CN103070171B

CN103070171B - 一种引诱稻纵卷叶螟的组合物及其应用

Info

Publication number: CN103070171B
Application number: CN201310032174.1A
Authority: CN
Inventors: 刘芳; 程建军; 张佩; 周兴扬
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-01-28
Also published as: CN103070171A

Abstract

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种寄主植物组分与性信息素组配引诱稻纵卷叶螟的组合物及其应用。该组合物由水杨酸甲酯与稻纵卷叶螟性信息素组成，其配比范围为1ug：1ug至100ug：1ug。本发明组合物可以显著提高引诱雄蛾的数量，并同时可以引诱雌蛾，能用于稻纵卷叶螟的综合防治。

Description

一种引诱稻纵卷叶螟的组合物及其应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种寄主植物组分与性信息素组配引诱稻纵卷叶螟的配方，并涉及该配方的用途。

背景技术

稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis Güenée是我国水稻上常发生的一种迁飞性害虫，对水稻生产造成严重威胁。该虫的幼虫在水稻分蘖期或孕穗-抽穗期取食为害嫩叶或剑叶，尽管分孽期为害水稻有较强的补偿能力，但在水稻生长后期仍会造成较大的损失。

生产上针对稻纵卷叶螟的防治主要依赖化学杀虫剂，从20世纪80年代初期至今，农民防治稻纵卷叶螟主要使用甲胺磷农药，由于甲胺磷属于高毒有机磷农药，农业部第322号公告，2007年1月1日起全面禁止在市场销售和使用甲胺磷。近年来，己有许多研究反映常用杀虫剂对稻纵卷叶螟的防效下降，稻纵卷叶螟对一些杀虫剂如杀虫单、甲基对硫磷和溟氰菊酷产生中低水平的抗药性。并且化学防治会带来一系列的问题如：（1）生产成本提高；（2）农药生产过程造成附近地区的大气、水源等的点源污染；农药使用后造成农业土壤环境和江湖水系的非点源污染，导致环境污染和对农田生态系统的破坏；（3）农药残留对人类及家畜生命安全的威胁；（4）微生物农药和生物技术在防治中的作用仍不乐观：微生物农药阿维菌素、苏云金杆菌Bt对环境安全，但作用缓慢。

稻纵卷叶螟性信息素是由雌虫释放用来引诱雄虫进行交配的物质。目前，稻纵卷叶螟性信息素组分已经得到鉴定，其组分为顺11-十八碳烯醛、顺13-十八碳烯醛、顺11-十八碳烯醇和顺13-十八碳烯醇的混合物，各组分间的配比为60ug：500ug：60ug：120ug时引诱效果较好（本发明所用性信息素组分即为上述配比）。但因其只能引诱雄虫，在生产上还达不到防治的效果，所以目前对它的利用还处于初级探索阶段。

开展稻纵卷叶螟的无公害防治迫在眉睫，利用植物挥发物与昆虫性信息素协同作用进行害虫防治是一种新型防治手段，具有选择性强，用量微，对环境生态安全，保护自然天敌，无农药抗性等优点。并且国内外已有许多成功案例，如Deng等（2004）发现在棉花田和白菜田中，甜菜夜蛾雌性性信息素与己烯乙酸酯(Z)-3-hexenyl acetate或苯乙醛的混合物比单性信息素吸引更多的雄虫。苯甲醛benzaldehyde和水杨酸甲酯methyl salicylatehe和同种性信息素结合可以诱捕到更多的禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi（L.）和忽布疣蚜Phorodon humuli（Schrank）。本发明围绕当前水稻生产中面临的迁飞性害虫——稻纵卷叶螟，研究植物挥发物与稻纵卷叶螟性信息素的协同增效作用，开展稻纵卷叶螟的防控诱杀技术研究，项目实施具有重要的理论价值和生产指导意义。

