多杀菌素的生物合成

多杀菌素是一种新颖大环内酯类杀虫剂,具有对害虫高效、对环境安全、对哺乳动物低毒的优异特点。介绍了多杀菌素生物合成的步骤,及参与这些合成步骤的有关酶系统和基因簇。通过对刺糖多孢菌中多杀菌素合成基因的克隆鉴定与分析,已基本了解多杀菌素生物合成的限速步骤及相关控制基因,从而可通过遗传工程的办法改造刺糖多孢菌,提高多杀菌素的产量 。     

多杀菌素对天敌昆虫白蛾周氏啮小蜂的毒力评估

[目的] 生物防治与化学防治相结合是害虫综合防治的重要策略,蛹寄生蜂白蛾周氏啮小蜂是一种重要的天敌昆虫,在美国白蛾的生物防控中起关键作用。本研究旨在评估农林生产中常用的广谱、低毒杀虫剂多杀菌素对白蛾周氏啮小蜂的安全性。[方法] 采用药膜法检测多杀菌素对小蜂的毒力,并检测亚致死浓度多杀菌素处理后,小蜂体内解毒酶活性的变化。[结果] 多杀菌素对小蜂无短期（1 h）触杀作用,但随施药时间延长,其对小蜂的毒杀作用增强,25 mg·L^-1多杀菌素施药2 h后,可诱导约18.67%小蜂个体死亡。施药4 h后,不同浓度多杀菌素对小蜂的毒杀作用差异最明显,低浓度（5 mg·L^-1）多杀菌素可诱导11.33%小蜂死亡,而中、高浓度多杀菌素（≥ 15 mg·L^-1）可诱导77.33%~88.00%个体死亡。施药6 h后,LC₅₀值达7.44 mg·L^-1,安全系数为0.31,属高风险性农药。此外,亚致死浓度多杀菌素可明显诱导小蜂羧酸酯酶活性提高,对乙酰胆碱酯酶与谷胱甘肽-S-转移酶活性具有剂量效应。[结论] 多杀菌素对白蛾周氏啮小蜂的毒力作用较强,在美国白蛾生防区需慎用。     

在玻璃表面上短时接触硅藻土和多杀菌素对四纹豆象的致死效应和亚致死效应（英文）

四纹豆象Callosobruchus maculatus (F.)是伊朗豇豆种子上的主要贮藏害虫。控制这一害虫时, 用生物杀虫剂比用常规杀虫剂更为合适。本研究评价了室内条件下在玻璃表面上硅藻土和多杀菌素对四纹豆象成虫的致死效应和亚致死效应。结果表明： 硅藻土处理24 h和48 h后, 对四纹豆象成虫的LC50 值分别为 1.47和0.2 g/m²; 多杀菌素处理24 h和48 h后, 对四纹豆象成虫的LC50 值分别为102.9 和68.8 mg ai/L, 说明两种化合物都对四纹豆象成虫具有较高的急性毒性。通过检测生物学参数, 研究了LC₂₀浓度的硅藻土和多杀菌素对四纹豆象的亚致死效应。LC₂₀浓度的硅藻土和多杀菌素使四纹豆象成虫的繁殖力分别比对照降低了71.5%和17.2%, 卵孵化率降低了57.5%和27.8%, 成虫寿命缩短了74.7%和17.1%。接触LC₂₀浓度的硅藻土和多杀菌素使这一害虫的蛹期分别比对照延长了4.8%和2.3%。亚致死效应研究表明, 硅藻土和多杀菌素对四纹豆象的生命参数均产生了负面影响。总之, 致死效应和亚致死效应综合显示, 硅藻土在防治四纹豆象上具有较大的潜力。     

增加糖基合成酶基因拷贝数对多杀菌素发酵单位的影响

多杀菌素是由刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa SIPI—A.2090)产生的重要农用抗生素,其生物合成途径已被阐明。NDP-葡萄糖合成酶(gtt)与葡萄糖脱氢酶(gdh)是多杀菌素生物合成途径中的限速酶。从SIPI-A.2090克隆gtt及gdh基因,并构建了表达这两个基因的整合型质粒,转入产多杀菌素刺糖多孢菌,发酵并验证其基因型。结果表明,阳性突变株SIPI—M.2092的多杀菌素发酵单位比出发菌株提高了173%,增加gtt和gdh基因拷贝数可以有效提高多杀菌素的发酵单位。     

