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，难以利用大规模的工程措施消除污染。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]
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。
1.2 降解农药的微生物类群
土壤中的微生物，包括细菌、真菌、放线菌和藻类等[8，9]，它们中有一些具有农药降解功能的种类。细菌由于其生化上的多种适应能力和容易诱发突变菌株，从而在农药降解中占有主要地位[8]。一在土壤、污水及高温堆肥体系中，对农药分解起主要作用的是细菌类，这与农药类型、微生物降解农药的能力和环境条件等有关，如在高温堆肥体系当中，由于高温阶段体系内部温度较高（大于50 ℃），存活的主要是耐高温细菌，而此阶段也是农药降解最快的时期。通过微生物的作用，把环境中的有机污染物转化为CO2和H2O等无毒无害或毒性较小的其他物质[10，11]。通过许多科研工作者的努力，已经分离得到了大量的可降解农药的微生物（见表2）。不同的微生物类群降解农药的机理、途径和过程可能不同，下面简要介绍一下农药的微生物降解机理。
1.3 微生物降解农药的机理
目前，对于微生物降解农药的研究主要集中于细菌上，因此对于细菌代谢农药的机理研究得比较清楚。
表2 常见农药的降解微生物[11，12]
细菌降解农药的本质是酶促反应[13～15]，即化合物通过一定的方式进入细菌体内，然后在各种酶的作用下，经过一系列的生理生化反应，最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无毒或毒性较小的化合物的过程。如莠去津作为假单胞菌ADP菌株的唯一碳源，有3种酶参与了降解莠去津的前几步反应。第一种酶是A tzA，催化莠去津水解脱氯的反应，得到无毒的羟基莠去津，此酶是莠去津生物降解的关键酶；第二种酶是A tzB，催化羟基莠去津脱氯氨基反应，产生N－异丙基氰尿酰胺；第三种酶是A tzC，催化N－异丙基氰尿酰胺生成氰尿酸和异丙胺。最终莠去津被降解为CO2和NH3[16]。微生物所产生的酶系，有的是组成酶系，如门多萨假单胞菌DR－8对甲单脒农药的降解代谢，产生的酶主要分布于细胞壁和细胞膜组分[5]；有的是诱导酶系，如王永杰等[17]得到的有机磷农药广谱活性降解菌所产生的降解酶等。由于降解酶往往比产生该类酶的微生物菌体更能忍受异常环境条件，酶的降解效率远高于微生物本身，特别是对低浓度的农药，人们想利用降解酶作为净化农药污染的有效手段。但是，降解酶在土壤中容易受非生物变性、土壤吸附等作用而失活，难以长时间保持降解活性，而且酶在土壤中的移动性差[8]，这都限制了降解酶在实际中的应用。现在许多试验已经证明，编码合成这些酶系的基因多数在质粒上，如2，4－D的生物降解，即由质粒携带的基因所控制[18]。通过质粒上的基因与染色体上的基因的共同作用，在微生物体内把农药降解。因此，利用分子生物学技术，可以人工构建“工程菌”来更好地实现人类利用微生物降解农药的愿望。
1.3.1 微生物在农药转化中的作用
（1）矿化作用有许多化学农药是天然化合物的类似物，某些微生物具有降解它们的酶系。它们可以作为微生物的营养源而被微生物分解利用，生成无机物、二氧化碳和水。矿化作用是最理想的降解方式，因为农药被完全降解成无毒的无机物，如石利利等[19]研究了假单胞菌DLL－1在水溶液介质中降解甲基对硫磷的性能及降解机理后指出，DLL-1菌可以将甲基对硫磷完全降解为NO2－和NO3－。
（2）共代谢作用有些合成的化合物不能被微生物降解，但若有另一种可供碳源和能源的辅助基质存在时，它们则可被部分降解，这个作用称为共代谢作用，这一作用最初是由Foster等[12]提出来的。如门多萨假单胞菌DR-8菌株降解甲单脒产物为2,4－二甲基苯胺和NH3，而DR-8菌株不能以甲单脒作为碳源和能源而生长，只能在添加其他有机营养基质作为碳源的条件下降解甲单脒，且降解产物未完全矿化，属于共代谢作用类型[5]。关于共代谢的机理，现在还存在争论。由于共代谢作用而推动的顽固性人工合成化合物的降解一般进行的较慢，而且降解程度很有限，参与共代谢作用的微生物不能从中获得碳源和能源，但是自然界中还是广泛存在着大量的具有共代谢功能的微生物，它们可以降解多种类型的化合物。共代谢作用在农药的微生物降解过程中发挥着主要的作用[5，17，20]。
1.3.2 微生物降解农药的生化反应[10，12]
氧化反应微生物体内的氧化反应包括：羟化反应（芳香族羟化、脂肪族羟化、N－羟化）；环氧化；N－氧化；P－氧化；S－氧化；氧化性脱烷基、脱卤、脱胺。
还原反应还原反应包括硝基还原、还原性脱卤、醌类还原等。
水解反应一些酯、酰胺和硫酸酯类农药都有可以被微生物水解的酯键，如对硫磷、苯胺类除草剂等。
缩合和共轭形成缩合包括将有毒分子或一部分与另一有机化合物相结合，从而使农药或其衍生物物失去活性。
应该指出，在微生物降解农药时，其体内并不只是进行单一的反应，多数情况下是多个反应协同作用来完成对农药的降解过程，如好氧条件下卤代芳烃的生物降解，其卤素取代基的去除主要通过两个途径发生：在降解初期通过还原、水解或氧化去除卤素；生产芳香结构产物后通过自发水解脱卤或β－消去卤化烃[6]。
1.4 影响微生物降解农药的因素
1.4.1 微生物自身的影响
微生物的种类、代谢活性、适应性等都直接影响到对农药的降解与转化[21,22]。很多试验都已经证明，不同的微生物种类或同一种类的不同菌株对同一有机底物或有毒金属的反应都不同[5，17，23，24]。另外，微生物具有较强的适应和被驯化的能力，通过一定的适应过程，新的化合物能诱导微生物产生相应的酶系来降解它，或通过基因突变等建立新的酶系来降解它[10]。微生物降解本身的功能特性和变化也是最重要的因素。
1.4.2 农药结构的影响
