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段江燕 著

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• 番茄碱
• 天然杀虫剂
• 杀虫机理
• 生物农药
• 植物保护
• 害虫防治
• 农业科技
• 生物化学
• 农药研究
• 番茄

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030212764

商品编码：29574343272

包装：平装

出版时间：2008-05-01

基本信息

书名：天然杀虫剂——番茄碱杀虫机理的研究

定价：45.00元

作者：段江燕

出版社：科学出版社

出版日期：2008-05-01

ISBN：9787030212764

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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该书是作者在完成相关科研项目的基础上整理而成的。书中系统地介绍了外杀虫剂的研究概况和天然杀虫剂的作用特点，对天然活性物质番茄碱的分离纯化、杀虫效果和杀虫机理进行了研究，提出了植物次生代谢物——番茄碱杀虫的新视点，明确了番茄碱的杀虫效果与钙调蛋白的作用有关，初步判断了番茄碱的作用机制，可能是作为钙调蛋白的拮抗剂，拮抗钙调蛋白被钙离子激活的位点，影响其与靶酶的结合而发挥作用。

内容提要

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本书结合外杀虫剂研究概况，系统总结了运用生物化学研究手段对番茄碱的分离纯化、杀虫效果及机理的研究成果。提出了天然杀虫剂植物次生代谢物——番茄碱杀虫的新视点，明确了番茄碱的杀虫效果与钙调蛋白有关，初步判断出番茄碱可能作为钙调蛋白的拮抗剂，通过拮抗钙调蛋白被钙离子激活的位点，影响其与靶酶的结合而发挥杀虫作用。这为应用现代化科学技术手段研究新型、无毒害的杀虫剂，特别是利用有生物活性的植物代谢物进行防治病虫害的基础研究和开发，从生物学角度找到一条更有效的途径。
本书可供生物、农林、环境、土壤等领域的科研人员参考，也可以作为综合类院校以及农林院校的本科生、研究生的参考书。

目录

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序
前言
篇　研究概况
　章　杀虫剂
　　1.1　杀虫剂的分类
　　1.2　杀虫剂的使用
　　1.3　防治病虫害的方法　
　　1.4　植物性杀虫剂的研究
　　1.5　天然产物在杀虫剂中的应用
　　1.6　天然植物成分在植物病害防治中的应用
　　1.7　我国杀虫剂研究现状
　　1.8　世界杀虫剂发展趋势
　第二章　生物碱
　　2.1　生物碱的分类
　　2.2　生物碱的物理性质
　　2.3　生物碱的研究
　　2.4　重要的生物碱
　第三章 蛋白质
　　3.1　蛋白质的水解
　　3.2　蛋白质的元素组成与相对分子质量
　　3.3　蛋白质的分类及性质
　　3.4　蛋白质的结构层次
　　3.5　蛋白质功能的多样性
　　3.6　钙调蛋白研究
第二篇　分离纯化
　第四章　蛋白质的分离纯化
　　4.1　分离纯化的一般原则
　　4.2　兔脑钙调蛋白的分离纯化
　　4.3　棉铃虫幼虫蛋白质提取工艺的比较研究
　第五章　番茄碱的分离提取
　　5.1　实验材料
　　5.2　实验方法
　　5.3　结果与分析
　　5.4　讨论
　　5.5　小结
　第六章　酶的分离纯化
　　6.1　酶的特性
　　6.2　磷酸二酯酶的分离纯化
　　6.3　胆碱酯酶的分离纯化及活性分析
第三篇　杀虫效果
　第七章　番茄碱对棉铃虫毒性分析
　　7.1　实验材料
　　7.2　实验方法
　　7.3　实验结果讨论
　第八章　番茄碱对菜青虫毒性分析
　　8.1　实验材料
　　8.2　实验方法
　　8.3　结果分析
　　8.4　讨论
第四篇　机理研究
　第九章　番茄碱对蛋白质的影响
　　9.1　番茄碱对棉花幼苗蛋白的影响
　　9.2　聚酰胺凝胶电泳(PAGE)分析番茄碱与钙调蛋白的相互作用
　第十章　番茄碱对酶活性的影响
　　10.1　番茄碱对磷酸二酯酶作用机理的探讨
　　10.2　番茄碱对乙酰胆碱酯酶的影响
　　10.3　番茄碱对谷丙转氨酶活性影响探究
　第十一章　紫外分光光谱分析番茄碱与钙调蛋白的作用机制
　　11.1　实验材料
　　11.2　实验方法
　　11.3　结果与讨论
　　11.4　小结
　第十二章　荧光法研究番茄碱的作用机理
　　12.1　实验材料　
　　12.2　实验方法　
　　12.3　结果与讨论
　　12.4　小结
　第十三章　电化学分析法研究番茄碱对乙酰胆碱酯酶活性的影响
　　13.1　实验材料　
　　13.2　实验方法　
　　13.3　结果与讨论
　　13.4　小结
　第十四章　荧光猝灭法研究番茄碱与钙调蛋白的相互结合作用
　　14.1　实验材料　
　　14.2　实验方法　
　　14.3　结果与讨论
主要参考文献
附录　聚酰胺凝胶电泳(PAGE)
附表　威氏盐配方