发明内容

为了解决稻纵卷叶螟性信息素只能引诱雄虫，难以达到防治效果的不足，本发明提供了一种引诱稻纵卷叶螟的新配方，该新配方是由寄主植物组分与性信息素组配，可以显著提高引诱雄蛾的数量，并同时可以引诱雌蛾。

本发明采用的技术方案是：一种引诱稻纵卷叶螟的组合物，是由水杨酸甲酯与稻纵卷叶螟性信息素组成。其中，水杨酸甲酯与稻纵卷叶螟性信息素的比例范围为1ug：1ug至100ug：1ug。

本发明还公开了上述组合物在综合防治稻纵卷叶螟中的应用。

本发明的组合物经验证可以显著提高引诱雄蛾的数量，并同时可以引诱雌蛾（详见表15和表16）。该配方可制作成不同类型诱芯用于生产防治，在减轻稻纵卷叶螟的为害中得到应用，对稻纵卷叶螟进行有效预测和诱杀防治。并可以解决稻纵卷叶螟单性信息素组分只诱集稻纵卷叶螟雄成虫的问题，达到全面控制虫害的效果，并可以提高引诱的效率，减少农药使用量，降低稻谷生产中的农药污染和残留问题，为我国的食物安全和生态安全做出贡献。

附图说明

图1是本发明组合物的筛选流程图。

具体实施方式

实施例一：

本发明组合物的筛选过程如图1所示。

1、寄主植物挥发物组分的确定

稻纵卷叶螟寄主范围广泛，包括水稻、玉米、甘蔗、小麦、高粱等禾本科作物和一些禾本科杂草，水稻是其最适宜的寄主。水稻植株中挥发性次生物质对稻纵卷叶螟的行为有明显影响。我们通过查阅大量文献，选择了42种植物挥发物组分（包括23种脂肪族化合物、4种芳香族化合物、10种单萜类物质和5种倍半萜类物质）进行研究。这些挥发性物质主要来源于水稻、玉米、小麦等禾本科植物（详见表1）。

表1化学样品名称、编码、纯度和来源

注：“R”代表水稻，“W”代表小麦，“M”代表玉米。

2、稻纵卷叶螟雌、雄蛾对42种挥发物质的触角电位反应（EAG）测定

2.1实验方法

1）将42种植物挥发物组分与溶剂充分混合，分别配成浓度为50μl/L、500μl/L、5000μl/L和50000μl/L的溶液供试，稻纵卷叶螟性信息素浓度为50μl/L。除了苯乙醇和顺-3-己烯醛用溶剂二氯甲烷（色谱纯）溶解外，其余物质均用正己烷（色谱纯）溶解，对照均为对应的溶剂。

2）测定前在长宽5cm×0.5cm的滤纸条正反面均匀滴加各10μl/L挥发物溶液（以滴加20μl/L色谱纯正己烷为空白对照），将滤纸条嵌入一个具磨口的玻璃刺激管，然后把玻璃刺激管放入塑料管，密闭后置于冰柜中待用。

3）用医用手术刀将稻纵卷叶螟雌、雄虫触角自基部切下，并切除末端1mm，用SpectraR360导电胶将其固定在PR电极上。

4）把玻璃刺激管的磨口端接入气流系统，出口正对触角约1-2cm，由真空泵提供气流，流量1L/min，待基线稳定后给予刺激，每次刺激时间0.5s，刺激间隔为30s。2011年每样品测试雌、雄蛾触角各3根；2012年每样品测试雌、雄蛾触角各6根。

5）采用DPS软件进行数据分析。EAG测定中，以稻纵卷叶螟对各种标准样品（对照）的触角电位反应测定值表示，比较稻纵卷叶螟雌、雄成虫对挥发物组分与对照的触角电位差异。各处理间的差异用Tukey法检验。

