現代殺蟲劑-蘇力菌的相關知識 - 社會議題

By William
at 2008-01-07T00:00

Table of Contents

有關於生物化學
"現代殺蟲劑-蘇力菌的相關知識
麻煩知道的人提供
越多越好唷謝謝^^

All Comments

By Catherine
at 2008-01-09T11:32

蘇力菌之特性:
蘇力菌（Bacillus thuringiensis，Bt）為安全有效且廣泛使用之微
生物農藥。1901 年，石渡繁胤（S. Ishiwata）首先在罹患軟化病之日本家蠶的體液中分離出來。其為芽胞桿菌科桿菌屬之一員，屬於好氣性革蘭氏陽性桿菌，大小約為1.0~1.2 μm x 3.0~3.5 μm。當生長環境不良或營養缺乏的情況下，菌體會進入不分裂之半靜止狀態，於細胞內形成孢子與殺蟲晶體蛋白質（ insecticidal crystal protein，或稱δ-endotoxin，簡稱ICP）。其中殺蟲晶體蛋白質乃由殺蟲晶體蛋白基因（ICP gene，或 cry gene）所合成，cry 基因通常長約3~5 kb，而此基因大多位於約40~200 MDa（60~300 kb）的大質體上，並且一個質體上可能含有一種以上的cry-type 基因，也有少數的基因可在染色體上被偵測到。
蘇力菌殺蟲晶體蛋白基因之分類:
蘇力菌殺蟲晶體蛋白早期由純化蛋白質之研究開始，直至1981年左右才進入基因選殖的階段。而各類蘇力菌毒蛋白間之類源關係，因其所含之質體核酸序列的變異，所產生之殺蟲結晶蛋白不同，其殺蟲之對象亦互異。先前，這些殺蟲晶體蛋白基因群（cry gene）中，依其構造上之相似性與毒殺目標害蟲之種類可略分為以下6 大類：
（1） cryI 類基因：生產對鱗翅目幼蟲有專一性之毒素。此原毒素之分子量大小介於130~140 kDa，而毒素分子量則為60-70 kDa ，結構形狀為雙金字塔。其基因被總稱為cryI gene，且可細分為cryIA、cryIB、cryIC 及cryID 等。此類基因所產生之殺蟲晶體蛋白僅毒害鱗翅目幼蟲，如：小菜蛾、斜紋夜盜蟲、番茄夜蛾等。（2） cryII 類基因：生產防治鱗翅目與雙翅目昆蟲專一性毒素。此毒素乃由蘇力菌kurstaki 亞種中所發現，其分子量大小介於70~75 kDa 之間，晶體結構形狀為立方體形。基因稱為cryII gene，對鱗翅目與雙翅目之昆蟲幼蟲有毒殺效果，如蚊蠅類幼蟲。
（3） cryIII 類基因：對鞘翅目幼蟲有毒性，其所產生之殺蟲晶體蛋白為雙金字塔形或不規則形，大小約70~75 kDa。此類毒素所針對的是鞘翅目之幼蟲，如甲蟲類幼蟲。而此目標昆蟲與其他幾類昆蟲不同之處乃在於其腸道內為酸性，因此此毒素是經由酸性環境而轉化成毒性分子。
（4） cryIV 類基因：生產雙翅目昆蟲專一性毒素，其由以色列亞種中所發現，此晶體形狀為橢圓形。當晶體被目標昆蟲的幼蟲吞食後，在口腔及食道中並不會被溶解，只有在幼蟲的中腸中具有鹼性腸液與蛋白分解酵素的作用下降解成次單位的毒性蛋白質分子（δ-endotoxin），分子量大小約為27-140 kDa。
（5） cryV 類基因：此類基因不產生毒蛋白結晶，部份可殺鱗翅目及鞘翅目昆蟲，部份則否.
（6） cytA 類基因：所產生之蛋白為細胞結晶蛋白，此蛋白並無特定的殺蟲範圍，但對於哺乳動物的紅血球有破壞作用，產生細胞溶解和溶血的效果。
2008-01-07 11:59:12 補充：
蘇力菌殺蟲晶體蛋白質之作用機制:
蘇力菌所產生的殺蟲晶體蛋白質在經過目標昆蟲攝食後，因腸道
中高鹼性的環境下，會先將此晶體蛋白分解成原毒素，而此原毒素經蛋白質分解酵素作用後才會被活化成具有殺蟲毒性之毒素。而有文獻指出，130~140 kDa 大小之cry1 原毒素，在活化的過程中，其C-端胺基酸序列片段會被切下約一半，而N-端片段則會被切下約27 個胺基酸，最後，剩下約60~70 kDa 有活性之毒素。
2008-01-07 11:59:38 補充：
而殺蟲晶體蛋白質之作用機制乃經活化之毒素先與昆蟲中腸之腸壁細胞受體接合後，其晶體蛋白質結構改變而使其插入細胞膜內，之後，再經由六個毒蛋白質聚集，形成一陽離子可通透之孔洞。最後，腸壁細胞因滲透壓失去調節功能，導致腸壁細胞破裂，造成蟲體無法進食而死亡。
2008-01-07 12:00:37 補充：
蘇力菌的應用:由於社會大眾對環保意識的覺醒，生物防治在農業上的應用漸趨重要，其中生物農藥的發展，已普為社會大眾所肯定並逐步取代化學農藥。根據估計，全世界生物農藥目前產值為二十億美元，未來每年將以20%的速度成長，總計市場需求量可以達到三百多億美元。傳統的化學性農藥多年來已造成環境污染及抗藥性害蟲等問題，以致某些害蟲發生猖獗，造成很大的防治困難及損失。
2008-01-07 12:02:21 補充：
生物農藥之重要特質在其與傳統化學農藥基本作用機制迥異，且在應用上風險以及負面之影響較低。而蘇力菌的殺蟲晶體蛋白對特定的昆蟲具毒效，但對哺乳動物、鳥類、害蟲的天敵、蜜蜂等均無害，所以，於1938 年法國生產了第一個蘇力菌產品，而1950 年代後期才引起其他多數國家商業興趣，直至目前為止以蘇力菌為基礎的產品已超過100 種。以蘇力菌為基礎的產品大多是在生長成熟穩定期所釋出的孢子和結晶包含體所配製而成，其蘇力菌毒素的作用分子力價較其他殺蟲劑高很多。
2008-01-07 12:02:44 補充：
而百分之六十之蘇力菌產品大致是應用在森林防治上，至於在農業和公共衛生方面上之使用約佔百分之十八。而市售的蘇力菌製劑之優點，諸如：
（1）因其孢子之安定性，以致容易製成品質穩定產品。
（2）由於蘇力菌之原毒素需在鹼性環境下才能降解轉換成毒素，於人體或家畜體內因無如此高pH 值環境，所以殘留之蘇力菌結晶毒素經消化道進入體內時並不會引起其毒性而造成傷害。
（3）不同蘇力菌菌種其產出之毒素互異，但對於其目標昆蟲具有高專一性，而對非目標之昆蟲不會造成毒害。
2008-01-07 12:04:27 補充：
我大學時期實驗室
發酵生產過蘇力菌
所以我有很多以上專業資訊
給你做參考!!