微生物在发酵过程中所产生的次级代谢产物，这种物质具有抑制某些危害农作物的有害生物的作用[11]。农用抗生素具有杀虫或杀菌的作用。
李保同等人研究发现，井冈霉素和多抗霉素对纹枯病防效达75.16％～94.27％，优于化学杀菌剂三唑酮；春雷霉素和灭瘟素对叶瘟病防效为50.54％～72.67％，穗瘟病为76.66％～87.42％，与化学杀菌剂三环唑相当[14～15]。
对杀虫抗生素的研究进展也非常迅速，科研工作者在实践中筛选到了紫莱霉素、普拉星隆、密旋霉素、春雷霉素、多氧霉素及四环菌素等有实用价值的杀虫活性物质[16]。阿维菌素是使用面积最大的杀虫抗生素[11]，其原始菌种由日本北里研究所从静岗皮伊东市河奈地区土壤中分离获得，它是Merck公司开发的一种大环类酯类抗生素。阿维菌素可用于防治小菜蛾、棉铃虫、梨木虱、螨类[17～19]、美洲斑潜蝇、红蜘蛛、菜青虫等主要农作物害虫。用量仅仅0.3～0.75mg/m2。其作用机理是能通过干涉害虫神经生理活动，刺激害虫产生γ－氨基酸，使害虫中央神经系统的信号不能被运动神经元接受，导致害虫迅速麻痹、拒食、行动迟缓或不动，约24小时死亡。
近10年来，报道的抗生素已有3000多种，其中农用抗生素超过35%。在我国就筛选出了许多农用抗生素品种，如多效霉素、769、891、86－1、26号等[20]，其中对多菌灵研究得比较深入，现已进行批量生产。
虽然农用抗生素得到一定的应用，但还是有自身的缺点：一是因为抗生素不稳定，在应用时效力下降；二是由于病原菌对抗生素产生抗性，还有抗生素的毒性的存在。
1.4 真菌杀虫剂
在昆虫病毒病原微生物中，真菌种类最多，约占昆虫病原微生物中的60%以上，世界上记载虫生真菌约100属800余种，我国报道虫生真菌400多种，其中寄生真菌215种。美国于1890年率先开始用白僵菌防治麦长蝽，其后日本、巴西、英国等也开始应用白僵菌、黄僵菌、绿僵菌、蚜霉菌等防治农林害虫，并且逐渐把虫生真菌发展为一类微生物杀虫剂。虽然我国对昆虫病原真菌的研究有较长历史，但由于受到技术生产的制约，开发和利用的种类不多，目前我国已进入工业化生产和大规模应用试验的样虫真菌主要有：白僵菌、绿僵菌、多毛菌、拟青霉、轮枝菌、座壳孢菌等10余种。
1.4.1 白僵菌杀虫剂
我国应用白僵菌防治害虫种类达40多种，年防治面积达670000ha，防治种类和面积均居世界首位。主要用于防治松毛虫、玉米螟及地下害虫蛴螬、水稻叶蝉、桃蛀果蛾、茶小象鼻虫等。目前白僵菌生产用液固两相生产法，产品质量不高，主要表现为孢子粉含水量偏高，一般在13%～15%（国际标准5%～7%），常温下活力（发芽率）难以保持两个月以上，产品污染比较严重。
1.4.2 绿僵菌杀虫剂
绿僵菌的防治对象主要有地下害虫（金龟子类）、天牛（青杨天牛、云斑天牛）、蚊幼虫、苹果食心虫等，近年来中国农科院生防所用于防治东亚飞蝗取得了显著成效。
110四川理工学院学报（自然科学版） 2005年3月1.4.3 拟青霉杀虫剂
大田应用的拟青霉主要有淡紫拟青霉[21]、粉质拟青霉、玫烟拟青霉和肉色拟青霉。用淡紫拟青霉防治大豆孢囊线虫和烟草结线虫，该菌发酵液还具有促进作物生长、提高产量等效果；用粉质拟青霉防治松毛虫；用玫烟拟青霉防治温室白粉虱；用肉色拟青霉防治褐飞虱等都取得了明显的效果。
1.4.4 座壳孢菌杀虫剂
座壳孢菌中的双座壳孢菌可以防治刺棉蚧，柑桔粉虱座壳孢可防治粉虱和寡刺长粉虱，乳突座壳孢可治温室白粉虱。
2 微生物农药的前景展望
据联合国粮农组织统计，全世界病虫害造成的损失约占总收成的13%，每年损失达数十亿美元[22]。而化学农药的残留严重污染环境，在食物中的累积越来越严重地影响着人们的身体健康，在使用中也将大量的害虫天敌和有益生物杀死，对生态平衡的破坏日益严重。为了保护环境，维护生态和人类健康安全的需要，开发和使用微生物农药成了工业发展的一个方向。
但是，由于微生物农药具有其特殊性，所以必须科学应用，对它们的使用方法也要因“药”而定，使用者必须严格按照推荐的方法进行喷施。尽管微生物农药源于自然环境，但也有个别品种毒性较高，或对环境有某些不良影响，使用时必须注意。
总之，作为公认的“无公害农药”中的微生物农药在本世纪将有更广阔的发展前景，它将在控制农林、仓库害虫、保护生态平衡等方面发挥巨大作用。
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Recent Development in Research and the Future of Microbial Pesticides
ZHAO Xing-xiu1, HE Yi-guo2
(1. Biotechnology Engineering Dept., Sichuan University of Science & Engineering, Zigong 643000, China;
2. College of Life Science,Sichuan University, Chengdu 610064, China)
Abstract:This paper outlines the present situation, development and application of microbial insecticides at home and abroad. It mainly comments on the application and progress in the studies on bacterial insecticides, viral insecticides, agricultural antibiotic and fungous insecticides, and looks into the future of the development of the microbial pesticides applied to agriculture.
