美妙的生物农药,南通市技巧立异网

日期:2019-08-14编辑作者:生命科学

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在常州市现代农业科学院,白超弦研发的生物农药已进入小试阶段。与传统农药相比,在生物农药中起主要作用的,是经过基因重新编程后的微生物及其天然代谢产物。

在江苏常州市现代农业科学院,白超弦研发的生物农药已进入小试阶段。与传统农药相比,在生物农药中起主要作用的,是经过基因重新编程后的微生物及其天然代谢产物。微生物的基因还能重新编程,这难道就是传说中的“变种生物”?非也,这其实是近年来兴起的一种新学科??合成生物学。简单地说,合成生物学是一门基于分子生物学、生物化学和细胞生物学等学科的工程学。面对如此深奥的学科,白超弦解释说,他们的工作就是通过工程技术手段对微生物的基因组进行重新编辑,删减、增加或替换原来的基因,使微生物能力有所改进和提升。人类是在17世纪中叶才通过显微镜认识到微生物的存在,但其实早在四五千年之前,我国人民就已经开始利用微生物来进行酿酒,只是那时候的人们并不知道是微生物把谷物酿造成为了美酒。随着科技的发展,人类对微生物的认识也越来越广泛和深刻,在此基础之上又开辟了医学及工业微生物等分支学科,人类和微生物之间的联系也越发紧密。当然,重新对微生物的基因进行编程是个复杂而极具专业的过程。“我们从自然界中分离得到微生物,从中挑选能够产生特定化学物质组成的一株或几株进行代谢产物表达分析,通过基因测序找出合成化学物质相关的基因,再通过分子生物学等手段将这些基因克隆出来并运用合成生物学的理念对其进行重新设计,将生物合成相关基因标准化、模块化,提升原有生物系统的效率。最终的目的,就是将野生型菌株的产能提升至可以工业化生产的水平。”说完这段话,作为外行的记者直接蒙了,太高深,太晦涩,太难懂。白超弦也笑了起来:“你可以理解,就像变形金刚,我们会插入一些零件,使它的威力更加强大。”他形象地比喻说。在手掌大小的培养基内,已经过DNA重新编程的一团团乳白色菌落,它们是无数个微生物的集合体。而单个的微生物细胞只有几微米大小,人类根本无法通过肉眼看到。微生物到底有多小?以我们的头发丝来比较,一根发丝约1毫米粗细,1毫米等于1000微米,也是千分之一头发丝大小。所以,只有在显微镜下,我们才能看到微生物的真容。这些改造后的微生物,在实验环境中,被小心地放在培养基内。下一阶段,它们将被放置于发酵罐中,使其成千万倍地分裂扩增。“微生物是十分娇弱的,我们会在罐体内输入氧气和养分,同时保持一定的温度,让它在没有杂菌和外界污染物的条件下生长。”白超弦说,微生物怎么舒服,我们就提供什么样的条件,只有让它们活得滋润,它们才能大量繁殖并生产出人类需要的东西。生物农药是利用生物体本身或其代谢产物,针对农业中有害生物进行杀灭或抑制的制剂,又称天然农药。经过如此复杂过程生产出的生物农药,有哪些优点?对此,白超弦一口气罗列了5大优点:1、生物农药毒性通常比化学农药低;2、选择性强,对人畜安全;3、高效,用量比化学农药少很多;4、低残留,对生态环境影响小;5、害虫不易对其产生抗药性。目前,白超弦与中科院微生物研究所合作,已研发了2个生物农药品种,用于害虫的综合治理及作为储粮的防护剂

微生物的基因还能重新编程,这难道就是传说中的“变种生物”?

非也,这其实是近年来兴起的一种新学科——合成生物学。简单地说,合成生物学是一门基于分子生物学、生物化学和细胞生物学等学科的工程学。面对如此深奥的学科,白超弦解释说,他们的工作就是通过工程技术手段对微生物的基因组进行重新编辑,删减、增加或替换原来的基因,使微生物能力有所改进和提升。

人类是在17世纪中叶才通过显微镜认识到微生物的存在,但其实早在四五千年之前,我国人民就已经开始利用微生物来进行酿酒,只是那时候的人们并不知道是微生物把谷物酿造成为了美酒。随着科技的发展,人类对微生物的认识也越来越广泛和深刻,在此基础之上又开辟了医学及工业微生物等分支学科,人类和微生物之间的联系也越发紧密。

当然,重新对微生物的基因进行编程是个复杂而极具专业的过程。“我们从自然界中分离得到微生物,从中挑选能够产生特定化学物质组成的一株或几株进行代谢产物表达分析,通过基因测序找出合成化学物质相关的基因,再通过分子生物学等手段将这些基因克隆出来并运用合成生物学的理念对其进行重新设计,将生物合成相关基因标准化、模块化,提升原有生物系统的效率。最终的目的,就是将野生型菌株的产能提升至可以工业化生产的水平。”

说完这段话,作为外行的记者直接蒙了,太高深,太晦涩,太难懂。

白超弦也笑了起来:“你可以理解,就像变形金刚,我们会插入一些零件,使它的威力更加强大。”他形象地比喻说。

在手掌大小的培养基内,已经过DNA重新编程的一团团乳白色菌落,它们是无数个微生物的集合体。而单个的微生物细胞只有几微米大小,人类根本无法通过肉眼看到。

微生物到底有多小?以我们的头发丝来比较,一根发丝约1毫米粗细,1毫米等于1000微米,也是千分之一头发丝大小。所以,只有在显微镜下,我们才能看到微生物的真容。

这些改造后的微生物,在实验环境中,被小心地放在培养基内。下一阶段,它们将被放置于发酵罐中,使其成千万倍地分裂扩增。

“微生物是十分娇弱的,我们会在罐体内输入氧气和养分,同时保持一定的温度,让它在没有杂菌和外界污染物的条件下生长。”白超弦说,微生物怎么舒服,我们就提供什么样的条件,只有让它们活得滋润,它们才能大量繁殖并生产出人类需要的东西。

生物农药是利用生物体本身或其代谢产物,针对农业中有害生物进行杀灭或抑制的制剂,又称天然农药。经过如此复杂过程生产出的生物农药,有哪些优点?对此,白超弦一口气罗列了5大优点:1、生物农药毒性通常比化学农药低;2、选择性强,对人畜安全;3、高效,用量比化学农药少很多;4、低残留,对生态环境影响小;5、害虫不易对其产生抗药性。

目前,白超弦与中科院微生物研究所合作,已研发了2个生物农药品种,用于害虫的综合治理及作为储粮的防护剂。

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