您的位置:首页 > PPT课件 > 生物课件PPT > 微生物农药在环境保护中的应用PPT

微生物农药在环境保护中的应用PPT下载

素材编号:
394254
素材软件:
PowerPoint
素材格式:
.ppt
素材上传:
yangyiner
上传时间:
2020-01-11
素材大小:
1 MB
素材类别:
生物课件PPT
网友评分:

素材预览

微生物农药在环境保护中的应用PPT

www.6399.cc_【官方首页】-彩世界微生物农药在环境保护中的应用PPT免费下载是由PPT宝藏(baidu-sb.com)会员yangyiner上传推荐的生物课件PPT, 更新时间为2020-01-11,素材编号394254。

这是微生物农药在环境保护中的应用PPT,包括了概述,微生物农药的特点,细菌类微生物农药,病毒类农药,真菌类微生物农药,微生物产生的植物生长调节类农药,微生物除草剂,细菌杀虫剂的种类等内容,欢迎点击下载。

第三章   微生物农药
现代概念的微生物农药是指以活体微生物或者以微生物的代谢产物来作为农药,不仅是指杀虫活性,还包括杀菌、除草和植物生长调节活性等。
微生物农药的概念可进一步扩展,定义为用来防治病、虫、草等有害生物的微生物活体及其代谢产物和转基因产物,并可以制成商品上市流通的微生物源制剂。
因此按功能作用来分,有杀虫、杀菌、除草和植物生长调节剂4大类;按有效成分分为:抗生素类、细菌类、真菌类、病毒类、原虫类、线虫类、微生物产生的植物生长调节剂类等七大类。
转微生物基因的植物,应该视为活体的植物农药,但活性成分是来自于微生物的。
线虫,有人也把这类动物列为微生物农药,实际上线虫是属于动物类的。www.6399.cc_【官方首页】-彩世界动物界的线虫门,有4万多种,1981才有人提出应用线虫防治害虫,因此,研究比较少。
原虫,又叫原生动物,是单细胞动物或有单细胞组成的群体。传统上属于动物界,1980年以后属于原生生物界的一个亚界。也可以看成是微生物,目前已知有3-4万种,寄生在昆虫体内的就有1500多种,如锥虫、滴虫、变形虫、微孢子虫等。
从已上市的生物制剂对防治目标对象的作用机理来看,微生物农药最终起作用的物质基本都为具有一定化学结构的生物化学物质,如Bt和抗虫棉的(内毒素蛋白),白僵菌的白僵素,病毒分泌的酶,以及防治病虫草害的抗生素和植物生长调节剂等,都具特定的化学结构。
按扩展概念来计算,我国微生物农药的产量或防治面积已占农药总产量或防治面积的l0%左右,如井冈霉素一个品种的年产量(100%有效成份0.4万吨),就占杀菌剂总产量(4.5万吨)的9%左右,加上其它品种如阿维菌素、赤霉素、Bt、农抗120、多氧霉素、白僵菌及一些病毒制剂的产量,它们占农药总产量的比例已接近l0%。
  2  微生物农药的特点
(1)对人畜安全、对病虫害的特异性强,不杀伤天敌和有益生物;
(2)易被其它生物或自然因素所分解破坏,在环境中不易积累,对使用环境的污染少;
(3)作用效果一般比较缓慢,作用机理比较复杂,常常有多种因素和成分发挥作用,害虫和病原物难以产生抗性。
(4)可进行规模化生产,生产原料大多为农副产品,来源广,易生产;
(5)各种品种生产工艺相似、设备相同,建一个工厂就可生产多品种。
www.6399.cc_【官方首页】-彩世界(6)可利用现代生物技术和基因工程技术对微生物和毒力基因进行改造,不断改进性能和提高质量。
3 细菌类微生物农药
www.6399.cc_【官方首页】-彩世界我国对以Bt为主的细菌类农药品种的研究开发,一直比较活跃。如对Bt,除研究其作用机理、发酵工艺外,还研究Bt的工程菌和转Bt杀虫基因的植物。目前Bt制剂的生产厂家已达64家,年产量8万多吨(制剂),年应用面积达到5千万亩次以上;转Bt基因的农作物并产业化的品种已有抗虫棉和抗虫玉米、水稻等,年推广应用面积达到300万亩左右。
除Bt外,开发成功的细菌制剂还有亚宝(枯草杆菌)、力宝(假单胞杆菌)、增产菌(蜡质芽胞杆菌)、康地蕾得(多粘类芽孢杆菌)等。
4 病毒类农药
