生物學(xué)技術(shù)生物農(nóng)藥現(xiàn)狀分析與發(fā)展趨勢(shì)：

醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)小編為您總結(jié)如下

生物農(nóng)藥是指直接利用生物產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)或生物活體作為農(nóng)藥，以及人工合成的與天然化合物結(jié)構(gòu)相同的農(nóng)藥。生物農(nóng)藥具有生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛，對(duì)非靶標(biāo)生物安全、毒副作用小、對(duì)環(huán)境兼容性好等特點(diǎn)，已成為全球農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。特別是近10年來(lái)，隨著分子生物學(xué)技術(shù)、基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程、酶工程等高新技術(shù)的飛速發(fā)展，并逐漸滲入到生物農(nóng)藥生產(chǎn)中，使其展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景和巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，生物農(nóng)藥的優(yōu)越特性（節(jié)能、環(huán)保、保護(hù)資源）比以往任何時(shí)期都更加受到世界各國(guó)政府的重視，成為各國(guó)生物技術(shù)研究機(jī)構(gòu)和公司的研究熱點(diǎn)。目前科學(xué)家們已研制出一系列選擇性強(qiáng)、效能高、無(wú)污染的生物農(nóng)藥。統(tǒng)計(jì)資料表明，美國(guó)生物殺蟲(chóng)劑銷售額1990年為1 500萬(wàn)美元，而到2000年已達(dá)6億美元左右。

l我國(guó)生物農(nóng)藥的現(xiàn)狀分析1.1發(fā)展現(xiàn)狀目前世界上生物農(nóng)藥使用量最多的國(guó)家有墨西哥、美國(guó)和加拿大等國(guó)，占世界總量的44%.歐洲的生物農(nóng)藥使用量占全世界的20%，亞洲占13%，大洋洲占11%，拉美洲和加勒比灣占9%，非洲占3%.我國(guó)生物農(nóng)藥的研究始于20世紀(jì)50年代初，至今已有50年的歷史。在國(guó)家主管部門的扶持下，經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，已逐步形成了具有良好試驗(yàn)條件的科研院所、高校、國(guó)家及部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以及其他具備一定工作條件的研究單位。在生物農(nóng)藥的資源篩選評(píng)價(jià)、遺傳工程、發(fā)酵工程、產(chǎn)后加工和工程化示范驗(yàn)證方面已經(jīng)自成體系，擁有大約400家生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)。我國(guó)生物農(nóng)藥的研究開(kāi)發(fā)步伐逐年加快，至2001年我國(guó)已注冊(cè)登記的生物農(nóng)藥品種達(dá)80個(gè)，占已注冊(cè)品種總數(shù)的13.7%；產(chǎn)品694個(gè)，占已注冊(cè)產(chǎn)品的7.2%，年產(chǎn)量近10萬(wàn)t制劑。至2004年我國(guó)已注冊(cè)登記的生物農(nóng)藥有效成分品種140個(gè)，占我國(guó)農(nóng)藥總有效成分品種的15%；產(chǎn)品411個(gè)，占已注冊(cè)產(chǎn)品的8%；年產(chǎn)量12～13萬(wàn)t制劑，約占農(nóng)藥總產(chǎn)量的12%；年產(chǎn)值約3億美元，占農(nóng)藥總產(chǎn)值的10%左右；使用面積約2600萬(wàn)hm2次，每年新研制成功和登記注冊(cè)的生物農(nóng)藥品種以4%的速度遞增，我國(guó)規(guī)劃到2015年生物農(nóng)藥占所有農(nóng)藥的份額將由現(xiàn)在的10%增加到30%.目前，天敵昆蟲(chóng)還沒(méi)有被接受注冊(cè)產(chǎn)品，加強(qiáng)生物農(nóng)藥新產(chǎn)品研發(fā)，加快生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度，增加生物農(nóng)藥市場(chǎng)份額，滿足我國(guó)無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品和有機(jī)食品生產(chǎn)中病蟲(chóng)害防治的需要，緩解農(nóng)藥殘留帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題己成為我國(guó)科技界、產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的問(wèn)題。

