㈠ 生物药物的来源它主要包括哪些类型
生物药物是指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果,综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法,利用生物体、生物组织、细胞、体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。生物药物,包括生物技术药物和原生物制药。
来源:
正常机体之所以能保持健康状态,具有抵御和自我战胜疾病的能力,正是由于生物体内部不断产生各种与生物体代谢紧密相关的调控物质,如蛋白质、酶、核酸、激素、抗体、细胞因子等,通过它们的调节作用使生物体维持正常的机能。根据这一特点,可以从生物体内提取这些物质作为药。
生物药物的原料来源:
天然的生物材料:人体、动植物、微生物和各种海洋生物。
随着生物技术的发展,有目的人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的重要来源,如用基因工程技术制得的微生物或细胞。
分类:
按药物的结构分类
按结构分类有利于比较一类药物的结构与功能的关系、分离制备方法的特点和检验方法。
(1)、氨基酸及其衍生物类药物
天然氨基酸和氨基酸混合物及衍生物。蛋氨酸可防治肝炎、肝坏死和脂肪肝,谷氨酸可用于防治肝昏迷、神经衰弱和癫痫。5-羟色氨酸。
(2)、多肽和蛋白质类药物
化学本质性同,分子量有差异。蛋白质类药物:血清白蛋白、丙种球蛋白、胰岛素;多肽类药物:催产素、胰高血糖素。
(3)、酶和辅酶类药物
酶类药物按功能分为:消化酶(胃蛋白酶、胰酶、麦芽淀粉酶)、消炎酶(溶菌酶、胰蛋白酶)、心血管疾病治疗酶(激肽释放酶扩张血管降血压)等。辅酶类药物在酶促反应中传递氢、电子和基团的作用,辅酶药物已广泛用于肝病和冠心病的治疗。
(4)、核酸及其降解物和衍生物类药物
DNA可用于治疗精神迟缓、虚弱和抗辐射,RNA用于慢性肝炎、肝硬化和肝癌的辅助治疗,多聚核苷酸是干扰素的诱导剂。
(5)、糖类药物
抗凝血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤、增强免疫功能和抗衰老。
(6)、脂类药物
磷脂类:脑磷脂、卵磷脂可用于治疗肝病、冠心病和神经衰弱症。脂肪酸降血脂、降血压、抗脂肪肝。
(7)、细胞生长因子
干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等。
(8)、生物制品类
从微生物、原虫、动物和人体材料直接制备或用现代生物技术、化学方法制成作为预防、治疗、诊断特定传染病或其它疾病的制剂。
按来源分类
有利于对不同原料进行综合利用、开发研究。
(1)、人体组织来源
疗效好、无副作用,来源有限。人血液制品类、人胎盘制品类、人尿制品类。
(2)、动物组织来源
动物脏器,来源丰富、价格低廉、可以批量生产。但由于种属差异,要进行严格的药理毒理实验。
(3)、植物组织来源
中草药,酶、蛋白质、核酸。
(4)、微生物来源
抗生素、氨基酸、维生素、酶。
(5)、海洋生物来源
动植物、微生物。
按生理功能和用途分类
(1)、治疗药物
肿瘤、艾滋病、心脑血管疾病等。
(2)、预防药物
传染性强的疾病,疫苗、菌苗、类毒素。
(3)、诊断药物
速度快、灵敏度高、特异性强。免疫诊断、酶诊断、放射性诊断、基因诊断试剂。
(4)、其它
生化试剂、保健品、化妆品、食品、医用材料。
㈡ 药剂可能被微生物污染的途径有哪些
常见污染药物制剂的微生物:主要看来源,包括药物原材料,制药用水、空气、操作人员、包装物、制备厂房和建筑物.E.COLI是一种.
室外空气中常见产芽胞杆菌、产色素细菌及真菌孢子等;室内空气中的微生物比室外多,室内空气中常见的病原菌有脑膜炎奈瑟氏菌、结核杆菌、溶血性球菌、白喉杆菌、百日咳杆菌等.
水中的病原菌如伤寒杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体等主要来自人和动物的粪便及污染物.
㈢ 微生物在中医药领域的应用有哪些
微生物在中药中的应用
摘要:中药是中华民族的瑰宝,几千年来中医药为我国人民的健康做出了巨大的贡献,形成了系统的中医药理论和大量经实践检验的成药验方。中药作为天然药物正逐步引起世界的关注。微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物,包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体,它个体微小,却与人类生活关系密切。利用微生物广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。微生物在中药领域有着广泛的运用。微生物可运用于中药菌体发酵、中药炮制等。
关键词:微生物 中药 发酵技术 发酵中药
中国是中医中药的起源,几千年来中医药为我国人民的健康做出了巨大的贡献,并逐渐积累,形成了系统的中医药理论和大量经实践检验的成药验方。中药行业是我国具有比较优势的少数几个产业之一,在自然科学领域,我国最有实力、最有优势、最有后劲的就是中医药。它是中华民族的瑰宝,也是世界传统医学中重要的组成部分,在预防和治疗疾病方面发挥着重要的作用。正受到各国人民和研究人员的关注和重视。目前各国都在从中药等天然产物中寻找有效药源。
微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物,包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体,它个体微小,却与人类生活关系密切。涵盖了有益有害的众多种类,广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。微生物学是生命科学中发展较快的学科之一,在生命科学中地位越来越重要,成为各门学科都离不开的重要工具。在制药药现代化进程中,微生物显示出了越来越重要的作用,充分利用现代微生物学成果可以更好地促进制药的现代化,也为微生物学的发展开辟了新领域。
1 微生物学理论促进了微生物相关中药的发展
对传统微生物中药的生物学研究加深了传统微生物中药的应用和产品开发,特别是多种中药微生物纯培养物代替原药材的研究尤其引人注目,如灵芝、猴头等各种药用菌的栽培, 对保护环境、保护资源、满足人民群众用药需求起到了十分巨大的作用。以金水宝为代表的从冬虫夏草中分离的真菌纯培养物代替冬虫夏草的研究取得了巨大的经济和社会效益, 掀起了以蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾多毛孢、蛹虫草、等虫生真菌的研究热潮。对一些微生物和植物相互作用形成的中药也有了更深入的认识, 如龙血竭的形成与真菌有密切的关系, 是龙血树抵抗微生物侵染而产生的一种植物抗毒素;僵蚕中的一些有效成分是微生物、蚕、桑叶相互作用形成的。对天麻、茯苓等中药的生物学研究促进了这些中药品种栽培技术的发展。
