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  • 淺談微生物農藥管理的規范化
    發布日期:2021-10-25 信息來源:《農藥》2021年第6期 作者:王以燕1,袁善奎1,農向群2,李梅2(1.農業農村部農藥檢定所;2.中國農業科學院植物保護研究所)

     

           微生物農藥是以真菌、細菌、病毒或基因修飾的微生物等活體作為有效成分的農藥。我國的微生物農藥一直穩步發展,截至20201231日,已取得登記的微生物農藥有效成分有47種、產品548個,其數量分別占生物農藥有效成分和產品數量的37.6%31.6%。

           2017年新修訂《農藥管理條例》和《農藥登記資料要求》發布實施以來,國家對微生物農藥的登記注冊實施了多項優惠措施,并自2020918日起,將微生物農藥的登記審批納入綠色通道,在保障質量和安全的前提下加快技術審查進程。另外,國家也先后實施了生物農藥稅收和使用補貼政策。

           盡管我國較早就開展微生物農藥產品登記工作,但由于對各類微生物農藥特性考慮和認識不足,在命名、特征表述和技術要求方面尚存在一些不到位、欠規范等基礎問題,不能適應新技術發展要求,不利于產業的健康發展。為了規范微生物農藥管理,提高我國微生物農藥技術水平,本文從微生物農藥的名稱、鑒定方法、含量單位等方面進行了探討,并提出管理建議。

    微生物農藥有效成分的命名

           微生物農藥的有效成分必須正確表征物種名稱和特征,通常采用微生物拉丁學名和規范書寫形式,盡可能使用準確或公認的中文名稱,并提供適當的鑒別方法和基本要求。隨著微生物分類學技術的發展和進步,還應當盡量及時采用新修訂的物種名稱和新改進的鑒定方法。

           微生物物種名稱是根據微生物分類系統的拉丁學名,植物病毒一般采用英文名。拉丁學名由國際微生物學會聯合會(International Union of Microbiological Societies,簡稱IUMS)宣布確定,IUMS負責制定國際微生物術語詞匯代碼和病毒分類等。1980年中國微生物學會已加入該組織。

           微生物細菌、真菌等的命名采用生物學的雙名法,即由拉丁文的屬名和種名組成,斜體書寫或下加橫線,屬名的首字母大寫。在有物種分化的情況下,采用三名法,即在雙名基礎上,再加上亞種(subsp.)、變種(var.)及血清型(serotypes)等的命名(見表1)??筛綆嗣旨懊麜r間,定名人用正體,首字母大寫,但初定名人需加括號放在后定名人之前,最后是定名時間。如Bacillus subtilisEhrrnbegCohn 1982,Bacillus thuringiensis subsp. israelensis strain SA-11等。

    微生物命名的層級關系


           病毒命名是采用國際病毒分類委員會(International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV)制定的《國際病毒分類與命名原則》(The International Code of Virus Classification and Nomenclature)及對病毒種名書寫規則。病毒分類和命名不遵守優先法則,所用命名應便于使用和記憶,在設立新分類階元時,不能使用人名命名,上標和下標字符、連字符、斜線、希臘字母等在新命名中不能使用;縮拼字命名可被作為分類階元名稱。新命名須有一個同時被承認的代表物種(type species),且不能與已承認的病毒名稱重復;人工重組的病毒和實驗室雜種病毒在分類學上不予考慮。

           2020916日,ICTV網站發布了“對如何書寫病毒、物種和其他類群名稱的建議”,明確了微生物病毒農藥名稱應包括宿主屬種名和特性詞,屬名首字母大寫,其余字母小寫,但組成毒株編碼的可大寫,全部均采用正體書寫(較之前采用斜體有變化);只有在屬種名用于系統分類時才用斜體表示。病毒的分類和命名在不斷發展和完善。如“Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus”“Pieris rapae granulovirus”等。

