转Bt基因抗虫水稻获得商业化生产应用安全证书引发民众热议,同时也将害虫控制这一平时不被人关注的领域带入了人们的视野。关于害虫,人们最熟悉的当是蚊子和苍蝇。到了夏天,家中少不了苍蝇拍、电蚊香和杀蚊剂,甚至还要有驱蚊剂和芦荟等。然而,纵使十八般武器全部用上,家中的宝宝仍然免不了遭受蚊子的侵扰。
科学的发展似乎并没有减少人类的蚊蝇之苦,夏天的大蒲扇仍然是降温和驱蚊的利器。可见,害虫控制之不易。
害虫控制的方法很多,而生物防治因其对环境和人类安全而被人们追捧。简单地说,人会因为感染了细菌、真菌或病毒而生病,害虫也会。因此,农业科学家很早就发明了充分利用害虫的天敌昆虫、细菌、真菌和病毒来防PG电子官方网站 PG电子网址治害虫的方法,即生物防治方法。
为了避免不必要的恐慌,我必须强调这些被PG电子官方网站 PG电子网址用于控制害虫的细菌、真菌和病毒只侵染害虫,而对人类和其他哺乳动物无害。
有意思的是,许多记者在写新闻稿时,总喜欢强调生物防治是新型的现代害虫防治方法。其实不然,生物防治远在化学农药使用之前,早在1892年,德国就首次用舞毒蛾核多角体病毒防治松树害虫。转基因水稻中常提到的Bt,其正式名称为“苏云金杆菌”,1911年,一个名叫Berliner的科学家从德国苏云金省面粉厂寄出的一批地中海粉螟中分离到一种杆菌,发表于《粮业杂志》上,1915年将该菌定名为苏云金杆菌。1938年,苏云金杆菌首次在法国登记为微生物杀虫剂。
可见,生物防治对于害虫控制领域而言,具有悠久的历史。但是由于生物防治具有“稳定性差,残效期短,杀虫速度慢,而且受施用环境影响大”等明显缺点,而无法在农业生产实践中大规模使用。在长期的进化过程中,细菌、真菌和病毒必须与它们的宿主达到平衡,也就是说害虫感染细菌、真菌和病毒后,不会立即死亡,这跟人类在感染细菌、真菌和病毒后,即使在不进行任何治疗的情况下,也不会立即死亡是一个道理。但就是在这段时间内,害虫就已经对农作物造成了不可逆转的伤害,导致减产和经济损失。
因此,生物防治是一个听上去很美,做起来很难的事。当然,农业科学家仍然一直在努力,去改造害虫的细菌、真菌和病毒,提高它们的杀虫效果和速度。前途是光明的,但道路是曲折和漫长的。
那为什么说转Bt抗虫作物开辟了生物防治的新途径呢?苏云金杆菌本质是一种细菌,能够侵染害虫。不过这种细菌从侵染害虫到杀死害虫,需要一个漫长的过程。这当然可以理解,没有哪个人被感染上肺炎球菌后立即就会死去。正是PG电子模拟器 PG电子网站这个漫长的过程,让苏云金杆菌一直无法在害虫防治中大展身手,替代农药。科学家发现,苏云金杆菌之所以能够杀死害虫,是因为其分泌一种蛋白,我们称其为杀虫蛋白,而蛋白的来源是由基因经转录和翻译之后形成的。科学家已经能够在细胞和体外实现这个过程。而转基因水稻就是让水稻自身来实现这个过程,自身产生细菌中的杀虫蛋白,这样害虫吃了水稻后就犹如被苏云金杆菌侵染一样,直接被杀死。
也许有人会困惑,为什么害虫取食转基因水稻会立即死亡,而被细菌本身侵染后不会呢?原因很简单,苏云金杆菌在侵染害虫后不会立即产生这种杀虫蛋白,而是在侵染的晚期才分泌杀虫蛋白。这是长期进化的结果,如果细菌在侵染害虫后立即杀死害虫,那么其自身就得不到繁殖。
做个简单的归纳,转基因水稻的杀虫蛋白来自能够且只能够侵染害虫的细菌,这种细菌早在上个世纪中上半叶就被用于害虫防治中,所以我们说抗虫转基因作物是生物防治方法的延伸和继续,也必将在害虫绿色防控中大展身手。