微生物相关中药形成方式,可以分为以下几种情况:1)以腐生生活方式形成的大型药用真菌,如灵芝、猴头、木耳、香菇等。这些真菌基本上都可以实现人工栽培。2)天然微生物发酵植物性中药材料形成,如神曲、红曲等,主要是酵母和丝状真菌。3)植物和微生物共生形成的中药, 如天麻是蜜环菌和天麻植物的共生体,天麻植物依靠蜜环菌提供营养;猪苓也是由于蜜环菌侵入猪苓菌核形成的共生体,由蜜环菌提供营养。4)寄生真菌侵染活体昆虫形成的虫菌复合体,其实质是昆虫的致病菌。如冬虫夏草、僵蚕、蛹虫草等。5)微生物侵染植物后,植物抵抗微生物的侵染而形成的植物抗毒素,如龙血竭、沉香等[1]。
微生物相关中药活性成分的研究为这些中药的质量标准化起到了重要的作用,也加深了对这些中药药理作用的认识。药理学研究促进了传统微生物中药在治疗现代社会的高发病如癌症、心脑血管疾病、病毒性疾病中的应用。多数微生物中药都具有滋补保健的效果,如灵芝、冬虫夏草成为保健食品开发的热点。大多数药用真菌都含有真菌多糖, 真菌多糖能增强免疫力、没有直接的细胞毒作用,成为抗癌、抗病毒产品开发热点。
2 微生物发酵在中药中的应用
发酵工程是指采用工程技术手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的离体酶的某些功能,为人类生产有用的生物产品,或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。
发酵工程微生物发酵制药是指利用微生物技术,通过高度工程化的新型综合技术,以利用微生物反应过程为基础,依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物,通过分离纯化进行提取精制,并最终制剂成型来实现药物产品的生产。
中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上,吸取了微生态学研究成果,结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术,是从中药(天然药物) 制药方面寻找药物的新疗效。传统的中药发酵多是在天然的条件下进行的,而现在的中药发酵制药技术是在充分吸收了近代微生态学、生物工程学的研究成果而逐渐形成的。其先进发酵工艺特点是:以优选的有益菌群中的一种或几种、一株或几株益生菌作为菌种,加入中药提取液中,再按照现代发酵工艺制成产品,它是一种含有中药活性成分、菌体及其代谢产物的全组分发酵液的新型中药发酵加工制剂。
2.1古代中药发酵技术应用历史与现状
我国人民远在 4000多年前就学会利用发酵来酿酒,此后又相继利用发酵来生产酱、醋、豆豉和臭豆腐等食品。《本草经疏》曰:“古人用曲,即造酒之曲,其气味甘温,性专消导,行脾胃滞气,散脏腑风冷。”说明中药临床应用之曲是在酿酒业发展的基础上出现的,曲与酒相维系。后来人们在酒曲中加入其他药物制成专供药用的各类曲剂。《本草纲目》云:“古人用麴,多是造酒之麴。后医乃造神麴,专以供药,力更胜之。”可见古人早已将微生物发酵应用于中药炮制。即将药材与辅料拌和,一定温度和湿度下通过微生物的发酵达到提高药效、改变药性、降低毒副作用等目的。直到现在,临床仍在应用的发酵(制品)中药,如六神曲、淡豆豉、建曲、沉香曲、半夏曲、红曲、豆黄等,均是利用炮制环境中的野生微生物(多为霉菌、酵母、细菌等)进行多菌种固体发酵而成[2]。
发酵技术应用历史悠久,也是传统中药加工炮制的重要方法之一,一般主要是起到中药复合炮制的作用。不同的培养基经同样的发酵处理后会产生药性的差异,可利用该特性生产不同适应证的中药。例如,发酵淡豆豉时,以桑叶、青蒿发酵者,药性偏于寒凉,多用于风热感冒或热病胸中烦闷之症;以麻黄、紫苏发酵者,药性偏于辛温,多用于风寒感冒头痛之症。在清代,根据辅料中药及治疗功能的不同,又制出了皂角曲、竹沥曲、麻油曲、牛胆曲、开郁曲、海粉曲、覆天曲等10种药曲。
但是传统的中药发酵仅对自然界的菌种进行利用,且菌种不纯,不能利用现代研究成果定向改变药物的性能或有意识地根据药物之间的特性进行有目的的组合。同时,对那些在自然界中不占优势、生长条件要求比较严格的微生物来说,就不可能在药物上生长起来。这极大地限制了微生物的作用。另外,是否会落入有害菌也不明确,使微生物在药物中的潜在效能没有最大限度地发挥出来。
中药发酵研究开始于80年代,但仅是对真菌类自身发酵的研究,如灵芝菌丝体、冬虫夏草菌丝体、槐耳发酵等,大都是单一发酵。虽有报道加入中药,但也仅是将中药当做菌丝体发酵的菌质,同时研究发现,含有中药的菌质对原发酵物的功效有影响,只是未见深入研究。目前,已有学者呼吁中药发酵制药可按新药审批办法规定开发新药。同时也开展了另一项研究,即生物转化,我们认为它与中药发酵是密不可分的。90年代初,日本人小桥恭一发现中草药成分如番泻叶甙,可借助肠道细菌转化为致泻有效成分而起到治疗作用。又有报道,在中药有效成分与细菌的生物转化过程,许多甙类、黄酮类、黄酮醇、黄烷酮类、香豆素类等均经过肠道菌进行了化学修饰。有作者指出 ,在中药成分生物转化的研究过程中 ,对代谢物提纯、确定结构模式固然需要,但更应当推出微生物发酵。中药成分的生物转化是中药创制新药研究的重要方面。正在修订中的我国新药申报指导原则,已决定将生物转化列入创新(一类) 药的研究。董玫等研究发现,六味地黄丸发酵液可显着抑制小鼠肝癌 H22的生长,而等量的六味地黄丸煎剂则无明显抑瘤作用。六味地黄发酵液还可以对抗环磷酸酰胺所致白细胞减少,且升高报细胞的作用明显高于六味地黄煎剂。香港中医博士吴志勇成功发酵出黄芪液,经福建中医学院测定,发酵的黄芪所含的黄芪多糖是普通煎、煮、熬水提法的5.04~0.365倍之间。据悉,卫生部药品检验所动物试验结果:发酵中药只需1/28的量,即可与一般煎、煮、熬的水提物一份的量发挥同等的药效。据报道,含有中药成分的培养基对原发酵中药的影响和多菌种混合发酵的研究将有望成为未来的研究热点。
国外对于中药发酵的研究报道较少,主要在食品、酶工程,如日本的纳豆,用Bacillus菌发酵大豆。由于Bacillus菌酶系丰富(包括淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶),并能增加维生素K的含量,Bacillus subtilis菌环能消除小肠内致病菌,其提取物具有明显的抗癌活性和降压作用。中草药发酵的研究有必要借鉴上述成功的经验[4]。
2.2中药发酵制药的特点
中药发酵制药技术的典型特点就是生物转化。可概括如下几点:1)药物的有效组分、活性物质最大限度的得以提取、利用;2)药物进入人体后不能直接被利用的有效活性组分,因在体外得以完成而被直接利用,迅速发挥应有效能;3)优选的人体有益菌种本身具有补充或增强原有药物的功能;4)中药发酵制药与原有药物相比产生了新的活性物质,从而具有新的保健、预防或治疗功能;5)是实现中药现代化、具有高科技水平的又一新技术,生产工艺可控,所得产物精确,制剂方便,便于与国际接轨[4]。
2.3 中药发酵的分类