刺糖多孢菌生产多杀菌素的研究进展

多杀菌素(spinosad)是由放线菌刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)发酵产生的新型生物杀虫剂。多杀菌素由于具有生物农药的安全性,化学合成农药的速效性,以及对哺乳动物、昆虫天敌和环境安全等特点,已在多个国家获准使用。目前我国多杀菌素的研究尚处于实验室阶段,产量相对较低,尚不具备工业化生产的条件。对多杀菌素的结构、生物合成途径、发酵培养基优化、高产菌株的选育及其衍生物等进行了综述。     

西花蓟马田间种群对常用杀虫剂的抗性现状及防治对策

【目的】西花蓟马Frankliniella occidentalis在中国是一种严重危害温室蔬菜的入侵害虫。本研究旨在了解该害虫在中国的抗药性现状,为防治该害虫提供理论支持。【方法】采用Munger cell法测定了北京,山东寿光和青岛以及云南晋宁和呈贡等5个地区西花蓟马田间种群对多杀菌素、毒死蜱、阿维菌素、甲维盐、氟氯氰菊酯、溴虫腈、灭多威、吡虫啉和啶虫脒9种杀虫剂的抗药性水平,同时利用这些田间种群测定了多功能氧化酶抑制剂胡椒基丁醚（PBO）、谷胱甘肽S 转移酶抑制剂顺丁烯二酸二乙酯（DEM）和羧酸酯酶抑制剂三丁基三硫磷酸酯（DEF）对多杀菌素、吡虫啉和甲维盐的增效作用。【结果】生物测定结果表明,北京、晋宁及呈贡种群分别对多杀菌素产生了34.45, 47.45和64.45倍的高水平抗性;晋宁种群对灭多威和甲维盐分别产生了16.58和11.03倍的中等水平抗性;呈贡种群对甲维盐、啶虫脒、吡虫啉、阿维菌素、溴虫腈分别产生了24.17, 21.69, 20.05, 16.45和10.31的中等水平抗性;青岛种群对啶虫脒和吡虫啉产生了17.70和12.49倍的中等水平抗性;寿光种群没有对任何杀虫剂产生高等或中等水平抗性。增效剂生物测定结果表明,对于吡虫啉和甲维盐,多功能氧化酶抑制剂PBO在所有田间种群上均有显著的增效作用。谷胱甘肽S-转移酶抑制剂DEM在呈贡、寿光和青岛种群中对吡虫啉存在显著增效作用;在北京、呈贡和寿光种群中,DEM对甲维盐存在显著增效作用。羧酸酯酶抑制剂DEF在呈贡、晋宁和青岛种群中对吡虫啉存在显著增效作用;在北京、呈贡和晋宁种群中,DEF对吡虫啉存在显著增效作用。但所有增效剂在各田间种群中对多杀菌素均无显著增效作用。【结论】结果提示：在使用多杀菌素防治西花蓟马时,应与其他杀虫剂轮换使用;此外,可通过添加酶抑制剂来增强甲维盐和吡虫啉对西花蓟马的防效。     

响应曲面分析方法优化发酵液中多杀菌素的提取工艺

依据中心复合旋转设计原理,在单因素试验的基础上,采用三因素五水平的响应曲面分析法,建立了发酵液中多杀菌素提取的二次多项式数学模型,并以多杀菌素质量浓度为响应值作响应面和等高线,考察了提取时间、料液比和提取频率对多杀菌素质量浓度的影响。结果表明:发酵液中多杀菌素超声提取的优化工艺条件为提取频率75 KHz,提取时间74 min,料液比1∶1.5。在此工艺条件下,从发酵液中提取多杀菌素的质量浓度可达到100.75μg/mL。     

