CN109258662A - 植物体内输导的昆虫拒食剂13,21-dihydroeurycomanone及应用 - Google Patents

植物体内输导的昆虫拒食剂13,21-dihydroeurycomanone及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了植物体内输导的昆虫拒食剂13,21‑dihydroeurycomanone及应用，13,21‑dihydroeurycomanone对多种昆虫具有拒食活性，而且能在植物体内输导，拒食效果更优越于在植物表面施用的拒食剂，可用于制备内吸性昆虫拒食剂，且使用更方便，不受外界环境的干扰影响，具有很好的应用前景；本发明是从天然植物中分离纯化得到，对于各种粮食、瓜果、蔬菜等经济作物低毒、无残留、无污染、无公害。

Description

植物体内输导的昆虫拒食剂13,21-dihydroeurycomanone及 应用
技术领域
本发明属于生物农药和植物保护领域，具体涉及植物体内输导的昆虫拒食剂 13,21-dihydroeurycomanone及应用。
背景技术
农业害虫在我国许多地区大面积发生，并且频率呈上升趋势，危害加重。目前仍以化学农药防治为主要措施。由于长期使用化学农药防治，导致土地、水、空气的污染，植物抗药性的产生，防治效果显著下降，使得农民不得不加大用药量以提高防效，但这样便降低了农产品的安全性。因此，探索高效、安全、环境友好型绿色农药显得尤为重要。而植物源农药的开发一直是农药领域的研究热点，植物中的杀虫物质不会污染环境，对农作物和生态环境相对安全，且对昆虫也不易产生抗药性。
昆虫拒食剂是指干扰或抑制昆虫味觉感受器官的功能、使其不取食的特异性药剂。而理想的昆虫拒食剂应被植物内吸和输导，这样能保证植物体新长出的部位也能受到保护。所有咀嚼式、刺吸式或钻蛀性的昆虫都能与这种化合物相接触，其它种类的昆虫将不受影响。该类化学物质一般可避免昆虫产生取食动作，而不会直接杀死昆虫，将昆虫拒食剂用于保护植物有很大的优点，既可以使植物不被昆虫取食，又有利于保护生态平衡，所以昆虫拒食剂是植物保护工作中的一类理想的防虫药剂。目前已发现了一些化合物对昆虫具有拒食活性，一般是通过施用在植物表面使其发挥拒食活性，但是该类拒食剂需要喷施，且施药后容易受外界环境的干扰影响，如雨水冲刷会导致失去药效等。开发一种能够在植物体内输导的昆虫拒食性化合物是解决问题的办法之一。
发明内容
本发明的首要目的在于提供植物体内输导的昆虫拒食剂13,21-dihydroeurycomanone。
本发明的另一目的在于提供13,21-dihydroeurycomanone在昆虫拒食活性的应用。
本发明所采取的技术方案是：
13,21-dihydroeurycomanone在防治植物虫害中的应用。
13,21-dihydroeurycomanone在昆虫拒食中的应用。
13,21-dihydroeurycomanone在制备对昆虫有拒食活性的药剂中的应用。
进一步，所述的昆虫为鳞翅目昆虫和同翅目昆虫的至少一种。
进一步的，所述的昆虫为夜蛾科、菜蛾科和蚜科的至少一种。
一种使昆虫拒食植物的方法，一种使昆虫拒食植物的方法，其特征在于，将含有13,21-dihydroeurycomanone药液灌根或喷雾植物。
一种能够在植物体内输导的昆虫拒食剂，活性成分包括13,21-dihydroeurycomanone。
进一步的，13,21-dihydroeurycomanone在昆虫拒食剂中的重量百分比为0.2％～70％。
进一步的，所述的昆虫拒食剂型为水乳剂、微乳剂和干悬浮剂的至少一种。
一种昆虫拒食水乳剂，由如下重量份数的成分组成：13,21-dihydroeurycomanone0.2％～ 10％，溶剂1％～5％，乳化剂3％～5％，共乳化剂2％～5％，防冻剂2％，密度调节剂0.5％～ 1％，pH值调节剂0.5％～1％，消泡剂0.1％～0.5％，水57％～88.8％。
一种昆虫拒食微乳剂，由如下重量份数的成分组成：13,21-dihydroeurycomanone20％～ 50％，溶剂8％～10％，乳化剂8％～10％，稳定剂2％～3％，防冻剂5％～10％，水17％～ 57％。
一种昆虫拒食干悬浮剂，由如下重量份数的成分组成：13,21-dihydroeurycomanone 60％～ 70％，分散剂20％～30％，乳化剂5％～10％。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种能够在植物体内输导的昆虫拒食性化合物，即 13,21-dihydroeurycomanone。13,21-dihydroeurycomanone对多种昆虫具有拒食活性，而且能在植物体内输导，拒食效果更优越于在植物表面施用的拒食剂，可用于制备内吸性昆虫拒食剂，且使用更加便捷，不受外界环境的干扰影响，具有很好的应用前景；本发明是从天然植物中分离纯化得到，对于各种粮食、瓜果、蔬菜等经济作物低毒、无残留、无污染、无公害，并对环境友好；该化合物对昆虫有较高的拒食活性，可以达到防治的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
13,21-dihydroeurycomanone的结构式
