生物除草劑研究的歷史、現(xiàn)狀及展望-文庫吧在線文庫
【正文】 間里，沒有一個(gè)新的生物除草劑商品推出，在生物除草劑發(fā)展過程中出現(xiàn)了一個(gè)斷層。 但是，經(jīng)過這 10 多年不懈努力，終于在最近又取得了令人鼓舞的重大進(jìn)展，兩個(gè)新的生物除草劑產(chǎn)品獲得商業(yè)化。 由于生 物除草劑 Biochon 的商品化，圍繞對(duì)銀葉菌的一系列系統(tǒng)研究工作正方興未艾。 2 生物除草劑的主要研究方面 有潛力的候選生物除草劑的調(diào)查和發(fā)現(xiàn) 開展主要雜草的植物病原生物的調(diào)查，通過在實(shí)驗(yàn)室分離、純化、培養(yǎng)繁殖，再接種到原雜草上，用重分離的技術(shù)獲得單一型菌株，以供鑒定。粗鏈格孢 (Alternaria crassa)為防除曼陀羅 (Datura stramonium)，柿子孢 (Cephalosporium diospyri)為柿屬雜草 (Diospyros spp.)，飛機(jī)草尾孢(Cercospora eupatorii or Phaeromularia adenophora)和鏈格孢菌 (Alternaria alternata)為紫莖澤蘭 (Eupatorium adenophorum)， Colletotrichum gloeosporoides . clidemiae 為毛單室藥草 (Clidemia hirta)， Epicoccosorus nematosporus 為野荸薺 (Eleocharis kuroguwai)，瓜類腐皮鐮孢 (Fusarium solani . cucurbitae)為得克薩斯葫蘆 (Cucurbita texana)， Mycoleptodiscus terrestris 為穗狀狐尾藻(Myriophyllum spicatum)，旋花擬莖點(diǎn)霉 (Phomopsis convolvulus)為田旋 花(Convolvulus arvensis)等。在美國(guó)，也對(duì)分布于玉米、高粱、大豆、水稻、棉花、蔬菜和果園中的 35 種最主要的雜草進(jìn)行了生物防治可行性評(píng)價(jià)工作(Charudattan， Deloach， 1988)。侵染能力可以從侵染途徑 (如直接穿透表皮或只經(jīng)氣孔 )、侵染部位、侵入后在組織中的感染能力等反映，如 某些菌可以侵染但不能在組織中感染發(fā)病。 通過基因工程 或原生質(zhì)體融合技術(shù)將強(qiáng)致病基因?qū)氲姆绞?，改善生物除草劑的藥?(Weidemann et al， 1995)。還有試驗(yàn)從鏈格孢菌分離到 AALToxin 毒素，研究其對(duì)雜草的控制作用 (Abbax et al， 1995)。不過，有些種類的真菌在液體發(fā)酵罐中的震蕩培養(yǎng)，是不會(huì)產(chǎn)生孢子的，如鏈格孢屬 (Alternaria)等。 生物除草劑有機(jī)體的除草活性是隨時(shí)間降低的。因此，許多不同的物質(zhì)被用于配方中，添加某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如葡萄糖，以利于在雜草體上的萌發(fā) 、生長(zhǎng)和侵染。此成果先前也已在前蘇聯(lián)被使用大田，這是真菌尖鐮孢 (Fusarium oxysporum var. orthoceras)的培養(yǎng)物。 在野燕麥上分離到燕麥葉枯菌 (Drechslera avenacea)，進(jìn)行了致病性、寄主專一性和培養(yǎng)條件的測(cè)試，顯示出該菌有潛力發(fā)展為防除野燕麥的生物除草劑。 人類對(duì)環(huán)境問題的日益關(guān)注，又為該研究的深入開展注入動(dòng)力。最值得注意的是這兩種生物除草劑品種都是針對(duì)危害嚴(yán)重、發(fā)生廣泛的雜草，其潛在的市場(chǎng)規(guī)模巨大。特別是近年來，在澳大利亞，開展了利用 Pyrenophora semeniperda(變態(tài) Drechslera campanulata)控制一系列的一年生禾本科土壤雜草種子的前期深入細(xì)致的研究，其中包括該真菌的生長(zhǎng)和孢子形成生物學(xué)、侵染葉和種子的過程，植物毒素代謝產(chǎn)物的分離、鑒定和生物活性，大田除草試驗(yàn)以及對(duì)小麥苗期生長(zhǎng)的影響，對(duì)面粉品質(zhì)的影響和對(duì)殺菌劑包衣的反應(yīng)研究?jī)?nèi)容等，都顯示出非常樂觀的前景。 配合低量的化學(xué)除草劑，不僅能充分發(fā)揮生物除草劑的防效，而且，可以彌補(bǔ)化學(xué)除草劑在對(duì)付某些抗性雜草上的不足，降低化學(xué)除草劑給環(huán)境帶來的污染(Charudattan et al， 1993； Christy et al， 1993， Auld and Morris， 1995，Auld et al， 1997)。也一定伴隨有大量的具有潛力的生物除草劑的天敵資源。