一种普通大蓟马的聚集信息素、诱芯及其应用的制作方法

文档序号:19490580发布日期:2019-12-24 13:45阅读:973来源:国知局
一种普通大蓟马的聚集信息素、诱芯及其应用的制作方法

本发明属于植物保护剂技术领域,具体涉及一种普通大蓟马的聚集信息素、诱芯及其应用。



背景技术:

普通大蓟马megalurothripsusitatus(bagnall)属于缨翅目thysnoptera锯尾亚目terebrantia蓟马科thripidae大蓟马属megalurothrips,是我国重要的豆科害虫。该蓟马食性广泛,寄主植物包括12科49种,其中32种为豆科植物,我国重要的豆科农作物如大豆、豇豆、四季豆、花生、绿豆、赤豆、刀豆均是其危害寄主。普通大蓟马在广东、广西、海南、台湾、云南、贵州、陕西、湖北、浙江、北京、甘肃等省均有分布,在华南地区发生严重。

普通大蓟马可在寄主植物整个生长发育期为害,以豇豆为例,受害严重的植株苗期可见叶片卷曲,生长点发育受阻;开花结荚期可见花芽枯萎脱落,花蕾发育受阻,成花花瓣组织凹陷无法正常开闭,荚果黑头黑尾、形状卷曲,严重影响豇豆产量与品质。目前,对于普通大蓟马的防治仍然主要依赖于化学农药,可用于防治的农药种类多达十余种。然而,由于用药频繁,海南多个普通大蓟马种群对多种农药的抗药性出现不同程度上升,农药防效下降。同时,化学农药的大量使用对环境造成严重污染,并对食品安全造成严重威胁,影响人类健康。因此,普通大蓟马新型绿色防控措施的研发迫在眉睫。

利用昆虫信息素是害虫绿色防控中的重要措施之一,该措施具有灵敏度高、准确性好、操作方便、高效无毒、环境友好等特点,已在害虫监测和防治中得到了广泛应用。聚集信息素是蓟马中研究最为广泛的信息素。目前已有4种蓟马的聚集信息素组分被分离鉴定,其中,西花蓟马frankliniellaoccidentalis、花蓟马f.intonsa聚集信息素的主要成分为苨肉基(s)-2-甲基丁酸酯[neryl-(s)-2-methylbutanoate]和(r)-薰衣草乙酸酯[(r)-lavandulylacetate],棕榈蓟马thripspalmi聚集信息素的主要成分为(r)-3-甲基3-丁烯酸熏衣草酯(r)-lavandulyl3-methyl-3-butenoate],丝大蓟马megalurothripssjostedti聚集信息素的主要成分为(r)-3-丁烯酸薰衣草酯[(r)-lavandulyl3-methylbutanoate]和(r)-薰衣草醇[(r)-lavandulol]。公开号为cn108902143a的中国发明专利公开了一种豆大蓟马聚集信息素,该信息素包括乙酸香叶酯和乙酸金合欢酯,其中,乙酸香叶酯和乙酸金合欢酯的质量比为0.1~4:1,然而在实际应用中发现该信息素引诱效果并不理想。

综上所述,尽管对于普通大蓟马聚集信息素的研究已经取得了一些进展,但仍然需要开发具有更为优异引诱效果的普通大蓟马聚集信息素,这对于实现普通大蓟马的有效绿色防控具有重要意义。



技术实现要素:

基于上述描述,本发明利用y型嗅觉仪测定了普通大蓟马雌雄成虫对其自身气味源的嗅觉反应,通过两种天然信息化合物提取方式提取普通大蓟马雌雄成虫挥发物,利用气-质联用仪(gaschromatography-massspectrometry,gc-ms)对挥发物进行组分分离、鉴定和化学结构验证,开发了一种对普通大蓟马雌雄虫具有显著引诱作用的聚集信息素,为普通大蓟马的绿色防控提供了一种行之有效的方法。

