[01327436]抗生素溶杆菌生物制剂的研制与开发

1.项目来源与背景 任务来源：吉林省科学技术厅 重点项目/现代农业 任务书编号：20120203 项目承担单位：吉林省农业科学院 由瓜单囊壳菌引起的瓜类白粉病,是世界上瓜类作物生产上主要的病害之一,对瓜类作物的产量和品质造成巨大的损失。只要条件适合,它可以在几天的时间里,迅速传遍整个大棚。中国南方和北方不论温室、大棚及露地栽培的瓜地均有发生,且多发生在结瓜期及成熟期,若不及时防治,会导致植株叶片枯焦,致使果实早期生长缓慢,植株早衰,严重影响瓜的品质和产量。据统计全世界每年由白粉病造成的损失达58-63亿美元,瓜果蔬菜损失达10%-25%。自20世纪70年代以来,农业生产上主要采用化学农药防治此病,曾先后施用托布津、粉锈宁、多菌灵、速保利、百可德、腈菌唑、瑞毒铜等。但现已发现白粉病对苯丙咪唑类、EBIs、有机磷类、羟基嘧啶类、甲氧基丙稀酸酯类和苯氧基喹啉类此六类杀菌剂几乎同时产生了抗药性,且抗性发展速度惊人。 近年来,随着我国社会主义现代化建设的推进,社会经济发展水平日益提高。人类对自身生存环境、生活品质、健康水平等各方面都有了更高要求。“菜篮子”、“米袋子”的安全已成为政府履职、民众关注的焦点。但国内食品质量和安全问题令人颇为担忧。我国单位面积平均化学农药的用量比世界平均用量高2.5～5.0倍;每年遭受残留农药污染的作物面积达8000万hm2,特别是蔬菜、水稻、果树和茶叶等作物的严重污染比率达40％;据相关资料表明,1992年-1996年因农药残留超标导致的中毒事故伤亡人数超过10万人。据联合国环境规划署统计,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,其中大约有4万人死亡,而慢性中毒者,其数量之多无法统计。 我国在加入WTO 后,在享受种种优惠待遇的同时,农产品出口常常因为质量的原因屡屡受阻,绿色贸易壁垒使我国农产品的比较优势难以发挥,每年因农药残留超标造成的外贸损失高达70亿美元。乳油、可湿性粉剂、粉剂等传统的农药剂型因含有苯类及粉尘,可对环境和人员造成严重的污染和危害,现代农药剂型中,悬浮剂、微囊剂、微乳剂、片剂等由于制剂的稳定性、成本、载药量、工艺条件等因素的限制,实际在市场应用的产品有限,而生物农药是近年来开发比较成功的一种剂型。 因此,开发高效无毒的新型生物农药来防治瓜类白粉病,以减缓化学农药造成的负面影响,响应民众对无公害蔬菜的呼声是备受关注的研究课题。 2.技术原理及性能指标 本研究采集我国青岛海岸线附近农田根际土壤,用平板稀释法分离微生物30余种,根据透明圈及繁殖速度筛选出优势菌株1株并鉴定其为抗生素溶杆菌。随后对其进行驯化及抗病机理研究,并对其进行组织病理学观察。利用乳液纳米化技术针对抗生素溶杆菌制剂进行剂型研究,最终研制出纳米乳化剂型抗生素溶杆菌制剂。并于2013-2014年对该微生物制剂进行网室盆栽实验,于长春市农博园及延吉东盛涌镇太平村种植园内进行田间应用研究及推广应用评价,结果均表明该微生物制剂具有渗透迅速、药效快、防效稳定等优点,对瓜类白粉病防效高达85%以上。 本研究明确了抗生素溶杆菌的生理特性,通过对抗生素溶杆菌的驯化研究得出最佳碳源为葡萄糖,确定了该抗生素的分子量为152.15,分子结构式为C8H8O3;通过盆栽与田间试验初步鉴定了此生物制剂的抗病效果,防效高达89.32%;申请专利1项;发表论文1篇;制订瓜类白粉病生物防治技术规程1套。 3.技术的创新性与先进性 抗生素溶杆菌繁殖快、易培养,其生产的抗生物质具有抗逆性强、作用方式光和普抗性广等特点。本制剂通过界面活性剂的有机组合实现有效粒子的纳米化,实现其纳米离子物理渗透病原菌菌体的目的。本研究研制出的生防制剂具有渗透迅速、药效快、普抗性广的特点,所有原料符合有机栽培标准。 4.技术的成熟程度,使用范围和安全性 本研究研制的抗生素溶杆菌微生物制剂原料具有繁殖快、易培养的特点,且所有原料符合有机栽培标准。制剂具有渗透迅速、药效快、普抗性广、防效稳定等优势,对白粉病的防效能力达到89.32%。具备形成商品上市的能力,可大面积推广示范,使其成为具产业化生产规模的生物农药品种。 该微生物制剂的应用和推广,既可以增加农民的收入,又可以提高蔬菜品质,让居民吃到无公害的蔬菜,降低了农药残留对居民身体的伤害。同时该微生物制剂的应用还可以降低农药对生态环境的破坏,既增加了经济效益,又提高了生态效益,对提高居民生活质量,稳定环境状况有良好的推进作用,社会效益明显。 5.应用情况及存在的问题 目前由于受到仪器设备的限制,该生防制剂的生产局限于实验室内,其生产周期比较长,产量比较少。希望在今后的研究中进行产业化研究,进行大规模推广试验。