Key words:microbial pesticides; Bacillus thuringiensis; vius; antibiotic; fungi
微生物农药的应用现状和发展前景
微生物农药的应用现状和发展前景 摘要化学农药的使用能够控制病虫害，增加作物的产量，但在土壤、空气和粮食中的残留也带来了环境污染、生态平衡破坏和食品安全等一系列问题。微生物农药是指微生物及其代谢产物，和由它加工而成的、具有杀虫、杀菌、除草、杀鼠或调节植物生长等活性的物质，包括活体微生物农药和农用抗生素两大类。前者主要包括Bt制剂、病毒杀虫剂、真菌杀虫剂和真菌除草剂；后者主要指微生物所产生的一些有活性的次级代谢产物及其化学修饰物。微生物农药由于其广谱、高效、安全、环境相容性好等特点，日益受到重视。本文介绍了微生物农药的种类、特点、应用现状，并在此基础上对其发展前景进行了展望。 关键词微生物农药；应用现状；发展前景 1.传统化学农药和微生物农药的比较 1.1传统化学农药产生的危害 1.1.1对土壤的影响 传统化学农药施用以后，一部分残留在农作物表面，一部分直接进入土壤，被土壤颗粒吸附。大气中的残留农药和农作物上的农药经雨水淋洗进入土壤，直接或间接与土壤接触，杀灭土壤中的微生物，影响土壤的腐熟和透气性，破坏土壤结构和土壤肥力，影响作物生长发育。 1.1.2破坏生态平衡 在杀灭害虫的同时，也杀灭了害虫的天敌，破坏了生态平衡，导致害虫种群急剧上升。有些次要的害虫，由于天敌数量急剧减少，很快发展为主要害虫。 1.1.3产生抗药性 针对一种害虫长期使用同种农药，往往会使其产生抗药性，从而导致农药浓度及用药频率增加，使农药残留更高。 1.1.4威胁食品安全和人体健康 化学农药在蔬菜水果上的残留会对食品安全造成巨大的威胁。农药通过饮食或食物链间接进入人体造成急性或慢性中毒，甚至致癌，危害人体健康。 1.2微生物农药的优点 与传统化学农药相比，微生物农药具有以下优点：（1）对病虫害的防治效果良好。病原
生物农药的发展与苏云金杆菌杀虫剂研究现状_刘保民
2011.01B 总第206期生物农药的发展 在全球范围内，由于农业病虫害所造成的农产品损失每年达到15%~25%.大规模地使用化学农药是当前控制害虫的主要策略。这一措施虽然对于稳定农业产量具有一定的积极作用，但是，由于化学农药的杀虫谱广，田间残效期较长，容易诱发害虫对其产生抗药性，特别是化学农药对农产品和环境的污染，导致妇女流产、婴儿畸变以及诱发人类癌症等各种疾病。因此，使用生物农药防治害虫越来越受到人们的重视。 1．生物农药发展概况 随着人类环境保护意识的增强，高效低毒的生物农药已成为当今农药的发展方向。生物农药是指非人工合成，具有杀虫、杀菌或抗病、除草能力的，并可以制成具有农药功效和商品价值的生物制剂，包括微生物源农药（细菌、病毒、真菌及其次生代谢产物）、植物源农药、动物源农药和抗病虫草害的转基因植物等。相对于常规的化学农药而言，生物农药具有作用方式独特，防治对象专一，对天敌等有益生物安全，用量小，降解快，对人、畜、环境风险性低，适用于病、虫、草害综合防治等特点。1992年，世界环境与发展大会曾明确指出，到2000年要在全球范围内控制化学农药的销售和使用，生物农药的用量达到60%，然而，目前生物农药在全球农药销售总量中仅占2%的市场份额，与预期目标相差甚远。因此，大力发展生物农药已经成为世界各国共同面临的重大任务。我国有关部门提出到2015年，要求生物农药的使用占农药总量的30%~50%，按此比例计算，当前我国农药耗用量每年达120万t，年需生物农药量至少在60万t以上。至2002年底，包括转基因棉花，我国生物农药年产量仅占到农药总产量的10%左右，推广应用面积占到农药总应用面积的12%左右。可见发展生物农药已经成为我国急待解决的重大问题之一。目前，我国正式注册的农药生产企业近2000家，品种约250种，年产量近40万t，总产量仅次于美国。其中，化学农药占农药总量的90%以上，生物农药所占比例不足10%，我国农药品种结构老化，高毒品种仍在继续使用，集中表现为“3个70%”，即杀虫剂约占农药总产量的70%，有机磷农药约占杀虫剂的70%，几个高毒老品种，如，甲胺磷、甲基对硫磷、敌敌畏等约占有机磷农药的70%，这种现状已不能适应现代农业生产发展和环境保护的要求。 生物农药在我国发展有两个高潮，即20世纪60年代-70年代和20世纪90年代以后。在前一个高潮阶段由于当时生物技术水平相对较低，满足不了生物农药对工艺、贮藏和运输要求的条件，除井冈霉素外，未形成有影响的产品。进入20世纪90年代以后，由于生物技术尤其是微生物技术的进步，为生物农药的开发提供了便利，形成了第二个高潮。据《农药登记公告》统计，我国已商品化的生物农药产品主要有以下几类：苏云金杆菌、核型多角体病毒、阿维菌素和农用抗生素等。 不同种类的生物农药各有特点，病毒类生物农药由于病毒无法离体培养，生产中需要大量养殖昆虫，从而使大规模生产受到限制；真菌类生物农药，由于大量培养抗逆孢子技术没有突破，致使产品的保存期和稳定性达不到农药登记的要求，造成规模化生产存在一定的难度；植物源农药由于需要种植大量植物，工业规模化生产受到土地、植被和生态保护等限制；动物源农药主要是被开发成仿生合成农药，直接开发成生物农药难度很大；转基因植物，由于安全性评价问题也影响其推广应用。以苏云金杆菌为代表的细菌类杀虫剂，由于 山西省芮城县生物农药厂刘保民 与 苏云金杆菌杀虫剂研究现状 27 AGRICULTURAL TECHNOLOGY&EQUIPMENT
合成生物学与生物燃料
济南大学研究生课程考查试卷 课程编号：QZ283001课程名称：信息与文献检索学时16 学分 1 学号：20172120470 姓名牛浩学科、领域生物工程 学生类别：全日制专业学位成绩：任课教师（签名） 1、考核形式(采用大作业、论文、调研报告、实验报告等)： 课程论文 2、考查（内容、目的等）具体要求： 写一篇与所从事专业相关的综述性论文 字数在3000字左右 书写格式规范，论述清晰，层次分明 3、成绩评定说明（含平时成绩、考核成绩）： 平时成绩主要包括考勤和平时作业，考勤共计10分，平时作业共计20分，占总成绩的30%。 期末课程论文共计70分，占总成绩的70%。 总成绩为平时成绩与课程论文成绩的加和，即100分。
