譚海軍，童益利

(1.蘇州艾科爾化工科技有限公司，江蘇昆山 215300；2.江蘇龍燈化學(xué)有限公司，江蘇昆山 215300)

世界人口快速增長(zhǎng)給糧食供應(yīng)和分配帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。由于可耕種土地面積有限，糧食生產(chǎn)增加主要通過(guò)提高作物產(chǎn)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此有效的害蟲(chóng)治理顯得尤為重要。而蚊蟲(chóng)等病媒害蟲(chóng)的防控還可有效阻斷由其介導(dǎo)的瘧疾、絲蟲(chóng)病、登革熱和黃熱病等疾病傳播。

雖然生物防治、物理防治、農(nóng)業(yè)管理和植物檢疫等措施越來(lái)越常見(jiàn)，但化學(xué)防治仍舊是農(nóng)業(yè)和公共衛(wèi)生領(lǐng)域害蟲(chóng)防治最有效的方法。由于化學(xué)殺蟲(chóng)劑作用的分子靶標(biāo)[1]相對(duì)有限，其大量頻繁、不科學(xué)的使用使多種害蟲(chóng)的抗藥性不斷出現(xiàn)和發(fā)展。隨著公眾對(duì)安全健康和環(huán)境生態(tài)的愈發(fā)關(guān)注，不少高風(fēng)險(xiǎn)化學(xué)殺蟲(chóng)劑在世界范圍內(nèi)先后被限用或禁用。加上新型殺蟲(chóng)劑研發(fā)上市的成本增加、周期延長(zhǎng)、難度加大，市場(chǎng)上實(shí)際可用的殺蟲(chóng)劑有所減少。

近年來(lái)，以天然產(chǎn)物為來(lái)源開(kāi)發(fā)高效低風(fēng)險(xiǎn)殺蟲(chóng)劑得到廣泛關(guān)注和快速發(fā)展。放線菌分泌物阿維菌素和多殺菌素，活體微生物蘇云金芽孢桿菌和桿狀病毒，植物提取物土荊芥提取物和楝油，以及源自天然蜘蛛毒肽的GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 等天然源殺蟲(chóng)劑都得以成功開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。其中，新上市的多肽殺蟲(chóng)劑GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 整合了化學(xué)殺蟲(chóng)劑的有效性和生物制品的低風(fēng)險(xiǎn)性，有望為農(nóng)業(yè)和公共衛(wèi)生領(lǐng)域害蟲(chóng)防控提供一種持續(xù)有效的綠色新工具。目前尚未見(jiàn)有關(guān)該新型生物殺蟲(chóng)劑的系統(tǒng)報(bào)道。本文從研發(fā)背景、通用名、序列結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制、生物活性、安全性和應(yīng)用前景等方面對(duì)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的進(jìn)展情況進(jìn)行總結(jié)，以期為GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 及同類蜘蛛毒肽品種在害蟲(chóng)防控上的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供參考和支持。

1 研發(fā)背景

早在唐代，《本草拾遺》就記載了人們利用蜘蛛毒液治療鼻衄、金瘡和痔瘡等疾病。隨著分子生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到蜘蛛毒液具有多種生理活性，含有多種復(fù)雜化學(xué)成分。其中，富含二硫鍵的小分子多肽以其多樣化作用機(jī)制而成為殺蟲(chóng)劑領(lǐng)域研究開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。然而，由于存在半衰期短且易分解、對(duì)有害節(jié)肢動(dòng)物毒性不足、生產(chǎn)成本昂貴以及在植物體內(nèi)表達(dá)或進(jìn)入節(jié)肢動(dòng)物體后容易喪失毒性等問(wèn)題，這些多肽一直未能作為農(nóng)藥實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

源自天然蜘蛛毒素前肽裂解的系列多肽物質(zhì)中，ω/κ-HXTX-Hv1a 被認(rèn)為具有突出的穩(wěn)定性和害蟲(chóng)毒性特征。由于在蜘蛛毒液中的含量極低而難以富集提取、且基因重組表達(dá)的效率和產(chǎn)量又不高，ω/κ-HXTX-Hv1a一直未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。美國(guó)康涅狄格州大學(xué)和澳大利亞悉尼工業(yè)大學(xué)對(duì)ω/κ-HXTX-Hv1a 的基因進(jìn)行修飾后重組表達(dá)，發(fā)現(xiàn)了具有同等高殺蟲(chóng)活性的多肽GS-ω/κ-HXTX-Hv1a[2]。后來(lái)，美國(guó)韋斯塔隆公司(Vestaron Corporation)采用基因工程技術(shù)將甘氨酸-絲氨酸二肽的核苷酸密碼子添加至天然蜘蛛毒肽ω/κ-HXTX-Hv1a 的基因序列上，再將其連接至合適的表達(dá)載體并通過(guò)化學(xué)方法轉(zhuǎn)化到乳酸克魯維酵母(Kluyveromyces lactis) YCT306 菌株細(xì)胞，由此得到的酵母轉(zhuǎn)化體在含甘油的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)而分泌出多肽GS-ω/κ-HXTX-Hv1a[3]。這種方法將甘氨酸-絲氨酸二肽連接至天然蜘蛛毒肽的N-端，在保留原有生物活性的同時(shí)使高產(chǎn)多肽酵母轉(zhuǎn)化體的數(shù)量和多肽的產(chǎn)量都增加。加之乳酸克魯維酵母菌株也用于食品添加劑乳糖酶等的生產(chǎn)，可有效解決多肽殺蟲(chóng)劑生產(chǎn)成本過(guò)高問(wèn)題。

2014年，韋斯塔隆公司最先在美國(guó)取得VST-006325 TGAI (30% GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 母液)和Spear T(20 g/L GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 可溶性液劑)的農(nóng)藥登記批準(zhǔn)，但直到與意大利微生物發(fā)酵合同定制研發(fā)生產(chǎn)商卡普阿生物服務(wù)公司(Capua Bioservices)達(dá)成了有關(guān)該多肽殺蟲(chóng)劑的委外生產(chǎn)協(xié)議后，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的商業(yè)化開(kāi)發(fā)和應(yīng)用才得以逐步實(shí)現(xiàn)。