农药化合物的分子量、空间结构、取代基的种类及数量等都影响到微生物对其降解的难易程度[25～28]。一般情况下，高分子化合物比低分子量化合物难降解，聚合物、复合物更能抗生物降解[10]；空间结构简单的比结构复杂的容易降解[24]。陈亚丽等[22]在试验中发现，凡
是苯环上有－OH或－NH2的化合物都比较容易被假单胞菌WBC-3所降解，这与苯环的降解通常先羟化再开环的原理一致。Potter等[29]在小规模堆肥条件下研究了多环芳烃的降解后指出，2－4环的芳烃比5－6环的芳烃容易降解。
自然界中的微生物通常可以降解天然产生的有机化合物，如木质素、纤维素物质等，从而促进地球的物质循环和平衡。但目前的环境污染物大多是人工合成的自然界中本身不存在的生物异源有机物质，其中一些是对人类具有致畸、致突变和致癌作用，往往对微生物的降解表现出很强的抗性，其原因可能是这些化合物进入自然界的时间比较短，单一的微生物还未进化出降解此类化合物的代谢机制。尽管某些危险性化合物在自然界中可能会经自然形成的微生物群体的协同作用而缓慢降解，但这对微生物世界来说仍然是一个新的挑战。微生物通过改变自身的信息获得降解某一化合物的能力的过程是缓慢的，与目前大量使用的人工合成的生物异源物质相比，依靠微生物的自然进化过程显然不能满足要求，因此长期以往将会造成整个生态系统的失衡[6]。因此，研究一些可以使微生物群体在较短的时间内获得最大降解生物异源物质能力的方法非常重要和迫切。
1.4.3 环境因素的影响
环境因素包括温度、酸碱度、营养、氧、底物浓度、表面活性剂等[10，30～33]。刘志培等[34]研究了甲单脒降解菌的分离筛选；程国锋等[23]研究了微生物降解蔬菜残留农药；钞亚鹏等[15]研究了甲基营养菌WB-1甲胺磷降解酶的产生和部分纯化及性质。他们所研究的微生物或其产生的酶系都有一个适宜的降解农药的温度、pH及底物浓度，这与Thomas 等[31]、Donna Chaw 等[26]的研究结果一致。莫测辉等[24]指出，堆肥中微生物降解多环芳烃的活性与氧的浓度和水分含量密切相关，当堆肥中氧的含量小于18%、水分含量大于75%时，堆肥就从好氧条件转化为厌氧条件，进而影响多环芳烃的降解效果。Hundt 等[30]调查了biaryl 化合物在土壤中和堆肥中被细菌Ralstonia和Pickettii的降解和矿化情况。在土壤水分适宜的条件下，非离子型表面活性剂吐温80可增强微生物对biaryl类化合物的利用率，如联苯、4－氯联苯。Kastner等[35]认为，在堆肥与被多环芳烃污染的土壤混合的情况下，堆肥中有机基质含量对于农药降解的作用要大于堆肥中生物的含量对于农药降解的作用；营养对于以共代谢作用降解农药的微生物更加重要，因为微生物在以共代谢的方式降解农药时，并不产生能量，须其他的碳源和能源物质补充能量[12]。对于好氧微生物来说，在好氧条件下可以降解农药，而在厌氧条件下降解效果不好；而对于厌氧微生物来说，情况可能正相反。也有研究指出在好氧条件下，有的厌氧细菌也可以代谢一些化合物[6]。
1.5 农药微生物降解的新技术和新方法
1.5.1 转基因技术的应用
20世纪后半叶是分子生物学、分子遗传学等学科迅速发展的时期，各种不同的生物学技术不断涌现；同时在21世纪初，生物信息学、基因组学、蛋白质组学等新的学科迅速兴起。这一切都为人工创造“超级农药降解菌”提供了必要的条件。因此，利用转基因技术进行目的性的人工组装“工程菌”成为有魅力的发展目标。同时，因为微生物降解农药的本质是酶促反应，所以，有人直接提取微生物合成的酶系来离体进行农药等有机化合物污染物的降解研究[15]。
1.5.2 多菌株复合系的构建及应用
以往研究农药的生物降解偏重于用单一微生物菌株的纯培养[17，23]，现在已经证明，单一菌株的纯培养效果不如混合培养。因为单个微生物不具备生物降解所需的全部酶的遗传合成信息，而且它们在难降解化合物中驯化的时间不足以进化出完整的代谢途径，同时许多纯培养的研究发现，在生物降解过程中会有毒性中间物质积累，因此彻底矿化通常需要一个或一个以上的营养菌群（如发酵－水解菌群、产硫菌群、产乙酸菌群及产甲烷菌群等）。一种微生物降解一部分，经过数种微生物的接力作用和协同作用，经过多步反应将有毒化合物完全矿化，微生物的群体作用更能抵抗生物降解中产生的有毒物质[6]。笔者等利用菌种间协同关系构建的复合系不仅高效率分解木质纤维素，而且菌种组成长期稳定，不易被杂菌污染[36，37]，在此基础上赋予农药分解功能的复合系对多种农药具有强烈的分解能力，其作用机理有待作进一步的细致工作。关于混合培养中的微生物群落的代谢协同作用，至少可以
将微生物群落分为7种：（1）提供特殊营养物；（2）去除生长抑制物质；（3）改善单个微生物的基本生长参数（条件）；（4）对底物协调利用；（5）共代谢；（6）氢（电子）转移；（7）提供一种以上初级底物利用者[6]。另外，分子生态学技术的应用证明，目前人类能够分离纯化的微生物种类及其有限，甚至自然界中99%的微生物目前无法纯培养[38]，因而只有培育复合系才能包含这些重要而无法纯培养的微生物种类。
2 研究中存在的问题
虽然农药残留的微生物降解研究已经取得了很大的进展，而且也有了一些应用的实例，但研究大多局限在实验室中，农药降解菌完全走出实验室到实际应用中还有一段路要走。农药微生物降解的问题主要有以下几方面。
2.1 单一菌株的纯培养问题
以往的研究主要集中在单一菌株的纯培养上，在实验室内获得纯培养的菌株，然后研究它的特性、降解机理等。然而这一方法完全不符合实际情况，自然状态下，是多种微生物共存，通过微生物之间的共同作用把农药降解。农药残留往往存在于土壤、农副产品、废弃物等复杂环境中，即使在实验室内一株菌的降解活性再大，到了这种复杂条件下可能无法生存或起不到期望的作用。
2.2 环境条件对微生物降解农药的影响
外部环境对微生物生长和对农药的降解影响很大，如环境的温度、水分含量、pH、氧含量等，而自然环境中这些因素变化很大，这直接影响到微生物对农药的降解。如何克服环境的影响从而充分发挥目标微生物的作用是需要解决的重大问题。