作者介绍

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文摘

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序言

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《天然杀虫剂：植物防御蛋白的探索与应用》 一、 引言：化繁为简，回归自然 在追求可持续发展与生态平衡的时代浪潮中，传统化学农药的弊端日益凸显：对环境的污染、对生物多样性的破坏，以及对人类健康的潜在威胁，都促使我们不得不重新审视与自然和谐共处的方式。化肥农药的过度依赖，不仅未能根本性解决病虫害问题，反而可能导致害虫产生更强的抗药性，形成恶性循环。与此同时，大自然本身就拥有着一套精妙绝伦的防御体系，无数植物在漫长的进化过程中，发展出了能够有效抵御病原菌和害虫侵袭的天然物质。这些“绿色卫士”不仅高效，而且环境友好，正逐渐成为替代化学农药的有力武器。 本书《天然杀虫剂：植物防御蛋白的探索与应用》正是聚焦于这一领域，旨在深入挖掘植物体内隐藏的天然杀虫潜力，特别是那些以蛋白质为核心的防御机制。我们相信，通过对这些天然防御物质的深入研究，不仅能够为农业生产提供安全、高效的替代方案，更能为我们理解植物与环境的互动关系提供全新的视角。本书将带领读者踏上一段科学探索之旅，揭示植物王国中那些默默守护生命的“绿色战士”，并探讨如何将它们的潜能转化为服务于人类的实际应用。 二、 植物的秘密武器：防御蛋白的生物学基础 植物并非被动地遭受病虫害的侵袭，它们拥有极其复杂而精密的防御系统。其中，防御蛋白扮演着至关重要的角色。这些蛋白质，有的直接参与对病原菌或害虫的毒杀作用，有的则作为信号分子，启动和调控植物的整体防御反应。它们结构多样，功能各异，共同构筑起一道坚不可摧的“绿色屏障”。 蛋白酶抑制剂 (Protease Inhibitors)： 许多植物，特别是豆科植物和谷物，能够合成大量的蛋白酶抑制剂。这些蛋白质能够特异性地抑制昆虫消化道内的蛋白酶活性，从而干扰昆虫的正常消化和营养吸收，最终导致昆虫饥饿、生长受阻甚至死亡。例如，小麦和其他谷物中的淀粉酶抑制剂，不仅能抑制害虫的消化酶，还可能具有一定的抗真菌活性。不同的植物种类，其蛋白酶抑制剂的结构和对不同蛋白酶的抑制谱也存在显著差异，这为开发广谱或特异性的杀虫剂提供了可能。 凝集素 (Lectins)： 凝集素是一类能够特异性结合糖类的蛋白质。在植物防御中，它们的作用机制多样。一方面，一些植物凝集素能够结合昆虫肠道细胞表面的糖蛋白，干扰肠道细胞的功能，影响营养吸收。另一方面，它们也能在一定程度上影响昆虫的生长发育。例如，某些植物凝集素已被证明对一些重要的农业害虫具有毒杀作用。它们在昆虫体内的作用机制仍在深入研究中，但其与糖基的特异性结合特点，使其在靶向作用方面具有巨大的潜力。 胰蛋白酶抑制剂 (Trypsin Inhibitors) 与糜蛋白酶抑制剂 (Chymotrypsin Inhibitors)： 这两类是蛋白酶抑制剂中研究较为深入的类别。