从植物东革阿里Eurycomalongifolia中分离的化合物13,21-dihydroeurycomanone，对多种昆虫有很好的拒食活性，还发现13,21-dihydroeurycomanone具有内吸性、能够在植物中输导，拒食效果更好，使用更方便。13,21-dihydroeurycomanone的分子式为C20H26O9。
实施例113,21-dihydroeurycomanone的植物内吸特性及内吸后的拒食活性
方法：将13,21-dihydroeurycomanone用甲醇溶解，然后将此配置成100μg/mL终浓度的药液，将其均匀涂布于直径为1.2厘米的圆形菜心叶碟表面，每片叶碟涂药量为20μL，待叶碟表面的甲醇自然晾干后接入小菜蛾Plutellaxylostella(Linnaeus)3龄初幼虫，每个浓度处理重复3次，在相对湿度为50％～70％、温度为25℃～28℃的环境中保持24小时后统计取食面积，计算取食率和拒食率。
用木薯叶片测试13,21-dihydroeurycomanone对斜纹夜蛾Spodopteralitura(Fabricius)1龄末幼虫的拒食活性；用苋菜叶片测试13,21-dihydroeurycomanone对甜菜夜蛾 Spodopteraexigua(Hübner)1龄末幼虫的拒食活性。其它处理方法和计算方法同小菜蛾3龄初幼虫。处理24小时后的三种昆虫幼虫的拒食率见表1。其中，
取食率计算公式为：
拒食率计算公式为：
表1 13,21-dihydroeurycomanone对鳞翅目幼虫的拒食活性(处理后24小时)
实施例2 13,21-dihydroeurycomanone能够从上海青的生长环境中经根部内吸到上海青根内部，并向上输导到叶片，使昆虫拒食上海青叶片
方法：将13,21-dihydroeurycomanone用DMSO溶解，配成10000μg/mL的母液，再用0.5mM CaCl2水溶液将母液稀释成100μg/mL的培养液。将事先培育的上海青幼苗(6叶期，此前未经13,21-dihydroeurycomanone处理)放在0.5mM CaCl2水溶液中预培养2小时后移入上述已准备好的13,21-dihydroeurycomanone培养液中，24小时后取上海青顶端叶片0.7克，捣碎后溶于2mL甲醇中，用液相色谱-质谱联用仪可检测到此叶片提取液中含有 13,21-dihydroeurycomanone，经计算，13,21-dihydroeurycomanone在上海青顶端叶片(鲜叶片)中的含量达到44μg/g。将这种内吸了13,21-dihydroeurycomanone的上海青顶端叶片打成直径为1.2厘米的圆形叶碟，再接入小菜蛾3龄初幼虫，重复3次，计算公式同实施例1。
结果：处理24小时后，小菜蛾对上海青顶端叶片(鲜叶片)的平均拒食率是87％。
实施例3：13,21-dihydroeurycomanone能够从菜心的生长环境中经根部内吸到菜心根内部，并向上输导到叶片，使菜蚜Lipaphiserysimi拒食菜心叶片
方法：将13,21-dihydroeurycomanone用甲醇溶解，配成10000μg/mL的母液，再用0.5mM CaCl2水溶液将母液稀释成100μg/mL的培养液。将事先培育的菜心幼苗(6叶期，此前未经 13,21-dihydroeurycomanone处理)放在0.5mM CaCl2水溶液中预培养2小时后移入上述已准备好的13,21-dihydroeurycomanone培养液中，24小时后接入无翅菜蚜，每笼接入100头，重复4次，接入菜蚜24小时后统计对照叶片和处理叶片上栖息的菜蚜数，拒食率计算公式如下：
结果：处理24小时后，菜蚜对菜心叶片的平均拒食率是77％。
实施例4：0.2％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂的配制及其在田间防治小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的效果
配制方法
将13,21-dihydroeurycomanone配成水乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：
将上述组分中的13,21-dihydroeurycomanone、溶剂、乳化剂、共乳化剂混合，使溶解成均匀油相；再将其余组份乙二醇、氯化钠、磷酸、有机硅混合成和去离子水均匀成水相；在高速搅拌下将水相混合加入到油相，即成分散良好的浓度为0.2％的 13,21-dihydroeurycomanone水乳剂。
实验方法
用上述步骤制备的浓度为0.2％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾进行田间试验，供试作物都是处于十叶期的甘蓝，选取长势较好、虫较多的地块进行实验，施药方式为用清水稀释水乳液后对植物进行灌根和喷雾处理，将原浓度为10000 μg/mL的母液稀释10、20和40倍以制成3个试验浓度，每浓度重复3次(3个小区)，其中每小区20平方米并且固定10株。灌根时每棵甘蓝的灌药量为50毫升，沿甘蓝根部灌入；喷雾时将50毫升药液均匀喷于甘蓝叶片表面。在施药前先记录各幼虫基数，施药后的第1、3、5、10天调查虫量，计算虫口减退率和防治效果。对照区施用清水。
虫口减退率计算公式为：