合成生物学在生物燃料领域的研究 摘要：本文简要介绍了合成生物学的概念，生物燃料的研究现状、研究前景以及未来可能会遇到的一些挑战。探讨了合成生物学在生物燃料研究中的应用进展包括提高生物质原料的转化特性、开发绿色高效生物催化剂、构建微生物细胞工厂以及设计合成多种生物燃料产品。最后对合成生物学在生物燃料领域的研究做出了展望。 关键词：合成生物学；生物燃料；研究现状；前景；挑战；应用进展 1 合成生物学概述 合成生物学(synthetic biology) 是综合了科学与工程的一个崭新的生物学研究领域。它既是由分子生物学、基因组学、信息技术和工程学交叉融合而产生的一系列新的工具和方法，又通过按照人为需求( 科研和应用目标)，人工合成有生命功能的生物分子( 元件、模块或器件)、系统乃至细胞，并自系统生物学采用的“自上而下”全面整合分析的研究策略之后，为生物学研究提供了一种采用“自下而上”合成策略的正向工程学方法[1]。它不同于对天然基因克隆改造的基因工程和对代谢途径模拟加工的代谢工程，而是在以基因组解析和生物分子化学合成为核心的现代生物技术基础上，以系统生物学思想和知识为指导，综合生物化学、生物物理和生物信息技术与知识，建立基于基因和基因组、蛋白质和蛋白质组的基本要素( 模块) 及其组合的工程化的资源库和技术平台，旨在设计、改造、重建或制造生物分子、生物部件、生物系统、代谢途径与发育分化过程，以及具有生命活动能力的生物部件、体系以及人造细胞和生物个体。 2 生物燃料研究现状与挑战 2.1 生物燃料的研究现状 生物燃料主要包括纤维素生物燃料(乙醇、丁醇等)、微藻生物燃料(生物柴油、航空生物燃料等)，以及最近两年研究较热的新型优质生物液体燃料(高级醇、脂肪醇、脂肪烃等)和利用新技术路线合成的生物乙醇与生物柴油(蓝藻乙醇、微生物直接利用纤维素水解糖体内合成生物柴油等)等。“可持续性”是生物燃料的核
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微生物学发展历程及前景展望 微生物学（microbiology）生物学的分支学科之一。它是在分子、细胞或群体水平上研究各类微小生物的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律，并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学。 微生物学是高等院校生物类专业必开的一门重要基础课或专业基础课，也是现代高新生物技术的理论与技术基础。基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程就是在微生物学原理与技术基础上形成和发展起来的；《微生物学》也是高等农林院校生物类专业发展及农林业现代化的重要基石之一。随着生物技术广泛应用，微生物学对现代与未来人类的生产活动及生活必将产生巨大影响。 一、发展历程 （一）微生物学的经验时期 公元二千多年的夏禹时代，就有仪狄作酒的记载。北魏（386～534）贾思勰《齐民要术》一书中，详细地记载了制醋方法。我国古代人民也发现豆类的发酵过程，从而制成了酱。 十一世纪时。北宋未年刘真人就有肺痨由虫引起之说。意大利学者Fracastoro 认为传染病的传播有直接、间接和通过空气等几种途径。 在预防医学方面，我国自古以来就有将水煮沸后饮用的习惯。明李时珍的《本草纲目》中，亦有对病人穿过的衣服应该进行消毒的记载。 我国古代人民，创用了预防天花的人痘接种法。大量古书证明，我国在明代隆庆年间，人痘已经广泛使用，并先后传至俄国、日本、朝鲜、土耳其、英国等国家，人痘接种是我国对预防医学的一大贡献。 （二）实验微生物学时期 1.微生物的发现 首先看到微生物的是荷兰人列文虎克。他于1676年创制了一架原始显微镜，正确地描述了微生物的形态有球形、杆状、螺旋样等，为微生物的存在提供了有力证据。 法国科学家巴斯德首先实验证明有机物质的发酵与腐败是由微生物引起。巴斯德的研究开始了微生物的生理学时期。自此，微生物学开始成为一门独立的学科。 巴斯德创造了巴氏消毒法。随后，英国外科医师李斯德创用石碳酸喷洒手术室和煮沸手术用具，以防止外科手术的继发感染，为防腐、消毒以及无菌操作打下基础。 微生物学的另一奠基人是德国学者郭霍。他创用固体培养基，使有可能将细菌从环境或病人排泄物等标本中分出成为纯培养，便于对各种细菌分别具体研究。后又创用了染色方法和实验性动物感染，为发现各种传染病的病原体提供有利条件。 2.免疫学的兴起 十八世纪末，英国医师Jenner创制牛痘苗来预防天花，为预防医学开辟了广
农药微生物降解研究进展32237
农药的微生物降解研究进展.txt25爱是一盏灯，黑暗中照亮前行的远方；爱是一首诗，冰冷中温暖渴求的心房；爱是夏日的风，是冬日的阳，是春日的雨，是秋日的果。摘要：综述了在环境中降解农药的微生物种类、微生物降解农药的机理、在自然条件下影响微生物降解农药的因素及农药微生物降解研究方面的新技术和新方法。文章认为，在农药的微生物降解研究中，应重视自然状态下微生物对农药的降解过程，分离构建应由天然的微生物构成的复合系，利用微生物复合系进行堆肥或把堆肥应用于被污染的环境是消除农药污染的一个有效方法。 关键词：微生物生物降解农药降解农药 20世纪60年代出现的第一次“绿色革命”为人类的粮食安全做出了重大贡献，其中作为主要技术之一的农药为粮食的增产起到了重要的保障作用。因为农药具有成本低、见效快、省时省力等优点，因而在世界各国的农业生产中被广泛使用，但农药的过分使用产生了严重的负面影响。仅1985年，世界的农药产量为200多万t[1]；在我国，仅1990年的农药产量就为22.66万t[2]，其中甲胺磷一种农药的用量就达6万t[3]。化学农药主要是人工合成的生物外源性物质，很多农药本身对人类及其他生物是有毒的，而且很多类型是不易生物降解的顽固性化合物。农药残留很难降解，人们在使用农药防止病虫草害的同时，也使粮食、蔬菜、瓜果等农药残留超标，污染严重，同时给非靶生物带来伤害，每年造成的农药中毒事件及职业性中毒病例不断增加[3～6]。同时，农药厂排出的污水和施入农田的农药等也对环境造成严重的污染，破坏了生态平衡，影响了农业的可持续发展，威胁着人类的身心健康。农药不合理的大量使用给人类及生态环境造成了越来越严重的不良后果，农药的污染问题已成为全球关注的热点。因此，加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题，是人类当前迫切需要解决的课题之一。 这些农药残留广泛分布于土壤、水体、大气及农产品中，难以利用大规模的项目措施消除污染。实际上，在自然界主要依靠微生物缓慢地进行降解，这是依靠自然力量、不产生二次污染的理想途径。但自然环境复杂多变，影响着农药生物降解的可否和效率。近年随着对农药残留污染问题的重视，科学家们对农药生物降解进行了大量的研究，但许多问题需要进一步探明。本文整理出了近年来对农药生物降解的研究进展，提出存在的问题，建议有效的研究途径，旨在为加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题提供依据。 1 农药的微生物降解研究进展 1.1 农业生产上主要使用的农药类型 当前农业上使用的主要有机化合物农药如表1所示。其中，有些已经禁止使用，如六六六、滴滴涕等有机氯农药，还有一些正在逐步停止使用，如有机磷类中的甲胺磷等。 表1 农业生产中常用农药种类简表[7] 类型农药品种 有机磷：敌百虫、甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、对硫磷、双硫磷、乐果等 杀虫剂有机氮：西维因、速灭威、巴沙、杀虫脒等 有机氯：六六六、滴滴涕、毒杀芬等 杀螨剂螨净、杀螨特、三氯杀螨砜、螨卵酯、氯杀、敌螨丹等 除草剂 2，4－D、敌稗、灭草灵、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等 杀菌剂甲基硫化砷、福美双、灭菌丹、敌克松、克瘟散、稻瘟净、多菌灵、叶枯净等 生长调节剂矮壮素、健壮素、增产灵、赤霉素、缩节胺等 人们发现，在自然生态系统中存在着大量的、代谢类型各异的、具有很强适应能力的和能利用各种人工合成有机农药为碳源、氮源和能源生长的微生物，它们可以通过各种谢途径把有机农药完全矿化或降解成无毒的其他成分，为人类去除农药污染和净化生态环境提供必要的条件。