室内测定6种化学杀虫剂对草地贪夜蛾幼虫的毒力

2019年草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda入侵我国多个省份和地区,对我国农业生产造成重大影响。化学防治是应对入侵害虫的主要措施,因此,本研究测定了6种不同作用机制杀虫剂对草地贪夜蛾初孵和3龄幼虫的生物活性。结果表明,对初孵幼虫具有较高毒力作用的为氯虫苯甲酰胺、多杀菌素、茚虫威、阿维菌素和甲氧虫酰肼;对3龄幼虫具有较高毒力作用的为氯虫苯甲酰胺、多杀菌素和茚虫威;与初孵幼虫相比,阿维菌素、茚虫威、多杀菌素和甲氧虫酰肼的LC 50分别提高了78.06、1.70、11.73和23.09倍。本研究筛选出了对草地贪夜蛾初孵幼虫和3龄幼虫杀虫效果较好的药剂,证明了低龄幼虫对部分农药抵抗力较弱,而3龄后的幼虫抵抗力显著增加,为田间草地贪夜蛾的化学防治提供了科学的用药指导。     

多杀菌素生产菌原生质体的制备条件及其再生菌株生理特性

为了改良多杀菌素生产菌种,提高多杀菌素产量,研究了甘氨酸添加浓度、溶菌酶作用时间、温度和浓度对多杀菌素生产菌刺糖多胞菌Saccharopolyspora spinosaSP06081菌株原生质体制备和再生的影响,并考察了不同再生培养基和渗透压稳定剂对其再生的影响,确定了该菌株原生质体制备和再生的最佳条件。同时,对原生质体再生菌株的形态与多杀菌素产量变化进行了比较研究。结果表明:菌体在添加0.2%的甘氨酸的TSB培养基中培养48h收集,0.1mg/mL溶菌酶,28oC作用20min制备原生质体,将原生质体涂布于以蔗糖为渗透压稳定剂的R2YE培养基中,原生质体再生数目最多,达108个/mL以上;原生质体再生菌株在形态和抗生素产量上产生分化,29.3%的再生菌株形态上保持与亲本菌株一致,具有菌丝松散,断裂分枝多的特点,其中53.2%的再生菌株多杀菌素产量变异向正方向移动,最高产量达到582.0mg/L,比亲本菌株提高85.6%。原生质体再生菌株的形态分化与多杀菌素产量具有重要相关性。     

西花蓟马的抗药性及其治理策略

西花蓟马Frankliniella occidentalis（Pergande）是世界性的园艺作物上的重要害虫,几乎对每种类型的杀虫剂均产生了抗药性,包括有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂和多杀菌素等。本文对国外西花蓟马的抗药性发展现状和抗性机制进行了总结,并提出了抗性治理策略,即科学合理使用杀虫剂,结合栽培防治、物理防治、生物防治和寄主植物抗性等方式降低杀虫剂对西花蓟马的选择压,从而达到抗性治理的目的。     

多杀菌素生物合成的分子机理与定向遗传改造策略

多杀菌素是由土壤放线菌刺糖多孢菌产生的次生代谢产物．主要活性物质为spinosyn A和spinosyn D,是一种新型的高效广谱大环内酯类杀虫剂,因其独特的杀虫机理而兼具生物农药的安全性与化学农药的快速性．简述了多杀菌素生物合成的分子机理,包括聚酮链的生物合成与修饰、NDP糖的合成、修饰与连接转移以及多杀菌素生物合成基因表达调控．通过对多杀菌素生物合成的限速步骤及相关基因的分析．探讨了提高多杀菌素产量与合成其新衍生物的定向遗传改造策略,并展望了其应用发展前景．     

多杀菌素生产菌种复壮方法及其效应的研究

用分离纯化复壮、淘汰法复壮及虫体复壮三种复壮方法对一株多杀菌素生产能力已经衰退的刺糖多孢菌进行复壮研究。结果显示：淘汰法复壮可显著提高菌株的杀虫毒力及多杀菌素的产量。通过红霉素抗性复壮筛选得到菌株杀虫死亡率达到100％,多杀菌素相对效价达1058．83％;通过NaCl抗性复壮筛选得到一菌株杀虫死亡率达到95％,多杀菌素相对效价达825．80％,因此淘汰法可作为有效的复壮方法。     

