CN109497066B - 植物体内输导的昆虫拒食剂15β-hydroxyklaineanone及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了植物体内输导的昆虫拒食剂15β‑hydroxyklaineanone及应用，15β‑hydroxyklaineanone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，可以解决现有技术中传统杀虫剂造成的耐药性产生的一系列问题。

Description

植物体内输导的昆虫拒食剂15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone及应用。

背景技术

农业害虫在我国许多地区大面积发生，严重危害到农业安全，甚至引发了土地、水、空气的污染等问题。目前仍以化学农药防治为主要措施，不断添加施药剂量和防治的频率，使得昆虫抗药性迅速发展。抗药性的发展，使得害虫防治工作面临了困难。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。

植物在长期与昆虫协同演化中，通过次生化合物抵御昆虫，人们将其应用在昆虫拒食剂上。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。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，因此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15β-hydroxyklaineanone。

本发明的另一目的在于提供15β-hydroxyklaineanone在昆虫拒食活性的应用。

本发明所采取的技术方案是：

15β-hydroxyklaineanone在防治植物虫害中的应用。

15β-hydroxyklaineanone在昆虫拒食中的应用。

15β-hydroxyklaineanone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，其特征在于，将含有15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone。

进一步的，15β-hydroxyklaineanone在昆虫拒食剂中的重量百分比为0.1％～70％。

进一步的，所述的昆虫拒食剂型为水乳剂、微乳剂和/或干悬浮剂。

一种昆虫拒食水乳剂，由如下重量份数的成分组成：15β-hydroxyklaineanone0.1％～10％，溶剂2％～5％，乳化剂3％～5％，共乳化剂2％～5％，防冻剂1％～2％，密度调节剂0.5％～1％，pH值调节剂0.1％～0.5％，消泡剂0.1％～0.5％，水72.3％～90.5％。

进一步的，溶剂为甲醇。

进一步的，乳化剂为农乳800号。

进一步的，共乳化剂为异丁醇。

进一步的，防冻剂为丙三醇。

进一步的，密度调节剂为氯化钙、氯化钠的至少一种。

进一步的，pH值调节剂为磷酸、醋酸的至少一种。

进一步的，消泡剂为十八烷基三甲基氯化铵。

一种昆虫拒食微乳剂，由如下重量份数的成分组成：15β-hydroxyklaineanone15％～45％，溶剂8％～10％，乳化剂8％～10％，稳定剂2％～3％，防冻剂5％～10％，水22％～62％。

进一步的，所述的溶剂为甲醇。

进一步的，所述的乳化剂为琥珀酸二异辛酯磺酸钠。

进一步的，所述的稳定剂为邻甲苯基缩水甘油醚。

进一步的，所述的防冻剂为丙二醇。

一种昆虫拒食干悬浮剂，由如下重量份数的成分组成：15β-hydroxyklaineanone60％～70％，分散剂25％～30％，乳化剂5％～10％。

进一步的，所述的分散剂为棉籽饼蛋白水解物，所述的乳化剂为吐温80。

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15β-hydroxyklaineanone。15β-hydroxyklaineanone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，可以解决现有技术中传统杀虫剂造成的耐药性产生的一系列问题。

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。

15β-hydroxyklaineanone的分子式为C₂₀H₂₈O₇。

实施例115β-hydroxyklaineanone的植物内吸特性及内吸后的拒食活性

方法：将15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone对斜纹夜蛾Spodopteralitura(Fabricius)1龄末幼虫的拒食活性；用苋菜叶片测试15β-hydroxyklaineanone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 15β-hydroxyklaineanone对鳞翅目幼虫的拒食活性(处理后24小时)

实施例2 15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone培养液中，24小时后取上海青顶端叶片0.5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15β-hydroxyklaineanone，经计算，15β-hydroxyklaineanone在上海青顶端叶片(鲜叶片)中的含量达到38μg/g。将这种内吸了15β-hydroxyklaineanone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81％。

实施例3：15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone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72％。

实施例4：0.1％15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone配成水乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：

15β-hydroxyklaineanone 0.1％

溶剂(甲醇) 2％

乳化剂(农乳800号) 3％

共乳化剂(异丁醇) 2％

防冻剂(丙三醇) 1％

密度调节剂(氯化钠) 1％

pH值调节剂(磷酸) 0.1％

消泡剂(十八烷基三甲基氯化铵) 0.3％

水(去离子水) 90.5％

将上述组分中的15β-hydroxyklaineanone、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0.1％的15β-hydroxyklaineanone水乳剂。

实验方法

用上述步骤制备的浓度为0.1％的15β-hydroxyklaineanone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10000μg/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0.1％的15β-hydroxyklaineanone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0.1％的15β-hydroxyklaineanone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 0.1％15β-hydroxyklaineanone水乳剂对小菜蛾、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的防治效果(灌根)

平均防治效果(％)

