昆虫病毒杀虫剂：独特作用机制赋予无限的市场潜力

目前全球各个国家都在大力发展生物农药，而在所有的生物农药品种中，昆虫病毒杀虫剂以其专一性强，采用“以毒攻毒”的全新杀虫概念，作用机理独特，防治效果好，并且有一个显著的优势就是对农产品质量、农业生态环境十分安全，是未来国家大力发展的重点方向。

利用昆虫病毒类农药防治害虫不仅可以起到微生物杀虫剂的短期防治作用，而且使用后可以使病毒长期存在于农林生态系统中，作为一类被引入的生态因子而起到调节害虫种群密度的作用。所以说病毒生物农药是专一、持效、不易产生抗性、安全的纯天然微生物杀虫剂。

昆虫病毒类生物农药目前的发展现状如何，未来又将朝何方向发展？为此，AgroPages世界农化网采访了全球几家昆虫病毒类生物农药的领军企业。

请您简单介绍下昆虫病毒杀虫剂的开发和主要应用现况。

科云生物：目前全球昆虫病毒杀虫剂主要在防治棉铃虫、大豆尺護、草地贪夜蛾、苹果蠹蛾、斜纹夜蛾以及抗性害虫甜菜夜蛾、小菜蛾等靶标害虫上取得较大面积的应用，市场份额不断扩大。

Andermatt：我们很高兴看到生物农药，尤其是微生物控制技术在农业中的应用越来越普遍。昆虫杆状病毒已成功应用了几十年，它们的高效和安全性早就为人们所认识。有几家国际生物防治公司已成功开发出基于杆状病毒的产品，并在全球销售。也有一些本地经营的公司在开发基于病毒的植保产品。不过，与整个微生物植保市场相比，昆虫病毒的使用相对较少，原因是每种产品的使用仅限于单一或相对较少的靶标害虫。我们估计这一类别产品的年销售额为7000万美元，但这也仅占全球微生物植保市场的3%。市场肯定会接受更多的昆虫病毒产品，因为它们高效、安全，并且与许多生产策略兼容。行业面临的挑战是控制单一害虫种类产品的登记投入太高，这显然与其市场潜力不相称。因此，像抗苹果蠹蛾（CpGV）和棉铃虫（HearNPV）病毒这样在全球市场获得成功的案例少之又少。昆虫病毒用于有机作物和常规有害生物综合防治策略，以应对最大残留限量和抗性问题。到目前为止，病毒杀虫剂在仁果或柑橘等高价值作物生产中的应用较广，不过从几年前开始，也应用于棉花、高粱或大豆等作物。此外，一些昆虫病毒也已成功用于防治主要的森林虫害，且效果显著。

武大绿洲：目前，世界上已从1100多种昆虫中发现了1670多种昆虫病毒，其宿主涉及昆虫11 目 43 科，我国调查发掘的昆虫病毒资源为 291 种。虽然病毒杀虫剂的研究和开发工作起步较晚，但近年来发展极为迅速，不同国家登记的病毒杀虫剂，在世界各国进入大田试验阶段的病毒有60多种，登记、注册、生产应用的30多种。国内武大绿洲（武汉楚强、武汉拜乐）、济源白云、江西新龙等越来越多的农药厂家开始致力于昆虫病毒类农药新品种的研发和生产。不过，目前包括病毒制剂在内的生物农药在国内市场还没有形成较大规模，仍存在产品生产能力弱、自动化程度不高、市场占有率低、产业化进程缓慢等问题，其大规模推广和应用依然任重道远。

1990年，高尚荫院士带领的科研团队申报的“昆虫病毒理论基础及应用技术研究成果”获得了国家自然科学二等奖，为昆虫病毒产业化研究奠定了基础。我国从1993年棉铃虫核型多角体病毒可湿性粉剂获得我国第一个昆虫病毒杀虫剂登记以来，至2019年昆虫病毒生物农药一共登记74个产品，含母药和制剂。其中，以棉铃虫核型多角体病毒产品最多26个，昆虫病毒品种：12种(8种是武大绿洲全资子公司（楚强生物和拜乐卫生登记)，目前在美国、法国、瑞士、俄罗斯、巴西、西班牙、日本、南非、印度、澳大利亚等国家均登记有病毒杀虫剂产品已有二十多个产品获得登记，用于害虫生物防治的昆虫病毒主要有杆状病毒科的核多角体病毒 (NPV)、颗粒体病毒 (PxGV) 和质型多角体病毒 (CPV)，主要用于小菜蛾、甜菜夜蛾、棉铃虫、银纹夜蛾等防治。

