CN112293418B - 一种桃红颈天牛引诱剂、缓释瓶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种桃红颈天牛引诱剂、含有所述引诱剂的缓释瓶及其制备方法，属于昆虫引诱剂的技术领域，其可解决现有的单纯利用性信息素在山区、自然景区和自然保护区引诱效果不理想，难以大面积推广应用，引诱剂的诱捕效率有待提高的问题。本发明通过顶空吸附法萃取桃红颈天牛成虫和寄主枝干的挥发性有机物，鉴定出α‑松油醇、1，3‑二乙苯和苯甲醛等化合物，经过比较混合物和性信息素(反‑2‑顺‑6，7‑环氧壬烯醛和反‑2‑顺‑6‑壬二烯醛)和单纯性信息素的引诱效果，发现该混合物和性信息素对桃红颈天牛引诱效果显著高于对照，具有良好的诱捕效果。

Description

一种桃红颈天牛引诱剂、缓释瓶及其制备方法
技术领域
本发明属于昆虫引诱剂的技术领域，具体涉及一种桃红颈天牛引诱剂、含有所述引诱剂的缓释瓶及其制备方法。
背景技术
桃红颈天牛Aromia bungii(Faldermann)属于鞘翅目(Coleoptera)天牛科(Cerambycidae)，是我国蔷薇科植物的重要的蛀干害虫，主要危害核果类的桃树、杏树、李树、樱桃树、樱花树等植物，尤其对山区大面积种植的仁用杏、山杏和山桃等造成重大危害，给我国林果业造成巨大经济损失，同时也严重影响城市和自然景区的生态景观。近年来已经扩散蔓延到日本、德国以及意大利等地，被EPPO列入A1类重大检疫性有害生物。该害虫在北方生活史为3年，在南方为2年，且喜欢蛀食10年以上寄主主干，幼虫期隐蔽性强。传统的化学防治严重影响树木生长和果实的品质，危害人类健康，特别是山区、自然景区和自然保护区，面积大，分布广，植物分布相对分散，传统的化学防治并不适用；防治桃红颈天牛也可以利用天敌如管氏肿腿蜂和花绒寄甲等对桃红颈天牛进行生物防治，但由于成本高、释放时期和方法尚未成熟，难以达到理想的防治效果，因此亟需开发高效经济的无公害防治方法。
基于化学生态学方法开发的性信息素类引诱剂是这些年有害生物防治的研究热点，其具有物种特异性、环境友好性、生物安全性，且高效、持效期长等优点。2017年，桃红颈天牛性信息素主要成分反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛被分离鉴定成功，性信息素的人工合成和制备也有公司开发完成，根据性信息素开发的引诱剂在桃红颈天牛的监测和管理方面取得一定成效。但由于单纯利用性信息素在山区、自然景区和自然保护区引诱效果不理想，且防治成本高，很难在这些地区大面积推广应用，引诱剂的诱捕效率有待提高。通过研究桃红颈天牛化学通讯机理，利用顶空吸附法结合GC-MS成功鉴定了60种化合物，经过筛选，发现其中几种化合物作为增效剂可显著提高田间引诱效果，同时降低引诱剂成本，为桃红颈天牛高效无公害防治提供技术支持。
发明内容
本发明针对现有的单纯利用性信息素在山区、自然景区和自然保护区引诱效果不理想，很难大面积推广应用，引诱剂的诱捕效率有待提高的问题，提供一种桃红颈天牛引诱剂、含有所述引诱剂的缓释瓶及其制备方法。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
一种桃红颈天牛引诱剂，包括性信息素、挥发性有机物和溶剂，所述性信息素包括反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛和反-2-顺-6-壬二烯醛，所述挥发性有机物包括α-松油醇、甲基庚烯酮、1，3-二乙苯、芳樟醇和苯甲醛中的两种或两种以上，所述溶剂包括乙醇、异丙醇和丙三醇中的至少一种。
优选的是，所述性信息素、挥发性有机物和溶剂的质量比为1∶(0.1-100)∶(10-100)。
优选的是，所述性信息素由反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛和反-2-顺-6-壬二烯醛组成，反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛和反-2-顺-6-壬二烯醛的质量比为35∶0.5，所述反-2-顺-6-壬二烯醛和反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛的纯度分别为96％和95％。
优选的是，所述挥发性有机物包括α-松油醇、甲基庚烯酮以及1，3-二乙苯、芳樟醇、苯甲醛中的至少一种；所述α-松油醇∶甲基庚烯酮∶1，3-二乙苯和/或芳樟醇和/或苯甲醛的质量比为1∶(0.1-10)∶(0.1-10)。
