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統計與出版品
植物保護用植物荷爾蒙農藥製劑之發展 (歷史期刊資料,內容僅供參考)
農業藥物毒物試驗所 劉頌恩

一、前言

  由於消費者對農產品安全品質的要求日益昇高,農藥的發展除了藥效外,更趨向以安全、低副作用為重要篩選機制,1990年代後,研發農藥的跨國公司逐年推出以低毒性、高藥效、低殘留之較安全的新藥劑種類,來取代較傳統具有高毒性的農藥,如有機磷類殺蟲劑。近年來,由於溫室效應暖冬及乾旱等氣候因素,影響病蟲害生態的平衡,再加上溫室面積增加,使部分害蟲發生異於往常,用於植物保護的化學農藥使用量增加,導致農藥使用安全稍一不慎,即可能影響農產品生產之品質,對於安全農藥的需求更形迫切。

  植物保護除了可使用農藥直接藉殺滅害物來達到目的以外,利用化學物質誘發植物本身的防禦體系或增強對害物之耐受力亦不失為可行之手段,其中植物荷爾蒙能以微量調控植物生長與發育之作用,開發用於保護植物免於病蟲之侵害,這種微量天然物之應用當具備取代高毒性農藥之價值。

二、植物荷爾蒙農藥製劑之發展

  農藥是技術高、風險大的產品,為解決高產量的作物生產需求及突破傳統產品的習慣,理想的農藥應該是:(1) 高生產技術、(2) 低生產成本、(3) 理化性和毒理符合安全規範。台灣的新農藥開發侷限於既有成分之混合藥劑,新有效成分原體開發能力由於沒有基礎並缺乏產學研發整合,更因原體開發時間長、耗資多、投資風險大等因素,形成新農藥發展瓶頸。

  植物荷爾蒙包括有生長素類(Auxin )、勃激素類(GAs;Gibberellin)、細胞分裂素類(CKs;Cytokinins)、乙烯類(Ethylene)、離層酸類(ABA;Abscisic acid)、茉莉酸類(JAs;Jasmonates)、水楊酸類(SAs;Salicylates)、油菜素類(BRs;Brassinosteroids)、多元胺類(Polyamines)等,尋找其獨特作用機理,提高作物栽培管理的效能以減少化學農藥的大量使用。經證明

  (1) 茉莉酸有扮演防禦信息及促進生長發育之功效(Bo-stock et al., 2001),可誘導花色素、黃酮類、生物鹼等次生物質的合成,降解病原菌的細胞壁、抑止病菌的擴延、促進特殊蛋白之合成及累積(Sadka et al., 1994)等作用。茉莉酸甲酯可抑制黃麴毒素產生菌之孢子發芽、抑制黃麴毒素之產生(Goodrich-Tanrikulu et al., 1995)。另外,茉莉酸甲酯誘發植體尼古丁之生合成,經植體合成之尼古丁,可用以對抗蟲食的傷害(Winz and Baldwin, 2001)。

  (2)水楊酸可促進植體對病菌產生及增加抗性(Bostock et al., 2001),誘發植體系統性後天抵抗病害之能力,即植體會產生抵抗受傷、病蟲害及保護未受傷組織的酵素(Bostock et al., 2001)。另外,水楊酸亦可誘導菸草產生抗性,傳遞受傷訊號及保護未受傷組織,抵抗病蟲侵害時所受傷害,故於栽培上可減少殺菌劑之使用(Ozawa et al., 2000)。水楊酸及茉莉酸皆能有效增加植體對菸草TMV病源菌及昆蟲之抵抗力(Preston et al., 1999)、防治梨胞霉屬 (Pyricularia spp.) 所引起的水稻、薑之稻熱病(Lee, 2001)。

  (3)油菜素內酯對水稻稻熱病、紋枯病、黃瓜灰黴病、番茄晚疫病、白菜軟腐病等具一定防禦之能力(立石, 2002)。

  (4)結合性多元胺可防止病毒的繁殖,可為病毒自然抑制劑,而種子常具有病毒抵抗能力(高, 1994)。上述植物荷爾蒙廣泛存在各種植物中,為植物天然存在物質,所以對人類、動物之危害及對環境污染之風險低,因其對植物具有誘導抗性作用,具有取代化學殺蟲劑、殺菌劑等農藥之潛力。