2.2实验结果

2011年研究结果发现稻纵卷叶螟雌、雄蛾对正己醇、反-2-己烯醇、1-庚醇、顺-己烯醛、水杨酸甲酯、6-甲基-5-庚烯-2-醇、庚酮、顺-3-己烯乙酸酯、里那醇、香叶醇、α-蒎烯、β-蒎烯、(±)-柠檬烯、2-莰酮、橙花叔醇、法尼烯、β-石竹烯等17种物质有较强烈的EAG反应（表2）。分析2012年研究数据，结果发现2种触角电位活性高于对照的物质正己醇、正戊醛（表3，具体反应值详见表4-表11）。

表2稻纵卷叶螟成虫对不同化合物的EAG反应方差分析表，2011

注：各处理间的自由度为4。

表3稻纵卷叶螟成虫对不同化合物的EAG反应方差分析表，2012

注：各处理间的自由度为4。

表4稻纵卷叶螟雌蛾对不同浓度脂肪族化合物的触角电位反应，2012

注：化合物编码同表1。2、29号物质的对照为二氯甲烷，其余的对照为正己烷。数据为“平均数±标准误”。同一行内不同字母表示在5%水平下差异显著。下表同。

表5稻纵卷叶螟雄蛾对不同浓度脂肪族化合物的触角电位反应，2012

表6稻纵卷叶螟雌蛾对芳香族化合物的触角电位反应，2012

表7稻纵卷叶螟雄蛾对芳香族化合物的触角电位反应，2012

表8稻纵卷叶螟雌蛾对单萜类物质的触角电位反应，2012

表9稻纵卷叶螟雄蛾对单萜类物质的触角电位反应，2012

表10稻纵卷叶螟雌蛾对倍半萜类物质的触角电位反应，2012

表11稻纵卷叶螟雄蛾对倍半萜类物质的触角电位反应，2012

根据2011、2012两年研究数据，选取了正己醇、正戊醛、1-庚醇、顺-3-己烯醛和水杨酸甲酯等5种引起稻纵卷叶螟较强触角电位反应的物质与性信息素组配。同时，依据相关文献报道，选取了能引起其他昆虫较强EAG反应的物质苯乙醇和辛醛与性信息素组配。

3、稻纵卷叶螟雌、雄蛾对7种组配物的EAG反应测定

3.1实验方法

1）将性信息素与7种物质分别以质量比1ug：1ug、10ug：1ug、100ug：1ug、1000ug：1ug进行混合组配。

2）分别测试稻纵卷叶螟雌、雄蛾对7种组配物的EAG反应，空白对照为正己烷，对照为单性信息素组分，具体操作方法同1.1。

3）使用DPS分析软件对数据进行分析。EAG测定中，以稻纵卷叶螟对各物质的触角电位反应测定值表示，比较稻纵卷叶螟雌、雄成虫对挥发物组分与对照的触角电位差异。各处理间的差异用Tukey法检验。

3.2实验结果

稻纵卷叶螟性雌虫对单性信息素组分与对照之间的EAG反应无显著差异。稻纵卷叶螟性信息素分别与苯乙醇、正己醇、顺-己烯醛的组配物能引起雌虫明显的EAG反应（表12）。其中，500ul/L苯乙醇与性信息素的组配物的EAG值为（2.515±0.225）mv，显著高于对照（1.456±0.074）mv；50000μl/L顺-3-己烯醛与性信息素的组配物的EAG值为（8.812±2.045）mv显著高于对照（1.380±0.151）mv及单性信息素组分（2.140±0.210）mv；5000μl/L正戊醛与性信息素的EAG值明显高于对照及单性信息素组分（表13）。

表12稻纵卷叶螟成虫对不同组配化合物的EAG反应方差分析表，2012

注：表格中的Ph表示稻纵卷叶螟性信息素，浓度为50μl/L，下表同。

表13稻纵卷叶螟雌虫对性信息素及不同化合物组分的EAG反应，2012

稻纵卷叶螟雄虫对50μl/L、500μl/L苯乙醇分别与性信息素的组配物、50μl/L1-庚醇与性信息素的组配物的EAG值显著高于对照；水杨酸甲酯的浓度为50μl/L时，与性信息素组配所引起雄虫的EAG值（3.531±0.631）mv明显高于对照（1.326±0.137）mv及50000μl/L时的值（1.144±0.074）mv（表14）。

