天然来源农药活性氨基酸的研究进展CSCD

天然产物在新农药研究与开发中发挥着重要作用,氨基酸是其中一类重要的天然活性物质。天然来源氨基酸广泛存在于植物和微生物中,其中一些氨基酸具有显著的农药活性,包括除草、植物生长调节、杀细菌、杀真菌、杀虫、杀螨及杀线虫。本文通过对近三十年国内外文献检索,对天然来源氨基酸的结构多样性及其农药活性进行了系统综述,为新农药的研究开发提供参考。     

元素有机化学国家重点实验室

元素有机化学实验室设在南开大学。实验室主任和实验室学术委员会主任为李正名教授,学术委员会副主任为北京大学金声教授。主要学术带头人陈茹玉教授,王积涛教授,李正名教授,王序昆教授,金桂玉副教授。本实验室主要从事农药化学和金属有机化学两个方面的研究工作。主要研究内容①农药化学:研究新的生物活性母体,创新高效、低毒、无公害并具有中国特色的农药新品种(包括除草剂、杀虫剂、杀菌剂和植物生长调节剂等),开拓研制仿生农药。如超高效新农药的研究,元素有机新农药的研究,具有生物活性的物质化学结构与     

基于中医农业理论创制新型生物农药的实践探索

中医农业是利用中医药基本理论和方法解决现代农业生产过程中遇到的诸多实际问题,是实现生态农业与有机农业的重要途径.本文分析了4个中医农业探索案例.首先论述了从“清热解毒”类传统中药复方及其单味药材中挖掘苦参碱、小檗碱和大黄素甲醚等植物源农药,提出了传统“清热解毒”类中药复方及其单味中药是新型植物源农药创制的重要来源;接着对中药天仙子中挖掘具有新颖结构的天仙子新碱以创制新型植物免疫诱抗剂和植物生长调节剂进行了阐述,从药效物质基础的角度对铁线莲属植物发挥“整体”药效以挖掘新颖结构农用活性分子的潜力进行了归纳;最后对猕猴桃溃疡病防治技术中的“治未病”策略、“两前两后”关键防控技术以及复方生物菌剂创制进行了阐述.以上中医农业实践探索为更好地利用中医药理论和资源创制新型生物农药提供了思路和借鉴.     

踏破铁鞋无觅处——一类新型抗真菌剂的发现

病原微生物通过其特有的机制破坏植物的防御屏障, 引发病害, 给农业生产造成损失。研究病菌致病机制, 能够启发人们探索病害防控的新思路。四川农业大学陈学伟团队阐明了稻瘟病菌的一种特殊结构——侵染钉的发生机制, 发现超长碳链脂肪酸合成酶在此过程中发挥重要作用。以超长碳链脂肪酸合成酶为靶点, 该团队寻找到了抑制超长碳链脂肪酸生物合成, 进而抑制侵染结构发生的化合物。这些化合物可广谱抑制多种病原真菌在动物和植物宿主上的致病力, 为创制新型农药开拓了新思路。     

纳米农药在植物中的吸收转运研究进展

农药是一类用于防治作物病虫草害、保障粮食生产与安全的化学物质。传统农药剂型载药粒子粒径粗大, 有效利用率低, 用量大, 对生态环境造成严重危害。农药纳米剂型可以提高载药系统的分散性、稳定性及生物活性, 是克服传统剂型功能缺陷、提高农药有效利用率、减少环境污染的重要科学途径。研究纳米农药粒子在植物体内的吸收与转运行为, 对于理解纳米农药与植物的互作方式, 揭示其在植物体内的吸收作用机制及生物累积效应, 以及明确其生物安全性具有重要意义。该文从纳米农药在植物体内的吸收转运影响因素、机制、分析方法及其生物安全性4个方面进行综述, 阐明了无机和有机纳米农药在植物体内的吸收转运模式及研究手段, 并展望了其应用前景, 以期为纳米农药的设计、构建及合理安全使用提供理论与技术支撑。     

植物源农药的研究利用

综述了植物源农药的资源研究情况、几种传统植物农药的化学成分及其作用机制、植物农药的商品化研究等,并就植物农药开发中值得注意的问题提出相应建议。     

我国绿色农药研究现状及发展建议

农药是保障粮食安全的战略性物资,但农药的不合理使用造成了农产品质量安全和生态环境安全等重大问题.绿色农药是根据绿色化学理念,采用环境友好的绿色原料,生产开发的更安全的农药.近年来,我国在绿色农药领域的研究实现了多个突破,极大提高了我国绿色农药原始创新能力,促进了我国农药产业的可持续发展.然而,我国农药产业的发展仍面临着诸多挑战.本文介绍了农药产业的国内外发展现状,绿色农药创制的研究进展和我国在农药产业上面临的问题,并从不同的角度提出了相应的建议.     