它们能够有效阻断昆虫体内主要的消化酶——胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性。许多鳞翅目、鞘翅目和咀嚼式口器的昆虫，其消化系统中都含有丰富的胰蛋白酶和糜蛋白酶，因此对这类抑制剂尤为敏感。例如，大豆中的胰蛋白酶抑制剂（如STI）已被广泛研究，并显示出对多种害虫的生长抑制作用。 芳香性化合物的生物合成相关酶： 除了直接的毒杀蛋白，植物还通过合成一系列具有杀虫活性的次生代谢产物来抵御害虫。而一些酶类，如萜类合成酶 (Terpene Synthases)、黄酮类合成酶 (Flavonoid Synthases) 等，在这些次生代谢产物的生物合成途径中扮演着关键角色。虽然这些酶本身不直接具有杀虫活性，但它们合成的产物，如挥发性芳香化合物、酚类化合物等，却能直接驱避、毒杀或影响害虫的行为和生理。因此，研究这些酶的基因和调控机制，间接理解和利用这些天然杀虫物质，也是本书探讨的一个重要方向。 抗营养因子 (Antinutritional Factors)： 除了上述几类，还有许多其他类型的蛋白质和非蛋白质化合物，它们共同构成了植物的抗营养因子库。例如，一些植物毒蛋白 (Phytotoxins)，虽然严格意义上不完全是“防御蛋白”，但它们也是植物进化出的抵御机制的一部分，能够直接干扰害虫的代谢过程。理解这些抗营养因子的作用机理，有助于我们更全面地认识植物的防御策略。 三、 探索之路：从基因挖掘到功能验证 识别和利用植物防御蛋白，并非一蹴而就，而是一个系统性的科学探索过程。它需要借助现代分子生物学、生物化学、遗传学和生态学等多学科的知识与技术。 基因挖掘与鉴定： 随着基因组学和转录组学技术的发展，我们可以更有效地从植物基因组或转录组数据中挖掘与防御蛋白相关的基因。通过比较基因组学，可以发现保守的防御蛋白家族，并通过序列比对和同源性搜索，锁定潜在的候选基因。此外，利用转录组学技术，可以在植物遭受病虫害侵袭时，分析哪些防御蛋白基因的表达水平显著上调，从而确定其在防御响应中的重要性。 蛋白质表达与纯化： 确定了候选基因后，需要对其进行表达和纯化，以获得足够量的活性蛋白质进行后续研究。常用的表达系统包括大肠杆菌、酵母、昆虫细胞和植物细胞等。通过优化表达条件，可以高效地获得高质量的重组蛋白质。纯化过程则需要根据蛋白质的理化性质，采用不同的层析技术（如亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等）进行分离和纯化。 生化与分子机制研究： 纯化后的蛋白质需要进行深入的生化和分子机制研究。这包括测定其酶活性（如蛋白酶抑制活性）、底物特异性、结合特性（如糖基结合能力）等。通过诱变实验，可以定位蛋白质的活性中心和关键功能区域。同时，利用分子生物学技术，如RNAi（RNA干扰）或基因敲除，可以研究这些防御蛋白在植物体内的功能，以及它们对植物抗性的影响。 生物活性测定： 这是将实验室研究转化为实际应用的关键一步。