表14稻纵卷叶螟雄虫对性信息素及挥发物组分的EAG反应，2012

我们选取了能引起稻纵卷叶螟雌、雄蛾较强EAG反应的组配物（除辛醛的其余6种物质与性信息素组配物），测定稻纵卷叶螟对组配物的风洞行为。

4、稻纵卷叶螟雌、雄蛾对组配物的风洞行为测试

4.1实验方法

1）测试稻纵卷叶螟雌、雄成虫分别对6种组配物的风洞行为反应。受试雌、雄成虫为羽化2-4天，进入暗期6小时（此时为雄蛾求偶高峰期），每头雌、雄成虫只使用一次。

2）气味源为长宽5cm×0.5cm的滤纸条正反面均匀滴加各10μl/L组配物溶液（以滴加20μl/L色谱纯正己烷为空白对照，以滴加20μl/L性信息素混合物为对照。

3）将气味源放置于距上风端25cm，高25cm的支架上，在距下风端25cm处置一高15cm的释放支架，受试稻纵卷叶螟雌、雄成虫置于其上。

4）记录下列行为反应的成虫数量：搜索气迹；起飞；定向飞行距离为50cm；定向飞行距离为100cm；定向飞行距离为150cm；到达诱芯。

5）任稻纵卷叶螟成虫反应5min，如无行为反应则换下，引入另一头成虫继续实验；

6）实验中每个处理共测试30头稻纵卷叶螟成虫。

7）使用DPS分析软件对数据进行分析。稻纵卷叶螟雌、雄蛾对不同植物挥发物组分及性信息素混合物的选择性差异用χ²检验。

4.2实验结果

水杨酸甲酯分别以1ug、10ug、100ug与1ug性信息素的组配物所引起最终到达目标源的雌虫比例达到46.7%、40.0%和40.0%，显著高于对照16.7%（表15）。水杨酸甲酯以100ug与1ug性信息素组配后，到达目标源的雄蛾比例为70%，显著高于单性信息素时的比例50%（表16）。

表15稻纵卷叶螟雌蛾对不同气味源的风洞行为反应，2012

注：“-”、”0”表示未添加植物挥发物组分。1、2、3、4分别表示各物质的浓度50μl/L、500μl/L、5000μl/L、50000μl/L.同一列中的符号表示与对照Ph进行比较.^□表示P<0.05；^□□表示P<0.01；^□□□表示P<0.001.下表同。

表16稻纵卷叶螟雄蛾对不同气味源的风洞行为反应，2012

5、寄主植物组分与性信息素协同引诱稻纵卷叶螟的配方确定

在测试稻纵卷叶螟对42种植物挥发物组分的EAG反应中，水杨酸甲酯能引起稻纵卷叶螟较强的触角电位反应。稻纵卷叶螟对组配物的EAG反应测定中，水杨酸甲酯与性信息素组配也具有较强的EAG活性。在稻纵卷叶螟风洞行为测试中，水杨酸甲酯与性信息素的组配物能使更多的稻纵卷叶螟雌、雄蛾到达信息源。根据以上结果，最终明确水杨酸甲酯与性信息素的组配物是一种能引诱稻纵卷叶螟雌、雄蛾的新配方。

Claims

1.一种引诱稻纵卷叶螟的组合物，其特征是：该组合物由水杨酸甲酯与稻纵卷叶螟性信息素组成；水杨酸甲酯与稻纵卷叶螟性信息素的配比范围为1ug：1ug至100ug：1ug；所述稻纵卷叶螟性信息素为顺11-十八碳烯醛、顺13-十八碳烯醛、顺11-十八碳烯醇和顺13-十八碳烯醇的混合物，各组分间的配比为60ug：500ug：60ug：120ug。

2.权利要求1所述引诱稻纵卷叶螟的组合物在综合防治稻纵卷叶螟中的应用。