苏云金杆菌
# 苏云金杆菌
# 1. 简介
苏云金杆菌又称苏云金芽胞杆菌，英文名称：Bacillus thuringiensis（B.t.），为了方便都将B.T.写成BT或Bt，故Bt即苏云金杆菌的简称。苏云金杆菌被发现已有100多年的历史，其在害虫防治中发挥了巨大的作用，是近年来研究最深入、开发最迅速、应用最广泛的微生物杀虫剂。
苏云金杆菌于1901年由日本细菌学家石渡繁胤(Ishiwata)首先在受病害的蚕蛾中发现，但是当时没有保存下来。1911年，德国人贝尔奈(Berliner)从德国苏云金省这个地方的一家面粉厂里的地中海粉螟上又重新分离到一种有很强杀虫力的细菌，并正式定名为苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis，B.t.)。
从20世纪20年代起，Bt就得到大规模生产并被用来防治欧洲玉米螟，但直到1950年，人们才了解Bt杀虫活性完全由它在芽孢形成时产生的晶体蛋白所决定。
# 2. 形态特征
# 2.1 菌体特征
- 细胞呈杆状，矮矮胖胖，身高不到5‰毫米
- 革兰氏阳性菌
- 属好气性蜡状芽孢杆菌群
# 2.2 菌落特征
- 在NA培养基（营养琼脂Nutrient Agar）上菌落为圆形或者椭圆形
- 淡黄色，边缘不规则
- 不透明微隆起呈滴蜡状
# 2.3 特殊结构
- 当生长到一定阶段，身体一端会形成一个卵圆形的芽孢，用来繁殖后代
- 另一端产生一个菱形或近似正方形的结晶体，称为伴孢晶体
- 伴孢晶体与芽孢相伴而生，有很强的毒性
# 3. 生物学特性
# 3.1 分类地位
苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt）是一个多样性丰富的种群，按照其鞭毛抗原的差异，可将现有分离得到的Bt分成71个血清型，共83个亚种，即使在同一个血清型或亚种中，不同菌株的特性会有很大的差异。
# 3.2 生命循环
苏云金芽胞杆菌的完整生命循环包括营养体细胞和芽胞的交替形成：
- 休眠芽胞经活化、萌发和脱出后，细胞体积迅速增大，形成营养体细胞
- 以二分裂的方式进行繁殖
- 当细胞最后一次分裂完成，芽胞的形成便又重新迅速开始
# 3.3 生理特征
- 好氧性细菌
- 苏云金杆菌库斯塔亚种H3革兰氏染色反应为阳性
- 细胞形态为长杆状，长度为4.5-5.4 μm，直径在1.4-1.6μm
- 形成芽胞膨大为圆形，大小在0.8-0.9×2.0μm
- 伴胞晶体为长方形或菱形
# 4. 作用机理
苏云金杆菌的杀虫活性物质主要有两种，即晶体和孢子。晶体又叫原毒素，它是一种蛋白质（Cry蛋白）。
# 4.1 作用过程
- 摄入：害虫蚕食了伴孢晶体和芽孢
- 溶解：在害虫的肠内碱性环境中，在中肠蛋白酶的作用下，伴孢晶体溶解
- 毒素释放：释放出对鳞翅目幼虫有较强毒杀作用的内毒素
- 肠壁破坏：
- 毒素使幼虫的中肠麻痹，与中肠细胞膜受体结合
- 肠道内碱性内含物漏入血腔
- 孢子和菌体通过被破坏的肠壁进入体腔
- 中毒症状：
- 食欲减退，对接触刺激反应失灵
- 厌食，呕吐，腹泻
- 行动退缓，身体萎缩或卷曲
- 败血症：
- 肠壁破损，毒素进入血液，引起败血症
- 芽孢在消化道内迅速繁殖
- 最终麻痹而死
# 4.2 外毒素作用
外毒素作用缓慢，在蜕皮和变态时作用明显，这两个时期是RNA合成的高峰期，外毒素能抑制依赖于DNA的RNA聚合酶。