多杀菌素生物合成的研究进展北大核心CSCD

多杀菌素是在刺糖多胞菌发酵液中提取的一种大环内酯类生物杀虫剂,它对靶标昆虫具有独特的快速触杀和摄食毒性,兼具化学农药的速效性和生物农药的安全性,具有低残留、快速降解等优点。本文介绍了多杀菌素的生物合成途径和体外合成方法,对随机诱变、代谢工程定向改造等刺糖多孢菌工业菌株育种方法进行了介绍,对多杀菌素在异源宿主中的合成进行了讨论。     

多杀菌素生物合成途径及改造策略

多杀菌素是一类由刺糖多孢菌产生的新型大环内酯类化合物,是绿色农用抗生素的杰出代表。本文简要总结了多杀菌素生物合成过程,并对其生物合成调控的关键位点进行了分析,提出用合成生物学手段组装多杀菌素细胞工厂的策略。     

番茄斑萎病毒对多杀菌素抗性西花蓟马发育繁殖和药剂敏感性的影响

【目的】西花蓟马Frankliniella occidentalis (Pergande)是重要的入侵害虫,是番茄斑萎病毒（TSWV）最有效的传播媒介,TSWV对西花蓟马的生长发育有一定的影响。多杀菌素是防治西花蓟马最有效的药剂之一,但已有田间西花蓟马对多杀菌素产生抗药性的报道。TSWV对抗性西花蓟马是否也有影响及程度如何尚不清楚。本研究通过对此问题进行深入研究,以期为进一步了解TSWV对西花蓟马的影响提供依据。【方法】应用特定年龄-龄期及两性生命表的方法,研究用番茄斑萎病毒处理和未处理的多杀菌素抗性和敏感西花蓟马种群的生物学特性;用叶管药膜法测定不同处理种群对3种药剂（多杀菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和虫螨腈）的敏感性变化。【结果】对于抗性品系,TSWV处理后西花蓟马的发育历期缩短,雌成虫寿命和产卵量略高,但与对照组差异不显著(P＞0.05),内禀增长率（r）和净生殖率（R₀）分别为0.0433 d^-1和2.210,显著高于对照组（分别为0.0356 d^-1和1.972）（P ≤ 0.001）。对于敏感品系,TSWV处理后西花蓟马的发育历期缩短,雌雄成虫寿命均显著延长（P ≤ 0.001）,产卵量也略有提高,R₀为4.125,显著高于对照组（3.979）（P ≤ 0.001）。TSWV处理后敏感和抗性西花蓟马对多杀菌素的敏感性没有发生明显变化,对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和虫螨腈的敏感性显著降低。【结论】番茄斑萎病毒对多杀菌素敏感和抗性西花蓟马均有直接有利影响,病毒处理的西花蓟马发育历期缩短,繁殖能力增强,成虫寿命延长,对药剂的敏感性降低。     

高效液相色谱法检测菜蛾绒茧蜂幼虫体内多杀菌素残留

应用高效液相色谱法检测施用于寄主幼虫的多杀菌素可否传递到在其体内发育的寄生蜂幼虫。以对多杀菌素高抗的小菜蛾Plutella xylostella幼虫作为菜蛾绒茧蜂Cotesia plutellae的寄主,待绒茧蜂发育到1龄幼虫时,将浓度为50 mg/L的多杀菌素点滴到寄主幼虫背板上,随后让寄主幼虫取食经50 mg/L多杀菌素处理过的甘蓝叶片,寄主幼虫和其体内的蜂幼虫再发育3天后,将寄主幼虫解剖取出蜂幼虫,用高效液相色谱法对经多杀菌素处理的小菜蛾幼虫体液以及绒茧蜂幼虫匀浆液进行检测,结果多杀菌素的2个活性成分spinosyn A和spinosyn D均被检测到,两者的多杀菌素残留浓度分别是2.79 mg/L和0.94 mg/L。这表明,通过寄主幼虫体壁接触和取食进入其体内的多杀菌素,可通过寄生蜂幼虫体壁浸透、蜂幼虫对寄主血淋巴的取食,或这两种途经一起进入蜂幼虫的体内,对蜂幼虫产生作用。     

Studies on rejuvenation methods of spinosad-producing strains and their effectiveness

用分离纯化复壮、淘汰法复壮及虫体复壮三种复壮方法对一株多杀菌素生产能力已经衰退的刺糖多孢菌进行复壮研究.结果显示:淘汰法复壮可显著提高菌株的杀虫毒力及多杀菌素的产量.通过红霉素抗性复壮筛选得到菌株杀虫死亡率达到100％,多杀菌素相对效价达1058.83％;通过NaCl抗性复壮筛选得到一菌株杀虫死亡率达到95％,多杀菌素相对效价达825.80％,因此淘汰法可作为有效的复壮方法.     