           另外,病毒的英文組合詞較長,習慣使用縮拼詞,主要有核型多角體病毒類“nucleopolyhedrovirus”和顆粒體病毒類“granulovirus”等。

    微生物農藥名稱規范管理

    2.1  名稱規范

           我國微生物農藥名稱采用微生物物種拉丁學名和中文通用名稱(即中譯文名)表示。

           細菌、真菌名稱采用“屬名+種名+株系編碼”。物種(簡稱“種”)是生物分類學研究的基本單元與核心。微生物農藥產品名稱應當有準確的屬名和種名,如“棘孢木霉Trichoderma asperellum”“哈茨木霉 Trichoderma harzianum”等,不能只有屬名,如“木霉Trichoderma spp.”。中譯名采用已經公認接受的譯名,通常是依據拉丁學名的詞意或譯音翻譯而得,如有“桿”“球”“弧”“螺旋”等形態描述的文字,并需準確對應,避免遺漏而產生誤解,如“Coniothyrium minitans”中譯文名為“小盾殼霉”,而不是“盾殼霉”;“Conidioblous thromboides”中譯文名為“塊耳霉”,而不是“耳霉菌”;在中文名中不能隨意減字,如“蘇云金芽孢桿菌”不能寫成“蘇云金桿菌”,也不能隨意加括號,根據三名法,“亞種”排列在種名后、不用加括號標注,如“蘇云金芽孢桿菌以色列亞種”等。病毒名稱采用“宿主名+特性詞+病毒(+株系編碼)”形式表示,而其中英文特性詞部分習慣使用縮拼詞。一般病毒名稱較長,在標簽、登記證及文章首次出現的名稱應書寫完整,用括號加注病毒縮寫代碼,而不能只寫代碼。目前為避免重復,桿狀病毒縮寫多采用屬/種名首位單字母變成雙字母和特性詞+病毒的縮寫詞組成,如“HearNPV”“PlxyGV”等,但有部分傳統病毒保留單字母及通用Mmultiple)或Ssingle)名稱的表示,如“AcMNPV”等。

           在微生物名稱中其他英文詞部分,如亞種subsp.、血清型serotype、株系strain、菌株isolate等詞(小寫)和株系編碼(大寫)用正體書寫。在正式文章第一次出現的微生物農藥名稱應書寫完整,如重復出現可采用縮寫形式,如“T. harzianum”等。為規范微生物農藥名稱,避免出現同物異名,企業在申請微生物新農藥品種登記時,需提交建議名稱及相關資料,由全國農藥標準化技術委員會出具微生物農藥的中文命名函,經全國農藥評審委員會審批,報請農業農村部批準。

    2.2  株系編碼

           株系并不是按系統發育的分類,可以代表寄主、地理、地點或其他特征的差別。株系編碼由企業或研究者編制,尚無特定要求,一般多以字母、數字和符號隨意組合或按某種序列。

           編碼一般可由規律性和個性化2部分字符組合編碼,以與其他株系產品區別。其設定慣例:一是可選擇微生物物種學名的首字母縮寫(多為首選),二是可選擇地方或單位縮碼;三是可選擇加注菌種保藏中心編碼或其尾號表示;四是可選擇個性化編碼,如株系特性數字等。株系編碼不建議字符排序過長,盡量控制在10個字符以下,鼓勵簡約化表示,以便于記憶、使用和推廣,有利于微生物農藥的科學發展和專業管理。在編碼前的“株系strain”或“菌株isolate”一詞在國際文章中多數在書寫微生物農藥名稱是完整的,但沒有標注的一般也不會產生歧義。

           我國早期登記的微生物農藥缺少株系編碼,因此不同企業登記的同一種微生物農藥很難區分,有的可能遺傳背景非常相似且活性差異較小,有的也可能在活性上有顯著的差異,從科學角度來看,同一種微生物農藥的不同株系在活性方面確實存在差異,應通過株系編碼加以區分,但前提是確實是屬于不同來源的同一種微生物農藥。這與國際上作法也是相同的。

    鑒別方法和基本原則

           微生物農藥通常至少需要鑒定到種名。細菌、真菌和病毒等不同類別微生物農藥的常用鑒別方法見表2。鑒別的原則首先是選擇物種特異性特征,可采用形態、生理生化或分子標記等,以區別于其他物種;其次是盡量選擇高效、靈敏且便捷的方法,如有異議再選擇其他相對復雜、精準的方法。另外,考慮到病毒農藥專一性強,可采用專性宿主的生物測定法作為“活性”鑒別的補充,例如在《病毒微生物農藥苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒標準》NY/T 32792018中,除了選擇PCR擴增、DNA測序分子鑒定外,還采用對粉紋夜蛾、甜菜夜蛾和家蠶3種幼蟲進行生物測定毒種鑒別。