# 4.3 作用机制的关键前提
- 须经过昆虫中肠蛋白酶的作用
- 与昆虫特异的中肠细胞膜受体结合
由于生物制剂的应用关系到环境保护和人体健康，苏云金杆菌的作用方式和治病机理也是研究的重点。对于哺乳动物来说（包括人类），消化道内一无中肠消化酶，二没有那些特异受体，因此Cry蛋白对哺乳动物消化道而言只是另一种蛋白质而已。
# 5. 防治对象
苏云金杆菌适用对象非常广泛，可应用于十字花科蔬菜、茄果类蔬菜、瓜类蔬菜、烟草、水稻、玉米、高粱、大豆、花生、甘薯、棉花、茶树、苹果、梨、桃、枣、柑橘、香蕉、芒果、荔枝等多种农作物及森林、草原。
# 5.1 杀虫谱
苏云金杆菌杀虫谱较广泛，主要用于防治鳞翅目害虫幼虫，对鳞翅目、双翅目、鞘翅目等100多种害虫和动植物线虫有很好的毒杀作用。
# 5.2 国内外应用统计
- 对64种森林害虫显示高毒力
- 对34种果树害虫显示高毒力
- 对12种茶树害虫显示高毒力
# 5.3 最常用具特效的防治对象
鳞翅目害虫：
- 菜青虫、小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、甘蓝夜蛾
- 玉米螟、稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟
- 棉铃虫、棉小造桥虫
- 松毛虫、天幕毛虫、毒蛾、刺蛾
- 烟青虫、茶毛虫、茶尺蠖
- 玉米粘虫、豆荚螟、银纹夜蛾
其他害虫：
- 部分亚种或菌株对根结线虫、蚊幼虫、韭蛆、甲虫等害虫也有一定防治作用
- 对大螟等效果较差
特殊应用：
- 对大豆拌种防治地下线虫也有特效
# 6. 制剂类型
# 6.1 主要剂型
- 悬浮剂
- 油悬剂
- 粉剂
- 可湿性粉剂
- 颗粒剂
# 7. 使用方法
苏云金杆菌制剂可用于喷雾、撒施、灌心、制成颗粒剂或毒饵等，也可进行大面积飞机喷洒，也可与低剂量的化学杀虫剂混用以提高防治效果。
# 7.1 具体使用方法
# 7.1.1 喷雾法
- 防治菜青虫、稻苞虫、灯蛾、大蓑蛾和刺蛾等，每666.7平方米用菌粉75～100克对水喷雾
- 防治小菜蛾和甘薯天蛾，每666.7平方米用菌粉150～200克，对水喷雾
- 菌液中如加入0.1%合成洗衣粉或茶籽饼粉效果更好
# 7.1.2 撒施法
- 防治玉米螟：每亩用可湿性粉剂150-200克，拌细沙土3-5公斤，拌匀撒于心叶内
# 7.1.3 叶面喷施
- 防治菜青虫、小菜蛾、甜菜夜蛾、烟草、烟青虫：每亩用可湿性粉剂100-150克，兑水50公斤喷雾
- 防治棉花、棉铃虫、造桥虫、水稻、稻纵卷叶螟、螟虫：每亩用可湿性粉剂100-200克，兑水50-70公斤喷雾
- 防治果树、林木、松毛虫、食心虫、尺蠖、茶毛虫，每亩用可湿性粉剂150-200克/亩，兑水50公斤喷雾
# 7.1.4 草坪害虫防治
- 兑水稀释2000倍喷洒
- 或用乳剂1500-3000g/hm²与52.5-75kg的细沙充分拌匀，制成颗粒剂撒入草坪草根部
# 7.1.5 死虫再利用
将被苏云金杆菌毒死发黑变烂的虫体，在水中揉搓，每50克虫尸洗液加水50-100公斤喷雾，对多种害虫均有较好的防治效果
# 7.1.6 菌药混用
苏云金杆菌菌粉同敌百虫、杀虫双、杀虫单等常用量减半混用有增效作用，可提高防治效果，降低成本
# 8. 产品优势
# 8.1 环保安全
- 对人畜无毒，使用安全