2.3 微生物降解目标化合物对降解的影响
目标化合物的浓度是否能使微生物生长，另外，农药污染环境的化合物组分很不稳定，波动很大，这给以工程措施微生物降解农药化合物带来困难。
2.4 微生物与被降解物接触的难易程度
被农药污染的环境有土壤、空气、水体及蔬菜瓜果等，对于土壤和水体的污染，微生物很容易与污染物接触，从而发挥它们的降解功能。但是，对于被农药污染的食品来说，利用微生物降解残留的农药很难，因为微生物无法与存在于物体内部的残留农药接触，无法发挥它们的作用，而只能降解残留在物体表面的部分。这种限制需要人们尽快解决，从而扩大微生物降解农药的应用范围。
2.5 微生物的适应性问题
所接种的微生物能否适应污染的环境，这不仅包括上述提到的物理环境，还涉及到生物之间的关系。接种到环境中的微生物受到抑制物的影响，或者受到包括捕食者在内的土著微生物的影响，甚至受到拮抗作用而不能生长等，这些都可以造成接种的微生物不能成为优势菌从而失去对农药的降解作用。构建多菌株复合系，具有稳定性和抗污染性强的优点，但即使是多菌混合培养的复合系也同样存在能否成为优势群体的问题。
3 堆肥法消除污染物
现代城市生活垃圾、有机固体废弃物、污泥中含有大量的有机污染物及重金属，农业有机固体废弃物中也含有大量的残留农药及其由于利用污水灌溉等可能导致的其他污染物。而堆肥法是消除这些污染，使有机固体废弃物无害化、资源化和产业化的有效途径之一。在堆肥过程中，通过堆肥体系中微生物的降解作用和挥发、沥滤、光解、螯合和络合等非生物方法消除污染物。堆肥法消除污染物主要有：（1）将被污染的物质或污染物与堆肥原料一起堆制处理；（2）将污染物质与堆制过的材料混合后进行二次堆制；（3）在被污染的土壤中添加堆肥产品，利用堆肥中的微生物消除土壤污染[39]。所以，堆肥法既可以消除污染，又可得到高质量的堆肥产品，对环境污染治理和农业的可持续发展意义重大。20世纪90年代以来，国内外有很多学者在此方面做了大量研究且取得了一定的进展[26，40～43]。
将人工构建微生物的复合体系，接种到农药污染土壤中，或利用活性的农业有机废弃物堆肥来改良已经被污染的土壤是一个好办法，因为活性堆肥内含有复合的微生物体系，在污染的土壤环境中更容易成为优势菌群。这就涉及到复合系的构建，微生物复合系的构建需要传统的和现代的方法相结合。从已有的堆肥体系中和已经污染了的土壤环境中分别富集培养微生物，得到土著微生物的复合系和堆肥菌复合系，然后进行复合微生物体系内部各个组分的特性、功能和多样性研究。菌株的抗药性鉴定，再把各个有功能的组分重新复合，组成一个新的复合体系，这一复合系不仅具有强有力的功能，又更能适应土著环境。直接应用复合系治理土壤污染，或者利用复合系生产农业有机废弃物堆肥来改良土壤。
4 结语
很多研究已经证明，在农药污染的一些环境中诱导出天然的降解农药的微生物，那么是否可以采取一些条件控制措施，充分调动这些土著微生物的作用，尽量采用原位生物修复，而不用人为地接种微生物，这值得进一步探讨和研究。
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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
微生物农药在植物保护中的作用与展望 论文导读：因此研究农药在植物保护方面的作用，同时规避其负面影响，积极开发新的农药产品具有重要意义。2.微生物农药在植物保护中的作用根据用途和防治对象的不同，微生物农药可分为微生物杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂和生长调节剂等。关键词：微生物农药，植物保护，前景展望 农药对于病虫草害的防治、促进粮食增产、农民增收，保证国民经济的稳定具有重要作用。但是农药作为一种对生物和环境有毒的化学物质，在防治病虫草害的同时对环境生态也产生了一定的不良影响。因此研究农药在植物保护方面的作用，同时规避其负面影响，积极开发新的农药产品具有重要意义。 1. 微生物农药及其特点农药主要是指用来防治危害农林牧业生产的有害生物（害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠类）和调节植物生长的化学药品[1]。而利用微生物活体或其代谢产物来防治有害生物的农药即为微生物农药。活体微生物农药目前市场上主要有Bt杀虫剂（苏云金杆菌）、白僵菌、绿僵菌、力宝（假单胞杆菌）、亚宝（枯草杆菌）、增产菌（蜡状芽孢杆菌）。其中Bt杀虫剂是产量最大、用途最广的杀虫剂。微生物代谢农药也有井岗霉素、阿维菌素、双丙氨磷、赤霉素、梅岭霉素等，在水稻、小麦、玉米等作物中，井岗霉素使用较为广泛。相对于其他农药，微生物农药具有以下特点：（一）专一性强，这时其显著特点，其微生物或代谢产物都针对某些特殊的病原作为防治对象，这使得非靶标生物相对安全，副作用减少。（二）环
境安全。微生物农药中的活体或微生物本身存在于自然中，它通过代谢，参与能量与物质循环，不会引起生物富集现象，对环境和食物安全影响小。（三）开发途径和种类多，研发余地大。微生物类生物农药可以直接利用，也可以经基因重组后利用，这符合可持续发展目标。另外，自然界中植物、昆虫、微生物彼此之间及各类群之内的相互关系的基础上，而且微生物本身种类繁多，这使得其开发余地大。 2. 微生物农药在植物保护中的作用根据用途和防治对象的不同，微生物农药可分为微生物杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂和生长调节剂等。 2.1 微生物杀虫剂它分为以下几种：（一）细菌杀虫剂。其机理是利用胃毒作用，昆虫摄入制剂后，通过肠细胞吸收，进人体腔和血液，使之得败血症导致全身中毒死亡[2]。目前使用最广泛的就是苏云金芽孢杆菌杀虫剂，它被应用于防治农业、林业和贮藏的害虫，在植物保护方面发挥着巨大作用，其对于鳞翅目枯草杆菌、洋葱球茎病假单胞菌、放射性土壤杆菌、丁香假单胞菌、灰绿链霉菌、荧光假单胞菌等都有较好的防患效果。（二）真菌杀虫剂，它以分生孢子附着于昆虫的皮肤，分生孢子吸水后萌发而长出芽管或形成附着孢，侵人昆虫体内，菌丝体在虫体内不断繁殖，造成病理变化和物理损害，最后导致昆虫死亡[2]。真菌杀虫剂种类繁多，如白僵菌属、绿僵菌属、被毛孢属、蟪霉属、轮枝拟青霉属、棒孢霉属等。（三）昆虫病毒杀虫剂。论文检测。它是以昆虫作为宿主并在宿主种群中流行传播的一类病毒，其主要成分是核酸和蛋白质，且没有细胞结构，病毒侵入昆虫后，核
