1、生物工程對生物農藥的影響
生物農藥是指利用生物資源開發的農藥。植物源農藥如煙堿、苦參堿、印楝素、川楝素、茼篙素、異羊角扭甙、茶皂素、魚藤酮、除蟲菊酷、植物精油和轉基因植物 (種子)等;微生物源農藥如菜喜(Spinosad)、蘇云金桿菌(Ｂ.t.)、阿維菌素、瀏陽霉素、殺蚜素、南昌霉素、韶關霉素、梅嶺霉素、齊螨墩素、井岡霉素、公主霉素、春雷霉素、農抗120、農抗5102、中生菌素、武夷菌素、多抗霉素、蠟質芽孢桿菌、熒光假單孢、雙毒桿菌、枯草桿菌("臺灣寶")、白僵菌、綠僵菌、擬青霉、NPV(核多角體病毒)、GV(顆粒體病毒)、芫菁夜蛾線蟲、蝗蟲微孢子蟲、云杉卷蛾微孢子蟲等。動物源農藥如阿根廷蟻產生的防衛毒素、大胡蜂產生的曼德拉毒素(mandaratoxin)、斑蝥產生的斑蝥素(cantharidin)、海生環節動物異足索蠶產生的沙蠶毒素 (nereistoxin)、棉鈴蟲性誘劑、甘蔗條螟性誘劑及天敵動物農藥等。
1．1生物工程促進生物農藥的發展 生物工程技術為生物農藥的發展注入了新的活力。如轉Ｂ.t.病毒(Ｂ.t.毒素基因在昆蟲病毒中表達)、轉基因捕食螨(Metaseiulus occidentalis)、轉Ｂ.t.基因棉、轉Ｂ.t.玉米、轉Ｂ.t.馬鈴薯、轉Cpt I煙草(水稻/馬鈴薯/草莓)、轉PI一II煙草、轉NaPI水稻(煙草)、轉SKTI馬鈴薯、轉OC-I白楊、轉P-Lec煙草、轉GNA馬鈴薯(煙草/水稻)、轉基因耐貯藏番茄、轉查爾酮合成酶基因矮牽牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗煙草花葉病毒和黃瓜花葉病毒的轉基因煙草、抗矮縮病毒水稻等。
細胞工程學使藥源植物如印楝、魚藤等的細胞離體培養取得突破;生物技術如酶聯免疫分析技術用來檢測有機化學農藥的殘留，反過來又促進生物農藥的發展;抗除草劑的農作物品種的推廣，使除草劑的用量大幅度提高，如由于耐農達除草劑的轉基因作物的推廣應用使得農達使用量最近5年在全球以每年20%的速度遞增。
1．2轉基因抗蟲、抗病作物對傳統農藥造成沖擊 抗蟲作物的出現使殺蟲劑的生產和銷售有所下降，害蟲種類的演替也導致農藥品種發生變化。殺菌劑總體變化不大，但部分品種也受到影響，呈下降趨勢。有人估計:到2005年，轉基因作物在農藥市場中所占份額將達到15%-20%，約60億美元，全球1999年種植面積達到880萬hm2。以轉基因抗蟲棉為例，美國1998年已推廣棉花播種面積40%，我國也有200萬畝，安徽省1999年就達40萬畝。以棉鈴蟲防治減少一半用藥計，其效益也相當可觀。
