我國是農(nóng)業(yè)大國,，農(nóng)藥品種多、用量大,，但是70%至80%的農(nóng)藥在使用后直接滲透到環(huán)境中,，對土壤,、地表水、地下水和農(nóng)產(chǎn)品造成污染,，進(jìn)而對環(huán)境,、生物和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重、長期的危害,。近30年來,，中科院武漢病毒研究所（以下簡稱“武漢病毒所”） 針對農(nóng)藥帶來的負(fù)面效應(yīng)，深入研究,，持續(xù)攻關(guān),，致力于國內(nèi)高效無公害的新型棉鈴蟲病毒殺蟲劑等生物農(nóng)藥的研發(fā)。經(jīng)過多年努力,，該所研制的新型農(nóng)藥具有殺蟲率高,、作用專一、藥效持久,、不產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點,，并獲得廣泛使用。
一,、立足國情,，確定方向
上世紀(jì)70年代初，武漢病毒所的科研人員為解決化學(xué)農(nóng)藥污染環(huán)境及棉鈴蟲抗藥性日益增長等問題,，開始研制棉鈴蟲病毒殺蟲劑,。1975年，該所主持的中科院重大科研項目“棉鈴蟲核型多角體病毒殺蟲劑的研究”,，在國內(nèi)首次分離出單核衣殼核多角體病毒,，并與湖北農(nóng)場合作，在我國首次成功研制出最初的棉鈴蟲殺蟲劑,。其后,，通過對棉鈴蟲病毒理化性質(zhì)、血清學(xué)特性,、病毒復(fù)制增殖規(guī)律,、病毒侵染途徑、昆蟲細(xì)胞培養(yǎng)等生物學(xué)特性進(jìn)行潛心研究,，該所先后開發(fā)出野生型棉鈴蟲病毒殺蟲劑可濕性粉劑,、乳懸劑及主要生產(chǎn)工藝，取得了一批國際先進(jìn)的學(xué)術(shù)成果,。
經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐,，該所以自己分離的高效棉鈴蟲病毒株為病源，通過工廠化大量飼養(yǎng)的棉鈴蟲幼蟲增殖病毒，再經(jīng)過添加病毒增效劑,、光保護(hù)劑等成分生產(chǎn)出制劑,，成功地研制出棉鈴蟲核多角體病毒殺蟲劑。1989年,，該所在湖北蔣湖農(nóng)場建成我國第一座半機(jī)械化的殺蟲劑中試工廠,，在病毒殺蟲劑的生產(chǎn)工藝流程、劑型開發(fā)等方面獲得多項專利,。1993年,，這種野生型棉鈴蟲病毒殺蟲劑（棉鈴蟲核多角體病毒殺蟲劑）被登記注冊為我國第一個病毒殺蟲劑。該殺蟲劑問世后,，在11個生產(chǎn)廠家進(jìn)行生產(chǎn),，每年產(chǎn)量達(dá)300噸-500噸，應(yīng)用面積達(dá)300萬畝-500萬畝,；累計生產(chǎn)2000余噸,，應(yīng)用面積2000萬畝次，防治效果達(dá)85%—92%,，是世界上病毒殺蟲劑應(yīng)用的成功范例,，創(chuàng)造了良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
二,、迎接挑戰(zhàn),，持續(xù)創(chuàng)新
1995年，我國棉鈴蟲害又一次大爆發(fā),，損失近100億元,，棉鈴蟲的防治受到了各方的高度關(guān)注。面對嚴(yán)峻形勢,，國內(nèi)野生型病毒殺蟲劑的缺陷凸顯：殺蟲速度較慢,，病毒灑進(jìn)棉田4－5天才能殺死害蟲，宿主范圍過窄,，對高齡害蟲需用量大,。能否通過基因工程改變病毒原有的生物特性，從而獲得更優(yōu)良的殺蟲劑產(chǎn)品呢,？當(dāng)時，這可謂世界級的一道難題,。面對難題,，武漢病毒所科研人員沒有猶豫，當(dāng)年就提出并著手開展基因工程重組棉鈴蟲病毒殺蟲劑的研究工作,。
當(dāng)時,，隨著桿狀病毒（棉鈴蟲病毒屬于桿狀病毒）分子生物學(xué)及基因工程技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們已提出對野生型病毒進(jìn)行遺傳改良，構(gòu)建高效廣譜安全的重組病毒殺蟲劑的新策略,。美國,、英國、加拿大,、以色列等世界發(fā)達(dá)國家的政府和大型生物農(nóng)藥公司均投入重要力量進(jìn)行相關(guān)研究,，研制新一代工程病毒殺蟲劑立刻成為國際競爭熱點。其中,，美國著名的生物農(nóng)藥企業(yè)杜邦公司集中大量人力物力,，破譯了美洲棉鈴蟲相關(guān)病毒的基因。