表3 0.1％15β-hydroxyklaineanone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 1％15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone配成水乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：

15β-hydroxyklaineanone1％

溶剂(甲醇)2％

乳化剂(农乳800号)3％

共乳化剂(异丁醇)2％

防冻剂(丙三醇)2％

密度调节剂(氯化钠)1％

pH值调节剂(磷酸)0.5％

消泡剂(十八烷基三甲基氯化铵)0.5％

水(去离子水)88％

将上述组分中的15β-hydroxyklaineanone、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1％的15β-hydroxyklaineanone水乳剂。

实验方法

用上述步骤制备的浓度为1％的15β-hydroxyklaineanone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1％的15β-hydroxyklaineanone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1％的15β-hydroxyklaineanone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 1％15β-hydroxyklaineanone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 1％15β-hydroxyklaineanone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％15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone、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15β-hydroxyklaineanone水乳剂。

实验方法

用上述步骤制备的浓度为10％的15β-hydroxyklaineanone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1000、2000和4000倍。

实验结果

浓度为10％的15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone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％15β-hydroxyklaineanone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％15β-hydroxyklaineanone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 15％15β-hydroxyklaineanone微乳剂的配制及其在田间防治小菜蛾的效果配制方法

将15β-hydroxyklaineanone配成微乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：

用甲醇将15β-hydroxyklaineanone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15％的水包油型的15β-hydroxyklaineanone微乳剂。

实验方法

用上述步骤制备的浓度为15％的15β-hydroxyklaineanone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1500、3000和6000倍。

实验结果

浓度为15％的15β-hydroxyklaineanone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15％的15β-hydroxyklaineanone微乳剂对于小菜蛾的防治效果显著。

表8 15％15β-hydroxyklaineanone微乳剂对小菜蛾的防治效果(灌根)

表9 15％15β-hydroxyklaineanone微乳剂对小菜蛾的防治效果(喷雾)

实施例8 45％15β-hydroxyklaineanone微乳剂的配制及其在田间防治菜蚜Lipaphiserysimi的效果

配制方法

将15β-hydroxyklaineanone配成微乳剂，组分及各组分的重量百分比如下：

将甲醇、15β-hydroxyklaineanone、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45％水包油型的15β-hydroxyklaineanone微乳剂。

实验方法

用上述步骤制备的浓度为45％的15β-hydroxyklaineanone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4500、9000和18000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45％的15β-hydroxyklaineanone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45％的15β-hydroxyklaineanone微乳剂对于菜蚜的防治效果显著。

表10 45％15β-hydroxyklaineanone微乳剂对菜蚜的防治效果(灌根)

表11 45％15β-hydroxyklaineanone微乳剂对菜蚜的防治效果(喷雾)

实施例9 60％15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone配成干悬浮剂，组分及各组分的重量百分比如下：

15β-hydroxyklaineanone 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15β-hydroxyklaineanone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％15β-hydroxyklaineanone干悬浮剂。

实验方法

用上述步骤制备的浓度为60％的15β-hydroxyklaineanone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6000、12000和24000倍。

实验结果

浓度为60％的15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone干悬浮剂对于小菜蛾的防治效果显著。

表1260％15β-hydroxyklaineanone干悬浮剂对小菜蛾的防治效果(灌根)

表13 60％15β-hydroxyklaineanone干悬浮剂对小菜蛾的防治效果(喷雾)

实施例1070％15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone配成干悬浮剂，组分及各组分的重量百分比如下：

15β-hydroxyklaineanone 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15β-hydroxyklaineanone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％15β-hydroxyklaineanone干悬浮剂。

实验方法

用上述步骤制备的浓度为70％的15β-hydroxyklaineanone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7000、14000和28000倍。

实验结果

浓度为70％的15β-hydroxyklaineanone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15β-hydroxyklaineanone干悬浮剂对于甜菜夜蛾的防治效果显著。

表1470％15β-hydroxyklaineanone干悬浮剂对甜菜夜蛾的防治效果(灌根)

表15 70％15β-hydroxyklaineanone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 (3)

1.15β-hydroxyklaineanone在昆虫拒食中的应用；

其中，所述的昆虫为夜蛾科、菜蛾科和蚜科昆虫的至少一种。

2.15β-hydroxyklaineanone在制备对昆虫有拒食活性的药剂中的应用；

其中，对昆虫有拒食活性的药剂中15β-hydroxyklaineanone的重量百分比为15～70％；

所述的昆虫为夜蛾科、菜蛾科和蚜科昆虫的至少一种。

3.一种使昆虫拒食植物的方法，其特征在于，将含有15β-hydroxyklaineanone药液灌根或喷洒植物；

其中，对昆虫有拒食活性的药剂中15β-hydroxyklaineanone的重量百分比为15～70％；

所述的昆虫为夜蛾科、菜蛾科和蚜科昆虫的至少一种。