㈠ 生物葯物的來源它主要包括哪些類型
生物葯物是指運用生物學、醫學、生物化學等的研究成果,綜合利用物理學、化學、生物化學、生物技術和葯學等學科的原理和方法,利用生物體、生物組織、細胞、體液等製造的一類用於預防、治療和診斷的製品。生物葯物,包括生物技術葯物和原生物制葯。
來源:
正常機體之所以能保持健康狀態,具有抵禦和自我戰勝疾病的能力,正是由於生物體內部不斷產生各種與生物體代謝緊密相關的調控物質,如蛋白質、酶、核酸、激素、抗體、細胞因子等,通過它們的調節作用使生物體維持正常的機能。根據這一特點,可以從生物體內提取這些物質作為葯。
生物葯物的原料來源:
天然的生物材料:人體、動植物、微生物和各種海洋生物。
隨著生物技術的發展,有目的人工製得的生物原料成為當前生物制葯原料的重要來源,如用基因工程技術製得的微生物或細胞。
分類:
按葯物的結構分類
按結構分類有利於比較一類葯物的結構與功能的關系、分離制備方法的特點和檢驗方法。
(1)、氨基酸及其衍生物類葯物
天然氨基酸和氨基酸混合物及衍生物。蛋氨酸可防治肝炎、肝壞死和脂肪肝,谷氨酸可用於防治肝昏迷、神經衰弱和癲癇。5-羥色氨酸。
(2)、多肽和蛋白質類葯物
化學本質性同,分子量有差異。蛋白質類葯物:血清白蛋白、丙種球蛋白、胰島素;多肽類葯物:催產素、胰高血糖素。
(3)、酶和輔酶類葯物
酶類葯物按功能分為:消化酶(胃蛋白酶、胰酶、麥芽澱粉酶)、消炎酶(溶菌酶、胰蛋白酶)、心血管疾病治療酶(激肽釋放酶擴張血管降血壓)等。輔酶類葯物在酶促反應中傳遞氫、電子和基團的作用,輔酶葯物已廣泛用於肝病和冠心病的治療。
(4)、核酸及其降解物和衍生物類葯物
DNA可用於治療精神遲緩、虛弱和抗輻射,RNA用於慢性肝炎、肝硬化和肝癌的輔助治療,多聚核苷酸是干擾素的誘導劑。
(5)、糖類葯物
抗凝血、降血脂、抗病毒、抗腫瘤、增強免疫功能和抗衰老。
(6)、脂類葯物
磷脂類:腦磷脂、卵磷脂可用於治療肝病、冠心病和神經衰弱症。脂肪酸降血脂、降血壓、抗脂肪肝。
(7)、細胞生長因子
干擾素、白細胞介素、腫瘤壞死因子等。
(8)、生物製品類
從微生物、原蟲、動物和人體材料直接制備或用現代生物技術、化學方法製成作為預防、治療、診斷特定傳染病或其它疾病的制劑。
按來源分類
有利於對不同原料進行綜合利用、開發研究。
(1)、人體組織來源
療效好、無副作用,來源有限。人血液製品類、人胎盤製品類、人尿製品類。
(2)、動物組織來源
動物臟器,來源豐富、價格低廉、可以批量生產。但由於種屬差異,要進行嚴格的葯理毒理實驗。
(3)、植物組織來源
中草葯,酶、蛋白質、核酸。
(4)、微生物來源
抗生素、氨基酸、維生素、酶。
(5)、海洋生物來源
動植物、微生物。
按生理功能和用途分類
(1)、治療葯物
腫瘤、艾滋病、心腦血管疾病等。
(2)、預防葯物
傳染性強的疾病,疫苗、菌苗、類毒素。
(3)、診斷葯物
速度快、靈敏度高、特異性強。免疫診斷、酶診斷、放射性診斷、基因診斷試劑。
(4)、其它
生化試劑、保健品、化妝品、食品、醫用材料。
㈡ 葯劑可能被微生物污染的途徑有哪些
常見污染葯物制劑的微生物:主要看來源,包括葯物原材料,制葯用水、空氣、操作人員、包裝物、制備廠房和建築物.E.COLI是一種.
室外空氣中常見產芽胞桿菌、產色素細菌及真菌孢子等;室內空氣中的微生物比室外多,室內空氣中常見的病原菌有腦膜炎奈瑟氏菌、結核桿菌、溶血性球菌、白喉桿菌、百日咳桿菌等.
水中的病原菌如傷寒桿菌、痢疾桿菌、霍亂弧菌、鉤端螺旋體等主要來自人和動物的糞便及污染物.
㈢ 微生物在中醫葯領域的應用有哪些
微生物在中葯中的應用
摘要:中葯是中華民族的瑰寶,幾千年來中醫葯為我國人民的健康做出了巨大的貢獻,形成了系統的中醫葯理論和大量經實踐檢驗的成葯驗方。中葯作為天然葯物正逐步引起世界的關注。微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物,包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物、顯微藻類等在內的一大類生物群體,它個體微小,卻與人類生活關系密切。利用微生物廣泛涉及健康、食品、醫葯、工農業、環保等諸多領域。微生物在中葯領域有著廣泛的運用。微生物可運用於中葯菌體發酵、中葯炮製等。
關鍵詞:微生物 中葯 發酵技術 發酵中葯
中國是中醫中葯的起源,幾千年來中醫葯為我國人民的健康做出了巨大的貢獻,並逐漸積累,形成了系統的中醫葯理論和大量經實踐檢驗的成葯驗方。中葯行業是我國具有比較優勢的少數幾個產業之一,在自然科學領域,我國最有實力、最有優勢、最有後勁的就是中醫葯。它是中華民族的瑰寶,也是世界傳統醫學中重要的組成部分,在預防和治療疾病方面發揮著重要的作用。正受到各國人民和研究人員的關注和重視。目前各國都在從中葯等天然產物中尋找有效葯源。
微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物,包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物、顯微藻類等在內的一大類生物群體,它個體微小,卻與人類生活關系密切。涵蓋了有益有害的眾多種類,廣泛涉及健康、食品、醫葯、工農業、環保等諸多領域。微生物學是生命科學中發展較快的學科之一,在生命科學中地位越來越重要,成為各門學科都離不開的重要工具。在制葯葯現代化進程中,微生物顯示出了越來越重要的作用,充分利用現代微生物學成果可以更好地促進制葯的現代化,也為微生物學的發展開辟了新領域。
1 微生物學理論促進了微生物相關中葯的發展
對傳統微生物中葯的生物學研究加深了傳統微生物中葯的應用和產品開發,特別是多種中葯微生物純培養物代替原葯材的研究尤其引人注目,如靈芝、猴頭等各種葯用菌的栽培, 對保護環境、保護資源、滿足人民群眾用葯需求起到了十分巨大的作用。以金水寶為代表的從冬蟲夏草中分離的真菌純培養物代替冬蟲夏草的研究取得了巨大的經濟和社會效益, 掀起了以蝙蝠蛾擬青黴、蝙蝠蛾多毛孢、蛹蟲草、等蟲生真菌的研究熱潮。對一些微生物和植物相互作用形成的中葯也有了更深入的認識, 如龍血竭的形成與真菌有密切的關系, 是龍血樹抵抗微生物侵染而產生的一種植物抗毒素;僵蠶中的一些有效成分是微生物、蠶、桑葉相互作用形成的。對天麻、茯苓等中葯的生物學研究促進了這些中葯品種栽培技術的發展。
微生物相關中葯形成方式,可以分為以下幾種情況:1)以腐生生活方式形成的大型葯用真菌,如靈芝、猴頭、木耳、香菇等。這些真菌基本上都可以實現人工栽培。2)天然微生物發酵植物性中葯材料形成,如神曲、紅曲等,主要是酵母和絲狀真菌。3)植物和微生物共生形成的中葯, 如天麻是蜜環菌和天麻植物的共生體,天麻植物依靠蜜環菌提供營養;豬苓也是由於蜜環菌侵入豬苓菌核形成的共生體,由蜜環菌提供營養。4)寄生真菌侵染活體昆蟲形成的蟲菌復合體,其實質是昆蟲的致病菌。如冬蟲夏草、僵蠶、蛹蟲草等。5)微生物侵染植物後,植物抵抗微生物的侵染而形成的植物抗毒素,如龍血竭、沉香等[1]。
