生物除草剂研究的历史、现状及展望(编辑修改稿)

生物除草剂研究的历史、现状及展望(编辑修改稿)内容摘要：

l， 1995)；在圆盘孢防除剌苍耳的实验中，使用了植物油、矿物油、甘油及吐温 (Klein et al， 1995)；在狭卵链格孢 (A. angustiovoidea)防除乳浆草(Euphorbia esula)时，使用了代号为 IEC 的介质， IEC 包括油相 (煤油、单甘油酯乳化剂和石蜡 )和水相 (水、葡萄糖 )(Yang et al， 1993)，都降低或消除了对水分条件的依赖性。 商品生物除草剂 Collego 的配方是，成分 A 为干孢子，成分 B 包含水合物和表面活性剂。 3 中国生物除草剂研究状况 在 60 年代，我国已在实践中使用 “鲁保一号 ”菟丝子盘长孢状剌盘孢 (又称胶孢炭疽菌菟丝子专化型 )(C. gloeosporoides . cuscutae)的培养物防治大豆田菟丝子。 “鲁保一号 ”是世界上最早被应用于生产实践的生物除草剂之一。 虽然在 80 年代研究并解决了菌种在培养过程中的退化问题 (高昭远等， 1985， 1988)，但在随后的商品化的研究和发展方面工作滞后。 诸如 ： 通过研制配方，克服对水分的需求，使能在广大的北方大豆产区使用；工业化大批量生产，成为便于农民施用的生物制成品，专利的申请、商品的注册，以获得合法保护等。 新疆哈密植检站于 80 年代研制的 “生防剂 F798”控制西瓜田的瓜列当 (Orobanche spp.)也取得实用性成果 (王之越等， 1985)。 此成果先前也已在前苏联被使用大田，这是真菌尖镰孢 (Fusarium oxysporum var. orthoceras)的培养物。 此外，还有紫茎泽兰上的 飞机草绒孢菌，该菌的缓慢致病速度，可能更适宜用于经典的生物防除。 豚草植物病原菌的调查虽已开展，但没有有关专一性候选菌的深入研究的报道。 农业部 “九五 ”重点 “高新技术与基础研究 ”设立了生物除草剂研究专题。 这无疑对我国生物除草剂的研究起到了积极的推动作用。 此外，我们研究室还得到博士点基金资助，在李扬汉教授的指导下，已经在下面几个方面开展了研究，并取得了明显的进展。 从紫茎泽兰自然发生的病株，分离到链格孢 (Alternaria alternata)一菌株，其在 20 小时内就可引起紫茎泽兰茎叶的严重病害，并击倒植株，从 而在一周内杀死。 该菌对主要作物和经济植物安全，因而是很有潜力发展为防除紫茎泽兰的生物除草剂产品 (强胜， 1997)。 在野燕麦上分离到燕麦叶枯菌 (Drechslera avenacea)，进行了致病性、寄主专一性和培养条件的测试，显示出该菌有潜力发展为防除野燕麦的生物除草剂。 该菌也在澳大利亚被作为侯选菌进行着研究 (张宗俭和李扬汉， 1995；张宗俭， 1996)。 从波斯婆婆纳上分离到胶孢炭疽菌 (Colletotrichum gleosporioides)专化菌株，其培养特性、致病性和专一性都已经被测试，显示出 有进一步研究的价值。 在菟丝子 (Cuscuta)的生物除草剂研究方面，将其范围从寄生于大豆上的菟丝子扩大到危害果树的日本菟丝子 (Cuscuta japonica)和苜蓿 (Medicago sativa)及其他牧草上的田野菟丝子 (Cuscuta campetris)，并获得了 4 个菌株。 目前正深入地进行研究，其中已有 2 个菌株显示出研究和应用的价值。 此外，在应用放线菌的代谢产物控制杂草上也获得了研究进展，研究了除草霉素对稗和野燕麦等杂草的抑制效果。 这些都预示着我国生物除草剂的研究，在人类日益关注由于化学除草剂 的使用带来的环境污染和残毒、渴求无污染、安全的新除草剂的背景下，在国际生物除草剂研究活跃和取得重大突破的形势下，将进入一个前所未有的崭新的发展阶段。 