    微生物農藥常用鑒別方法


           國際上,經濟合作與發展組織(OECD)和歐盟(EU)等的法規要求微生物農藥有效成分鑒定到種級水平上,主要依據生物分類學、形態學和生理生化特征(如傳統細菌鑒定方法可使用革蘭氏染色、培養和生化方法對生物體表型態鑒定),沒有提出必須采用分子生物學方法,主要考慮到此方法和設備尚未普及。在FAO/WHO新修訂《FAO/WHO農藥標準制定和使用手冊》(2018)第九章“微生物農藥標準規范”(簡稱FAO/WHO《微生物農藥標準》)中也建議采用最簡單、經典、易獲得并具有成本效益的方法進行鑒別,一般有一種明確的鑒別方法即可,在有異議和必要時再增加至少1項鑒別試驗。

    有效成分含量及單位

           《農藥登記資料要求》中對一般農藥制劑規定了有效成分含量的允許波動范圍,由于微生物農藥是活體生物,其有效成分含量單位、測定方法及精確度均不同于化學農藥,因此規定微生物農藥母藥和制劑的有效成分含量均為“≥”。目前雖然對上限尚無明確規定,但在FAO/WHO《微生物農藥標準》明確指出,一般含量為≥,如存在風險,可規定上限,即設定最低和最高含量;在特殊情況下,可接受含量超額,但須說明理由,且超額應盡可能低。

           微生物農藥含量單位常見的有:孢子(spore)、毒力效價(ITUIU)、菌落形成單位(Colony Forming Units,CFU)、包涵體(Occlusion Body,OB)或多角體(Polyhedral Inclusion Body,PIB)。目前真菌微生物農藥多以孢子數量表示,也有用CFU表示的;細菌微生物農藥多采用CFU表示,僅有蘇云金芽孢桿菌和球形芽孢桿菌采用ITU/IU表示;病毒微生物農藥通常采用OBPIB的數量表示。目前習慣上對顆粒體的病毒用OB,多角體多用PIBIB,但近期在國際病毒類雜志和美國病毒產品標簽上不論是顆粒體還是多角體病毒都主要以OB為病毒單位。

    微生物農藥規范管理建議

    5.1  規范有效成分名稱

           現有微生物農藥名稱中還存在一些不規范的地方,建議進行統一和規范。如細菌微生物農藥有“芽孢”和“芽胞”2種表示,根據《農藥中文通用名稱》(GB 48392009)的中文名稱,并遵循多數文獻和出版物建議沿用“芽孢”;據“耳霉菌”“盾殼霉”的拉丁名,其中文名應為“塊耳霉”“小盾殼霉”;根據近期生物分類學,“微孢子蟲”已由原生動物歸為真菌微孢子屬,建議“蝗蟲微孢子蟲”改為“蝗蟲微孢子”;對于“木霉”或“木霉菌”拉丁名為屬名或該屬的各種菌的集合,未指定種名,現多用“木霉”不加綴“菌”字,新登記的木霉產品應明確到種,種名也無需加綴“菌”字,如哈茨木霉等;對于“寡雄腐霉”,也無需加綴“菌”字;病毒名稱為拉丁文/英文組合,按照國際病毒分類委員會的建議用正體小寫、首字母大寫,采用特性縮拼詞,括號中為病毒縮寫詞。其中“黏蟲顆粒體病毒”的拉丁名Pseudaletia unipuncta granulovirus,現名為Mythimna unipuncta granulovirus。另外,根據“蟑螂病毒”(俗名)的拉丁名,中文名應為“黑胸大蠊濃核病毒”;其拉丁名“Periplaneta fuliginosa densovirusPfDV)”已由ICTV2013.07.19)更名為Blattodea nambidensovirus 1,蜚蠊雙義濃核病毒(暫譯名)。表3總結歸納了現有已登記微生物農藥的中英拉文通用名稱。