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
保护环境，微生物降解农药之路 07材化一梁文豪2007274129 摘要：本文根据《环境化学》中介绍微生物降解农药的科学原理，综述了环境中降解农药的微生物种类，微生物降解农药的机理等，分析了利用微生物降解农药是消除农业发展中农药污染的一个行之有效的重要方法。 关键词：微生物农药农药降解 1.农药污染的危害 在农业生产中，人们在田间经常喷洒化学农药以防治作物病虫害的发生，由于某些农药及其代谢物的理化性质稳定，在土壤中的积累而引起了环境污染问题。土壤环境是受农药污染重要场所。农药在土壤中长期残留累积的结果，致使农作物及畜产品中出现微量的残留农药，污染了食品，危害人类的人体健康。 目前，全球生产和使用的农药已达1 300多种，其中广泛使用的约为250多种。我国已迈人世界农药生产大国。1990年农药产量为22.66万t，1994年农药产量为26.6万t，约占世界农药总产量的1／10。现在，我国每年大约要施用80-100多万t的化学农药，有机磷杀虫剂占40％，高毒农药占37．4％，有的化学性质稳定，存留时间长。这些农药无论以何种方式施用，均会在土壤残留，而且在我国农药的有效利用率低，据测定仅为20％～30％(发达国家的农药利用率达60％-70％)。若按单位面积平均施药量计算，我国农药用量是美国的2倍多。据初步统计，全国至少有l300-1600万hm2耕地受到农药污染。大量的农药流失到土壤中，造成土壤环境的严重污染，影响了农业的可持续发展。 据世界卫生组织报道，发展中国家的农民由于缺乏科学知识和安全措施，每年有200万人农药中毒，其中有4万人死亡，平均每10分钟有28人中毒，每17分钟有1人死亡！而这还不包括因农药污染而导致死胎、致癌、流产的受害者。 2.农药污染概述 农药污染已成为国家发展中一个不能轻视的问题。那究竟什么是农药污染呢？ 农药污染（pesticide pollution）指农药或其有害代谢物、降解物对环境和生物产生的污染。农药施用后，一部分附着于植物体上，或渗入株体内残留下来，使粮食、蔬菜、水果等受到污染；另一部分散落在土壤上（有时则是直接施于土壤中）或蒸发、散逸到空气中，或随雨水及农田排水流入河湖，污染水体和水生生物。农产品的残留农药通过饲料，污染禽畜产品。农药残留通过大气、水体、土壤、食品，最终进入人体，引起各种慢性或急性病害。农药及其在自然环境中的降解产物，污染大气、水体和土壤，破坏生态系统，引起人和动植物急性或慢性中毒的现象。多数农药对人和动物有毒害，大量接触以及误食后会造成急性中毒和死亡。 找出一条解决农药污染的方法，非常必要。 3.微生物降解农药概述 农药在土壤中的降解，包括光化学降解、化学降解与微生物降解等。其中，微生物对农药的降解是土壤中农药最主要也是最彻底的净化！当前农业上使用的主要为机化合物农
一、名词解释(大概念、大类概念、构成、特殊结构、作用方式等) 1.微生物农药 2. 农用抗生素 3. VIP蛋白 4. 包涵体 5. 重寄生作用 二、单项选择题（最、第一等字眼；防治对象、专性、来源、毒素、机理、不同分类、可开发为。。。，已应用等字眼；有效活性成分，测定方法、指标，特殊结构、致病过程、实际生产方法、等） 1. 以下哪一种微生物为专性寄生昆虫病原菌（）。 A. 绿僵菌 B. 金龟子芽孢杆菌 C. 枯草芽孢杆菌 D. 苏云金芽孢杆菌 2. （）具有抗植物根结线虫作用，是一种很有应用前景的生防因子。 A. 穿刺巴斯德氏柄菌 B. 肉毒梭菌 C. 嗜酸乳杆菌 D. 荧光假单胞菌 3. 绿僵菌的主要防治对象为（）。 A. 蚜虫 B. 蜡蚧 C. 鳞翅目幼虫 D. 线虫 4. 鲁保一号是用于防治（）的微生物源药剂。 A. 害虫 B. 病原菌 C. 杂草 D. 鼠害 5. （）是诺尔斯链霉菌西昌变种产生的抗生素，对多种植物病毒病具有特效。 A. 井冈霉素 B. 农抗120 C. 中生霉素 D. 宁南霉素
6. （）可以产生剧烈的细菌外毒素，此毒素是目前草原农田广泛应用的生物杀鼠剂。 A. 肉毒梭菌 B. 穿刺巴氏柄菌 C. 恶臭假单胞菌 D. 荧光假单胞菌 7. 以下农用抗生素可用于杀螨剂的是（）。 A. 莫西菌素 B. 华光霉素 C. 武夷霉素 D. 波拉霉素 8. 除了（）以外，以下均为DNA杀虫病毒。 A. 核型多角体病毒 B. 颗粒体病毒 C. 昆虫痘病毒 D. 质型多角体病毒 9. 可以开发为杀虫剂的病毒主要集中在（）。 A. 杆状病毒科 B. 长尾噬菌体科 C. 丝状病毒科 D. 壬酸 10. 双丙氨膦属于灭生性除草剂，其有效杀草成分为（）。 A. L-草铵膦 B. 芦竹碱 C. 纤精酮 D. 拮抗关系 11. 病毒制剂毒力生物测定方法有活体生物测定、离体生物测定和空斑测定法，其中活体生物测定法检测病毒毒力常用指标为（）。 A. LD50 B. TCID50 C. LC50 D. EC50 12. 苏云金素对昆虫的毒性是由于其对害虫（）具有抑制作用。 A. RNA合成 B. 蛋白质合成 C. DNA合成 D. 几丁质合成 13. 第一个登记注册的病毒杀虫剂是（）。 A. 棉铃虫NPV杀虫剂 B. 茶小卷叶蛾NPV杀虫剂 C. 小菜蛾GV杀虫剂 D.甘蓝夜蛾NPV杀虫剂