微生物相關中葯活性成分的研究為這些中葯的質量標准化起到了重要的作用,也加深了對這些中葯葯理作用的認識。葯理學研究促進了傳統微生物中葯在治療現代社會的高發病如癌症、心腦血管疾病、病毒性疾病中的應用。多數微生物中葯都具有滋補保健的效果,如靈芝、冬蟲夏草成為保健食品開發的熱點。大多數葯用真菌都含有真菌多糖, 真菌多糖能增強免疫力、沒有直接的細胞毒作用,成為抗癌、抗病毒產品開發熱點。
2 微生物發酵在中葯中的應用
發酵工程是指採用工程技術手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的離體酶的某些功能,為人類生產有用的生物產品,或直接用微生物參與控制某些工業生產過程的一種技術。
發酵工程微生物發酵制葯是指利用微生物技術,通過高度工程化的新型綜合技術,以利用微生物反應過程為基礎,依賴於微生物機體在反應器內的生長繁殖及代謝過程來合成一定產物,通過分離純化進行提取精製,並最終制劑成型來實現葯物產品的生產。
中葯發酵制葯技術是在繼承中葯炮製學發酵法的基礎上,吸取了微生態學研究成果,結合現代生物工程的發酵技術而形成的高科技中葯制葯新技術,是從中葯(天然葯物) 制葯方面尋找葯物的新療效。傳統的中葯發酵多是在天然的條件下進行的,而現在的中葯發酵制葯技術是在充分吸收了近代微生態學、生物工程學的研究成果而逐漸形成的。其先進發酵工藝特點是:以優選的有益菌群中的一種或幾種、一株或幾株益生菌作為菌種,加入中葯提取液中,再按照現代發酵工藝製成產品,它是一種含有中葯活性成分、菌體及其代謝產物的全組分發酵液的新型中葯發酵加工制劑。
2.1古代中葯發酵技術應用歷史與現狀
我國人民遠在 4000多年前就學會利用發酵來釀酒,此後又相繼利用發酵來生產醬、醋、豆豉和臭豆腐等食品。《本草經疏》曰:「古人用曲,即造酒之曲,其氣味甘溫,性專消導,行脾胃滯氣,散臟腑風冷。」說明中葯臨床應用之曲是在釀酒業發展的基礎上出現的,曲與酒相維系。後來人們在酒麴中加入其他葯物製成專供葯用的各類曲劑。《本草綱目》雲:「古人用麴,多是造酒之麴。後醫乃造神麴,專以供葯,力更勝之。」可見古人早已將微生物發酵應用於中葯炮製。即將葯材與輔料拌和,一定溫度和濕度下通過微生物的發酵達到提高葯效、改變葯性、降低毒副作用等目的。直到現在,臨床仍在應用的發酵(製品)中葯,如六神曲、淡豆豉、建曲、沉香曲、半夏曲、紅曲、豆黃等,均是利用炮製環境中的野生微生物(多為黴菌、酵母、細菌等)進行多菌種固體發酵而成[2]。
發酵技術應用歷史悠久,也是傳統中葯加工炮製的重要方法之一,一般主要是起到中葯復合炮製的作用。不同的培養基經同樣的發酵處理後會產生葯性的差異,可利用該特性生產不同適應證的中葯。例如,發酵淡豆豉時,以桑葉、青蒿發酵者,葯性偏於寒涼,多用於風熱感冒或熱病胸中煩悶之症;以麻黃、紫蘇發酵者,葯性偏於辛溫,多用於風寒感冒頭痛之症。在清代,根據輔料中葯及治療功能的不同,又制出了皂角曲、竹瀝曲、麻油曲、牛膽曲、開郁曲、海粉曲、覆天曲等10種葯曲。
但是傳統的中葯發酵僅對自然界的菌種進行利用,且菌種不純,不能利用現代研究成果定向改變葯物的性能或有意識地根據葯物之間的特性進行有目的的組合。同時,對那些在自然界中不佔優勢、生長條件要求比較嚴格的微生物來說,就不可能在葯物上生長起來。這極大地限制了微生物的作用。另外,是否會落入有害菌也不明確,使微生物在葯物中的潛在效能沒有最大限度地發揮出來。
中葯發酵研究開始於80年代,但僅是對真菌類自身發酵的研究,如靈芝菌絲體、冬蟲夏草菌絲體、槐耳發酵等,大都是單一發酵。雖有報道加入中葯,但也僅是將中葯當做菌絲體發酵的菌質,同時研究發現,含有中葯的菌質對原發酵物的功效有影響,只是未見深入研究。目前,已有學者呼籲中葯發酵制葯可按新葯審批辦法規定開發新葯。同時也開展了另一項研究,即生物轉化,我們認為它與中葯發酵是密不可分的。90年代初,日本人小橋恭一發現中草葯成分如番瀉葉甙,可藉助腸道細菌轉化為致瀉有效成分而起到治療作用。又有報道,在中葯有效成分與細菌的生物轉化過程,許多甙類、黃酮類、黃酮醇、黃烷酮類、香豆素類等均經過腸道菌進行了化學修飾。有作者指出 ,在中葯成分生物轉化的研究過程中 ,對代謝物提純、確定結構模式固然需要,但更應當推出微生物發酵。中葯成分的生物轉化是中葯創制新葯研究的重要方面。正在修訂中的我國新葯申報指導原則,已決定將生物轉化列入創新(一類) 葯的研究。董玫等研究發現,六味地黃丸發酵液可顯著抑制小鼠肝癌 H22的生長,而等量的六味地黃丸煎劑則無明顯抑瘤作用。六味地黃發酵液還可以對抗環磷酸醯胺所致白細胞減少,且升高報細胞的作用明顯高於六味地黃煎劑。香港中醫博士吳志勇成功發酵出黃芪液,經福建中醫學院測定,發酵的黃芪所含的黃芪多糖是普通煎、煮、熬水提法的5.04~0.365倍之間。據悉,衛生部葯品檢驗所動物試驗結果:發酵中葯只需1/28的量,即可與一般煎、煮、熬的水提物一份的量發揮同等的葯效。據報道,含有中葯成分的培養基對原發酵中葯的影響和多菌種混合發酵的研究將有望成為未來的研究熱點。
國外對於中葯發酵的研究報道較少,主要在食品、酶工程,如日本的納豆,用Bacillus菌發酵大豆。由於Bacillus菌酶系豐富(包括澱粉酶、纖維素酶和蛋白酶),並能增加維生素K的含量,Bacillus subtilis菌環能消除小腸內致病菌,其提取物具有明顯的抗癌活性和降壓作用。中草葯發酵的研究有必要借鑒上述成功的經驗[4]。
2.2中葯發酵制葯的特點
中葯發酵制葯技術的典型特點就是生物轉化。可概括如下幾點:1)葯物的有效組分、活性物質最大限度的得以提取、利用;2)葯物進入人體後不能直接被利用的有效活性組分,因在體外得以完成而被直接利用,迅速發揮應有效能;3)優選的人體有益菌種本身具有補充或增強原有葯物的功能;4)中葯發酵制葯與原有葯物相比產生了新的活性物質,從而具有新的保健、預防或治療功能;5)是實現中葯現代化、具有高科技水平的又一新技術,生產工藝可控,所得產物精確,制劑方便,便於與國際接軌[4]。
2.3 中葯發酵的分類
中葯發酵分為液體發酵和固體發酵。液體發酵是在借鑒抗生素生產工藝的基礎上,把菌絲體加入培養基中,將之與葯材混合後放置於適溫下進行發酵。液體發酵具有較高的物質傳遞效率,易於實現發酵工藝的自動化控制。固體發酵是以富含多種營養成分的農副產品如麥麩、甘蔗渣、玉米芯等作為發酵營養基質,用一種或多種真菌作為發酵菌種,在一定的溫度、濕度條件下進行發酵。固體發酵在發酵過程中既生長菌體,又形成各種次生代謝物質,難以將其分離,南京中醫葯大學庄毅教授將它們統稱為「菌質」。按應用方式又可將其分為「無渣式」和「去渣式」,前者不用經過提取可直接用葯,後者要經過有效成分的提取和制劑後才可用葯[3]。
2.4發酵在中葯研究中的應用
2.4.1利用中葯培養基發酵葯用真菌
菌物界估計逾十萬種,可供葯用的高等真菌約20餘種,利用潛力巨大。國內20世紀60年代興起深層培養(或發酵),2世紀80年代中國醫學科學院葯物研究所進行的冬蟲夏草大規模發酵培養研究,也僅是對菌類自身發酵的研究,如靈芝、冬蟲夏草、香菇發酵等,且大多是單一發酵。目前對靈芝、雲芝、冬蟲夏草、灰樹花、密環菌、金針菇、香菇、姬松茸、茯苓等很多菌種的發酵技術已日趨成熟。