需要针对目标害虫，进行一系列的生物活性测定，如口喂实验、接触实验、室内生物测定和野外小区试验等。通过测定蛋白质的半数致死浓度 (LC50)、半数生长抑制浓度 (EC50) 以及对害虫生长发育、繁殖能力的影响，来评估其杀虫效力。同时，还需要评估其对非靶标生物（如天敌昆虫、蜜蜂、蚯蚓等）的安全性，以及在环境中的降解特性。 作用谱分析： 不同的植物防御蛋白可能具有不同的作用谱，即对不同种类害虫的敏感性。通过对不同种类害虫进行生物活性测定，可以确定某种防御蛋白的作用谱，从而评估其在防治特定害虫方面的潜力。开发广谱性杀虫剂固然重要，但针对特定高抗性害虫开发高效特异性杀虫剂，也具有极高的应用价值。 四、 应用前景：构建可持续的害虫管理体系 植物防御蛋白作为天然杀虫剂的潜力巨大，其应用前景广阔，能够为构建可持续的害虫管理体系提供强有力的支持。 生物农药的开发： 这是最直接的应用方向。通过规模化生产和制剂开发，可以将具有杀虫活性的植物防御蛋白转化为商品化的生物农药。这些生物农药具有高效、低毒、环境友好等优点，能够有效替代或补充传统的化学农药，减少化学农药对环境和人类健康的影响。例如，一些基于苏云金芽孢杆菌 (Bacillus thuringiensis, Bt) 的生物杀虫剂，其有效成分就是Bt产生的杀虫蛋白，已在农业生产中得到了广泛应用。类似地，从植物中提取或通过基因工程生产的防御蛋白，也可能成为新一代生物农药的开发方向。 基因工程育种： 将编码高效植物防御蛋白的基因导入农作物品种，可以培育出转基因抗虫作物。这些作物能够在自身体内合成防御蛋白，从而对特定害虫产生天然的抗性，减少或免去化学农药的使用。这种方式不仅环保，而且能够从根本上解决害虫为害问题。例如，一些玉米品种已经成功导入了Bt毒素基因，使其对鳞翅目害虫具有很高的抗性。未来，我们可以通过导入更高效、作用谱更广的植物防御蛋白基因，来培育更多新型抗虫作物。 伴生种植与协同增效： 在农业生产中，可以通过有目的地种植能够产生防御蛋白的植物，与目标作物进行伴生种植。这些“伴生植物”能够释放挥发性物质或直接对害虫产生驱避、毒杀作用，从而保护目标作物。此外，将不同植物防御蛋白或者植物防御蛋白与其他生物农药（如微生物农药）进行复配使用，可能产生协同增效作用，提高杀虫效果，降低使用剂量。 害虫抗性管理： 随着化学农药的长期使用，害虫抗性问题日益严峻。植物防御蛋白作为一种作用机制全新的杀虫物质，对于管理和延缓害虫对化学农药的抗性具有重要意义。将其引入害虫综合治理 (IPM) 体系，可以为害虫抗性管理提供新的策略和工具。 食品安全与环境保护： 使用基于植物防御蛋白的天然杀虫剂，能够显著降低农产品中的化学农药残留，保障食品安全。同时，其对环境的低毒性也意味着对土壤、水源和生物多样性的保护，有助于维护生态平衡。 五、 挑战与展望 尽管植物防御蛋白具有巨大的应用潜力，但其在实际应用过程中仍面临一些挑战： 生产成本： 高效、低成本的蛋白质生产技术仍需不断发展和优化，以降低生物农药的生产成本，使其在经济上具有竞争力。 