化学蛋白质组学在天然产物分子靶标鉴定中的应用

绿色新农药的开发和利用有利于农业的可持续发展,基于天然产物进行活性先导发现及作用机制研究是重要的新农药创制策略,然而其作用靶标和作用机制难以确定,阻碍了其在新农药中的应用。因此发现化合物新靶点对于新农药创制来说是一项既重要又艰巨的任务。化学蛋白质组学作为后基因组时代的新技术,目前已经成为研究药物靶点的重要手段之一。本文对基于化学蛋白组学的化合物作用分子靶点发现方法和典型案例进行探析,介绍这些技术的主要原理、应用以及各自的优点和局限性,旨在阐述基于化学蛋白质组学发现药物作用靶标的最新方法,并为天然产物靶点及新农药创制研究提供参考。     

无公害环保植物源农药

植物源农药属于生物农药的范畴。生物农药就是以有益生物病原体或生物代谢次生物质为有效成分的农药制剂 ,或者是通过仿生合成具有特殊作用的农药制剂。我国生物农药按照其来源和性能划分为 3个主要部分 ,即植物源农药、动物源农药和微生物源农药。1　研究开发植物源农药的意义农作物病虫害是制约种植业经济发展的主要生物灾害。随着化学农药的出现和广泛应用 ,为人类挽回了许多农作物产量的损失。但是长期依赖和大量使用化学农药 ,已经带来了众所周知的环境污染、生态平衡的破坏以及食品安全等一系列问题 ,对实现农业经济的可持续发展带来…     

植物内生真菌生物活性成分研究进展

植物内生真菌是寄居植物组织内,与植物共生的真菌种类。植物内生真菌的次生代谢产物具有结构和生物活性多样性的特点,因而可为医药及农药创制提供先导结构,具有巨大的研究和开发价值。本文综述了近三年来(2017～2019年)从植物内生真菌中分离出来的具有生物活性的生物碱、聚酮、萜类、甾醇、蒽醌以及其他类化合物,并分别简要概述了其生物活性研究进展,以期为植物内生真菌活性代谢产物的研究与利用提供参考。     

农药对捕食性天敌的影响研究进展

捕食性天敌在害虫的自然控制方面起着重要作用。当害虫大发生时,需使用化学农药来进行有效控害,但化学农药会对捕食性天敌的生存造成影响。因此,了解农药对捕食性天敌的影响有利于协调化学防治和生物防治的关系。大部分农药对捕食性天敌的生长发育和繁殖表现为抑制作用,但有的为促进作用。在农药的干扰下,多数捕食性天敌的信息识别能力会降低,少部分会通过提高雄虫接收性信息素的能力或增加雌虫性信息素的释放来诱导求偶行为、增加交配频率。有的杀虫剂会影响捕食性天敌的捕食行为及捕食功能,部分杀虫剂会直接使其捕食功能模型由Holling-Ⅱ型转变为Holling-Ⅰ型。在农药胁迫下,捕食性天敌会产生抗药性,其解毒酶活性升高、保护酶活性改变及靶标部位敏感性下降可能是抗药性产生的机理。农药对捕食性天敌的影响研究在协调害虫化学防治和生物防治中有着重要的理论和现实意义,可以有效地推进捕食性天敌在害虫综合治理中的应用。     

Human land use, agriculture, pesticides and losses of imperiled species

Aim  Anthropogenic habitat loss is usually cited as the most important cause of recent species' extinctions. We ask whether species losses are in fact more closely related to habitat loss than to any other aspect of human activity such as use of agricultural pesticides, or human population density (which reflects urbanization).
Location  Canada.
Methods  We statistically compared areas in Canada where imperiled species currently occur, versus areas where they have been lost. Using multiple regressions, we relate the numbers of species that had suffered range reductions in an ecoregion to variables that represent present habitat loss, pesticide use and human population density.
Results  We find high losses of imperiled species in regions with high proportions of agricultural land cover. However, losses of imperiled species are significantly more strongly related to the proportion of the region treated with agricultural pesticides. The relationship between species losses and area treated with pesticides remains significant after controlling for area in agriculture.
Main conclusions  Our results are consistent with the hypothesis that agricultural pesticide use, or something strongly collinear with it (perhaps intensive agriculture more generally), has contributed significantly to the decline of imperiled species in Canada. Habitat conversion per se may be a less important cause of species declines than how that converted habitat is used.     