庄毅曾提出了菌質的概念,即用一定的葯用菌菌種接種在一定的固體基質上,在一定環境條件下,經過一定時間發酵(發酵周期),在特定的質量指標控制下達到發酵終點而產生菌質。可採用現代技術將有效真菌與中草葯組成的不同發酵基質構成各種發酵組合,在一定條件下進行發酵,產生各種性質不同的菌質。可以利用中葯作為培養基的組成部分,構建葯性菌質,比較發酵前後中葯相關成分的變化,為中葯與葯用真菌的結合尋找突破點,並開發具有良好功效的葯物。王玉紅等在發酵培養基中添加適量的黃芪以促進靈芝的生長和靈芝多糖的產生,結果其多糖的組分發生了變化,有可能產生了新的物質。尤建良等將中葯抗癌復方「康復靈」(主要含黨參、麥冬、薏苡仁、豬苓、淮山葯等)以靈芝菌進行生物發酵,結果表明靈芝中葯制劑發酵液的抑瘤率達47.87%比單獨的靈芝發酵液、單味中葯制劑和靈芝發酵液中葯制劑混合液均有明顯提高。
2.4.2中葯發酵用於葯材的炮製
發酵法一直是中葯炮製方法之一,它藉助微生物的作用,改變中葯原有葯性,提高療效,降低毒副作用,擴大適應症。微生物在生長過程中產生的各種酶,將葯物的成分分解轉化為新的活性成分或將毒性成分分解而降低葯物的毒副作用。現代中葯加工中用發酵法炮製中葯,如五倍子,這種中葯具有收斂止瀉、止血的功能,但其主要成分鞣酸在腸道中與蛋白質結合會降低其活性。研究人員用含根毒菌等物質的酵曲發酵五倍子,能顯著提高其收斂作用,降低副作用。
香港中醫吳志勇博士與內地教授林陸山合作,運用生物工程技術發酵中葯獲得成功。它徹底改變了煎、煮、熬、煉、蒸、浸的傳統加工工藝,並使葯效提高,發酵黃芪所含的黃芪多糖最多為傳統工藝的5倍,且動物實驗證明發酵黃芪的用量為傳統方法製成的葯的1/28,即可產生相同的葯效。
(1)提高有效成分提取率
中草葯中植物類葯材佔90%,葯材有效成分多存在於胞漿中,植物細胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質、木質素2 發酵在中葯研究中的應用2.1中葯發酵用於葯材的炮製等物質構成的緻密結構。在中葯有效成分提取過程中,當胞漿中的有效成分向提取介質擴散時,必須克服細胞壁及細胞間質的雙重阻力,使有效成分浸出受阻。微生物可利用中葯中的成分為營養進行分裂、生長、繁殖和代謝,在代謝過程中分泌蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、澱粉酶等幾十種胞外酶進入培養基,使細胞破裂,細胞間隙增加,減小細胞壁、細胞間質等傳質屏障對有效成分從胞內向提取介質擴散的傳質阻力。體外試驗證明對盾葉薯蕷採用預發酵,有效組分薯蕷皂苷元的產率明顯提高。
(2)中葯發酵可提高中葯葯效
在發酵的過程中,對中草葯細胞進行破壁使有效物質溶出,提高了活性成分的濃度。並且,將許多人體不能直接吸收利用的大分子有效活性物質降解成小分子的活性物質,使發酵中葯在人體中可以較快的被吸收,且吸收較完,治療效果好。
王林等人用麻黃、萊菔子、金銀花、連翹四味中葯發酵靈芝菌,發現這四味中葯對靈芝菌的生物量有明顯的促進增加作用,且使靈芝發酵液的止咳、祛痰作用高於其與中葯混合發酵前。
董枚等也報道,將傳統方六味地黃湯發酵,其發酵液對小鼠肝癌具有顯著的抑製作用。六味地黃發酵液0.3g/kg連續給葯兩周,可顯著抑制小鼠肝癌Hzz的生長,抑瘤率為30,而同等劑量的六味地黃煎劑無明顯的抑瘤作用,而且六味地黃發酵液組的白細胞數比煎劑組多(P<0.01)。在免疫調節方面,六味地黃發酵液的功效明顯優於六味地黃煎劑。
陳永強等經實驗發現,甘草經微生物產生的β-葡萄糖醛酸酶水解後甘草酸轉化為甘草次酸,甘草次酸可被腸道直接吸收,短期內在血液中達到較高的葯物濃度,迅速作用於靶部位,並且通過微生物的作用,甘草的細胞間質及細胞壁得到分解,促進甘草其它有效成份的釋放。通過微生物對甘草的轉化作用,甘草的急性抗炎、鎮痛效果都顯著增強。
(3)中葯發酵產生新的活性物質
有些中葯經過多菌種混合發酵後還可產生新的活性物質,產生新的功能,為活性物質的篩選提供新的途徑。雲南大學與昆明植物研究所李國紅等人,聯合採用枯草芽孢桿菌對三七根進行發酵後,在對其中的皂苷成分的研究中發現,從發酵後的三七中分離到了人參皂苷RH4。這種化合物未在發酵前檢測到,說明這種化合物是通過發酵產生的,可能是在發酵的過程中,三七須根的某些皂苷被微生物轉化為人參皂苷RH4。
(4)減毒增效
微生物有可能將中葯中的有毒物質進行分解,從而降低葯物的毒副作用。大黃生用瀉下作用峻烈,易引起腹痛、惡心等胃腸道反應。大黃瀉下成分主要是結合型蒽醌衍生物,其中以二蒽醌番瀉苷的作用最強。在中醫臨床中,為了緩和大黃的瀉下作用及對胃腸道的不良反應,常用不同的炮製方法,使結合型蒽醌分解或破壞,從而緩和瀉下作用和其它副作用。雲南中醫學院的學者戴萬生等人,用發酵法炮製大黃,改變了大黃的蒽醌類成分的含量。蒽醌類成分經酵母發酵後,總蒽醌含量僅略有降低,較傳統方法保存了更多的大黃總蒽醌,而起瀉下作用的結合型蒽醌含量降低。另外,作為抗菌、抗腫瘤的主要有效成分的游離型蒽醌的含量增加了6倍左右,起到減毒增效的作用[5,6]。
2.5 發酵中葯的優勢
試驗證明,發酵的中葯與煎、煮、熬、灼、蒸、浸法提取的中葯有以下幾點不同:(1)中葯發酵是在常溫、常壓條件下進行的生物轉化過程,最大限度地保護了中葯的活性成分,如對熱敏感的揮發油和維生素等成分,如薄荷、當歸等。(2)中葯中有效成份不被破壞並充分利用,如蛋白質、氨基酸,維他命、微量元素等。經檢驗:發酵中葯中含有18種氨基酸、大量的亞麻酸、多肽類小分子活性蛋白、20多種維他命和微量元素等。(3)發酵中葯的分
子量較小,吸收較快、較完全、治療效果較好。如臨床中治療跌打損傷,若筋骨無斷裂,98%能1~2次治癒;痔瘡98%一次根治。經中央衛生部葯物檢驗所試驗證實:發酵中葯的葯效是普通水提法中葯的4~28倍。(4)目前很多中葯不能進入國際市場的主要原因之一是重金屬超標,而發酵中葯所含的重金屬不會產生毒性,如硃砂不會釋放出水銀(汞),(5)發酵法既環保又可「廢物」再用,通常中葯提取有效成分後葯渣棄掉,污染環境。發酵法經過反復發酵,約95%被利用,中葯渣(即纖維)經過纖維素酶的水解及多酶體的裂解代謝,大部分變成單糖(葡萄糖),可被機體利用,未被利用的纖維素可潤腸通便,起到腸道清道夫的作用,有的便秘患者服用了發酵中葯後意外地解決了便秘的問題[5]。
2.6中葯發酵技術中的關鍵技術
目前中葯發酵技術無論在基礎理論方面還是在方法上的研究仍處於起步階段,對單味葯材發酵和傳統復方發酵開發得都很少,故少有投入生產的發酵新葯。同時中葯發酵技術也面臨一些問題,如中醫葯自身體系的模糊性、中葯成分的復雜性、中葯發酵機理的不明確性、微生物生長特性的多樣性以及在中葯發酵過程中如何貫徹中醫理論的指導等。因此,對中葯發酵關鍵技術的正確把握關繫到其發展方向和前景,筆者認為,今後以下幾方面的工作有待深入研究。