中药发酵分为液体发酵和固体发酵。液体发酵是在借鉴抗生素生产工艺的基础上,把菌丝体加入培养基中,将之与药材混合后放置于适温下进行发酵。液体发酵具有较高的物质传递效率,易于实现发酵工艺的自动化控制。固体发酵是以富含多种营养成分的农副产品如麦麸、甘蔗渣、玉米芯等作为发酵营养基质,用一种或多种真菌作为发酵菌种,在一定的温度、湿度条件下进行发酵。固体发酵在发酵过程中既生长菌体,又形成各种次生代谢物质,难以将其分离,南京中医药大学庄毅教授将它们统称为“菌质”。按应用方式又可将其分为“无渣式”和“去渣式”,前者不用经过提取可直接用药,后者要经过有效成分的提取和制剂后才可用药[3]。
2.4发酵在中药研究中的应用
2.4.1利用中药培养基发酵药用真菌
菌物界估计逾十万种,可供药用的高等真菌约20余种,利用潜力巨大。国内20世纪60年代兴起深层培养(或发酵),2世纪80年代中国医学科学院药物研究所进行的冬虫夏草大规模发酵培养研究,也仅是对菌类自身发酵的研究,如灵芝、冬虫夏草、香菇发酵等,且大多是单一发酵。目前对灵芝、云芝、冬虫夏草、灰树花、密环菌、金针菇、香菇、姬松茸、茯苓等很多菌种的发酵技术已日趋成熟。
庄毅曾提出了菌质的概念,即用一定的药用菌菌种接种在一定的固体基质上,在一定环境条件下,经过一定时间发酵(发酵周期),在特定的质量指标控制下达到发酵终点而产生菌质。可采用现代技术将有效真菌与中草药组成的不同发酵基质构成各种发酵组合,在一定条件下进行发酵,产生各种性质不同的菌质。可以利用中药作为培养基的组成部分,构建药性菌质,比较发酵前后中药相关成分的变化,为中药与药用真菌的结合寻找突破点,并开发具有良好功效的药物。王玉红等在发酵培养基中添加适量的黄芪以促进灵芝的生长和灵芝多糖的产生,结果其多糖的组分发生了变化,有可能产生了新的物质。尤建良等将中药抗癌复方“康复灵”(主要含党参、麦冬、薏苡仁、猪苓、淮山药等)以灵芝菌进行生物发酵,结果表明灵芝中药制剂发酵液的抑瘤率达47.87%比单独的灵芝发酵液、单味中药制剂和灵芝发酵液中药制剂混合液均有明显提高。
2.4.2中药发酵用于药材的炮制
发酵法一直是中药炮制方法之一,它借助微生物的作用,改变中药原有药性,提高疗效,降低毒副作用,扩大适应症。微生物在生长过程中产生的各种酶,将药物的成分分解转化为新的活性成分或将毒性成分分解而降低药物的毒副作用。现代中药加工中用发酵法炮制中药,如五倍子,这种中药具有收敛止泻、止血的功能,但其主要成分鞣酸在肠道中与蛋白质结合会降低其活性。研究人员用含根毒菌等物质的酵曲发酵五倍子,能显着提高其收敛作用,降低副作用。
香港中医吴志勇博士与内地教授林陆山合作,运用生物工程技术发酵中药获得成功。它彻底改变了煎、煮、熬、炼、蒸、浸的传统加工工艺,并使药效提高,发酵黄芪所含的黄芪多糖最多为传统工艺的5倍,且动物实验证明发酵黄芪的用量为传统方法制成的药的1/28,即可产生相同的药效。
(1)提高有效成分提取率
中草药中植物类药材占90%,药材有效成分多存在于胞浆中,植物细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶质、木质素2 发酵在中药研究中的应用2.1中药发酵用于药材的炮制等物质构成的致密结构。在中药有效成分提取过程中,当胞浆中的有效成分向提取介质扩散时,必须克服细胞壁及细胞间质的双重阻力,使有效成分浸出受阻。微生物可利用中药中的成分为营养进行分裂、生长、繁殖和代谢,在代谢过程中分泌蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等几十种胞外酶进入培养基,使细胞破裂,细胞间隙增加,减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力。体外试验证明对盾叶薯蓣采用预发酵,有效组分薯蓣皂苷元的产率明显提高。
(2)中药发酵可提高中药药效
在发酵的过程中,对中草药细胞进行破壁使有效物质溶出,提高了活性成分的浓度。并且,将许多人体不能直接吸收利用的大分子有效活性物质降解成小分子的活性物质,使发酵中药在人体中可以较快的被吸收,且吸收较完,治疗效果好。
王林等人用麻黄、莱菔子、金银花、连翘四味中药发酵灵芝菌,发现这四味中药对灵芝菌的生物量有明显的促进增加作用,且使灵芝发酵液的止咳、祛痰作用高于其与中药混合发酵前。
董枚等也报道,将传统方六味地黄汤发酵,其发酵液对小鼠肝癌具有显着的抑制作用。六味地黄发酵液0.3g/kg连续给药两周,可显着抑制小鼠肝癌Hzz的生长,抑瘤率为30,而同等剂量的六味地黄煎剂无明显的抑瘤作用,而且六味地黄发酵液组的白细胞数比煎剂组多(P<0.01)。在免疫调节方面,六味地黄发酵液的功效明显优于六味地黄煎剂。
陈永强等经实验发现,甘草经微生物产生的β-葡萄糖醛酸酶水解后甘草酸转化为甘草次酸,甘草次酸可被肠道直接吸收,短期内在血液中达到较高的药物浓度,迅速作用于靶部位,并且通过微生物的作用,甘草的细胞间质及细胞壁得到分解,促进甘草其它有效成份的释放。通过微生物对甘草的转化作用,甘草的急性抗炎、镇痛效果都显着增强。
(3)中药发酵产生新的活性物质
有些中药经过多菌种混合发酵后还可产生新的活性物质,产生新的功能,为活性物质的筛选提供新的途径。云南大学与昆明植物研究所李国红等人,联合采用枯草芽孢杆菌对三七根进行发酵后,在对其中的皂苷成分的研究中发现,从发酵后的三七中分离到了人参皂苷RH4。这种化合物未在发酵前检测到,说明这种化合物是通过发酵产生的,可能是在发酵的过程中,三七须根的某些皂苷被微生物转化为人参皂苷RH4。
(4)减毒增效
微生物有可能将中药中的有毒物质进行分解,从而降低药物的毒副作用。大黄生用泻下作用峻烈,易引起腹痛、恶心等胃肠道反应。大黄泻下成分主要是结合型蒽醌衍生物,其中以二蒽醌番泻苷的作用最强。在中医临床中,为了缓和大黄的泻下作用及对胃肠道的不良反应,常用不同的炮制方法,使结合型蒽醌分解或破坏,从而缓和泻下作用和其它副作用。云南中医学院的学者戴万生等人,用发酵法炮制大黄,改变了大黄的蒽醌类成分的含量。蒽醌类成分经酵母发酵后,总蒽醌含量仅略有降低,较传统方法保存了更多的大黄总蒽醌,而起泻下作用的结合型蒽醌含量降低。另外,作为抗菌、抗肿瘤的主要有效成分的游离型蒽醌的含量增加了6倍左右,起到减毒增效的作用[5,6]。
2.5 发酵中药的优势
试验证明,发酵的中药与煎、煮、熬、灼、蒸、浸法提取的中药有以下几点不同:(1)中药发酵是在常温、常压条件下进行的生物转化过程,最大限度地保护了中药的活性成分,如对热敏感的挥发油和维生素等成分,如薄荷、当归等。(2)中药中有效成份不被破坏并充分利用,如蛋白质、氨基酸,维他命、微量元素等。经检验:发酵中药中含有18种氨基酸、大量的亚麻酸、多肽类小分子活性蛋白、20多种维他命和微量元素等。(3)发酵中药的分
子量较小,吸收较快、较完全、治疗效果较好。如临床中治疗跌打损伤,若筋骨无断裂,98%能1~2次治愈;痔疮98%一次根治。经中央卫生部药物检验所试验证实:发酵中药的药效是普通水提法中药的4~28倍。(4)目前很多中药不能进入国际市场的主要原因之一是重金属超标,而发酵中药所含的重金属不会产生毒性,如朱砂不会释放出水银(汞),(5)发酵法既环保又可“废物”再用,通常中药提取有效成分后药渣弃掉,污染环境。发酵法经过反复发酵,约95%被利用,中药渣(即纤维)经过纤维素酶的水解及多酶体的裂解代谢,大部分变成单糖(葡萄糖),可被机体利用,未被利用的纤维素可润肠通便,起到肠道清道夫的作用,有的便秘患者服用了发酵中药后意外地解决了便秘的问题[5]。