优选的是，所述反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛浓度为0.1％～5％，所述反-2-顺-6-壬二烯醛浓度为0.001％～0.01％，所述α-松油醇浓度为0.1％～15％，所述甲基庚烯酮浓度为0.1％～15％，所述1，3-二乙苯浓度为0.1％～10％，所述芳樟醇浓度为0.1％～10％，所述苯甲醛浓度为0.1％～10％，所述的乙醇浓度为10～100％，所述的异丙醇浓度为10～100％，所述的丙酮浓度为10～100％。
优选的是，所述溶剂为异丙醇，所述反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛浓度为2％，所述反-2-顺-6-壬二烯醛浓度为0.02％，所述α-松油醇浓度为5％，所述甲基庚烯酮浓度为5％，所述1，3-二乙苯浓度为1％，所述芳樟醇浓度为1％，所述苯甲醛浓度为1％。
进一步地，本发明还提供一种桃红颈天牛引诱剂的制备方法，包括以下制备步骤：
准备上述的引诱剂的原料，所述引诱剂的原料包括性信息素、挥发性有机物和溶剂；根据上述原料化合物的密度计算所需要的几种化合物的质量；
将上述原料逐一加入进样瓶，利用移液枪进行吹打混匀，得到桃红颈天牛引诱剂。
本发明还提供一种桃红颈天牛引诱剂的缓释瓶，包括缓释瓶的瓶体以及设于所述瓶体内诱芯；所述诱芯由脱脂棉浸润上述桃红颈天牛引诱剂制成。
优选的是，所述缓释瓶的瓶体由聚乙烯塑料制成。
进一步地，所述地脱脂棉为医用脱脂棉。
本发明还提供一种桃红颈天牛引诱剂的缓释瓶的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取进样瓶放置在试管架上，将一定质量比的性信息素、挥发性有机物和溶剂逐一加入上述进样瓶，并使用移液枪对进样瓶内物质进行吹打混匀，得到桃红颈天牛引诱剂，即诱芯液体；
(2)取脱脂棉塞入缓释瓶的瓶体，用移液枪将步骤(1)的诱芯液体慢慢点入上述脱脂棉后，盖上缓释瓶的瓶盖，用封口膜将缓释瓶的瓶口封严，使得脱脂棉充分与诱芯液体混合，得到缓释瓶。
本发明还提供一种桃红颈天牛诱捕设备，包括物理捕虫装置，以及挂于所述物理捕虫装置上的含有桃红颈天牛引诱剂的缓释瓶，所述引诱剂为上述桃红颈天牛引诱剂。
优选的是，所述物理捕虫装置为十字挡板天牛诱捕器。
进一步地，所述的十字天牛诱捕器布置，根据野外调查的桃红颈天牛寄主植物分布范围，提前在通风透光的位置布置好十字挡板天牛诱捕器。
进一步地，所述的引诱剂的释放时间和方法，选天气晴朗的上午9-11点悬挂引诱剂，悬挂引诱剂时将封口膜去掉，用细铁丝将引诱剂悬挂于天牛诱捕器中央。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明通过顶空吸附法萃取桃红颈天牛寄主植物挥发性有机物、寄主诱导桃红颈天牛成虫的虫体挥发性有机物和桃红颈天牛昆虫防御物质，鉴定出α-松油醇、1，3-二乙苯和苯甲醛等挥发性有机物，经过比较混合物+性信息素(反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛和反-2-顺-6-壬二烯醛)和单纯性信息素的引诱效果，发现该混合物+性信息素对桃红颈天牛引诱效果显著高于对照，取得良好的诱捕效果。
本发明提供的桃红颈天牛成虫引诱剂具有释放周期长(4-8周)，配制简单、对桃红颈天牛引诱效果好，挥发性有机物为寄主植物挥发性有机物和虫体挥发性有机物，对环境无污染，对人畜无害。
本发明为桃红颈天牛成虫无公害防治提供重要的技术支持，具有很好的应用价值，能够产生很好的经济和社会效益。
附图说明
图1为桃红颈天牛成虫对挥发性有机物的GC-EAD电生理反应图。
图2为顶空吸附采样方法示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
表1.本发明所用试验试剂来源
Figure BSA0000224104880000051
本发明所用的实验方法和实验结果如下。
1.挥发性有机物成分获取