2.5.1中葯發酵機理:目前微生物發酵中葯的機理已有一些基礎和推斷,但由於中葯化學成分的復雜性和作用機理的不明確性,中葯的有效成分、一些非有效成分及特殊的基質環境與微生物的相互作用尚有待研究;針對具體的中葯及復方,明確其發酵作用機理,揭示發酵中葯的科學內涵,其發酵體系的特點和作用機理仍待進一步研究。
2.5.2 中葯發酵共性技術:加強對單味中葯、中葯提取物、中葯復方發酵技術、微生物培養的系統研究,並進行成分的分離、鑒定和相關葯理試驗,明確微生物的性質以及變化過程,建立起統一的能應用於大多數中葯發酵的通用方法與共性技術體系,為實現發酵中葯的現代化、科學化、國際化提供新的途徑和方法。
2.5.3 優良菌種選育技術:菌種的選育是中葯發酵的關鍵和基礎。因此,應該加大發酵菌種的選育和評價工作,使更多優良的菌種能夠最大限度作用於中葯,從而為更多有價值的發酵中葯產品的研製奠定基礎。
2.5.4 現代復合微生物發酵技術:多菌種發酵較單一菌種發酵具有更強的生物轉化能力,但也是發酵研究的難點。傳統中葯發酵多是自然界混合菌種天然發酵的結果,因那時人們並不知道微生物和發酵的關系,從而很難人為控制發酵過程。如何應用現代微生物工程的相關技術,進行中葯多菌種發酵,提高發酵生產的可控性、穩定性,提高發酵中葯的有效性和安全性,是進行現代發酵中葯研究的又一關鍵技術。
2.5.5 發酵中葯篩選模型和多維評價體系:中葯具有品種多樣性、化學成分復雜性、葯效作用多向性的特點,中葯復方具有整體性、系統性、復雜性、非加和性等特點。因此,中葯及其復方在發酵過程中如何遵循中醫葯理論的指導,進行發酵後選用何種評價指標和評價模型,建立發酵中葯篩選模型和多維評價體系,是發酵中葯研究的又一技術難點[7]。
3微生物在組培中葯材次生代謝產物的形成中的應用
用組織培養方法來生產中葯的有效成分是解決中葯資源緊張的重要手段,是中葯現代化的重要內容之一。在組織培養中用發根農桿菌誘導組培物產生發狀根(hairy root),由發狀根形成次生代謝產物已成為利用中葯組織培養物產生次生代謝產物的常用方法。到目前為止已建立了80多種植物的發狀根無性系,其中不少是葯用植物。Yosh ikawa等的研究表明,人參的發狀根在無外源激素的條件進行培養,人參皂苷,可達干質量的0.95%,而天然栽培根僅為0.4%,因此人參發狀根完全有可能代替天然人參作葯用。黃遵錫從短葉紅豆杉誘導出發狀根,選育出的5株無性系20 d後生物量增加9倍,紫杉醇的量是愈傷組織的1.3~8.0倍。
在植物與微生物的相互作用中,真菌能誘導植物中特定次生產物的積累,使植物產生對這些病原微生物的抗性。丹參是一種重要的葯用植物,利用丹參毛狀根和丹參轉化細胞生產丹參酮等次生代謝物成為研究的熱點。大麗輪枝菌.激發子V44和酵母提取物分別誘導丹參毛狀根和丹參轉化細胞後,過氧化物酶活力顯著提高,且有利於次生代謝產物的積累[1]。
葯用植物內生真菌在中葯栽培和中葯新資源開發方面的應用
內生菌(endophyte)主要指在其生活史的某一階段存在於健康植物的組織中、不形成明顯侵染的一類微生物。內生菌可以促進宿主的生長、發育,增強對不良環境的抵抗力,甚至會促進宿主植物某些代謝產物的形成。深入研究中葯內生菌,對研究中葯的活性成分和栽培可能具有重要作用。內生真菌與宿主植物某些活性成分的形成有密切關系,對於不同地方的相同物種來說,其內生真菌類群是不同的,這可能是形成中葯道地性的原因之一。
開唇蘭小菇、石斛小菇、蘭小菇等3 種小菇屬內生真菌對蘭科瀕危葯用植物鐵皮石斛、金線蓮的生長有促進作用。接種3 種內生真菌後,鐵皮石斛苗的生長量高於對照3~5倍,石斛小菇、蘭小菇對鐵皮石斛原球莖增殖也有明顯促進作用;接種3種真菌的金線蓮苗,側芽及側根數均顯著高於對照。在植物試管苗培養基中分別加入20%真菌菌絲及10 mg/L發酵液的醋酸乙酯提取物,結果發現3種菌的菌絲體及蘭小菇的醋酸乙酯提取物能顯著提高鐵皮石斛原球莖的增殖率;石斛小菇的菌絲體對金線蓮的生長和側芽增殖有顯著促進作用;開唇蘭小菇和蘭小菇的醋酸乙酯提取物分別對金線蓮側芽發生數及生長有顯著促進作用,說明3 種內生真菌對鐵皮斛、金線蓮的促生長作用與菌絲內及分泌到菌絲外的代謝產物有關。
菌根是植物和真菌的共生體,是植物普遍存在的現象,菌根菌能促進菌根植物吸收礦質營養和水分,通過刺激或增加寄主植物產生次生代謝物,如抗生素、植保素、酚類化合物、苯丙烷類代謝酶系、木質素、過氧化物酶、水解酶等,提高寄主植物的抗病和抗逆能力。用VA菌根真菌Glomusm osseae 接種韭菜進行試驗, 結果接種株比未接種株的株高、鮮質量、干質量、葉綠素質量分數都增加,抗凍性增強。但在中葯栽培研究中應用菌根技術尚未引起人們足夠的重視,報道的文獻比較少[1]。
展望
我國有悠久的重要使用史,微生物應用於中葯業有悠久的歷史,中葯炮製採用微生物發酵法具有一般方法所無法比擬的優勢,可以為開發新葯、提高葯物療效、降低葯物毒副作用的研究提供新的手段,為中葯的發展開辟新的研究空間。進行中葯發酵研究也具有成熟的現實條件,應當成為我國中葯現代化研究的內容之一,從而更好的為人類服務。發酵中葯所包含的成分極其復雜,對其成分分離純化有較大的難度,今後應加強純化條件的研究,並科學地優化,提高純化水平。同時,應加強新劑型的研究開發,針對不同的適應症開發出相適應的劑型。
發酵中葯是現代生物技術和中葯研究的完美結合,必將為中葯新葯研究開發開辟新的道路,拓展更廣闊的發展空間,並在中葯新葯研究開發中佔有越來越重要的地位。發酵中葯還有利於推進中葯現代化和國際化進程,提高我國中葯行業的國際競爭力,為中葯走向世界、造福全人類做出新的貢獻。
參考文獻
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㈣ 常見微生物農葯有哪些
常用的登記注冊的微生物農葯有:殺蟲劑:蘇雲金芽孢桿菌、棉鈴蟲NPV、銀紋夜蛾NPV、斜紋夜蛾NPV、黏病毒、小菜蛾病毒、草原毛蟲NPV、蟑螂病毒;殺菌劑:亞寶、力寶、地衣芽孢桿菌、假單胞菌、熒光假單胞菌、蠟質芽孢桿菌、木黴菌;植調劑:增產菌、枯草芽孢桿菌。常見的微生物可以有效地防治棉鈴蟲、斜紋夜蛾、小菜蛾等害蟲和一些真菌、細菌病害。微生物農葯使用時應注意:①要避免施用時溫度過低。生物農葯施用時都要求較高的溫度。試驗表明,在25~30℃,噴施後的微生物活體農葯防治效果要比在10~15℃的高出1~2倍。②要避免在乾燥的天氣下施用。最好選擇陰天、雨後或早晨等濕度大時施用。③要避免強太陽光。太陽光中的紫外線對芽孢有著致命的殺傷作用,而且紫外線的輻射對伴孢晶體還能產生變形降效作用,因此要選擇在下午4點以後或者陰天施用,發揮效果更好。④要避免施用後遭大雨沖刷。芽孢最怕大暴雨沖刷,因為暴雨會將噴施的菌液沖刷掉。⑤要避免與殺菌劑混用。如塊狀耳黴菌,作為一種真菌殺蟲劑,葯效是通過塊狀耳黴菌的活孢子作用來實現的。但作為一種活體真菌,如果與殺菌劑混用,它們被殺菌劑致死,自然失去殺蟲作用。
㈤ 微生物菌劑的種類有多少分為哪幾類
生物菌肥料/微生物肥料/菌肥
生物肥料(菌肥)需要區別於生物有機肥料。