2.6中药发酵技术中的关键技术
目前中药发酵技术无论在基础理论方面还是在方法上的研究仍处于起步阶段,对单味药材发酵和传统复方发酵开发得都很少,故少有投入生产的发酵新药。同时中药发酵技术也面临一些问题,如中医药自身体系的模糊性、中药成分的复杂性、中药发酵机理的不明确性、微生物生长特性的多样性以及在中药发酵过程中如何贯彻中医理论的指导等。因此,对中药发酵关键技术的正确把握关系到其发展方向和前景,笔者认为,今后以下几方面的工作有待深入研究。
2.5.1中药发酵机理:目前微生物发酵中药的机理已有一些基础和推断,但由于中药化学成分的复杂性和作用机理的不明确性,中药的有效成分、一些非有效成分及特殊的基质环境与微生物的相互作用尚有待研究;针对具体的中药及复方,明确其发酵作用机理,揭示发酵中药的科学内涵,其发酵体系的特点和作用机理仍待进一步研究。
2.5.2 中药发酵共性技术:加强对单味中药、中药提取物、中药复方发酵技术、微生物培养的系统研究,并进行成分的分离、鉴定和相关药理试验,明确微生物的性质以及变化过程,建立起统一的能应用于大多数中药发酵的通用方法与共性技术体系,为实现发酵中药的现代化、科学化、国际化提供新的途径和方法。
2.5.3 优良菌种选育技术:菌种的选育是中药发酵的关键和基础。因此,应该加大发酵菌种的选育和评价工作,使更多优良的菌种能够最大限度作用于中药,从而为更多有价值的发酵中药产品的研制奠定基础。
2.5.4 现代复合微生物发酵技术:多菌种发酵较单一菌种发酵具有更强的生物转化能力,但也是发酵研究的难点。传统中药发酵多是自然界混合菌种天然发酵的结果,因那时人们并不知道微生物和发酵的关系,从而很难人为控制发酵过程。如何应用现代微生物工程的相关技术,进行中药多菌种发酵,提高发酵生产的可控性、稳定性,提高发酵中药的有效性和安全性,是进行现代发酵中药研究的又一关键技术。
2.5.5 发酵中药筛选模型和多维评价体系:中药具有品种多样性、化学成分复杂性、药效作用多向性的特点,中药复方具有整体性、系统性、复杂性、非加和性等特点。因此,中药及其复方在发酵过程中如何遵循中医药理论的指导,进行发酵后选用何种评价指标和评价模型,建立发酵中药筛选模型和多维评价体系,是发酵中药研究的又一技术难点[7]。
3微生物在组培中药材次生代谢产物的形成中的应用
用组织培养方法来生产中药的有效成分是解决中药资源紧张的重要手段,是中药现代化的重要内容之一。在组织培养中用发根农杆菌诱导组培物产生发状根(hairy root),由发状根形成次生代谢产物已成为利用中药组织培养物产生次生代谢产物的常用方法。到目前为止已建立了80多种植物的发状根无性系,其中不少是药用植物。Yosh ikawa等的研究表明,人参的发状根在无外源激素的条件进行培养,人参皂苷,可达干质量的0.95%,而天然栽培根仅为0.4%,因此人参发状根完全有可能代替天然人参作药用。黄遵锡从短叶红豆杉诱导出发状根,选育出的5株无性系20 d后生物量增加9倍,紫杉醇的量是愈伤组织的1.3~8.0倍。
在植物与微生物的相互作用中,真菌能诱导植物中特定次生产物的积累,使植物产生对这些病原微生物的抗性。丹参是一种重要的药用植物,利用丹参毛状根和丹参转化细胞生产丹参酮等次生代谢物成为研究的热点。大丽轮枝菌.激发子V44和酵母提取物分别诱导丹参毛状根和丹参转化细胞后,过氧化物酶活力显着提高,且有利于次生代谢产物的积累[1]。
药用植物内生真菌在中药栽培和中药新资源开发方面的应用
内生菌(endophyte)主要指在其生活史的某一阶段存在于健康植物的组织中、不形成明显侵染的一类微生物。内生菌可以促进宿主的生长、发育,增强对不良环境的抵抗力,甚至会促进宿主植物某些代谢产物的形成。深入研究中药内生菌,对研究中药的活性成分和栽培可能具有重要作用。内生真菌与宿主植物某些活性成分的形成有密切关系,对于不同地方的相同物种来说,其内生真菌类群是不同的,这可能是形成中药道地性的原因之一。
开唇兰小菇、石斛小菇、兰小菇等3 种小菇属内生真菌对兰科濒危药用植物铁皮石斛、金线莲的生长有促进作用。接种3 种内生真菌后,铁皮石斛苗的生长量高于对照3~5倍,石斛小菇、兰小菇对铁皮石斛原球茎增殖也有明显促进作用;接种3种真菌的金线莲苗,侧芽及侧根数均显着高于对照。在植物试管苗培养基中分别加入20%真菌菌丝及10 mg/L发酵液的醋酸乙酯提取物,结果发现3种菌的菌丝体及兰小菇的醋酸乙酯提取物能显着提高铁皮石斛原球茎的增殖率;石斛小菇的菌丝体对金线莲的生长和侧芽增殖有显着促进作用;开唇兰小菇和兰小菇的醋酸乙酯提取物分别对金线莲侧芽发生数及生长有显着促进作用,说明3 种内生真菌对铁皮斛、金线莲的促生长作用与菌丝内及分泌到菌丝外的代谢产物有关。
菌根是植物和真菌的共生体,是植物普遍存在的现象,菌根菌能促进菌根植物吸收矿质营养和水分,通过刺激或增加寄主植物产生次生代谢物,如抗生素、植保素、酚类化合物、苯丙烷类代谢酶系、木质素、过氧化物酶、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 接种韭菜进行试验, 结果接种株比未接种株的株高、鲜质量、干质量、叶绿素质量分数都增加,抗冻性增强。但在中药栽培研究中应用菌根技术尚未引起人们足够的重视,报道的文献比较少[1]。
展望
我国有悠久的重要使用史,微生物应用于中药业有悠久的历史,中药炮制采用微生物发酵法具有一般方法所无法比拟的优势,可以为开发新药、提高药物疗效、降低药物毒副作用的研究提供新的手段,为中药的发展开辟新的研究空间。进行中药发酵研究也具有成熟的现实条件,应当成为我国中药现代化研究的内容之一,从而更好的为人类服务。发酵中药所包含的成分极其复杂,对其成分分离纯化有较大的难度,今后应加强纯化条件的研究,并科学地优化,提高纯化水平。同时,应加强新剂型的研究开发,针对不同的适应症开发出相适应的剂型。
发酵中药是现代生物技术和中药研究的完美结合,必将为中药新药研究开发开辟新的道路,拓展更广阔的发展空间,并在中药新药研究开发中占有越来越重要的地位。发酵中药还有利于推进中药现代化和国际化进程,提高我国中药行业的国际竞争力,为中药走向世界、造福全人类做出新的贡献。
参考文献
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㈣ 常见微生物农药有哪些
常用的登记注册的微生物农药有:杀虫剂:苏云金芽孢杆菌、棉铃虫NPV、银纹夜蛾NPV、斜纹夜蛾NPV、黏病毒、小菜蛾病毒、草原毛虫NPV、蟑螂病毒;杀菌剂:亚宝、力宝、地衣芽孢杆菌、假单胞菌、荧光假单胞菌、蜡质芽孢杆菌、木霉菌;植调剂:增产菌、枯草芽孢杆菌。常见的微生物可以有效地防治棉铃虫、斜纹夜蛾、小菜蛾等害虫和一些真菌、细菌病害。微生物农药使用时应注意:①要避免施用时温度过低。生物农药施用时都要求较高的温度。试验表明,在25~30℃,喷施后的微生物活体农药防治效果要比在10~15℃的高出1~2倍。②要避免在干燥的天气下施用。最好选择阴天、雨后或早晨等湿度大时施用。③要避免强太阳光。太阳光中的紫外线对芽孢有着致命的杀伤作用,而且紫外线的辐射对伴孢晶体还能产生变形降效作用,因此要选择在下午4点以后或者阴天施用,发挥效果更好。④要避免施用后遭大雨冲刷。芽孢最怕大暴雨冲刷,因为暴雨会将喷施的菌液冲刷掉。⑤要避免与杀菌剂混用。如块状耳霉菌,作为一种真菌杀虫剂,药效是通过块状耳霉菌的活孢子作用来实现的。但作为一种活体真菌,如果与杀菌剂混用,它们被杀菌剂致死,自然失去杀虫作用。
