生物杀虫剂与白色污染处理

目前，世界各国大量使用化学农药而造成环境污染。化学农药因其不具有选择性而对有益的生物也造成威胁。同时，很多化学农药是不可降解或很难降解的，容易在动植物体内积累而造成污染物的富集。但是，生物农药的出现使得这个矛盾缓解。现在主要的产品是用苏云金芽孢杆菌制成的BT生物杀虫剂。

　　1901年日本学者石渡繁从患猝倒病的家蚕幼虫中分离到第一个产生晶体的芽孢杆菌。十年后Berliner从德国苏云金地方一家面粉厂染病的地中海粉螟中分离到一个相似的菌株，并正式定名为苏云金芽孢杆菌（Bt）。4年后，一个叫克林诺的的科学家发现，在这种细菌的细胞中可以形成方形或菱形的晶体，可惜这个发现并未被重视。直到40年后的1953年，一个叫汉纳的生物学家证明了这种晶体是有毒的蛋白质晶体，才揭示了粉螟死亡的原因。在1920—1930年代，Bt作为微生物杀虫剂主要用来防治玉米螟。1938年第一个商品制剂Sporeine在法国问世，从此拉开了生物杀虫剂的序幕。以后相继发现了对鞘翅目，螨类、同翅目、膜翅目、直翅目昆虫，动植物寄生线虫，鞭毛虫，变形虫，扁虫中的吸虫、绦虫有致病性的Bt菌株。

　　苏云金芽孢杆菌之所以能够杀虫，是由于它们的细胞内存在着有毒的蛋白质，叫做伴胞晶体，被昆虫吞食后中毒而死亡。这种活细胞对环境无毒无害，而且在动物的胃肠道内，酸性环境下蛋白晶体不能溶解，从而对人畜无毒，所以是一种高效安全的生物杀虫剂，可用来防治农作物害虫和杀灭蚊虫。目前我国已经有很多种不同牌号的BT杀虫剂产品。

　　随着生物技术的发展，科学家已经能够从苏云金杆菌中提取出控制产生晶体蛋白的基因，并且把这段基因插入到棉花细胞中的染色体上，使这种杀虫基因成为棉花细胞中的一段。用这种棉花长大结出的种子大面积栽培时，带有这种杀虫基因的棉花苗便成了“杀虫棉花”。当害虫蚕食这种棉叶时便会中毒死亡。用一种特制的“基因枪”把杀虫基因射入棉花种芽内，随着棉花的长大，杀虫基因也会成为棉花遗传物质中的一个有效组分，在下一代棉种内依然可以找到这种杀虫基因，把这种棉花种籽种入棉田，当棉铃虫侵犯棉叶时，就会瘫痪死亡。

　　对生物农药的研究刚刚开始，相信在不久的将来，我们的农田将不再需要喷洒化学农药，农田将真正成为绿色的田野。

 

塑料被称为白色污染，是近年来环境的大敌。以聚乙烯为代表的塑料，在自然条件下极难降解，在土里埋50—100年仍旧安然无恙。由于塑料广泛应用于农业生产及日常生活中，所以其产量每年递增，造成了这种人工化合物的大量积累。积累在农田中的塑料可导致土壤板结，活力下降，防碍作物生长，可使作物减产20—40%。而城市垃圾中的塑料则危害着人畜的安全，有很多关于动物误食塑料致死的报道。

　　现在人们正在积极寻找可以取代原有塑料的可生物降解的新材料。一类由微生物合成的化合物引起了人们的兴趣，这类化合物为聚β-羟基烷酸酯，简称PHA，它们是由许多个β-羟基化的饱和脂肪酸聚合而成的。脂肪酸可以是丁酸，戊酸或己酸等。

　　1925年法国巴斯德研究所的一位研究人员从巨大芽孢杆菌中发现了聚β-羟基丁酸酯（PHB）颗粒，当时这一成果并未引起人们的注意，被锁进科技档案柜里。PHB是PHA中的一种。后来的研究表明，很多种类的微生物都能产生PHA。PHA分子量很大，具有良好的柔韧性和抗张性，并具有良好的可塑性，在实际应用上无异于人工塑料。它的最大优点是可被微生物降解掉，因此人们称它为“生物可降解塑料”。90年代以后，美国已有一家公司建立了第一家生产500吨生物可降解塑料的工厂。我国科学家在开发同类产品上也取得了很重要的进展。

　　用细菌生产的聚β-羟基丁酸酯除了替代现有的塑料制品外，还可以用来生产高弹性的无纺布。聚β-羟基丁酸酯无毒性，高纯度的产品可用来做伤口的缝合线及骨骼固定绷带，当用这种缝合线缝合伤口后也用不着拆线，它可以在人体内自行被分解吸收。

　　然而，现在PHA的生产成本还比较高，因而产品价格比较昂贵，目前还难以被广泛应用。科学家们正在为这一新型无污染的产品的实用而努力，基因工程专家正试图将产生聚β-羟基丁酸酯的基因转到甜菜或萝卜中，一旦成功，就可以从这些作物中直接得到聚β-羟基丁酸酯。也有的科学家正在构建高产聚β-羟基丁酸酯的基因工程菌，在这些菌中，PHB的产量可占细胞总质量的90%，从而大大的节约发酵成本。如果在成本上PHA能与塑料竞争的话，我们以后就不用再担心白色污染了。