收稿日期：2003-12-11 文章编号：1005-6114（2004）01-0031-05 农药残留及微生物在农药 降解中的应用与展望 张韩杰，闫艳春 （山东农业大学生命科学学院，271018） 摘 要：农药在人类防治农作物病虫害、草害等诸方面起到了巨大的贡献，但是因之而来的农药残留问题则对 环境和人类健康带来了严重的危害。为解决这一问题，人们进行了大量的研究，其中微生物的降解作用已引起人们的广泛关注。综述了农药残留及微生物在其中的应用及发展情况。 关键词：农药；残留；降解；微生物中图分类号：$481.1+8 文献标识码：B 农药是人们主动投放于环境中数量大、毒性广 的一类化学物质。［12］在过去几十年中，有机氯、有机 磷等农药的开发与应用曾为人类在农、林业防治病虫害，提高农作物产量中起到了不可磨灭的作用。但对那些性质比较稳定、难于分解消失有毒农药的长期、大量使用，已造成严重的全球性环境污染和生态破坏。近年来，由于人们对环境和生态平衡的日益重视，相继提出了“软农药”（so ft p estici des ） 和“抑菌剂”（f un g istatic ） 等概念［9］，生物农药也引起了人们的广泛兴趣，但就目前的科技水平来看，化学农药在很长的一段时间内还是不可替代的，因此解决环境中存在的农药残留问题已经成为世界各国的研究热点。微生物在其中的作用已引起广泛关注，我国科研工作者针对这一问题进行了大量探索。随着生物技术的迅猛发展，应用微生物进行生物修复已成为环境修复的一个重要内容，本文拟对我国农药残留情况以及微生物在农药降解中的应用作一综述。1农药残留及其危害1.1 农药残留 农药作为目前农业增产的主要依靠，在农业中具有广泛的应用。目前我国农药的施用方法仍以药 液喷洒和粉剂喷洒为主。研究表明［6］：施用农药 后，仅有1%!2%的药作用于防治对象本体，有 10%!20%附着在作物本体上，其他80!90%的农 药主要散落在农作物的周边环境，如农田、土壤或漂浮于大气，与尘埃吸附形成气溶胶。试用后的农药经过一段时间的降解、代谢等作用后，其含量会降低到一定的水平，通常，我们把残存在环境中和生物体内的微量农药称作残留农药，它包括农药原体残留量及其具有比原体毒性更高或相当毒性的降解物的残留量。农药残留不仅造成环境污染、妨碍生物生长，而且直接或间接地危害人体健康，这已引起世界各国的广泛关注。 自泰勒等人发现DDT 的高效杀虫能力以来，不同种类的农药相继得到了开发和应用。仅杀虫剂类目前就有4类：有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类。有机氯类农药是高残留、生物富集性很强的一类农药，目前已被禁止生产，但由于已被广泛大量地使用了多年，因此在环境仍有残留，对环境和人的威胁还很大。有机磷类、拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类农药尽管残留期较短，但仍有一定时间的残留期，加之被广泛使用，仍对土壤、大气和水源等造成了不同程度的污染。我国科研工作者对于农药的残留情况进行了大量的研究。谢恩平 等［18］对氨基甲酸酯类农药（克百威、丙硫克百威和 丁硫克百威）在环境中的残留进行了检测，并探讨了 残留性的影响因素；张莹、杨大进等 ［24］对我国食品中有机氯农药的残留水平进行了细致的分析；覃泰 群等［10］对拟除虫菊酯类农药进行了残留分析；杨大 ? 13?湖北植保2004年第1期
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
微生物对有机物的降解作用 摘要：本文介绍了有机物的性质、污染状况及处理方法；以多环芳烃和农药为例阐述了微生物降解有机物的机理及影响因素；综述了国内外研究较多的几种生物难降解污染物微生物处理技术的进展，并对今后的几个研究发展方向进行了展望。 关键词：微生物有机物降解作用 1 引言 有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物，主要包括酚类化合物、芳香族化合物、氯代脂肪族化合物和腈类化合物等。 目前，由于大量工业废水和生活污水未达标排放，以及广大农村地区大量使用化肥和农药等农用化学物质，使我国水体和土壤受到不同程度的污染，严重的破坏了地球的生态平衡。七大水系的411个地表水监测断面中，水质为Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类的断面比例分别为41％、32％和27％。其中，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。而农业土壤中15 种多环芳烃（PAHs）总量的平均值为4.3mg/kg，且主要以4环以上具有致癌作用的污染物为主，占总含量的约85 %，仅有6%的采样点尚处于安全级。而工业区附近的土壤污染远远高于农业土壤：多氯联苯、多环芳烃、塑料增塑剂等，这些高致癌的物质可以很容易在重工业区周围的土壤中被检测到，而且超过国家标准多倍。 处理有机物的一般方法可分为三大类[1]：物理方法：主要有吸收法、洗脱法、萃取法、蒸馏法和汽提法等；化学方法：如光催
化氧化法、超临界水氧化法、湿式氧化法、以及声化学氧化法等，这一方法应用较多；生物方法：包括植物修复，动物修复和微生物降解三类技术。与其他处理方法相比，微生物降解有机物具有无可比拟优势： （1）微生物可将有机物彻底分解成CO2和H2O，永久的消除污染物，无二次污染； （2）降解过程迅速，费用低，为传统物理、化学方法费用的30%～50%； （3）降解过程低碳节能，符合现在节能减排的环保理念。 2 微生物降解有机物的机理及影响因素 2.1 微生物降解有机物的机理 用于降解有机物的微生物主要有细菌和真菌，降解的方式主要包括堆肥法、生物反应处理和厌氧处理等，但每一过程都是利用微生物的代谢活动把有机污染物转化为易降解的物质甚至矿化[2]。以多环芳烃（PAHs）[3~4]和农药[5]的降解为例来说明。 2.1.1 微生物对多环芳烃（PAHs）的降解 微生物之所以能降解多环芳烃依赖于它们对多环芳烃的代谢。微生物通过两种方式对PAHs进行代谢：1 ) 以PAHs作为唯一的碳源和能源：2 ) 把PAHs与其它有机质进行共代谢降解。研究表明许多微生物能以低分子量的PAHs (双环或三环) 作为唯一的碳源和能源，并将其完全矿化。而四环或多环的PAHs的可溶性差，比较稳定，难以降解，一般要通过共代谢方式降解。研究又表明，微生物在有氧和无氧条件下都能对多环芳烃进行降解。（1）共代谢降解 高分子量的多环芳烃的生物降解一般均以共代谢方式开始。共代谢作用可以提高微生物降解多环芳烃的效率，改变微生物碳源和能源的底物结构，增大微生物对碳源和能源的选择范围，从而达到难降解的多环芳烃最终被微生物利用并降解的目的。 在有其他碳源和能源存在的条件下，微生物酶活性增强，降解非生长基质的效率提高，也称为共代谢作用。烃类的降解的初始