1.2研究進(jìn)展近10年來(lái)，我國(guó)在生物農(nóng)藥研究的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面已取得了一批重大成果，蘇云金桿菌殺蟲(chóng)劑、農(nóng)用抗生素、棉鈴蟲(chóng)NPV、殺蟲(chóng)真菌劑等技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到或部分超過(guò)國(guó)外同類先進(jìn)水平，不但滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求變化，而且走出國(guó)門，進(jìn)入亞洲和歐美市場(chǎng)。生物農(nóng)藥的主要品種的罐噸位目前已達(dá)到100 t，其中以抗生素產(chǎn)品為主。近年來(lái)，我國(guó)在微生物源抗病激活蛋白的研究方面也取得了突破，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的真菌激活蛋白的研究為此類新型生物農(nóng)藥的后續(xù)開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了良好的條件。轉(zhuǎn)基因生物農(nóng)藥在我國(guó)的工業(yè)化研究開(kāi)發(fā)處于起步發(fā)展階段，已研制了一些復(fù)合型的殺蟲(chóng)防病工程菌，如高效Bt和熒光假單胞菌的組合基因工程菌劑，其中 WG001已于2000年通過(guò)安全性審批，允許生產(chǎn)和應(yīng)用。而抗生素的研究開(kāi)發(fā)又進(jìn)入一個(gè)新高潮，一些新的抗菌素得到開(kāi)發(fā)，而且殺蟲(chóng)素（阿維菌素）的研究開(kāi)發(fā)得到迅速發(fā)展。我國(guó)在原生動(dòng)物生物農(nóng)藥方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出了蝗蟲(chóng)微孢子蟲(chóng)，在防治蝗災(zāi)方面起到了一定作用，總體水平處于世界先進(jìn)水平。綠僵菌殺蝗劑的研究技術(shù)已獲得了國(guó)家發(fā)改委的真菌殺蟲(chóng)劑產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目支持，將成為我國(guó)綠僵菌殺蟲(chóng)劑的產(chǎn)業(yè)化中心。國(guó)內(nèi)已研究出真菌殺蟲(chóng)劑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)新工藝一氣相雙動(dòng)態(tài)固態(tài)發(fā)酵新技術(shù)，從根本上解決了常規(guī)開(kāi)放式發(fā)酵易染菌、發(fā)酵參數(shù)難以控制，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的弊��；新工藝使染菌率降低到0.1%以下，發(fā)酵水平比常規(guī)固態(tài)發(fā)酵提高1～2倍，產(chǎn)品生產(chǎn)成本降低50%以上。同期，我國(guó)的植物源農(nóng)藥也得到迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)已成功開(kāi)發(fā)了眾多植物源農(nóng)藥，其中相當(dāng)一部分進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)，其中除蟲(chóng)菊是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)最完備的植物殺蟲(chóng)劑品種，其種植面積已經(jīng)達(dá)到6000hm2，產(chǎn)量達(dá)到5000t，約占國(guó)際市場(chǎng)的1/4.生物化學(xué)農(nóng)藥以昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（IGR）產(chǎn)品為主，國(guó)內(nèi)有關(guān)科研單位和企業(yè)相繼引進(jìn)、研制開(kāi)發(fā)了一些新品種的生化農(nóng)藥。部分引進(jìn)和本地天敵昆蟲(chóng)已經(jīng)可以低成本、大批量生產(chǎn)，一些人工生產(chǎn)技術(shù)超過(guò)國(guó)外同類技術(shù)水平。

1.3相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研究熱點(diǎn)醫(yī)|學(xué)教育網(wǎng)搜集整理1.3.1細(xì)菌、病毒類殺蟲(chóng)劑蘇云金芽孢桿菌（Bt）制劑是目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的微生物殺蟲(chóng)劑。Bt殺蟲(chóng)作用的主要機(jī)制是在其生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生不同類型的殺蟲(chóng)晶體蛋白（ICPs）。自1981年Schnepf分離了第一個(gè)cry基因以來(lái)，迄今全世界從Bt中發(fā)現(xiàn)并正式命、名的ICP基因已有47群323個(gè)。在國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下，近年我國(guó)Bt分子生物學(xué)的研究發(fā)展迅速。1997以來(lái)已經(jīng)克隆了28種ICP基因，占同期國(guó)際新記載Bt基因總數(shù)的1/3.除ICP以外，Bt以及蠟樣芽孢桿菌營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段產(chǎn)生的另一種殺蟲(chóng)蛋白VIP亦引起了廣泛注意，有的V/p基因?qū)σ恍┲匾�農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)更顯特異性，因而具有很大的開(kāi)發(fā)應(yīng)用潛力。為了進(jìn)一步提高Bt的殺蟲(chóng)效果，如延長(zhǎng)持效期、擴(kuò)大殺蟲(chóng)譜等，可以通過(guò)殺蟲(chóng)基因的修飾、改造、轉(zhuǎn)移等基因工程手段構(gòu)建新型的工程菌。國(guó)際上，，已有Conder、MVP等10余種Bt工程菌制劑投入了商業(yè)應(yīng)用。我國(guó)也開(kāi)發(fā)出多種高效Bt和熒光假單胞菌的組合基因工程菌劑，其中WG001已于2000年通過(guò)安全性審批，允許生產(chǎn)和應(yīng)用。

