甲氧砧噸酮簡介
生物工程對生物農藥的影響
生物農藥是指利用生物資源開發的農藥。植物源農藥如菸鹼、苦參鹼、印楝素、川楝素、茼篙素、異羊角扭甙、茶皂素、魚藤酮、除蟲菊酷、植物精油和轉基因植物(種子)等;微生物源農藥如菜喜(Spinosad)、蘇雲金桿菌(Ｂ.t.)、阿維菌素、瀏陽黴素、殺蚜素、南昌黴素、韶關黴素、梅嶺黴素、齊蟎墩素、井岡黴素、公主黴素、春雷黴素、農抗120、農抗5102、中生菌素、武夷菌素、多抗黴素、蠟質芽孢桿菌、螢光假單孢、雙毒桿菌、枯草桿菌("台灣寶")、白僵菌、綠僵菌、擬青黴、NPV(核多角體病毒)、GV(顆粒體病毒)、芫菁夜蛾線蟲、蝗蟲微孢子蟲、雲杉卷蛾微孢子蟲等。動物源農藥如阿根廷蟻產生的防衛毒素、大胡蜂產生的曼德拉毒素(mandaratoxin)、斑蝥產生的斑蝥素(cantharidin)、海生環節動物異足索蠶產生的沙蠶毒素(nereistoxin)、棉鈴蟲性誘劑、甘蔗條螟性誘劑及天敵動物農藥等。
1．1生物工程促進生物農藥的發展生物工程技術為生物農藥的發展注入了新的活力。如轉Ｂ.t.病毒(Ｂ.t.毒素基因在昆蟲病毒中表達)、轉基因捕食蟎(Metaseiulusoccidentalis)、轉Ｂ.t.基因棉、轉Ｂ.t.玉米、轉Ｂ.t.馬鈴薯、轉CptI菸草(水稻/馬鈴薯/草莓)、轉PI一II菸草、轉NaPI水稻(菸草)、轉SKTI馬鈴薯、轉OC-I白楊、轉P-Lec菸草、轉GNA馬鈴薯(菸草/水稻)、轉基因耐貯藏番茄、轉查爾酮合成酶基因矮牽牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗菸草花葉病毒和黃瓜花葉病毒的轉基因菸草、抗矮縮病毒水稻等。
細胞工程學
使藥源植物如印楝、魚藤等的細胞離體培養取得突破;生物技術如酶聯免疫分析技術用來檢測有機化學農藥的殘留，反過來又促進生物農藥的發展;抗除草劑的農作物品種的推廣，使除草劑的用量大幅度提高，如由於耐農達除草劑的轉基因作物的推廣套用使得農達使用量最近5年在全球以每年20%的速度遞增。
轉基因抗蟲、抗病作物對傳統農藥造成衝擊抗蟲作物的出現使殺蟲劑的生產和銷售有所下降，害蟲種類的演替也導致農藥品種發生變化。殺菌劑總體變化不大，但部分品種也受到影響，呈下降趨勢。有人估計:到2005年，轉基因作物在農藥市場中所占份額將達到15%-20%，約60億美元，全球1999年種植面積達到880萬hm2。以轉基因抗蟲棉為例，美國1998年已推廣棉花播種面積40%，我國也有200萬畝，安徽省1999年就達40萬畝。以棉鈴蟲防治減少一半用藥計，其效益也相當可觀。
1．3轉基因作物面臨的問題轉基因作物通過5年多的推廣，所面臨的問題也日益暴露出來。主要表現在:（1）對人類和環境的安全性;（2）抗性風險（(a)室內用轉基因棉花葉片飼養棉鈴蟲6-12代，抗性指數從1.5倍增到4.4倍;(b)一般預測轉基因作物的使用壽命為8-10年;(c)超級抗性生物的出現;(d)抗性基因的漂移等）（3）防治上的局限性:如轉Ｂ.t.基因棉，防治棉鈴蟲的效果隨其代數而降低，第1代不須用藥，但第3和4代每100株仍有20－40頭3-4齡幼蟲，每代仍須噴藥3-4次;（4）昆蟲群落的演替（(a)次要害蟲上升為主要害蟲:轉基因棉株體內單寧、酚類化合物分別降低22%和24%，導致棉蚜、棉紅蜘蛛、棉粉虱、棉薊馬、棉盲蝽等害蟲的數量急劇上升;(b)天敵種群數量呈下降趨勢:如棉田龜紋瓢蟲及寄生蜂下降約20%－90%）。
2、植物性農藥
