CN105981718A - 一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂及其诱芯 - Google Patents

Abstract

一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂，该抑制剂是以顺11-十六碳烯醛为主要成分，加入1～10％的顺9-十六碳烯醛和里那醇组成的混合物，使顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇三者的质量比例为30:1:1。还公开了相关的诱芯。本发明首次发现了稻纵卷叶螟交配行为的抑制剂为顺11-十六碳烯醛以及微量的顺9-十六碳烯醛和里那醇，当田间诱芯距离为3m时，使用剂量在每个诱芯1000μg～200mg对稻纵卷叶螟雄蛾的交配行为有强烈的抑制作用。本发明的抑制剂敏感度高，能有效抑制稻纵卷叶螟的雌雄蛾交配行为，成本低、操作简单，可应用于水稻稻纵卷叶螟种群防治，对稻纵卷叶螟的非化学农药防治具有重要的意义。

Description

一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂及其诱芯

技术领域

本发明涉及一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂及其相关诱芯。

背景技术

稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis Guenee，属鳞翅目Lepidoptera，螟蛾科Pyralidae，以幼虫取食水稻叶肉影响水稻光合作用，从而影响水稻产量，我国的南方主要水稻种植区发生普遍严重。大发生时，一般可造成水稻20～30％的产量损失，严重的可达50％以上。由于水稻栽培制度等因素的变化，自二十世纪70年代初稻纵卷叶螟开始成为我国水稻主要害虫以来，其发生面积不断扩大，程度加重。近十年来，水稻纵卷叶螟已成为我国水稻的最重要的害虫，平均每年发生面积为3800万亩次，经大力防治后仍损失稻谷4万吨。具体表现为：(1)发生面积不断增加，受害程度不断加重，在我国水稻种植面积大幅度下降的情况下，其发生面积没有随之减少，反而不断增加，危及产量不断加重；(2)发生为害频率不断上升，从二十世纪90年代的0.86次跃升到本世纪的1.8次，增加了近一倍；(3)大发生的频率增加，1995-2006年的12年中有8年为大发生，4年为中等偏重发生，但自2002年以来已连续5年达到大发生程度，若不防治造成全田刮白，影响水稻光合作用。(4)防治压力增加。平均每亩防治稻纵卷叶螟的次数从二十世纪90年代的1.04次跃升到本世纪的2.84次，增加了近1.84次，达近1.8倍。

由于水稻纵卷叶螟发生程度不断加重，给我国水稻的安全生产构成了严重威胁。同时，为了有效防治稻纵卷叶螟的为害，必须加大化学防治力度，从而增加了单位面积上防治次数。化学防治次数的增加，不仅增加了水稻种植成本，而且，因防治稻纵卷叶螟使用大量化学农药，甚至违规大量使用可造成稻飞虱再猖獗的拟除虫菊酯类，造成近几年稻飞虱的为害十分严重，主要原因是：(1)常规剂量不能有效杀死稻飞虱，或者只能杀死部分或大部分稻飞虱，而且药效期短，不能持续保持对稻飞虱的控制作用；(2)菊酯类农药能刺激稻飞虱的繁殖力，增加产卵量，使得用药区的稻飞虱种群数量超过非用药区；(3)菊酯类农药大量杀死稻田蜘蛛和黑肩绿盲蝽等稻飞虱的主要天敌，破坏稻田生态环境，使稻田失去了水稻稻飞虱的自然控制能力，加重了水稻后期稻飞虱的发 生程度；使药后余生的稻飞虱及其后代失去天敌的控制作用，稻飞虱种群数量持续上升；(4)由此造成螟虫(二化螟和稻纵卷叶螟)和稻飞虱对农药的抗性水平快速提高；(5)化学农药的大量使用对环境造成污染，带来严重的农药残留问题，对稻谷质量安全带来了极大的风险。