4 展望 从发展商品化了的生物除草剂以及正在实践中使用的品种的经验无疑地肯定了生物除草剂的研究方向是正确的。 人类对环境问题的日益关注，又为该研究的深入开展注入动力。 不过，有人会发问，虽然已有相当的力量投入，但至今仅有屈指可数的几个生物除草剂产品可用，这似乎与目前的研究规模并不相称。 如果我们将其与发展化学除草剂时是从上千个化合物中才能筛选出一个商业化的除草剂品种相比，生物除草剂的研究和成果产出比是相当高的。 而研究和开发生物除草剂所需的费用也比化学除草剂少得多，登记注册也更容易 (Charudattan， 1992)。 进入 21 世纪，很多国家都计划在若干年内将逐渐降低化学除草剂用量一半。 能否以生物除草剂作为替代品，是关系这 一计划实现的关键。 而生物除草剂研制和开发工作的迅速发展，是必要的前提条件。 最近，还有两项生物除草剂的研究在日本取得了新的进展，一是利用 Exserohilum monoceras 孢子颗粒剂防除稗草；另一项是用 Epicocosorus nematosorus 控制水稻田较难防除的野荸荠 (Eleocharis koruguwai)。 最值得注意的是这两种生物除草剂品种都是针对危害严重、发生广泛的杂草，其潜在的市场规模巨大。 它们的商品化，不仅会带来很大的经济效益，而且，必将会带来巨大的社会效益 (Biocontrol News amp。 Information， ， ， 1996)。 一反以往生物除草剂研究多以控制生长中的杂草为目标的研究思路，生物除草剂研究领域的一个最新动向，就是直接利用可以杀灭土壤杂草种子库中杂草种子的微生物，研制土壤处理生物除草剂品种。 其最大的优点就是可以克服茎叶处理时，对环境条件苛刻的需求；此外，这种处理还能有持续效应，甚至于维持到若干生长季节(Auld and Morris， 1995)。 最早报道的研究是于 1984 年利用土壤真菌瓜类腐皮镰孢 (Fusarium solani . cucurbitae)控制杂草德克萨斯胡芦 (Boyette et al，1984； Weidemann， 1988)。 但是，由于供试土壤真菌能引起广泛种类的植物病害，所以，这项研究一段时间没有能受到足够重视 (Jones and Hancock， 1990)。 自 90年代初以来，在理论上对利用土壤微生物控制杂草进行了探讨 (Jones and Hancock， 1990)， Kremer(1993)尝试用微生物来控制土壤杂草种子库。 特别是近年来，在澳大利亚，开展了利用 Pyrenophora semeniperda(变态 Drechslera campanulata)控制一系列的一年生禾本科土壤杂草种子的前期深入细致的研究，其中包括该真菌的生长和孢子形成生物学、侵染叶和种子的过程，植物毒素代谢产物的分离、鉴定和生物活性，大田除草试验以及对小麦苗期生长的影响，对面粉品质的影响和对杀菌剂包衣的反应研究内容等，都显示出非常乐观的前景。 推向实用化的研究也将在近期启动。 此外，利用燕麦叶枯菌 (Drechslera avenacea)除了被研究作为防除野燕麦及黑麦草的茎叶处理生物除草剂外，还考虑被用作土壤处理，控制野燕麦等一年生禾本科杂草的种子。 在加拿大，旨在寻找根际微生物控制加拿大蓟和野燕麦等禾本科杂草的研究，也获得了数个良好控制效果的菌株，其中， 3 个菌株已被重点研究。 在美国，亦正在开展根际微生物对杂草防治的研究 (IBG News， ， 1997)。 总之，这可能会成为生物除草剂在广泛范围内实用化的最有希望的选择之一。 随着在世界范围内对杂草天敌资源调查的广泛深入的开展，人们将会更深刻地了解天敌生物对杂草侵染和控制的机理，将有更多的材料可供选择，用于发展高效、对环境安全的生物除草剂。 基因工程和细胞融合技术的介入，可以重组自然界存在 的优良除草基因 (如强致病和产毒素等 )，给人们提供了改良生物除草剂品种，提高防。