作为本发明的第一方面,本发明提供了一种普通大蓟马的聚集信息素。

作为优选,所述信息素由乙酸金合欢酯组成。

作为本发明的第二方面,本发明提供了唯一活性成分的乙酸金合欢酯在用于引诱普通大蓟马中的应用。

作为优选,所述乙酸金合欢酯引诱普通大蓟马雄虫的剂量为5~50ng,所述乙酸金合欢酯引诱普通大蓟马雌虫的剂量为0.5~50ng。

作为优选,所述乙酸金合欢酯引诱普通大蓟马雄虫的剂量为5ng,所述乙酸金合欢酯引诱普通大蓟马雌虫的剂量为5ng。

作为本发明的第三方面,本发明提供了一种用于引诱普通大蓟马的诱芯。

作为优选,所述诱芯包括缓释载体和置于缓释载体内的聚集信息素,其中,所述聚集信息素由唯一活性成分的乙酸金合欢酯组成。

作为优选,所述缓释载体中乙酸金合欢酯的使用剂量为70~85μg每个缓释载体。

作为优选,所述缓释载体中乙酸金合欢酯的使用剂量为80μg每个缓释载体。

作为优选,所述缓释载体为绿色天然橡胶塞、pvc管、空心纤维、微胶囊或多孔淀粉。

作为本发明的第四方面,本发明提供了一种用于引诱普通大蓟马的诱芯在用于引诱普通大蓟马中的应用。

作为优选,所述诱芯包括缓释载体和置于缓释载体内的聚集信息素,其中,所述聚集信息素由唯一活性成分的乙酸金合欢酯组成。

作为优选,所述缓释载体中乙酸金合欢酯的使用剂量为70~85μg每个缓释载体。

作为优选,所述缓释载体中乙酸金合欢酯的使用剂量为80μg每个缓释载体。

作为优选,所述缓释载体为绿色天然橡胶塞、pvc管、空心纤维、微胶囊或多孔淀粉。

本发明的有益效果:

(1)本发明通过对普通大蓟马室内饲养种群和不同地区的田间种群的反复验证,公开了一种普通大蓟马的聚集信息素,该聚集信息素由乙酸金合欢酯组成,其能够对普通大蓟马的雌虫和雄虫产生显著的引诱效果。

(2)本发明通过顶空固相微萃取法和溶液浸提法两种方法提取了普通大蓟马雄虫和雌虫的挥发物,通过gc-ms分析鉴定出能够对普通大蓟马雌虫和雄虫产生强烈引诱效果的聚集信息素,该聚集信息素由唯一活性成分的乙酸金合欢酯组成;本发明明确了普通大蓟马的聚集信息素组分,为普通大蓟马的有效防控提供了技术支撑。

附图说明

图1是普通大蓟马雌雄成虫对雄成虫气味源的嗅觉选择行为,**表示具有极显著的统计学差异,p<0.01。

图2是普通大蓟马雌雄成虫对雌成虫气味源的嗅觉选择行为,ns表示差异不具有统计学意义,p>0.05。

图3是普通大蓟马雌雄成虫气体挥发物与虫体正己烷浸提物的总离子流图(tic),其中,a:雌成虫气体挥发物;b:雌成虫正己烷浸提物;c:雄成虫气体挥发物;d:雄成虫正己烷浸提物。

图4是普通大蓟马雄虫释放的信息化合物质谱图与nist08谱图库的标准品质谱对比,其中,a:仪器自带标准品谱图库的检索结果;b:普通大蓟马雄虫释放的信息化合物成分。

图5是普通大蓟马雄虫挥发物、乙酸金合欢酯化学标准品以及两者混合物的总离子流图和质谱图,其中,a、b:雄虫释放挥发物的总离子流图和质谱图;c、d:乙酸金合欢酯化学标准品总离子流图和质谱图;e、f:两者混合物总离子流图和质谱图。

图6是普通大蓟马不同地理种群雄虫聚集信息素组分对比图,其中,a:空白对照,b:室内种群,c:海南澄迈种群,d:海南三亚种群,e:广东广州种群;f:浙江丽水种群。

图7是普通大蓟马雄虫对不同剂量乙酸金合欢酯的嗅觉选择行为,**表示具有极显著的统计学差异,p<0.01。

图8是普通大蓟马雌虫对不同剂量乙酸金合欢酯的嗅觉选择行为,**表示具有极显著的统计学差异,p<0.01。

图9是普通大蓟马雄虫对不同剂量乙酸香叶酯的嗅觉选择行为。

图10是普通大蓟马雌虫对不同剂量乙酸香叶酯的嗅觉选择行为。

图11是不同剂量乙酸金合欢酯对普通大蓟马两性成虫的田间诱虫效果。

图12是不同剂量乙酸香叶酯对普通大蓟马两性成虫的田间诱虫效果。

图13是乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯不同比例混合对普通大蓟马两性成虫的田间诱虫效果。

具体实施方式

下面结合实施例,更具体地说明本发明的内容。应当理解,本发明的实施并不局限于下面的实施例,对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中,若无特别指明,实施例采用的方法为本领域通用技术,所有的设备和原料等均为本行业常用产品,可从市场中购得。