1．3轉基因作物面臨的問題 轉基因作物通過5年多的推廣，所面臨的問題也日益暴露出來。主要表現在:（1）對人類和環境的安全性;（2）抗性風險（(a)室內用轉基因棉花葉片飼養棉鈴蟲6-12代，抗性指數從1.5倍增到4.4倍;(b)一般預測轉基因作物的使用壽命為8-10年;(c)超級抗性生物的出現;(d)抗性基因的漂移等）（3）防治上的局限性:如轉Ｂ.t.基因棉，防治棉鈴蟲的效果隨其代數而降低，第1代不須用藥，但第3和4代每100株仍有20－40頭3-4齡幼蟲，每代仍須噴藥3-4次;（4）昆蟲群落的演替（(a)次要害蟲上升為主要害蟲:轉基因棉株體內單寧、酚類化合物分別降低22%和24%，導致棉蚜、棉紅蜘蛛、棉粉虱、棉薊馬、棉盲蝽等害蟲的數量急劇上升;(b)天敵種群數量呈下降趨勢:如棉田龜紋瓢蟲及寄生蜂下降約20%－90%）。
2、植物性農藥
2．1光活化農藥 近年來，人們發現一些植物次生物質在光照條件下對害蟲的毒效可提高幾倍、幾十倍甚至上千倍，顯示出光活化特性。自從吠喃香豆素類化合物－花椒毒素的光活化性質被首次發現(Berenbaum，1978)以來，陸續發現的植物源光活化毒素主要有：吠喃香豆素類(線型--花椒毒素;角型--當歸根素)、多炔類與噻吩類、生物堿類(茵芋堿skimmianine、短頸苔堿brevicolline、呋喃喹啉堿和異喹啉生物堿等)、擴展醌類(金絲桃素hypericin和尾孢菌素等)、其它化合物(苯并呋喃、苯并吡喃、去甲二氫愈創木酸、lachnanthocarpone、脫鎂葉綠酸甲基酯類、砧噸染料和噻吩類)。
國外研究光活化殺蟲劑的主要國家是加拿大和美國，國內徐漢虹等(1993)首先報道了豬毛蒿(Artemisia scoparia)精油含有的茵陳二炔(Capilene)對斜紋夜蛾(Spodoptera litura)的生物活性受光照的激發而增強。在國家自然科學基金的資助下，華南農業大學與南開大學合作以茵陳二炔為先導化合物仿生合成了12個多炔類化合物。生測結果表明，化合物5的殺蟲活性比茵陳二炔本身高出20倍，顯示了良好的商業應用前景。南開大學、華東理工大學等也開始了這方面的研究。自70年代以來，光活化農藥的研究取得了重要進展。目前光活化殺蟲劑已開始應用于田間，特別是在防治蚊子幼蟲方面獲得成功。聚乙炔類化合物作為有害生物控制劑在加拿大已取得了專利保護，有些已商品化生產，如赤蘚紅B已被Hiltonn-Davis化學公司注冊。除了用于殺蟲外，光活化農藥也用于殺病毒、病菌、線蟲等。與一般化學農藥相比，光活化農藥具有高效、低毒、低殘留、選擇性強等優點，對人畜安全，作為一類新型無公害農藥有巨大的潛力。
2．2 印楝素(azadirachtin,AZ) 印楝是目前世界上公認的理想的殺蟲植物。印楝素是一類高度氧化的檸檬素，帶有許多相似的官能團。從印楝種子中曾分離出ＡＺ-A至ＡＺ-G 7種活性化合物，其中A是最主要殺蟲成分。印楝素及其制劑對昆蟲具有拒食、忌避、生長調節、絕育等多種作用。目前，已知印楝素制劑對400余種昆蟲表現不同的生物活性。1985年以印楝素為主要成分的第一個商品藥劑Margosan-O在美國獲準登記，現已有許多印楝制劑投入商業化生產，如曲Azatin、Turlex、Align、Neemrich、Neemix、Neemgaurd、Nemol、NeMcidine、Margocidecd ok、Ackook、RD-9(Repelin)、Neemark及我國研制的0.3%印楝素乳油。這些商品絕大多數是殺蟲劑。美國還開發出以印楝素為主要成分的殺菌劑。
