CN110720460A - 植物源无公害引诱绿豆象的活性物质以及引诱剂和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种植物源无公害引诱绿豆象的活性物质以及引诱剂和方法，该活性物质为从红豆或绿豆干豆中分离得到甲基庚烯酮和/或癸醛。本发明从红、绿豆干豆中提取和筛选出能对豆类害虫绿豆象具有更好的引诱作用的两种活性物质，两种活性物质癸醛与甲基庚烯酮，反应浓度范围为100～500ug/ul，最佳反应浓度为300ug/ul；当标样浓度为300μg/μl时，绿豆象对癸醛、壬醛、甲基庚烯酮、己醛的平均选择率分别为60％、34％、69％、44.6％。绿豆象对癸醛与甲基庚烯酮的有较强的行为反应。

Description

植物源无公害引诱绿豆象的活性物质以及引诱剂和方法
技术领域
本发明涉及植物源引诱剂，尤其涉及的是一种引诱绿豆象的活性物质以及引诱剂和方法。
背景技术
绿豆(Vigna radiate)属于豆科(Legum inosae)豇豆属(Vigna)的一个栽培种，又名吉豆、文豆，早在两千多年前，我国已有绿豆种植的相关历史记载，现今，绿豆种植地主要分布在温带、亚热带及热带等区域。中国不仅是绿豆生产大国，而且是全世界绿豆年出口量最大的国家。绿豆具有对土质要求低、适应性强等特点，且可与玉米等大田作物套种，在我国各省市均有种植。它富含蛋白质、维生素、矿物质等多种人体所需的营养物质，且具有清热解毒，提高免疫力等药用价值。目前在生产上粗放的管理模式加之病虫害严重危害，导致绿豆产量降低，品质下降，直接制约着绿豆产业的进一步发展。
绿豆象Callsobruchus chinensis属鞘翅目Coleoptera豆象科Bruchuidae，是绿豆、豇豆、红小豆等豆科作物结荚期及储藏期的要害虫。由于绿豆象隐蔽性强且可重复侵染，因此对绿豆、豇豆等豆科作物的产量和品质造成了严重的威胁。仓内绿豆的蛀蚀率可高达43％～69％，且蛀蚀过的绿豆营养价值严重受损，商品价值大幅度降低。绿豆象分布广泛，在我国大部分省区均有发生，绿豆象一年可发生6～7代，越冬幼虫次年4月在豆粒内化蛹，羽化后很快即可交配产卵或飞到室外进行产卵繁殖。在室外繁殖1～2代后，幼虫随收获豆粒带回室内或成虫直接飞回室内继续繁殖和为害，直至进入越冬状态。由于绿豆象幼虫危害隐蔽性极强，施用农药喷洒和农药灌根等传统方法往往达不到预期防治效果,且化学防治具有很大的局限性，一是害虫的抗性进化，具抗杀虫剂的昆虫种类呈指数上升，并出现交叉抗性，使得防治日益困难；二是天敌大量减少，导致害虫猖獗和次要害虫上升为主要害虫；三是化学毒性和生物放大作用，使化学毒物通过食物链富集于人体，对人类造成再次为害，鉴于此，我国的科技工作者正在努力探索和研究害虫防治的新途径和新技术，包括新型、高效、低毒和低残留的化学杀虫剂的研制、天敌的利用、病毒、昆虫绝育技术和昆虫激素、昆虫性信息素的研究应用等。探讨害虫的有效防治已经迫在眉睫，能否对其进行生态控制是直接关系到农林经济发展和人体健康的重大问题
植物挥发物是指一些分子量在100～200之间的有机化学物质，包括烃类、醇类、醛类、酮类、有机酸、内酯、含氮化合物和有机硫等化合物，寄主植物挥发物在植物与昆虫的化学通讯中起着决定性作用，调控着昆虫的多种行为，如引诱昆虫趋向寄主植物、刺激昆虫取食、引诱昆虫选择产卵场所等。开发和利用具有环境相容性和对人类无害的植物源引诱剂日益受到各国的青睐。植物源引诱剂，其有效成分是自然存在的，一般无毒，易于降解，具有环境相容性，不会破坏自然生态防御系统，害虫难以产生抗性，是自然资源的一种循环，对人和环境相对安全，对需求不断增长的有机食品、绿色食品具有保证作用，避免了应用化学农药造成的负面影响。
目前，国内外科技工作者已经对部分钻蛀性害虫的植物源引诱剂进行了研究，但对于绿豆象的相关研究还少有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种植物源无公害的引诱绿豆象的活性物质以及引诱剂和方法。