合成生物学的前景展望
合成生物学的前景展望 目录： 前言 科学定义 学科特征 发展现状 前景展望 结语 前言 当今方兴未艾的合成生物学，是一门建立在生物信息学、DNA化学合成技术、遗传学和系统生物学之上的交叉学科。近十年来，该学科在病毒全基因组合成、标准化遗传回路和最小基因组研究中取得了巨大的突破，也展现了其在生物科学应用中扮演的重要角色。本文将通过介绍与分析合成生物学的相关信息展望合成生物学的发展前景。 科学定义 目前合成生物学研究涵盖范围广泛，对其定义的表述不尽相同：合成生物学领域知名的网站（http://syntheticbiology. org）这样描述该领域的主要研究内容：“设计和构建新型生物学部件或系统以及对自然界的已有生物系统进行重新设计，并加以应用。”2010年12月，美国13位知名专家共同完成了一份名为《新的方向》的研究报告，专门探讨合成生物学问题，文中将合成生物学的研究目标定位为：“将标准化的工程技术应用于生物学，以此创造出新型或具有特定功能的生命体或生物系统，以满足无尽的需求。”合成生物学组织(Synthetic Biology Community)网站上公布的合成生物学的定义则强调合成生物学的两条技术路线：(1)新的生物零件、组件和系统的设计与建造；(2)对现有的、天然的生物系统的重新设计。 综合起来，合成生物学可被理解为基于系统生物学的遗传工程从基因片段、人工碱基DNA子、基因调控网络与信号传导路径到细胞的人工设计与合成，类似于现代集成型建筑工程，将工程学原理与方法应用于遗传工程与细胞工程等生物技术领域，合成生物学、计算生物学与化学生物学一同构成系统生物技术的方法基础。 学科特征 1.多学科交叉性： 作为一个以多学科为基础的综合性交叉研究领域，对于生物学家，合成生物学打开了一扇探索生命奥秘的大门；工程学家更关注的是该如何将实验流程和各类生物学元件进行模块化、标准化，以及如何有效地控制多个元件的相互协调；而如何将标准化的生物学模块进行数字化、定量化评价，更好地为人造“软件”进行模拟计算从而指导生物系统的构建，则是计算科学在生命科学中应用的突出体现；化学家和药物学家则更愿意将合成生物学看作多种用途的新型工具，用于高效地生产新型燃料和药物。 2.超越传统技术的革新： 合成生物学改变了过去的单基因转移技术，开创综合集成的基因链乃至整个基因蓝图设计，并实现人工生物系统的设计与制造。从分子结构图式、信号传导网络、细胞形态类型到器官组织结构的多基因系统调控研究的系统遗传学，以及纳米生物技术、生物计算、
基因工程(现代生物技术)应用前景与发展
基因工程的发展现状及前景 摘要： 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一近年来随着生物工程技术的发展，许多基因工程抗体陆续问世。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 关键字： 基因工程；基因工程抗体；前景；现状；发展 一、基因工程介绍 1、基本定义 生物学家于20世纪50年代发现了DNA的双螺旋结构，从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体，这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60年代以后，科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码，简单地说，就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上，进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。美国从1991年起，准备用15年时间完成人体基因组测序计划。[5] 基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。从狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大要素，其中相对于受体而言，来自供体的基因属于外源基因。除了少数RNA病毒外，几乎所有生物的基因都存在于DNA 结构中，而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子，因此基因工程亦称为重组DNA技术（DNA recombination）。另外，DNA重组分子大都需在受体细胞中
微生物农药及其发展概况
微生物农药及其发展概况 王建伟 上海师范大学 环境工程系 2003级 0313530 摘 要：在食品安全日益备受关注的新世纪， 绿色食品的发展已成为国际食品工业的发展趋 势。作为生产绿色食品的生态农业生产模式． 生物农药的研制和应用是其能否成功实施的关 键因素之一。从真菌杀虫剂、细菌杀虫剂、病毒杀虫剂、 物农药以及抗生素类杀虫剂、 基因工程杀虫剂等微生物源生物活性物质 农药对微生物农药的 研究与开发现状进行了综述，并指出我国与国外微生物农药的发展差距。 关键词 : 绿色食品， 农药， 微生物农药， 微生物源生物， 微生物源生物活性物质， 发展差距， 发展前景 目前食品安全是全球关注的焦点，追求安全、无污染食品已成为当今社会的消费潮流。 距，人世后已面临更大的压力和挑战，因此，加快绿色食品工业的发展已是当务之急 能否成功实施的关键因素之一，生物农药中应用最多、效果最好的是微生物农药。 微生物农药 [2] 微生物农药就是指由微生物及其微生物的代谢产物和由它加工而成的具有杀虫 除草 、杀鼠或调节植物生长等具有农药活性的物质 [3]。 1．活体微生物源生物农药 株，杀菌剂方面有以色列开发出的名为 Trichodex 哈次木霉制剂，可以防治灰霉病、菌核病、 霜霉病、 白粉病等叶部病害已在欧洲和北美 20多个国家注册， 具有良好的市场前景。 除草剂 方面有美国Ecogen 公司等开发的用于防除水稻、 麦类田间杂草的盘长孢状刺盘孢、 防除柑橘 杂草的棕榈疫霉菌，日本和加拿大也有—些品种。 我国早在 20世纪 50年代后期就开始应用白僵菌防治食心虫、松毛虫、玉米螟等的研究， 并得至U 了不断地发展。近年又分离出了绿僵菌菌株，现正利用其进行蝗虫、蛴螬的防治及 虫生线虫杀虫剂等活体微生物源生 绿色食品由于安全无公害而受到人们的普遍青睐， 但我国绿色食品的发展与国外有较大的差 [1] 。 绿色食品是基于生态农业的农业生产模式生产的。 而生物农药的研制和应用是生态农业 、杀菌、 真菌——真菌可以被用作为杀虫、 杀菌、 除草的生物农药。 杀虫真菌目前世界上已记载 的约有 100属， 800多种。半知菌亚门集中了大约 50%的杀虫真菌。其中白僵菌是发展历史较 早、普及面积大、 应用最广的—种真菌杀虫剂。 美国和以色列等国家已筛选出了大量生防菌