实施例1普通大蓟马聚集信息素的分离、鉴定及应用

1材料与方法

1.1供试蓟马

普通大蓟马成虫于2018年5月采自海南省澄迈县豇豆vignaunguiculata(linn.)walp上,采回的蓟马成虫首先参考孙靖雨等的饲养方法于220ml透明塑料瓶内用豇豆vignaunguiculata(linn.)walp纯化饲养。纯化饲养多代后,将蓟马转移于5l玻璃养虫罐饲养以扩大繁殖,获得室内饲养种群。饲养条件为光照66%,温度28±1℃,相对湿度50±7%,光周期14:10h。

同时,为验证不同地理种群的聚集信息素释放规律,分别采自海南省澄迈县、海南省三亚市、广东省广州市、浙江省丽水市的豇豆田中的田间种群。

气味源成虫为1-3日龄健康成虫,用自制吸虫管从养虫罐收集;试虫为羽化1d内的健康成虫,从培养瓶内取用。

1.2行为选择试验

本试验采用y型嗅觉仪测定普通大蓟马雌雄成虫对普通大蓟马释放的挥发物质的行为反应。装置的组装方式参考耿双双。y型管是无色透明的玻璃材质,内径5mm,适应臂和测试臂均为6cm长,两测试臂之间的夹角为90°。此装置以气泵为动力,顺着气流方向,装置各部件依次为气泵-活性炭干燥瓶-玻璃转子流量计-味源瓶-y型管,各部件之间用透明特氟龙软管连接。味源瓶是100ml洗气瓶,为保证味源瓶内气味化合物均匀稳定流出,防止瓶内虫子逃逸,味源瓶两侧接口均用小块300目尼龙网封住,装置内各部件与软管的连接处用封口膜密封防止漏气。实验室环境保持在25±2℃,湿度50±10%。

试验设置“雄虫-空白对照”、“雌虫-空白对照”两组气味源,分别测试雄虫、雌虫对气味源的嗅觉选择行为,共4组试验。将洁净无味的玻璃洗气瓶两端通气口用尼龙网封住,在瓶中放一片滴加蒸馏水的滤纸片使瓶内保持湿润,分别放入60头健康的雄虫或雌虫作为气味源。空白对照的味源瓶仅放一片滴加蒸馏水的滤纸片。将味源瓶连接在装置后,打开气泵,调节测试臂的流量为60ml/min,适应臂的流量为120ml/min。用冷光源(11000-12000lx)照射气味源,放置30min后开始试验。测试时使用软毛笔挑取待测成虫1头放在y型适应臂管口进行观察,当试虫经过y型管某一测试臂的1/2,并停留超过30s,记为做出选择;试虫进入适应臂5min内未做出选择记为不选择。每测试5头蓟马180°翻转y型管;每测试10头更换y型管,同时调换装置两侧味源瓶、味源瓶后端连接y型管的特氟龙软管的位置。每组试验每次测20头虫,共测4次。试验在16:00-18:00进行。

实验结束后,装置从味源瓶到y型管间所有部件放入加有清水的超声波清洗器清洗,10min后取出,再用无水乙醇反复冲洗,最后放入烘箱100℃烘2h。

1.3普通大蓟马雌雄成虫挥发物提取

1.3.1顶空固相微萃取(headspacesolid-phasemicroextraction,hs-spme)法

操作方法参考祝晓云等(2012),萃取前将spme手动进样装置的萃取头(100μm,polydimethylsiloxanecoating,supelco公司)在气质联用仪(gc-ms,shimadzugc-ms-qp2010plus)的进样口200℃活化15-20min。取50头羽化1d内的普通大蓟马雌虫或雄虫转移至1.5ml透明进样瓶,并在距离进样瓶2cm进行冷光源照射(11000-12000lx)。将spme萃取头伸入瓶内提取雌虫或雄虫释放的挥发物5h。之后,通过gc-ms分析蓟马释放的信息化合物。gc-ms工作条件:色谱柱rxi-5ms(30m×0.32mm×0.25μm);无分流进样;程序升温(40℃,保持2min,以10℃/min升到120℃,保持0min,以6℃/min升到180℃,保持0min,以10℃/min升到250℃,保持1min);进样口温度为200℃;载气he(>99.999%);离子源ei,离子源温度230℃;四级杆温度150℃;电子能量70ev;扫描质量范围35-320amu(zhangetal.,2011)。提取与进样重复6-7次。

1.3.2溶剂浸提法

取50头雌虫或雄虫转移至进样瓶内,加入1ml正己烷(色谱纯)溶液后上下颠倒,使溶剂与虫体充分接触。样品放入4℃冰箱静置,使用前取出并用0.22μm滤膜过滤杂质,再浓缩体积至原液的1/4左右,即获得蓟马雌虫或雄虫提取物。进样针手动进样,在相同的仪器工作条件下,进样量为lμl,重复3次。