2 研發(fā)進(jìn)展

2.1 通用名

GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 曾以VersitudeTMpeptide、GS-ω/κ-Hexatoxin-Hv1a、GS-UACTX-Hv1a-SEQ2、GS-U-ACTX-Hv1a-SEQ2 、 M-ACTX-HV1a+2 、rU-ACTX-Hv1a、U-ACTX-Hv1a (“Hybrid”)+2 和U+2-ACTX-Hv1a 等不同名稱被廣泛研究報(bào)道、開(kāi)發(fā)登記和宣傳推廣。后來(lái)，KING G F 等[4]對(duì)蜘蛛毒肽及其衍生物的命名進(jìn)行了梳理，提出廣為認(rèn)可的通用名命名規(guī)則并確定了該通用名。根據(jù)命名規(guī)則，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 表明了該多肽殺蟲(chóng)劑的氨基酸序列特點(diǎn)、作用機(jī)制、天然來(lái)源、藥理學(xué)特征和旁系同源物(或亞型)類型(圖1)。

圖1 GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的通用名釋義

2.2 序列結(jié)構(gòu)

GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 源 自 天 然 蜘 蛛 毒 肽ω/κ-HXTX-Hv1a，含有后者全部的氨基酸序列和藥效基團(tuán)。由于與ω-HXTX-Hv1a 和κ-HXTX-Hv1c 在基因序列上存在進(jìn)化關(guān)系[5]，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 和ω/κ-HXTX-Hv1a 都含有一些來(lái)自ω-HXTX-Hv1a 和κ-HXTX-Hv1c 的氨基酸殘基，但整體構(gòu)成上與它們存在較大差異(圖2)，如不存在κ-HXTX-Hv1c 中的相鄰半胱氨酸二硫鍵VII-VIII。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 與天然蜘蛛毒肽[6]在氨基酸殘基序列等方面的對(duì)比見(jiàn)圖2 和表1。值得注意的是，這些小分子多肽的氨基酸殘基數(shù)量都在40 左右，分子量在4 000 上下，大于化學(xué)合成類殺蟲(chóng)劑的但小于生物殺蟲(chóng)劑蘇云金芽孢桿菌分泌的毒素蛋白的。

與表 1 中富含二硫鍵天然蜘蛛毒肽相同，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 也屬于異源扭結(jié)多肽，含有多個(gè)半胱氨酸殘基和供氫體，具有較高親水性。其中，每2 個(gè)相應(yīng)的半胱氨酸殘基通過(guò)1 個(gè)二硫鍵相連，外圍多個(gè)二硫鍵與多肽主鏈中間部分形成大環(huán)，中央一個(gè)二硫鍵穿過(guò)該環(huán)而形成一個(gè)假結(jié)，即抑制劑胱氨酸結(jié)(Inhibitor Cystine Knot，ICK)[8]。目前尚未見(jiàn)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 空間結(jié)構(gòu)的報(bào)道，推測(cè)其ICK基序結(jié)構(gòu)應(yīng)與 ω-HXTX-Hv1a[9-10]相似(圖 3 為ω-HXTX-Hv1a 的ICK 基序結(jié)構(gòu))，只是在氨基酸殘基序列(圖2)、ICK 和β-片層的構(gòu)成等方面存在差異。在其多肽ICK 基序三維結(jié)構(gòu)中，扭轉(zhuǎn)后反向平行的相鄰多肽主鏈(即β-鏈)上的氨基酸殘基通過(guò)氫鍵形成多個(gè)β-橋，后者參與構(gòu)成沿著β-鏈方向呈鋸齒狀折疊延伸而形成β-片。同時(shí)，由β-鏈上靠C-端多個(gè)半胱氨酸殘基分別引出的二硫鍵緊密地排列在一起，形成了該多肽超穩(wěn)定的致密疏水(親脂)中心。由ICK 穩(wěn)定的β-片層即形成了ICK 基序，它使該多肽具有優(yōu)異的化學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性，對(duì)酶以及pH、溫度、紫外線、有機(jī)溶劑和微生物等特殊環(huán)境表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性，在節(jié)肢動(dòng)物的血淋巴中也較為穩(wěn)定。ICK基序的存在保證了GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 在田間條件下對(duì)靶標(biāo)有害節(jié)肢動(dòng)物防效的穩(wěn)定性。

圖2 GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 與天然蜘蛛毒肽的氨基酸殘基序列

表1 GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 和天然蜘蛛毒肽的比較

圖3 ω-HXTX-Hv1a 的ICK 基序結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 作用機(jī)制

2.3.1 對(duì)離子通道的作用

注射ω/κ-HXTX-Hv1a 或GS-ω/κ-HXTX-Hv1a后，雙翅目、鱗翅目、鞘翅目、直翅目、蜚蠊目和蜱螨目等多種類別有害節(jié)肢動(dòng)物都表現(xiàn)出了典型的神經(jīng)中毒癥狀，低劑量處理后這些昆蟲(chóng)出現(xiàn)四肢不受控地收縮和行動(dòng)失衡等過(guò)度興奮癥狀，接著麻痹和死亡；高劑量處理后快速麻痹和死亡[2,10]。這不同于ω-HXTX-Hv1a 處理后不依賴劑量引起的害蟲(chóng)痙攣性麻痹和死亡。對(duì)美洲大蠊(Periplaneta americana)的研究表明，ω/κ-HXTX-Hv1a 通過(guò)對(duì)神經(jīng)末梢腹神經(jīng)節(jié)(Terminal Abdominal Ganglion，TAG)上的背側(cè)不成對(duì)中間神經(jīng)元(Dorsal Unpaired Median neuron，DUM)的復(fù)雜作用而影響動(dòng)作電位(Action Potential，AP)的性能[6]，從而影響靶標(biāo)害蟲(chóng)生存。低劑量處理可增加DUM 自發(fā)激活A(yù)P 的頻率，導(dǎo)致害蟲(chóng)過(guò)度興奮；高劑量處理則相反，通過(guò)低激活頻率引起害蟲(chóng)自發(fā)活動(dòng)減少甚至麻痹。此外，該多肽殺蟲(chóng)劑還可削弱后超極化電位(After Hyperpolariztion Potential，AHP)并延長(zhǎng)AP 的復(fù)極化，促使神經(jīng)元突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)并產(chǎn)生興奮反應(yīng)。高劑量處理還可使神經(jīng)元細(xì)胞膜去極化并減少AP 的振幅，引起害蟲(chóng)快速麻痹。

ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)AP 和AHP 性能的影響可能與電壓門控鈣離子(Voltage-gated calcium，Cav)通道[10]和大電導(dǎo)鈣離子激活的鉀離子(Large conductance calcium-activated potassium，BKCa)通道[11-12]分別受到阻塞有關(guān)。全細(xì)胞膜片鉗研究和蜚蠊BKCa基因的異源表達(dá)試驗(yàn)分別證實(shí)了該多肽殺蟲(chóng)劑對(duì)上述2 種離子通道電流的抑制作用[2,10]。不同的ω/κ-HXTX-Hv1a處理劑量對(duì)電流的抑制效果不同，從而對(duì)DUM 自發(fā)激活A(yù)P 頻率產(chǎn)生多種作用：低劑量處理可阻塞BKCa通道以減少AHP 幅度而使膜更快地去極化達(dá)到AP 閾值，高劑量處理可阻塞Cav通道以減緩膜去極化而降低AP 的頻率。

丙氨酸掃描定點(diǎn)突變研究證實(shí)，ω/κ-HXTX-Hv1a的藥效基團(tuán)由Q10 (谷氨酰胺)、P11 (脯氨酸)、N30 (天冬酰胺)、V36 (纈氨酸)和Y37 (酪氨酸)組成[8]，與ω-HXTX-Hv1a 和κ-HXTX-Hv1c 存在重疊(圖2)，同時(shí)存在后二者的藥效作用。ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)Cav通道電流的抑制作用與ω-HXTX-Hv1a 大致相當(dāng)，但對(duì)BKCa通道電流的抑制作用略低于κ-HXTX-Hv1c，注射家蠅(Musca domestica)和家蟋蟀(Acheta domestica)的生物活性優(yōu)于后兩者(表2)，這說(shuō)明ω/κ-HXTX-Hv1a對(duì)Cav和BKCa2 種離子通道具有協(xié)同增效作用。由于Cav通道和BKCa通道都存在于神經(jīng)元細(xì)胞膜上[13]，經(jīng)過(guò)Cav通道的鈣離子流也可激活BKCa通道，因此Cav通道的阻塞也可加強(qiáng)BKCa通道的阻塞。在靶標(biāo)害蟲(chóng)體內(nèi)，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)上述2 種離子通道的作用機(jī)制和效果與ω/κ-HXTX-Hv1a 相同或相近。

表2 ω/κ-HXTX-Hv1a 與κ-HXTX-Hv1c 和ω-HXTX-Hv1a的作用效果比較

進(jìn)一步的研究表明[18]，ω-HXTX-Hv1a 在100 nM和1 μM 劑量均可大幅度增加美洲大蠊的興奮性，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 僅在1 μM 劑量時(shí)增加了此蟲(chóng)的興奮性，但都在開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)候表現(xiàn)出延遲效果。ω-HXTX-Hv1a 對(duì)家蠅和煙蚜夜蛾(Heliothisvirescens)外周神經(jīng)肌肉接頭上Cav通道無(wú)生物活性，但可阻滯家蠅、美洲大蠊和黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)中樞神經(jīng)系統(tǒng)突觸的生理活動(dòng)，在處理后20~30 min 引起這3 種昆蟲(chóng)不可逆轉(zhuǎn)的痙攣或松弛性麻痹[19]。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 也作用于同樣部位的突觸而對(duì)害蟲(chóng)造成不可逆轉(zhuǎn)的作用，而根據(jù)其觸殺效果推測(cè)還有可能作用于外周神經(jīng)肌肉接頭。此外，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 與ω-HXTX-Hv1a對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的延遲作用可能與這些多肽穿過(guò)血液-大腦的屏障需要一定時(shí)間有關(guān)。

電生理學(xué)研究結(jié)果顯示，Cav通道ω-HXTX-Hv1a和BKCa通道調(diào)節(jié)劑κ-HXTX-Hv1c都具有較好的選擇性，對(duì)靶標(biāo)有害節(jié)肢動(dòng)物具有較高活性而對(duì)哺乳動(dòng)物相對(duì)安全。ω-HXTX-Hv1a 對(duì)蜚蠊Cav通道電流具有較強(qiáng)的抑制作用(IC50=650 nM)[8]，且對(duì)中低壓門控Cav通道電流抑制作用大于高壓門控Cav通道[14]，但在濃度高至10 μM 時(shí)對(duì)哺乳動(dòng)物的L、N 和P/Q亞型Cav通道電流均無(wú)作用[16]。κ-HXTX-Hv1c 對(duì)蜚蠊DUM 細(xì)胞膜中的鈉離子電流、鈣離子電流、延遲整流鉀離子電流或類似鉀離子電流均無(wú)作用，但對(duì)BKCa通道電流具有特異性的抑制作用(IC50=3 nM)[15]。然而，κ-HXTX-Hv1c 對(duì)大鼠背根神經(jīng)節(jié)(Dorsal Root Ganglion，DRG)上的BKCa通道電流則無(wú)抑制作用，對(duì)異源表達(dá)通道電流的抑制作用比蜚蠊的低50 多倍。由于起源相關(guān)聯(lián)、序列結(jié)構(gòu)相似以及藥效基團(tuán)重疊，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 和ω/κ-HXTX-Hv1a 可視為ω-HXTX-Hv1a 和κ-HXTX-Hv1c 二者作用機(jī)制和效果的加和，也應(yīng)對(duì)哺乳動(dòng)物具有較高選擇安全性。在美國(guó)登記的GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 產(chǎn)品安全性數(shù)據(jù)[20-21]及CLOYD R A 等人的研究報(bào)道[22]也證實(shí)了這一點(diǎn)。