Bt殺蟲(chóng)劑在我國(guó)研究始于20世紀(jì)50年代，獲得了較長(zhǎng)時(shí)期的項(xiàng)目支持與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，己形成較大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，年產(chǎn)量約4萬(wàn)t.但與發(fā)達(dá)國(guó)家的Bt產(chǎn)業(yè)相比，我國(guó)產(chǎn)品的發(fā)酵和制劑水平仍存在相當(dāng)大的差距。國(guó)外生產(chǎn)上已廣泛采用高效廣譜的工程菌株，發(fā)酵水平較高；發(fā)酵產(chǎn)品回收率高；劑型多樣，有粉劑、可濕性粉劑、懸浮劑、濃水劑、油乳劑、乳油、顆粒劑、片劑、ES（emulsifiable suspension）、緩釋劑、生物包被劑等。而國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)菌株為Bt蘇云金桿菌k類型，產(chǎn)品劑型僅有粉劑、可濕性粉劑、懸浮劑、顆粒劑、油劑等品種；液體發(fā)酵工藝主要采用批式發(fā)酵技術(shù)，后提取技術(shù)采用離心濃縮工藝導(dǎo)致發(fā)酵液中增效因子等有效成分大量損失，此外我國(guó)目前的噴霧干燥設(shè)備也制約了產(chǎn)品回收率的提高。

病毒類的主要是昆蟲(chóng)病毒殺蟲(chóng)劑，其研究始于20世紀(jì)70年代。由于病毒對(duì)害蟲(chóng)具有專一性，能造成流行病，因此對(duì)目標(biāo)害蟲(chóng)有持續(xù)控制效果。昆蟲(chóng)病毒資源非常豐富，目前世界上有記載的昆蟲(chóng)病毒超過(guò)1 000種，已開(kāi)發(fā)投入市場(chǎng)的產(chǎn)品有30多種。20世紀(jì)棉鈴蟲(chóng)的暴發(fā)，促進(jìn)了棉鈴蟲(chóng)核型多角體病毒殺蟲(chóng)劑的發(fā)展。我國(guó)多年來(lái)也研制了20多種病毒殺蟲(chóng)劑，但除了棉鈴蟲(chóng)核多角體病毒（HaSNPV）每年防治面積超過(guò)6.7萬(wàn)hm2以外，其他病毒制劑應(yīng)用規(guī)模都不很大，可見(jiàn)目前我國(guó)昆蟲(chóng)病毒殺蟲(chóng)劑品種單一。

進(jìn)一步提高病毒的毒力，縮短其侵染時(shí)問(wèn)是擴(kuò)大昆蟲(chóng)病毒生產(chǎn)應(yīng)用的關(guān)鍵。國(guó)外近年嘗試通過(guò)基因工程方法，將不同的外源殺蟲(chóng)基因?qū)�入野生型苜蓿銀紋夜蛾核多角體病毒（AcMNPV），有關(guān)研究取得了良好進(jìn)展。我國(guó)采用導(dǎo)入蝎神經(jīng)毒素基因（AalT）和缺失蛻皮激素UTP葡萄糖苷轉(zhuǎn)移酶（egt-）的策略，得到了殺蟲(chóng)速度明顯加快的重組 HaSNPV.大田試驗(yàn)結(jié)果顯示，施用病毒制劑后棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)LTso減少了1/4，取食量減少了2/3.目前開(kāi)發(fā)的新型殺蟲(chóng)微生物制劑，主要以葉甲類鞘翅目害蟲(chóng)、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾和抗性小菜蛾等鱗翅目害蟲(chóng)為防治對(duì)象，進(jìn)行高效廣譜Bt制劑的研制和應(yīng)用研究。致力于充分利用我國(guó)極其豐富的微生物資源，分離有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和重要應(yīng)用價(jià)值的新的抗蟲(chóng)和抗病蛋白基因；通過(guò)殺蟲(chóng)蛋白基因組合，分子進(jìn)化、不同結(jié)構(gòu)域中氨基酸定點(diǎn)誘變、融合、互換等分子設(shè)計(jì)手段進(jìn)一步提高殺蟲(chóng)毒力，擴(kuò)大殺蟲(chóng)譜。