1光活化農藥近年來，人們發現一些植物次生物質在光照條件下對害蟲的毒效可提高几倍、幾十倍甚至上千倍，顯示出光活化特性。自從吠喃香豆素類化合物－花椒毒素的光活化性質被首次發現(Berenbaum，1978)以來，陸續發現的植物源光活化毒素主要有：吠喃香豆素類(線型--花椒毒素;角型--當歸根素)、多炔類與噻吩類、生物鹼類(茵芋鹼skimmianine、短頸苔鹼brevicolline、呋喃喹啉鹼和異喹啉生物鹼等)、擴展醌類(金絲桃素hypericin和尾孢菌素等)、其它化合物(苯並呋喃、苯並吡喃、去甲二氫愈創木酸、lachnanthocarpone、脫鎂葉綠酸甲基酯類、砧噸染料和噻吩類)。
國外研究光活化殺蟲劑的主要國家是加拿大和美國，國內徐漢虹等(1993)首先報導了豬毛蒿(Artemisiascoparia)精油含有的茵陳二炔(Capilene)對斜紋夜蛾(Spodopteralitura)的生物活性受光照的激發而增強。在國家自然科學基金的資助下，華南農業大學與南開大學合作以茵陳二炔為先導化合物仿生合成了12個多炔類化合物。生測結果表明，化合物5的殺蟲活性比茵陳二炔本身高出20倍，顯示了良好的商業套用前景。南開大學、華東理工大學等也開始了這方面的研究。自70年代以來，光活化農藥的研究取得了重要進展。目前光活化殺蟲劑已開始套用于田間，特別是在防治蚊子幼蟲方面獲得成功。聚乙炔類化合物作為有害生物控制劑在加拿大已取得了專利保護，有些已商品化生產，如赤蘚紅B已被Hiltonn-Davis化學公司註冊。除了用於殺蟲外，光活化農藥也用於殺病毒、病菌、線蟲等。與一般化學農藥相比，光活化農藥具有高效、低毒、低殘留、選擇性強等優點，對人畜安全，作為一類新型無公害農藥有巨大的潛力。
2印楝素(azadirachtin,AZ)印楝是目前世界上公認的理想的殺蟲植物。印楝素是一類高度氧化的檸檬素，帶有許多相似的官能團。從印楝種子中曾分離出ＡＺ-A至ＡＺ-G7種活性化合物，其中A是最主要殺蟲成分。印楝素及其製劑對昆蟲具有拒食、忌避、生長調節、絕育等多種作用。目前，已知印楝素製劑對400餘種昆蟲表現不同的生物活性。1985年以印楝素為主要成分的第一個商品藥劑Margosan-O在美國獲準登記，現已有許多印楝製劑投入商業化生產，如曲Azatin、Turlex、Align、Neemrich、Neemix、Neemgaurd、Nemol、NeMcidine、Margocidecdok、Ackook、RD-9(Repelin)、Neemark及我國研製的0.3%印楝素乳油。這些商品絕大多數是殺蟲劑。美國還開發出以印楝素為主要成分的殺菌劑。
3.魚藤酮(rotenone)魚藤酮是從魚藤屬、灰葉屬、雞血藤屬、梭果屬、紫穗槐、豬屎豆等植物中提取出來的一種有殺蟲活性的物質，具有觸殺、胃毒、生長發育抑制和拒食作用。目前已知魚藤酮對15個目137個科的800多種害蟲具有較高的生物活性而對人畜安全，易光解變成無毒或低毒的化合物，在環境中殘留時間短，對環境無污染。其藥源植物分布廣泛，生長迅速，魚藤酮類殺蟲劑的大量使用，會帶來巨大的經濟及生態效益。目前室內已可以通過組織培養途徑獲得魚藤酮及其類似物，而對其立體構型的研究有望進一步提高其殺蟲效果。