性信息素是昆虫个体性成熟时按一定生物节律释放，用于引诱异性并完成交配行为的化合物。例如，稻纵卷叶螟的雌成虫在性成熟时释放特异的气味引诱雄成虫以完成交配。性信息素技术的优点是选择性强，用量微，对环境生态安全，保护自然天敌，无农药抗性的问题。在国际上已广泛应用于害虫的综合治理中，尤其是在鳞翅目害虫的防治中应用更为普遍。稻纵卷叶螟的性信息素最早的研究是菲律宾的Arida(1981)和斯里兰卡的Kudagamage(1983)，并被鉴定为是顺13-十八碳烯酸乙酯，并揭示了幼虫危害与诱捕量之间的相关性。中国台湾的Cheng(1987)发现稻纵卷叶螟的雌成虫在3-5d达到性成熟，释放性信息素的时间在晚上7-10点。Ramachandran等(1990)在菲律宾报道其性信息素组成还有顺11-十六碳烯酸乙酯，其合适比例为98：2。而Rao等(1995)在印度又鉴定出顺13-十八碳烯醇，而顺13-十八碳烯酸乙酯的含量在每一产卵器0.25-1.5ng，其它两个化合物都不足10％。Kawazu等(2000)鉴定日本的稻纵卷叶螟性信息素组成是顺11-十八碳烯醛、顺13-十八碳烯醛、顺11-十八碳烯醇和顺13-十八碳烯醇以11：100：24：36，总量在每雌0.9ng。两醛类化合物是必须的，醇类化合物则起协同作用。再进一步的研究发现根据菲律宾和印度品系制做的诱芯在日本不能诱捕到稻纵卷叶螟，而诱捕到C.pilosa(Kawazu et al.，2001)，在中国的南宁、杭州和越南也只诱到极少量的雄成虫，而日本品系制做的诱芯则能诱到显著数量的雄蛾(Kawazu et al.,2002，2005)。因此，地理区系之间性信息素组成存在很大的差异。

通常，采用性信息素的迷向、诱捕器的群集诱杀、与农药结合的诱杀和趋避作用等四种方法利用化学信息素。群集诱杀受到信息素的完整性，包括化合物种类、浓度、及各组分比例的影响。例如一些微量组分和各组分的配比的差异，以及合成化合物的纯度可极大地影响对雄蛾的引诱作用，因为一些合成产品中的部分杂质是具抑制作用的性信息素化合物类似物。同时，雌蛾性信息素的合成和释放，雄蛾对信息素的感觉、识别都受多种生物及非生物因子的影响，如世代、地理区系、种群密度、风速、温度、背景或诱捕器的颜色。另外，田间紫外光、高湿度气候下化合物的稳定性，以及释放器的释放效率也影响田间的诱蛾力，从而影响防治效果。雄蛾的生活习性如交配、产卵、息栖等，特别是飞行特性，影响诱捕器的设计和放置高度、位置等，尤其是稻纵卷叶螟是迁飞性 的害虫，其性成熟的时间更影响交配行为的时间，最终都会影响诱捕效果。所以相对比较复杂。迷向技术由于使用量大，成本非常高。为此需要寻找既高效、成本又低的方法，达到行为控制稻纵卷叶螟的危害。此外，在水稻同期危害的害虫还有二化螟，所以，最理想的就是达到二个害虫可以一起防治，这样既省去劳动力成本，又减少化学农药的污染。

为此，我们通过长期多年的研究，发明了利用稻纵卷叶螟交配行为的抑制剂的方法可以达到这一目的，以应用于该虫的测报和无害化防治。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂，能有效抑制稻纵卷叶螟的雌雄蛾交配行为，具有成本低、敏感度高的特点。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂诱芯，具有成本低、敏感度高的特点，用于群集诱杀和测报，对稻纵卷叶螟性诱害虫防治和测报具有重要作用和意义。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂，其特征在于：该抑制剂组合物是以顺11-十六碳烯醛为主要成分，加入总质量1～10％的顺9-十六碳烯醛和里那醇组成的混合物，顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比1：0.9～1.1。