結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，引進(jìn)國(guó)外有關(guān)研究成果，為我所用。這項(xiàng)研究的開展，能以在較少投入的情況下，在較短時(shí)間內(nèi)，獲得大量研究成果，從而能迅速縮短我國(guó)與世界在這一領(lǐng)域先進(jìn)水平的差距。隨著科技的發(fā)展，可供用于配方的物質(zhì)將會(huì)更多更優(yōu)良。此外，利用燕麥葉枯菌 (Drechslera avenacea)除了被研究作為防除野燕麥及黑麥草的莖葉處理生物除草劑外，還考慮被用作土壤處理，控制野燕麥等一年生禾本科雜草的種子。 Information， ， ， 1996)。如果我們將其與發(fā)展化學(xué)除草劑時(shí)是從上千個(gè)化合物中才能篩選出一個(gè)商業(yè)化的除草劑品種相比，生物除草劑的研究和成果產(chǎn)出比是相當(dāng)高的。 從波斯婆婆納上分離到膠孢炭疽菌 (Colletotrichum gleosporioides)?；?，其培養(yǎng)特性、致病性和專一性都已經(jīng)被測(cè)試，顯示出 有進(jìn)一步研究的價(jià)值。豚草植物病原菌的調(diào)查雖已開展，但沒有有關(guān)專一性候選菌的深入研究的報(bào)道。 商品生物除草劑 Collego 的配方是，成分 A 為干孢子，成分 B 包含水合物和表面活性劑。 生物除草劑另一個(gè)缺限是對(duì)環(huán)境條件有比化學(xué)除草劑更苛刻的需求。此法用于百日草鏈格孢和鏈格孢的孢子生產(chǎn)是相當(dāng)成功的 (強(qiáng) 勝等， 1997)。這是未來化學(xué)除草劑研究開發(fā)的方向之一 (Duke and Lydon，1988)。因?yàn)檫@種方法是從外國(guó)或外地(通常是指外來雜草的原產(chǎn)地 )引進(jìn)可以持久建立種群的天敵，它一經(jīng)釋放，則完全由生態(tài)過程控制其消長(zhǎng)，不可能再被人類操縱。 真菌的侵害一開始和雜草生長(zhǎng)處于相互拮抗和斗爭(zhēng)狀態(tài)。而在我國(guó)，這項(xiàng)工作尚處于啟動(dòng)階段。不過，總共有 41 個(gè)屬的真菌已或正在被考慮作為生物除草劑的候選。尚有許多出于保密的原因沒在文獻(xiàn)中報(bào)道。這對(duì)進(jìn)一步促進(jìn) Biochon 的應(yīng)用和市場(chǎng)化有重要意義 (IBG News， ， ， 1997)。 Biochon 是最近由荷蘭的 Koppert 生物系統(tǒng)公司生產(chǎn)的一種新的生物除草劑產(chǎn)品。限制發(fā)展的主要因素有 ： 被控制雜草的豐富遺傳多樣性，生物除草劑品種的高度專一性，對(duì)溫度、濕度和土壤等環(huán)境條件近于苛刻的需求，工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備不配套，配方研究技術(shù)落后，市場(chǎng)規(guī)模較小， 生產(chǎn)和應(yīng)用成本較化學(xué)除草劑高等等 (Auld and Morin， 1995)。不過，它像使用化學(xué)除草劑那樣被施用，也即在產(chǎn)品的型式和應(yīng)用技術(shù)上和化學(xué)除草劑類似，又區(qū)別于通常意義上的淹沒式釋放。其具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn) ： 其一，是經(jīng)過人工大批量 生產(chǎn)而獲得大量生物接種體；其二，淹沒式應(yīng)用，以達(dá)到迅速感染，并在較短時(shí)間里殺滅雜草。其實(shí)，這一時(shí)期該領(lǐng)域的研究仍十分活躍，取得了一大批研究成果，特別是對(duì)造成停滯的主要原因的總結(jié)和分析，明確了生物除草劑未來努力攻克的目標(biāo)。這無疑預(yù)示著生物除草劑研究的第二個(gè)高潮的到來。研究項(xiàng)目包括生物控制菌 銀葉菌的分子系統(tǒng)學(xué)和環(huán)境中的歸趨，線粒體DNA 分析、銀葉菌種群變異，銀葉菌的內(nèi)多聚半乳糖醛酸酶的特性研究，銀葉菌內(nèi)多聚半乳糖醛酸酶 Ⅰ 的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的發(fā)育，以及銀葉菌內(nèi)多聚半乳糖醛酸酶基因的克隆和轉(zhuǎn)移等方面。 至今為止，約有 100 種不同的浸染生物種被研究，為 生物防除約 80 種有經(jīng)濟(jì)意義的雜草。 在已被研究的候選生防有機(jī)體中，相對(duì)集中在如下幾個(gè)屬 ： 盤孢菌屬(Colletotrichum)有 18 種，鐮孢菌屬 (Fusarium)13 種，鏈格孢菌屬 (Alternaria)12種和
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