2002年成立的武汉武大绿洲生物技术有限公司，将8种农业主要害虫和1种卫生害虫病毒技术成果转化为商品，是目前国内昆虫病毒新型生物农药产业中产品种类最多、覆盖范围最广的标杆型企业。主要应用于水稻、蔬菜、茶叶、棉花、小麦、玉米、瓜果、中药材、森林和城市园林及卫生杀虫领域，更是有机农产品基地、绿色农产品基地、出口农产品基地首选。

党的十九大提出实施乡村振兴战略，2018年中央一号文件又进行了全面部署。实现乡村振兴战略的“生态宜居”，对化学农药的科学合理使用提出了更高的要求。同时，近年来公众对农产品质量安全问题的呼声越来越强烈，对环境保护的关注度也越来越高，因此必须转变病虫防控方式，大力推进农业绿色发展，减轻农业面源污染，珍惜和保护好“绿水青山”，实现人与自然和谐发展。昆虫病毒是一类以昆虫为宿主并在其种群中进行传播的病毒。根据国际病毒分类委员会第八次报告（2005年发表）的结果，将所承认的5000多种病毒分至73个病毒科中，其中昆虫病毒（对昆虫有明确致病性的病毒）约230种，被归纳至18个病毒科中，包括弹状病毒科、杆套病毒科、双顺反子病毒科、传染性软化症病毒、囊泡病毒科、杆状病毒科、双节段病毒科、虹彩病毒科、转座病毒科、细尾病毒科、野田村病毒科、正粘病毒科、细小病毒科、多分病毒科、痘病毒科、假病毒科、呼肠孤病毒科、T4病毒科。常用于农作物防治的昆虫病毒主要是杆状病毒科的核型多角体病毒、颗粒体病毒和呼肠孤病毒科的质型多角体病毒，昆虫病毒杀虫剂具有安全无污染、无残留、无抗药性等优点逐渐进入人们视野。

全球市值及主要应用市场（生物农药）

据预测2040—2050年全球生物农药占比或将超过50%。目前，美国、加拿大和墨西哥的生物农药使用量最多，占世界总量的44%，见图1。其中美洲占40%、欧洲20%、亚洲13%、大洋洲11%、拉丁美洲9%、非洲3%（2018年数据）。

应用市场：

①应用前景，据统计，2018年，湖北全省农药使用量4.682万t。其中，化学农药4.629万t，占98.87%。杀虫剂中有机磷类占比最高，达34.60%，生物农药占比仅为3.37%；杀菌剂中生物农药占比为12.20%，其余农药（杀螨剂、除草剂等）中基本都是化学农药。在生物农药方面，全球生物农药应用面积快速增加，达到农药总用量的20%以上。我国农作物常年防治面积大（4.4亿公顷），生物农药防治不到10%，远低于发达国家40%，但对微生物农药的需求量增长速度快，昆虫病毒杀虫剂属于微生物农药的一种，市场需求和应用前景广阔。

②国家政策，在当前乡村振兴战略实施过程中，需要减少化学农药的使用，科学使用生物农药，转变病虫防控方式，对生物农药的研究和开发也被列为国家重点科技攻关项目，我国越来越重视自主知识产权新品种的开发。另外，科研成果产业化发展速度加快，并建立了产品质量标准，政府对于生物农药产品质量加大了监管力度，这为生物农药的研究和发展奠定了良好的基础。国家防控理念转变为绿色发展理念，植保理念上要求减药控害、持续控害，需将危害控制在经济阈值之下昆虫病毒杀虫剂在昆虫种群间传播作用能够达到持续控害的作用，逐步抢占化学农药市场。