我国病毒资源丰富,“七五”、“八五”期间研究出了十几株具有较好开发应用前景的病毒株,其中棉铃虫核多角体病毒已登记注册,并形成年产百吨制剂的生产线,“九五”期间注册登记了斜纹叶蛾多角体病毒和粘病毒,使用面积每年达到百万亩以上。
2002年,武汉大学生命科学学院与武大绿洲生物技术有限公司合作,研制成功的6个“武大绿洲菜园系列”病毒杀虫剂,分别是菜青虫、小菜蛾、棉铃虫、甜菜夜蛾、苜蓿银纹夜蛾的颗粒体和核多角体病毒
利用生物工程技术获得的基因修饰及含有增效蛋白因子的病毒株系已处于开发生产阶段,从而使昆虫病毒产品的作用谱更广、防治效果更好。
5 真菌类微生物农药
昆虫病原真菌有700多种,而其中只有10余种用于害虫防治。目前,已经有50多个真菌杀虫剂品种。
我国开展真菌制剂的研究开发已有30多年的历史,其中以白僵菌为最。
www.6399.cc_【官方首页】-彩世界目前虽然还未开发成功白僵菌制剂产品,但每年应用白僵茵防治松毛虫和玉米螟等的面积达1000万亩次以上。
本霉菌已开发成功,取得农药登记注册,用于防治蔬菜灰霉病具有较理想的效果和应用前景(主要有哈次木霉T. harzianum对立枯病、菌核病等有效)。
目前,处于小试和中试阶段的真菌制剂还有绿僵菌(防治蝗虫),淡紫拟育霉(防治植物线虫)、毒力虫霉(防治蚜虫)和蜡蚧轮枝菌(防治白粉虱)等。
球孢白僵菌的研究也取得很大进展,主要是增强了球孢白僵菌侵染昆虫体壁过程中降解昆虫体壁蛋白酶和几丁质酶的能力。
6  微生物产生的植物生长调节类农药
我国开展植物生长调节剂研究的历史可追溯到50年代初,从5406细胞分裂素土法生产到赤霉素的开发成功和大面积应用,表明植物生长调节剂在我国农业生产中发挥了重要的作用。
特别是赤霉素促进双季杂交水稻的分蘖、齐穗、早熟的作用,使其需求量急增,生产厂家达到40多个,成为植物生长调节剂中的当家品种。
目前开发成功的由微生物产生的植物生长调节剂品种还有细胞分裂素、脱落酸等。
8 微生物除草剂
比较复杂,现在人们的概念是可以象农药一样防治特定的农田杂草的微生物。
现在已经在国外广泛应用的微生物除草剂已经有10多种,但从登记的情况来看,主要是微生物的代谢产物,如:Fusarium solani,主要是用来防治大豆和棉花田的除草剂
我国1963年即开发出真菌(黑盘孢目炭疽病属)鲁保一号,防治菟丝子;1978年利用链霉菌新种筛选出的农抗除草剂A和B,具有选择性除草和高效防治水稻白叶枯病的双重作用。
 微生物杀虫药剂
 1 细菌性杀虫剂概述
   细菌杀虫剂的种类
细菌杀虫剂(Bacterial insecticide)是利用对某些昆虫有致病或致死作用的杀虫细菌所含有的活性成分或菌体本身制成的,用于防治和杀死目标昆虫的生物杀虫制剂。
杀虫细菌主要来自芽孢杆菌科Bacteriaceae、假单孢菌科Pseudomonadaceae、肠杆菌科Enteaobacteriaceae、乳杆菌科Lactobacillaceae 和微球菌科Micrococcaceae等细菌类群。
目前已知的杀虫细菌约有100多种,但被研制出产品并投入使用的主要是其中的4种,即苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus) 、日本金龟子芽孢杆菌(Bacillus popilliae)和缓病芽孢杆菌(bacillus lentimorbus)。前两种属兼性杀虫芽孢杆菌,它们既能在人工培养基上生长,亦能在昆虫体内繁殖;后2者属专性杀虫芽孢杆菌,它们一般要在昆虫寄主体内才能生长并形成有侵染力的芽孢。另外,也有少数其它芽孢杆菌及个别芽孢的细菌发展成产品。
2 苏云金杆菌类杀虫剂
McConnell等(1959)发现Bt的部分菌株在发酵过程中可产生一种热稳定的β-外毒素(苏云金素),并证明该物质具有一定的杀虫活性。
Heimpel于1967年将苏云金杆菌产生的几种毒素它们划分为四类,即α—外毒素、β—外毒素(苏云金素)、γ—外毒素、δ—内毒素(伴孢晶体蛋白消化激活后产生的毒性肽)。