生物技术及其应用前景
?生物技术及其应用前景 ?一、酶工程与发酵工程 酶工程与发酵工程是生物技术中有着悠久历史的两门技术。近20年来，随着与生物技术相关的诸多基础理论和技术以及实验手段的发展，这两门传统的生物技术逐步走出被动、低效的状态，而发展成为主动、高效的当代生物技术，被列入到高技术领域。 （一）酶工程 酶工程就是利用酶的催化作用进行物质转化，生产人们所需产品的技术。 催化剂即指能化学变化加速而翻身不变的物质。酶是一类具有特殊催化反应能力的蛋白质，它由生物体的活细胞产生。在生物体内进行的各种化学反应，几乎都需要在酶的催化下才能顺利地完成。我们每天吃的米饭、鸡蛋、肉类等的食物都必须在胃分泌的胃蛋白酶和胰脏分泌的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶等的作用下，分解成葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和甘油等小分子，才能透过小肠壁，被组织吸收和利用；人体生长的时候，体内又会进行各种蛋白质、脂肪等的合成反应，这些合成反应也需要在酶的催化下完成。一旦酶的正常催化作用遭到干扰破坏，轻则会使生物体表现出某些症状，重则将危及生命。比如，在人体内有一种内酪氨酸酶，当它不能行使正常作用时，人就会得白化病。在人类中有一种半乳糖血症的遗传病，发病的原因是由于患者体内缺乏将半乳糖转化为葡萄糖的酶，造成患者血液中半乳糖含量急剧升高往往在婴儿期就死亡。 酶工作技术的应用X围大致有：（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；（3）酶的固定化技术（固定化酶和固定化细胞技术）；（4）酶反应器的研制和应用；（5）与其它生物技术领域的交叉和渗透。其中固定化酶技术是酶工程的核心。 在洗衣粉中加入一些酶可大大加强其去污能力，这是把酶催化剂作为一种添加剂加入到产品中去，促进了产品与作用对象的化学反应。但是对于像用葡萄糖生产果糖行业来说，需要用酶，而酶又不能留在产品中，否则会影响产品纯度。再说，成批的反应物中，加入的酶在反应结束后，没有被消耗掉，但却失去了再被利用的机会，这显然是一种浪费。若能够将酶固定起来，不仅能使其在常温、常压下行使专一的催化功能，而且由于酶密度提高，使催化效率更高、反应更易控制。固定着的酶不会跑到溶液里，与产物混合，这样酶便可反复使用，从而使产品成本降低。因此，固定化酶技术十分重要。酶的固定方法主要有：通过非特异性物理吸附法或生物物质的特异吸附作用将酶固定到载体表面，叫作吸附法；利用化学方法将载体活化，再与酶分子上的某些基因反应，形成共价的化学键，从而使酶分子结合到载体上，这种方法叫共价键合法，是广泛采用的制备固定化酶的方法。 与固定化酶技术相配套的是酶生物反应器。一个安装有固定化酶材料的容器就是酶生物反应器，它是把反应物质变成产品的重要生产车间，葡萄糖溶液缓缓流进装有葡萄糖异构酶的生物反应器，出来的就是比原来溶液甜的多的新液体。 酶工程对医药、医疗方面贡献巨大。现在，菠萝蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、胃蛋白酶等十几种可以进行食物转化的酶都已进入食品和药物中，以解除许多有胃分泌功能障碍患
生物农药的研究进展.
生物农药的研究进展 随着化学农药广泛的使用,靶标生物的抗药性逐渐增强,对其控制越来越难,使得近几年的化学农药毒性更强、浓度更高,导致整个农业生态系统已经日趋恶化,严重影响了自然生态平衡和生态系统的自我调节能力。而这些化学农药的开发难度和开发成本也很大, 同时化学农药毒性大、残留量高, 长期使用会对环境和人类健康造成严重威胁。因此,生物农药得以迅速发展,并获得独立的知识产权,成为创制新农药的重要途径。开发安全性高、残留量低、无公害、生物活性高、选择性强的生 物农药成为当今农药发展的趋势和迫切需要。在今后相当长一段时间内,生物农药将有较大发展,它将成为今后农药发展的一个重要方向,并逐渐成为研究和应用的热点。 生物农药指用来防治病、虫、草等有害生物的生物活体及其代谢产物和转基因产物, 并制成商品的生物源制剂。生物农药与传统化学农药的区别在于它们通常是控制而不是消灭病虫,具有延迟的作用,更具有选择性。生物农药具备以下优点: 第一,活性高, 选择性强,对非靶标生物相对安全;第二,不易产生抗药性;第三,高效,低 残留,无污染,常常能迅速分解,不破坏生态环境;第四,种类繁多,研发、利用途径多; 第五, 作为病虫综合防治项目 IPMP 的一个组成部分,作用机理不同于常规农药,不影响作物产量。因此,生物农药具有广阔的应用前景。 1. 生物农药的研究进展 据“发展中国家生物农药国际研讨会”上的专家们介绍,目前全世界投入化学农 药的总投资平均每年 280亿美元,但生物农药的投资只有 3.8亿美元,只占总额的 4%, 在中美洲生物农药只占地区农药市场的 2-3%,亚洲和拉美的生物农药的生产能力也很弱,但是鉴于世界各国消费者对于无害农产品的需求日益增长,生物农药的发展具有广阔的天地。在拉美,目前在使用生物农药方面领先的国家有古巴、哥伦比亚和巴西等。世界上生物农药使用量最多的国家有墨西哥、美国和加拿大,三国的生物农药使用量占世界总量的 44%。欧洲的生物农药使用量占全世界的 20%, 亚洲占13%, 大洋洲占 11%; 拉美和加勒比占 9%,非洲占 3%。
浅谈合成生物学
浅谈合成生物学 The Basic Of Synthetic Biology 姓名： 刘志洋指导老师： 吴敏 蓝田学园工学1117班 刘志洋 3110101731
浅谈合成生物学 The Basic Of Synthetic Biology 3110101731刘志洋 [摘要]:合成生物学是从人们长期以来对生命的了解和认识发展而来的，是科学研究经历积累、酝酿和萌发后水到渠成的结果，体现了对生命科学知识从学习了解到自由运用的转变；体现了对生物系统研究从拆解与还原到拼装与整合与转变；体现了对生命的认识从敬畏和膜拜到剖析和创造的转变。本文将从合成生物学研究进展、微生物基因组的合成重构、天然产物的生物合成及合成生物学在酶的定向进化中的应用等方面进行介绍，并展望合成生物学将为生物科学研究带来的巨大变化。 [关键词]：合成生物学，基因，细胞，遗传，分子。 [Abstract] Synthetic biology is from people to life long knowledge and understanding, It is science research experience accumulation, brewing and germination of success will come after the results. Reflecting life science knowledge by learning to understand the free use of transformation. Reflecting biological systems research and reduction to the assembled from disassembled and integration and change. Reflecting life from the understanding of the fear and worship to analyze and create change. In this paper, we will talk about the research progress of synthetic biology. And looking for the great changes synthetic biology will bring us. [Key words] Synthetic Biology genes cell DNA heredity. 目前合成生物学研究涵盖范围广泛，对其定义的表述不尽相同：合成生物学领域知名的网站(http：Hsyntheticbiology．org)这样描述该领域的主要研究内容：“设计和构建新型生物学部件或系统以及对自然界的已有
现代生物技术的发展与前景
在当今世界各国纷纷建立以基因为核心的知识产权保护，抢占２１世纪国际生物技术制高点的新形势下，参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁，要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势，在即将到来的生物世纪里，真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括：增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要，发展最快。根据统计资料，到２０００年，全世界转基因作物推广面积达４４２０万公顷，比１９９６年增长了２５倍；种植转基因作物的国家从１９９６年的６个增加到２０００年的１３个。这其中美国的转基因作物种植面积最广，达到了３０３０万公顷，占６８％；其次为阿根廷，１０００万公顷，占２３％；加拿大３００万公顷，占７％；我国为５０万公顷，占１％。根据有关专家的看法，现代农业生物技术的最新发展趋势表现为：——研究成果商品化产业化进程加速。目前，农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成，并处于一个高速发展时期。有关专家预测，本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到１０％以上，而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为２０００年２０亿美元，２００５年６０亿美元，２０１０年２００亿美元；国际农业生物技术应
用机构（ＩＳＡＡＡ）的预测则分别为３０亿美元、８０亿美元和２８０亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时，众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点，私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例，民营机构１９９２年对这一领域的投资为５．９５亿美元，而１９９９年则达到１５亿美元。与此同时，世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮，并购金额从１９９７年的１２．３７亿美元陡然升至１９９９年的１３８亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成，过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析，促成公司并购的原因，一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合，而更重要的原因，则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业，小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场，与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下，发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺，其核心就是对基因的争夺。谁掌握了基因，谁就掌握了生物技术的制高点，就掌握了未来竞争的主动权。有专家称，转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。
国内外生物技术发展现状
国内外生物技术发展概况 (2010-10-21 18:00:05) （一）国内外生物技术发展动态 1、国际生物技术发展现状生物技术是近 20 年来发展最为迅猛的高新技术，越来越广泛地应用于农业、医药、轻工食品、海洋开发、环境保护及可再生生物质能源等诸多领域，具有知识经济和循环经济特征，对提升传统产业技术水平和可持续发展能力具有重要影响。近 10 年来，生物技术获得突破性发展，生物技术产业产值以每 3 年增长 5 倍的速度递增，以生物技术为重点的第四次产业革命正在兴起，预计到 2020 年，全球生物技术市场将达到 30，000 亿美元。在发达国家，生物技术已成为新的经济增长点，其增长速度大致是 25%-30%，是整个经济增长平均数的 8-10 倍。在生物技术制药领域，包括基因工程药物、基因工程疫苗、医用诊断试剂、活性蛋白与多肽、微生物次生代谢产物、药用动植物细胞工程产品以及现代生物技术生产的生物保健品等研究成果迅速转化为生产力，其中与基因相关的产业发展最强劲。全球医药生物技术产品占生物技术产品市场的 70%以上，占药物市场的 9% 左右，以高于全球经济增长 5 个百分点的速度快速发展，仅单克隆抗体市场销售额就达 40 亿美元。农业生物技术产业已经成为各国政府未来农业发展的战略重点，应用基因工程、细胞工程等高新技术培育的农林牧渔新品种、兽用疫苗、新型作物生长调节剂及病虫害防治产品、高效生物饲料及添加剂等已推广运用，产生了巨大的经济效益。 1996 年，全球转基因作物才 170 万公顷，以后逐年直线上升，到 2004 年已经达到 8100 万公顷，8 年间全球转基因作物种植面积增加近 48 倍。照此增长速度预计 2010 年世界范围内 50%的耕地将种植转基因作物，2020 年将增至 80%。