作为优选，所述抑制剂组合物中顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1～1.5:1～1.5。再优选，所述抑制剂组合物中顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1:1。

作为优选，所述抑制剂组合物还包括占总组分质量的1～10％的抗氧化剂和占总组分质量的4～6％抗紫外稳定剂。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂诱芯，包括释放器以及置于释放器内的稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂的溶液，其特征在于：所述抑制剂是以顺11-十六碳烯醛为主要成分，加入总质量1～10％的顺9-十六碳烯醛和里那醇组成的混合物，顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比1：0.9～1.1。

作为优选，所述抑制剂组合物中顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1～1.5:1～1.5。再优选，再优选，所述抑制剂组合物中顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1:1。

作为优选，所述抑制剂组合物还包括占总组分质量1～10％的抗氧化剂和占总组分质量4～6％的抗紫外稳定剂。

作为改进，所述抑制剂使用剂量在500μg～500mg之间。

优选地，当田间诱芯距离为3m时，所述抑制剂的使用剂量为1000μg～200mg。

与现有技术相比，本发明的优点在于：首次发现了稻纵卷叶螟交配行为的抑制剂为顺11-十六碳烯醛以及微量的顺9-十六碳烯醛和里那醇，当田间诱芯距离为3m时，使用剂量在每个诱芯1000μg～200mg，即可对稻纵卷叶螟雄蛾的交配行为有强烈的抑制作用。本发明的抑制剂敏感度高，能有效抑制稻纵卷叶螟的雌雄蛾交配行为，成本低、操作简单，可应用于水稻稻纵卷叶螟种群防治，对稻纵卷叶螟的非化学农药防治具有重要的意义。

附图说明

图1为稻纵卷叶螟雌雄成蛾对各种信息素化合物及其类似物的触角电位反应图；

图2为诱捕器中设置的稻纵卷叶螟性信息素诱芯和抑制剂诱芯示意图(距离为2cm)；

图3为诱捕器中设置的稻纵卷叶螟性信息素诱芯和抑制剂诱芯示意图(距离为10cm)；

图4为不同剂量的顺11-十六碳烯醛对稻纵卷叶螟诱捕的抑制效果图；

图5为顺11-十六碳烯、顺9-十六碳烯和里那醇组成的混合物对稻纵卷叶螟诱捕的抑制效果图；

图6为稻纵卷叶螟性信息素诱芯与1mg顺11-十六碳烯醛抑制剂释放器之间的距离对诱捕的影响效果图；

图7为稻纵卷叶螟性信息素诱芯与200mg顺11-十六碳烯醛抑制剂释放器之间的距离对诱捕的影响效果图；

图8为稻纵卷叶螟诱芯与200mg顺11-十六碳烯醛抑制剂诱芯之间的距离效果图；

图9为诱芯距离为3m时不同剂量抑制剂的抑制作用效果图；

图10为抑制剂诱芯悬挂在稻叶叉上示意图(图中红褐色塑料管圈)。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂，该抑制剂是以顺11-十六碳烯醛为主要成分，添加总质量1～10％的顺9-十六碳烯醛和里那醇组成的混合物，使其顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1～1.5:1～1.5，抑制剂还包括占总组分质量的1～10％的抗氧化剂和占总组分质量的4～6％抗紫外稳定剂。

1、实验室电生理筛选

顺9-十六碳烯醛、顺11-十六碳烯醛、顺11-十八碳烯乙酸醇、顺11-十八碳烯乙酸酯、顺13-18醛、里那醇、顺9-十六碳烯乙酸酯、顺11-十六碳烯酯、顺11-十八碳烯醛、顺13-十八碳烯醇、顺13-十八碳烯乙酸酯、β-石竹烯、水杨酸甲酯等13种性信息素及其类似物和植物气味原液纯度均在98％以上，用石蜡油(分析纯)，配成10^-1、10^-2、10^-3、10^-4、10^-5、10^-6的溶液。测定前先将稻纵卷野螟雌雄虫触角切除顶端后备用。参比电极插入稻纵卷野螟的触角基部，记录电极套在触角顶端。为了防止昆虫触角的周缘神经和中枢神经产生适应性疲劳，每次的刺激间隔至少30s。每个试验重复测定6次。

