多杀菌素的应用

背景及概述^[1][2]

植物源类杀虫剂是直接利用具有杀虫活性的植物某些部位杀虫，如鱼藤的根、除虫菊的花；或将植物中的杀虫物质提取出来加工成制剂，如鱼藤酮；或人工模拟合成除虫菊花中的除虫菊素。植物源类杀虫剂的杀虫作用为抑制害虫取食和生长发育，如苦楝素等；具有触杀作用，如除虫菊素；胃毒作用，如苦树皮中的苦皮藤素等。

植物源类杀虫剂的特点主要有以下几个方面：(1)既能调节农作物的生长发育，防治病虫害，又没有化学农药的诸多副作用，是天然的混配复剂，对害虫有拒食、忌避、抑制生长发育、控制种群等作用，害虫不易产生抗性。(2)对人畜安全，在自然环境下易分解，残留量低。(3)植物源类杀虫剂靠人工栽培或采集野生的植物，存在着与农业生产争地且资源有限的问题，而且它的杀虫作用一般表现较慢且稳定性不高。常用的品种有白僵菌、苏云金杆菌、多杀菌素、棉铃虫核型多角体病毒、苦参碱等。

多杀菌素是从放射菌代谢物提纯出来的生物源杀虫物，毒性极低，可防治小菜蛾、甜菜夜蛾及蓟马等害虫。喷药后当天即可见效果，杀虫速度可与化学农药相媲美，非一般的生物杀虫剂可比。中国及美国农业部登记的采收期都只有1天，最适合无公害蔬菜生产应用。多杀菌素(spinosad，spinosyns)又名刺糖菌素、多杀霉素，是自土壤样品中分离的放线菌刺糖多孢菌经有氧发酵产生的次级代谢产物，经有氧发酵后刺糖多孢菌发酵液中主要含有多杀菌素A(85~90%)、D(10~15%)两种杀虫活性成分，同时还会含有少量B、C、E、F、H、J、K、L等多种结构类似组分。

多杀菌素对磷翅目(Lepidoptera)、双翅目(Diptera)、鞘翅目(Coleoptera)、缨翅目(Thysanoptera)、膜翅目(Hymenoptera)、等翅目(Isoptera)等多种农业害虫均有很强的毒杀作用，其选择毒性远高于其他常用的化学农药、生物农药，显著高于DDT、氯氰菊酯和阿维菌素，而对哺乳类、鱼类、两栖类等的毒性极低，具有毒力高、杀虫谱广、非靶标毒性低、对环境安全等优点，已广泛应用于棉花、茶叶、蔬菜等多种农作物及果树害虫防治。目前，含多杀菌素的农药产品由美国陶氏农业科学公司生产。作为一种高效绿色生物农药，多杀菌素的应用前景非常广阔。

结构^[3]

1988年多杀菌素被定性后，已经从刺糖多孢菌的发酵产物中分离出多种次级代谢产物，其中包括spinosyn A，D，K，L，M，N，0，P，Q，R，S，T，U，V，W，Y等30多种组分，其中活性组分是spinosyn A(约占85-90％)和spinosyn D(约占10-15％)。从结构上看，多杀菌素属于大环内酯类化合物，其母核是由两个环粘合成一个独特的四核环系(5，6，5-Jtl~-反一顺三环和十二元的内酯环)构成。在C9和C17位的羟基上分别连接了L-2，3，4一三氧甲基鼠李糖和p-D福乐糖胺。

应用^[2]