③生态上，近年来公众对农产品质量安全问题的呼声越来越强烈，对环境保护的关注度也越来越高，因此必须转变病虫防控方式，大力推进农业绿色发展，减轻农业污染。对害虫的治理方面应该讲求防虫、控虫，保护生态链而不是杀绝、灭绝。跟化学农药相比昆虫病毒杀虫剂具有专一性，靶向杀灭害虫而不伤害天敌从而保护生态链，结合物理防控、引诱等技术手段能够对绿色、有机等不使用化学药物产区进行绿色防控。

④目标用户，专业近年来人们环保意识不断增强，合作社、家庭农场、种植大户对农药性能要求不断提高，农业生产方式也有了较大的进步，国家一些化学农药品种正在被快速淘汰，而生物农药得以快速发展。

您能向我们介绍下昆虫病毒复合杀虫剂（昆虫病毒与其它昆虫病毒的复合，或与少量化学农药的复合）方面的研究现状吗？

科云生物：昆虫病毒杀虫剂的复合主要有两个方向。首先是不同昆虫病毒之间，包括两种及两种以上不同种类昆虫病毒的复合，目的是通过复合拓宽产品的杀虫谱，使昆虫病毒产品被更多的市场接受。在病毒复合的过程中，不仅扩大了杀虫谱，同时发现某些病毒对其他病毒有增效作用，提高了对害虫的致死率，杀虫效果更好。

另一方面，为了提高昆虫病毒对大龄幼虫的防治效果，也在研究昆虫病毒与一些化学农药配合使用，目前在这方面已经有很大突破。采取这种方式的策略是，在田间使用环节，将昆虫病毒产品与某些化学农药产品组成“套餐”，混合使用。研究发现，某些化学农药对昆虫病毒确有明显的增效作用，能够使害虫感染病毒后的病死速度加快，病死率增加，用户对防治效果的接受程度显著提高。实际上，对化学农药而言，特别是一些专利性较强的化学农药产品，采取与昆虫病毒配合使用的策略，互为增效，不仅能够降低化学农药本身的使用量，而且能够显著减低害虫对该化学农药的抗药性，延长其市场寿命，同时可以大大降低农药残留。

武大绿洲：1. 与苏云金杆菌的复配

市场上复配产品有茶核·苏、甜核·苏、苜核·苏、棉核·苏、菜颗·苏、苏·松质等复配产品，主要是武大绿洲登记的复配产品居多。

2. 与低毒或常用化学药物的复配（或交替使用方案）

市场上复配的产品还有高氯·斜夜核悬浮剂、辛硫磷·棉核悬浮剂、氟啶脲·斜夜核悬浮剂。

昆虫病毒杀虫剂产品发展走向显示，单剂有效成分走低，复合制剂发展加快，市场需求旺盛，且主要以核型多角体病为主导，特别是以苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒和斜纹夜蛾核型多角体病毒与其他品种复合的相关品种的研究、应用较为集中。

昆虫病毒与致死剂量以下的化学农药混用，也能有效增强杀虫率，对此，可能是因为致死剂量下的化学农药虽然不能将害虫杀死，但却能大大降低害虫的免疫力，增加感染病毒的机率，因此表现出增效作用。

昆虫病毒与常用高效低毒化学药物复配主要是解决速效性和持效性问题，有效降低化学农药的用量，逐步解决农药残留问题。

您对昆虫病毒感染增效物质有了解吗？能否向我们分享下关于昆虫病毒感染增效物质方面的知识和主要产品？

科云生物：对昆虫病毒感染增效的物质主要是破坏了害虫正常的生理状态，降低了虫体的免疫能力，增加了昆虫病毒侵入感染几率，加快了昆虫病毒在害虫体内的扩增速度，从而提高了害虫的病死率，加快了死亡速度。尤其对提高大龄害虫的防治效果非常明显。