2．3魚藤酮(rotenone) 魚藤酮是從魚藤屬、灰葉屬、雞血藤屬、梭果屬、紫穗槐、豬屎豆等植物中提取出來的一種有殺蟲活性的物質，具有觸殺、胃毒、生長發育抑制和拒食作用。目前已知魚藤酮對15個目137個科的800多種害蟲具有較高的生物活性而對人畜安全，易光解變成無毒或低毒的化合物，在環境中殘留時間短，對環境無污染。其藥源植物分布廣泛，生長迅速，魚藤酮類殺蟲劑的大量使用，會帶來巨大的經濟及生態效益。目前室內已可以通過組織培養途徑獲得魚藤酮及其類似物，而對其立體構型的研究有望進一步提高其殺蟲效果。
2．4精油 精油是指植物組織中的水蒸氣蒸餾成分，常常具有植物特征性氣味，通常含有分子量的萜烯及生物酚類，大多數精油是由幾十種到幾百種化合物組成的復雜混合物。精油在常溫下易揮散，涂在紙片上短時揮發不留痕跡，有強烈的特殊香味，呈油狀液體，具有較高的折光率，大多有光學活性。可溶于濃乙醇和多種有機溶劑，但幾乎不溶于水。精油的化學成分包括含氮含硫化合物:如橙花油中的鄰氨基甲酸甲酯，姜油中的二甲基硫醚;芳香族化合物:如蒔蘿醛、香蘭素、肉桂醛、紫蘇醛、丁香酚等;脂肪族直鏈化合物:如葉醛、芳香酮、肉豆寇酸;萜類化合物:主要為倍半萜類，如月桂醛、檸檬醛、石竹烯等。精油對昆蟲具有引誘、殺卵、熏蒸、忌避和影響昆蟲生長發育等作用。某些精油對昆蟲具有神經毒性，如某些精油可抑制昆蟲的乙酰膽堿酯酶，有的是章魚胺的拮抗劑。
與有機農藥混配，其混配作用主要為：增效作用、溶劑作用和掩蓋有機農藥不良氣味的作用。如黃樟油素是合成增效醚的起始物;肉豆寇醚 對氧磷對家蠅的藥效提高10倍;檸檬、酸橙、寬皮桔中的精油 氯氰菊酯有較好的增效作用。植物精油對人畜無毒，無污染，不易產生抗藥性，對植物或其產品無害且氣味芬芳，又兼有殺菌作用，施用精油可起到防蟲防霉的雙重功效，正是人們所要求的無公害農藥，特別是適合倉儲害蟲和衛生害蟲的防治。如果精油與農藥混配，或作為農藥的增效劑和加香劑使用，從經濟上考慮是完全可行的。一些精油的有效成分已弄清，且易于合成，個別已有了成熟的合成路線，這樣能滿足現代大規模生產的需要。
2．5其它植物性農藥 青蒿素是從青篙 (黃花蒿)中分離出來的倍半萜類化合物，青蒿素及其類似物對菜粉蝶、小菜蛾幼蟲具有拒食活性。茼蒿素是從蔬菜茼蒿中分離出來的活性化合物，茼蒿素及其類似物對小菜蛾、菜粉蝶和斜紋夜蛾幼蟲具有較好的拒食、生長發育抑制和毒殺活性。能明顯地降低菜粉蝶幼蟲體壁、血淋巴、血淋巴蛋白質、血淋巴總糖原和幼蟲糖原的含量，減少血細胞數量，抑制中腸酯酶的活性。除蟲菊酯是除蟲菊中分離出來的殺蟲活性物質，天然成分具有光不穩定性。是一類有較長歷史的植物性殺蟲劑。番荔枝內酯是從番荔枝科植物中提取分離的一類殺蟲活性物質，現已從26種番荔枝科植物中分離出220多種，其作用機理與魚藤酮類似，通過對NADH一細胞色素c還原酶的專一抑制作用，抑制細胞的呼吸功能。