顶空吸附进行采样：将桃树、杏树等枝条，桃红颈天牛+桃树/杏树等枝条和桃红颈天牛成虫分别放入1000mL玻璃采样瓶等待采样。具体操作过程为：采样之前首先将tenaxTA吸附管(Chrompack，0.6mm×16cm，吸附剂：Tenax GR，60～80目，200mg·吸附管-1)进行活化，温度设为220℃，持续2h。将采样瓶和聚乙烯四氟管清洗后置于恒温干燥箱干燥处理，除去杂质气体，保存待用。采集时，将样品放入采样瓶，在采样瓶的底端和顶端分别连接上聚乙烯四氟管，作为气流的进气口和出气口。聚乙烯四氟管通过小段硅胶管与大气采样仪(QC-1型，北京市劳动保护科学研究院)和干燥塔相连接(图2)。采样过程为：抽空采样瓶内原有空气-向采样瓶内注入干洁空气-接入采样管循环采集。采样仪的载气流速设为100mL/min，采集时间为3h，每个处理重复3次。采样后，马上利用正己烷分多次对采样管进行洗脱，正己烷总量为10mL，接着N吹浓缩至100μL，一部分进行行为学测定，一部分进行GC-MS质谱分析。
2.GC-MS鉴定化合物成分：顶空吸附采集的样品经正己烷洗脱-气质联用(安捷伦7890B-5977)分析，毛细管柱是DB-5MS(30m×0.32mm×0.25μm)，载气为高纯氦气，流速为1mL/min，不分流进样，分流阀1min后打开。进样量1μL，进样口温度250℃，柱温升温程序：初始温度40℃，保持1min，以8℃/min升至250℃，保持10min。MS分析条件：EI离子源，电子能量70eV，传输线温度是250°，离子源温度是200℃，扫描范围41-650amu。化合物的鉴定是通过与标准化合物比较保留时间和质谱图或与Nist02谱库中的标准谱图进行比较，对化合物进行初步定性(表2)。
表2.挥发性有机物的鉴定
Figure BSA0000224104880000061
Figure BSA0000224104880000071
Figure BSA0000224104880000081
3.对分析的化学成分进行GC-EAD触角电位分析。
选择性的将上述挥发性有机物分别用正己烷进行稀释，配置成100ppm，利用GC鉴定化合物出峰时间。根据出峰时间配制不同混合溶液，每种化合物浓度为50μg/mL。取桃红颈天牛触角中部和端部6节触角，端部切除2-3mm，触角两端连接在装有银丝的玻璃电极记录电极和参比电极上，玻璃电极内充满昆虫生理盐水(NaCl，7.5g·L-1；KCl，0.35g·L-1；CaCl2，0.21g·L-1)。触角悬在L型玻璃管(0.9cm ID×9cm)管口0.5cm处，处于连续、湿润的空气流中(空气流速：900mL/min-1)。根据样品的化学性质，将所测试的样品分成6组，每种混合物进样量是1μL。利用DB-5MS柱子，GC的升温程序是初始温度50℃，保持1分钟，然后每分钟升高10摄氏度直到250℃，高纯度氦气作为载气，流速20mL/min，后检测器温度300℃。FID温度为300℃，将氦气以39mL/min的速度添加到分流器中，并通过压装Y分离器(Agilent7890)在GC的火焰电离检测器(FID)和EAD之间平均分配。用于EAD的GC流出物通过加热器，并与湿空气(300mL/min，20℃)混合。通过GC-EAD软件显示并分析从接口获取的EAD和FID信号。对桃红颈天牛四头雄虫和四头雌虫分别测试混合物，每个混合物重复3次。
4.林间试验
林间试验在北京市九龙山自然保护区进行。主要寄主植物是野生山桃树、山杏树、山樱桃树等，主要的非寄主植物有侧柏、蒙古栎、五角枫，榆树等。选择四个试验地点，分布高度分别为50-150m，300-390m，700-780m和920-950m，表面涂特氟龙材料十字挡板诱捕器悬挂在地面1m以上位置，每个诱捕器间隔最少50m。根据雌雄成虫触角对于挥发性有机物的触角敏感性设计诱芯进行实验，每个处理3个重复。诱芯装在聚乙烯塑料瓶缓释载体(PEbottle，15mL，Contech Enterprises，Delta，BC，Canada)，盖紧瓶盖，每3天调查一次，收集陷阱瓶并记录诱捕的昆虫数量和种类，连续调查两个月。
5.实验结果
根据表3中设计的不同物质质量比处理组进行实验，根据化合物密度计算不同处理下所需要的几种化合物的质量。取10mL的进样瓶放置在进样瓶架上，不同处理组标好标记，将性信息素、挥发性有机物、溶剂一一加入，用移液枪进行吹打混匀。聚乙烯塑料缓释瓶做好标记，取脱脂棉塞入缓释瓶，用移液枪将液体慢慢点入脱脂棉，使脱脂棉充分与混合液混合，盖上瓶盖，用封口膜将瓶口封严。根据野外调查的桃红颈天牛寄主植物分布范围，提前在通风透光的路边布置好十字挡板天牛诱捕器，选天气晴朗的上午9-11点悬挂引诱剂。悬挂引诱剂时将封口膜去掉，用细铁丝将引诱剂悬挂于天牛诱捕器中央，记录诱捕实验数据。实验地点：北京市门头沟区九龙山自然保护区。