1.3.2農(nóng)用抗生素農(nóng)用抗生素占生物農(nóng)藥總產(chǎn)量的90%.20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)先后報(bào)道篩選了一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新農(nóng)抗品種，其中殺蟲(chóng)抗生素有戒臺(tái)霉素、梅嶺霉素，殺菌抗生素有寧南霉素、波拉霉素、抑霉菌素等，但目前已實(shí)用化的品種僅寧南霉素1種。我國(guó)目前殺蟲(chóng)、殺菌抗生素類農(nóng)藥29種，120個(gè)產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家約100個(gè)，年產(chǎn)制劑8萬(wàn)t以上，是生產(chǎn)農(nóng)用抗生素的大國(guó)，但具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)實(shí)用化的有影響力的新農(nóng)抗品種少。我國(guó)“九五”期間登記的寧南霉素是一種新結(jié)構(gòu)抗生素，對(duì)番茄等作物病毒病和青枯等細(xì)菌病害表現(xiàn)出良好防效。但其發(fā)酵工藝尚需進(jìn)一步完善。“八五”期問(wèn)研制成功的中生菌素，對(duì)水稻白葉枯等多種細(xì)菌性病害防效顯著，目前尚只有水劑和可濕性粉劑兩種，還不能滿足不同作物和不同生態(tài)環(huán)境應(yīng)用需要。從世界范圍看，20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)了最有影響力的新的殺蟲(chóng)抗生素 avermectin和除草抗生素phthoxazollin，90年代發(fā)現(xiàn)了最有影響力的新的殺蟲(chóng)抗生素spinosad和殺菌抗生素strobilurin.其中avermectin被美國(guó)默克等公司開(kāi)發(fā)成目前世界上最好的產(chǎn)品；phthoxazollin被作為先導(dǎo)化合物合成出目前最好的除草劑草甘膦系列；spinocad和strobilurin已經(jīng)成為優(yōu)秀的生物殺蟲(chóng)劑和殺菌劑。

農(nóng)用抗生素的研究重點(diǎn)在于研制一些針對(duì)性強(qiáng)的化學(xué)修飾技術(shù)，改造一些天然的農(nóng)用抗生素如井岡霉素、尼可霉素和阿維菌素的結(jié)構(gòu)，以增加其用途或提高其藥效；加強(qiáng)老品種的研究開(kāi)發(fā)，通過(guò)代謝工程顯著提高井岡霉素、南昌霉素和梅嶺霉素等的產(chǎn)量，使井岡霉素產(chǎn)生菌的產(chǎn)量超過(guò)現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)菌株；通過(guò)基因簇系列敲除獲得只產(chǎn)生南昌霉素或只產(chǎn)生梅嶺霉素的工程菌；利用豐富的抗生素基因資源，通過(guò)組合生物合成定向獲得新活性衍生抗生素。利用發(fā)酵工程技術(shù)研究農(nóng)用抗生素發(fā)酵代謝規(guī)律，獲得大幅度提高發(fā)酵水平的新工藝和新劑型加工工藝。