1.4聚集信息素的化学成分鉴定及结构分析

首先比对两种提取方法的总离子流图,确定目标化合物的出峰位置,再用目标峰质谱检索仪器自带谱库nist08、nist08s,根据检索匹配度与质谱峰型、特征离子峰信息的吻合程度选择最为匹配的结果,同时比对nist线上数据库(srd69,2018)的质谱图信息及化合物相关的参考文献数据进行初步定性。

根据初步定性结果购买化学标准品乙酸金合欢酯((e,e)-farnesylacetate,cas号:4128-17-0,纯度≥95%,购于alfachemistry公司),用色谱纯正己烷稀释至0.01ng/μl的标准品溶液,重复进样7次,进样量1μl,获得其在相同的仪器工作条件下的出峰情况、质谱信息。然后用同一萃取装置先后萃取虫体释放的挥发物与化学标准品共同进样,虫体气体挥发物萃取时间减少为2h,化学标准品萃取条件为0.01ng/μl,1μl,30min。比对“雄虫挥发物”、“化学标准品”以及“虫体挥发物和化学标准品混合物”的总离子流色谱图(totalionchromatogram,tic)与质谱图,确认二者是否为同一种物质。并根据质谱信息进行进一步结构分析。

1.5普通大蓟马不同地理种群聚集信息素组分差异

用固相微萃取法和gc-ms萃取和分析采自海南省澄迈县、海南省三亚市、广东省广州市、浙江省丽水市的四个地理种群的雄虫挥发物,方法同上,分析不同地理种群聚集信息素组分的差异。

1.6乙酸金合欢酯室内引诱活性测定

利用y型嗅觉仪测定不同剂量乙酸金合欢酯对普通大蓟马雌雄成虫的引诱活性。试验装置同1.2。乙酸金合欢酯共设五个剂量,分别为0.05ng、0.5ng、5ng、50ng、500ng。进行行为选择测试之前,用正己烷将乙酸金合欢酯化学标准品稀释成浓度为0.005ng/μl、0.05ng/μl、0.5ng/μl、5ng/μl、50ng/μl的溶液,取10μl配置好的溶液滴加在滤纸片上,迅速放入味源瓶,即加入味源瓶的剂量为0.05ng、0.5ng、5ng、50ng、500ng。每个剂量处理下,均以放入滴加10μl正己烷的滤纸的味源瓶做对照。实验前将对照和处理味源瓶组装在装置上,静置10min,然后打开气泵用气流吹扫5min。测定方法同1.2。每次测20头虫,每个剂量处理重复4次。

1.7数据分析

使用软件sas9.2(sasinstituteinc.,cary,nc,usa)进行数据处理。嗅觉仪测定的数据使用卡方检验进分析。假设选择y型管两侧气味源的蓟马数量比例为1:1,未作出选择的个体不计入统计。

2结果

2.1行为选择试验

普通大蓟马雌雄成虫对雄虫气味源的嗅觉行为反应如图1所示。普通大蓟马雄虫对雄虫气味源具有极显著的选择性,有51头雄虫选择雄虫气味源,23头选择空白对照(χ2=10.5946,p=0.0011)。雌虫的选择行为与雄虫类似,雌虫对雄虫气味源具有极显著的选择性,有51头雌虫选择雄虫气味源,27头选择空白对照(χ2=7.3846,p=0.0066)。

普通大蓟马雌雄成虫对雌虫气味源的嗅觉行为反应如图2所示。普通大蓟马雄虫对雌虫气味源没有选择性,有35头雄虫选择雌虫气味源,有42头选择空白对照(χ2=0.6364,p=0.4250)。雌虫的选择行为与雄虫类似,雌虫对雌虫气味没有选择性,有37头雌虫选择雌虫气味源,有42头选择空白对照(χ2=0.3165,p=0.5737)。

以上试验结果表明,普通大蓟马雄成虫能释放信息化合物,这种信息化合物具有挥发性,并引起雌雄成虫显著的正趋向行为,而雌虫不能产生有相同作用的信息化合物。从功能上看,这种信息化合物是普通大蓟马的聚集信息素。

2.2聚集信息素化学成分鉴定

普通大蓟马雌雄成虫气体挥发物与正己烷浸提物的气相色谱分离结果见图3。雄虫释放的挥发物tic图中一个明显的色谱峰,出峰时间23.85min(图3c),这个峰同样存在于雄虫虫体浸提物中(图3d)。以上结果表明普通大蓟马雄虫能够大量释放一种信息化合物成分,且该组分能被溶剂提取。相反,雌虫气体挥发物及虫体浸提物中都不存在该组分(图3a、图3b)。