黃杜鵑殺蟲成分主要存在于花和嫩葉中，有木毒素、杜鵑素、斯巴拉斯酚、鬧羊素(rhodojaponins)和木藜蘆素(grayanotoxins)等。目前已分離出的黃杜鵑毒素有9種，分別是木藜蘆素一I、II、III，鬧羊花素一II、III、V、rhodomollein-I、III、kallmanol。生物堿是從藥源植物中提取出的殺蟲活性物質，如煙堿、苦參堿等。至1999年，我國生產苦參堿殺蟲劑的農藥廠有1l個，是植物性殺蟲劑中生產廠家最多的品種。一些殺蟲生物堿為殺蟲劑的仿生合成提供先導化合物，如毒扁豆堿、煙堿等。研究殺蟲生物堿對昆蟲的作用方式和作用機制，為殺蟲劑的開發提供了新穎的作用靶標。異丁基酰胺和藜蘆堿作用于鈉離子通道，與所有現用殺蟲劑的作用位點都不一樣。作用靶標的特異性使之倍受重視，該研究已進入結構優化階段。苦皮藤(Celastrus angulata)又稱南蛇藤、"菜蟲藥"等，屬衛矛科(Celastraceae)南蛇藤屬(Celastrus)，主要成分為倍半萜類化合物，目前已從苦皮藤中分離、鑒定了至少18種化合物，其中拒食成分1個(苦皮藤素I)，毒殺成分6個，麻醉成分１１個(苦皮藤素IV為代表)。這些化合物都是只含C、H、O三元素的二氫沉香吠喃多元酯，屬于雙環倍半萜。苦皮藤殺蟲活性成分為苦皮藤素I和苦皮藤素IV。
3、微生物農藥
微生物農藥是能夠用來殺蟲、滅菌、除草以及調節植物生長等的微生物的活體及其代謝產物。包括農用抗生素和活體微生物農藥，主要種類有昆蟲病原細菌、昆蟲病原真菌、昆蟲病原病毒、昆蟲病原原生動物、昆蟲病原線蟲、昆蟲病原立克次體。
生物農藥是指利用生物資源開發的農藥。植物源農藥如煙堿、苦參堿、印楝素、川楝素、茼篙素、異羊角扭甙、茶皂素、魚藤酮、除蟲菊酷、植物精油和轉基因植物 (種子)等;微生物源農藥如菜喜(Spinosad)、蘇云金桿菌(Ｂ.t.)、阿維菌素、瀏陽霉素、殺蚜素、南昌霉素、韶關霉素、梅嶺霉素、齊螨墩素、井岡霉素、公主霉素、春雷霉素、農抗120、農抗5102、中生菌素、武夷菌素、多抗霉素、蠟質芽孢桿菌、熒光假單孢、雙毒桿菌、枯草桿菌("臺灣寶")、白僵菌、綠僵菌、擬青霉、NPV(核多角體病毒)、GV(顆粒體病毒)、芫菁夜蛾線蟲、蝗蟲微孢子蟲、云杉卷蛾微孢子蟲等。動物源農藥如阿根廷蟻產生的防衛毒素、大胡蜂產生的曼德拉毒素(mandaratoxin)、斑蝥產生的斑蝥素(cantharidin)、海生環節動物異足索蠶產生的沙蠶毒素 (nereistoxin)、棉鈴蟲性誘劑、甘蔗條螟性誘劑及天敵動物農藥等。
1．1生物工程促進生物農藥的發展 生物工程技術為生物農藥的發展注入了新的活力。如轉Ｂ.t.病毒(Ｂ.t.毒素基因在昆蟲病毒中表達)、轉基因捕食螨(Metaseiulus occidentalis)、轉Ｂ.t.基因棉、轉Ｂ.t.玉米、轉Ｂ.t.馬鈴薯、轉Cpt I煙草(水稻/馬鈴薯/草莓)、轉PI一II煙草、轉NaPI水稻(煙草)、轉SKTI馬鈴薯、轉OC-I白楊、轉P-Lec煙草、轉GNA馬鈴薯(煙草/水稻)、轉基因耐貯藏番茄、轉查爾酮合成酶基因矮牽牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗煙草花葉病毒和黃瓜花葉病毒的轉基因煙草、抗矮縮病毒水稻等。