海洋微生物、昆蟲(chóng)病原細(xì)菌腸道微生物的研究也獲得了一定的進(jìn)展，這兩類特異生境的微生物能產(chǎn)生特異殺蟲(chóng)或抑菌代謝物。已獲得研究結(jié)果表明，嗜線蟲(chóng)致病桿菌北京變種（Xenorhabdus nematophila var.pekingensis）產(chǎn)生的異香豆素衍生物對(duì)馬鈴薯晚疫病、番茄晚疫病、白粉病等重要病害有較好的控制作用，田間防治馬鈴薯晚疫病效果達(dá)70%以上，防治盆栽番茄晚疫病9d后效果達(dá)98.13%，12 d后防治效果達(dá)68.10%；防治盆栽大豆根腐疫霉病效果達(dá)70%左右，防治溫室黃瓜白粉病效果達(dá)98.3%.近年來(lái)，可產(chǎn)生許多重要抗生素的鏈霉菌的分子生物學(xué)研究取得了快速的進(jìn)展，有關(guān)基因簇克隆和遺傳操作技術(shù)平臺(tái)已經(jīng)建立并日趨完善。其中，以鏈霉菌聚酮類抗生素的研究最為活躍。例如產(chǎn)生阿維菌素（avermectin）的阿維鏈霉菌（Streptomyces avermitilis）的全基因組測(cè)序已經(jīng)完成，聚酮合酶（PKS）生物合成途徑與主要功能已基本明確，這就為進(jìn)一步利用分子生物學(xué)手段對(duì)該菌進(jìn)行遺傳改良打下了基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)通過(guò)缺失其生物合成途徑中的一個(gè)關(guān)鍵酶（C5-0-甲基轉(zhuǎn)移酶）而阻斷支路代謝，獲得了僅產(chǎn)B組分的工程菌。下一步的目標(biāo)是構(gòu)建僅產(chǎn)B1組分雙氫還原物的伊維菌素（ivermectin）。若能成功，不僅使這種微生物農(nóng)藥更加高效和低毒，還能大大簡(jiǎn)化工藝流程和降低生產(chǎn)成本，因而得到更加廣泛的應(yīng)用。1.3.3 真菌類制劑真菌是最大殺蟲(chóng)微生物類群之一，能通過(guò)表皮侵入昆蟲(chóng)，與其他病原菌相比，昆蟲(chóng)病原真菌的致病機(jī)制更加復(fù)雜，對(duì)解決害蟲(chóng)的抗藥性問(wèn)題極具潛力。在國(guó)際記載的800多種昆蟲(chóng)病原真菌中，應(yīng)用效果最好的是白僵菌（Beauweria spp.）和綠僵菌（Metarhizium spp.）。自80年代后期以來(lái)已有40多個(gè)真菌殺蟲(chóng)劑注冊(cè)登記并且大面積應(yīng)用【5】。目前開(kāi)展的有昆蟲(chóng)病原真菌資源收集、毒力菌株篩選、殺蟲(chóng)真菌侵染機(jī)理以及利用基因工程進(jìn)行毒力菌株改造等方面的研究工作；通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化真菌技術(shù)，將克隆到的分解昆蟲(chóng)外殼的蛋白酶和幾丁酶基因?qū)�入白僵菌；篩選對(duì)蚜蟲(chóng)等刺吸式害蟲(chóng)防治效果明顯提高的重組菌株，建立以蛻皮激素（ecdysone）為誘導(dǎo)物的調(diào)控系統(tǒng)；篩選能在較低濕度與不同溫度下促進(jìn)殺蟲(chóng)真菌孢子萌發(fā)與侵染、提高殺蟲(chóng)真菌貨架壽命的輔助劑。基因工程技術(shù)已成為高效的殺蟲(chóng)真菌菌株選育和改良手段，我國(guó)在國(guó)際上首次建立了球孢白僵菌（B.bassiana）的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化體系，并從該菌中克隆了類枯草桿菌蛋白酶基因（Bbprl）、幾丁質(zhì)酶基因（Bbchitl）和真菌孢子形成相關(guān)基因。新構(gòu)建的含有前兩種基因的工程菌較單一Bbprl基因工程菌殺蟲(chóng)毒力提高約1倍，侵染致病時(shí)問(wèn)縮短近1/2.國(guó)內(nèi)殺蟲(chóng)真菌農(nóng)藥的研究開(kāi)發(fā)已有30多年，其中白僵菌研究的歷史最長(zhǎng)，研究隊(duì)伍最大，每年應(yīng)用白僵菌防治松毛蟲(chóng)和玉米螟面積達(dá)66萬(wàn)hm2以上，殺菌真菌農(nóng)藥主要有木霉菌等。木霉菌是被國(guó)際國(guó)內(nèi)研究所證明的一類理想的生防微生物，其通過(guò)寄生病原菌、產(chǎn)生抑菌物質(zhì)、提高植物抗病能力等起到防病作用。同時(shí)具有刺激作物生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)的性能，是研究最多，應(yīng)用面積最大的真菌殺菌劑，目前產(chǎn)品主要是采用液固兩相發(fā)酵生產(chǎn)分生孢子。開(kāi)展木霉菌產(chǎn)厚垣孢子調(diào)控機(jī)制研究，進(jìn)行擔(dān)子擬青霉等高效菌株篩選和工程菌株的構(gòu)建，為真菌發(fā)酵工藝突破提供技術(shù)支持。20世紀(jì)90年代末期，美國(guó)研究出的液體發(fā)酵產(chǎn)厚垣孢子工藝有望為木霉菌產(chǎn)業(yè)化提供新途徑。

1.3.4微生物蛋白質(zhì)農(nóng)藥過(guò)敏性蛋白是一類能激活、誘導(dǎo)植物保衛(wèi)反應(yīng)和產(chǎn)生系統(tǒng)抗性的新型蛋白，最早發(fā)現(xiàn)于梨火疫病菌（Erwinia amylovora）的侵染機(jī)理研究。由于這類蛋白具有作用機(jī)制獨(dú)特、防病和促進(jìn)植物生長(zhǎng)效果顯著和環(huán)境友好的突出優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已迅速開(kāi)發(fā)成為一類新型的“綠色農(nóng)藥”并進(jìn)入了國(guó)際市場(chǎng)。我國(guó)在水稻白葉枯病菌、水稻條斑病菌等多種細(xì)菌的研究中發(fā)現(xiàn)，Harpin不僅廣泛存在，而且其基因結(jié)構(gòu)具有豐富的遺傳多樣性。這就為這類激活蛋白作用機(jī)理的進(jìn)一步研究和生防制劑的后續(xù)開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了良好的條件。