- Bt农药生产过程符合环保要求，喷撒杀虫剂后在田间残留少
- 对鱼类、蜜蜂安全，但对家蚕高毒
# 8.2 选择性强
- Bt细菌只特异性地感染一定种类的昆虫，对天敌起到保护作用
- 不伤害天敌昆虫
# 8.3 环境友好
- 不污染环境，不影响土壤微生物的活动，是一种干净的农药
- 没有残毒，生产的产品可安全食用
- 不改变蔬菜和果实的色泽和风味
# 8.4 持续效果
- 连续使用，会形成害虫的疫病流行区，造成害虫病原苗的广泛传播，达到自然控制虫口密度的目的
# 8.5 抗性问题
- 不易产生抗药性（相对而言）
- 建议与其他作用机制不同的杀虫剂轮换使用，以延缓抗性产生
# 8.6 经济效益
- Bt农药生产成本较低，其生产原料来源广泛，均为农、副产品，价格比较便宜
- 占据了微生物农药95%以上的市场
# 9. 注意事项
# 9.1 施用时机
- 施用期一般比使用化学农药提前2-3天
- 对害虫的低龄幼虫效果好
- 苏云金杆菌在气温较高时（20℃以上）才能充分发挥作用，所以在7～9月份应用效果最好
- 宜傍晚施药，可发挥其杀虫最佳效果
- 30℃以上施药效果最好
# 9.2 混用禁忌
- 不能与内吸性有机磷杀虫剂或杀菌剂混合使用（如乐果、甲基内吸磷、稻丰散、伏杀硫磷、杀虫畏）及碱性农药等物质混合使用
- 不可与杀菌剂混用
# 9.3 使用方法
- 随配随用，从稀释到使用，一般不要超过2小时
- 使用间隔10-15天
# 9.4 储存条件
- 宜密封、遮光，在阴凉、干燥处保存，并且要防鼠咬
# 9.5 安全防护
- 使用本品时应穿戴防护服和手套，避免吸入药液
- 施药期间不可吃东西和饮水
- 施药后应及时洗手和洗脸
- 孕妇和哺乳期妇女避免接触
# 9.6 特殊注意事项
- 对家蚕和蓖麻蚕有剧毒，应严格控制，不可在养蚕的地区使用
- 若桑叶沾上菌粉时，要用0.2%漂白粉杀菌，洗净、晾干后再喂用
- 对蜜蜂低毒，但对家蚕高毒
# 10. 毒理学资料
# 10.1 急性毒性
- 对雄雌性大鼠急性经口LD50为3830、3160mg/kg
- 对雄雌性大鼠急性经皮LD50（4h）>2150mg/kg
- 对雄雌性大鼠急性吸入LC50（2h）>5000mg/m³
- 对实验兔急性眼平均刺激指数为0
- 对豚鼠致敏试验，致敏率为0%
# 10.2 安全性评价
- 急性经口属微毒性
- 急性经皮属低毒性
- 急性吸入属微毒性
- 眼刺激实验无刺激性
- 致敏试验属I级弱致敏物
- 对哺乳动物是安全的
# 10.3 人体试验
- 鼠经口按2*10^22活芽孢/Kg体重给药无死亡，也无中毒症状
- 18名志愿者每人天吞服30亿芽孢，连服5天，1个月后检查，一切化验正常，无毒性反应
- 亚急性和毒性试验未见异常
- 对猪、禽、鸟、鱼、蜂的急性和慢性饲喂养试验未见不正常现象
# 11. 中毒急救
- 溅到皮肤或眼内立即用清水冲洗15分钟后就医
- 吸入，应将病人移到通风处，就医
- 误服，立即催吐，并送医院对症治疗
# 12. 发展前景
苏云金杆菌的发现，为人们利用微生物消灭植物病虫害提供了美好的前景。现在，人们已经用发酵罐大规模地生产苏云金杆菌，经过过滤、干燥等过程制成粉剂或可湿剂、液剂，喷洒到庄稼上，对100多种害虫有不同的致病和毒杀作用。
随着生物技术的发展，苏云金杆菌的应用领域还将进一步扩大，特别是在转基因作物方面的应用，将为现代农业提供更加有效的害虫防治手段。