武大绿洲：对昆虫病毒的增效方面应当从昆虫病毒的侵染机制和免疫机制，同时结合病毒自身特点入手。昆虫病毒主要侵染昆虫幼虫中肠组织细胞，昆虫中肠内有一膜状组织称为围食膜。围食膜主要是由几丁质和蛋白质组成的一个网状结构框架，然后围食膜因子，包括肠粘蛋白和几丁质结合蛋白等，紧密地结合到网状框架上，多糖填充在网格的空隙中，形成具有一定孔径的半透性膜。一些对围食膜有影响的因子，可以通过干扰围食膜的正常形成或者破坏其完整性而增加病原微生物特别是核型多角体病毒对昆虫的感染活性。1959年,Tanada首次报道了2种杆状病毒混合感染同一宿主时病毒间的增效作用，目前了解到的增效方式有生物增效和化学增效。

1、生物增效

生物增效的作用物质是病毒增强素，曾被称为增效因子病毒增强因子或增强蛋白，现统称为增强素，有增效蛋白和酶类以及杆状病毒的重组。增效蛋白有：2种昆虫痘病毒、5种颗粒体病毒、2种核型多角体病毒和2种质型多角体病毒共11种（2005年数据），文献能够查到的有：杆状病毒增效蛋白因子Enhancin；昆虫痘病毒纺锤体蛋白；杆状病毒GP37蛋白；颗粒体和核型多角体病毒同时使用也可以相互增效；GV增强素作为破坏围食膜的蛋白水解酶，增大围食膜的孔径从而增加对核型多角体病毒的通透性。酶类增效因子有：几丁质酶——对昆虫的几丁质具有专一的水解性；组织蛋白酶。杆状病毒重组，从基因层面重组杆状病毒从而扩大杆状病毒的杀虫普。

苏云金杆菌（B.t）与核型多角体病毒混用，B.t与昆虫病毒相比，成本低廉，且具有速效性，与昆虫病毒混用后，杀毒效果明显提高。武大绿洲登记的茶核·苏悬浮剂、棉核·苏悬浮剂、苜核·苏悬浮剂等都是这类。

2、化学类增效因子

昆虫生长调节剂：几丁质合成抑制剂（氟啶脲等）昆虫口服后会抑制几丁质合成从而影响围食膜的结构，加速病毒对昆虫的感染。紫外保护剂：叶酸、抗坏血酸、2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、刚果红、亮黄、吖啶黄等染料，荧光增白剂OB对AcMNPV具有增效作用。

（1）荧光增白剂，研究显示荧光增白剂不仅对昆虫病毒有防止紫外线辐射的保护作用，而且能强烈增强NPV对宿主的感染性，有关荧光增白剂对病毒的增效机理研究较少，研究靶标集中在昆虫中肠上。

（2）化学增效剂，如食诱剂的添加，通过刺激增加取食量，提高了病毒的食入量，从而提高了杀虫活性。

您认为，昆虫病毒杀虫剂的最主要优势在于哪方面？为什么？

科云生物：昆虫病毒杀虫剂的主要优势：1、针对性强，只对靶标害虫有效，不伤害自然天敌等非靶标生物，有利于维护生态平衡，防止害虫再猖獗。2、害虫不易产生抗性。昆虫病毒本质上是一种具有核酸结构的微生物，可以与害虫协同进化，后者很难产生抗性。所以相对化学农药而言，昆虫病毒杀虫剂在害虫抗性治理方面更具市场潜力。3、安全无残留。昆虫病毒杀虫剂主要成分是天然生物体，产品没有安全间隔期，当天用药当天即可采收，对于有农残要求的有机、绿色农产品生产基地，昆虫病毒杀虫剂是完全可以放心使用的害虫绿色防控产品。

武大绿洲：1、专一性：昆虫病毒的侵染机理需要通过病毒表面的棘突蛋白去识别并结合宿主细胞表面受体糖蛋白，才能够侵染宿主，只杀灭靶标宿主。

2、安全性：对人畜无害，不杀天敌和其他有益昆虫，不污染环境，对于生态链的保护具有重要意义。

3、无残留：病毒就是一种蛋白，对作物无残留。

4、流行性：病毒可在害虫种群中横向和纵向流行传播，具有传染性。

5、生产过程无污染、低能耗，一个昆虫就是一个病毒合成工厂。

6、高效持续性：核型多角体病毒可在土壤中保持活性长达5年之久，病死虫在田间腐烂后会释放出大量病毒，持续保持田间病毒数量；从而减少施药次数，降低了用药成本和人工成本，综合成本也随之下降。