2.3.2 與靶標(biāo)受體的結(jié)合

2018 年11 月，國(guó)際殺蟲(chóng)劑抗性行動(dòng)委員會(huì)將GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 作為第1 個(gè)作用于煙堿乙酰膽堿受體(nicotinic AcetylCholine Receptor，nAChR)位點(diǎn)II 的變構(gòu)調(diào)節(jié)劑列入第32 組[1]，與同靶標(biāo)受體的第4 組nAChR 競(jìng)爭(zhēng)劑(包括煙堿、吡蟲(chóng)啉、噻蟲(chóng)胺、氟吡呋喃酮、氟啶蟲(chóng)胺腈、三氟苯嘧啶[23]和flupyrimin[24]等殺蟲(chóng)劑，假定與其具有高親和性的受體亞型為nAChR1)和第5 組作用于nAChR 位點(diǎn)I 的變構(gòu)調(diào)節(jié)劑(包括多殺菌素和乙基多殺菌素等殺蟲(chóng)劑，假定與其優(yōu)先結(jié)合的受體亞型為nAChR2)，以及不同靶標(biāo)受體的其他殺蟲(chóng)劑具有較低的交互抗性風(fēng)險(xiǎn)。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 與環(huán)氧蟲(chóng)啶等nAChR 拮抗劑[25]的交互抗性情況還有待于進(jìn)一步研究。

通過(guò)阻塞軸突髓鞘上Cav通道和BKCa通道而抑制其通道電流，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 可影響神經(jīng)遞質(zhì)從突觸前膜的釋放及在突觸后膜與nAChR 的結(jié)合，使神經(jīng)傳遞受阻而影響靶標(biāo)害蟲(chóng)的正常生理活動(dòng)和生存。特異性配體親和性試驗(yàn)研究表明[18]，ω-HXTX-Hv1a 對(duì)nAChR2的選擇性比nAChR1更明顯，而GS-ω/κ-HXTX-Hv1a和κ-HXTX-Hv1c可高親和性地對(duì)ω-HXTX-Hv1a 進(jìn)行取代，同時(shí)還可增加靶標(biāo)受體對(duì)吡蟲(chóng)啉的親和力。這說(shuō)明GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 可與神經(jīng)元突觸后膜上的nAChR 結(jié)合并通過(guò)正性變構(gòu)調(diào)節(jié)而使害蟲(chóng)表現(xiàn)出神經(jīng)興奮效應(yīng)。最新的研究表明[26]，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)脫敏型煙堿乙酰膽堿受體(Desensitizing nicotinic AcetylCholine Receptor，nAChDR)敏感，而對(duì)非脫敏型煙堿乙酰膽堿受體(Non-desensitizing nicotinic AcetylCholine Receptor，nAChNR)不敏感，這與nAChR 競(jìng)爭(zhēng)調(diào)節(jié)劑一致而與作用于nAChR 位點(diǎn)I 的變構(gòu)調(diào)節(jié)劑相反。同時(shí)，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)nAChDR 相關(guān)通道電流存在復(fù)雜的作用：在亞納摩爾濃度下表現(xiàn)出抑制作用，而在30 nmol/L 及以上濃度時(shí)激活和增強(qiáng)煙堿乙酰膽堿誘發(fā)的電流。然而，也有一些細(xì)胞的nAChDR對(duì)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的作用并沒(méi)有響應(yīng)。

2.4 生物活性

室內(nèi)生測(cè)和田間藥效試驗(yàn)結(jié)果表明，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)捕食性蜘蛛的獵物如鱗翅目、鞘翅目、雙翅目、半翅目和蜚蠊目等類別的節(jié)肢動(dòng)物均具有較好生物活性。

2.4.1 室內(nèi)活性

GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的生物活性與天然蜘蛛毒肽ω/κ-HXTX-Hv1a 相當(dāng)，但不同處理方式和稀釋溶劑會(huì)影響其穩(wěn)定性而對(duì)其活性產(chǎn)生較大影響。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)家蠅的注射LD50為76.8~81.5 pmol/g，與相同條件下ω/κ-HXTX-Hv1a (LD50=77.6 pmol/g)相當(dāng)，但略低于ω-HXTX-Hv1a (LD50=90.2 pmol/g)[3,27-28]。與進(jìn)入蟲(chóng)體后被代謝分解等因素有關(guān)，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 注射的活性遠(yuǎn)優(yōu)于飼喂和噴灑的活性。100 mg/L 注射家蠅后5 h 的致死率為10%，10 g/L 飼喂南方玉米根蟲(chóng)(Diabrotica undecimpunctata)幼蟲(chóng)后4 d 的致死率為22%[29]，8 g/L噴灑處理擬步甲(Alphitobius diaperinus)致死率為74%[30]。ω/κ-HXTX-Hv1a 的乙醇-二甲基亞砜溶液對(duì)家蠅進(jìn)行局部處理也具有殺蟲(chóng)活性，且處理腹側(cè)的殺蟲(chóng)速度和效果與處理胸背相似或更高，但用水稀釋該溶液則會(huì)降低甚至完全抑制其活性[27]。

GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的殺蟲(chóng)活性還與有害節(jié)肢動(dòng)物的齡期和處理時(shí)間有關(guān)，一般對(duì)低齡蟲(chóng)比高齡蟲(chóng)更有效，與蘇云金芽孢桿菌庫(kù)斯塔克菌種(Bacillus thuringiensiskurstaki，Btk)等其他作用機(jī)制殺蟲(chóng)劑混用具有協(xié)同增效作用。室內(nèi)生測(cè)結(jié)果表明[30]，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì) 低 齡 甜 菜 夜蛾(Spodoptera exigua)藥后72~96 h 的致死率顯著低于24~48 h，與Btk混用后對(duì)甜菜夜蛾、擬步甲、蚊、馬鈴薯甲蟲(chóng)(Leptinotarsa decemlineata)和耐蘇云金芽孢桿菌的小菜蛾(Plutella xylostella)等都具有顯著協(xié)同增效作用，可使藥后72~96 h 的致死率優(yōu)于24~48 h 的或增效2.8 倍以上。與Btk相似，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 單獨(dú)處理對(duì)高齡甜菜夜蛾無(wú)效[30]，這可能與高齡害蟲(chóng)產(chǎn)生復(fù)雜的腸道蛋白酶使其水解有關(guān)。

加入合適助劑或增效劑可以增強(qiáng)GS-ω/κ-HXTXHv1a 對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的生物活性，但誘食劑對(duì)其活性影響相對(duì)有限。由于進(jìn)入害蟲(chóng)后容易被水解或分解，該多肽殺蟲(chóng)劑的殺蟲(chóng)效果不如化學(xué)合成類殺蟲(chóng)劑。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 殘留局部處理對(duì)日本斑翅果蠅(Drosophila suzukii)成蟲(chóng)72 h 的致死率僅為17.5%，分別與改性有機(jī)硅聚醚類潤(rùn)濕劑Silwet L-77 和Leaf Life Widespread、甲基化植物油類增效劑MSO、牛脂胺聚氧乙烯醚類增效劑WaterGuard 及卵磷脂類增效劑LI-700混合后局部處理或殘留局部處理日本斑翅果蠅，或浸果處理對(duì)降低害蟲(chóng)成蟲(chóng)或其子代存活率具有不同程度增效作用[31-32]。除了助劑或增效劑本身對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的毒性等因素，這還與它們可有效地輔助GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的鋪展、潤(rùn)濕和滲透害蟲(chóng)角質(zhì)層而發(fā)揮作用有關(guān)。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 與助劑LI-700或Silwet L-77 混用對(duì)日本斑翅果蠅成蟲(chóng)及其后代種群的控制作用要優(yōu)于與誘食劑赤蘚糖醇混用，但卻都不如zeta-氯氰菊酯單用的[32]。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 與蔗糖誘食劑和/或蘇云金芽孢桿菌以色列亞種(Bacillus thuringiensisisroelensis，Bti)混合飼喂日本斑翅果蠅對(duì)其成蟲(chóng)及后代存活的影響也相對(duì)有限[31]。

2.4.2 田間藥效

GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)椿象、大頭蟲(chóng)和日本斑翅果蠅等害蟲(chóng)具有較好的田間防效，可與化學(xué)合成類殺蟲(chóng)劑相媲美。20 g/L GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 可溶性液劑田間藥效試驗(yàn)結(jié)果顯示：以16.8 L/hm2在豆莢灌漿期施用雖不能阻止綠椿象(Chinavia hilaris)和褐斑椿象(Halyomorpha halys)對(duì)日本毛豆豆莢的損害，但可有效減少椿象種群數(shù)量，其防效與氟啶蟲(chóng)胺腈、氟吡呋喃酮和環(huán)溴蟲(chóng)酰胺相近，且對(duì)作物安全[33]；以28.1 L/hm2施用對(duì)日本毛豆田間的大頭蟲(chóng)(Alydus eurinus)成蟲(chóng)也有較好防效[34]；以27.6 L/hm2施用可有效減少高叢越橘田間的日本斑翅果蠅數(shù)量，其防效與亞胺硫磷相當(dāng)[31]；以28.6 L/hm2施用雖不能殺死藍(lán)莓的日本斑翅果蠅成蟲(chóng)，但可有效減少成蟲(chóng)羽化[35]。然而，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 與含誘食劑的粉色SPLAT 助劑(ACTTRA SWD TD)混合施用反而使日本斑翅果蠅成蟲(chóng)的羽化率超過(guò)了對(duì)照[32]。

不同作用機(jī)制殺蟲(chóng)劑交替使用可減少害蟲(chóng)對(duì)特定作用機(jī)制殺蟲(chóng)劑的依賴。然而，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a與多殺菌素類殺蟲(chóng)劑交替施用時(shí)，即使加入玉米糖漿也不能有效地控制日本斑翅果蠅[36]；與zeta-氯氰菊酯按7 d 輪換施用對(duì)藍(lán)莓的日本斑翅果蠅的防效與常規(guī)的相近，同時(shí)對(duì)作物無(wú)藥害，但7 d 后防效不顯著[37]。根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品在美國(guó)環(huán)保署(USEPA)的登記標(biāo)簽說(shuō)明，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 制劑的藥液配制、施用方式和時(shí)間等多種因素對(duì)其田間防效至關(guān)重要。為獲得最佳防治效果，應(yīng)將GS-ω/κ-HXTX-Hv1a藥液即配即用，于害蟲(chóng)侵染早期或幼蟲(chóng)孵化初期對(duì)作物進(jìn)行全覆蓋的均勻噴霧。