防治效果计算公式为：
实验结果：
浓度为0.2％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂通过灌根施药和喷雾施药，对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果分别见表2和表3。从中得知，在同一条件下，随着施药时间的延长，防治效果呈正相关。浓度为0.2％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对于小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果显著。
表2 0.2％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果(灌根)
表3 0.2％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果(喷雾)
实施例5 2％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂的配制及其在田间防治小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的效果
配制方法
将13,21-dihydroeurycomanone配成水乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：
将上述组分中的13,21-dihydroeurycomanone、溶剂、乳化剂、共乳化剂混合，使溶解成均匀油相；再将其余组份乙二醇、氯化钠、磷酸、有机硅混合成和去离子水均匀成水相；在高速搅拌下将水相混合加入到油相，即成分散良好的浓度为2％的 13,21-dihydroeurycomanone水乳剂。
实验方法
用上述步骤制备的浓度为2％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾进行田间试验，试验设计以及计算公式同实施例4，本实施例的稀释倍数分别为100、 200和400倍。
实验结果
浓度为2％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂通过灌根施药和喷雾施药，对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果分别见表4和表5。从中得知，在同一条件下，随着施药时间的延长，防治效果呈正相关。浓度为2％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对于小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果显著。
表4 2％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果(灌根)
表5 2％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果(喷雾)
实施例6 10％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂的配制及其在田间防治小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的效果
配制方法
将13,21-dihydroeurycomanone配成水乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：
将上述组分中的13,21-dihydroeurycomanone、溶剂、乳化剂、共乳化剂混合，使溶解成均匀油相；再将其余组份丙三醇、氯化钙、磷酸、十八烷基三甲基氯化铵和去离子水混合均匀成水相；在高速搅拌下将水相混合加入到油相，即成分散良好的浓度为10％的 13,21-dihydroeurycomanone水乳剂。
实验方法
用上述步骤制备的浓度为10％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾进行田间试验，试验设计以及计算公式同实施例4，本实施例的稀释倍数分别为 500、1000和2000倍。
实验结果
浓度为10％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂通过灌根施药和喷雾施药，对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果分别见表6和表7。从中得知，在同一条件下，随着施药时间的延长，防治效果呈正相关。浓度为10％的13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对于小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果显著。
表6 10％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果(灌根)
表7 10％13,21-dihydroeurycomanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果(喷雾)