㈤ 微生物菌剂的种类有多少分为哪几类
生物菌肥料/微生物肥料/菌肥
生物肥料(菌肥)需要区别于生物有机肥料。
微生物肥料也就是生物菌肥,但是其本质不是肥,只是通过一些工厂的手段培养的一些在土壤中有利于土壤和作物的有益菌类。
分类
1、有固氮作用的菌肥:包括根瘤菌、固氮菌、固氮蓝藻等;
2、分解土壤有机物的菌肥:包括有机磷细菌和复合细菌等;
3、分解土壤中难溶性矿物的菌肥:包括硅酸盐细菌、无机磷细菌等;
4、促进作物对土壤养分利用的菌肥:包括菌根菌等;
5、抗病及刺激作物生长的菌肥:包括抗生菌、增产菌等。
优势
三种以上多种复合菌相互促进、相互补充,抗土传病害效果远远大于单一菌种。有益菌群相互协同,共同作用,能使作物达到高产丰产的效果。
1、提高作物产量
2、改善作物品质
3、增强作物抗逆性
4、提高化肥利用率
5、改善土壤环境
㈥ 菌类常用灭菌药剂有哪些
(一)甲醛 又名福尔马林。为无色透明液体,有强烈的刺激气味,标准福尔马林含甲醛37%~41%,有强酸性反应,能与水或酒精以各种比例相混合。具有强烈的杀菌作用。0.1%~0.25%的甲醛溶液,在6~12小时内能杀灭细菌、芽孢及病毒。其杀菌机理为凝固蛋白质,还原氨基酸,属广谱性杀菌剂。性稳定,耐贮存,受有机物影响小。常用于接种时对空气进行熏蒸消毒或对环境喷洒消毒。也用于物体表面灭菌。此外,用1∶9的水稀释液,可作为浸制食用菌标本的固定剂和防腐剂。存放后如有白色沉淀出现,可加数滴硫酸溶解。它对人的皮肤、眼睛刺激性很强,使用时要注意防护。可喷洒25%氨水,用量为甲醛的3/4,10~30分钟后可消除甲醛残余气味。
(二)高锰酸钾 俗名灰锰氧。分子式:KMnO4。暗紫色晶状体,有金属光泽,性稳定,耐贮藏。易溶于水,呈紫红色溶液,其水溶液在酸碱条件下都不稳定,也易为醇类、亚铁盐、磺化物等分解。高锰酸钾是强氧化杀菌剂,240℃分解放氧。
在灰树花生产中,常用0.1%~0.2%的溶液,对床架、器皿、用具和皮肤表面灭菌。因是强氧化剂,其水溶液在酸碱条件下很不稳定,要随配随用。0.01%~0.1%浓度的溶液作用10~30分钟,可杀灭微生物营养体。5%溶液作用24小时,可杀灭细菌芽孢。其杀菌机理是使蛋白质和氨基酸氧化,并使酶失活,导致菌体和芽孢死亡。温度升高可加强杀菌作用,有机物可降低杀菌效果,碘化物和还原剂对其有拮抗作用。本品与福尔马林混合进行熏蒸灭菌,可产生甲醛气体。本品具有腐蚀性,勿以湿手取药。
(三)酒精 化学名称乙醇。无色透明液体,易挥发。使用优点是作用较快,性质稳定,无腐蚀性,基本无毒;缺点是有效浓度高,不能杀伤细菌芽孢,仅对细菌营养体、病毒与真菌孢子有杀伤作用。60%~70%溶液作用5分钟可杀死细菌营养体,对细菌孢子则需作用30~60分钟。杀菌机理是使蛋白质脱水变性,干扰微生物新陈代谢,抑制其迅速繁殖并有溶菌作用。消毒用酒精配制成70%溶液,浓度低消毒时间长;浓度高可使菌体表面蛋白质脱水凝固而形成保护层,反而妨碍其向深度渗透,降低杀菌作用。配制方法是,量取95%酒精75毫升,加20毫升冷开水即可。一般用于菌瓶试管外表、接种工具及皮肤消毒。
(四)新洁尔灭 阳离子型表面活性杀菌剂。含季铵盐5%。化学名称为十二烷基二甲基苄基铵。分子式:C22H38NBr。为淡黄色胶状体,具有芳香气味,极苦。易溶于水,溶液澄清,呈碱性反应,振摇时能产生大量泡沫。耐光,耐热,无挥发性,可长期贮存。高稀释度时能抑菌,高浓度则可杀菌。
杀菌机理是吸附于菌体表面,改变细胞壁的透性。还能降低表面张力,促使物体表面的油脂被乳化而兼起清洁作用。对人体无刺激性,对器械也无腐蚀性,是一种无毒的杀菌剂。在灰树花生产中,常用0.25%的水溶液对双手和器皿揩抹消毒,但有效期时间短,应随配随用。
(五)气雾消毒盒 商品为灰色粉剂。采用国际DCC-NA为主剂,辅以国内烟熏供热剂为载体,利用烟雾的热力及其无孔不入的特性,对接种箱、接种室、发菌室、栽培房等进行全方位的消毒。在室温18℃、相对湿度75%的条件下,对各种杂菌及病毒均有杀灭作用。本品易燃,使用时点火即产生气雾,含有氯味,对金属有腐蚀性。
(六)硫磺 杀菌剂和杀螨剂,黄色固体,在115℃下熔化成黄色易流动的液体。在160℃下变黑、变黏、不溶于水,微溶于乙醇和乙醚。可被水缓慢溶解。除矿油外,可与大多数农药混用。可加工成粉剂,为防止因静电而结球,常加入10%的惰性物质;也可加工成可湿性粉剂或微粒胶体悬浮剂。在灰树花生产中,常用于接种室、发菌室和菇房等空间熏蒸消毒。无内吸活性。杀菌机理:硫磺粉燃烧后产生SO2,其与水作用生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸附着于菌体细胞,能夺取细胞中的氧,菌体细胞因脱氧而死亡。为此,熏蒸时一定要将培养室喷湿。
(七)升汞 重金属盐型杀菌剂。化学名称为氯化汞。分子式:HgCL2。白色结晶性粉末,溶于水。和其他重金属盐类一样,对细菌具毒性,杀菌力特强。
杀菌机理是重金属离子带阳电,容易和带阴电的菌体蛋自相吸附,使其变性或沉淀。如汞能与细菌蛋白中的-SH基相结合,使某些以-SH为必要基团的酶类失去活性,而使细菌的生长和繁殖受到严重影响。在灰树花生产中,常用于分离材料的表面灭菌,一般是用0.1%~0.2%浓度的溶液对材料作揩擦或浸泡。
(八)多菌灵 又称棉萎灵、苯并咪唑44号。广谱内吸性氨基甲酸酯类杀真菌剂。化学名称:N-(苯鮩咪唑基)-氨基甲酸甲酯。分子式:C9H9O2N3。纯品为白色晶状粉末,工业品为棕色粉末。溶点306℃。对人、畜低毒。小鼠LD50(LD50为致死中量,即杀死50%试验动物所需要的药量)大于5000毫克/千克。残效期10天左右。
多菌灵的杀菌机理干扰菌体细胞的有丝分裂过程。对子囊菌类中的某些病原菌以及大部分半知菌类的病原菌有防治效果,对藻状菌类效果较差。市售主要剂型有25%和50%可湿性粉剂,还有40%乳剂。配成0.25%浓度的水溶液进行喷雾,可以防治木霉、轮枝孢霉、疣孢霉及部分镰刀菌引起的病害。在灰树花生料栽培中,配成0.1%~0.2%的水溶液用于拌料,对防治木霉、链孢霉等多种霉菌污染有较好效果。但不能与铜制剂混用。且对木耳、银耳、猴头菌等菌丝体生长有抑制作用。
(九)苯菌灵 广谱内吸性杂环类杀菌剂。商品为苯莱特,又名苯拉特等。化学名称:甲基-1-(丁基氨基甲酸)-2-苯并脒唑氨基酸酯。分子式:C14H18N4O3。纯品为白色结晶,熔点290℃,微有刺激性臭味。不溶于水,微溶于乙醇、氯仿、二甲基甲酰胺、丙酮等有机溶剂。干燥状态下稳定,在水溶液中可水解生成苯并脒唑氨基甲酸甲酯。对金属无腐蚀性。工业品纯度97%~99%。对多种真菌性病害有预防和治疗效果。但是对子囊菌中的链格孢属、多数藻状菌及担子菌无效。常用作灰树花病害的防治剂。它的毒性较低,大鼠口服LD50大于10000毫克/千克。加工剂型为50%可湿性粉剂。常稀释为800~1000倍液在菇棚喷雾。