Zakharyan等1976年最先提出,质粒可能对伴孢晶体的编码起作用。接着,Debabov等和Galushka等1977年证实,苏云金杆菌含有质粒,它与伴抱晶体的形成有关。从而激起了苏云金杆菌遗传学研究的热潮。通过转化、转导、接合、融合等传递系统、使控制伴孢晶体形成的基因不仅在苏云金杆菌亚种之间,而且在不同种细菌之间,甚至与高等植物进行了转移或克隆,并获得了表达。
 1981年,Schnept和Whiteley首次将HD-1菌株伴孢晶体的基因克隆到大肠杆菌中,并得到表达。
1987年,美国Monsanto公司用自己构建的Sev载体系统转移Kurstaki的内毒素基因,获得抗鳞翅目害虫的番茄转化株。
到目前为止,已分离出4万多个Bt菌种,报道了51个血清型(根据菌体细胞鞭毛抗原的特异性结合生理生化特性的区别特征分出血清型) ,50多个亚种,已克隆出60多个毒素基因,我国目前已经报道有17个血清型26个亚种。
δ—内毒素基因的克隆与表达
不同基因型杀虫谱不同,毒蛋白的大小及形状也不一样。根据杀虫谱的不同,将杀虫基因分成四大类,统称为cry基因,用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等来命名,分别代表几类杀虫范围。在每一类型下根据氨基酸序列的同源性,又分为 A,B,C等不同的基因型。在同一基因型下根据限制性内切酶的酶谱和分子量的大小,又分为a,b,c等不同的基因亚型。其分类如下:
cryI基因:编码分子量130000-140000 Da的晶体蛋白.cryI蛋白在芽孢形成过程中累积在棱形的伴胞晶体中,蛋白的毒性部分位于N端段.cryI基因又可分为cryIA(a、b、c)、cryIB、cryIC和cryID六种基因,对于所有cryI基因来说,基因的5‘端编码毒性蛋白,而3’端对于编码蛋白的毒性不是绝对需要的。
cryII基因:编码65000Kd的毒素蛋白(又称P2蛋白),这类蛋白形成立方形的伴胞晶体。
cryII基因与其它cry基因的同源性很有限。
cryIII基因:为对鞘翅目幼虫有毒性的拟步甲亚种和苏云金杆菌ZG2158菌株所特有,它们都为血清型H8a8b。
cryⅣ基因编码对双翅目昆虫有特异毒性的椭圆形伴孢晶体。cryⅣA, 135 KD; cryⅣB,128 KD; cryⅣC,78 KD;  cryⅣD, 72 KD, cryⅣA和 cryⅣB基因在结构上与cryⅠ相似,毒性核心区段为53—78KD,位于原毒素蛋白的N端.
δ-内毒素蛋白基因的克隆与表达
1981年,Schnepf和 Whiteley首先对斯库塔克亚种的HD-1菌株晶体毒素蛋白基因进行克隆;主要是在大肠杆菌HB101中得到表达;
1987年Whiteley等对8个亚种的晶体毒素蛋白基因在大肠杆菌或枯草芽孢杆菌中得到表达;
Sekar和Carlton(1985)将以色列亚种的伴孢晶体基因转入到巨大芽孢杆菌,得到产不规则行晶体的菌株VB131,该菌株形成芽孢的培养物能100%杀死蚊幼虫。可能在基因克隆与表达过程中会表现出毒性增加的现象。
5 δ-内毒素蛋白基因的遗传操纵
1986年,Shivakumar等将库斯塔克亚种的晶体毒素蛋白克隆到枯草芽孢杆菌中,克隆的片段上有晶体毒素蛋白基因的启动子,转录时,晶体毒素基因是用自身的 启动子,在菌体形成芽孢前的营养体时期表达了晶体蛋白。这表明,晶体毒素蛋白基因的表达可从芽孢形成的控制中解脱出来。
1987年,王宪和范云六通过库斯塔克亚种HD-1菌与以色列亚种的原生质体的融合,得到了既杀鳞翅目又杀双翅目幼虫的稳定融合子。这表明可以对其毒素蛋白基因进行遗传操纵。
Obukowics等学者在1986年将cryⅠA(b)基因经转座子Tn5介导引入到植物的假单孢杆菌中,使植物具有抗虫性,从而创造了第一代Bt转基因抗虫植物。这也是 Bt毒蛋白基因使植物获得抗虫性的最早报道。真正的Bt毒蛋白转基因植物是第二代Bt抗虫植物。