基因工程產(chǎn)品的開發(fā),，需要以病毒的分子生物學(xué)研究做基礎(chǔ),。早在1993年，武漢病毒所便開始與荷蘭Wageningen大學(xué)合作,，開展桿狀病毒的分子生物學(xué)及利用基因工程改良桿狀病毒殺蟲性能的研究,。上世紀(jì)末，世界上正值隨機(jī)文庫測序法剛剛成熟,，該所以陳新文等科研人員抓住這一契機(jī),，依托長期的分子生物學(xué)積累，利用最先進(jìn)的方法進(jìn)行桿狀病毒基因測序,。他們對中國棉鈴蟲單核衣殼核多角體病毒（HearNPV）進(jìn)行全序列測定,，并利用“基因?qū)Ρ扰帕袌D”法首次揭示出桿狀病毒基因組排列的共同特征。該研究成果占據(jù)了棉鈴蟲病毒功能基因組研究和遺傳改良的制高點,，標(biāo)志著在桿狀病毒基因組的結(jié)構(gòu)與分子進(jìn)化研究中居世界領(lǐng)先水平,。
在理論得到突破后，該所在世界上率先利用DNA重組技術(shù)對野生型棉鈴蟲進(jìn)行基因工程改良,，成功地將棉鈴蟲病毒基因同蝎毒基因進(jìn)行重組,，開發(fā)出一系列殺蟲性能更為優(yōu)良的新一代重組棉鈴蟲病毒殺蟲劑。目前,，該所有3種重組棉鈴蟲病毒通過我國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生物基因工程安全性評價,；所研制的我國第一個獲準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗和環(huán)境釋放的重組病毒殺蟲劑已完成相關(guān)評價，有望成為國際第一例商品化生產(chǎn)的重組病毒殺蟲劑,。另外,，該所還通過基因工程改造昆蟲桿狀病毒，發(fā)展了病毒表達(dá)系統(tǒng),，為科學(xué)研究和疫苗研制提供了新平臺,；在探索桿狀病毒作為基因治療載體方面也取得新進(jìn)展，開辟了桿狀病毒應(yīng)用的新領(lǐng)域,。
三,、團(tuán)結(jié)協(xié)作，追求卓越
棉鈴蟲病毒殺蟲劑是武漢病毒所20多年的研究成果，在其不斷研發(fā)和推廣的過程中,，凝聚了老中青三代科學(xué)家的心血,。該所實行強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，謀求合作共贏,，其負(fù)責(zé)的中荷科學(xué)戰(zhàn)略聯(lián)盟項目由中科院和荷蘭皇家科學(xué)院共同發(fā)起,，意在促進(jìn)中荷確立長期的科學(xué)戰(zhàn)略關(guān)系。荷蘭Wageningen大學(xué)自1992年以來與武漢病毒所保持了長期的,、良好的合作關(guān)系,，雙方聯(lián)合組建實驗室、實現(xiàn)資源和成果共享,、開展人才的交流和培養(yǎng),。通過廣泛的國內(nèi)外交流與合作，該所引進(jìn)了一批具有博士學(xué)位,、活躍在國際學(xué)術(shù)前沿的將帥人才,，聚集了一支立足國內(nèi)、志向遠(yuǎn)大的青年科學(xué)家隊伍,。特別是以胡志紅研究員,、陳新文研究員等10多位青年骨干組成的博士群體，在桿狀病毒的分子生物學(xué)及分子進(jìn)化研究,，基因工程重組病毒殺蟲劑的應(yīng)用研究等領(lǐng)域不斷開拓進(jìn)取,，取得一系列重要科研成果。
進(jìn)入新世紀(jì)后,，武漢病毒所以中科院實施知識創(chuàng)新工程為契機(jī),，不斷調(diào)整研究方向，實現(xiàn)了由普通病毒學(xué)領(lǐng)域向醫(yī)學(xué)病毒,、新發(fā)病毒領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型,，同時在傳統(tǒng)、特色的學(xué)科保持國際領(lǐng)先水平,，特別是在桿狀病毒研究領(lǐng)域取得了系列重要科研進(jìn)展：完成了桿狀病毒的結(jié)構(gòu)蛋白組學(xué)分析,；對病毒大量基因的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了研究（如解析了桿狀病毒融合肽的結(jié)構(gòu)）；第一次發(fā)現(xiàn)F-like蛋白在病毒水平感染中作用,；首次證明顆粒體病毒的F蛋白是有功能的膜融合蛋白,；證明了桿狀病毒W(wǎng)ASP基因能誘導(dǎo)肌動蛋白聚合等。僅2008年,，該所共有5篇桿狀病毒相關(guān)研究領(lǐng)域的文章發(fā)表在病毒學(xué)頂尖級學(xué)術(shù)刊物Journal of Virology上,，豐富了病毒學(xué)的基本理論，為桿狀病毒的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),。（生物谷Bioon.com）