尤其是抗虫、抗除草剂转基因作物的推广，大幅度提高劳动生产率并减少化学农药施用量，经济效益极为显著。全球转基因作物市场价值 1995 年仅 7500 万美元， 1997 年达 6.7 亿美元，2002 年为 45.2 亿美元，预计到2010 年将达 200 亿美元。本文章来自生物科学博览网站，欢迎您的光临食品生物技术产业产值约占生物产业总产值的 15-20％，目前国际市场上以生物工程为基础的食品工业产值已达 2500 亿美元左右，其中转基因食品市场的销售额 2010 年将达到 250 亿美元。此外，保健食品行业是全球性的朝阳产业，市场增长迅速。环境生物技术是生物技术、工程学、环境学和生态学交叉渗透形成的新兴边缘学科，是 21 世纪国际生物技术的一大热点。环境生物技术兼有基础科学和应用科学的特点，在环境污染治理与修复、自然资源可持续再生等方面发挥着日益重要的作用。能源生物技术主要目标是利用生物质能源。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居世界能源消费总量第四位的能源。目前，全球储量为亿吨，相当于 640 亿吨石油。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，主要是开发生物柴油和生物乙醇汽油。尽管生物质液化燃料开发还处于初级阶段，市场份额还不大，但由于岂疫有环保和再生性特点，前景非常广阔。 2．国内生物技术发展现状我国政府一直把生物技术作为重点支持的战略高技术领域，提出了“加强源头创
微生物农药的研究应用及前景展望
第18卷 第1期 四川理工学院学报（自然科学版）V ol．18 No．1 JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF 2005年3月 SCIENCE & ENGINEERING（NATURAL SCIENCE EDITION）Mar．2005文章编号：1673-1549（2005）01-0108-03 微生物农药的研究应用及前景展望 赵兴秀1，何义国2 （1.四川理工学院生物工程系，四川自贡643000；2.四川大学生命科学学院，四川成都 610064） 摘 要：综述了国内外微生物杀虫剂的研究、应用情况，展望了其发展前景，并对细菌杀虫剂、病毒杀虫剂、农用抗生素和真菌杀虫剂的研究、应用及进展情况进行了重点阐述。 关键词：微生物农药；Bt；病毒；抗生素；真菌 中图分类号：S4 文献标识码：A 微生物农药是指利用生物活体及其代谢产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂，也包括农药、辅助剂和增效剂以及模拟某些杀虫毒素和抗生素的人工合成的制剂[1]。当代农业的可持续发展战略，要求生产者在利用资源、提高产量的同时，注意保护和改善人们赖以生存的环境，而长期使用化学农药对生态环境的破坏日益严重，这就迫使人们急切寻找化学农药的替代品，微生物农药就成了较佳选择，近年来得到了广泛的开发和利用。目前，微生物农药主要包括细菌杀虫剂、农用抗生素、病毒杀虫剂和真菌杀虫剂等，本文仅就国内外微生物农药的研究、应用及发展前景进行阐述。 1 微生物农药 目前生产上大量使用的生物农药主要为细菌杀虫剂、农用抗生素、病毒杀虫剂、真菌杀虫剂等。 1.1 细菌杀虫剂 细菌杀虫剂是应用得最早的微生物农药，主要是从昆虫病体上分离得到的病原菌，目前已成功开发了某些芽孢杆菌，如Bt(苏云金芽孢杆菌)、球形芽孢杆菌，金龟子芽孢杆菌等。细菌杀虫剂作用对象主要是咀嚼式口器的害虫，如鳞翅目、翘翅目和双翅目等有害作物昆虫。球形芽孢杆菌对蚊幼虫特别是库蚊具有高毒力，金龟子芽孢杆菌可以防治芽孢害虫。新发现的类产碱假单孢菌可以分泌一种杀虫蛋白到胞外对蝗虫有一定的致死作用[2]。 Bt杀虫剂是细菌杀虫剂中研究最深入、应用最广泛的微生物杀虫剂[3]。Berliner于1911年首先从德国的带苏云金杆病毒的地中海粉螟中分离得到该菌[4]。其作用机理是依靠其所含有的伴孢晶体、外毒素及卵磷脂等致病物质引起昆虫肠道等病症而使昆虫致死。一般是δ－内毒素起作用使发生毒血症而死亡，也就是由于晶体毒素对中肠上皮作用，导致肠壁破损，中肠的碱性高渗内含物进入血腔，使血淋巴pH升高，从而导致感病幼虫麻痹死亡[5～6]。 1957年Bt制剂首次上市销售，如今是世界上产量最大的微生物杀虫剂，广泛用于防治农、林、贮藏害虫和医学昆虫[7]。据初步统计，1990年我国Bt杀虫剂产量超过1500吨，目前年产量约为3.5万吨，成为我国“无公害生产”中的首选杀虫剂[8]，其主要通过液体深层发酵产生，剂型以悬浮剂、可湿性粉剂为主，还有原粉、水分散颗粒剂等[9]。每年防治棉铃虫面积达3000公顷。由于质量高，杀虫能力强，我国生产的Bt制剂还打开了国际市场，出口远销到新加坡、泰国等东南亚国家。在北美大陆Bt制剂用于防治毒蛾，市场占有率达60%；在美国Bt制剂用于防治粉纹夜蛾，市场占有率达80%以上，加拿大Bt制剂用于防治云杉粉芽蛾，市场占有率达95%以上[10]。 目前已报道有多种害虫对Bt制剂产生抗性，近年在我国的深圳、广州等地报道小菜蛾对Bt制剂已产生抗性，害虫对微生物农药的抗性无疑会对其应用效果和发展带来影响，且Bt制剂对家蚕的毒性较 收稿日期：2004-09-16 作者简介：赵兴秀（1977-），女，陕西人，助教，主要从事微生物病毒方面的研究。
浅析生物技术在环境工程中的应用与前景
浅析生物技术在环境工程中的应用与前景浅析生物技术在环境工程中的应用与前景 1我国生态环境的现状 我国生态环境污染日趋严重，如“三废”污染、水体污染、土壤污染、废弃塑料和农用地膜污染、农用化肥和农药污染等，造成水资源严重短缺，土地荒漠化日益加剧，森林覆盖率剧减，草场严重退化。生态环境的恶化，时刻威胁着人们的生命财产安全，疾病发病率也迅速提高。因此，必须积极发展高新技术，如现代环保生物技术等，采用防治结合的方式，解决当前的环境危机，维护生态平衡，已迫在眉睫。 2环境生物技术简介 生物技术是建立在生命科学的基础上，通过直接或间接的方式利用生物或生物有机体的特定部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染，同时又能生产有用物质的工程技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、染色体工程、生化工程等。生物技术在环保领域发挥着越来越重要的作用，正衍生出一门新兴的学科与技术，即我们所说的“环境生物技术”，亦称“环境生物工程”。其特点如下： 实现对污染物的循环利用 对垃圾废弃物的降解生成的产物或副产物，一般都可重新利