2.5 安全性

GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 及其主要生產(chǎn)原料具有較高安全性，對(duì)哺乳動(dòng)物和生態(tài)環(huán)境具有較低的毒性或風(fēng)險(xiǎn)。生產(chǎn)發(fā)酵用的乳酸克魯維酵母菌株廣泛用于食品添加輔料的生產(chǎn)，其本身無(wú)致病性和毒性，副產(chǎn)物也不會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn)，細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)酵對(duì)哺乳動(dòng)物也沒(méi)有影響。急性毒性試驗(yàn)結(jié)果[20-21]表明，GS -ω/κ-HXTX-Hv1a在最高施用劑量下對(duì)哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)、魚(yú)和水生生物無(wú)致死作用，對(duì)蜜蜂也無(wú)顯著影響和半致死作用，在濃度1 000 mg/L和100 mg/L時(shí)分別對(duì)鱒魚(yú)和大型溞無(wú)毒性作用，在劑量高至896.7 g/hm2也未觀察到對(duì)植物出苗和營(yíng)養(yǎng)活力的毒害作用。同時(shí)，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a對(duì)西花薊馬(Frankliniella occidentalis)的天敵小花蝽(Orius insidiosus)成蟲(chóng)的存活力和捕食能力無(wú)不利影響，對(duì)隱翅蟲(chóng)(Dalotia coriaria)也無(wú)直接毒害作用[22]。

由于缺乏毒性作用而對(duì)脊椎動(dòng)物實(shí)際無(wú)毒，USEPA 豁免了登記該多肽殺蟲(chóng)劑所需要提交的致癌、生殖、發(fā)育和免疫毒性，對(duì)內(nèi)分泌功能和水生生物的影響，以及環(huán)境歸宿和轉(zhuǎn)移等方面的測(cè)試數(shù)據(jù)。USEPA 估算GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 在田間條件下半衰期為4 d[20-21]，鑒于多肽和蛋白質(zhì)的生物活性與特定的結(jié)構(gòu)和構(gòu)型相關(guān)，該多肽殺蟲(chóng)劑在進(jìn)入環(huán)境后很可能會(huì)受水溶液和pH 等因素影響而快速喪失活性。20 g/L GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 可溶性液劑的登記要求該產(chǎn)品須在稀釋后24 h 內(nèi)施用，也說(shuō)明該多肽殺蟲(chóng)劑遇水后不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間有效。USEPA 規(guī)定該制劑最高年施用量不超過(guò)2.8 L，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)池2.0×107L 容積計(jì)算所得的預(yù)期環(huán)境濃度(Expected Environmental Concentration，EEC) 0.002 8 mg/L 遠(yuǎn)低于毒性測(cè)試值[20]。加上田間暴露半衰期很短，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 在環(huán)境中快速降解而不會(huì)達(dá)到對(duì)非靶標(biāo)生物產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的濃度。

3 應(yīng)用進(jìn)展與前景

生物殺蟲(chóng)劑具有殺蟲(chóng)譜廣、環(huán)境相容性好、不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于害蟲(chóng)綜合治理和抗性管理。作為一種新型的多肽類生物殺蟲(chóng)劑，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)，且具有獨(dú)特的ICK 基序穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、協(xié)同的雙重作用機(jī)制、全新的靶標(biāo)作用位點(diǎn)、優(yōu)異的非靶標(biāo)安全性和環(huán)境相容性等特征，在害蟲(chóng)綠色防控、昆蟲(chóng)病原體改良、轉(zhuǎn)基因作物開(kāi)發(fā)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的研究應(yīng)用還可為蜘蛛毒肽類農(nóng)藥的創(chuàng)制開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)和支持。

3.1 害蟲(chóng)綠色防控

作為為數(shù)不多的作用機(jī)制明確的生物殺蟲(chóng)劑，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 具有雙重的作用機(jī)制和全新的靶標(biāo)作用位點(diǎn)，與現(xiàn)有殺蟲(chóng)劑無(wú)交互抗性，加之其廣譜的殺蟲(chóng)活性，有望成為一種重要的害蟲(chóng)綜合治理和抗性防治新工具?；诨钚猿煞諫S-ω/κ-HXTX-Hv1a，韋斯塔隆公司已相繼開(kāi)發(fā)出了3 個(gè)Spear ?系列產(chǎn)品[7]。其中，單劑Spear ?-T 以觸殺作用為主，主要用于溫室薊馬和粉虱的防控；與Btk的復(fù)配Spear ?-C以胃毒作用為主，主要用于毛毛蟲(chóng)的防控；與蘇云金芽孢桿菌粉甲亞種(Bacillus thuringiensis tenebrionis，Btt)的復(fù)配SPEAR?-P 兼具觸殺和胃毒作用，主要用于馬鈴薯甲蟲(chóng)的防控。由于對(duì)包含作物在內(nèi)的非靶標(biāo)生物安全，施用后的限制進(jìn)入時(shí)間間隔(Re-Entry Interval，REI)和安全間隔期(Plant Harvest Interval，PHI)分別僅為4 h 和0 d，Spear ?-T在食品中的最大殘留限量(Maximum Residues Limit，MRL)得到了USEPA 的豁免，并在2016 年通過(guò)了荷蘭國(guó)際園藝行業(yè)的“更有利可持續(xù)性(More Profitable Sutainability，MPS)”認(rèn)證，在2020年還獲得USEPA 評(píng)選的“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)(Green Chemistry Challenge Awards)”。2017 年，韋斯塔隆公司在美國(guó)又登記了 VST-006330 EP (20%GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 可溶性液劑)和VST-006335 MP(30 g/L GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 可溶性液劑)等制劑產(chǎn)品，用于溫室薊馬、粉虱和二點(diǎn)斑葉螨等頑固性害蟲(chóng)的綠色防控。由于同時(shí)兼顧了藥效、安全性(特別是對(duì)蜜蜂等傳粉昆蟲(chóng)的低毒性)與可持續(xù)性，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 單用或者與新煙堿類殺蟲(chóng)劑等殺蟲(chóng)劑混用可用于鱗翅目、半翅目、鱗翅目、鞘翅目和蜱螨目等多種類別害蟲(chóng)的綠色防控，其研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景廣闊。