2、稻纵卷叶螟性信息素抑制剂诱芯的制备

采用聚氯乙烯、聚乙烯等缓释材料制作的诱芯释放器。配制溶液时分别加入0μg、3μg、10μg、33μg、100μg、333μg、1000μg、3333μg的8种剂量顺11-十六碳烯醛；同时将顺11-十六碳烯醛、顺9-十六碳烯醛、里那醇等三种物质按照质量比30:0:0、30:0.5:0.5、30:1:1、30:1.5:1.5配成混合物1、混合物2、混合物3、混合物4四种混合物各30μg，并在混合物中添加以占总组分质量的1～10％的抗氧化剂和占总组分质量的4～6％抗紫外稳定剂组成混合物。

3、田间试验

试验地点位于宁波市鄞州郊区的水稻田，面积为300亩。将不同剂量的8种抑制诱芯和4种多种物质配制成的混合物质置于飞蛾型诱捕器中进行试验。试验中抑制诱芯中含有不同浓度抑制剂8种诱芯进行试验，每处理设4个重复。在投放诱捕器时将抑制诱芯与引诱诱芯的距离设定为2cm、10cm两种(图2、图3)。将只有稻纵诱芯作为对照，稻纵诱芯位于抑制混合物诱芯的上下和稻纵诱芯位于抑制混合物的左右两种方位；加入稻纵卷叶螟诱芯与1000μg顺11-十六碳烯醛抑制剂诱芯之间的距离设定为2cm、4cm、 8cm、16cm、24cm、32cm；稻纵卷叶螟诱芯与200mg顺11-十六碳烯醛抑制剂诱芯之间的距离设定为1m、3m、9m、12m、15m、18m；稻纵卷叶螟诱芯作为对照，抑制诱芯之间的距离设置为3m，抑制诱芯使用剂量分别为0μg、30μg、50μg、100μg、500μg、1000μg、10mg、20mg、50mg、100mg、200mg、500mg，试验重复3次，以获得抑制诱芯使用的较优剂量。于2013年4月进行试验，自试验开始之日起，每天调查1次，记录各诱捕器捕获稻纵卷叶螟雄蛾的数量，同时清理诱捕器内的其他昆虫等杂物。随机交换诱捕器，以减少悬挂位置的影响。为保证诱芯效果，每隔3周更换1次诱芯。

3结果和分析

3.1稻纵卷叶螟雌蛾和雄蛾对各种性信息素及其类似物和植物气味的均有嗅觉感觉(触角电位EAG)反应(图1)。结果显示稻纵卷叶螟雄蛾对顺11-十六碳烯醛的嗅觉触角电位反应远远高于对其性信息素(顺13-十八碳烯醛、顺9-十八碳烯醛、顺13-十八碳烯醇、顺9-十八碳烯醇)的反应。同时，里那醇和顺9-十六碳烯醛也有较强的触角电位反应。

3.2通过田间试验，结果显示顺11-十六碳烯醛不是其协同增效作用，而是起抑制作用。在利用不同剂量的顺11-十六碳烯醛的测定中，结果表明不管距离是2cm还是10cm，3μg的剂量已经起到统计分析显著的抑制作用(图4)，说明顺11-十六碳烯醛是非常强的抑制剂。

3.3混合物田间诱蛾效果

田间试验表明，在顺11-十六碳烯醛中添加不同量的顺9-十六碳烯醛、里那醇，对抑制剂具有增效作用。由图5可以看出，当顺11-十六碳烯醛、顺9-十六碳烯醛、里那醇的质量比例为30:0:0和30:0.5:0.5时会有少量稻纵卷叶螟被诱集到，而当三者比例分为30:1:1和30:1.5:1.5时均无稻纵卷叶螟进入诱捕器中，而且四种混合物质的诱虫量呈显著差异(p<0.05)。从经济角度考虑，顺11-十六碳烯醛、顺9-十六碳烯醛、里那醇三者的混合比例以30:1:1为最优。

