病毒杀虫剂在应用微生物学中的原理与技术

许多病毒能使昆虫致病死亡。 全世界已经从1 100 多种昆虫中发现了1 600 多种昆虫病毒，其中60%是杆状病毒，杆状病毒分为4 类:核型多角体病毒（nuclear polyhedrosis virus，NPV）、质型多角体病毒（cytoplasmic polyhedrosis virus，CPV）、颗粒体病毒（granular virus，GV）、无包两体病毒，其中应用最多的为核型多角体病毒和颗粒体病毒。 1973 年，联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）和世界卫生组织（World Health Organization，WHO）推荐将昆虫杆状病毒用于农作物害虫的防治。

核型多角体病毒呈根棒状，为双链环状DNA 病毒，多个病毒粒子被无规则地包裹在包涵体内，在被感染昆虫的细胞核内发育。 我国已发现水稻叶夜蛾、黄地老虎、棉铃虫、棕尾毒蛾、舞毒蛾、松黄叶蜂、家蚕、蓖麻蚕等的核型多角体病毒。 颗粒体病毒的病毒粒子为杆状，包涵体呈圆形、椭圆形颗粒状，感染昆虫的表皮、脂肪组织和血细胞等。 此病毒可感染鳞翅目昆虫，如云杉卷叶蛾、菜粉蝶等。

病毒杀虫剂具有许多优点:对寄主昆虫有高度的毒性和致病性，害虫极少或不产生抗性；能形成保护性的包涵体，对环境因子稳定，不易失活；寄主特异性高，仅限于无脊椎动物，不破坏生态平衡，有利于保护环境；安全性高，对人、畜和植物无毒，无药害；病毒可在同一世代的个体之间传染，在自然条件下容易引起害虫群体病毒病流行。

病毒杀虫剂也存在不足:杀虫谱窄、毒力低、致死速率慢且见效慢、生产成本高、储存条件苛刻等。 为克服这些缺点，各国研究者竞相开发基因工程病毒杀虫剂:对病毒基因进行修饰或加工以增强病毒的活性、提高稳定性；引入能扰乱昆虫正常生活周期的基因，提高杀虫效果:引入外源毒蛋白基因，拓宽杀虫谱。 目前已经将昆虫利尿激素基因、保幼激素酯酶基因、几种Bt基因、蜕皮激素基因重组到苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒的基因组中并得到表达。

（1）作用机制

鳞翅目和膜翅目幼虫，因取食叶片而吞入核型多角体病毒和颗粒体病毒后，包涵体就溶解于昆虫的碱性肠液中（pH 9.0 ～10.5），释放出病毒颗粒。 病毒颗粒侵染敏感昆虫的肠细胞，然后扩散到其他组织。

核型多角体病毒感染昆虫幼虫后，初期外部症状不明显，后期行动迟缓、食欲减退、体色变化，4 天后开始死亡，5 ～7 天为死亡高峰。 幼虫死后，组织液化，表皮轻触即破，流出脓状液体，无臭。

颗粒体病毒主要侵染气管、肌肉、脂肪体、表皮细胞、马氏管、中肠上皮细胞、血细胞、丝腺等组织。 感染颗粒体病毒的昆虫幼虫血液变为乳白色，被侵染幼虫死亡后向环境释放出大量的包涵体，进而侵染更多的幼虫或进入土壤中积累起来。

感染质型多角体病毒的松毛虫幼虫，前期症状不明显。 随病情发展，幼虫食欲减退、行动呆滞、生长发育缓慢、体形萎缩、头大尾尖、刚毛竖起，尾部常带有灰（黄）白色的黏稠粪便，幼虫死后体壁不易触破。

（2）病毒杀虫剂的生产(www.xing528.com)

国际上大规模生产的商品病毒杀虫剂主要有:美洲棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂、舞毒蛾核型多角体病毒杀虫剂、黄杉毒蛾核型多角体病毒杀虫剂、松柏锯角叶峰核型多角体病毒杀虫剂等。 在我国达到一定生产规模且防治效果显著的有:中国棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂、油桐尺蠖核型多角体病毒杀虫剂、斜纹夜蛾核型多角体病毒杀虫剂，松毛虫核型多角体病毒杀虫剂、菜粉蝶颗粒体病毒杀虫剂等，病毒杀虫剂使用最多的剂型是可湿性粉剂、粉剂、饲剂。

核型多角体病毒杀虫剂的生产方法主要有活体生产法和离体生产法。

①活体生产法。 利用人工半合成饲料或天然饲料大量饲养昆虫，在昆虫体内增殖病毒，经加工制成杀虫剂。 大规模生产病毒的关键是需要繁殖快、生长健壮、未受感染的寄主昆虫。 对昆虫的收集可以采用多种方法:直接在野外或田间害虫发生密度大的地方喷施病毒，昆虫染病死亡后收集虫体；野外采集大量适龄幼虫，在自然条件下或室内接种繁殖。

②离体生产法。 在组织培养系统内培养昆虫细胞，在昆虫细胞内增殖病毒。 这种技术至今未得到广泛应用。 1962 年首次培养出取自昆虫（一种蚕）的永久性细胞株，利用这些细胞株培养出的细胞能够维持一种或多种病毒的生长。 细胞株培养过程:用乙醇、次氯酸盐或其他消毒液对昆虫卵或初龄幼虫进行表面消毒，卵或幼虫被浸渍软化后，再用酶制剂（如胰蛋白酶和胶原酶）分解组织，结果形成单个细胞和小的组织碎片，然后将它们放入组织培养瓶内，同时加入含少量牛胎血清和抗生素的生长培养基，用显微镜观察培养基表面细胞的生长，再接种培养，最后建立细胞株。 用稀释分离法挑选出更有利于病毒生产的专门细胞株。 研究表明，对数生长期的细胞对多角体病毒的侵染和生产，比在其他生长期生长的细胞更敏感。

（3）病毒杀虫剂应用

昆虫病毒感染的特异性很强，交叉感染的现象极少，所以杀虫剂毒杀对象应是原来的虫种。 昆虫病毒感染的几乎都是幼虫，而幼龄幼虫比老龄幼虫往往更敏感，应用时应掌握虫情，适时用药。

昆虫感染的潜伏期长短与温度和感染病毒的数量有一定关系。 一般来说，25 ℃时，感染病毒的数量较大，发病较快。 此外，昆虫病毒的致病性与理化因子有一定关系。 在室内，通过低温等物理因素处理或用化学药品作为添加剂可诱发病毒病的发生，利用卵蛋白或墨水等作为病毒保护剂或增效剂都取得了一定的成效。 核型多角体病毒主要用于防治棉铃虫、杨尺蠖、苹果小卷叶蛾、茶叶蛾等；颗粒体病毒可用于菜粉蝶、小菜蛾和黄地老虎的防治；质型多角体病毒一般用于松毛虫的防治。

1993 年国内登记了第一个病毒杀虫剂产品棉铃虫核型多角体病毒，在虫害发生季节，施药2 次或3 次；在盛卵或幼虫初孵期用药，每次用可湿性粉剂50 g/hm2 或乳悬剂30 mL，可使棉铃虫减少82% ～94%。