附件： 农药登记毒理学试验单位管理办法 第一章总则 第一条为做好农药登记管理工作，保证农药登记毒理学试验的准确性和科学性，根据《农药管理条例实施办法》、《农药登记资料要求》等有关规定，制定本办法。 第二条本办法所指农药登记毒理学试验是为评价农药毒理学安全性而进行的试验(详见附件1)。 第三条农业部农药检定所负责农药登记毒理学试验单位考核、委托和管理的具体工作。 具备相应资质的单位方可承担农药登记毒理学试验。具备A级资质的单位可以承担附件1中全部试验，具备B级资质的单位可以承担附件1中第一、二部分试验，具备C级资质的单位只能承担附件1中第一部分试验。 第二章申请与受理 第四条具备下列条件的试验机构可以自愿向农业部农药检定所申请承担农药登记毒理学试验： （一）具有独立法人资格或得到独立法人的授权，具备承担农药登记毒理学试验工作条件的科研和教学等单位。 （二）农药登记毒理学试验单位的实验室应符合《农药毒理学安全性评价良好实验室规范》（NY/T 718）的相关要求。 （三）申请承担农药登记毒理学试验的单位技术人员应熟悉《农
药登记毒理学试验方法》(GB 15670)。 第五条申请承担农药登记毒理学试验的单位应提交下列资料：（一）单位概况和实验室基本情况； （二）实验设施； （三）技术负责人、质量负责人及主要试验人员情况，包括职称、学历、专业、培训情况、工作能力和简历等； （四）动物使用和动物实验室合格证书； （五）相关仪器设备清单及使用情况； （六）近五年相关工作总结和典型试验报告； （七）管理制度及其它参考资料； （八）自身诚信情况申明。 第六条农业部农药检定所负责农药登记毒理学试验单位申请资料的受理和初审。对资料齐全的，组织专家考核组进行技术考核（包括资料审查和现场评审）。对资料不全或不具备申请条件的，退回申请，书面通知申请单位并说明理由。 第三章考核 第七条农业部农药检定所聘请相关领域有资质的技术人员建立农药登记毒理学试验单位考核专家库。农业部农药检定所根据考核领域从专家库中抽取专家组成考核组进行技术考核，与被考核机构有利害关系的考核人员应当回避。 第八条技术考核按照组织机构、人员、设施、仪器设备和试验系统、质量管理、试验工作等内容分为若干单项，分项打分。考核合
生物农药 1.生物农药的定义 1982 年 9 月 1 日发布的《农药登记规定实施细则》称生物农药系指用于防治农林牧业病虫草害或调节植物生长的微生物及植物来源的农药。《农药管理条例》和《农药管理条例实施办法》尚未给对于通常意义上的生物农药，我们从产品来源、利用形式两个方面进行分类，可以清晰地看出各类生物农药之间的相互关系。 2.生物农药的分类 2.1按产品来源分类 2.11微生物源生物农药 指利用微生物资源开发的生物农药，例如木霉菌、枯草芽孢杆菌。用来开发生物农药的微生物类群很多，涉及真菌、放线菌、细菌、病毒、线虫、原生动物等六大类群。 2.12植物源生物农药 指利用植物资源开发的生物农药，即有效成分来源于植物体的农药，例如印楝素、苦参碱。 2.13动物源生物农药 指利用动物资源开发的生物农药，例如平腹小蜂、松毛虫赤眼蜂、斑蝥素和低聚糖素等。 2.2按利用形式分类、 2.21活体型生物农药 指利用生物活体制成的生物农药，包括真菌、放线菌、细菌、病毒、线虫、原生动物等六类活体型生物农药。 2.22抗体型生物农药 指利用对生物内含物或生物代谢产物制成的生物农药 2.23载体型生物农药 即转基因生物
3．微生物源生物农药
3.1微生物农药的类型和品种 3.11微生物源 / 活体型生物 农药——杀菌剂 目前用来开发成微生物源 / 活体型生物杀菌剂的微生物有真菌、放线菌、细菌等三大类群。已经获准登记的微生物源 / 活体型生物杀菌剂逾 18 种，其中真菌杀菌剂逾 6种、细菌杀菌剂逾 12 种。 3.111真菌?微生物源 / 活体型生物农药·杀菌剂 已经获准登记的逾 6 种，它们是寡雄腐霉菌、哈茨木霉菌、木霉菌、噬菌核霉、盾壳霉 ZS-1SB、小盾壳霉 GMCC8325。 3.112放线菌?微生物源 / 活体型生物农药?杀菌剂 放线菌在农药领域中应用最多的是链霉菌及其变种，但主要是利用其代谢产物（多种农用抗生素均由放线菌产生）而不是其活体。也可利用放线菌对病原微生物的颉颃作用制成活体抗生菌制剂应用，例如我国开发的“5406”抗生菌为泾阳
研究生课程论文封面 课程名称：现代地理学理论前沿开课时间：2013 -2014 第二学期 学院地理与环境科学学院学科专业地理环境与污染控制学号2013210585 姓名邹艳艳 学位类别全日制硕士 任课教师丁林贤 交稿日期2014 年6月28日 成绩 评阅日期 评阅教师 签名