Assessing the effect of chitosan on pesticide removal in grape juice during clarification by gas chromatography with tandem mass spectrometry

The main objective of this study was to assess the pesticide removal efficiency of chitosan in grape juice during clarification. The grape juice was spiked with six selected pesticides (chlorpyrifos, ethion, diazinon, fenitrothion, fenthion and phorate) and clarified with chitosan at different concentrations and at three different incubation times (1, 2 and 4 h). The effect of chitosan on the level of pesticides in grape juice during clarification was quantified using modified QuEChERS method with gas chromatography with tandem mass spectrometry (GC-MS/MS). The method for pesticide quantification has been validated. The maximum removal was obtained for chlorpyrifos (98%) and ethion (97%) at 0.5% of chitosan concentration for 1 h incubation followed by phorate (96%), fenthion (95%), fenitrothion (94%) and diazinon (86%) at 1% of chitosan concentration for 2 h incubation time. The juice was clarified with other clarifying agents such as activated carbon, gelatin, casein and bentonite and its pesticide removal efficiency was compared with chitosan. The pesticide removal level could be correlated with the properties of selected pesticides and clarifying agents. The results indicated that the chitosan can act as an effective pesticide scavenger and it leads to the potential application of chitosan in fruit juice clarification.     

Occurrence and distribution of pesticides in soil at agrichemical facilities in Illinois

Detectable concentrations of pesticides were found in soil samples collected from 49 agrichemical facilities located throughout Illinois. Analysis of 822 soil samples resulted in the detection of 53 pesticides and nitrate; 20 pesticides were found in fewer than 1% of the samples. Most frequently detected were alachlor, atrazine, metolachlor, trifluralin, pendimethalin, cyanazine, metribuzin, metribuzin DA, butylate, and α‐BHC. Chlordane, dieldrin, and DDT, although not distributed at the facilities in recent years, were found in soil samples from more than one third of the sites. Approximately 24% of the pesticide detections occurred in a concentration range between the detection limit and 50 μg/kg, and 79% of all detections were less than 1000 μg/kg.

Pesticides were detected at sampling depths to 4.5 m. However, approximately 50% of all pesticide detections were found in the gravel fill that serves as the parking lot/road base for each facility. No predictable pattern in pesticide occurrence in relation to sampling depth could be determined on the basis of the mobility or persistence of the pesticide.     

利用人工湿地去除农业径流中农药的研究进展

人工湿地对农业径流污染物去除效果显著,已成为控制农业径流污染的有效措施.本文结合国内外研究,介绍了当前水体农药污染的现状;从物理、化学及生物角度阐述了人工湿地对农药的去除机理和关键过程;归纳总结了人工湿地对农药的去除效率,指出人工湿地对农药的去除效率随农药类型的不同而差异较大:农药的平均去除率,按农药用途分为杀虫剂＞杀菌剂＞除草剂,按农药化学结构分为拟除虫菊酯类>有机磷类>三唑类＞酰胺类＞三嗪类＞脲类;综合考虑,潜流人工湿地在农药去除方面的效果优于表面流人工湿地.在此基础上分析了农药理化性质、人工湿地工艺类型及运行参数、进水中农药浓度、湿地植物等因素对农药在人工湿地中去除的影响.最后指出了当前研究中存在的问题,并提出了研究展望.     