3.2 昆蟲(chóng)病原體改良

通過(guò)基因重組表達(dá)將含有GS-ω/κ-HXTX-Hv1a的害蟲(chóng)特異性多肽編碼基因引入昆蟲(chóng)病原真菌和桿狀病毒等特異性寄主體內(nèi)，可顯著降低生防制劑施用劑量，提升對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的作用速度和防治效果，避免對(duì)非靶標(biāo)生物不利影響。將GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的編碼基因插入蝗蟲(chóng)綠僵菌(Metarhizium acridum)可使后者對(duì)蝗蟲(chóng)的致死劑量降低、殺滅時(shí)間縮短，蝗蟲(chóng)對(duì)作物的取食消耗也相應(yīng)減少[38]。而將該編碼基因植入平沙綠僵菌(M. pingshaense)則可使后者對(duì)敏感系和抗性系的非洲瘧疾媒介岡比亞按蚊(Anopheles gambiae)和科魯茲按蚊(A. coluzzii)的致死率和擊倒時(shí)間得到顯著改善，瘧蚊飛行能力減弱，采血行為減少，疾病傳播能力降低，同時(shí)結(jié)合氯菊酯等現(xiàn)有殺蟲(chóng)劑施用對(duì)蚊蟲(chóng)控制還具有顯著增效作用[39-40]。將GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 與鈉離子通道阻滯劑黃肥尾蝎(Androctonus australis)毒素AaIT1 共同進(jìn)行重組后于病原真菌中表達(dá)可顯著增強(qiáng)其生物活性[38-39]：重組基因在蝗蟲(chóng)綠僵菌體內(nèi)表達(dá)可使生防真菌對(duì)蝗蟲(chóng)的LC50、LT50和作物消耗分別降低11.5倍、43%和78%，在平沙綠僵菌體內(nèi)表達(dá)可將殺滅一半瘧蚊所需的孢子劑量減少45% (5 d)?？赡苁芴禺愋栽诳臻g和時(shí)間上與轉(zhuǎn)基因表達(dá)分離的表皮層反應(yīng)不同[41]等因素的影響，綠僵菌等昆蟲(chóng)病原體的寄生特異性在重組表達(dá)后也得以保留[38]。這就使得靶標(biāo)害蟲(chóng)的范圍由昆蟲(chóng)病原體而不是由多肽決定，從而避免了對(duì)非靶標(biāo)生物的致病性。換言之，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 編碼基因插入昆蟲(chóng)病原體在改良后者毒性效應(yīng)的同時(shí)，也賦予了自身更好的選擇性和更廣泛的用途。

隨著GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 編碼基因單獨(dú)植入或與其他基因共同植入蝗蟲(chóng)綠僵菌和平沙綠僵菌并用于農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)和衛(wèi)生蟲(chóng)媒防控取得成功，其在桿狀病毒等其他昆蟲(chóng)病原體上的研究和應(yīng)用也值得期待。

3.3 轉(zhuǎn)基因作物開(kāi)發(fā)

GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 編碼基因序列插入農(nóng)作物，有望設(shè)計(jì)出類似蘇云金芽孢桿菌殺蟲(chóng)晶體蛋白(cry)的轉(zhuǎn)基因作物，從而賦予農(nóng)作物更好的抗蟲(chóng)耐受力，使害蟲(chóng)生長(zhǎng)和活動(dòng)受到抑制并引起其死亡，或減少害蟲(chóng)危害而最終實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 殺蟲(chóng)譜廣、作用機(jī)制和靶標(biāo)位點(diǎn)與現(xiàn)有殺蟲(chóng)劑不同，其轉(zhuǎn)基因作物對(duì)蘇云金芽孢桿菌等殺蟲(chóng)劑敏感和耐受的害蟲(chóng)均有效。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 為多肽物質(zhì)，在哺乳動(dòng)物體內(nèi)容易被相關(guān)酶所分解，在環(huán)境中也會(huì)受到pH、溫度、紫外線和微生物等影響而被降解，使得該類轉(zhuǎn)基因作物具有較高的安全性。雖然目前尚未見(jiàn)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 編碼基因序列農(nóng)作物的研究報(bào)道，可以預(yù)見(jiàn)該多肽殺蟲(chóng)劑作為轉(zhuǎn)基因作物研究開(kāi)發(fā)具有巨大潛力。

3.4 新農(nóng)藥創(chuàng)制

作為一種全新的生物殺蟲(chóng)劑，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a的成功開(kāi)發(fā)為新農(nóng)藥創(chuàng)制提供了新的思路和指導(dǎo)，對(duì)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 進(jìn)行化學(xué)修飾或生物融合有望加強(qiáng)其效能，促進(jìn)同類殺蟲(chóng)劑研究開(kāi)發(fā)。一方面，對(duì)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 進(jìn)行化學(xué)修飾或改性可提高其生物活性和藥效穩(wěn)定性，如溫度和pH 變化引起的GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 脫水和/或脫氨，以及進(jìn)一步的肼解，可增強(qiáng)或提高其親脂性和殺蟲(chóng)活性。研究表明[26]，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 脫水產(chǎn)物內(nèi)酯(圖4 化合物II) 10 g/L 對(duì)南方玉米根蟲(chóng)飼喂后4 d 的致死率比GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 增加4 倍多，進(jìn)一步肼解產(chǎn)物酰肼(圖4 化合物III) 100 mg/L 對(duì)家蠅注射后5 h的致死率也比GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 增加8 倍左右。

圖4 GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的脫水和肼解

另一方面，與其他多肽或蛋白融合可提高GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 穿過(guò)有害節(jié)肢動(dòng)物腸道上皮細(xì)胞進(jìn)入血淋巴、到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用位點(diǎn)的效率，在不影響其對(duì)非靶標(biāo)生物安全性的同時(shí)增加對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的生物活性。將天然蜘蛛毒素ω-HXTX-Hv1a或地窖蛛(Segestria florentina)毒素SFI1 融合至運(yùn)載蛋白雪花蓮凝集素(Galanthus nivalisagglutinin，GNA)可有效提高對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)甘藍(lán)夜蛾(Mamestra brassicae)、水稻褐飛虱(Nilaparvata lugens)和桃蚜(Myzus persicae)的急性經(jīng)口毒性，并引發(fā)發(fā)育延緩、繁殖能力降低等半致死效應(yīng)[42-43]，同時(shí)對(duì)傳粉昆蟲(chóng)蜜蜂的存活、嗅覺(jué)學(xué)習(xí)和記憶能力等無(wú)不利影響[44]。作為上述2種毒素多肽的類似物，將GS-ω/κ-HXTX-Hv1a融合至GNA 等功能性蛋白有望實(shí)現(xiàn)相似的作用效果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)更有效的控制。