  由於天然植物荷爾蒙在植物內存在量少且萃取不易,故由已知的植物荷爾蒙化學結構來人工類比合成效力更強的植物生長調節劑較為可能,且更能以低成本大量生產製造。目前全世界約有40多家大型化學公司正在研究植物生長調節劑,至今台灣登記進口或製造之植物生長調節劑產品計有22件,然在實際應用上,植物生長調節劑農藥雖已廣泛用於作物生產,但對於保護植物之抗蟲、菌方面則仍在研發中。

三、結論

  台灣加入WTO後,農業種植結構調整轉向、政府的產業政策問題等使國內農藥市場需求大幅下降、也促使營銷模式產生變化,並且農藥市場主流產品汰換快速以及禁用高毒農藥的政策,使台灣農藥企業面臨全球化的挑戰。植物荷爾蒙農藥製劑,如能掌握其在保護植物之未來發展趨勢,開發高效、經濟、安全與環境相容的產品,建立符合國際的品管標準,方能把握市場先機,爭取利潤。我政府為保護國民健康和環境,除加強對進口農藥進行相關藥效、毒性、殘留和環保等的審查與檢測,亦鼓勵開發與運用有效性、安全性高之農藥在植物保護上,使農民在害物防治上,能利用更具經濟性、方便性與安全性之資材,創造農業、工業生產與消費安全三嬴之局面。

參考文獻

  1. Bostock, R.M., Karban, R., Thaler, J.S., Weyman, P.D., Gilchrist,D. 2001. Signal interaction in induced resistance to pathogens and insect herbivores. Eur. J. Plant Pathol. 107 (1): 103-111.

  2. Goodrich Tanrikulu, M., Mahoney, N.E., Rodriguez, S.B. 1995. The plant growth regulator methyl jasmonate inhibits aflatoxin production by Aspergillus flavus. Microbiol. 141 (11): 2831-2837.

  3. Lee, M.W., Qi, M., Yang, Y. 2001. A novel jasmonic acid-inducible rice myb gene associates with fungal infection and host cell death. Mol. Plant Microb. interact. 14 (4): 527-535.

  4. Ozawa, R., Arimura, G., Tak-abayashi, J., Shimoda, T., Nishioka, T. 2000. Involvement of jasmonate- and salicylate-re-lated signaling pathways for the production of specific herbivore-induced volatiles in plants. Plant Cell Physiol. 41 (4): 391-398.

  5. Preston, C.A., Lewandowski, C., Enye-di, A.J., Baldwin, I.T. 1999. Tobacco mosaic virus inoculation inhibits wound-induced jas-monic acid-mediated responses within but not between plants. Planta. 209 (1): 87-95.

  6. Preston, C.A.; Lewandowski, C.; Enye-di, A.J.; Baldwin, I.T. 1999. Tobacco mosaic virus inoculation inhibits wound-induced jas-monic acid-mediated responses within but not between plants. Planta. 209 (1): 87-95.

  7. Sadka, A., DeWald, D.B., May, G.D., Park, W.D., Mullet, J.E. 1994. Phosphate modulates transcription of soybean VspB and other sugar-inducible genes. Plant Cell. 6 : 737-749.

  8. Winz, R.A., Baldwin, I.T. 2001. Molecular interactions between the specialist herbivore Manduca sexta (Lepidoptera, Sph-ingidae) and its natural host Nicotiana atten-uata. IV. Insect-induced ethylene reduces jas-monate-induced nicotine accumulation by regulating putrescine N-methyltransferase transcripts. Plant Physiol. 125 (4): 2189-2202.

  9. 立石生化科技研發部,2002. 植物生長物質,立石生化科技股份有限公司。

  10. 高景輝,1994. 植物荷爾蒙生理, 華香園出版社。



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