    3 我國已登記微生物農藥有效成分名單


    5.2  規范含量單位表述

           我國微生物農藥含量單位與境外的表示基本相同,但在中文表述上還需要規范。在微生物農藥定義中已明確是活體生物,且不論采用平板菌落計數法測定含菌量(CFU),還是血球計數板法測定含孢量(含孢量=孢子實測數量×活孢率),都是測定的活體物質,故不建議在微生物農藥有效成分含量中文單位中使用“活”字;另外,不宜使用沒有專用量名詞、口語化的“個”字,如“個孢子”,或只用數量詞“億”或“億個”表示是不完整的,必須有實質性計量單位,規范表述微生物農藥含量單位。

           微生物農藥含量單位不是根據微生物農藥名稱,而是依據其可觀察計數的形態特性、可定量的生化或分子特征,采用相應的測定方法來決定含量單位。由于細菌芽孢桿菌屬的芽孢個體小,很難在顯微鏡下能直接觀察計數,含量單位一般不是“芽孢”,多采用平板菌落計數法測定(除蘇云金芽孢桿菌和球形芽孢桿菌等外),有效成分“含菌量”單位明確為“CFU”。目前存在含量單位與檢測方法錯搭的情況,如枯草芽孢桿菌登記的產品幾乎都采用行業標準中平板菌落測定含量的方法,而實際登記產品計量單位卻多用“億孢子/g”“活芽孢/g”“億個/g”等表示,用“CFU”表示含量的僅占該產品登記數量的14%;又如登記的真菌木霉類產品測定方法也多采用平板菌落計數法,其中以“CFU”表示單位的僅占15.8%。微生物農藥含量單位須與采用的檢測方法相匹配,否則會造成疑惑和誤解。

           真菌微生物農藥或多角體病毒一般個體略大,其形態可在光學顯微鏡下清楚觀察和計數,故多采用血球計數板法測定含孢量或包涵體數量,單位用孢子或OB/PIB表示。顆粒體病毒和濃核病毒類農藥的病毒粒子小、不易直接觀察檢測,在有條件下采用實時熒光定量PCR法,從獲得病毒基因拷貝數即可推測顆粒體病毒包涵體數量,但顆粒體病毒往往會采用簡易的細菌計數板法直接計數,單位用OB表示。

    5.3  混配制劑含量單位表述

           對于農藥混配制劑,如果有效成分的含量單位一致時,其總含量可以將各組分含量相加,對于各組分含量單位相同的微生物農藥混劑可參照此方法,如“105CFU/g5CFU/g多粘芽+100CFU/g枯草芽)”。但在各組分含量單位不相同時不宜相加(或不宜留白不表示或用“/”表示或“僅標明其中某組分含量”等),應分別列出各組分含量和單位,如“1千萬PIB/mL(棉核)+2000 IU/μL(蘇云菌)”、 “30OB/g(黏顆)+100億芽孢/g(蘇云菌)”,實際在這2個標準中B.t.含量的測定均是毒素蛋白,其含量分別為0.2%2%。蘇云金芽孢桿菌在混劑中一般很難單獨測定效價,為此建議混劑中的B.t.可采用毒素蛋白法測定,其產品含量單位也需采用與檢測匹配方法正確表達。

           另外,可參考FAO/WHO的《微生物農藥標準》中有效成分含量以“g/kgg/L(或適當單位)表示”和美國微生物農藥產品標簽上有效成分的表示方法。即在產品標簽上標注有效成分(即母藥)及其他組分(包括助劑等)的百分含量(m/m),并標明由微生物質量控制方法測定產品中的有效成分含量和相應單位,即每單位質量或體積的孢子數、CFU、OB/PIB、ITU等。這樣對微生物農藥產品含量表達相對清晰,且適用單劑和混劑的含量表示,但目前在國內登記的微生物農藥產品中未見該表述方法。

           規范微生物農藥有效成分含量及其單位的表述,有利于用戶看懂產品有效成分含量,實現精準用藥,提高產品防效,也有利于普及推廣微生物農藥的使用和科學管理。

           致謝:中國科學院武漢病毒研究所孫修煉、中國科學院動物研究所秦啟聯、張寰的幫助。

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