有關(guān)激發(fā)植物免疫抗病和促生增產(chǎn)作用的蛋白激活劑的研究，已引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注和重視。2000年由美國(guó)EDEN公司從細(xì)菌源過(guò)敏蛋白中開(kāi)發(fā)出的Messenger農(nóng)藥產(chǎn)品，在美國(guó)獲得登記，被 EPA列為免檢殘留的農(nóng)藥產(chǎn)品，準(zhǔn)許在所有作物上使用。現(xiàn)已在美國(guó)、墨西哥、西班牙等國(guó)的煙草、蔬菜和水果上廣泛應(yīng)用。2004年，Messenger（康壯素）經(jīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所（ICAMA）審定通過(guò)取得了農(nóng)藥臨時(shí)登記證，首批推薦在番茄、辣椒、煙草和油菜上使用。

目前我國(guó)已成功分離和獲得了多個(gè)植物激活蛋白基因工程菌株。通過(guò)激發(fā)植物防御免疫反應(yīng)，提高植物抵御病蟲(chóng)害的能力，同時(shí)促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物產(chǎn)量。田間試驗(yàn)表明，激活蛋白農(nóng)藥l 000倍液對(duì)多種植物病害防效可達(dá)70%和增產(chǎn)10%以上，2004年該成果已通過(guò)了農(nóng)業(yè)部成果鑒定，達(dá)到同類研究的國(guó)際先進(jìn)水平。與國(guó)際同類產(chǎn)品比較，激活蛋白發(fā)酵周期長(zhǎng)，產(chǎn)率低。我國(guó)應(yīng)以加強(qiáng)新基因挖掘，功能域和構(gòu)效關(guān)系為研究重點(diǎn)。通過(guò)基因工程菌株的構(gòu)建和表達(dá)，創(chuàng)制具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型產(chǎn)品；通過(guò)功能域和構(gòu)效關(guān)系的研究，提高生物活性；通過(guò)基因重組和工藝優(yōu)化，提高蛋白產(chǎn)生量，通過(guò)改變添加及其理化性質(zhì)延長(zhǎng)產(chǎn)品活性保存期，建立多元化微生物蛋白類農(nóng)藥產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)。

1.3.5 生物化學(xué)及新型激發(fā)子類農(nóng)藥20世紀(jì)80年代學(xué)者們發(fā)現(xiàn)來(lái)源于真菌及植物細(xì)胞壁的甲殼素、寡糖、糖蛋白、多肽和脂肪酸類物質(zhì)能開(kāi)啟植物中多種信號(hào)傳導(dǎo)途徑，作為一類全新的生物激發(fā)子（含寡糖、糖蛋白、多肽和脂肪酸等類物質(zhì)）生物化學(xué)農(nóng)藥的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用已引起國(guó)外科技界及國(guó)際上跨國(guó)大公司的高度關(guān)注。最新昆蟲(chóng)生化（消化）酶抑制劑研究表明：小分子蛋白和有機(jī)脂肪酸（透明質(zhì)酸）對(duì)昆蟲(chóng)生化（消化）酶具有強(qiáng)烈的抑制作用導(dǎo)致昆蟲(chóng)死亡，還具有兼抗線蟲(chóng)、真菌、細(xì)菌和病毒的作用。