用。这样，可把污染降到最小程度，不仅可解决长期污染的问题，还实现了对固废的循环利用。 安全可靠、效果明显 利用发酵工程技术治理，产生的物质基本属于稳定无害的物质，常见的包括CO2、水、氮气、甲烷等。并且，多数都是一步到位，无二次污染。因此，该技术既安全、彻底又高效。 简化流程，节约成本 生物技术是建立在酶促反应基础上的生物化学过程。酶作为生物催化剂，实质是一种活性蛋白质。一般在常温常压或近乎中性的条件下即可发生反应。因此，绝大部分生物治理对环境条件要求不高，并可就地实施。 3.环境生物技术在三废处理中的应用 在废水处理方面的应用 废水中含有许多有毒有害物质，比如，酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇、蛋白质等。废水生化处理经近百年的发展，现已形成了许多新工艺、新技术。通过生物技术治理废水，主要借助微生物的降解作用完成。它分为耗氧降解技术与厌氧降解技术两种。耗氧降解技术又分为：活性污泥法与生物膜法。目前，采用较多的是固定化酶与固定化细胞技术，它属于酶工程技术。固定化酶又称为水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法，导致水溶性酶和固态的不溶性载体结合起来，从而使酶不再溶于水。微生物细胞犹如一个天然的固定化酶反应器。微生物细胞的固定可采用制备固定化
农药的发展及现状
国内农药中杀虫剂的现状及发展 摘要：我国是一个农药生产和使用大国，我国现有农药生产企业2600多家，能够生产600多种农药原药的农药，在世界农药发展上占有举足轻重的地位。农药行业满足了农业生产防治病虫草害的需要，对于保证夏粮、秋粮丰收发挥了重要作用，功不可没。自2008年以来，农药工业大力调整结构，努力提高质量，积极拓展服务，在上半年取得了产销两旺、效益增长的好成绩，呈现出又好又快发展的态势。杀虫剂是农药中使用最多的一类，是主要用于防治农业病虫害和城市卫生害虫的药品。但是杀虫剂的危害却是不容忽视的，不单单对环境有较大危害，甚至会危及动物及人类的生存。所以，农药中杀虫剂的现状及发展就有待研究了，本文就是针对农药中杀虫剂的危害和改进方法，以及未来我国农药中杀虫剂的发展研究进行讨论。 关键词：杀虫剂；危害；改进；发展 前言 在我国农药的使用十分广泛，农药中的杀虫剂更是屡见不鲜，相关资料表明自十年前起,农药中杀虫剂占70%,杀虫剂中高毒农药占70%,高毒农药中有机磷农药占70%,到目前为止高毒农药所占的比例不到3%,多年以来,我国生产的农药中,杀虫剂一直占据主导地位,在杀虫剂中又是以高毒有机磷杀虫剂为主,其中甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷和氧化乐果5个品种的使用规模最大。但是杀虫剂带来的危害也是比比皆是，在这种情况下便给生物农药杀虫剂的兴起创造了一个发展的平台。 1.农药杀虫剂的分类 在二十世纪，农业的迅速发展，杀虫剂令农业产量大升。但是，几乎所有杀虫剂都会严重地改变生态系统，大部分对人体有害，其它的会被集中在食物链中。我们必须在农业发展与环境及健康中取得平衡。那么农药杀虫剂的分类有哪些呢？ 按化学成分来源和发展过程分 无机杀虫剂和有机杀虫剂。无机杀虫剂，如砷酸钙、亚砷酸、氟化钠等。有机杀虫剂包括天然的有机杀虫剂、人工合成有机杀虫剂和生物杀虫剂。1、天然的有机杀虫剂包括植物性杀虫剂（如鱼藤、除虫菊、烟草等）和矿物性杀虫剂（如机油、柴
合成生物学的未来展望
合成生物学的未来展望 合成生物学是生物科学在二十一世纪刚刚出现的一个分支学科，近年来合成生物物质的研究进展很快。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同，合成生物学的研究方向完全是相反的，它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。与基因工程把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的作法不同，合成生物学的目的在于建立人工生物系统（artificial biosystem），让它们像电路一样运行。 传统的生物学是通过解剖来了解生命体以及其内部构造的，而合成生物学恰恰相反，它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。重塑生命是合成生物学的核心思想。该学科致力于从零开始建立微生物基因组，从而分解、改变并扩展自然界在35亿年前建立的基因密码。此外，还可以通过人工方式迫使某一细菌合成氨基酸。合成生物学是基因工程中一个刚刚出现的分支学科，它吸引了大批的生物学家和信息工程师致力于此项研究。 一些专家提出应该制造一个配备有生物芯片的细胞机器人，让它在我们的动脉中游荡，检测并消除导致血栓的动脉粥样硬化。还有一些研究人员认为，运用合成生物学还可以制成各种各样的细菌，用来消除水污染、清除垃圾、处理核废料等。恩迪还提出，可制造一种生物机器用来探测化学和生物武器，发出爆炸物警告，甚至可以从太阳中获取能量，用来制造清洁燃料。但是也有一些谨慎的研究人员认为，合成生物学存在某些潜在危险，它会颠覆纳米技术和传统基因工程学的概念。如果合成生物学提出的创建新生命体的设想得以实现，科学家们就必须有效防止这一技术的滥用，防止生物伦理冲突以及一些现在还无法预知的灾难。 合成生物学将催生下一次生物技术革命。目前，科学家们已经不局限于非常辛苦地进行基因剪接，而是开始构建遗传密码，以期利用合成的遗传因子构建新的生物体。合成生物学在未来几年有望取得迅速进展。据估计，合成生物学在很多领域将具有极好的应用前景，这些领域包括更有效的疫苗的生产、新药和改进的药物、以生物学为基础的制造、利用可再生能源生产可持续能源、环境污染的生物治理、可以检测有毒化学物质的生物传感器等。 合生生物学的商业化应用是必然趋势，但多数还要等到几年之后才能实现。即便如此，研究人员已经在利用合成生物体来研制下一代清洁的可再生生物燃料以及某些稀缺的药物。第一代合成微生物是合成生物学的简单应用，它们可能与目前利用DNA重组的微生物类似，其风险评估或许不成问题，因此，对立法者的挑战较少。但随着合成生物学技术不断走向成熟，又可能研制出复杂的有机体，其基因组可能由各种基因序列（包括实验室设计和研制的人工基因序列）重组而成。尽管其风险和风险评估问题与经过基因修饰的生物体引发的问题类似，但对于这类复杂的合成微生物来说，找到上述问题的答案要困难得多。 今后几年，合成生物学将在以下几个方面取得重要进展。 一是更多的合成生物学零件及模块会得到表征及标准化；更复杂、更精细的合成基因线路会在原核生物及真核生物中得以应用。 DNA合成技术是支撑合成生物学发展的重要技术之一，其在基因及调控元件的合成、基因线路和生物合成途径的重新设计组装，以及基因组的人工合成等方面都具有重要的应用。近几年来，DNA合成技术发展很快，成本越来越低。目前,DNA芯片发展有两大趋势:其一是以Affymetrix公司为代表的向高密度基因芯片发展,争取把人类所有基因探针都固定在一块芯片上,其发展将对生物学的基础研究起到革命性的推动,并有可能在将来引发新 的革命;另一种发展是以Nanogen公司为代表的过程集成化趋势,由于在实际临床诊断及军事、司法应用中,大多数情况下并不需要高密度的DNA芯片,而是要求便携式、灵活、速度快和成本低,因此,发展这种高集成、中低密度的DNA芯片可以在近几年进入市场并发挥社会效益。