[发明专利]被囊细菌

说明书

苏云金芽孢杆菌以色列亚种（Bacillus    thuringiensis    israelensis，BTI）在形成孢子的期间产生一种胞内的称为伴孢晶体的杀虫毒素。此毒素由昆虫（如蚊子）吸收后，被昆虫肠道内的碱性物质分解，它就在昆虫的肠道内导致肠道解体并杀死昆虫。该昆虫毒素的一般生产方法如下：使BTI发酵形成大量细胞，诱导细胞形成孢子，使产生毒素和形成孢子，然后溶解母体细胞，将孢子和伴孢晶体释放至培养基中。然后收集晶体和与其相连的孢子，配制杀虫剂并进行包装。将此杀虫剂分散于所需位点之上。关于这些可参见例如Aizawa的“昆虫害的微生物控制”（《农业微生物学进展》第15章397页，Subba编，Oxford    IBH，1982），Lacey等人的摘要（J.Am.Mosq.Control.Ass，1：493-497，1985）;Novak等人的摘要（J.Am.Control    Ass.1：449～453，1985）。

在第一个方面，本发明的特征是一种含有杀虫毒素的细菌，所述细菌包有一层由非生命的、树脂的、保护物质构成的被囊，该被囊在高碱性PH（例如PH高于9）条件下可渗透目标昆虫的消化酶。被囊化是指由聚合物完全包裹，从而在环境中遇到的PH水平下（例如PH低于8.5）免受环境因素的影响，这些因素包括热、湿度和溶液，例如，由雨水形成的碳酸溶液。“保护”是指该物质在农业应用中遇到的环境条件下，能显著地阻止被囊细菌的降解。

在优选的具体方案中，该毒素是伴孢晶体毒素，细菌是苏云金芽孢杆菌;聚合物在农业环境中是稳定的，例如，在土壤中或植物叶片上;具体地说，聚合物具有热稳定性（至少在高达大约120°F），并且不会被水（PH低于8.5）、紫外辐射及农业环境中的其他条件迅速降解。另外，聚合物还保护孢子囊免受其他的环境降解，例如，微生物降解或酶降解。聚合物无须在昆虫肠道中迅速降解，只要它能容易透过溶解孢子囊的昆虫肠道液（例如PH高于10）就行。聚合物应在此条件下能透过毒素，从而将它释放至昆虫肠道中。毒素是通过将细菌培养到孢子形成的第Ⅲ期而生产的。聚合物可以是非离子型的、多阴离子型的或多阳离子型的。一种合适的非离子型聚合物是葡聚糖，淀粉或明胶;一种合适的多阴离子型聚合物是海藻酸盐或角叉胶，一种合适的多阳离子型聚合物是脱乙酰壳多糖或聚氧乙烯二胺。其它优选的聚合物的特征是：（a）聚合物是交联的，最好是与甲醛、戊二醛、二甲基己二酰亚胺2HCl（DMA，参见Waterman等，Biochem.Biophys.Res.Commun.63：580-587，1975）、二甲基辛二酰亚胺2HCl（DMS，参见Packman等，Biochemistry，21：5171～5175，1982）、二〔2-（琥珀酰亚胺氧羰基氧）乙基〕砜（BSOCOES，参见Zarling等，J.Immunol.124：913～920，1980）、二琥珀酰亚胺酒石酸酯（DST，参见Bragg等，Eur.J.Biochem.106：495～503，1980）、硫-BSOCOES（Zarling等）、硫-DST（Bragg等）、多磷酸盐离子或金属离子（例如Ca²⁺）的交联物;以及（b）聚合物中还含有一种添加剂，例如，防晒生色团、调味剂或引诱剂如外激素。

在第二方面，本发明涉及一种含有上述细菌的细菌细胞团。团聚体的直径优选为10～100微米，最好为20～50微米。

在第三个方面，本发明涉及一种生产被囊杀虫剂的方法。该方法包括培养含有昆虫毒素编码基因的细菌，以形成杀虫剂，然后将细菌包囊在聚合物中。

在优选的具体方案中，细菌是能够产生孢子的，细菌培养至形成孢子的第Ⅲ期，被囊化包括包裹细菌的外膜。

本发明利用微生物细胞壁这一特征，以吸引细胞聚合物，并因此被包囊。通过化学交联这些被囊制剂的稳定化产生一种适用于控制昆虫的高度稳定的产物，对于公共卫生和农业都很重要。在优选的方面，毒素是胃毒素，微被囊化提高了目标昆虫的吞食，并使毒素释放和通过目标昆虫肠道碱性基质中的消化酶活化。在一个特别优选的具体方案中，使用例如苏云金芽孢杆菌，该方法使细胞维持为完整的孢子囊。