比较两种方法获得的样品总离子流图,顶空固相微萃取法的tic图(图3a、图3c)在缩放107倍的显示范围内,基线干净平稳,杂峰微弱,说明色谱柱与萃取头的柱流失现象不明显,色谱质谱背景干净,适合少量、微量气体挥发物的定性与定量。相同显示条件下,虫体正己烷浸提物的tic图(图3b、图3d)中杂峰多而明显,推测杂峰主要成分为昆虫体表或体内杂质。这种提取方法容易将样品体表化合物(可能包含体内贮存的化合物)一并提取,杂质较多,影响微量物质的分离与小峰的观测,背景杂质离子较多,影响目标化合物的定性。因此,后续试验中均使用顶空固相微萃取法萃取虫体释放的气体挥发物。

通过雄虫释放的天然信息化合物质谱图与化学标准品谱图库比对(图4),谱库的匹配度结果显示,匹配度大于90且稳定出现在前三位的检索结果为反式,反式-金合欢乙酸酯[又称乙酸金合欢酯,常用英文名称:(2e,6e)-3,7,11-trimethyl-2,6,10-dodecatrienylacetate/trans,trans-farnesylacetate/(e,e)-farnesylacetate]。比对天然信息化合物质谱与该物质的谱图库标准品质谱可见,二者基峰均为m/z69,丰度较高的碎片离子峰m/z41、m/z43、m/z55、m/z69、m/z81、m/z93、m/z107、m/z121、m/z136峰型基本一致,并且此结果与nist线上数据库(srd69,2018)的质谱图结果、xiao等(2009)报道的蜘蛛pholcusbeijingensis雌性信息素的组分之一(e,e)-farnesylacetate的质谱信息高度吻合。由此可初步认为普通大蓟马成虫聚集信息素的成分为乙酸金合欢酯[(e,e)-farnesylacetate]。

通过对比乙酸金合欢酯化学标准品、普通大蓟马雄虫挥发物以及两者混合物的总离子流图、质谱图进行进一步定性分析。结果显示,化学标准品(图5c)与雄虫挥发物(图5a)的出峰时间均为23.85min。两者混合物的出峰时间仍然一致(图5e)。由此可以确定普通大蓟马雄虫释放的挥发性组分为乙酸金合欢酯。图5b是普通大蓟马雄虫释放化合物的质谱图,图5d是(e,e)-farnesylacetate化学标准品的质谱图,图5f是两者混合物的质谱图。碎片离子m/z41、m/z43、m/z55、m/z69、m/z81、m/z93、m/z107、m/z121、m/z136、m/z147、m/z161、m/z189、m/z204、m/z221、m/z264、m/z265在雄虫气体挥发物(图5b)中稳定出现,是雄虫产生的天然信息化合物的特征碎片离子。对比图5b、5d、5f,以上碎片离子在(e,e)-farnesylacetate和两者混合物的质谱中也稳定出现且相对丰度大致相同,基本确定雄虫产生的天然化合物为乙酸金合欢酯。

2.3聚集信息素的物质结构分析

根据雄虫释放的天然信息化合物质谱信息(图5b),碎片离子m/z264是分子离子峰m+,m/z265与m/z264质量数相差为1,说明m/z265可能是[m+h]+离子。碎片离子m/z43的相对丰度与m/z41大致相同,在部分重复中略高于m/z41,推测m/z41是烯烃的特征离子,而m/z43对应酯类基团中羰基发生α断裂生成的ch3—c≡o+离子;由于m/z41、m/z55、m/z69是典型的烯烃结构的碎片离子峰,可知m/z41是烯丙基离子ch2+—ch=ch2;碎片离子m/z43与m/z41说明化合物中存在酯基与双键两种官能团。m/z69是质谱中的基峰,说明m/z69对应结构是化合物的主体结构,可能是从双键间共有的烯丙基位置上的断裂产生的ch2=c(ch3)ch2ch+或c+h=c(ch3)ch2ch2。m/z221是分子离子中羰基发生诱导断裂生成的[m-43]+离子。m/z204为[m-60]+离子,结合m/z43对应的ch3—c≡o+离子说明,化合物是乙酸酯,此碎片离子可能是分子离子发生麦氏重排反应脱去1分子ch3cooh生成。碎片离子m/z69、m/z81、m/z93三者间、m/z136与m/z147间、m/z136与m/z161间存在的不合理中性丢失表明存在双键或者支链。以上分析结果符合乙酸金合欢酯的化学结构特征。