(十)百菌清 有机氯保护性广谱杀菌剂。化学名称:四氯间苯二腈,也称2,4,5,6-四氯-1,3-二氰基苯。分子式:C8CL4N2,纯品为白色无味结晶,难溶于水,能溶于丙酮、二甲苯等有机溶液。工业品纯度98%,淡黄色、稍有刺激性气味。在常温下性质稳定,对碱、酸水溶液及紫外线也稳定,无腐蚀性。对人、畜毒性低。大鼠口服LD50大于10000毫克/千克。对皮肤和黏膜有轻微刺激。加工剂型为75%可湿性粉剂。稀释600~800倍喷洒菇床及菇(耳)木,可防治木霉等。在发病初期喷1次,以后每隔7~10天再喷1次。注意眼睛、皮肤防护,避免与石硫合剂混用。
㈦ 微生物农药有哪些
微生物农药(microbial pesticide)包括农用抗生素和活体微生物农药。为利用微生物或其代谢产物来防治危害农作物的病、虫、草、鼠害及促进作物生长。它包括以菌治虫、以菌治菌、以菌除草等。这类农药具有选择性强,对人、畜、农作物和自然环境安全,不伤害天敌,不易产生抗性等特点。这些微生物农药包括细菌、真菌、病毒或其代谢物,例如苏云金杆菌、白僵菌、核多角体病毒、井冈霉素、C型肉毒梭菌外毒素等。随着人们对环境保护越来越高的要求,微生物农药无疑是今后农药的发展方向之一。
一、 江苏省微生物农药研究开发的现状
1、微生物农药的开发现状
枯草芽孢杆菌(Bs)——微生物杀菌剂,能稳定地在土壤和植物表面定殖、产生抗生素、分泌刺激植物生长的激素、并能诱导寄主产生抗病性,是一种理想的微生物杀菌剂,有广阔的应用前景。如:美国Alabama州用Bs处理多种作物种子,平均产量增加9%,根病明显减轻;日本用Bs及其分泌物防治西红柿立枯病获得良好防效;国内北京大学和河南省农科院报告Bs对小麦赤霉病、西瓜枯萎病、烟草青枯病、棉花枯萎病等多种病害有良好的田间防治效果,并有明显的增产效应。江苏省农科院植保所与国际水稻研究所长期合作研究,研制开发出生物杀菌剂Bs-916,经大面积示范推广试验证明,Bs-916对纹枯病防效达75-85%,对稻曲病防效达63.8-85.7%。国内外专家这一研究成果高度评价,认为用Bs杀菌剂防治水稻纹枯病是目前生物防治叶部病害研究中最先进的,且已具备了转向商品化生产条件。 昆虫病毒〔核多角体病毒(NPV)、颗粒体病毒(GV)〕——微生物杀虫剂, 是抑制害虫种群的病原性天敌。NPV和GV以鳞翅目害虫为特异性寄主,安全性高、可长期保存、易于生产、并与化学杀虫剂具有相似的施用方法, 因而作为优良的生物防治因子, 得到世界各国的广泛重视与研究。近年来, 日本、美国、加拿大、英国等正着力研究NPV的提速、增效和扩大杀虫谱的途径和机制, 已取得突破性进展。特别是日本研究者福原和三桥和佐藤分别发现粘虫痘病毒(Pseudaletia separata EPV)对PuNPV和AcNPV具有极强的增效作用; 后藤则发现八字地老虎(Xestia c-nigrum)的颗粒体病毒(XcGV)不仅对XcNPV、HaNPV(棉铃虫NPV)、SeNPV(甜菜夜蛾NPV)等多种NPV具有100-10000倍的增效作用, 而且同时使NPV的杀虫速度提高一倍以上、并拓宽NPV的杀虫谱。GV对NPV提速、增效、扩谱作用的发现, 一举突破了NPV应用于农作物防治重大害虫的3大障碍, 使NPV首次展示了真正替代化学杀虫剂防治害虫的产业化开发前景。江苏省农科院植保所引进完整的NPV和GV增效株系及VEF增效基因重组表达体系,为我国开发该项最新技术奠定了坚实的基础,目前已开发出针对水稻螟虫(二化螟、三化螟)的NPV-GV增强型高效生物杀虫剂,对二化螟的杀虫效果均达90%以上。 苏云金芽孢杆菌(Bt)——微生物杀虫剂,在20多个省市用于防治粮、棉、果蔬、林业等作物上的20多种害虫,使用面积达5千万亩次。随着绿色食品的深入人心,Bt制剂在国内外农药市场上收到普遍欢迎。江苏里下河地区农科所自70年代专业从事苏云金杆菌(Bt)、球形芽孢杆菌(Bs)等微生物农药的研究与生产,是国内最早的生物农药研究机构之一。“九五”期间在研究筛选对夜蛾类等害虫广谱高杀虫活性Bt菌种的基础上,成功地运用Bt与国产氟铃脲(昆虫生长调节剂)两种生物农药增效复配的方式,既克服了Bt制剂的不足,也解决了氟铃脲单独应用成本较高和易产生药害等问题,对一些夜蛾类害虫,在初孵及1-3龄的龄期结构情况下,防效已达到80%左右,药效期7-10天,大大超过了Bt制剂单用的水平;近年来,深入开展了微生物高效毒株的筛选和生物增效因子的研究,筛选出高毒力Bt菌株Yz-2、和两株对Bt、SeNPV具有显着增效作用的病毒(PuGV-Ps和AsNPV);率先在省内开展Bt复配制剂的研究,筛选了Bt+阿维菌素等多个增效组合,示范推广效果显着。通过增进毒株毒力、病毒增效因子修饰、复配增效等多重有效手段克服制约微生物杀虫剂应用的瓶颈,提高 Bt、病毒制剂毒力、扩大杀虫谱、增强环境稳定性,为其大规模运用于生产实践,开辟了新的途径。
2、应用前景
微生物农药是21世纪农药工业的新产业,代表着植物保护的方向,其最大的优势在于能克服化学农药对生态环境的污染和减少在农副产品中农药残留量,同时在示范推广微生物农药应用的过程中,农副产品的品质和价格将大幅度上升,有利地促进农村经济增长和农民增收,社会效益不可估量。 我国已加入WTO,农业将面临新的发展机遇和空间,农副产品出口市场更加广阔,提高我国农产品的国际市场竞争力的重要因素之一是降低农产品有毒物质的残留量,而微生物农药将为农产品优质安全生产和降低有毒物质残留量提供技术和物质保障。微生物农药研究与发展,将有效地实现农产品的优质安全生产,提升农产品的经济附加值,扩大我国农副产品外销市场,推进绿色产业的发展,这些均对发展农村经济、增加农民收入、促进农村繁荣具有重要的推进作用。 微生物农药作为无公害农副产品生产的必要生产资料之一,在未来的农作物病虫害防治方面将有巨大的市场需求,因此,进一步加快微生物农药的研制、产业化和推广应用进程,降低农药在农副产品中的残留和对农田生态环境的污染,实现农作物重大病虫害可持续控制,满足我国无公害农产品产业化生产对农业科技的重大需求,必将产生巨大的社会、经济和生态效益。
3、存在的问题
l 微生物农药防效的评价问题 以微生物农药为主的生物防治是一种持久效应,因此对微生物农药的防治效果应该进行长期追踪调查,这样才能制定出使用微生物农药进行农作物病虫害管理的途径和策略。把微生物农药的防效与化学农药的防效进行比较,并套用化学防治的使用方法进行生物防治,这是一种错误的思路。微生物农药是通过生物间的相互作用来控制植物病虫害发生、为害的,微生物农药的效果不可能像化学农药那么快速、有效,但它们的防效是持久的、稳定的。因此,应该建立生物农药防治植物病虫害效果的评价体系,从生物农药对环境保护、可持续控制、农产品安全等诸方面的影响进行评估,有利于生物农药健康、迅速地发展。 l 微生物农药的中试和制剂问题 微生物农药进行实验室研究、小试的产品和品种很多,但真正最终实现产业化的却很少,究其原因,主要是未能解决产销用三个环节的实际问题。许多研究人员不大愿意做大范围的田间生物防治试验,因为这种试验费用大,各种干扰因素复杂,获得成果的可能性小。所以,国家政府在经费投入上应对微生物农药的研制及其产业化给予倾斜,鼓励研究人员加快微生物农药的产业化进程,同时对微生物农药产品的商品化应给予优惠条件。 微生物农药剂型单一、生产工艺落后,产品的理化指标和有效成分含量不稳定,致使成为微生物农药发展的一个瓶颈。因此,要开展产学研联合攻关,筛选能保持新剂型理化性状的助剂配方,筛选能提高新剂型分散性和附着性的表面活性剂,研制出提高生物农药防治效果的新助剂和新剂型。提高微生物农药的防治效果和有效利用率。 l 农民对微生物农药的认识问题 由于农民长期使用化学农药,首先考虑效果好坏,其次是成本与经济效益的关系,基本不考虑环境污染和农产品残留问题,对微生物农药的优点和可持续控制作用缺乏感性认识,加上微生物农药的毒性低、药效相对慢等弱点和宣传力度不足等原因,使农民对微生物农药的优越性认识不足。因此要加大宣传力度,使广大农民充分认识到生物农药的优越性,同时应加强农产品化学农药残留的检测,严格实行农产品优质优价,使农民真正获得使用生物农药的好处;要抓住当前各级政府大力发展无公害农产品、大面积建设无公害农产品生产基地的契机,促进微生物农药的迅速发展。