有机氯农药的微生物降解 摘要：本文综述了有机氯农药的来源，危害，降解解功能微生物的种类以及典型有机氯农药的降解途径以及影响微生物降解效果因素等，在各种能够降解有机氯农药菌的微生物中，假单胞菌属(Pseudomoruas)是最活跃、农药适应能力最强的菌株，与有机氯农药微生物降解过程的酶：主要要有脱氯化氢酶、水解酶和脱氢酶三种，它们通过共代谢，中间协同代谢或矿化等作用完成降解过程。由于有机氯农药的持久性和广泛污染性，研究出新的能够降解有机氯农药的微生物及菌酶以及降解机理及中问产物的类型是未来农药降解的主要研究重点。 关键词：有机氯农药；微生物降解；酶；机理 前言：农药是重要的农用物资，在世界农业生产中扮演着重要角色，对防治病、虫、草、鼠害、保证农业高产稳产有着非常重要的作用。有机氯农药(OrganochlorinePesticides，OCPs)，也被称为典型的持久性有机污染物，由于其突出的持久性、生物积累性和生物毒性等特征而受到全世界的广泛关注[1[[2]是20世纪80年代前应用的最主要和最有效的农药品种之一，由于其具有价格低廉，高效广谱等特点，在世界范围内得到了广泛应用，可以通过食物链富集，逐级上去，最终在哺乳动物，特别是人体脂肪组织中蓄积，对人类的健康构成威胁，所以，自20世纪70年代末世界范围内就陆续禁止生产和使用高残尉毒的有孰氯农药[4-5]。研究发现．北京地区总OCPs类物质平均含量高达77.7ug/kg超出了土壤环境质量一级标准(GBl5618-1995)50ug/kg。浙江省平均值为34.41ug/kg，其中最高值超过了土壤环境质量二级标准500ug/kg[6]。此外，甚至南极地区也发现了0.12-2.8ug/kg的DDT残留，常年不化的冰层也检出了0.04ng/kg的DDT。 降解有机氯的方法有很多种，如化学法、物理法和生物法。其中物理法和化学法，如焚烧、电化学法等都普遍存在着处理成本高，易造成二次污染，去除效果差等缺点，而生物法则主要利用微生物对OCPs的特异性降解机理进行降解，该法处理效果明显，在降解残留农药过程中发挥着重要作用，成为目前治理残留农药污染的主要手段之一。 一：有机氯农药的化学结构
. 杆状病毒致病症状：初期，行动迟缓，缺乏食欲，体躯肿胀，变黄或乳白色，皮肤变脆，组织液化，一触即破 后期：趋向最高处。如植株顶端，头朝下倒挂，“树顶病” 杆状病毒杀虫剂特点 感染病毒的幼虫形成大量包涵体，扩散，传播杆状病毒有宿主专一性，宿主仅限于节肢动物，对脊椎动物、植物完全不感染——应用安全主要见于昆虫体内，是已知昆虫病毒中类群最大、发现最早、研究最多，且实用意义最大的
理化性质 ?对不同化学药剂具有高度抵抗力 ?不溶于水和各种有机溶剂 ?不被细胞或细胞蛋白酶分解 ?在PH值2-2.9时，可被胰蛋白酶破坏?溶于强酸和强碱 ?比重大于水，稍耐低温，不耐高温 ?不溶于昆虫血淋巴，，所以将其接种于昆虫的血腔，幼虫不会感染 ?必须通过幼虫食入，经消化液消化后，才能释放出有感染能力的病毒粒子 ?经干燥后，可以保存多年性质不变，如家蚕多角体在无水氯化钙中保存37 年后，在碳酸钠中的溶解性不变 ?可以抵抗细菌的腐败作用，在提纯或死虫尸体为细菌污染的时候，多角体一 般不受破坏 ?在昆虫幼虫消化液中的溶解性不受寄主范围的限制，对非敏感昆虫也如此 ?有较强的折光性，成熟的多角体不易被一般染料着色，但经酸碱处理后可为 一些染料所强染
分类总结： DNA病毒 （1）NPV （呈杆状、具囊膜，双链环状DNA分子）家蚕NPV，棉铃虫NPV,松毛虫NPV,春尺蠖NPV,舞毒蛾NPV, NPV复制过程 重要特点：具有两种不同表现性，产生两种不同形态、不同功能的病毒粒子
出芽型病毒粒子（BV） 包涵体来源型病毒粒子(ODV) 此阶段感染早期产生BV,晚期产生了大量的ODV，ODV由多角体保护着，最后宿主幼虫的细胞核充满了多角体并液化 (2)GV 如黄地老虎GV，菜粉蝶GV,茶小卷叶蛾GV D NA双链、超螺旋、共价闭合环状 (3)昆虫痘病毒（EPV） 双链DNA,具囊膜 包涵体有两类：球形体，包埋病毒粒子 纺锤体，不含病毒粒子 (5)DNV细小病毒（单链DNA，无囊膜 (6)其它DNA病毒 多分DNA病毒科多个不同的，封闭的、环状超螺旋的DNA组成，仅寄生蜂内 虹彩病毒科双链DNA，无囊膜、 泡囊病毒科线性双链DNA，有囊膜 细尾病毒科双股DNA，具囊膜 棕榈独角仙病毒 杆状病毒（树顶病，宿主专一性） 发现最早、数量最大、研究最多最实用的节肢动物特异性的DNA病毒 研发现状：20种左右杆状病毒杀虫剂试用或应用 A亚组——核型多角体病毒，如家蚕NPV，棉铃虫NPV,松毛虫NPV,春尺蠖NPV,舞毒蛾NPV,斜纹夜蛾NPV,粘虫NPV,中国刺蛾NPV B亚组——颗粒体病毒，如黄地老虎GV，菜粉蝶GV,茶小卷叶蛾GV C亚组——非包涵体核型杆状病毒，如印度棕榈独角仙病毒 D亚组——非包涵体多分体DNA基因组核型杆状病毒，如甜菜尺蠖姬蜂病毒
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
微生物降解农药 现今农业发展过程中应用最普遍，种类最多的农药是有机磷农药，虽然原有的降解有机磷农药的化学、物理方法亦收到良好效果，但随着生物技术的卓越发展，微生物对降解农药尤其是有机磷农药发挥着日益重大的作用。针对有机磷农药的微生物降解问题提出看法，希望促进农业的现代化发展。 当前，我们主要是从被污染的环境介质（例如：被污染的泥土、土壤）中来获取高效降解菌。现在人们已经分离出的对有机磷农药降解有良好效果的微生物菌群主要有真菌、细菌、放线菌及一些藻类。 真菌基于其较高的降解能力，人们十分关注，主要有：木霉属、曲霉属、酵母菌及青霉属等。颜世雷等有关人员经过长时间的摇床驯化培养从被污染的土壤里筛选得到2株曲霉菌株，其能够在高浓度氧化乐果环境下生长。当温度高达28℃时，其降解氧化乐果的比率高达70.38%及61.28%。 因为细菌具有容易引发突变菌株和生化多适应性的优点，故在微生物降解过程中它具有极高的地位。目前已经分离出的细菌有：芽