通过上述分析证明普通大蓟马雄虫释放的聚集信息素含一种主要组分,该组分为乙酸金合欢酯。

2.4普通大蓟马不同地理种群聚集信息素组分差异

采用上述方法分别提取来自不同地理环境的田间种群的普通大蓟马雄虫的挥发性组分,同样发现来自不同地理环境的田间种群雄虫释放的挥发物tic图中一个明显的色谱峰。图6显示了普通大蓟马雄虫不同地理种群聚集信息素组分,其中,a为空白对照,没有萃取化合物,目的在于排除由于柱脱落导致的杂质峰,b为室内种群,c为海南澄迈种群,d为海南三亚种群,e为广东广州种群;f为浙江丽水种群,从图6可以看出,室内种群和田间不同地理种群的tic图中一个明显的色谱峰,出峰时间均为23.85min,说明上述不同地理种群的普通大蓟马所释放的信息素组分相同,主要组分均为乙酸金合欢酯。另外,从图上也可以看出,田间不同地理种群的聚集信息素组分释放量略有差异。

2.5乙酸金合欢酯室内引诱活性测定

普通大蓟马雄虫对不同剂量乙酸金合欢酯的嗅觉选择行为如图7所示。当乙酸金合欢酯剂量为50ng时,雄虫对乙酸金合欢酯具有显著的选择性(χ2=4.5696,p=0.0325)。当乙酸金合欢酯剂量为5ng时,雄虫对(e,e)-farnesylacetate具有极显著的选择性(χ2=8.6667,p=0.0032)。当化学标准品剂量为0.05ng、0.5ng、500ng时,选择乙酸金合欢酯气味源的雄虫数量虽多于空白对照,但二者不具有统计学差异(0.05ng:χ2=1.3158,p=1.3158;0.5ng:χ2=1.5714,p=0.2100;500ng:χ2=0.3247,p=0.5688)。

普通大蓟马雌虫对不同剂量乙酸金合欢酯的嗅觉选择行为如图8所示。当乙酸金合欢酯剂量为0.5ng、50ng时,雌虫对乙酸金合欢酯具有显著的选择性(0.5ng:χ2=5.5823,p=0.0181;50ng:χ2=5.2632,p=0.0218)。当(e,e)-farnesylacetate剂量为5ng时,雌成虫对乙酸金合欢酯具有极显著的选择性(χ2=6.8701,p=0.0088)。当乙酸金合欢酯剂量为0.05ng时,雌成虫对两侧气味源选择数相近,不具有统计学差异(χ2=0.3247,p=0.5688),而当乙酸金合欢酯剂量为500ng时,虽然选择两种气味源的雌虫数量不具有统计学差异,但雌虫对化学标准品气味源有较显著的正趋向行为趋势(χ2=3.7532,p=0.0527)。

3结论与讨论

本实施例通过行为选择试验明确了普通大蓟马雄虫可以释放对雌雄成虫均具有引诱效果的信息化合物,进一步通过顶空固相微萃取法和溶液浸提法提取了普通大蓟马雄虫挥发物,通过gc-ms分析鉴定出一种化合物,为乙酸金合欢酯,进一步通过室内y型嗅觉仪试验验证了该化合物对普通大蓟马雌雄成虫均具有引诱作用,明确了该化合物是普通大蓟马的聚集信息素组分。

本实施例的研究结果与公开号为cn108902143a的中国发明专利公开的普通大蓟马聚集信息素组分构成有所不同,该现有技术公开了普通大蓟马聚集信息素为乙酸香叶酯和乙酸金合欢酯两种组分。而本实施例通过对室内饲养种群和不同地理种群的信息素释放规律进行反复验证,发现普通大蓟马聚集信息素的主要组分为乙酸金合欢酯,并没有发现乙酸香叶酯。同时,本研究通过y行管嗅觉仪和田间诱集试验直接证明了乙酸金合欢酯单个组分即对普通大蓟马雌虫成虫均具有显著的引诱活性,明确了该组分是普通大蓟马的聚集信息素组分。并且,乙酸金合欢酯不具有手性结构,合成成本低,具有广阔的应用前景。

实施例2乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯对普通大蓟马的引诱作用

公开号为cn108902143a的中国发明专利公开了一种豆大蓟马聚集信息素,该信息素包括乙酸香叶酯和乙酸金合欢酯,然而在通过y行管嗅觉仪和田间诱集试验进行功能验证时,仅证明了用石蜡油稀释的30%~70%的乙酸香叶酯和乙酸金合欢酯3:1混合溶液对普通大蓟马的吸引作用,没有测试两种化合物单独使用时对豆大蓟马是否具有吸引作用。

本发明的实施例1通过对室内饲养种群和田间种群的反复验证发现普通大蓟马聚集聚集信息素中存在乙酸金合欢酯一种主要组分,并没有发现乙酸香叶酯。在此基础上,本实施例进一步对比了乙酸香叶酯和乙酸金合欢酯对普通大蓟马的引诱作用。

