CN106962366B - N,n’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)控制作物害虫的应用 - Google Patents

N,n’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)控制作物害虫的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种N,N’‑亚甲基双(2‑氨基‑5‑巯基‑1,3,4‑噻二唑)控制作物害虫的应用，具体为每亩地施用2～50g的N,N’‑亚甲基双(2‑氨基‑5‑巯基‑1,3,4‑噻二唑)来激活植物的诱导抗虫性；本发明将N,N’‑亚甲基双(2‑氨基‑5‑巯基‑1,3,4‑噻二唑)应用于作物体，激发作物对鳞翅目和半翅目害虫产生直接抗虫性，但同时又提高作物对半翅目害虫的间接抗性。

Description

N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)控制作物害 虫的应用
技术领域
本发明涉及植物诱导抗虫性领域，尤其涉及一种通过N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)激发作物诱导抗虫性的方法。
背景技术
随着全球人口的增加和耕地面积的减少，人们对粮食单产的要求越来越高。虫害造成的粮食损失约占总产量的10-30％，重灾年份则颗粒无收，因此如何减少虫害以增加粮食总产量，是人们面临的迫切问题。比如，在水稻上，二化螟Chilo suppressalis、褐飞虱Nilaparvata lugens、白背飞虱Sogatella furcifera所引起的损害是巨大的。二化螟属鳞翅目、螟蛾科，是水稻主要害虫之一，其幼虫钻入叶鞘内部为害，随后转入茎秆，导致水稻枯鞘、枯心、白穗等症状，导致水稻大幅减产。褐飞虱、白背飞虱属于半翅目、飞虱科，产卵于水稻的茎杆部位，对我国水稻粮食生产造成了严重危害。其他作物害虫，如一些鳞翅目、半翅目害虫所产生的损失也是巨大的。
目前，使用化学农药仍是控制有害生物最主要方法之一。农药具有见效快、使用方便、防治效果高效等优点。然而，长期地使用化学农药给环境、人类带来了许多危害。广谱性农药大量的使用造成了大量非靶标生物的死亡，破坏生态平衡。长期使用同一种农药造成的定向选择，容易使防治对象产生抗药性，从而降低或失去防治效果。大量的农药挥发到空气中,渗入到水体中,沉降聚集在土壤中，严重污染环境，并通过食物链的富集作用转移到人体,对人体产生危害。急性农药中毒，农药残留超标等情况时有发生。因此，研究开发一些特异性强、安全低毒的新型绿色农药迫在眉睫。
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、多酚氧化酶等防御化合物，并改变植物的挥发物组成相，从而降低害虫种群适合度，并增强对害虫天敌的引诱作用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)控制作物害虫的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)控制作物害虫的应用，该应用具体为：每亩地施用约2～50g的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)，以触发作物产生对半翅目及鳞翅目害虫的直接抗性，同时提高作物对半翅目害虫的间接抗性。
进一步地，每亩地优选施用约1～10g的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)来激活诱导抗虫性。
进一步地，所述N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)的结构式如下所示：
Figure BDA0001258194380000021
进一步地，所述作物体可以为禾本科作物、十字花科、茄科作物或茶叶。
进一步地，所述禾本科作物包括水稻、大麦和小麦等。
进一步地，所述诱导抗虫性是在所述害虫危害之前被激发的。
本发明的有益效果是，本发明提供的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)可以激活作物对鳞翅目和半翅目害虫的抗虫性。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1是不同浓度N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)在水稻根部吸收处理后对白背飞虱若虫存活率的影响效果图；
图2是不同浓度N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)茎叶喷雾处理对白背飞虱若虫存活率的影响效果图；
图3是在白背飞虱人工饲料中添加浓度为50mg/L的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)对白背飞虱若虫存活率的影响效果图；
图4是浓度为50mg/L浓度的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)直接接触对白背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N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)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及鳞翅目害虫的抗性。
本发明所述的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)具有如下结构：
Figure BDA0001258194380000031
可以将本发明所述具有生物活性的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)应用于植物的根部、茎秆和叶片部位。在使用过程中，可以将该化合物应用于植物体表面，直到植物的叶子部分变湿、完全变湿或从叶片滴下。对植物体的处理也可以该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，这个数量可以在很大的范围内变化，这依赖于许多因素，包括植物的种类及其生长阶段，植物的种植密度，气候条件等等。一般而言，每亩地施用2～50g的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)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N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)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及鳞翅目害虫有效。
通过下述实施例，对本发明的化合物作进一步具体描述，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：水稻根部吸收N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)降低白背飞虱若虫存活率
本实施例中，所采用的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)浓度为50mg/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N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)，至终浓度为50mg/L，以营养液不加N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)作为对照。N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)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)，接上初孵白背飞虱若虫15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，N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)显著降低了白背飞虱若虫存活率。结果表明，N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)根部吸收处理显著地提高了水稻对白背飞虱若虫的直接抗性。
实施例2：N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)茎叶喷雾处理提高水稻对白背飞虱若虫的抗性