7、不易产生抗性：病毒无细胞构造，没有完整的酶系统，对微生物代谢途径起作用的因子不受影响，不易产生抗性，目前为止还没有昆虫病毒抗性的相关报道。比如人体对新冠病毒及SARS病毒无抗性，也没有相应免疫力，无针对性药。

Andermatt：杆状病毒具有的特异性决定了其对非靶标昆虫等节肢动物是无害的。有针对性地使用可实现只对靶标害虫起效，对非靶标生物无影响。保护现有的有益动物对抑制次级害虫种类的爆发非常重要，这样可以大大减少用于防治其他有害生物的杀虫剂的总投入。杆状病毒具有独特的作用模式。病毒感染害虫并在其幼虫体内繁殖，致其死亡。病毒还可在害虫中代代相传，导致害虫种群持续减少。其独特的作用模式更有利于解决对其他杀虫剂的抗性问题，或在有害生物控制策略中用于抗性管理。现有的病毒制剂使用方便，喷洒方式与其他杀虫剂并无不同，并与其他主要有效成分兼容。因此，我们认为昆虫病毒在有害生物综合防治体系中的使用潜力会越来越大。

昆虫病毒杀虫剂田间不稳定、持效性差的问题，一直是昆虫病毒杀虫剂推广领域的难题。您认为如何看待和解决这个问题？贵公司在解决稳定性和持效性方面，有无最新的产品和技术？

科云生物：田间不稳定、持效性差是因为病毒粒子在紫外线照射、高温等不利环境条件的影响下，活性会有所降低。对于这个问题，主要从两方面解决。一是在产品中添加光保护剂等防止紫外线的助剂，提高产品性能。二是在田间使用环节，注意采取对应的策略。包括应用昆虫性诱剂等监测手段，判断害虫发生时期，准确把握用药时机，以及尽量在阴天或傍晚施药等，让病毒更好地发挥作用，从而达到最好的防治效果。

武大绿洲：由于昆虫病毒的生物学结构简单，故对高温和紫外线的耐受性差，在田间易失去活性。但持效性是昆虫病毒的一大优势而不是它在推广中的难题，特别是昆虫病毒连续使用后可极大降低田间害虫虫口密度，后期用药量和施药次数会逐年下降。

昆虫病毒杀虫剂田间的不稳定性我们通过两个方法解决：

1、加强昆虫病毒杀虫剂剂型开发

首先，添加抗紫外线助剂解决紫外线照射问题；添加一些增加粘附性的助剂，保护昆虫病毒的持效性，另一方面增加制剂在田间的持留量和胃毒效果。

其次，与Bt（苏云金杆菌）复配，解决病毒在不同温度下活性不稳定问题，我们登记的昆虫病毒类产品主要是和Bt复配。

2、配套预测预报技术，抓准昆虫病毒杀虫剂用药时机，解决农户用药时间问题

首先，从生态方面来说国家政策有了转变，减药控害的理念被提出，这也是昆虫病毒产品的一个机会。我们应当转变思想，充分认识到化学农药带来的系列问题——自然环境的破坏、农药残留给人类健康带来的威胁，同时要意识到虫害的治理并不是图一时之快盲目打“保险药、放心药”，导致超量、超范围使用化学农药，对害虫进行杀绝、灭绝。

其次，在针对解决稳定性方面，我们通过昆虫病毒产品加虫群测报系统（提前预报虫情），掌握合适的用药时机，改变农户在使用昆虫病毒产品时存在“见虫打药”的误区，因病毒产品的特性决定了病毒产品侵染害虫的最佳时机是在卵孵化盛期及1-2龄期，幼虫免疫力低下时，是害虫易于爆发病毒传染的时期，因此，在正确的时间节点上施用，能够提高杀虫的稳定性。

最后，我们会加大研发力度，多试点展开相关系列的全程解决方案，不断优化产品，加强推广昆虫病毒产品正确使用方法，从而逐步缩小与市面常见化学农药在农作物防效上的差异性，特别是解决化学农药残留问题，在作物采收期使用昆虫病毒杀虫剂控制虫害，这样就能够达到控害的同时，对生态、对环境、对人类健康都有好处的多赢局面。