稳定性与持久性： 蛋白质在环境中的稳定性，如光照、温度、pH值等因素的影响，以及在土壤中的降解速度，需要通过有效的制剂技术来解决，以保证其在田间的药效持久性。 靶向性与安全性： 尽管通常认为天然杀虫剂比化学农药更安全，但仍需进行全面的安全性评估，确保其对非靶标生物无害，并且不对环境造成负面影响。 害虫抗性风险： 任何一种杀虫剂，即使是天然的，长期大量使用都可能诱导害虫产生抗性。因此，需要在应用中采取合理的轮换使用、复配使用等策略，以延缓抗性的产生。 展望未来，随着科学技术的不断进步，对植物防御蛋白的理解将日益深入，其在农业生产和环境保护中的应用也将愈发广泛。未来的研究将更加注重以下几个方面： 新防御蛋白的发现与鉴定： 深入挖掘更多具有 novel 作用机制和高效杀虫活性的植物防御蛋白，特别是非蛋白类但具有相似功能的天然化合物。 作用机制的精细解析： 进一步阐明防御蛋白与害虫生理生化过程的详细相互作用机制，为开发更具靶向性和高效性的杀虫剂提供理论指导。 先进的表达与制剂技术： 开发更高效、低成本的蛋白质表达系统，以及更稳定、长效的制剂技术，克服蛋白质在环境中的稳定性问题。 基因工程与合成生物学： 将防御蛋白基因与基因编辑技术、合成生物学等前沿技术相结合，设计和构建更具潜力的抗虫作物或生物生产平台。 整合应用与害虫综合治理： 将植物防御蛋白纳入综合性害虫管理 (IPM) 策略中，与其他防治措施协同作用，构建全面、高效、可持续的害虫控制体系。 六、 结语 《天然杀虫剂：植物防御蛋白的探索与应用》一书，不仅仅是一次对植物化学和生物防御机制的科学探索，更是对可持续农业发展模式的一次深刻思考。我们相信，通过对植物王国中这些“绿色卫士”的深入了解和巧妙应用，我们能够找到一条通往更健康、更环保的农业未来之路。本书致力于为相关领域的科研人员、农业从业者以及所有关注生态与健康的人们，提供一份详实的知识和前瞻性的视角。我们希望，这本书的出版，能够点燃更多人对天然杀虫剂研究的热情，共同推动绿色、可持续农业的发展。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待，更多是源于它所代表的一种环保理念和创新精神。在现代农业过度依赖化学物质的环境下，寻找和开发天然、低毒的替代品，是时代发展的必然趋势，也是人类可持续发展的必由之路。《天然杀虫剂——番茄碱杀虫机理的研究》这个书名，给我一种探索未知、揭示真相的神秘感。我猜测书中会详细介绍番茄碱的来源，它是否存在于我们日常可见的植物中，又或者需要特定的提取技术？更重要的是，作者是如何发现并研究它的杀虫潜力的？是否存在某个偶然的发现，还是经过了系统的筛选和实验？我希望书中能用严谨的科学态度，阐述番茄碱在分子层面的作用机制，比如它是否会与害虫体内的特定酶或受体结合，从而干扰其正常生理功能。我也希望书中能提供一些数据支持，例如不同浓度下的杀虫效果，以及对非靶标生物（如益虫、鸟类）的安全性评估，这些都是判断一种杀虫剂是否“天然”且“环保”的关键指标。这本书的价值，在于它能否为我们提供一条通往更健康、更生态农业的新路径。