細胞工程學使藥源植物如印楝、魚藤等的細胞離體培養取得突破;生物技術如酶聯免疫分析技術用來檢測有機化學農藥的殘留，反過來又促進生物農藥的發展;抗除草劑的農作物品種的推廣，使除草劑的用量大幅度提高，如由于耐農達除草劑的轉基因作物的推廣應用使得農達使用量最近5年在全球以每年20%的速度遞增。
1．2轉基因抗蟲、抗病作物對傳統農藥造成沖擊 抗蟲作物的出現使殺蟲劑的生產和銷售有所下降，害蟲種類的演替也導致農藥品種發生變化。殺菌劑總體變化不大，但部分品種也受到影響，呈下降趨勢。有人估計:到2005年，轉基因作物在農藥市場中所占份額將達到15%-20%，約60億美元，全球1999年種植面積達到880萬hm2。以轉基因抗蟲棉為例，美國1998年已推廣棉花播種面積40%，我國也有200萬畝，安徽省1999年就達40萬畝。以棉鈴蟲防治減少一半用藥計，其效益也相當可觀。
1．3轉基因作物面臨的問題 轉基因作物通過5年多的推廣，所面臨的問題也日益暴露出來。主要表現在:（1）對人類和環境的安全性;（2）抗性風險（(a)室內用轉基因棉花葉片飼養棉鈴蟲6-12代，抗性指數從1.5倍增到4.4倍;(b)一般預測轉基因作物的使用壽命為8-10年;(c)超級抗性生物的出現;(d)抗性基因的漂移等）（3）防治上的局限性:如轉Ｂ.t.基因棉，防治棉鈴蟲的效果隨其代數而降低，第1代不須用藥，但第3和4代每100株仍有20－40頭3-4齡幼蟲，每代仍須噴藥3-4次;（4）昆蟲群落的演替（(a)次要害蟲上升為主要害蟲:轉基因棉株體內單寧、酚類化合物分別降低22%和24%，導致棉蚜、棉紅蜘蛛、棉粉虱、棉薊馬、棉盲蝽等害蟲的數量急劇上升;(b)天敵種群數量呈下降趨勢:如棉田龜紋瓢蟲及寄生蜂下降約20%－90%）。
2、植物性農藥
2．1光活化農藥 近年來，人們發現一些植物次生物質在光照條件下對害蟲的毒效可提高幾倍、幾十倍甚至上千倍，顯示出光活化特性。自從吠喃香豆素類化合物－花椒毒素的光活化性質被首次發現(Berenbaum，1978)以來，陸續發現的植物源光活化毒素主要有：吠喃香豆素類(線型--花椒毒素;角型--當歸根素)、多炔類與噻吩類、生物堿類(茵芋堿skimmianine、短頸苔堿brevicolline、呋喃喹啉堿和異喹啉生物堿等)、擴展醌類(金絲桃素hypericin和尾孢菌素等)、其它化合物(苯并呋喃、苯并吡喃、去甲二氫愈創木酸、lachnanthocarpone、脫鎂葉綠酸甲基酯類、砧噸染料和噻吩類)。