微生物肥料也就是生物菌肥,但是其本質不是肥,只是通過一些工廠的手段培養的一些在土壤中有利於土壤和作物的有益菌類。
分類
1、有固氮作用的菌肥:包括根瘤菌、固氮菌、固氮藍藻等;
2、分解土壤有機物的菌肥:包括有機磷細菌和復合細菌等;
3、分解土壤中難溶性礦物的菌肥:包括硅酸鹽細菌、無機磷細菌等;
4、促進作物對土壤養分利用的菌肥:包括菌根菌等;
5、抗病及刺激作物生長的菌肥:包括抗生菌、增產菌等。
優勢
三種以上多種復合菌相互促進、相互補充,抗土傳病害效果遠遠大於單一菌種。有益菌群相互協同,共同作用,能使作物達到高產豐產的效果。
1、提高作物產量
2、改善作物品質
3、增強作物抗逆性
4、提高化肥利用率
5、改善土壤環境
㈥ 菌類常用滅菌葯劑有哪些
(一)甲醛 又名福爾馬林。為無色透明液體,有強烈的刺激氣味,標准福爾馬林含甲醛37%~41%,有強酸性反應,能與水或酒精以各種比例相混合。具有強烈的殺菌作用。0.1%~0.25%的甲醛溶液,在6~12小時內能殺滅細菌、芽孢及病毒。其殺菌機理為凝固蛋白質,還原氨基酸,屬廣譜性殺菌劑。性穩定,耐貯存,受有機物影響小。常用於接種時對空氣進行熏蒸消毒或對環境噴灑消毒。也用於物體表面滅菌。此外,用1∶9的水稀釋液,可作為浸制食用菌標本的固定劑和防腐劑。存放後如有白色沉澱出現,可加數滴硫酸溶解。它對人的皮膚、眼睛刺激性很強,使用時要注意防護。可噴灑25%氨水,用量為甲醛的3/4,10~30分鍾後可消除甲醛殘余氣味。
(二)高錳酸鉀 俗名灰錳氧。分子式:KMnO4。暗紫色晶狀體,有金屬光澤,性穩定,耐貯藏。易溶於水,呈紫紅色溶液,其水溶液在酸鹼條件下都不穩定,也易為醇類、亞鐵鹽、磺化物等分解。高錳酸鉀是強氧化殺菌劑,240℃分解放氧。
在灰樹花生產中,常用0.1%~0.2%的溶液,對床架、器皿、用具和皮膚表面滅菌。因是強氧化劑,其水溶液在酸鹼條件下很不穩定,要隨配隨用。0.01%~0.1%濃度的溶液作用10~30分鍾,可殺滅微生物營養體。5%溶液作用24小時,可殺滅細菌芽孢。其殺菌機理是使蛋白質和氨基酸氧化,並使酶失活,導致菌體和芽孢死亡。溫度升高可加強殺菌作用,有機物可降低殺菌效果,碘化物和還原劑對其有拮抗作用。本品與福爾馬林混合進行熏蒸滅菌,可產生甲醛氣體。本品具有腐蝕性,勿以濕手取葯。
(三)酒精 化學名稱乙醇。無色透明液體,易揮發。使用優點是作用較快,性質穩定,無腐蝕性,基本無毒;缺點是有效濃度高,不能殺傷細菌芽孢,僅對細菌營養體、病毒與真菌孢子有殺傷作用。60%~70%溶液作用5分鍾可殺死細菌營養體,對細菌孢子則需作用30~60分鍾。殺菌機理是使蛋白質脫水變性,干擾微生物新陳代謝,抑制其迅速繁殖並有溶菌作用。消毒用酒精配製成70%溶液,濃度低消毒時間長;濃度高可使菌體表面蛋白質脫水凝固而形成保護層,反而妨礙其向深度滲透,降低殺菌作用。配製方法是,量取95%酒精75毫升,加20毫升冷開水即可。一般用於菌瓶試管外表、接種工具及皮膚消毒。
(四)新潔爾滅 陽離子型表面活性殺菌劑。含季銨鹽5%。化學名稱為十二烷基二甲基苄基銨。分子式:C22H38NBr。為淡黃色膠狀體,具有芳香氣味,極苦。易溶於水,溶液澄清,呈鹼性反應,振搖時能產生大量泡沫。耐光,耐熱,無揮發性,可長期貯存。高稀釋度時能抑菌,高濃度則可殺菌。
殺菌機理是吸附於菌體表面,改變細胞壁的透性。還能降低表面張力,促使物體表面的油脂被乳化而兼起清潔作用。對人體無刺激性,對器械也無腐蝕性,是一種無毒的殺菌劑。在灰樹花生產中,常用0.25%的水溶液對雙手和器皿揩抹消毒,但有效期時間短,應隨配隨用。
(五)氣霧消毒盒 商品為灰色粉劑。採用國際DCC-NA為主劑,輔以國內煙熏供熱劑為載體,利用煙霧的熱力及其無孔不入的特性,對接種箱、接種室、發菌室、栽培房等進行全方位的消毒。在室溫18℃、相對濕度75%的條件下,對各種雜菌及病毒均有殺滅作用。本品易燃,使用時點火即產生氣霧,含有氯味,對金屬有腐蝕性。
(六)硫磺 殺菌劑和殺蟎劑,黃色固體,在115℃下熔化成黃色易流動的液體。在160℃下變黑、變黏、不溶於水,微溶於乙醇和乙醚。可被水緩慢溶解。除礦油外,可與大多數農葯混用。可加工成粉劑,為防止因靜電而結球,常加入10%的惰性物質;也可加工成可濕性粉劑或微粒膠體懸浮劑。在灰樹花生產中,常用於接種室、發菌室和菇房等空間熏蒸消毒。無內吸活性。殺菌機理:硫磺粉燃燒後產生SO2,其與水作用生成亞硫酸(H2SO3),亞硫酸附著於菌體細胞,能奪取細胞中的氧,菌體細胞因脫氧而死亡。為此,熏蒸時一定要將培養室噴濕。
(七)升汞 重金屬鹽型殺菌劑。化學名稱為氯化汞。分子式:HgCL2。白色結晶性粉末,溶於水。和其他重金屬鹽類一樣,對細菌具毒性,殺菌力特強。
殺菌機理是重金屬離子帶陽電,容易和帶陰電的菌體蛋自相吸附,使其變性或沉澱。如汞能與細菌蛋白中的-SH基相結合,使某些以-SH為必要基團的酶類失去活性,而使細菌的生長和繁殖受到嚴重影響。在灰樹花生產中,常用於分離材料的表面滅菌,一般是用0.1%~0.2%濃度的溶液對材料作揩擦或浸泡。
(八)多菌靈 又稱棉萎靈、苯並咪唑44號。廣譜內吸性氨基甲酸酯類殺真菌劑。化學名稱:N-(苯鮩咪唑基)-氨基甲酸甲酯。分子式:C9H9O2N3。純品為白色晶狀粉末,工業品為棕色粉末。溶點306℃。對人、畜低毒。小鼠LD50(LD50為致死中量,即殺死50%試驗動物所需要的葯量)大於5000毫克/千克。殘效期10天左右。
多菌靈的殺菌機理干擾菌體細胞的有絲分裂過程。對子囊菌類中的某些病原菌以及大部分半知菌類的病原菌有防治效果,對藻狀菌類效果較差。市售主要劑型有25%和50%可濕性粉劑,還有40%乳劑。配成0.25%濃度的水溶液進行噴霧,可以防治木霉、輪枝孢霉、疣孢霉及部分鐮刀菌引起的病害。在灰樹花生料栽培中,配成0.1%~0.2%的水溶液用於拌料,對防治木霉、鏈孢霉等多種黴菌污染有較好效果。但不能與銅制劑混用。且對木耳、銀耳、猴頭菌等菌絲體生長有抑製作用。
(九)苯菌靈 廣譜內吸性雜環類殺菌劑。商品為苯萊特,又名苯拉特等。化學名稱:甲基-1-(丁基氨基甲酸)-2-苯並脒唑氨基酸酯。分子式:C14H18N4O3。純品為白色結晶,熔點290℃,微有刺激性臭味。不溶於水,微溶於乙醇、氯仿、二甲基甲醯胺、丙酮等有機溶劑。乾燥狀態下穩定,在水溶液中可水解生成苯並脒唑氨基甲酸甲酯。對金屬無腐蝕性。工業品純度97%~99%。對多種真菌性病害有預防和治療效果。但是對子囊菌中的鏈格孢屬、多數藻狀菌及擔子菌無效。常用作灰樹花病害的防治劑。它的毒性較低,大鼠口服LD50大於10000毫克/千克。加工劑型為50%可濕性粉劑。常稀釋為800~1000倍液在菇棚噴霧。
(十)百菌清 有機氯保護性廣譜殺菌劑。化學名稱:四氯間苯二腈,也稱2,4,5,6-四氯-1,3-二氰基苯。分子式:C8CL4N2,純品為白色無味結晶,難溶於水,能溶於丙酮、二甲苯等有機溶液。工業品純度98%,淡黃色、稍有刺激性氣味。在常溫下性質穩定,對鹼、酸水溶液及紫外線也穩定,無腐蝕性。對人、畜毒性低。大鼠口服LD50大於10000毫克/千克。對皮膚和黏膜有輕微刺激。加工劑型為75%可濕性粉劑。稀釋600~800倍噴灑菇床及菇(耳)木,可防治木霉等。在發病初期噴1次,以後每隔7~10天再噴1次。注意眼睛、皮膚防護,避免與石硫合劑混用。