3.4实验表明，稻纵卷叶螟诱芯对稻纵卷叶螟的诱捕量与有抑制诱芯存在时的诱捕量呈极显著差异，图6可以看出，稻纵混合物的抑制作用非常强烈。

3.5抑制剂的抑制作用与所用剂量关系密切。图4表明抑制剂所用剂量3顺11-十六碳烯醛时，抑制效果非常显著，到33μg时可以起到完全的抑制效果，且距离较远时也能起到较好的抑制效果(图7，图8)。

3.6抑制诱芯的剂量增大抑制效果愈加明显

稻纵卷叶螟诱芯作为对照，从图9可以看出，抑制使用剂量在0μg～500μg之间时，当抑制剂质量的增加，抑制的效果显著增强，进一步方差分析表明，在此区间500μg的剂量达到显著差异(p<0.5)；抑制使用剂量在500μg～500mg之间时，当抑制剂质量的增加，抑制的效果非常强烈，诱集的昆虫量急剧下降，这说明这一剂量使用区间为较优选择。

3.7这种抑制剂可以通过聚氯乙烯或聚乙烯等高分子材料制成诱芯圈缓释(图2、图3、图8)。

4、结论

到目前为止，国际上至今没有论文报道稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂。我们发现稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂是顺11-十六碳烯醛以及微量的顺9-十六碳烯醛和里那醇在30μg～200mg时为佳。田间数据表明，该配方对稻纵卷叶螟雄蛾的交配行为有强烈的抑制作用，可以应用于稻纵卷叶螟种群监测和防治。在实际应用中，当田间诱芯距离为3m时，含1000μg～200mg顺11-十六碳烯醛以及微量的顺9-十六碳烯醛和里那醇(1～10％)所组成的混合物既有效又成本经济。

Claims (10)

1.一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂，其特征在于：该抑制剂组合物是以顺11-十六碳烯醛为主要成分，加入总质量1～10％的顺9-十六碳烯醛和里那醇组成的混合物，顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比1：0.9～1.1。

2.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于：所述抑制剂组合物中顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1～1.5:1～1.5。

3.根据权利要求2所述的抑制剂，其特征在于：所述抑制剂组合物中顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1:1。

4.根据权利要求1或2或3所述的抑制剂，其特征在于：所述抑制剂组合物还包括占总组分质量的1～10％的抗氧化剂和占总组分质量的4～6％抗紫外稳定剂。

5.一种稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂诱芯，包括释放器以及置于释放器内的稻纵卷叶螟性信息素的抑制剂的溶液，其特征在于：所述抑制剂是以顺11-十六碳烯醛为主要成分，加入总质量1～10％的顺9-十六碳烯醛和里那醇组成的混合物，顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比1：0.9～1.1。

6.根据权利要求5所述的抑制剂诱芯，其特征在于：所述抑制剂组合物中顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1～1.5:1～1.5。

7.根据权利要求6所述的抑制剂诱芯，其特征在于：所述抑制剂组合物中顺11-十六碳烯醛：顺9-十六碳烯醛：里那醇的质量比为30:1:1。

8.根据权利要求5所述的抑制剂诱芯，其特征在于：所述抑制剂组合物还包括占总组分质量1～10％的抗氧化剂和占总组分质量4～6％的抗紫外稳定剂。

9.根据权利要求5所述的抑制剂诱芯，其特征在于：所述抑制剂使用剂量在500μg～500mg之间。

10.根据权利要求5所述的抑制剂诱芯，其特征在于：当田间诱芯距离为3m时，在每个诱芯所述抑制剂的使用剂量为1000μg～200mg。