國外研究光活化殺蟲劑的主要國家是加拿大和美國，國內徐漢虹等(1993)首先報道了豬毛蒿(Artemisia scoparia)精油含有的茵陳二炔(Capilene)對斜紋夜蛾(Spodoptera litura)的生物活性受光照的激發而增強。在國家自然科學基金的資助下，華南農業大學與南開大學合作以茵陳二炔為先導化合物仿生合成了12個多炔類化合物。生測結果表明，化合物5的殺蟲活性比茵陳二炔本身高出20倍，顯示了良好的商業應用前景。南開大學、華東理工大學等也開始了這方面的研究。自70年代以來，光活化農藥的研究取得了重要進展。目前光活化殺蟲劑已開始應用于田間，特別是在防治蚊子幼蟲方面獲得成功。聚乙炔類化合物作為有害生物控制劑在加拿大已取得了專利保護，有些已商品化生產，如赤蘚紅B已被Hiltonn-Davis化學公司注冊。除了用于殺蟲外，光活化農藥也用于殺病毒、病菌、線蟲等。與一般化學農藥相比，光活化農藥具有高效、低毒、低殘留、選擇性強等優點，對人畜安全，作為一類新型無公害農藥有巨大的潛力。
2．2 印楝素(azadirachtin,AZ) 印楝是目前世界上公認的理想的殺蟲植物。印楝素是一類高度氧化的檸檬素，帶有許多相似的官能團。從印楝種子中曾分離出ＡＺ-A至ＡＺ-G 7種活性化合物，其中A是最主要殺蟲成分。印楝素及其制劑對昆蟲具有拒食、忌避、生長調節、絕育等多種作用。目前，已知印楝素制劑對400余種昆蟲表現不同的生物活性。1985年以印楝素為主要成分的第一個商品藥劑Margosan-O在美國獲準登記，現已有許多印楝制劑投入商業化生產，如曲Azatin、Turlex、Align、Neemrich、Neemix、Neemgaurd、Nemol、NeMcidine、Margocidecd ok、Ackook、RD-9(Repelin)、Neemark及我國研制的0.3%印楝素乳油。這些商品絕大多數是殺蟲劑。美國還開發出以印楝素為主要成分的殺菌劑。
2．3魚藤酮(rotenone) 魚藤酮是從魚藤屬、灰葉屬、雞血藤屬、梭果屬、紫穗槐、豬屎豆等植物中提取出來的一種有殺蟲活性的物質，具有觸殺、胃毒、生長發育抑制和拒食作用。目前已知魚藤酮對15個目137個科的800多種害蟲具有較高的生物活性而對人畜安全，易光解變成無毒或低毒的化合物，在環境中殘留時間短，對環境無污染。其藥源植物分布廣泛，生長迅速，魚藤酮類殺蟲劑的大量使用，會帶來巨大的經濟及生態效益。目前室內已可以通過組織培養途徑獲得魚藤酮及其類似物，而對其立體構型的研究有望進一步提高其殺蟲效果。
2．4精油 精油是指植物組織中的水蒸氣蒸餾成分，常常具有植物特征性氣味，通常含有分子量的萜烯及生物酚類，大多數精油是由幾十種到幾百種化合物組成的復雜混合物。精油在常溫下易揮散，涂在紙片上短時揮發不留痕跡，有強烈的特殊香味，呈油狀液體，具有較高的折光率，大多有光學活性。可溶于濃乙醇和多種有機溶劑，但幾乎不溶于水。精油的化學成分包括含氮含硫化合物:如橙花油中的鄰氨基甲酸甲酯，姜油中的二甲基硫醚;芳香族化合物:如蒔蘿醛、香蘭素、肉桂醛、紫蘇醛、丁香酚等;脂肪族直鏈化合物:如葉醛、芳香酮、肉豆寇酸;萜類化合物:主要為倍半萜類，如月桂醛、檸檬醛、石竹烯等。精油對昆蟲具有引誘、殺卵、熏蒸、忌避和影響昆蟲生長發育等作用。某些精油對昆蟲具有神經毒性，如某些精油可抑制昆蟲的乙酰膽堿酯酶，有的是章魚胺的拮抗劑。