防治棉花上的棉铃虫、烟青虫、蔬菜小菜蛾、甜菜夜蛾、蓟马等害虫。

1）棉铃虫、烟青虫的防治，在害虫处于低龄幼虫期施药，每亩用48%催杀悬浮剂4.2～5.6毫升 (有效成分2～2.7克)，兑水20～50升，稀释后均匀喷雾。 

2）小菜蛾的防治，在甘蓝莲座期，小菜蛾处于低龄幼虫期时施药，每亩用2.5%菜喜悬浮剂33～50毫升 (有效成分0.825～1.25克)，兑水20～50升喷雾。 

3）甜菜夜蛾的防治，于低龄幼虫时期施药，每亩用2.5%菜喜悬浮剂50～100毫升 (有效成分1.25～2.5克) 兑水喷雾，傍晚施药防治效果。 

4）蓟马的防治，在蓟马发生期，每亩用2.5%菜喜悬浮剂33～50毫升 (有效成分0.825～1.25克)，或用2.5%菜喜悬浮剂1 000～1 500倍液，即每100升水加2.5%菜喜悬浮剂67～100毫升 (有效浓度16.7～25毫克/升) 均匀喷雾，重点喷洒幼嫩组织如花、幼果、顶尖及嫩梢等。 

规格^[2]

48%催杀悬浮剂，2.5%菜喜悬浮剂。

作用机制^[4]

多杀菌素的杀虫作用机制新颖独特。研究表明，其主要是作用于烟碱型乙酰胆碱受体 nAchR)和γ氨基丁酸受体(GABAR)，导致虫体神经细胞超活化以及非功能性的肌肉收缩、衰竭，并伴随颤抖和麻痹，迄今没有发现与其他杀虫剂有交叉抗性。

注意事项^[2]

1) 本品为低毒生物源杀虫剂，但使用时仍应注意安全防护。 

2) 将本品存于阴凉、干燥、安全的地方，远离粮食、饲料。 

3) 清洗施药器械或处置废料时，应避免污染环境。

制备^[4]

一种从刺糖多孢菌发酵液中提取多杀菌素的工艺：其包括以下步骤：

（1）发酵液预处理：发酵结束后放罐前，加入3~5 mol/L的氢氧化钠溶液，调节发酵液pH=8.0~11.0，然后将发酵液加热升温至60~80℃，保温并以300800 r/min（优选400600 r/min）速度搅拌处理30~60 min；

（2）浸泡提取：预处理后的发酵液冷却至室温后，按发酵液与极性有机溶剂体积比=1：0.5~2（优选1：1.5）加入高介电常数极性有机溶剂，在10~40℃（优选2030℃）条件下浸泡、搅拌提取4~20小时（优选1015小时），得到多杀菌素浸提液；多杀菌素浸提液用固液分离技术处理，弃去菌体固形物沉淀，收集浸提清液；

（3）将浸提清液转入旋转蒸发仪或真空浓缩罐中，在40~50℃条件下，通过真空浓缩，将发酵液中的高介电常数极性溶剂挥发除去，得到多杀菌素浓缩液；

（4）在多杀菌素浓缩液中加入低介电常数或高碳醇萃取溶媒进行萃取，萃取条件为：萃取溶媒与多杀菌素浓缩液体积比=1：1~5（优选1：2.5），温度20~45℃（优选30℃），pH=7.0~11.0（优选10.0），萃取时间3~10min（优选8 min）；萃取完成分层后，收集负载有机相；

（5）负载有机相中加入酸水进行反萃取，反萃取条件为：负载有机相与酸水体积比=1~5：1（优选2.5：1），酸水浓度0.1~0.4 mol/L（优选0.15 mol/L），温度10~30℃（优选18℃），反萃取时间1~5 min（优选2 min），反萃取级数为1~5；反萃取分相完成后收集反萃取相，空载有机相回收重复利用；

（6）用真空浓缩法或吹气法除去反萃取相中残留的萃取溶媒，用 NaOH溶液调节pH值=8.5~11.5（优选10.0），使多杀菌素以结晶形式沉淀，过滤，用pH=9.0~11.0的稀碱溶液将多杀菌素沉淀洗涤1~3次，真空干燥，即得到多杀菌素粉剂。

主要参考资料

[1] 农药经营使用知识手册

[2] 常用新农药实用手册

[3] 李姮, 汪清民, 黄润秋. 多杀菌素的研究进展[J]. 农药学学报, 2003, 5(2): 1-12.

[4] 夏立秋；丁学知；余子全；杨尉；伍维.一种从刺糖多孢菌发酵液中提取多杀菌素的工艺 . CN201010159985.4 ，申请日2010-04-30