㈦ 微生物農葯有哪些
微生物農葯(microbial pesticide)包括農用抗生素和活體微生物農葯。為利用微生物或其代謝產物來防治危害農作物的病、蟲、草、鼠害及促進作物生長。它包括以菌治蟲、以菌治菌、以菌除草等。這類農葯具有選擇性強,對人、畜、農作物和自然環境安全,不傷害天敵,不易產生抗性等特點。這些微生物農葯包括細菌、真菌、病毒或其代謝物,例如蘇雲金桿菌、白僵菌、核多角體病毒、井岡黴素、C型肉毒梭菌外毒素等。隨著人們對環境保護越來越高的要求,微生物農葯無疑是今後農葯的發展方向之一。
一、 江蘇省微生物農葯研究開發的現狀
1、微生物農葯的開發現狀
枯草芽孢桿菌(Bs)——微生物殺菌劑,能穩定地在土壤和植物表面定殖、產生抗生素、分泌刺激植物生長的激素、並能誘導寄主產生抗病性,是一種理想的微生物殺菌劑,有廣闊的應用前景。如:美國Alabama州用Bs處理多種作物種子,平均產量增加9%,根病明顯減輕;日本用Bs及其分泌物防治西紅柿立枯病獲得良好防效;國內北京大學和河南省農科院報告Bs對小麥赤霉病、西瓜枯萎病、煙草青枯病、棉花枯萎病等多種病害有良好的田間防治效果,並有明顯的增產效應。江蘇省農科院植保所與國際水稻研究所長期合作研究,研製開發出生物殺菌劑Bs-916,經大面積示範推廣試驗證明,Bs-916對紋枯病防效達75-85%,對稻曲病防效達63.8-85.7%。國內外專家這一研究成果高度評價,認為用Bs殺菌劑防治水稻紋枯病是目前生物防治葉部病害研究中最先進的,且已具備了轉向商品化生產條件。 昆蟲病毒〔核多角體病毒(NPV)、顆粒體病毒(GV)〕——微生物殺蟲劑, 是抑制害蟲種群的病原性天敵。NPV和GV以鱗翅目害蟲為特異性寄主,安全性高、可長期保存、易於生產、並與化學殺蟲劑具有相似的施用方法, 因而作為優良的生物防治因子, 得到世界各國的廣泛重視與研究。近年來, 日本、美國、加拿大、英國等正著力研究NPV的提速、增效和擴大殺蟲譜的途徑和機制, 已取得突破性進展。特別是日本研究者福原和三橋和佐藤分別發現粘蟲痘病毒(Pseudaletia separata EPV)對PuNPV和AcNPV具有極強的增效作用; 後藤則發現八字地老虎(Xestia c-nigrum)的顆粒體病毒(XcGV)不僅對XcNPV、HaNPV(棉鈴蟲NPV)、SeNPV(甜菜夜蛾NPV)等多種NPV具有100-10000倍的增效作用, 而且同時使NPV的殺蟲速度提高一倍以上、並拓寬NPV的殺蟲譜。GV對NPV提速、增效、擴譜作用的發現, 一舉突破了NPV應用於農作物防治重大害蟲的3大障礙, 使NPV首次展示了真正替代化學殺蟲劑防治害蟲的產業化開發前景。江蘇省農科院植保所引進完整的NPV和GV增效株系及VEF增效基因重組表達體系,為我國開發該項最新技術奠定了堅實的基礎,目前已開發出針對水稻螟蟲(二化螟、三化螟)的NPV-GV增強型高效生物殺蟲劑,對二化螟的殺蟲效果均達90%以上。 蘇雲金芽孢桿菌(Bt)——微生物殺蟲劑,在20多個省市用於防治糧、棉、果蔬、林業等作物上的20多種害蟲,使用面積達5千萬畝次。隨著綠色食品的深入人心,Bt制劑在國內外農葯市場上收到普遍歡迎。江蘇里下河地區農科所自70年代專業從事蘇雲金桿菌(Bt)、球形芽孢桿菌(Bs)等微生物農葯的研究與生產,是國內最早的生物農葯研究機構之一。「九五」期間在研究篩選對夜蛾類等害蟲廣譜高殺蟲活性Bt菌種的基礎上,成功地運用Bt與國產氟鈴脲(昆蟲生長調節劑)兩種生物農葯增效復配的方式,既克服了Bt制劑的不足,也解決了氟鈴脲單獨應用成本較高和易產生葯害等問題,對一些夜蛾類害蟲,在初孵及1-3齡的齡期結構情況下,防效已達到80%左右,葯效期7-10天,大大超過了Bt制劑單用的水平;近年來,深入開展了微生物高效毒株的篩選和生物增效因子的研究,篩選出高毒力Bt菌株Yz-2、和兩株對Bt、SeNPV具有顯著增效作用的病毒(PuGV-Ps和AsNPV);率先在省內開展Bt復配製劑的研究,篩選了Bt+阿維菌素等多個增效組合,示範推廣效果顯著。通過增進毒株毒力、病毒增效因子修飾、復配增效等多重有效手段克服制約微生物殺蟲劑應用的瓶頸,提高 Bt、病毒制劑毒力、擴大殺蟲譜、增強環境穩定性,為其大規模運用於生產實踐,開辟了新的途徑。
2、應用前景
微生物農葯是21世紀農葯工業的新產業,代表著植物保護的方向,其最大的優勢在於能克服化學農葯對生態環境的污染和減少在農副產品中農葯殘留量,同時在示範推廣微生物農葯應用的過程中,農副產品的品質和價格將大幅度上升,有利地促進農村經濟增長和農民增收,社會效益不可估量。 我國已加入WTO,農業將面臨新的發展機遇和空間,農副產品出口市場更加廣闊,提高我國農產品的國際市場競爭力的重要因素之一是降低農產品有毒物質的殘留量,而微生物農葯將為農產品優質安全生產和降低有毒物質殘留量提供技術和物質保障。微生物農葯研究與發展,將有效地實現農產品的優質安全生產,提升農產品的經濟附加值,擴大我國農副產品外銷市場,推進綠色產業的發展,這些均對發展農村經濟、增加農民收入、促進農村繁榮具有重要的推進作用。 微生物農葯作為無公害農副產品生產的必要生產資料之一,在未來的農作物病蟲害防治方面將有巨大的市場需求,因此,進一步加快微生物農葯的研製、產業化和推廣應用進程,降低農葯在農副產品中的殘留和對農田生態環境的污染,實現農作物重大病蟲害可持續控制,滿足我國無公害農產品產業化生產對農業科技的重大需求,必將產生巨大的社會、經濟和生態效益。
3、存在的問題
l 微生物農葯防效的評價問題 以微生物農葯為主的生物防治是一種持久效應,因此對微生物農葯的防治效果應該進行長期追蹤調查,這樣才能制定出使用微生物農葯進行農作物病蟲害管理的途徑和策略。把微生物農葯的防效與化學農葯的防效進行比較,並套用化學防治的使用方法進行生物防治,這是一種錯誤的思路。微生物農葯是通過生物間的相互作用來控制植物病蟲害發生、為害的,微生物農葯的效果不可能像化學農葯那麼快速、有效,但它們的防效是持久的、穩定的。因此,應該建立生物農葯防治植物病蟲害效果的評價體系,從生物農葯對環境保護、可持續控制、農產品安全等諸方面的影響進行評估,有利於生物農葯健康、迅速地發展。 l 微生物農葯的中試和制劑問題 微生物農葯進行實驗室研究、小試的產品和品種很多,但真正最終實現產業化的卻很少,究其原因,主要是未能解決產銷用三個環節的實際問題。許多研究人員不大願意做大范圍的田間生物防治試驗,因為這種試驗費用大,各種干擾因素復雜,獲得成果的可能性小。所以,國家政府在經費投入上應對微生物農葯的研製及其產業化給予傾斜,鼓勵研究人員加快微生物農葯的產業化進程,同時對微生物農葯產品的商品化應給予優惠條件。 微生物農葯劑型單一、生產工藝落後,產品的理化指標和有效成分含量不穩定,致使成為微生物農葯發展的一個瓶頸。因此,要開展產學研聯合攻關,篩選能保持新劑型理化性狀的助劑配方,篩選能提高新劑型分散性和附著性的表面活性劑,研製出提高生物農葯防治效果的新助劑和新劑型。提高微生物農葯的防治效果和有效利用率。 l 農民對微生物農葯的認識問題 由於農民長期使用化學農葯,首先考慮效果好壞,其次是成本與經濟效益的關系,基本不考慮環境污染和農產品殘留問題,對微生物農葯的優點和可持續控製作用缺乏感性認識,加上微生物農葯的毒性低、葯效相對慢等弱點和宣傳力度不足等原因,使農民對微生物農葯的優越性認識不足。因此要加大宣傳力度,使廣大農民充分認識到生物農葯的優越性,同時應加強農產品化學農葯殘留的檢測,嚴格實行農產品優質優價,使農民真正獲得使用生物農葯的好處;要抓住當前各級政府大力發展無公害農產品、大面積建設無公害農產品生產基地的契機,促進微生物農葯的迅速發展。