4.精油精油是指植物組織中的水蒸氣蒸餾成分，常常具有植物特徵性氣味，通常含有分子量的萜烯及生物酚類，大多數精油是由幾十種到幾百種化合物組成的複雜混合物。精油在常溫下易揮散，塗在紙片上短時揮發不留痕跡，有強烈的特殊香味，呈油狀液體，具有較高的折光率，大多有光學活性。可溶於濃乙醇和多種有機溶劑，但幾乎不溶於水。精油的化學成分包括含氮含硫化合物:如橙花油中的鄰氨基甲酸甲酯，姜油中的二甲基硫醚;芳香族化合物:如蒔蘿醛、香蘭素、肉桂醛、紫蘇醛、丁香酚等;脂肪族直鏈化合物:如葉醛、芳香酮、肉豆寇酸;萜類化合物:主要為倍半萜類，如月桂醛、檸檬醛、石竹烯等。精油對昆蟲具有引誘、殺卵、熏蒸、忌避和影響昆蟲生長發育等作用。某些精油對昆蟲具有神經毒性，如某些精油可抑制昆蟲的乙醯膽鹼酯酶，有的是章魚胺的拮抗劑。
與有機農藥混配，其混配作用主要為：增效作用、溶劑作用和掩蓋有機農藥不良氣味的作用。如黃樟油素是合成增效醚的起始物;肉豆寇醚對氧磷對家蠅的藥效提高10倍;檸檬、酸橙、寬皮桔中的精油氯氰菊酯有較好的增效作用。植物精油對人畜無毒，無污染，不易產生抗藥性，對植物或其產品無害且氣味芬芳，又兼有殺菌作用，施用精油可起到防蟲防霉的雙重功效，正是人們所要求的無公害農藥，特別是適合倉儲害蟲和衛生害蟲的防治。如果精油與農藥混配，或作為農藥的增效劑和加香劑使用，從經濟上考慮是完全可行的。一些精油的有效成分已弄清，且易於合成，個別已有了成熟的合成路線，這樣能滿足現代大規模生產的需要。
5.其它植物性農藥青蒿素是從青篙(黃花蒿)中分離出來的倍半萜類化合物，青蒿素及其類似物對菜粉蝶、小菜蛾幼蟲具有拒食活性。茼蒿素是從蔬菜茼蒿中分離出來的活性化合物，茼蒿素及其類似物對小菜蛾、菜粉蝶和斜紋夜蛾幼蟲具有較好的拒食、生長發育抑制和毒殺活性。能明顯地降低菜粉蝶幼蟲體壁、血淋巴、血淋巴蛋白質、血淋巴總糖原和幼蟲糖原的含量，減少血細胞數量，抑制中腸酯酶的活性。除蟲菊酯是除蟲菊中分離出來的殺蟲活性物質，天然成分具有光不穩定性。是一類有較長歷史的植物性殺蟲劑。番荔枝內酯是從番荔枝科植物中提取分離的一類殺蟲活性物質，現已從26種番荔枝科植物中分離出220多種，其作用機理與魚藤酮類似，通過對NADH一細胞色素c還原酶的專一抑制作用，抑制細胞的呼吸功能。黃杜鵑殺蟲成分主要存在於花和嫩葉中，有木毒素、杜鵑素、斯巴拉斯酚、鬧羊素(rhodojaponins)和木藜蘆素(grayanotoxins)等。目前已分離出的黃杜鵑毒素有9種，分別是木藜蘆素一I、II、III，鬧羊花素一II、III、V、rhodomollein-I、III、kallmanol。生物鹼是從藥源植物中提取出的殺蟲活性物質，如菸鹼、苦參鹼等。至1999年，我國生產苦參鹼殺蟲劑的農藥廠有1l個，是植物性殺蟲劑中生產廠家最多的品種。一些殺蟲生物鹼為殺蟲劑的仿生合成提供先導化合物，如毒扁豆鹼、菸鹼等。研究殺蟲生物鹼對昆蟲的作用方式和作用機制，為殺蟲劑的開發提供了新穎的作用靶標。異丁基醯胺和藜蘆鹼作用於鈉離子通道，與所有現用殺蟲劑的作用位點都不一樣。作用靶標的特異性使之倍受重視，該研究已進入結構最佳化階段。苦皮藤(Celastrusangulata)又稱南蛇藤、"菜蟲藥"等，屬衛矛科(Celastraceae)南蛇藤屬(Celastrus)，主要成分為倍半萜類化合物，目前已從苦皮藤中分離、鑑定了至少18種化合物，其中拒食成分1個(苦皮藤素I)，毒殺成分6個，麻醉成分１１個(苦皮藤素IV為代表)。這些化合物都是只含C、H、O三元素的二氫沉香吠喃多元酯，屬於雙環倍半萜。苦皮藤殺蟲活性成分為苦皮藤素I和苦皮藤素IV。
微生物農藥
是能夠用來殺蟲、滅菌、除草以及調節植物生長等的微生物的活體及其代謝產物。包括農用抗生素和活體微生物農藥，主要種類有昆蟲病原細菌、昆蟲病原真菌、昆蟲病原病毒、昆蟲病原原生動物、昆蟲病原線蟲、昆蟲病原立克次體。