低剂量多杀菌素继代处理对小菜蛾nAChR基因表达的影响

【目的】探索多杀菌素对小菜蛾Plutella xylostella长期胁迫下的亚致死效应。【方法】采用低剂量(LC25)多杀菌素进行继代处理,应用叶片浸渍饲喂法分别测定不同处理世代小菜蛾种群Sub对多杀菌素的敏感性水平,并运用实时定量PCR法进一步检测低剂量多杀菌素处理后小菜蛾4龄幼虫烟碱型乙酰胆碱受体(n AChR)α亚基基因表达量变化。【结果】随着处理世代的增加,小菜蛾对多杀菌素的敏感性下降,至第10代(Sub10)其抗性倍数为2.70倍;同时对小菜蛾n AChRα亚基基因表达呈现一定的抑制作用,Sub10中n AChRα亚基基因的相对表达量较敏感种群SS下降了32.04%,且差异显著;而抗性种群RR(抗性倍数17.85)n AChRα亚基基因的相对表达量仅为SS的0.37倍。【结论】小菜蛾对多杀菌素敏感性可能与n AChRα亚基基因的表达量有关。本研究可为探究多杀菌素长期低剂量处理对小菜蛾抗药性发展的潜在影响提供一定依据。     

多杀菌素生物合成基因簇启动子探测和转录时序

多杀菌素是对农业虫害防治及粮食仓储安全均具有重大意义的农用抗生素.为了深入揭示刺糖多孢菌合成多杀菌素的调控特点,首先通过建立基于报告基因的启动子探测技术,探测了多杀菌素生物合成基因簇的9个启动子活性.并进一步通过荧光定量PCR,分析了这9个基因和不在基因簇内的负责糖基前体供应和鼠李糖合成的4个基因的转录时序,结果表明多杀菌素生物合成基因簇内的9个基因在菌体生长进入稳定期时有较高的转录,这和发酵液中此时开始大量积累多杀菌素一致;同时还发现,簇外的4个与糖基供应相关的基因和基因簇内基因的转录时序不同,它们在菌体生长对数期有较高的转录活性,这暗示多杀菌素聚酮链的合成速率和参与后修饰的糖基底物供应的最优化匹配有可能是提高生物合成多杀菌素的前提和关键.     

亮氨酰氨肽酶基因的阻断对刺糖多孢菌生长及次级代谢产物合成的影响

【目的】构建亮氨酰氨肽酶基因(pep A)被阻断的刺糖多孢菌工程菌株,并鉴定该基因对刺糖多孢菌菌丝形态、生物量、菌体全蛋白表达水平及产多杀菌素能力的影响,探究该基因调控多杀菌素合成的可能机制。【方法】利用PCR扩增刺糖多孢菌中的pep A基因同源片段,经酶切连接技术构建敲除载体p OJ260-pep A;通过接合转移和单交换同源重组将该载体整合至刺糖多孢菌染色体中,获得工程菌株S.sp-△pep A;利用培养特征、形态学、高效液相色谱、SDS-PAGE等方法对菌株进行研究分析。【结果】工程菌株S.sp-△pep A菌丝片段化程度加剧,生长态势被延缓且生物量降低,但有效促进了多杀菌素的生物合成。阻断亮氨酰胺肽酶基因的表达使刺糖多孢菌菌体全蛋白表达情况发生明显改变,找到表达水平显著上调的差异蛋白核糖体蛋白亚基和醛基脱氢酶,核糖体蛋白亚基通过影响蛋白质代谢对菌体生长产生影响;醛基脱氢酶则可与乙醇脱氢酶、乙酰辅酶A的合成酶相互作用影响辅酶A合成,而辅酶A是合成多杀菌素的重要底物。【结论】在刺糖多孢菌合成多杀菌素的次级代谢过程中,pep A基因作为负调控因子发挥作用。