1试验方法

化学标准品乙酸金合欢酯(e,e)-farnesylacetate(cas号:4128-17-0,纯度≥95%)和乙酸香叶酯geranylacetate(cas号:105-87-3,纯度≥95%)购于alfachemistry公司。

1.1乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯室内引诱活性测定

利用y型嗅觉仪测定不同剂量乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯分别对普通大蓟马雌雄成虫的引诱活性。y型管是无色透明的玻璃材质,内径5mm,适应臂和测试臂均为6cm长,两测试臂之间的夹角为90°。此装置以气泵为动力,顺着气流方向,装置各部件依次为气泵-活性炭干燥瓶-玻璃转子流量计-味源瓶-y型管,各部件之间用透明特氟龙软管连接。味源瓶是100ml洗气瓶,为保证味源瓶内气味化合物均匀稳定流出,防止瓶内虫子逃逸,味源瓶两侧接口均用小块300目尼龙网封住,装置内各部件与软管的连接处用封口膜密封防止漏气。实验室环境保持在25±2℃,湿度50±10%。

乙酸金合欢酯共设五个剂量,分别为0.05ng、0.5ng、5ng、50ng、500ng。进行行为选择测试之前,用色谱纯正己烷将乙酸金合欢酯化学标准品稀释成浓度为0.005ng/μl、0.05ng/μl、0.5ng/μl、5ng/μl、50ng/μl的溶液,取10μl配置好的溶液滴加在滤纸片上,迅速放入味源瓶,即加入味源瓶的剂量为0.05ng、0.5ng、5ng、50ng、500ng。每个剂量处理下,均以放入滴加10μl正己烷的滤纸的味源瓶做对照。实验前将对照和处理味源瓶组装在装置,静置10min后,打开气泵,调节测试臂的流量为60ml/min,适应臂的流量为120ml/min,然后打开气泵用气流吹扫5min。测试时使用软毛笔挑取待测成虫1头放在y型适应臂管口进行观察,当试虫经过y型管某一测试臂的1/2,并停留超过30s,记为做出选择;试虫进入适应臂5min内未做出选择记为不选择。每测试5头蓟马180°翻转y型管;每测试10头更换y型管,同时调换装置两侧味源瓶、味源瓶后端连接y型管的特氟龙软管的位置。每次测20头虫,每个剂量处理重复4次。

乙酸香叶酯同样设五个剂量,分别为0.05ng、0.5ng、5ng、50ng、500ng。试验方法同上。

1.2乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯田间诱集试验

本研究使用的诱芯以在绿色橡胶塞载体中加入特定剂量引诱剂的方式制成。制备诱芯前,将作为载体的绿色橡胶塞先用正己烷(色谱纯)冲洗去除表面杂质,再用正己烷浸泡至少24h,清洗橡胶塞内部杂质,并在烘箱内80℃烘至少2h。烘干冷却的橡胶塞放在玻璃瓶内密封保存。诱芯现制现用,先将乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯化学标准品溶液稀释成不同浓度,用移液器加入诱芯中。

绿色橡胶塞载体中乙酸金合欢酯设置0μg(空白对照),50μg,60μg,70ng,80μg,90μg共6个剂量处理。

绿色橡胶塞载体中乙酸香叶酯的剂量设置分三组,其中,低剂量组1:设置0μg(空白对照),50μg,100μg,150μg,200μg,250μg共6个剂量;低剂量组2:设置0μg(空白对照),120μg,140μg,160μg,180μg共5个剂量;高剂量组:设置0μg(空白对照),0.3mg,0.5mg,0.7mg,1mg,1.2mg,1.4mg,1.6mg,1.8mg和2mg共10个剂量处理。

乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯配比试验:设置正己烷(空白对照),1:0(80μg乙酸金合欢酯),1:0.5(80μg乙酸金合欢酯和40μg乙酸香叶酯),1:1(80μg乙酸金合欢酯和80μg乙酸香叶酯),1:2(80μg乙酸金合欢酯和160μg乙酸香叶酯),1:3(80μg乙酸金合欢酯和240μg乙酸香叶酯)共6个处理。

试验于2019年8月在浙江省丽水市莲都区碧湖镇里河村(北纬28°22’53”,东经119°47’54”)进行,试验地面积约3亩,所种豇豆处于开花结荚期。试验期间天气晴或多云,偶有阵雨,气温25-35℃。试验时将不同剂量和比例的诱芯固定在黄色诱虫板(长×宽=25cm×20cm)中央,为减少周围环境的干扰,试验排除田块两端的豇豆架,挂板的位置距豇豆架两端不小于1.5m。同一排的黄板间距离不小于1.5m。为避免试验田虫口分布不均、不同处理之间的影响试验结果,将不同处理随机排列,安排不同处理的位置,每个处理四周均为不同处理。每个处理10-16个重复。24h后调查不同处理黄板上雌虫、雄虫的数量汇总分析。

