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眾學者為紀念陳延熙教授誕辰100周年撰寫紀念文章

殺鱗翅目的增產菌工程菌
——陳延熙教授的“人工合成品種”創新理念
梅寧 李燕 王琦 梅汝鴻
(中國農業大學植物生態工程研究所)


依據微生態原理,將殺鱗翅目昆蟲的蘇雲金杆菌毒蛋白基因的穿梭質粒,利用電脈衝穿孔法導入內生共生芽孢杆菌中,使其具有殺鱗翅目昆蟲作用的工程菌。工程菌用於防治棉鈴蟲,效果明顯好於化學防治。

此項成果1993年7月26日申請發明專利,2002年5月29日正式授權。專利號:ZL93108849.6,國際專利主分號:C12N 1/21。這是我國第一個工程菌發明專利。

此項成果承中國科學院微生物所莽克強、梁平彥、田穎川指導,孫良武、巴峰、計平生等同誌完成。

此項成果研究論文:“電脈衝穿孔法將蘇雲金杆菌δ-內毒素基因導入野生型芽孢杆菌”,生物工程學報10(1),1-5 1994;“蘇雲金芽孢杆菌δ-內毒素基因穿梭質粒的構建” 微生物學報 36(1):62-72. 1996。
工程菌防治棉鈴蟲同化學防治相比有兩點優勢:一是,嫩尖部位長得快,化學農藥在新長的部位著藥量迅速減少,影響殺蟲效果。二是,嫩尖部位由於雨水、露水、分泌水,也稀釋了化學農藥濃度,降低了殺蟲效果,反而有利於工程菌急劇繁殖增長。
工程菌同轉基因抗蟲棉相比有六點優勢:一是,不改變棉花基因;二是,工程菌接種到棉花上,在棉花個體內定植、繁殖、轉移,同棉花細胞組織重組成一個新抗棉鈴蟲的棉花新品種;三是,在棉鈴蟲發生期,工程菌連續接種棉花,工程菌在棉花個體內形成優勢種群。隨著時間推移,棉花體內工程菌優勢逐步衰退,棉花恢複其原有生態係,工程菌是安全的;四是,工程菌可以依據棉鈴蟲蟲情的消長,合理加大工程菌的接種次數,通過接種量來控製棉鈴蟲危害。如果遇到棉鈴蟲大爆發,棉鈴蟲鋪天蓋地攻擊轉基因抗蟲棉,轉基因抗蟲棉的棉蕾仍經不住棉鈴蟲的“轟炸”,結果棉鈴蟲幼蟲和棉蕾“同歸於盡”,造成嚴重減產。而工程菌可以隨著棉鈴蟲的爆發,逐步加大工程菌的噴施量,加密噴施次數,使工程菌成為棉蕾內和棉蕾周圍的優勢菌,工程菌在棉花幼蕾周圍形成一道保護牆,有效防控棉鈴蟲的危害,所以用工程菌防控棉鈴蟲安全係數相對較高。五是,工程菌有增加產量、改善品質、增強抗性的固有特征,並可同其他農藥混用,將農藥使用量控製在一個低水平,而不會出現因種植抗蟲棉,出現盲蝽蟓等昆蟲反彈,棉田施用農藥量急劇回升;六是,使用工程菌棉花增產效益大於施用農藥成本。綜上所述,工程菌在經濟、生態、社會三方麵效益均明顯高於轉基因抗蟲棉。
1978年10月陳延熙教授在廣西桂林陽朔召開的中國植物病理學學術研討會上作了“現代植物病理學及其發展”的主題報告(即植物病理學十批判書)中就指出“人工合成品種”是重要的發展方向。1979年陳延熙教授發表在“植病生防”創刊號上的“試論植物病害的生物防治”一文中指出“抗病品種是植物病害防治首選措施”,並指出利用調控植物體自然生態係可以人工合成多種微生物和植物合成的新品種。見微生態學及其事業資料匯編第一集、第四集。
1988年碩士生計平生留校,陳先生給他任務是探討作物固氮工程菌。陳先生認為這是獲諾貝爾獎的工作。可惜計平生一了解固氮基因太複雜,做固氮菌學者尚未拿到穩定的、眾多的固氮基因。計平生轉向研究殺鱗翅目的增產菌工程菌。
在上世紀80年代,陳延熙教授工程菌理念是創新的、是務實的。主要由於當時“增產菌機理”研究壓力過大,工程菌沒有再深入做下去。
現在國內外對於“轉基因”的議論紛紛,陳延熙教授人工合成品種---工程菌的學術思想和技術路線也許對爭議雙方都有參考價值。

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