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关于蓖麻毒蛋白在生物农药上的应用介绍

2022.10.10

  化学农药、化肥等化学制品对植物产品和人类生存环境的污染问题是亟待解决的重大课题,也是实现中国农业可持续发展的主要障碍之一。利用易降解、对作物安全的植物源杀虫剂代替有机杀虫剂被很多植物保护专家们认为是解决这一问题的良好途径。为此,开发和应用植物源农药已成为各国所追逐的目标。生物杀虫剂由于对人畜毒性很小和环境污染小得到广泛的研究和开发。蓖麻毒蛋白作为生物农药杀虫后在虫体内可以自然分解,不再危及下级食物链,可以解决农药残留的污染问题,因此蓖麻毒蛋白在生物农药方面有着独特的优势和广阔的应用前景。但是针对蓖麻毒蛋白的研究主要集中于医学应用研究,特别是用于生物导弹药的开发研究,而针对生物农药方面的研究还比较少。 

  赵建兴等用不同溶剂提取蓖麻抽提物对天幕毛虫、桃蚜及小菜蛾进行杀虫试验,结果发现对天幕毛虫幼虫和桃蚜的杀灭活性物质是蓖麻碱和蓖麻毒蛋白,毒蛋白主要是触杀作用。 尹秀玲利用蓖麻子和根叶的蓖麻毒素成分作为杀虫剂,应用于农作物的杀虫,取得了一定的效果。但由于蓖麻毒蛋白的分子量较大,对大多数昆虫来说,难以在RTB的帮助下使RTA进入昆虫细胞而发挥其毒性,有些利用蓖麻提取物杀灭昆虫的研究,其主要杀灭成分为蓖麻碱而非蓖麻毒蛋白,因此在保留蓖麻毒蛋白生物活性的前提下将其进行化学修饰,包括酶法修饰,降低其分子量,并筛选合适的导入试剂,可望发挥蓖麻毒蛋白的杀虫效力。

  中国已直接用蓖麻籽和它的根、茎、叶制成植物杀虫剂,应用于实践中取得了很好的效果。蓖麻毒素也可应用到灭鼠药的研发上。蓖麻毒素中的蓖麻毒蛋白能阻挡或抑制老鼠体内蛋白质的合成,一个Ricin分子进入老鼠细胞内,就足以使其整个细胞的蛋白质合成停止而死亡,蓖麻变应原是一种强烈的过敏性物质,与Ricin及蓖麻碱具有协同效应。老鼠食用由蓖麻毒素制成的鼠药后,即可因细胞中毒,呼吸窘迫及组织器官功能衰竭致死。 

  Ricin作为植物源农药的开发利用可分为两方面:一是直接利用,即对蓖麻毒素进行粗提取后,直接加工成可利用的制剂。这种利用方式的主要优点是能够发挥粗提物中各种成分的协同作用,而且投资少,开发周期短。二是间接利用,即研究Ricin的结构、作用机制、结构与活性间的关系,再进行化学修饰或人工模拟合成筛选,从中开发新型植物源农药制剂。间接利用是除中国以外的其他国家对Ricin作为植物源农药研究开发的重点,也是中国植物源农药研究发展的方向。

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