第一个成功的例子是由比利时的植物遗传系统公司在1987年6月报道的,他们用农杆菌介导法成功地将完整地cryⅠ(b)基因和3′,5′端缺失后只保留5′端编码毒蛋白核心区的不同长度的cryⅠ(b)基因导入烟草获得了抗烟草天蛾的转基因烟草植株。自那时起,人们在Bt杀虫晶体蛋白基因的修饰和改造,表达裁体的构建,植物遗传转化方法及抗虫转基因植物的培育等方面有了大量的研究,
Perlak等(1991)比较野生Bt毒蛋白基因和高等植物结构基因的DHA序列发现其含较多的AT碱基和ATTTA重复序列,便采用Kunkle的DNA点突变法,对野生型Bt毒蛋白基因[CRYAD]的AT富含区进行点突变,改变了63个Nt,使CC的含量从37%增加到41%,ATTA重复序列从13个减少到7个,改变编码9.5%,故使转Bt基因植物中δ-内毒素提高10倍.
又通过不改变原Aa编码的前提下改变DNA,使390个碱基对60%密码子改变,使GC含量增加到49%,但不含ATTA序列。这样全修饰后的Bt毒蛋白基因导入植物后,使植株体内的各毒素含量提高100倍,并表现出较强的杀虫效果,199I年用这种修饰过的Bt毒蛋白基因导入棉花而育成的转基系在11个点次的田间接种试验中杀虫效果强。其棉铃虫和烟青虫的为害率不到1%,红铃虫在百铃中的活幼虫数仅0.3头,而对照的棉铃虫和烟青虫为害率几乎为100%,红铃虫在百铃虫中的活幼虫数为25一50头。
1993年Fujimsto等对cryA(b)进行了广泛的修饰,在水稻中得到高效表达。Adang等用经过修饰的cryⅢA转化马铃薯, Koziel等用经过修饰的Cry1A(b)转化玉米,都得到高表抗虫效果的转基因植物。到目前为止.国内外已有许多实验室和科研单位用不同的Bt毒基因和转化方法获得50多种不同的抗虫植物。有的已进入大田试验和商品化生产阶段。
到1997年,全世界已发放Bt转基因玉米品种11个,棉花和马铃薯品种各5个,主要种植于8个国家和地区,其中美国的种植面积最大。我国也从1991年起开始了Bt cryⅠA杀虫基因的部分改造和全合成,并导入棉花、烟草、甘蓝等25种以上植物获得成功。目前全世界已获得50多种不同的抗虫转基因植物,技术趋向成熟,成果向商品化、实用化阶段深入,并开展大规模的田间推广试验。从1995年起,cryⅠA类转基因玉米、棉花和马铃薯已商品化,性状有单剂引的抗玉米螟、抗棉铃虫和抗马铃薯甲虫,还有玉米和棉花的多基因抗虫+抗除草剂性状。
我国Bt转基因植物中,转Bt基因的抗虫棉花得到了商品化生产;其中浙江大学原子核农业研究所诱变育种中心通过与加拿大渥太华大学合作,在国际上率先利用农杆菌介导法于1994年成功的地获得了转cryⅠA(b)Bt基因的水稻,并于1998年6月通过农业部批准进行环境释放试验。1998年9月通过鉴定,成为国际上最有希望最早实现商品的水稻品种。
2002年荷兰国际植物研究中心与保加利亚plovdiv大学联合将cryⅠBa和cry Ⅰla组合起来,形成一种混合毒素,并在马铃薯上得以表达,可以对马铃薯甲虫和欧洲玉米螟进行控制。
3 其它细菌杀虫剂
3、1球形芽孢杆菌
迄今已分离到各种球形芽孢杆菌的菌株近700株,但有毒菌株较少,它们分属于总共48个血清型中的10个血清型。球形芽孢杆菌有毒菌株对库蚊、按蚊有较高毒力,对伊蚊幼虫的毒力则不及苏云金芽孢杆菌以色列亚种的菌株,对蚋则无毒力。但由于球形芽孢杆菌的芽孢和晶体在环境中持效期较长,并有可能在环境中再循环,因此对球形芽孢杆菌高毒菌株的筛选及制剂研究从80年代中后期开始受到重视。我国生产了Bs-10,C3-41等乳剂,曾在野外大面积用于蚊幼虫的防治。
球型芽孢杆菌对蚊幼虫的致病性或致死作用是通过毒素或与孢子囊体有关的毒素或芽孢实现的。
在产生伴孢体的菌株中,伴孢体具有最大的杀虫活性。
BS毒素与BT的内毒素的作用方式有相似之处,即都需要酶的激活才能对细胞有毒性,但BS毒素的受体是糖蛋白,而BT内毒素的受体是磷脂
球型芽孢杆菌高度的致病力、较长的持效期和在污水期中仍有较强的杀虫活性,被世界卫生组织列为最有希望的生物杀虫剂之一。
3.2 日本金龟子芽孢杆菌和缓病芽孢杆菌