实施例7 20％13,21-dihydroeurycomanone微乳剂的配制及其在田间防治小菜蛾的效果配制方法
将13,21-dihydroeurycomanone配成微乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：
用甲醇将13,21-dihydroeurycomanone溶解，再将乳化剂、稳定剂和防冻剂共混合均匀，使其成透明的溶液；将此溶液加入到去离子水中，搅拌形成透明的浓度为20％的水包油型的 13,21-dihydroeurycomanone微乳剂。
实验方法
用上述步骤制备的浓度为20％的13,21-dihydroeurycomanone微乳剂对小菜蛾进行田间试验，试验设计以及计算公式同实施例4，本实施例的稀释倍数分别为1000、2000和4000 倍。
实验结果
浓度为20％的13,21-dihydroeurycomanone微乳剂通过灌根施药和喷雾施药，对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果分别见表8和表9。从中得知，在同一条件下，随着施药时间的延长，防治效果呈正相关。浓度为20％的13,21-dihydroeurycomanone微乳剂对于小菜蛾的防治效果显著。
表8 20％13,21-dihydroeurycomanone微乳剂对小菜蛾的防治效果(灌根)
表9 20％13,21-dihydroeurycomanone微乳剂对小菜蛾的防治效果(喷雾)
实施例8 50％13,21-dihydroeurycomanone微乳剂的配制及其在田间防治菜蚜Lipaphiserysimi的效果
配制方法
将13,21-dihydroeurycomanone配成微乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：
将甲醇、13,21-dihydroeurycomanone、乳化剂、稳定剂和防冻剂共混合均匀成油相，一边搅拌一边慢慢将其加入到去离子水中，即成油包水型乳状液，再搅拌加热，迅速转相形成水包油型，冷却至室温使其平衡，过滤后得到50％水包油型的13,21-dihydroeurycomanone微乳剂。
实验方法
用上述步骤制备的浓度为50％的13,21-dihydroeurycomanone微乳剂对菜蚜进行田间试验，供试作物都是处于始花期的扁豆，选取长势较好、菜蚜较多的地块进行实验，施药方式为用清水稀释水乳液后对植物进行灌根和喷雾处理，用原浓度为10000μg/mL的溶液稀释2500、 5000和10000倍以制成这3个试验浓度，每浓度重复3次(3个小区)，每小区20平方米并且固定10株。灌根时每棵扁豆的灌药量为40毫升，沿扁豆根部灌入；喷雾时将40毫升药液均匀喷于扁豆表面。在施药前先记录各幼虫基数，施药后的第1、3、5、10天调查扁豆叶上的菜蚜量，计算虫口减退率和防治效果。对照区施用清水。
虫口减退率计算公式为：
防治效果计算公式为：
实验结果
浓度为50％的13,21-dihydroeurycomanone微乳剂通过灌根施药和喷雾施药，对菜蚜的防治效果分别见表10和表11。从中得知，在同一条件下，随着施药时间的延长，防治效果呈正相关。浓度为50％的13,21-dihydroeurycomanone微乳剂对于菜蚜的防治效果显著。
表10 50％13,21-dihydroeurycomanone微乳剂对菜蚜的防治效果(灌根)
表11 50％13,21-dihydroeurycomanone微乳剂对菜蚜的防治效果(喷雾)
实施例9 60％13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂的配制及其在田间防治小菜蛾的效果配制方法
将13,21-dihydroeurycomanone配成干悬浮剂，组分及各组分的重量百分比如下：
13,21-dihydroeurycomanone 60％
分散剂(棉籽饼蛋白水解物) 30％
乳化剂(吐温80) 10％
实验方法
其中棉籽饼蛋白水解物的制备过程：将棉籽饼、石灰和水按重量比1：0.2：5进行称量，先用少量的水将石灰配成石灰乳，再在反应锅中加入剩余的水和石灰乳，加热至沸腾，然后投入棉籽饼并进行搅拌，在保持沸腾状态下水解2小时，在水解过程中随时补充由于蒸发失去的水量。水解结束后稍冷却，再用盐酸中和到pH为8，搅拌、加热至沸腾，过滤得到棕红色透明液，再将过滤好的水解液放入浓缩锅中加热浓缩5小时，可得到固体物含量为40％的棉籽饼蛋白水解物。
将制备的棉籽饼蛋白水解物加热至沸腾，在沸腾状态下加入13,21-dihydroeurycomanone 和吐温80，同时搅拌使其充分分散，将此调制好的物料在90℃干燥2分钟，即可得到60％ 13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂。
实验方法
用上述步骤制备的浓度为60％的13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂对小菜蛾进行田间试验，实验设计和计算公式同实施例4，本实施例的稀释倍数分别为3000、6000和12000 倍。
实验结果