本发明的技术方案如下：
一种植物源无公害的引诱绿豆象的活性物质，该活性物质为甲基庚烯酮和/或癸醛。
所述的活性物质，该活性物质从红豆或绿豆干豆中分离得到。
所述的活性物质，还包括从红豆或绿豆干豆中分离得到己醛和/或壬醛。
一种引诱绿豆象的方法，采用所述活性物质引诱绿豆象。
基于所述的活性物质的绿豆象引诱剂，其活性物质为甲基庚烯酮和/或癸醛。
所述的绿豆象引诱剂，所述引诱剂释放到空气中的活性物质的浓度范围为100～500ug/ul。
所述的绿豆象引诱剂，所述引诱剂释放到空气中的活性物质的浓度范围为300ug/ul。
采用上述方案，本发明从红、绿豆干豆中提取和筛选出能对豆类害虫绿豆象具有更好的引诱作用的两种活性物质，两种活性物质癸醛与甲基庚烯酮，反应浓度范围为100～500ug/ul,最佳反应浓度为300ug/ul；当标样浓度为300μg/μl时，绿豆象对癸醛、壬醛、甲基庚烯酮、己醛的平均选择率分别为60％、34％、69％、44.6％。绿豆象对癸醛与甲基庚烯酮的有较强的行为反应。
附图说明
图1为绿豆象对己醛的电生理反应趋势；
图2为绿豆象对甲基庚烯酮的电生理反应趋势；
图3为绿豆象对壬醛的电生理反应趋势；
图4为绿豆象对癸醛的电生理反应趋势；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
1、红豆与绿豆固相微萃取
1.1仪器
Trace1300-Trace ISQ气质联用仪：赛默飞世尔科技有限公司
色谱柱：Thermo TR-5MS(30m×0.25mm×0.25um)毛细管色谱柱(带5m预柱)
条件：气相色谱进样口温度为270℃，分流进样，分流速度为20.0ml/min，分流率为33.3，不分流时间为1.00min；柱温初始温度为50℃，保持5min，然后以5℃/min升至270℃，保持5min，载气为氦气，恒流模式，流速为1.000ml/min；质谱离子源温度为270℃，离子化模式为EI，传输线温度250℃，扫描范围为45～600amu。
1.2挥发性物质的萃取及鉴定
取2.0g红豆和绿豆样品置于20ml顶空瓶中，迅速密封，将顶空瓶放入集热式恒温磁力搅拌器装置中加热，水浴温度为50℃，将老化过的固相微萃取萃取纤维头插入样品顶空瓶，对红豆和绿豆的挥发性物质进行顶空萃取，于50℃水浴中萃取30min，快速将萃取头取出并放入气质联用仪中，热解析3min，进行GC-MS检测。
1.3 GC-MS结果显示,红豆与绿豆干豆中各鉴定到100种挥发性物质,其中绿豆与红豆共有的物质有18种,如下表1所示:
表1
Figure BDA0002268863520000041
Figure BDA0002268863520000051
2、绿豆象触角电位测定
2.1供试昆虫
本试验所用昆虫为山西农业大学昆虫分类与害虫防治重点实验室提供，利用人工气候培养箱饲养的绿豆象，温度为26±1℃，相对湿度为75％±5％，光周期为16L∶8D。饲养绿豆象的绿豆为本课题组种植的非抗虫新鲜绿豆。本试验选用虫源均为已交配雌、雄成虫:将当天羽化的雌、雄成虫一起饲养，待其交配后即羽化72h备用。
2.2供试挥发物
选择红豆绿豆共有的挥发物18种进行EAG测试，标样浓度为200μg/μL，获得有较强电生理反应的挥发物；然后测试这几种挥发物不同浓度的EAG反应，标样浓度依次为100,200,300,400,500μg/μL浓度，对结果进一步验证，。
2.3试验方法
EAG测定方法参照闫凤鸣(2011)。取羽化后72h已交配绿豆象雌、雄成虫，用眼科剪沿触角基部剪下触角，去掉端部的1个鞭节，立即用导电胶(Spectra360)将其两端分别粘在电极上，供试触角长度约2～3mm。连续气流端口与触角垂直放置，相距约10mm，气流量为500mL/min，刺激气流的气流量为40mL/min。检测时，用连续气流吹触角3min后，保证基线平稳后方可进行测定。在巴斯德管内装入滴有10μL测试溶液的定性滤纸条(5mm×50mm)，用封口膜(Parafilm)封住管口两端以减少样品挥发。同样的方法取10μL石蜡油滴加于滤纸上作为对照，每个样品刺激0.5s，保证刺激间隔在1min以上，以保证触角能够完全恢复感受性能。试验设3次重复。每次进行样品刺激前后各进行一次对照刺激。由于该虫中午EAG反应较稳定，故此试验均在上午10:00—15:00进行。