日本金龟子芽孢杆菌以及缓病芽孢杆菌能使蛴螬产生A型乳状病和B型乳状病。第一个日本金龟子芽孢杆菌制剂Doom 于1950年在美国登记,成为该国政府批准登记的第一个生物防治制剂。由于日本金龟子芽孢杆菌和缓病芽孢杆菌尚不能在人工培养基上生长形成有侵染力的芽孢,因此商品制剂Doom,Japidemic,Grub,Attack及 Milky-spore等都是采用幼虫活体培养的方式来生成的。迄今这2种菌尚未能在人工培养基上发酵生产,已成为大规模生产的主要障碍。
近年来国外试图克隆金龟子芽孢杆菌和缓病芽孢杆菌的杀虫活性蛋白的编码基因并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。
4、细菌杀虫剂存在的问题及展望
伴随抗虫基因工程进展,其在应用方面潜在的问题也日益显露,主要表现在以下几个方面:
首先,Bt杀虫晶体蛋白的抗虫谱较窄,而限制了其抗虫基因工程中的应用,虽然已分离到众多的Bt毒蛋白基因,其抗虫谱几乎覆盖了所有的鳞翅目害虫,但具体而言,每一种Bt毒蛋白基因的抗虫谱却十分有限,或只对某个种或某些种有抗性。针对这个问题,在Bt毒蛋白基因工程研究中已提出了两种解决办法。
其次,由于转基因植物给昆虫提供了—个连续恒定的选择压,使昆虫在群体水平上产生了耐药性。Van montage博士指出:“转Bt毒蛋白基因植物如欲取得实用价值,则必须解决害虫易对其产生耐药性的问题”。为此,目前已有多种策略甚至几种方法综合运用来防止昆虫抗性的产生。
第三是Bt毒蛋白基因在植物体内的沉默与甲基化、转基因的拷贝数、插入受体植物果包体位点及转基因是否与受体植物中有同源基因等有关。使其表达水平低。目前人们已设计了几种对策。
第四,Allison等认为Bt毒蛋白可能成为转Bt毒蛋白基因植物最严重的生态危机。有关转Bt杀虫晶体蛋白基因植物潜在的生态危险;已引起生态学家生物学家和农学家们的密切关注,这方面的研究已成为热点,有关转基因植物对生态环境和食物安全性的影响已进行了不少研究,积累了一大批有价值的资料。但目前已商品化的转Bt杀虫晶体蛋白基因植物对生态环境产生危险性的报道末见报道。
第五.不少文献报道了转基因植物会产生一系列性状变异。吴刚等研究发现,转cryⅠA(b),cryⅠA(c)Bt毒蛋白基因的水稻株系在株高、穗长、单粒重、面粒重和结实率等方面都显著降低,而单株有效分数增多,生育进程推迟,落粒性增强。所以.选择优质表型且具较强杀虫的转基因植物,对于创造优良性状的抗虫植物至关重要。
细菌杀虫剂的应用有两条途径,一条是直接应用,另一条是通过基因工程技术得以实现其增加效果的可能性。
转基因植物工程是一项应用性极强的研究,它使短时间内培育出抗虫植物品种成为可能,同时正在进行田间试验的性状中,多基因抗虫性状也屡次出现。将Bt基因,特殊的抗病基因等优良品质基因集聚于同一品种。相信不久的将来,人们会实现培育抗虫作物,减少环境污染,保护人类健康的美好愿望。但有关的安全性问题一刻也不能忽视。
 

上一页:八年级下册生物传染病和免疫ppt 下一页:返回列表

微生物降解农药ppt:这是微生物降解农药ppt,包括了农药,降解农药的微生物种类,微生物降解农药的机理,微生物降解农药的影响因素,微生物降解农药的应用前景和研究趋势等内容,欢迎点击下载。

生物农药及生物控制ppt:这是生物农药及生物控制ppt,包括了案例背景,生物农药简介,生物农药在安溪茶叶生产上的应,生物农药推广应用中存在的问题,促进生物农药推广应用的对策等内容,欢迎点击下载。

微生物农药在环境保护中的应用PPT

下载地址

微生物农药在环境保护中的应用PPT

优秀PPT

Copyright:2009-2019 baidu-sb.com Corporation,All Rights Reserved PPT宝藏 版权所有

免责声明:本网站内容由用户自行上传,如权利人发现存在误传其他作品情形,请及时与本站联系

PPT模板下载 粤ICP备13028522号

页面底部区域 foot.htm