編輯本段二、 今後研究的方向與發展預測
l 抑病、抑蟲土壤
對於抑病、抑蟲土壤應給予更多的研究。這種有微生物持性的土壤,使病原菌不能生存,害蟲不能導致為害。雖然已有一些抑病、抑蟲土壤的報導,但其抑制機制還不夠了解,這是非常有用的生態信息。它們能導致新的生物防治因子的發現。
l 生物防除雜草
雜草的生物防治就是利用寄主范圍較專一的植食性動物或植物病原微生物,將影響人類經濟活力的雜草種群控制在經濟為害閾值之下。生物治草與化學除草相比,具有不污染環境、不產生葯害、經濟效益高等優點。有時一次成功的天敵引種可一勞永逸地解決草害。對一些惡性雜草或在特殊環境(如水域)的草害、生物防治往往是最理想的防治措施。然而生物除草涉及的問題廣泛復雜,難度較大,所以有必要加強這方面的研究工作。
l 基因工程微生物
近幾年來,基因工程微生物的研究十分活躍,並先於抗病蟲遺傳工程植物進入了實用化階段。這一發展顯示出生物技術用於生防微生物遺傳改良的巨大潛力,並為新一代微生物農葯的進一步研究開發奠定了基礎。美國Mycogen公司將Bt毒蛋白基因轉入定殖在植物根部的螢光假單胞菌中,使殺蟲作用可延長到兩周以上,對小菜蛾的殺蟲效果與化學農葯相當,這種工程殺蟲菌劑無污染環境的副作用,1991年登記注冊,商品名為MVP,成為一種新型的微生物殺蟲劑,用於蔬菜害蟲防治。
l 轉基因抗病蟲植物
轉基因抗病蟲植物為病蟲害防治開辟了新路。1985年美國科學家將煙草花葉病毒外殼蛋白基因(cp)導入感病的煙草,轉基因植株增強了對病毒的抵抗力。這種通過轉cp基因獲得抗病性的方法後來在蕃茄、馬鈴薯、大豆、水稻等多種植株上獲得了成功。可見這是一種很有前景的生物工程研究。
三、 對策與建議
1、抓住發展機遇,加強微生物農葯研究
我國農業可持續發展要求確保食物安全,發展高產優質高效農業,維護資源的合理利用,建立良好的生態環境,以實現農業和農村的持續發展。要促進農業的可持續發展,推廣應用微生物農葯是重要的技術支撐之一。 此外,隨著我國加入WTO,國內市場進一步開放,我國農產品將面臨嚴峻的挑戰。發展優質、無公害的農產品,提高參與國際市場的競爭力,微生物農葯將起著極其重要的作用。因此,要抓住機遇,大力發展微生物農葯。
2、強化基礎研究,加大研究力度
發展微生物農葯,政府必須加大科研經費的投入。首先應建立省級微生物農葯研究基地或工程中心,組成一支微生物農葯科研隊伍,圍繞當前生產上主要農作物重大病蟲害開展生物防治的研究,系統篩選高效菌株,建立優化的發酵、增殖生產工藝和規范的生產質量標准,組建配套的田間實用技術;其次要加強微生物農葯作用機理的研究,可根據其作用位點和活性中心反推導,指導菌種選育,更新劑型,合成新農葯的先導化合物,創制新農葯。
3、加速微生物農葯產業化進程
微生物農葯的研究在立項的同時就應考慮到項目的最終目標是形成微生物農葯產品,將要進入市場,因此,應著重對微生物農葯的制劑加工、產品質量、環境行為等一系列問題開展研究,提高微生物農葯商品的質量和競爭能力;政府應制定向微生物農葯產業化傾斜政策,一方面要加大扶持微生物農葯產業化的支持力度,另一方面要鼓勵企業單位直接參與項目研究,使企業成為微生物農葯研究成果轉化為生產力的基地,促進微生物農葯的產業化。
4、微生物農葯的開發與無公害生產建設相結
合 微生物農葯是無公害農產品生產必須的生產資料,因此應該將微生物農葯的開發和無公害農業生產基地的建設緊密結合,在廣泛建立無公害農產品生產基地的同時大力推廣應用微生物農葯。圍繞我省農業結構調整、提高農業效益、增加農民收入、改善農村生態環境的主題,結合我省無公害農業對植物保護研究的新要求,大力發展微生物農葯,使微生物農葯及其配套使用技術在農作物主要病蟲害防治中發揮更大的作用,為「十五」期間加速我省農業由主要追求數量向注重質量效益的根本轉變、保障食物安全、保護環境、促進農業可持續發展,提供有力的科技支撐。 附:我國無殘留農葯研究達到國際先進水平 一種以昆蟲病毒為主的專門防治茶葉害蟲的純「活體微生物農葯」,日前被國家農業部正式批准實現批量生產,開始在全國有機茶基地推廣使用,這標志著我國無殘留農葯應用這一高科技領域已達到國際先進水平。 這種最新研製的純「活體微生物農葯」被命名為「武大綠洲茶園」,是國家計委批準的「國家高技術產業化示範工程項目」中一項生物高新技術成果。它是按照聯合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)共同創導使用的最有毒力和最安全的昆蟲桿狀病毒與其它微生物復合而成。 由武漢大學生命科學學院昆蟲病毒研究所和湖北武大綠洲生物技術公司開發研製的「武大綠洲茶園」,是以茶尺蠖核型多角體病毒為主與其它微生物復合而成,是一種具有自主知識產權的純生物殺蟲劑。這也是目前國內外首例通過國家鑒定並可直接用於有機茶大面積防治茶尺蠖、茶毛蟲、茶小卷葉蛾三大害蟲的純生物農葯。
研究現狀
微生物農葯
江蘇省農科院植保所引進完整的NPV和GV增效株系及VEF增效基因重組表達體系,為我國開發該項最新技術奠定了堅實的基礎,目前已開發出針對水稻螟蟲(二化螟、三化螟)的NPV-GV增強型高效生物殺蟲劑,對二化螟的殺蟲效果均達90%以上。 蘇雲金芽孢桿菌(Bt)——微生物殺蟲劑,在20多個省市用於防治糧、棉、果蔬、林業等作物上的20多種害蟲,使用面積達5千萬畝次。隨著綠色食品的深入人心,Bt制劑在國內外農葯市場上收到普遍歡迎。江蘇里下河地區農科所自70年代專業從事蘇雲金桿菌(Bt)、球形芽孢桿菌(Bs)等微生物農葯的研究與生產,是國內最早的生物農葯研究機構之一[3]。「九五」期間在研究篩選對夜蛾類等害蟲廣譜高殺蟲活性Bt菌種的基礎上,成功地運用Bt與國產氟鈴脲(昆蟲生長調節劑)兩種生物農葯增效復配的方式,既克服了Bt制劑的不足,也解決了氟鈴脲單獨應用成本較高和易產生葯害等問題,對一些夜蛾類害蟲,在初孵及1-3齡的齡期結構情況下,防效已達到80%左右,葯效期7-10天,大大超過了Bt制劑單用的水平;近年來,深入開展了微生物高效毒株的篩選和生物增效因子的研究,篩選出高毒力Bt菌株Yz-2、和兩株對Bt、SeNPV具有顯著增效作用的病毒(PuGV-Ps和AsNPV);率先在省內開展Bt復配製劑的研究,篩選了Bt+阿維菌素等多個增效組合,示範推廣效果顯著。通過增進毒株毒力、病毒增效因子修飾、復配增效等多重有效手段克服制約微生物殺蟲劑應用的瓶頸,提高 Bt、病毒制劑毒力、擴大殺蟲譜、增強環境穩定性,為其大規模運用於生產實踐,開辟了新的途徑。