评分☆☆☆☆☆

这本《天然杀虫剂——番茄碱杀虫机理的研究》吸引我之处在于它对“机理”的深入探索。这意味着它不只是简单地介绍番茄碱能杀虫，而是要揭示它“为什么”能杀虫。我脑海中浮现出的是一幅幅画面：科学家们在实验室里，用各种精密仪器分析番茄碱的分子结构，然后设计实验来观察它如何影响害虫的生理过程。是扰乱了它们的呼吸？还是影响了它们的繁殖？亦或是触发了它们的免疫反应？书中是否会对这些过程进行详细的描述，甚至配以精美的插图来辅助说明？我对书中可能提到的实验设计和研究方法也非常好奇，想知道作者是如何一步步验证自己的猜想，最终得出番茄碱杀虫机理的结论。此外，我也想了解，在研究过程中，作者是否遇到了什么挑战，又是如何克服的？例如，番茄碱在自然界中的含量是否有限，提取是否困难？又或者，它是否存在一定的毒性，需要如何平衡其杀虫效果和安全性？这本书所代表的，是对科学严谨求证精神的体现，也为我们提供了一种解决实际问题的新思路。

评分☆☆☆☆☆

从封面设计和书名来看，我感觉这不仅仅是一本枯燥的学术专著，更像是一本充满智慧的科普读物，试图连接自然科学与实际应用。我对“机理研究”这四个字特别感兴趣，这意味着作者没有停留在表面，而是深入挖掘了番茄碱为何有效，它到底“攻击”了害虫的哪个薄弱环节。是干扰了它们的神经系统？还是破坏了它们的消化道？亦或是影响了它们的生长发育？书中是否会对不同种类的害虫，例如蚜虫、螨虫、鳞翅目幼虫等，分别阐述番茄碱的作用效果和作用机制，并对可能存在的抗性问题进行探讨？我特别期待作者能在书中分享一些实际的案例，比如如何将番茄碱的发现，转化成有效的杀虫剂配方，又或者它与其他天然杀虫剂的复配协同作用，能否提供更广谱、更高效的防治方案。如果书中还能包含一些关于番茄碱提取、纯化以及制备过程的简介，那对我来说就更加实用和具有启发性了。总而言之，我希望这本书能让我对“天然”的杀虫力量有更深层次的理解，并激发起更多关于绿色农业的思考。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对《天然杀虫剂——番茄碱杀虫机理的研究》充满期待，是因为它触及了我一直以来关注的一个重要领域——如何利用自然的力量来解决我们面临的挑战。在环境污染日益严重，人们对食品安全越来越重视的今天，寻找天然、低毒的杀虫剂显得尤为重要。这本书的书名就暗示了它将深入探讨番茄碱这一天然产物的杀虫原理，这让我非常好奇。我希望书中能够详尽地解释番茄碱是如何作用于害虫的，是直接毒杀，还是干扰其生长发育，亦或是阻碍其繁殖？它是否会靶向害虫特定的生理功能，而对其他生物影响甚微？我期待书中能有详细的实验数据和科学论证，用严谨的态度来阐释番茄碱的杀虫机理。同时，我也希望本书能为我们提供一些实际的应用前景，比如如何开发更高效、更环保的番茄碱类杀虫剂，以及在农业生产中如何更好地利用这些天然武器，从而减少对化学农药的依赖，守护我们的健康和生态环境。

评分☆☆☆☆☆

这本《天然杀虫剂——番茄碱杀虫机理的研究》光听书名就让人眼前一亮，尤其是我这种对环境健康越来越关注的读者来说，寻找更温和、更可持续的病虫害防治方法简直是迫切的需求。我一直觉得，大自然本身就藏着无数宝藏，而番茄碱作为一种天然产物，它如何发挥作用，其背后的科学原理究竟是什么，这其中的奥秘实在太吸引人了。我非常好奇作者是如何一步步揭示番茄碱的杀虫“秘籍”的，是深入到分子层面，分析它的化学结构和作用方式？还是通过大量的实验数据，展现它对不同害虫的针对性效果？我期待书中能够用清晰易懂的语言，甚至是生动的图示，来解释这些复杂的生物化学过程，让即使不是专业研究人员的读者也能有所收获。想象一下，如果真能掌握这种天然武器，那我们就可以大大减少对化学农药的依赖，让餐桌上的食物更安全，也让我们的土地和水源得到更好的保护，这绝对是一件功德无量的事情。我希望能在这本书里找到那种“原来如此”的惊喜，感受到科学探索的魅力。