本实施例中，所采用的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)的浓度为50mg/L和100mg/L。所用水稻为营养液栽培水稻，单株种植；处理方法是将N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)用水配成相应浓度(50mg/L或100mg/L)后，使用小型喷雾器对水稻茎叶进行喷雾处理；以自来水作为对照。待水稻茎叶上雾滴完全干掉之后，在水稻茎秆套上一个特制玻璃罩(直径4cm，高8cm，筒壁均匀分布48个直径0.8mm的小孔)，接入初孵白背飞虱若虫15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，每天记录白背飞虱若虫的存活数，每个处理重复10次。从图2可见，两种浓度的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理不同程度的降低了白背飞虱若虫存活率。结果表明，N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)茎叶喷雾处理显著地增加了水稻对白背飞虱若虫的直接抗性。
实施例3：N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)本身对白背飞虱若虫的存活不产生影响
为排除N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)本身对白背飞虱若虫存活率的可能影响，本实施例中测定了N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)本身对白背飞虱若虫的胃毒、触杀等作用。在测定N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)对白背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15头初孵白背飞虱若虫，双通管两端用parafilm包裹人工饲料，将浓度为50mg/L的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)加入到人工饲料当中；以不含N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)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5次。结果表明，在人工饲料中添加测试浓度的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)不影响白背飞虱的若虫存活率(图3)，表明N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)本身对白背飞虱无胃毒作用。
在测定N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)是否对白背飞虱若虫具有触杀作用的实验中，取两个培养皿，在其中放入滤纸，一个用50mg/L N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)浸润，另一个用不含N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)的清水浸润作为对照，在培养皿中接入白背初孵若虫，2h后再将若虫转移至25天秧龄的水稻茎秆基部，每苗上饲养15头；水稻置于温度28±2℃、湿度70-80％、光照14h的人工气候室内。每天观察并记录植株上存活虫数，计算出若虫存活率。每个处理重复6次。
结果显示，对照组与N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理组的若虫存活率没有显著差异(图4)，表明N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)对白背飞虱无触杀作用。
实施例4：N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理降低白背飞虱诱导的水稻挥发物释放
室内分别测定了对照、N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理、白背飞虱为害以及白背飞虱为害加N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理的水稻挥发物。N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)浓度为50mg/L，处理方法是在水稻营养液中加入N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)，至终浓度为50mg/L。将四组水稻处理后所释放8h的挥发物进行收集。挥发物的捕集与鉴定方法参照Lou Y,Ma B,ChengJ(2005)Attraction of the parasitoid Anagrus nilaparvatae Pang et Wang to ricevolatiles induced by the rice brown planthopper Nilaparvata lugens Journal ofChemical Ecology,31:2359-2374。结果表明外源施用N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理显著降低白背飞虱诱导的挥发物释放，水稻经N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)和白背飞虱共同处理后，所释放出来的挥发物仅为单独利用白背飞虱处理释放挥发物的47.79％。
实施例5：N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)在田间提高对白背飞虱卵寄生蜂稻虱缨小蜂的引诱作用
本实施例中，所采用的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)浓度为50mg/L。于人工气候室(温度28±2℃，光照14h)内，将生长至40d左右的水稻苗单株移至塑料杯中，分成白背飞虱为害以及白背飞虱为害加N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理两组处理，处理24h。在试验田内，两株苗为一组(一株为白背飞虱为害处理，另一株为白背飞虱为害加N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理)，两株苗相距20cm，平行于田埂1m栽入田中。两天后回收，镜检并记录每株苗上的卵总量以及被寄生蜂寄生的卵量，计算得到卵的被寄生率。试验共用两个田块，两个田块相邻，呈阶梯状。试验共设置15组重复，每个重复间相距3m，一块田设置8个重复，另一块田设置7个重复。结果表明，N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理增加了稻虱缨小蜂Anagrusnilaparvatae对白背飞虱卵的寄生率，为对照的2.30倍。
实施例6：N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)诱导水稻对二化螟的抗性
实施例中所采用的对N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)浓度为50mg/L，处理方法同实施例1，以营养液不加N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)作为对照。在每株处理或未处理的水稻茎秆接入一头二化螟初孵幼虫，15天后剥出称重，每个处理重复30次。
结果表明，利用N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理后，二化螟的生长发育受到了明显的抑制，二化螟初孵幼虫取食15天后，饲养于N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)处理水稻苗上的二化螟幼虫体重显著低于对照，仅为对照苗上的64.52％，表明施用N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)可以增加水稻对二化螟的抗性。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)控制作物害虫的应用，其特征在于，该应用具体为：每亩地施用2~50g 的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)，以触发作物产生对半翅目及鳞翅目害虫的直接抗性，同时提高作物对半翅目害虫的间接抗性。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，每亩地施用1~10g的N,N’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)来激活诱导抗虫性。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述作物为禾本科作物、十字花科、茄科作物或茶叶。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述禾本科作物包括水稻、大麦和小麦。
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