我國(guó)科研工作者以來(lái)源豐富的生物資源為原料，通過(guò)糖生物學(xué)及寡糖工程技術(shù)，已研制開(kāi)發(fā)了用于防治糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、水果、花卉等植物的病毒病和真菌病的系列寡聚糖生防農(nóng)藥產(chǎn)品。從1998——2003年在全國(guó)18個(gè)省、市對(duì)寡聚糖生物農(nóng)藥在煙草等25種作物、18種病害進(jìn)行了全面的田間藥效應(yīng)用試驗(yàn)。結(jié)果表明寡聚糖生物農(nóng)藥能十分有效地控制煙草花葉�。ǚ佬�72%）、大豆花葉�。ǚ佬�71%）、棉花黃萎�。ǚ佬�80%）、辣椒病毒�。ǚ佬�83%）、木瓜病毒�。ǚ佬�85%）、蘋果花葉病（防效85%）、番茄晚疫�。�75%）、黃瓜霜霉�。ǚ佬�70%）等農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)作物病害。同時(shí)可調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，明顯提高產(chǎn)量10%～30%. 1.4困難和問(wèn)題盡管生物農(nóng)藥在“十五”期間獲得了一定發(fā)展，但在我國(guó)整個(gè)農(nóng)藥行業(yè)中所占份額相當(dāng)有限，我國(guó)生物農(nóng)藥的發(fā)展與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距。面對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展對(duì)植物保護(hù)技術(shù)的需求，我國(guó)生物農(nóng)藥發(fā)展存在的突出困難和問(wèn)題主要是：仿制國(guó)外產(chǎn)品多，原創(chuàng)性拳頭產(chǎn)品少；研究開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)脫節(jié)，重學(xué)術(shù)水平，輕技術(shù)創(chuàng)新；生產(chǎn)工藝落后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差；產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，市場(chǎng)化及應(yīng)用推廣難度大；缺乏有效的風(fēng)險(xiǎn)投資意識(shí)等。由于目前我國(guó)生物農(nóng)藥品種有50余種，其發(fā)展歷史長(zhǎng)短各異，研究深度也不一致，各個(gè)產(chǎn)品面臨的技術(shù)瓶頸也不盡相同。

2生物農(nóng)藥的發(fā)展趨勢(shì)2.1主要發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)外主要發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為：一是以基因重組為核心的戰(zhàn)略高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新顯著加快，最新的分子生物學(xué)手段越來(lái)越多地被應(yīng)用到生物農(nóng)藥研究開(kāi)發(fā)中去，轉(zhuǎn)基因生物農(nóng)藥新品種不斷涌現(xiàn)；二是生物農(nóng)藥的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用向更安全和環(huán)保的方向發(fā)展，這是新型生物農(nóng)藥比起傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥更具優(yōu)勢(shì)的方面；三是產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)已成為涉農(nóng)工業(yè)最具前景的發(fā)展領(lǐng)域。基因工程微生物的研究十分活躍，并先于抗病蟲(chóng)遺傳工程植物進(jìn)入了實(shí)用化階段。生物技術(shù)廣泛用于生防微生物遺傳改良顯示出巨大潛力，并為新一代微生物農(nóng)藥的進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)農(nóng)藥成為新型生物農(nóng)藥發(fā)展中的一新亮點(diǎn)，2001年美國(guó)EDEN生物科學(xué)公司開(kāi)發(fā)出廣譜性無(wú)公害生物農(nóng)藥Messenger，在多種大田作物、經(jīng)濟(jì)作物上應(yīng)用效果明顯，防病蟲(chóng)效果達(dá)50%～80%，增產(chǎn)效果10%～20%，是一種較為理想的環(huán)境友好型生物農(nóng)藥。

2.2技術(shù)方面近10年來(lái)，生物農(nóng)藥的研究與開(kāi)發(fā)發(fā)展迅猛，取得了一大批引人矚目的重大成果。由于新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn)，又為生物農(nóng)藥領(lǐng)域注入了新的生機(jī)和活力，其研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的深度和廣度不斷拓展。以生物信息學(xué)和化學(xué)基因?qū)W為基礎(chǔ)的靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)和分子設(shè)計(jì)成為生物農(nóng)藥創(chuàng)制的前沿技術(shù)，并逐漸成為競(jìng)爭(zhēng)激烈的熱點(diǎn)。生物農(nóng)藥的分子靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)、定向化學(xué)合成、離體篩選等技術(shù)，比傳統(tǒng)的化學(xué)合成和隨機(jī)篩選法更具目的性，開(kāi)發(fā)成功機(jī)會(huì)提高、省時(shí)節(jié)耗。以基因重組為核心的生物高技術(shù)發(fā)展迅速，關(guān)鍵技術(shù)日益更新，已有 Conder、MVP等10余種Bt工程菌制劑投入了商業(yè)應(yīng)用。這些最新理論和技術(shù)進(jìn)步越來(lái)越多地被應(yīng)用到生物藥物研發(fā)，使這一領(lǐng)域的研究技術(shù)和成果集中反應(yīng)了分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用的前沿，產(chǎn)品更新?lián)Q代顯著加快口¨�；�因資源的發(fā)掘更加受到重視，生物農(nóng)藥相關(guān)功能基因的克隆和應(yīng)用RNAi等的基因控制表達(dá)研究將一直是競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。此外，納米技術(shù)等前沿制劑和高效劑型的涌現(xiàn)，新一代工業(yè)生物技術(shù)和代謝工程技術(shù)將進(jìn)一步受到重視，生物農(nóng)藥的綠色制備技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化，將是極大促進(jìn)生物農(nóng)藥的發(fā)展。

