杀线虫抗生素的筛选体系及应用

陈井生 孙连成 刘德福 齐国超 韩 冰 于吉东 马 兰

（黑龙江省农业科学院大庆分院抗线虫大豆研究中心 163316）

蔬菜根结线虫和大豆胞囊线虫等植物寄生线虫已经成为影响农业生产的重要病原物，由此造成的损失逐年加重。目前只有极少数几种杀线剂可以使用，一些高效低毒低残留的化学农药的防治作用越来越小。因此，人们将研究重点转向植物线虫病害的生物防治。生物防治是有效控制植物线虫病害的主要途径，是线虫病害可持续治理的重要措施。从微生物中寻找新的杀线虫抗生素是当今研究的热点和难点。本文介绍了杀线虫抗生素筛选的几种模型以及在微生物源杀线剂筛选上的应用，同时对今后的研究提出了展望。

1 早期筛选模型

1.1 寄生虫体内筛选模型

体内筛选模型是杀虫抗生素早期的筛选模式，其中除虫链霉菌产生的16元大环内酯类抗生素阿维菌素就是通过这种方法筛选获得，即用寄生虫感染动物后，以实验样品饲喂，经一定时间再检查实验动物粪便，观察虫卵或成虫的排出情况，判定实验样品的抗虫效果。寄生虫体内筛选模型具有两大优点，可以减少毒力测定和安全性评价的工作量及直接发现抗生素的有效性和毒性。

1.2 线虫体外筛选模型

1988年，日本北里研究所K.Otogur等人改变传统中利用自由生活线虫为检定线虫的方法，人工培养松材线虫，利用浸没筛选法，根据具有活动能力的线虫可以透过一定尺寸的滤纸的原理，计算线虫矫正死亡率，得出测试样品的致死效果。利用该法他们发现了第1个有杀虫活性的氧偶氮复合物。

2 体外酶系统模型

体外酶系统模型主要是指Na+-K+/ATP酶抑制剂的筛选方法。Na+-K+的主动运输，都是和ATP的水解相耦联。ATP即三磷酸腺苷，是细胞代谢通用的能量载体。它含有2个高能磷酸键，在水解时能释放出大量能量。Na+、K+泵在动物细胞生命活动中占有重要的地位。通过对Na+-K+/ATP酶的抑制改变膜内外Na+、K+离子的通透性，由此干扰或破坏线虫和昆虫神经系统的正常生理功能而最终导致昆虫死亡。药物作用靶点的体外筛选方法灵敏度高，选择特异性强。由此筛选获得的药物具有很高的生物活性和低毒副作用等优点。

3 几丁质合成酶抑制剂的筛选

几丁质酶是一类能把几丁质降解的水解酶。几丁质合成酶抑制剂的筛选，是人们基于对生物体细胞结构差异的认识以及几丁质合成途径的研究而建立起来的方法。人们利用生物细胞壁的差别来筛选抗生素，以期获得环境友好型的抗生素。Don Cronin等人，在3200株细菌菌株中发现有137株能在几丁质培养基上产生几丁质酶，这些菌株在室内试验中都能抑制胞囊线虫卵的孵化，有的抑制效果可高达90%以上。

4 其他筛选模型

4.1 卤虫模型

卤虫是用杀虫剂的指示生物体，主要由于它对杀虫剂具有较强的敏感性。由于卤虫身上存在很多的抗生素作用位点有利于检出不同机理的药物，因此常用作筛选的指示生物。

4.2 GA格兰德霉素模型

产生格兰德霉素（Geldanamicin）的链霉菌是对线虫潜在的生防因子，它能与分子伴侣素HSP-90结合，干扰分子伴侣功能，促进某些酶的降解，破坏信号转导通路，试验表明，对秀丽隐杆线虫和大豆胞囊线虫均有一定防效。S.violaceusnigerYCED-9 7种草在温室防效中对钱枯病 （Sclerotiniahomeocarpa）和草坪草褐斑病（Rhzoctonia solani）有效。S.hygroscopicusspp.EF-76也对线虫有一定的作用。

5 前景展望

选择合适的靶标和筛选模型的确定是获得高效杀虫抗生素的决定性因子。线虫是作为杀虫剂和杀线虫剂筛选的典型实验材料，线虫本身基因组小，为科学家从分子遗传水平上了解药剂的靶点和作用效果的分子生物学研究提供了很多方便。获得高效的杀虫抗生素需要进行高通量的筛选，此外需要结合复壮、诱变、菌种基因改良等手段。并且，杀虫抗生素与其他高效低毒杀虫剂、渗透剂、增效剂复配也是提高杀虫活性的有效途径。

从对线虫具有抗性的微生物中筛选杀线代谢产物，是杀虫剂筛选的主要方式，也是线虫防治的重要手段之一。以线虫为筛选模型，利用微生物的代谢产物的多样性提取杀虫抗生素不仅对于线虫的生物防治有重大的意义，同时也是杀虫剂前期筛选的关键，而且也是世界农业可持续发展的一个重要战略步骤。相信从微生物产生的次生代谢产物中获得结构新颖、活性独特的生物活性物质，创制高效、低毒、低残留、高选择性的新型抗生素必将得以实现。