苯并呋喃类化合物在激发作物诱导抗虫性中的应用的制作方法

本发明涉及植物诱导抗虫性领域，确切地说，涉及苯并呋喃类化合物在激发作物诱导抗虫性中的应用。

背景技术：

随着全球人口的增加和耕地面积的减少，人们对作物产量的要求越来越高。虫害造成的作物产量损失约占总产量的10-30％，重灾年份则颗粒无收，因此如何减少虫害以增加作物产量，是人们面临的迫切问题。比如，在水稻上，褐飞虱等害虫所引起的损害是巨大的。褐飞虱属于半翅目，产卵于水稻的茎杆部位，具有暴发性和毁灭性，近几年来，更是年年大暴发，对我国水稻粮食生产造成了严重危害。

作为控制有害生物最有效的方法之一，农药一直是优质、安全、高产、高效农业生产所不可缺少的。但长期以来由于在有害生物治理中，过度地使用了有毒甚至高毒农药，并且使用品种单一，因此导致了病虫草抗药性增强、再增猖獗严重。由此而带来的恶性循环已对农作物安全生产、生态环境、人类健康、出口贸易等造成了严重威胁。因此，发展高效、安全、绿色的农药已成为控制有害生物危害的迫切需要。

在与植食性昆虫的长期进化过程中，植物形成了组成型和诱导型两种防御机制。组成型防御是指植物在受植食性昆虫为害之前就已存在的抗虫特性，如植物表皮毛等；诱导型防御是指植物在受到植食性昆虫攻击时，所产生的一些抗虫特性。通过对植物诱导抗性分子机理的研究表明，植物的诱导抗性起始于植物对来自于植食性昆虫激发子(elicitor)的识别，然后通过改变茉莉酸、水杨酸、乙烯、MAPK、GA、ABA等多种防御与生长相关的信号转导途径活性，导致转录组、代谢组等发生重构，最后导致植物抗虫性的改变。在这一过程中，植物体内一些低分子量的信号分子，如茉莉酸、水杨酸、乙烯等起着非常重要的作用。通过合成与应用这些自然小分子及其类似物，在植物病害的防治中已发挥了重要作用。但在植物害虫防治中目前还研究得很少，更没有在生产上应用。目前研究比较多的是茉莉酸、茉莉酸甲酯及其类似物Coronalon。这些研究发现外源应用JA、MeJA或Coronalon能够诱导植物产生蛋白酶抑制剂、烟碱、多酚氧化酶等物质，对害虫产生不利影响，并能够诱导植物释放挥发物吸引天敌。

苯并呋喃类化合物广泛运用于医药化工领域，是一类重要的化工中间体，常用于合成乙胺碘呋酮及氧茚树脂的中间体。近年来，有报道发现苯并呋喃类化合物具有抗组胺、抗肿瘤及抗心律失常等多种生物药理学活性，在防治阿尔茨海默病、骨质疏松症、心律失常、帕金森病以及肿瘤等方面发挥辅助作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供苯并呋喃类化合物在激发作物诱导抗虫性中的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：苯并呋喃类化合物在激发作物诱导抗虫性中的应用，该应用为：将苯并呋喃类化合物用于触发作物对半翅目害虫的抗性。

进一步地，所述苯并呋喃类化合物的结构式为：

进一步地，所述作物体可以为禾本科作物的水稻、大麦、小麦、十字花科作物、茄科作物或茶叶。

进一步地，所述诱导抗虫性是在由所述害虫危害之前被激发的。

进一步地，该应用具体为：将苯并呋喃类化合物加入到作物营养液或供水系统中，对作物进行培养，所述苯并呋喃类化合物浓度为20mg/L。

本发明的有益效果是，本发明提供的七种苯并呋喃类化合物激活作物对半翅目害虫的抗虫性，最高能将害虫存活率降低到50％。根据不同生态区害虫的发生情况，本发明可以作为作物的诱导抗虫剂，使作物产生抗虫性，从而达到安全、有效控制害虫的目的。

附图说明

图1A-G分别是20mg/L浓度的苯并呋喃类化合物11r、11d、11h、11y、11k、12g、14u在水稻根部吸收处理后对褐飞虱若虫存活率的影响效果图；

图2A-G分别是在褐飞虱人工饲料中添加浓度为20mg/L的苯并呋喃类化合物11r、11d、11h、11y、11k、12g、14u对褐飞虱若虫存活率的影响效果图；

图3A-G分别是喷雾浓度为20mg/L浓度的苯并呋喃类化合物11r、11d、11h、11y、11k、12g、14u对褐飞虱若虫存活率的影响效果图。

具体实施方式

本发明涉及一种激发作物诱导抗虫性的方法，其包括将有效浓度的苯并呋喃类化合物应用于作物体，经作物体吸收后在体内激发诱导抗虫性，从而提高作物对半翅目害虫的抗性。

本发明所述的苯并呋喃类化合物具有如下结构：

可以将本发明所述具有生物活性的苯并呋喃类化合物水溶液应用于植物的根部。对植物体的处理也可以将具有生物活性的苯并呋喃类化合物加入植物体生长所需的营养液或者供水系统，可以在白天或者晚上的任何时间使用，均会产生良好的抗虫性，优先用于植物生长活跃期。要注意的是，应该在下雨或下雪之前1到2个小时使用，以免影响药效。施用药剂一段时间后，若发现诱导抗虫性减弱(如害虫数量回升)，可以再次施用该制剂以增强抗性。