孢杆菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、节杆菌属、不动杆菌属、沙雷氏菌属等。例如：以解秀平为代表的有关人员从污水曝气池里分离出一株可以以甲基对硫磷以及其在降解过程中产生的对硝基苯酚是仅有 的碳源的节杆菌属，其在5h内降解50mg/L的甲基对硫磷以及对硝基苯酚的比率达到85%与98%。而以金彬明为代表的有关人员主要是从受有机磷污浊后的海水样中筛选、分离出一株蜡样芽孢杆菌菌株，其在温度高达28摄氏度的情况下降解甲胺磷的比率高达48.9%。 微生物本身的降解能力是限制有机磷农药微生物降解的因素 中最重要的因素，不同种类的微生物，其代谢活动各具特色，适应性也千差万别，而且同类型的不同菌株对相同的有机底物的反应也各不相同。加之，微生物具有较强的适应环境的能力，很容易驯化，经过一阶段的适应新生化合物可以促使微生物产生与之对应的酶系降解它，且还可以借助于基因突变来构建新酶系降解它。传统主要是采用单一的微生物菌株的纯培养来降解农药的微生物，但是这一方式不如混合培养合理，前者一般情况下没有生物降解需要的整个酶的遗传合成信息，其在降解难度较高的化合物中没有充足的训话时间，继而无法进化出整个代谢途径，相反，后者则更能抵御微生物降解时产生的毒物质。
是非判断题： 101. 水乳剂有水包油和油包水两种，农药上常用的是油包水型。（错） 102. 种子处理的方法包括浸种、种衣法和拌种。（对） 103. 阿维菌素属于微生物农药类农药，功夫则是菊酯类农药。（对） 104. 农药稀释时可把药液倒直接入水中，这样也可以使药液在水中均匀分散。（错）105. 农药技术发展的方向是水性化、成型化（粒、片、丸、块）、隐蔽施药、缓释、多功能。（对） 106. 悬浮剂、微乳剂、颗粒剂、水乳剂是未来农药的发展趋势。（对） 107. 石硫合剂、波尔多液、氧氯化铜等都是酸性杀虫剂。（错） 108. 含硫磺和铜的杀菌剂对螨类都有抑制作用。（错） 109. 一米＝10亿纳米，1微米＝1000纳米。（对） 110. 果树缺铁时上部叶片表现为红色。（错） 111. 有机磷类杀虫剂占中国杀虫剂市场的60%以上分额，占有的比份最大。（对） 112. 波尔多液（碱式硫酸铜），是一种良好的保护剂，霜疫霉菌有特效，重复使用可诱发红蜘蛛的大发生。（对） 113. 植物病害按照发病的原因可分为两种类型：非侵染性病害和侵染性病害。（对）114. 侵染植物的病原物主要有真菌、细菌、类菌质体、病毒、线虫和寄生性种子植物。（对）115. 植物病害的病症及类型：霉状物粉状物粒状物脓状物。（对） 116. 农药的"三证"是指农药准产证、生产质量标准证和农药登记证。（错） 117. 小菜蛾是一种在蔬菜上为害严重的害虫，能够为害萝卜、甘蓝、大白菜、西红柿、茄子等叶菜和瓜菜。（错） 118. 棉铃虫，顾名思义就是只为害棉花花铃的害虫。（错） 119. 西红柿早疫病和晚疫病都是疫病，只是发生早晚不同，可以用同样的药剂进行防治。（错）。 120. 锈病和白粉病虽然表现的症状不同，但是它们都可以用同种药剂防治。（对） 121. 稻纵卷叶螟是一种迁飞性的害虫。（对） 122. 水稻纹枯病、水稻条纹叶枯病、水稻白叶枯病都是真菌性病害。（错） 123. 能够传播水稻条纹叶枯病的主要是灰飞虱。（对） 124. 水稻二化螟、三化螟都是水稻上发生严重的害虫，又称为“卷叶虫”。（错） 125. 蓟马是缨翅目的害虫。（对） 126. 螨类不是昆虫，因为它有八条腿。（对） 127. 昆虫自卵中孵出后，随着生长，要重新形成新表皮，而将旧表皮脱掉，这个过程叫"脱皮"，脱下的旧表皮叫蜕。（对） 128. 防治豆荚螟的适期是在害虫钻蛀前就及时用药，治花不治荚。（对） 129. 药剂能够化为有毒气体，通过呼吸系统进入昆虫体内，使之中毒死亡的药剂称为熏蒸剂，如敌敌畏。（对） 130. 完全变态昆虫的特点是具有四个不同的虫态，即：卵、幼虫、蛹和成虫。（对）131. 不完全变态的特点是具有三种虫态:卵、幼虫和成虫。（对） 132. 棉铃虫对黄色的光有趋性，所以在菜田中可用黄板进行诱杀。（错） 133. 蚜虫、白粉虱对黄色的光有趋性，所以在菜田中可用黄板进行诱杀。（对） 134. 农业生产上为害最大的一类害虫是磷翅目害虫。（对） 135. 农药临时登记证的用LS表示，转为正式登记后用PD表示。（对）
生物农药 1、生物农药得定义 1982 年 9 月 1 日发布得《农药登记规定实施细则》称生物农药系指用于防治农林牧业病虫草害或调节植物生长得微生物及植物来源得农药。《农药管理条例》与《农药管理条例实施办法》尚未给对于通常意义上得生物农药,我们从产品来源、利用形式两个方面进行分类,可以清晰地瞧出各类生物农药之间得相互关系。 2、生物农药得分类 2、1按产品来源分类 2、11微生物源生物农药 指利用微生物资源开发得生物农药,例如木霉菌、枯草芽孢杆菌。用来开发生物农药得微生物类群很多,涉及真菌、放线菌、细菌、病毒、线虫、原生动物等六大类群。 2、12植物源生物农药 指利用植物资源开发得生物农药,即有效成分来源于植物体得农药,例如印楝素、苦参碱。 2、13动物源生物农药 指利用动物资源开发得生物农药,例如平腹小蜂、松毛虫赤眼蜂、斑蝥素与低聚糖素等。 2、2按利用形式分类、 2、21活体型生物农药 指利用生物活体制成得生物农药,包括真菌、放线菌、细菌、病毒、线虫、原生动物等六类活体型生物农药。 2、22抗体型生物农药 指利用对生物内含物或生物代谢产物制成得生物农药 2、23载体型生物农药 即转基因生物
3.微生物源生物农药
3、1微生物农药得类型与品种 3、11微生物源 / 活体型生物 农药——杀菌剂 目前用来开发成微生物源 / 活体型生物杀菌剂得微生物有真菌、放线菌、细菌等三大类群。已经获准登记得微生物源 / 活体型生物杀菌剂逾 18 种,其中真菌杀菌剂逾 6种、细菌杀菌剂逾 12 种。 3、111真菌?微生物源 / 活体型生物农药·杀菌剂 已经获准登记得逾 6 种,它们就是寡雄腐霉菌、哈茨木霉菌、木霉菌、噬菌核霉、盾壳霉 ZS-1SB、小盾壳霉 GMCC8325。 3、112放线菌?微生物源 / 活体型生物农药?杀菌剂 放线菌在农药领域中应用最多得就是链霉菌及其变种,但主要就是利用其代谢产物(多种农用抗生素均由放线菌产生)而不就是其活体。也可利用放线菌对病原微生物得颉颃作用制成活体抗生菌制剂应用,例如我国开发得“5406”抗生菌为