2试验结果

2.1乙酸金合欢酯室内引诱活性测定

普通大蓟马雄虫对不同剂量乙酸金合欢酯的嗅觉选择行为如图7所示。当乙酸金合欢酯剂量为50ng时,雄虫对乙酸金合欢酯具有显著的选择性。当乙酸金合欢酯剂量为5ng时,雄虫对乙酸金合欢酯具有极显著的选择性。当化学标准品剂量为0.05ng、0.5ng、500ng时,选择乙酸金合欢酯气味源的雄虫数量虽多于空白对照,但二者不具有统计学差异。

普通大蓟马雌虫对不同剂量乙酸金合欢酯的嗅觉选择行为如图8所示。当乙酸金合欢酯剂量为0.5ng、50ng时,雌虫对乙酸金合欢酯具有显著的选择性。当乙酸金合欢酯剂量为5ng时,雌成虫对乙酸金合欢酯具有极显著的选择性。当乙酸金合欢酯剂量为0.05ng时,雌成虫对两侧气味源选择数相近,不具有统计学差异,而当乙酸金合欢酯剂量为500ng时,虽然选择两种气味源的雌虫数量不具有统计学差异,但雌虫对化学标准品气味源有较显著的正趋向行为趋势。

2.2乙酸香叶酯室内引诱活性测定

普通大蓟马雄虫对不同剂量乙酸香叶酯的嗅觉选择行为如图9所示。当乙酸香叶酯剂量为0.05ng、0.5ng、5ng、50ng、500ng时,选择乙酸香叶酯和空白对照的雄虫数量没有显著差异。

普通大蓟马雌虫虫对不同剂量乙酸香叶酯的嗅觉选择行为如图10所示。当乙酸香叶酯剂量为0.05ng、0.5ng、5ng、50ng、500ng时,选择乙酸香叶酯和空白对照的雌虫数量没有显著差异。

2.3乙酸金合欢酯田间诱集效果

如图11所示,与空白黄板相比,挂有含80μg乙酸金合欢酯的诱芯(乙酸金合欢酯与诱芯的质量比为1:8400)能够显著增加黄板对普通大蓟马雌虫、雄虫和雌雄成虫的诱虫效果,其对雌虫、雄虫和雌雄总和的诱集量比空白黄板分别增加68.6%、58.7%和62.3%。

2.4乙酸香叶酯田间诱集效果

乙酸香叶酯的田间诱集实验结果如图12所示,其中,图12a为低剂量组1、图12b为低剂量组2、图12c为高剂量组:与空白黄板相比,挂有不同剂量组的乙酸香叶酯的诱芯的黄板对普通大蓟马雌虫、雄虫和雌雄成虫的诱集效果没有显著提高。

以上结果说明乙酸香叶酯对普通大蓟马雌雄成虫没有引诱作用,而乙酸金合欢酯对普通大蓟马雌雄成虫具有明显的引诱作用,也可以得出结论,乙酸香叶酯不是普通大蓟马的聚集信息素。

2.5乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯复配对普通大蓟马的引诱作用

如图13所示,与空白对照相比,乙酸金合欢酯和乙酸香叶酯质量比为1:0(也即含80μg乙酸金合欢酯)的诱芯能够显著增加黄板对普通大蓟马雌虫、雄虫和雌雄成虫的诱虫效果。当乙酸金合欢酯与乙酸香叶酯以1:0.5、1:1、1:2、1:3混合后,其诱虫效果与单独使用乙酸金合欢酯时或没有显著差异,或低于单独使用乙酸金合欢酯时的诱虫效果。因此,乙酸香叶酯对乙酸金合欢酯没有增效作用,反而会降低乙酸金合欢酯对普通大蓟马的引诱作用。

本研究通过y行管嗅觉仪和田间诱集试验直接证明了乙酸金合欢酯单个组分即对普通大蓟马雌雄成虫均具有引诱活性,而乙酸香叶酯单个组分对普通大蓟马雌雄成虫均没有引诱作用。同时,当将乙酸金合欢酯与乙酸香叶酯以1:0.5、1:1、1:2、1:3混合后,混合物对普通大蓟马雌雄成虫的引诱效果与乙酸金合欢酯单独使用时没有显著区别或低于单独使用乙酸金合欢酯时的诱虫效果,说明乙酸香叶酯对乙酸金合欢酯没有增效作用,不适宜与乙酸金合欢酯复配作为引诱普通大蓟马雌雄虫的聚集信息素,这也可能是现有技术的聚集信息素引诱效果不佳的原因。

以上所述仅为发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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