2.3產(chǎn)業(yè)方面歐美發(fā)達(dá)國(guó)家均把生物農(nóng)藥作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。統(tǒng)計(jì)資料表明，僅在2003年美國(guó)環(huán)保署（EPA）登記的生物農(nóng)藥有效成分和產(chǎn)品分別達(dá)256和912種�；瘜W(xué)農(nóng)藥近年來(lái)在全球銷售量長(zhǎng)期處于徘徊、低迷狀態(tài)，而生物農(nóng)藥卻一直保持10%以上的年增長(zhǎng)率，2003年生物農(nóng)藥產(chǎn)品銷售額超過(guò)30億美元，約占農(nóng)藥總銷售額10%以上。據(jù)預(yù)測(cè)，到2008年生物農(nóng)藥將以近10%的速度增長(zhǎng)，銷售額將達(dá)到57億美元。為了促進(jìn)生物農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)和商品化生產(chǎn)，美國(guó)EPA采取和調(diào)整了相應(yīng)的管理策略，給生物農(nóng)藥的商品注冊(cè)簡(jiǎn)化手續(xù)，大開(kāi)綠燈，在登記的時(shí)間、費(fèi)用方面分別僅為化學(xué)農(nóng)藥品種的l/3和1/30.1995—1996年間美國(guó)登記的生物源農(nóng)藥只有14～15個(gè)，到2003年末為止，生物源農(nóng)藥的活性成分已有202種，約l 090個(gè)產(chǎn)品登記注冊(cè)，其中生物化學(xué)農(nóng)藥124種，微生物生物農(nóng)藥68種，植物源生物農(nóng)藥10種，產(chǎn)品銷售額達(dá)到近22億美元。

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，常年種植糧食作物1億hm2以上，棉花480萬(wàn)hm2以上，油料作物1 400萬(wàn)hm2以上，蔬菜瓜果l 800萬(wàn)hm2以上，常年需要防治面積超過(guò)3億hm2次，但是采用生物藥防治病蟲(chóng)害的只占10%左右。生物農(nóng)藥應(yīng)用需求范圍涉及所有農(nóng)作物，因此市場(chǎng)十分廣闊。目前我國(guó)登記注冊(cè)的生物農(nóng)藥（防治植物病、蟲(chóng)、草、鼠害防治）有效成分77個(gè)，占有效成分的13.4%.產(chǎn)品691個(gè)，占整個(gè)農(nóng)藥產(chǎn)品的7.1%，制劑產(chǎn)量接近lO萬(wàn)t.生物農(nóng)藥產(chǎn)品逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，出口數(shù)量快速增長(zhǎng)，進(jìn)出口貿(mào)易順差“十五”期間年均增長(zhǎng)35.9%，一些生物農(nóng)藥制劑也成為了出口的重要品種，如阿維菌素、井崗霉素和赤霉素。Bt和棉鈴蟲(chóng)病毒殺蟲(chóng)劑出口量也在逐年增加。針對(duì)中國(guó)人世，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛調(diào)整提高了產(chǎn)品進(jìn)口的技術(shù)門檻，農(nóng)產(chǎn)品受到的影響首當(dāng)其沖。我國(guó)僅農(nóng)副產(chǎn)品因農(nóng)藥殘留超標(biāo)而遭國(guó)外“綠色壁壘”封殺的損失每年就高達(dá)70億美元以上。無(wú)公害生物農(nóng)藥屬于環(huán)境友好型產(chǎn)品，發(fā)展生物農(nóng)藥，替代化學(xué)農(nóng)藥，從而減少化學(xué)農(nóng)藥和化肥的使用，將為我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品出口創(chuàng)造十分有利的條件，極大地增強(qiáng)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。發(fā)展生物農(nóng)藥將有效地實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)安全生產(chǎn)，提升農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)附加值，擴(kuò)大我國(guó)農(nóng)副產(chǎn)品外銷市場(chǎng)，推進(jìn)綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這些均對(duì)發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、增加農(nóng)民收入、促進(jìn)農(nóng)村繁榮具有重要的推進(jìn)作用。

3結(jié)語(yǔ)生物農(nóng)藥作為一種性能優(yōu)越的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，將會(huì)在農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)中發(fā)揮十分重要的作用。通過(guò)研發(fā)安全、高效、環(huán)境友好型的、多功能的生物農(nóng)藥新品種；突破生物農(nóng)藥基因工程與發(fā)酵工程關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)生物農(nóng)藥的制劑加工、產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)境行為等一系列問(wèn)題開(kāi)展研究，從而保障農(nóng)產(chǎn)品安全，大力改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的宏偉目標(biāo)。