其中，性信息素为反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛和反-2-顺-6-壬二烯醛，质量比例为35∶0.5，所述反-2-顺-6-壬二烯醛和反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛的纯度分别为96％和95％，所述反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛浓度为2％，所述反-2-顺-6-壬二烯醛浓度为0.02％，所述α-松油醇浓度为5％，所述甲基庚烯酮浓度为5％，所述1，3-二乙苯浓度为1％，所述芳樟醇浓度为1％，所述苯甲醛浓度为1％。
表3.不同物质质量比的桃红颈天牛引诱剂处理组诱捕实验数据
Figure BSA0000224104880000101
Figure BSA0000224104880000111
结果表明：(1)单独使用性信息素，诱捕效果一般；(2)单独使用挥发性有机成分，诱捕效果极弱，可忽略不计；(3)在性信息素中添加挥发性有机物，桃红颈天牛诱捕数量显著提高；(4)几种挥发性有机物与性信息素单独混合，比现有已经公布的性信息素+玫瑰醚效果好；(5)几种成分配置的复合引诱剂，其中诱捕实验数据中总诱捕数大于85以上均可以作为桃红颈天牛新型引诱剂，在桃红颈天牛的监测和防控方面有重要的应用价值，是桃红颈天牛无公害防治的替代手段之一。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种桃红颈天牛引诱剂，包括性信息素、挥发性有机物和溶剂，其特征在于，所述性信息素包括反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛和反-2-顺-6-壬二烯醛，所述挥发性有机物包括α-松油醇、甲基庚烯酮、1，3-二乙苯、芳樟醇和苯甲醛中的两种或两种以上，所述溶剂包括乙醇、异丙醇和丙三醇中的至少一种，所述引诱剂的释放周期为4-8周；
所述性信息素、挥发性有机物和溶剂的质量比为1∶(0.1-100)∶(10-100)；
所述性信息素由反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛和反-2-顺-6-壬二烯醛组成，反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛和反-2-顺-6-壬二烯醛的质量比为35∶0.5，所述反-2-顺-6-壬二烯醛和反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛的纯度分别为96％和95％；所述挥发性有机物包括α-松油醇、甲基庚烯酮，以及1，3-二乙苯、芳樟醇、苯甲醛中的至少一种；所述α-松油醇∶甲基庚烯酮∶1，3-二乙苯和/或芳樟醇和/或苯甲醛的质量比为1∶(0.1-10)∶(0.1-10)。
2.根据权利要求1所述的桃红颈天牛引诱剂，其特征在于，所述溶剂为异丙醇，所述反-2-顺-6，7-环氧壬烯醛浓度为2％，所述反-2-顺-6-壬二烯醛浓度为0.02％，所述α-松油醇浓度为5％，所述甲基庚烯酮浓度为5％，所述1，3-二乙苯浓度为1％，所述芳樟醇浓度为1％，所述苯甲醛浓度为1％。
3.一种桃红颈天牛引诱剂的缓释瓶，其特征在于，包括缓释瓶的瓶体以及设于所述瓶体内的诱芯；所述诱芯由脱脂棉浸润权利要求1-2任一项所述桃红颈天牛引诱剂制成。
4.根据权利要求3所述的桃红颈天牛引诱剂的缓释瓶，其特征在于，所述缓释瓶的瓶体由聚乙烯塑料制成。
5.一种权利要求3所述桃红颈天牛引诱剂的缓释瓶的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)取进样瓶放置在试管架上，将性信息素、挥发性有机物和溶剂逐一加入上述进样瓶，然后用移液枪吹打混匀，得到诱芯液体；
(2)取脱脂棉塞入缓释瓶的瓶体，用移液枪将步骤(1)的诱芯液体慢慢点入上述脱脂棉后，盖上缓释瓶的瓶盖，用封口膜将缓释瓶的瓶口封严，使得脱脂棉充分与诱芯液体混合，得到缓释瓶。
6.一种桃红颈天牛诱捕设备，其特征在于，包括物理捕虫装置，以及挂于所述物理捕虫装置上的引诱剂，所述引诱剂为权利要求1-2任一项所述桃红颈天牛引诱剂。
7.根据权利要求6所述的桃红颈天牛诱捕设备，其特征在于，所述物理捕虫装置为十字挡板天牛诱捕器。
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