自生固氮菌的生态分布及其对农药抗性的研究

将不同地点的土样均匀地撒在无氮培养基平板上,分离并鉴定自生固氮菌。同时采用抑菌圈法和分光光度计测透光率的方法,检测6种常用的田间农药对自生固氮菌的生长影响;还运用茚三酮显色反应检测农药对自生固氮菌固氮效果的影响。结果表明,不同农药及其不同浓度对自生固氮菌生长及固氮量的影响有所不同。为添加固氮菌以提高农作物产量,监测固氮菌含量来评估作物产量,以及田间正确使用农药提供了理论依据。     

低剂量农药作用下拟环纹豹蛛对褐飞虱的功能反应及搜寻行为

在室内研究了低剂量农药作用下拟环纹豹蛛对褐飞虱的功能反应及搜寻行为。结果表明,拟环纹豹蛛对褐飞虱的功能反应均符合Holling Ⅱ模型,且在最适的低剂量农药(V_药∶V_水为2∶5 000甲胺磷,12∶5 000杀虫双和1∶20烯丙菊酯)刺激下,蜘蛛捕食褐飞虱的数量是最多的,蜘蛛用于对1头褐飞虱进行制服和取食等活动所需的时间（处理猎物时间,Th）短,仅分别为未经农药处理的蜘蛛所需时间的0.45、0.32和0.35倍;而施用较高剂量8∶5 000的甲胺磷、28∶5 000的杀虫双和6∶20的烯丙菊酯的蜘蛛,处理猎物时间长得多,依次是经最适低剂量3种农药作用的蜘蛛所用时间的9.70、13.60和13.62倍。拟环纹豹蛛在稻株上的搜寻行为属非随机搜索型,在相同的低剂量农药作用下,蜘蛛的搜寻效应随飞虱密度的增加而下降;但在相同的猎物密度下,蜘蛛的搜寻效应与使用的农药浓度有密切的关系,在上述最适低剂量农药作用下,豹蛛对猎物的寻找效应最佳,其在稻株上的总滞留时间依次是未施药情形的1.56、1.49、1.48倍,总搜寻距离依次是未施药情形的1.36、1.42、1.39倍。据此,进一步证实了低剂量农药增强了稻田蜘蛛的控虫效能和对害虫的相对活力。     

微生物农药资源挖掘技术研究进展

微生物农药因其环境相容性受到了广泛重视。作为微生物农药研究开发的最早的环节,微生物农药资源的挖掘显得尤为重要。本文从基于生物活性、农药活性化合物及功能基因三个方面对微生物农药资源的快速挖掘技术进行了综述。针对不同的微生物农药产品开发目标,将以上技术进行整合,可实现微生物农药资源的快速挖掘,为微生物农药产业的发展提供丰富的资源,为微生物农药产业的发展提供支撑。     

Efficient polymer-mediated delivery system for thiocyclam: Nanometerization remarkably improves the bioactivity toward green peach aphids

The unscientific application of synthetic pesticides has brought various negative effects on the environment, hindering the sustainable development of agriculture. Nanoparticles can be applied as carriers to improve pesticide delivery, showing great potential in the development of pesticide formulation in recent years. Herein, a star polymer (SPc) was constructed as an efficient pesticide nanocarrier/adjuvant that could spontaneously assemble with thiocyclam or monosultap into a complex, through hydrophobic association and hydrogen bonding, respectively, with the pesticide-loading contents of 42.54% and 19.3%. This complexation reduced the particle sizes of thiocyclam from 543.54 to 52.74 nm for pure thiocyclam, and 3 814.16 to 1 185.89 nm for commercial preparation (cp) of thiocyclam. Interestingly, the introduction of SPc decreased the contact angles of both pure and cp thiocyclam on plant leaves, and increased the plant uptake of cp thiocyclam to 2.4–1.9 times of that without SPc. Meanwhile, the SPc could promote the bioactivity of pure/cp thiocyclam against green peach aphids through leaf dipping method and root application. For leaf dipping method, the 50% lethal concentration decreased from 0.532 to 0.221 g/L after the complexation of pure thiocyclam with SPc, and that decreased from 0.390 to 0.251 g/L for cp thiocyclam. SPc seems a promising adjuvant for nanometerization of both pure and cp insecticides, which is beneficial for improving the delivery efficiency and utilization rate of pesticides.     

我国发酵微生物农药的发展概况与趋势

简单叙述了生物农药的发展概况,再针对性的叙述了有代表性的发酵微生物农药：农用抗生素和苏云金杆菌的发展情况以及未来发展趋势。目前我国生物农药年产值约为18亿元,约占农药总产值的9％;其中发酵微生物农药年产值约为14亿元,占农药总产值的7％。预计发酵微生物农药将以7％-10％的速度增长壮大,5年后年产值将达到20亿元,可占到农药总产值的10％左右;其中农用抗生素类可占到农药总产值的9％。