苏云金芽胞杆菌安全性的研究进展
2021-05-11耿丽丽陶岭梅张宏军
耿丽丽,陶岭梅,张宏军*,张 杰*
(1. 中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100193;2. 农业农村部农药检定所,北京 100125)
1 Bt概述
1.1 Bt简介
苏云金芽胞杆菌属革兰氏阳性菌,芽胞杆菌属,是一种能引起昆虫疾病的病原细菌。1901年,日本学者Ishiwata从猝倒死亡的家蚕体内分离出一种杆状细菌(即后来被确定为Bt猝倒亚种B. thuringiensis subsp.sotto,Ishiwata,1901)[1],由于当时的科学认知有限,并没有被命名。直到 1915年,德国学者 Berliner从图林根州(Thuringia)的地中海粉螟Anagasta kuehn虫尸中再次分离到该类细菌,被正式命名为苏云金芽胞杆菌[2]。Bt在自然界中分布十分广泛,存在于昆虫、植物叶表和根际、土壤、水、仓库粉尘等。Bt在形成芽胞的同时产生蛋白晶体(Insecticidal crystal protein,ICPs),包括Cry和Cyt蛋白,绝大多数属于酸性蛋白。其被昆虫摄入体内后,能在昆虫中肠的碱性环境中溶解,然后被一系列中肠蛋白酶激活,活化成一个大约为60 kDa的具有3个核心结构域的活性蛋白(多数原蛋白大小约为130 kDa),活化蛋白首先与中肠上不同的受体相互作用,进而发生构象变化,导致寡聚化的发生,这些寡聚化的蛋白插入昆虫中肠上皮细胞,引起细胞膜穿孔,最终造成虫体死亡[3,4]。而哺乳动物肠道等消化系统中无杀虫晶体蛋白的受体,因此Bt蛋白及其产品对人畜等高等生物是安全的。
1.2 Bt制剂
Bt制剂自1938年起在全球已经成功使用80余年,应用范围主要为粮食作物、蔬菜、瓜果和林木,成为生产有机食品的重要选择和保障,是目前世界上产量最大、应用最广泛的微生物杀虫剂。Bt杀虫剂的产业化开发经历了3个阶段:第一阶段利用自然菌株,1938年,第一个商品制剂Sporeine在法国问世。……