编辑本段二、 今后研究的方向与发展预测
l 抑病、抑虫土壤
对于抑病、抑虫土壤应给予更多的研究。这种有微生物持性的土壤,使病原菌不能生存,害虫不能导致为害。虽然已有一些抑病、抑虫土壤的报导,但其抑制机制还不够了解,这是非常有用的生态信息。它们能导致新的生物防治因子的发现。
l 生物防除杂草
杂草的生物防治就是利用寄主范围较专一的植食性动物或植物病原微生物,将影响人类经济活力的杂草种群控制在经济为害阈值之下。生物治草与化学除草相比,具有不污染环境、不产生药害、经济效益高等优点。有时一次成功的天敌引种可一劳永逸地解决草害。对一些恶性杂草或在特殊环境(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问题广泛复杂,难度较大,所以有必要加强这方面的研究工作。
l 基因工程微生物
近几年来,基因工程微生物的研究十分活跃,并先于抗病虫遗传工程植物进入了实用化阶段。这一发展显示出生物技术用于生防微生物遗传改良的巨大潜力,并为新一代微生物农药的进一步研究开发奠定了基础。美国Mycogen公司将Bt毒蛋白基因转入定殖在植物根部的萤光假单胞菌中,使杀虫作用可延长到两周以上,对小菜蛾的杀虫效果与化学农药相当,这种工程杀虫菌剂无污染环境的副作用,1991年登记注册,商品名为MVP,成为一种新型的微生物杀虫剂,用于蔬菜害虫防治。
l 转基因抗病虫植物
转基因抗病虫植物为病虫害防治开辟了新路。1985年美国科学家将烟草花叶病毒外壳蛋白基因(cp)导入感病的烟草,转基因植株增强了对病毒的抵抗力。这种通过转cp基因获得抗病性的方法后来在蕃茄、马铃薯、大豆、水稻等多种植株上获得了成功。可见这是一种很有前景的生物工程研究。
三、 对策与建议
1、抓住发展机遇,加强微生物农药研究
我国农业可持续发展要求确保食物安全,发展高产优质高效农业,维护资源的合理利用,建立良好的生态环境,以实现农业和农村的持续发展。要促进农业的可持续发展,推广应用微生物农药是重要的技术支撑之一。 此外,随着我国加入WTO,国内市场进一步开放,我国农产品将面临严峻的挑战。发展优质、无公害的农产品,提高参与国际市场的竞争力,微生物农药将起着极其重要的作用。因此,要抓住机遇,大力发展微生物农药。
2、强化基础研究,加大研究力度
发展微生物农药,政府必须加大科研经费的投入。首先应建立省级微生物农药研究基地或工程中心,组成一支微生物农药科研队伍,围绕当前生产上主要农作物重大病虫害开展生物防治的研究,系统筛选高效菌株,建立优化的发酵、增殖生产工艺和规范的生产质量标准,组建配套的田间实用技术;其次要加强微生物农药作用机理的研究,可根据其作用位点和活性中心反推导,指导菌种选育,更新剂型,合成新农药的先导化合物,创制新农药。
3、加速微生物农药产业化进程
微生物农药的研究在立项的同时就应考虑到项目的最终目标是形成微生物农药产品,将要进入市场,因此,应着重对微生物农药的制剂加工、产品质量、环境行为等一系列问题开展研究,提高微生物农药商品的质量和竞争能力;政府应制定向微生物农药产业化倾斜政策,一方面要加大扶持微生物农药产业化的支持力度,另一方面要鼓励企业单位直接参与项目研究,使企业成为微生物农药研究成果转化为生产力的基地,促进微生物农药的产业化。
4、微生物农药的开发与无公害生产建设相结
合 微生物农药是无公害农产品生产必须的生产资料,因此应该将微生物农药的开发和无公害农业生产基地的建设紧密结合,在广泛建立无公害农产品生产基地的同时大力推广应用微生物农药。围绕我省农业结构调整、提高农业效益、增加农民收入、改善农村生态环境的主题,结合我省无公害农业对植物保护研究的新要求,大力发展微生物农药,使微生物农药及其配套使用技术在农作物主要病虫害防治中发挥更大的作用,为“十五”期间加速我省农业由主要追求数量向注重质量效益的根本转变、保障食物安全、保护环境、促进农业可持续发展,提供有力的科技支撑。 附:我国无残留农药研究达到国际先进水平 一种以昆虫病毒为主的专门防治茶叶害虫的纯“活体微生物农药”,日前被国家农业部正式批准实现批量生产,开始在全国有机茶基地推广使用,这标志着我国无残留农药应用这一高科技领域已达到国际先进水平。 这种最新研制的纯“活体微生物农药”被命名为“武大绿洲茶园”,是国家计委批准的“国家高技术产业化示范工程项目”中一项生物高新技术成果。它是按照联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)共同创导使用的最有毒力和最安全的昆虫杆状病毒与其它微生物复合而成。 由武汉大学生命科学学院昆虫病毒研究所和湖北武大绿洲生物技术公司开发研制的“武大绿洲茶园”,是以茶尺蠖核型多角体病毒为主与其它微生物复合而成,是一种具有自主知识产权的纯生物杀虫剂。这也是目前国内外首例通过国家鉴定并可直接用于有机茶大面积防治茶尺蠖、茶毛虫、茶小卷叶蛾三大害虫的纯生物农药。
研究现状
微生物农药
江苏省农科院植保所引进完整的NPV和GV增效株系及VEF增效基因重组表达体系,为我国开发该项最新技术奠定了坚实的基础,目前已开发出针对水稻螟虫(二化螟、三化螟)的NPV-GV增强型高效生物杀虫剂,对二化螟的杀虫效果均达90%以上。 苏云金芽孢杆菌(Bt)——微生物杀虫剂,在20多个省市用于防治粮、棉、果蔬、林业等作物上的20多种害虫,使用面积达5千万亩次。随着绿色食品的深入人心,Bt制剂在国内外农药市场上收到普遍欢迎。江苏里下河地区农科所自70年代专业从事苏云金杆菌(Bt)、球形芽孢杆菌(Bs)等微生物农药的研究与生产,是国内最早的生物农药研究机构之一[3]。“九五”期间在研究筛选对夜蛾类等害虫广谱高杀虫活性Bt菌种的基础上,成功地运用Bt与国产氟铃脲(昆虫生长调节剂)两种生物农药增效复配的方式,既克服了Bt制剂的不足,也解决了氟铃脲单独应用成本较高和易产生药害等问题,对一些夜蛾类害虫,在初孵及1-3龄的龄期结构情况下,防效已达到80%左右,药效期7-10天,大大超过了Bt制剂单用的水平;近年来,深入开展了微生物高效毒株的筛选和生物增效因子的研究,筛选出高毒力Bt菌株Yz-2、和两株对Bt、SeNPV具有显着增效作用的病毒(PuGV-Ps和AsNPV);率先在省内开展Bt复配制剂的研究,筛选了Bt+阿维菌素等多个增效组合,示范推广效果显着。通过增进毒株毒力、病毒增效因子修饰、复配增效等多重有效手段克服制约微生物杀虫剂应用的瓶颈,提高 Bt、病毒制剂毒力、扩大杀虫谱、增强环境稳定性,为其大规模运用于生产实践,开辟了新的途径。