與有機農藥混配，其混配作用主要為：增效作用、溶劑作用和掩蓋有機農藥不良氣味的作用。如黃樟油素是合成增效醚的起始物;肉豆寇醚 對氧磷對家蠅的藥效提高10倍;檸檬、酸橙、寬皮桔中的精油 氯氰菊酯有較好的增效作用。植物精油對人畜無毒，無污染，不易產生抗藥性，對植物或其產品無害且氣味芬芳，又兼有殺菌作用，施用精油可起到防蟲防霉的雙重功效，正是人們所要求的無公害農藥，特別是適合倉儲害蟲和衛生害蟲的防治。如果精油與農藥混配，或作為農藥的增效劑和加香劑使用，從經濟上考慮是完全可行的。一些精油的有效成分已弄清，且易于合成，個別已有了成熟的合成路線，這樣能滿足現代大規模生產的需要。
2．5其它植物性農藥 青蒿素是從青篙 (黃花蒿)中分離出來的倍半萜類化合物，青蒿素及其類似物對菜粉蝶、小菜蛾幼蟲具有拒食活性。茼蒿素是從蔬菜茼蒿中分離出來的活性化合物，茼蒿素及其類似物對小菜蛾、菜粉蝶和斜紋夜蛾幼蟲具有較好的拒食、生長發育抑制和毒殺活性。能明顯地降低菜粉蝶幼蟲體壁、血淋巴、血淋巴蛋白質、血淋巴總糖原和幼蟲糖原的含量，減少血細胞數量，抑制中腸酯酶的活性。除蟲菊酯是除蟲菊中分離出來的殺蟲活性物質，天然成分具有光不穩定性。是一類有較長歷史的植物性殺蟲劑。番荔枝內酯是從番荔枝科植物中提取分離的一類殺蟲活性物質，現已從26種番荔枝科植物中分離出220多種，其作用機理與魚藤酮類似，通過對NADH一細胞色素c還原酶的專一抑制作用，抑制細胞的呼吸功能。黃杜鵑殺蟲成分主要存在于花和嫩葉中，有木毒素、杜鵑素、斯巴拉斯酚、鬧羊素(rhodojaponins)和木藜蘆素(grayanotoxins)等。目前已分離出的黃杜鵑毒素有9種，分別是木藜蘆素一I、II、III，鬧羊花素一II、III、V、rhodomollein-I、III、kallmanol。生物堿是從藥源植物中提取出的殺蟲活性物質，如煙堿、苦參堿等。至1999年，我國生產苦參堿殺蟲劑的農藥廠有1l個，是植物性殺蟲劑中生產廠家最多的品種。一些殺蟲生物堿為殺蟲劑的仿生合成提供先導化合物，如毒扁豆堿、煙堿等。研究殺蟲生物堿對昆蟲的作用方式和作用機制，為殺蟲劑的開發提供了新穎的作用靶標。異丁基酰胺和藜蘆堿作用于鈉離子通道，與所有現用殺蟲劑的作用位點都不一樣。作用靶標的特異性使之倍受重視，該研究已進入結構優化階段。苦皮藤(Celastrus angulata)又稱南蛇藤、"菜蟲藥"等，屬衛矛科(Celastraceae)南蛇藤屬(Celastrus)，主要成分為倍半萜類化合物，目前已從苦皮藤中分離、鑒定了至少18種化合物，其中拒食成分1個(苦皮藤素I)，毒殺成分6個，麻醉成分１１個(苦皮藤素IV為代表)。這些化合物都是只含C、H、O三元素的二氫沉香吠喃多元酯，屬于雙環倍半萜。苦皮藤殺蟲活性成分為苦皮藤素I和苦皮藤素IV。
3、微生物農藥
微生物農藥是能夠用來殺蟲、滅菌、除草以及調節植物生長等的微生物的活體及其代謝產物。包括農用抗生素和活體微生物農藥，主要種類有昆蟲病原細菌、昆蟲病原真菌、昆蟲病原病毒、昆蟲病原原生動物、昆蟲病原線蟲、昆蟲病原立克次體。