浓度为60％的13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂通过灌根施药和喷雾施药，对小菜蛾的防治效果分别见表12和表13。从中得知，在同一条件下，随着施药时间的延长，防治效果呈正相关。浓度为60％的13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂对于小菜蛾的防治效果显著。
表1260％13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂对小菜蛾的防治效果(灌根)
表13 60％13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂对小菜蛾的防治效果(喷雾)
实施例1070％13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂的配制及其在田间防治甜菜夜蛾的效果配制方法
将13,21-dihydroeurycomanone配成干悬浮剂，组分及各组分的重量百分比如下：
13,21-dihydroeurycomanone 70％
分散剂(棉籽饼蛋白水解物) 25％
乳化剂(吐温80) 5％
实验方法
其中棉籽饼蛋白水解物的制备过程：将棉籽饼、石灰和水按重量比1：0.2：5进行称量，先用少量的水将石灰配成石灰乳，再在反应锅中加入剩余的水和石灰乳，加热至沸腾，然后投入棉籽饼并进行搅拌，在保持沸腾状态下水解2小时，在水解过程中随时补充由于蒸发失去的水量。水解结束后稍冷却，再用盐酸中和到pH为8，搅拌、加热至沸腾，过滤得到棕红色透明液，再将过滤好的水解液放入浓缩锅中加热浓缩5小时，可得到固体物含量为40％的棉籽饼蛋白水解物。
将制备的棉籽饼蛋白水解物加热至沸腾，在沸腾状态下加入13,21-dihydroeurycomanone 和吐温80，同时搅拌使其充分分散，将此调制好的物料在90℃干燥2分钟，即可得到 70％13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂。
实验方法
用上述步骤制备的浓度为70％的13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂对甜菜夜蛾进行田间试验，实验设计和计算公式同实施例4，本实施例的稀释倍数分别为3500、7000和14000 倍。
实验结果
浓度为70％的13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂通过灌根施药和喷雾施药，对甜菜夜蛾的防治效果分别见表14和表15。从中得知，在同一条件下，随着施药时间的延长，防治效果呈正相关。浓度为70％的13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂对于甜菜夜蛾的防治效果显著。
表1470％13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂对甜菜夜蛾的防治效果(灌根)
表15 70％13,21-dihydroeurycomanone干悬浮剂对甜菜夜蛾的防治效果(喷雾)
以上所述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.13,21-dihydroeurycomanone在昆虫拒食中的应用。
2.13,21-dihydroeurycomanone在制备对昆虫有拒食活性的药剂中的应用。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的昆虫为鳞翅目昆虫和同翅目昆虫的至少一种。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的昆虫为夜蛾科、菜蛾科和蚜科昆虫的至少一种。
5.一种使昆虫拒食植物的方法，其特征在于，将含有13,21-dihydroeurycomanone药液灌根或喷洒植物。
6.一种能够在植物体内输导的昆虫拒食剂，其特征在于，包括13,21-dihydroeurycomanone。
7.根据权利要求6所述的一种能够在植物体内输导的昆虫拒食剂，其特征在于，13,21-dihydroeurycomanone在昆虫拒食剂中的重量百分比为0.2％～70％。
8.一种昆虫拒食水乳剂，其特征在于，由如下重量份数的成分组成：13,21-dihydroeurycomanone 0.2％～10％，溶剂1％～5％，乳化剂3％～5％，共乳化剂2％～5％，防冻剂2％，密度调节剂0.5％～1％，pH值调节剂0.5％～1％，消泡剂0.1％～0.5％，水57％～88.8％。
9.一种昆虫拒食微乳剂，其特征在于，由如下重量份数的成分组成：13,21-dihydroeurycomanone 20％～50％，溶剂8％～10％，乳化剂8％～10％，稳定剂2％～3％，防冻剂5％～10％，水17％～57％。
10.一种昆虫拒食干悬浮剂，其特征在于，由如下重量份数的成分组成：13,21-dihydroeurycomanone 60％～70％，分散剂20％～30％，乳化剂5％～10％。
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