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害蟲的無形殺手—— 核型多角體病毒

來源:科云公司 作者:hongling 日期:2013/04/11 瀏覽:

-----秦啟聯(中國科學院動物研究所農業蟲害鼠害綜合治理研究國家重點實驗室北京100080)

  自然界中存在一類非常獨特的微生物, 它們可能匿藏于田野、森林、河流、空氣, 甚至混在我們的食物中, 對于我們人類以及大多數生物, 可能無法感受到它們的存在, 但是對于昆蟲或者害蟲來說, 卻是無形的致命殺手, 它們就是受到科學家密切關注的核型多角病毒。 核型多角體病毒就象人類的艾滋病毒一樣可以讓感染的害蟲罹患不治之癥。這種病毒主要由兩部分組成, 大量的多角體蛋白聚在一起構成實心的幾微米大小的多面體, 叫做多角體, 多角體的里面包藏著許多可以致病的病毒粒子。多角體蛋白在自然界中非常穩定, 可以保護脆弱的病毒粒子免受陽光中紫外線的殺傷, 這樣, 病毒粒子在多角體這層防護殼的保護下, 在自然界可以存活許多年。然而多角體蛋白還有另外一個特點, 一旦遇到堿性的環境, 非常容易溶解, 而害蟲的消化液恰恰堿性非常強, 這正是核型多角體病毒殺蟲的關鍵所在。當害蟲將多角體連同食物吃進腹中, 多角體蛋白遇到強堿性的消化液立即溶解, 將病毒粒子釋放出來, 病毒粒子很快侵入害蟲的中腸細胞, 在細胞核中大量復制。當第1 輪復制完成后, 呈數量級擴增的新一代病毒從中腸細胞中釋放到害蟲的血液中, 隨血液循環對害蟲進行全身性感染, 幾乎在害蟲所有細胞的細胞核中大量復制, 這個過程將要進行3~ 4d。開始人們并不能從罹病害蟲看出明顯的變化, 但是到了感染的后期, 害蟲的取食減少, 體色變淡, 不大愛動, 這是病入膏肓的前兆。正是在這一時期, 病毒繁衍后代的任務基本完成, 下一步將是形成防護“外套”, 以便進入嚴酷的外界環境, 等待感染另外的害蟲個體。于是大量的多角體蛋白被迅速合成, 就象包包子一樣, 由多角體蛋白做成的“ 皮”將病毒粒子做成的“餡”包成多角體“包子”。這時用顯微鏡觀察, 幾乎害蟲身體的每一個細胞中都有成百個這樣的“包子”, 此時可以看到害蟲還是活的。下面是“包子”出籠的時刻, 是一個突然爆發式的事件, 病毒的DNA 使仍有功能的害蟲細胞開始合成能夠溶解細胞的蛋白質酶和能夠溶解害蟲堅硬表皮的幾丁質酶, 這些酶的合成將導致整個害蟲的徹底崩潰。一個輕微的震動會使看似完好的蟲子在瞬間變為含有無數多角體病毒的液體。這是一種害蟲致命的液體, 但是對于人類和人類生活的環境, 包括牲畜、野生動物、鳥類和魚類等等都非常安全、友好。 億萬年來, 自然界一直重復著上述這樣的循環過程, 核型多角體病毒成為制約昆蟲種群的一個重要因子, 但是在農田或森林中, 大多數情況下并沒有足夠數量的核型多角體病毒控制害蟲的危害, 人們不得不借助于化學農藥, 在殺傷害蟲的同時, 人類也成了直接和間接的受害者。長久以來科學家一直在致力于研制各種環境友好的控制害蟲的措施和方法, 利用核型多角體病毒制成生物農藥在農田和森林噴灑, 就是一種非常有效的途徑。

幾點說明: 已經研究或發現的核型多角體病毒有500 多種, 每種核型多角體病毒只對一種或幾種昆蟲有效。不是所有核型多角體病毒對人類都有益, 如家蠶核型多角體病毒可以對蠶桑業造成毀滅性的打擊, 大規模流行的對蝦病毒病也是由一種核型多角體病毒引起。 我國勞動人民最早描述了昆蟲核型多角體病毒病的發病特征, 雖然當時并不知道其發病的病原。早在12 世紀中葉, 我國就有家蠶膿病發病特征的記載, 此病由家蠶核型多角體病毒引起。 可以殺滅害蟲的昆蟲病毒類群有許多, 核型多角體病毒只是其中研究較多, 應用技術比較成熟或較有應用前景的一類。



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