Andermatt：病毒可长期持续抑制害虫种群。不过，病毒在田间的稳定性会降低，这也成为反对使用病毒产品的理由。以前，人们认为主要挑战是暴露于紫外线辐射时病毒颗粒的生存能力下降。然而，昆虫病毒对紫外线辐射的稳定性并不比其他大多数微生物差。作为这个行业的参与者，我们已经学会如何应对这些挑战。我们拥有的昆虫病毒生产和制剂的先进知识增强了病毒颗粒的适应能力，从而提高了其使用后的稳定性和存活能力。作为一家专注于研发的公司，我们不仅致力于开发新的有效成分，还致力于改进生产工艺和开发稳定的制剂。另一个成功的关键是对宿主与病菌关系的认识，由此我们学会了如何调整昆虫病毒在大田的应用，以适应宿主的生理和发育。要取得最大的成功，关键是要认识到最佳的使用时机，避免使用后出现的不利状况。这看起来很复杂，所以我们花了很多时间开发简单易用的培训工具，为农民提供实用的建议。综上所述，我们之所以能在稳定性和可持续性方面取得进步，是因为我们不断改进产品质量和制剂，并开发出适合且合理的大田应用策略，从而获得最佳效果，使客户满意。

贵公司有哪些昆虫病毒杀虫剂？

科云生物：目前我们公司生产有棉铃虫核型多角体病毒、甜菜夜蛾核型多角体病毒、斜纹夜蛾核型多角体病毒、草地贪夜蛾核型多角体病毒、苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒、甘蓝夜蛾核型多角体病毒小菜蛾颗粒体病毒等昆虫杆状病毒产品，包括这些产品的原药和制剂。

武大绿洲：表1. 昆虫病毒杀虫剂

Andermatt：Andermatt Biocontrol引以为豪的是在过去30年中开发并提供了大量不同的昆虫病毒。我们的产品现已广泛应用于世界各地的不同作物。我们的子公司瑞士Andermatt Biocontrol和Sylvar Technologies分别在瑞士和加拿大生产病毒产品。公司开发出分别控制苹果中的两种主要害虫——苹果蠹蛾和小卷蛾黄斑卷叶蛾的苹果蠹蛾颗粒体病毒（MADEX）和棉褐带卷蛾颗粒体病毒（CAPEX），从而实现了最初的增长。经过多年的努力，我们大幅度扩大了苹果蠹蛾颗粒体病毒产品组合，率先开发出基于CpGV的抗性苹果蠹蛾种群防治新产品（MADEX PLUS、MADEX MAX、MADEX TOP），提高了产品对东方水果蛾的功效（MADEX TWIN）。我们生产并销售苹果异形小卷蛾颗粒体病毒（CRYPTEX），这种病毒已成为南部非洲控制伪苹果蠹蛾的标杆产品。Andermatt Biocontrol（瑞士）和Sylvar Technologies生产的核多角体病毒（HELICOVEX、SPEXIT、LITTOVIR、SPODOVIR、LOOPOVIR、LOOPEX）可对抗广泛分布的害虫，如棉铃虫、甜菜夜蛾、海灰翅夜蛾、草地贪夜蛾、大豆尺蠖和粉纹夜蛾。此外，Sylvar还成功开发出用于对抗胶冷杉叶蜂和舞毒蛾等森林虫害的病毒产品（ABIETIV、DISPARVIRUS）。我们最近推出的产品是控制番茄潜叶蝇的杆状病毒TUTAVIR。番茄潜叶蝇是对番茄危害极大的有害生物之一。市场上许多其他可用杀虫剂对番茄潜叶蛾的效力日渐降低，这款新产品的出现填补了现有防治策略中的一项重要空白。Andermatt Biocontrol凭借TUTAVIR获得了2019年创新生物防治方案Bernard Blum奖。我们不仅会注重单一种类解决方案的营销，还将努力解决农民在各种作物中面临的多种虫害问题。病毒和其他有效成分的混合可以为农民提供更多的灵活性和选择。昆虫病毒产品的使用无疑有助于更健康和可持续的粮食生产。

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