用Spike软件(Syntech公司)采集和分析数据，试验结果以绿豆象对样品刺激的EAG相对值表示，EAG反应相对值为样品刺激峰值减其平均值，所得的差即为样品刺激的EAG相对反应值，触角电位仪为荷兰Syntech公司生产。
2.4试验结果
2.4.1
通过EAG触角电位初步筛选出绿豆象对4种挥发物有较强的电生理反应，分别为己醛，甲基庚烯酮，壬醛，癸醛。
2.4.2
在标样浓度为100～500μg/μL之间，绿豆象对四种挥发物的电生理反应趋势均随着标样浓度的增加而逐渐增加。四种挥发物在浓度为300μg/μL时反应效果较好(参考图1-4)。
3、绿豆象行为测定
3.1试验方法
Y型嗅觉仪行为反应生测方法参照魏娟等(2009)。Y型嗅觉仪两臂依次连接流量计、装有蒸馏水的加湿瓶、装有粒状活性炭的过滤瓶、大气采样仪，以净化空气并增加空气湿度。Y型嗅觉仪主臂长15cm,内径为2.5cm,侧壁长25cm，夹角为45°。将Y型嗅觉仪置于一个不透明箱子内，避光，在其正上方放置一照度为30勒克斯的灯光，以消除灯光对绿豆象的影响。测试前，分别将滴有10μL供试药剂和10μL石蜡油(对照)的滤纸片(5mm×50mm)，放置于Y型嗅觉仪两侧壁最前端，侧臂流速为250～300mL/min。每30min更换味源滤纸片和对照滤纸片。将待试绿豆象成虫逐头引入Y型嗅觉仪主臂出气端口内，使其逆气流而上行进，观察其行为。每次接入1头成虫，当绿豆象成虫爬过某一侧臂1/3处并停留15s以上则视为选择；若引入5min后没有做出选择，则视为无反应。每种挥发物各浓度重复测试100头成虫，雌雄比为1∶1，试虫不再重复使用。每测试1头虫子后调换Y型嗅觉仪两臂的方向，消除管壁对测试的影响，每测试30min后，用75％的酒精冲洗Y型嗅觉仪，烘干待用。由于该虫中午时间段反应较为活跃，故此试验均在10:00—16:00进行，且室温保持在26℃。
通过以下公式计算选择百分率:
Figure BDA0002268863520000071
3.2试验结果
通过Y-型嗅觉仪研究绿豆象对挥发物的行为反应，结果如表2-5所示，当标样浓度为300μg/μl时，绿豆象对癸醛、壬醛、甲基庚烯酮、己醛的平均选择率分别为60％、34％、69％、44.6％。绿豆象对癸醛与甲基庚烯酮的有较强的行为反应。
表2
表3
表4
表5
己醛 选择药剂 选择对照 未选择 选择率
1 3 9 8 25％
2 10 8 2 55％
3 8 9 3 47％
总计 21 26 13 44.60％
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种植物源无公害的引诱绿豆象的活性物质，其特征在于，该活性物质为甲基庚烯酮和/或癸醛。
2.根据权利要求1所述的活性物质，其特征在于，该活性物质从红豆或绿豆干豆中分离得到。
3.根据权利要求2所述的活性物质，其特征在于，还包括从红豆或绿豆干豆中分离得到己醛和/或壬醛。
4.一种引诱绿豆象的方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一所述活性物质引诱。
5.基于权利要求1-3任一所述的活性物质的绿豆象引诱剂，其特征在于，其活性物质为甲基庚烯酮和/或癸醛。
6.根据权利要求5所述的绿豆象引诱剂，其特征在于，所述引诱剂释放到空气中的活性物质的浓度范围为100～500ug/ul。
7.根据权利要求6所述的绿豆象引诱剂，其特征在于，所述引诱剂释放到空气中的活性物质的浓度范围为300ug/ul。
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