4 總結(jié)與展望

含有ICK 基序的蜘蛛毒肽及其衍生物是一種相對(duì)穩(wěn)定的多肽或微型蛋白質(zhì)，通過(guò)作用于神經(jīng)元離子通道和靶標(biāo)受體使有害節(jié)肢動(dòng)物快速表現(xiàn)出神經(jīng)中毒癥狀，并逐步喪失活動(dòng)能力直至最終死亡。它們不僅具有潛在經(jīng)口毒性，還可在霧化后透過(guò)體表從氣孔進(jìn)入害蟲(chóng)體內(nèi)而發(fā)揮觸殺作用，可作為殺蟲(chóng)劑單獨(dú)施用。源自澳大利亞漏斗網(wǎng)蜘蛛的新型多肽殺蟲(chóng)劑GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的成功開(kāi)發(fā)，有力證實(shí)多肽可直接作為生物農(nóng)藥進(jìn)行商業(yè)化開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

作為天然蜘蛛毒肽ω/κ-HXTX-Hv1a 的一種重要衍生物，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 在工業(yè)上可由其編碼基因修飾后的酵母轉(zhuǎn)化體分泌生產(chǎn)獲得。用GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 替代ω/κ-HXTX-Hv1a 進(jìn)行開(kāi)發(fā)，不僅保持了天然毒肽的殺蟲(chóng)活性，還顯著地提高了發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)量，生產(chǎn)成本更經(jīng)濟(jì)，但GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的含量和產(chǎn)量還有進(jìn)一步提升的空間。有關(guān)該多肽殺蟲(chóng)劑規(guī)模化生產(chǎn)的基因重組與表達(dá)、純化與分離制備等還鮮見(jiàn)報(bào)道，如何進(jìn)一步提高其產(chǎn)量品質(zhì)并降低生產(chǎn)成本值得深入研究。

GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元Cav和BKCa2 種離子通道具有協(xié)同的雙重作用機(jī)制，對(duì)靶標(biāo)受體及其位點(diǎn)也與現(xiàn)有的殺蟲(chóng)劑不同，對(duì)非靶標(biāo)生物也具有較高的安全性，在農(nóng)業(yè)和公共衛(wèi)生領(lǐng)域的害蟲(chóng)防控上具有廣闊的應(yīng)用前景。從GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 的室內(nèi)生測(cè)和田間試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，無(wú)論是單獨(dú)處理還是與助劑或其他殺蟲(chóng)劑混合或輪換施用，其藥效、穩(wěn)定性都還有待于進(jìn)一步提高、改善。該產(chǎn)品在非農(nóng)領(lǐng)域的用途也有待開(kāi)拓，建議從以下幾個(gè)方面促進(jìn)或加強(qiáng)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a的研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)：

⑴ 篩選具有分散、潤(rùn)濕、滲透和穩(wěn)定等作用的功能性助劑及其混用配比，促進(jìn)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a透過(guò)害蟲(chóng)表皮進(jìn)入體內(nèi)與靶標(biāo)位點(diǎn)結(jié)合，增強(qiáng)藥劑的耐雨水沖刷和抗紫外線等性能，提升藥效穩(wěn)定性。GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 水中穩(wěn)定性較低，通過(guò)改進(jìn)劑型以提高其藥效穩(wěn)定性也具有重要意義。

⑵ 開(kāi)發(fā)與其他作用機(jī)制生物農(nóng)藥或化學(xué)農(nóng)藥的復(fù)配，通過(guò)不同作用機(jī)制協(xié)同發(fā)揮增效作用、擴(kuò)大殺蟲(chóng)譜和延緩害蟲(chóng)抗藥性。如與Btk或Btt復(fù)配對(duì)GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 穿過(guò)腸道可起到促進(jìn)作用，而多重的作用機(jī)制和作用位點(diǎn)又使其藥效得以疊加增強(qiáng)，殺蟲(chóng)譜得以擴(kuò)大。

⑶ 開(kāi)發(fā)與GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 特點(diǎn)相適應(yīng)的使用技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐，選擇合適的施用方法、時(shí)間和輪換策略，結(jié)合多種防治措施對(duì)多種害蟲(chóng)進(jìn)行綜合治理和抗性管理，延長(zhǎng)產(chǎn)品的生命周期。

作為一種農(nóng)藥新競(jìng)品，需要具備更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)成本、更短的環(huán)境持久性、更高的經(jīng)口/接觸生物利用度和效能、更高的田間穩(wěn)定性、更便捷的施用方法，以及更低的非靶標(biāo)生物毒性和非致死作用[45]等優(yōu)勢(shì)。為了成為實(shí)際可用的害蟲(chóng)治理新工具并在市場(chǎng)上占有一席之地，加強(qiáng)、深化并拓展 GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 在生產(chǎn)研發(fā)、害蟲(chóng)綠色防控、昆蟲(chóng)病原體改良、轉(zhuǎn)基因作物開(kāi)發(fā)和新農(nóng)藥創(chuàng)制等研究和應(yīng)用方面的創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)就顯得尤為重要。隨著公眾對(duì)安全健康和環(huán)境生態(tài)的關(guān)注、農(nóng)藥減量增效和保護(hù)生物多樣性等行動(dòng)的開(kāi)展以及生物農(nóng)藥的迅猛發(fā)展，GS-ω/κ-HXTX-Hv1a 及同類蜘蛛毒肽類生物農(nóng)藥的未來(lái)發(fā)展可期。