存在問題
微生物農葯
微生物農葯評價:以微生物農葯為主的生物防治是一種持久效應,因此對微生物農葯的防治效果應該進行長期追蹤調查,這樣才能制定出使用微生物農葯進行農作物病蟲害管理的途徑和策略。把微生物農葯的防效與化學農葯的防效進行比較,並套用化學防治的使用方法進行生物防治,這是一種錯誤的思路。微生物農葯是通過生物間的相互作用來控制植物病蟲害發生、為害的,微生物農葯的效果不可能像化學農葯那麼快速、有效,但它們的防效是持久的、穩定的[4]。因此,應該建立生物農葯防治植物病蟲害效果的評價體系,從生物農葯對環境保護、可持續控制、農產品安全等諸方面的影響進行評估,有利於生物農葯健康、迅速地發展。 微生物農葯的中試和制劑問題:微生物農葯進行實驗室研究、小試的產品和品種很多,但真正最終實現產業化的卻很少,究其原因,主要是未能解決產銷用三個環節的實際問題。許多研究人員不大願意做大范圍的田間生物防治試驗,因為這種試驗費用大,各種干擾因素復雜,獲得成果的可能性小。所以,國家政府在經費投入上應對微生物農葯的研製及其產業化給予傾斜,鼓勵研究人員加快微生物農葯的產業化進程,同時對微生物農葯產品的商品化應給予優惠條件。 微生物農葯劑型單一、生產工藝落後,產品的理化指標和有效成分含量不穩定,致使成為微生物農葯發展的一個瓶頸。因此,要開展產學研聯合攻關,篩選能保持新劑型理化性狀的助劑配方,篩選能提高新劑型分散性和附著性的表面活性劑,研製出提高生物農葯防治效果的新助劑和新劑型。提高微生物農葯的防治效果和有效利用率。 農民對微生物農葯的認識問題:由於農民長期使用化學農葯,首先考慮效果好壞,其次是成本與經濟效益的關系,基本不考慮環境污染和農產品殘留問題,對微生物農葯的優點和可持續控製作用缺乏感性認識,加上微生物農葯的毒性低、葯效相對慢等弱點和宣傳力度不足等原因,使農民對微生物農葯的優越性認識不足。因此要加大宣傳力度,使廣大農民充分認識到生物農葯的優越性,同時應加強農產品化學農葯殘留的檢測,嚴格實行農產品優質優價,使農民真正獲得使用生物農葯的好處;要抓住當前各級政府大力發展無公害農產品、大面積建設無公害農產品生產基地的契機,促進微生物農葯的迅速發展。
應用前景
微生物農葯
微生物農葯是21世紀農葯工業的新產業,代表著植物保護的方向,其最大的優勢在於能克服化學農葯對生態環境的污染和減少在農副產品中農葯殘留量,同時在示範推廣微生物農葯應用的過程中,農副產品的品質和價格將大幅度上升,有利地促進農村經濟增長和農民增收,社會效益不可估量。 中國已加入WTO,農業將面臨新的發展機遇和空間,農副產品出口市場更加廣闊,提高中國農產品的國際市場競爭力的重要因素之一是降低農產品有毒物質的殘留量,而微生物農葯將為農產品優質安全生產和降低有毒物質殘留量提供技術和物質保障。微生物農葯研究與發展,將有效地實現農產品的優質安全生產,提升農產品的經濟附加值,擴大我國農副產品外銷市場,推進綠色產業的發展,這些均對發展農村經濟、增加農民收入、促進農村繁榮具有重要的推進作用。微生物農葯作為無公害農副產品生產的必要生產資料之一,在未來的農作物病蟲害防治方面將有巨大的市場需求,因此,進一步加快微生物農葯的研製、產業化和推廣應用進程,降低農葯在農副產品中的殘留和對農田生態環境的污染,實現農作物重大病蟲害可持續控制,滿足中國無公害農產品產業化生產對農業科技的重大需求,必將產生巨大的社會、經濟和生態效益。
㈧ 生物制葯,葯物制劑,中葯制葯,生化制葯分別是什麼意思
【生物制葯】
生物葯物是指運用微生物學、生物學、醫學、生物化學等的研究成果,從生物體、生物組織、細胞、體液等,綜合利用微生物學、化學、生物化學、生物技術、葯學等科學的原理和方法製造的一類用於預防、治療和診斷的製品。生物葯物原料以天然的生物材料為主,包括微生物、人體、動物、植物、海洋生物等。隨著生物技術的發展,有目的人工製得的生物原料成為當前生物制葯原料的主要來源。如用免疫法製得的動物原料、改變基因結構製得的微生物或其它細胞原料等。生物葯物的特點是葯理活性高、毒副作用小,營養價值高。生物葯物主要有蛋白質、核酸、糖類、脂類等。這些物質的組成單元為氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等,對人體不僅無害而且還是重要的營養物質。生物葯物的陣營很龐大,發展也很快。
葯物制劑所謂葯物制劑,從狹義上來講,就是葯物的劑型,如針劑,片劑,膏劑,湯劑等等;從廣義上來講是葯物
【葯物制劑學】,是一門學科.
葯物制劑對人類起到非常大的意義,具有重大的作用.葯物制劑其實就在我們身邊.如果我們感冒了,我們會吃一些感冒葯,有的人吃的是膠囊的「康泰克」,有的人吃的是片狀的"感康".其實"膠囊","片狀",這就是葯物制劑.葯物制劑的作用一般分為兩類:
1.葯物制劑能為患者減少痛苦.有的人生病了,也不想吃葯,因為他討厭葯的苦味,葯真的是苦澀難咽.但是一旦把葯做成糖衣片的話,這就不同了,避免了讓患者飽受苦澀的煎熬.
2.葯物制劑能使葯物發揮其作為"葯物"的作用和效果.胰島素是一種蛋白質,被人體食用後會變為自身營養.但是把胰島素做成針劑,注射到糖尿病患者的體內,將會對糖尿病患者起到治療的作用.
【中葯制葯】,
中葯制葯技術是學習研究中葯制葯的,其實總的說來也沒有什麼區別。課程設置和培養目標也差不多。中葯制葯技術涉及到的車間的東西要多一點。
【生化制葯】
培養目標:培養具有化工、生物和制葯綜合基礎理論知識和較強應用能力,能在生化制葯生產一線從事生產操作、組織管理、科研開發、更新改造、市場開發等工作的高等技術應用性專門人才。
主幹課程: 無機及分析、有機化學、微生物基礎、物理化學、生物化學、葯物化學、葯劑學、制葯過程原理及設備、微生物制葯工藝及反應器、化學制葯工藝及反應器、化學實驗技術、微生物學基本操作、葯物分析與檢驗技術、葯物分離與純化技術、葯物合成反應技術與方法等。
就業升學前景: 我國制葯行業主要以化學制葯和生物制葯為主,生化制葯是一個新的增長點,人才需求旺盛。該專業畢業生可在葯品生產企業、醫葯公司、保健品、食品、釀造、農葯、化工、輕工、環保部門及衛生檢驗、葯品檢驗、葯品營銷等其它與本專業相關的企業和部門工作;也可升入制葯工藝、化工工藝、生物技術等本科專業繼續深造。
㈨ 與微生物有關的葯物制劑主要有哪些
微生物葯物制劑分幾類:
1,微生物本身作為葯物
2,微生物分解產物作為葯物
3,微生物在特定環境中產生的激素累作為葯物
㈩ 葯物制劑的常見微生物污染是什麼
常見污染葯物制劑的微生物:主要看來源,包括葯物原材料,制葯用水、空氣、操作人員、包裝物、制備廠房和建築物.E.COLI是一種.
室外空氣中常見產芽胞桿菌、產色素細菌及真菌孢子等;室內空氣中的微生物比室外多,室內空氣中常見的病原菌有腦膜炎奈瑟氏菌、結核桿菌、溶血性球菌、白喉桿菌、百日咳桿菌等.
水中的病原菌如傷寒桿菌、痢疾桿菌、霍亂弧菌、鉤端螺旋體等主要來自人和動物的糞便及污染物.