存在问题
微生物农药
微生物农药评价:以微生物农药为主的生物防治是一种持久效应,因此对微生物农药的防治效果应该进行长期追踪调查,这样才能制定出使用微生物农药进行农作物病虫害管理的途径和策略。把微生物农药的防效与化学农药的防效进行比较,并套用化学防治的使用方法进行生物防治,这是一种错误的思路。微生物农药是通过生物间的相互作用来控制植物病虫害发生、为害的,微生物农药的效果不可能像化学农药那么快速、有效,但它们的防效是持久的、稳定的[4]。因此,应该建立生物农药防治植物病虫害效果的评价体系,从生物农药对环境保护、可持续控制、农产品安全等诸方面的影响进行评估,有利于生物农药健康、迅速地发展。 微生物农药的中试和制剂问题:微生物农药进行实验室研究、小试的产品和品种很多,但真正最终实现产业化的却很少,究其原因,主要是未能解决产销用三个环节的实际问题。许多研究人员不大愿意做大范围的田间生物防治试验,因为这种试验费用大,各种干扰因素复杂,获得成果的可能性小。所以,国家政府在经费投入上应对微生物农药的研制及其产业化给予倾斜,鼓励研究人员加快微生物农药的产业化进程,同时对微生物农药产品的商品化应给予优惠条件。 微生物农药剂型单一、生产工艺落后,产品的理化指标和有效成分含量不稳定,致使成为微生物农药发展的一个瓶颈。因此,要开展产学研联合攻关,筛选能保持新剂型理化性状的助剂配方,筛选能提高新剂型分散性和附着性的表面活性剂,研制出提高生物农药防治效果的新助剂和新剂型。提高微生物农药的防治效果和有效利用率。 农民对微生物农药的认识问题:由于农民长期使用化学农药,首先考虑效果好坏,其次是成本与经济效益的关系,基本不考虑环境污染和农产品残留问题,对微生物农药的优点和可持续控制作用缺乏感性认识,加上微生物农药的毒性低、药效相对慢等弱点和宣传力度不足等原因,使农民对微生物农药的优越性认识不足。因此要加大宣传力度,使广大农民充分认识到生物农药的优越性,同时应加强农产品化学农药残留的检测,严格实行农产品优质优价,使农民真正获得使用生物农药的好处;要抓住当前各级政府大力发展无公害农产品、大面积建设无公害农产品生产基地的契机,促进微生物农药的迅速发展。
应用前景
微生物农药
微生物农药是21世纪农药工业的新产业,代表着植物保护的方向,其最大的优势在于能克服化学农药对生态环境的污染和减少在农副产品中农药残留量,同时在示范推广微生物农药应用的过程中,农副产品的品质和价格将大幅度上升,有利地促进农村经济增长和农民增收,社会效益不可估量。 中国已加入WTO,农业将面临新的发展机遇和空间,农副产品出口市场更加广阔,提高中国农产品的国际市场竞争力的重要因素之一是降低农产品有毒物质的残留量,而微生物农药将为农产品优质安全生产和降低有毒物质残留量提供技术和物质保障。微生物农药研究与发展,将有效地实现农产品的优质安全生产,提升农产品的经济附加值,扩大我国农副产品外销市场,推进绿色产业的发展,这些均对发展农村经济、增加农民收入、促进农村繁荣具有重要的推进作用。微生物农药作为无公害农副产品生产的必要生产资料之一,在未来的农作物病虫害防治方面将有巨大的市场需求,因此,进一步加快微生物农药的研制、产业化和推广应用进程,降低农药在农副产品中的残留和对农田生态环境的污染,实现农作物重大病虫害可持续控制,满足中国无公害农产品产业化生产对农业科技的重大需求,必将产生巨大的社会、经济和生态效益。
㈧ 生物制药,药物制剂,中药制药,生化制药分别是什么意思
【生物制药】
生物药物是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。生物药物原料以天然的生物材料为主,包括微生物、人体、动物、植物、海洋生物等。随着生物技术的发展,有目的人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的主要来源。如用免疫法制得的动物原料、改变基因结构制得的微生物或其它细胞原料等。生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小,营养价值高。生物药物主要有蛋白质、核酸、糖类、脂类等。这些物质的组成单元为氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等,对人体不仅无害而且还是重要的营养物质。生物药物的阵营很庞大,发展也很快。
药物制剂所谓药物制剂,从狭义上来讲,就是药物的剂型,如针剂,片剂,膏剂,汤剂等等;从广义上来讲是药物
【药物制剂学】,是一门学科.
药物制剂对人类起到非常大的意义,具有重大的作用.药物制剂其实就在我们身边.如果我们感冒了,我们会吃一些感冒药,有的人吃的是胶囊的“康泰克”,有的人吃的是片状的"感康".其实"胶囊","片状",这就是药物制剂.药物制剂的作用一般分为两类:
1.药物制剂能为患者减少痛苦.有的人生病了,也不想吃药,因为他讨厌药的苦味,药真的是苦涩难咽.但是一旦把药做成糖衣片的话,这就不同了,避免了让患者饱受苦涩的煎熬.
2.药物制剂能使药物发挥其作为"药物"的作用和效果.胰岛素是一种蛋白质,被人体食用后会变为自身营养.但是把胰岛素做成针剂,注射到糖尿病患者的体内,将会对糖尿病患者起到治疗的作用.
【中药制药】,
中药制药技术是学习研究中药制药的,其实总的说来也没有什么区别。课程设置和培养目标也差不多。中药制药技术涉及到的车间的东西要多一点。
【生化制药】
培养目标:培养具有化工、生物和制药综合基础理论知识和较强应用能力,能在生化制药生产一线从事生产操作、组织管理、科研开发、更新改造、市场开发等工作的高等技术应用性专门人才。
主干课程: 无机及分析、有机化学、微生物基础、物理化学、生物化学、药物化学、药剂学、制药过程原理及设备、微生物制药工艺及反应器、化学制药工艺及反应器、化学实验技术、微生物学基本操作、药物分析与检验技术、药物分离与纯化技术、药物合成反应技术与方法等。
就业升学前景: 我国制药行业主要以化学制药和生物制药为主,生化制药是一个新的增长点,人才需求旺盛。该专业毕业生可在药品生产企业、医药公司、保健品、食品、酿造、农药、化工、轻工、环保部门及卫生检验、药品检验、药品营销等其它与本专业相关的企业和部门工作;也可升入制药工艺、化工工艺、生物技术等本科专业继续深造。
㈨ 与微生物有关的药物制剂主要有哪些
微生物药物制剂分几类:
1,微生物本身作为药物
2,微生物分解产物作为药物
3,微生物在特定环境中产生的激素累作为药物
㈩ 药物制剂的常见微生物污染是什么
常见污染药物制剂的微生物:主要看来源,包括药物原材料,制药用水、空气、操作人员、包装物、制备厂房和建筑物.E.COLI是一种.
室外空气中常见产芽胞杆菌、产色素细菌及真菌孢子等;室内空气中的微生物比室外多,室内空气中常见的病原菌有脑膜炎奈瑟氏菌、结核杆菌、溶血性球菌、白喉杆菌、百日咳杆菌等.
水中的病原菌如伤寒杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体等主要来自人和动物的粪便及污染物.