在植物体内激活植物的诱导抗虫性需要“有效数量”的生物活性成分，作用浓度一般为20mg/L；一般而言，每亩地施用1～50g的活性成分即可激活植物的诱导抗虫性。优化后，每亩地大约施用1～10g的活性成分来激活诱导抗虫性。

用本发明所述具有生物活性的化合物所激发的植物诱导抗虫性对半翅目害虫有效。

通过下述实施例，对本发明的化合物和合成方法作更一步具体描述，能进一步理解本发明。但应申明，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明范围。

实施例1：苯并呋喃类衍生物水稻根部吸收苯并呋喃类衍生物降低褐飞虱若虫存活率

本实施例中，所采用的苯并呋喃类衍生物浓度为20mg/L。所用的水稻为营养液栽培水稻，单株种植；处理方法是在水稻营养液中加入苯并呋喃类衍生物，至终浓度为20mg/L,以营养液不加苯并呋喃类衍生物作为对照。苯并呋喃类衍生物处理24小时后，在每株水稻茎杆上套上一个特制玻璃罩(直径4cm，高8cm，筒壁均匀颁布48个直径0.8mm的小孔)，接上初孵褐飞虱若虫11头，玻璃罩的顶部使用圆形海绵封口。实验于温度28±2℃、湿度70-80％、光照14h的人工气候室内进行，每天记录若虫的存活虫数，每个处理重复10次。从图1可见，七种苯并呋喃类衍生物不同程度地降低了若虫存活率。结果表明，这七种苯并呋喃类衍生物根部吸收处理显著地提高了水稻对褐飞虱若虫的直接抗性。

从测得的七种苯并呋喃类衍生物诱导抗虫效果可知，具有查耳酮结构的化合物1，2，3，4具有更好的生物活性，水稻施用了这4种化合物后，褐飞虱若虫存活率明显下降都在40％以上。具有黄酮醇结构的化合物5以及具有黄酮结构的化合物7的生物活性没有1，2，3，4的生物活性好。说明查耳酮结构是诱导水稻抗褐飞虱若虫的关键单元。当查耳酮结构发生环化反应生成黄酮醇或者黄酮结构后，诱导水稻抗褐飞虱若虫的能力会下降。因此，在今后的水稻诱导抗虫分子设计中，可以以查耳酮结构为基础进行优化。

实施例2：苯并呋喃类衍生物本身对褐飞虱若虫的存活不产生影响

为排除这七种苯并呋喃类衍生物本身对褐飞虱若虫存活率的可能影响，本实施例中测定了不同浓度苯并呋喃类衍生物本身对稻飞虱若虫的胃毒、触杀等作用。在测定苯并呋喃类衍生物对褐飞虱胃毒作用的实验中，每根玻璃双通管(直径4cm、高8cm)中放入11头初孵褐飞虱若虫，双通管两端用parafilm包裹人工饲料，将浓度为20mg/L的苯并呋喃类衍生物加入到人工饲料当中；以不含苯并呋喃类衍生物的人工饲料作为对照。双通管移入人工气候箱(温度28℃，光照12h)中，每日更换一次人工饲料，并记录若虫的存活数。实验重复6次。结果表明，在人工饲料中添加测试浓度的苯并呋喃类衍生物不影响褐飞虱的若虫存活率(图2)，表明这七种苯并呋喃类衍生物本身对褐飞虱无胃毒作用。

在测定这七种苯并呋喃类衍生物是否对褐飞虱若虫具有触杀作用的实验中，直接用20mg/L的苯并呋喃类衍生物对初孵褐飞虱若虫进行喷雾处理，对照为用不含苯并呋喃类衍生物的蒸馏水喷雾。然后饲养于25天秧龄的水稻苗上，每苗上饲养11头；水稻置于温度28±2℃、湿度70-80％、光照14h的人工气候室内。各处理重复6次。于处理后6天里每天观察记录褐飞虱若虫的存活情况。结果显示，对照组与苯并呋喃类衍生物处理组的若虫存活率没有显著差异(图3)，表明这七种苯并呋喃类衍生物对褐飞虱无触杀作用。