CN112674092A - Z3,z13-18:oh作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用 - Google Patents

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路常宽
王晓勤
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Abstract

本发明公开了Z3,Z13‑18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用,属于生物防治技术领域。本发明公开的Z3,Z13‑18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用,提供了一种监测板栗兴透翅蛾成虫种群动态的信息化学物质,可以使得现有板栗产区该害虫种群监测率达到100%,监测效率提高90%以上,为进一步开展害虫迷向防控奠定基础。

Description

Z3,Z13-18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用
技术领域
本发明涉及生物防治技术领域,更具体的说是涉及Z3,Z13-18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用。
背景技术
燕山板栗在我国的板栗生产中具有独特的地位,在板栗对外贸易中具有品牌优势。然而,随着燕山板栗种植面积不断扩大,随之而来的板栗病虫害管理水平也亟待提高。近年来,已发生多起由于农药残留超标,影响出口和国内销售的案例,这其中涉及的主要蛀干害虫是板栗兴透翅蛾Synanthedon castanevora,在冀东局部地区有虫株率高达60%,甚至出现板栗树整株枯死现象,使栗林树势衰弱,经济损失很大。
多年来,冀东地区林业部门和板栗种植户,投入了大量的人力、物力、财力用于防治该虫,但效果并不能令人满意,主要有以下几个方面原因:①目前应用的人工刮皮或者清理伤口作业,防治成本较高,而且效果难以及时评估;②成虫和卵期防治时机不好把握。板栗兴透翅蛾幼虫和蛹在板栗树干内活动,当发现成虫大量出现时,再采取防治措施,可能已经错过了最佳防治时期,错过了最佳防治时期再进行防治,其防治效果显著下降;③没有板栗兴透翅蛾性诱剂可以用来监测成虫的种群动态;④现有的化学防治措施和板栗有机栽培生产不相适应,特别是广谱内吸性农药的使用,导致板栗果实农药残留问题严重。
在生物学特性方面,板栗兴透翅蛾幼虫多从伤口侵入,危害主干和侧枝的韧皮部,成虫具有不营孤雌生殖、性比接近1:1、不能重复交尾、飞翔力强等特点,因此,适合于采用引诱剂进行交尾干扰和大量诱捕防治,突显了性信息素结构鉴定和引诱剂开发的重要性。若采用性诱剂监测板栗兴透翅蛾发生期、发生量、分布区和危害程度,据初步估算,可减少用工80%,监测覆盖面积可达到100%,将会显著提高板栗兴透翅蛾监测的准确率。采用人工合成性诱剂开展交尾干扰或大量诱捕防治,具有不污染环境、不杀伤天敌以及对人畜安全的优点,对板栗林生态系统中的许多国家一、二级保护鸟类和哺乳动物的安全不会构成威胁,因此,经济、生态和社会效益显著。
透翅蛾是钻蛀经济林主干和侧枝的重要害虫,世界上已报导1000余种,我国已知79种。成虫无趋光性,外形又很像膜翅目的马蜂类昆虫,因此,无论在测报和防治上均感困难。透翅蛾性信息素首先从两个透翅蛾种S.pictipes和S.exitiosa分离并鉴定,其信息素的主要成分为3,13—十八碳二烯醇乙酸酯的顺反异构体。进一步研究发现,3,13—十八碳二烯醇及其乙酸酯的顺反异构体共8种化合物,是绝大多数透翅蛾科的信息素主要成分。在透翅蛾的性引诱剂开发方面,最初商品化的S.scitula性引诱剂,商家采用通用的透翅蛾性诱剂成份,从而导致了与实际的信息素的成份并不一致,并且不同的公司开发的引诱剂商品,在引诱力和选择性方面也产生差异。因此,研究人员通过对多种透翅蛾科害虫性信息素结构和组分的研究,对引诱剂剂型进行了有效改进,诱捕效率显著提高。
板栗兴透翅蛾分布于河北省及其周边地区,一年发生两代。幼虫侵入树体后在韧皮部与木质部之间横向为害,有时可切断枝干输导组织导致虫斑上部枝条枯萎,树皮干裂,轻则造成伤疤,被害处树皮鼓起,严重时造成大枝或整株枯死。对该虫的性诱剂研究,未见国内外相关研究性论文、专利及科研成果的研究报道。目前,市场上也没有板栗兴透翅蛾性引诱剂出售。由于板栗兴透翅蛾仅在成虫期才会从树干内出来交尾产卵,成虫期也是防治的关键时期。开发适宜的板栗兴透翅蛾性诱剂用于监测成虫的种群动态,适时开展防治,以及采用交尾干扰或者大量诱捕技术,防治板栗兴透翅蛾,是板栗兴透翅蛾综合管理的关键技术之一。
因此,提供Z3,Z13-18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了Z3,Z13-18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
Z3,Z13-18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用。
进一步,Z3,Z13-18:OH在监测板栗兴透翅蛾种群动态中的应用。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了Z3,Z13-18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用,进一步提供了一种监测板栗兴透翅蛾成虫种群动态的信息化学物质,可以使得现有板栗产区该害虫种群监测率达到100%,监测效率提高90%以上,为进一步开展害虫迷向防控奠定基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明含有Z3,Z13-18:OH(横轴上列数据)和Z3,Z13-18:Ac(横轴下列数据)不同比例诱集板栗兴透翅蛾雄虫数量比对;相同字母代表无差异显著性(P>0.05);
图2附图为本发明含有Z3,Z13-18:OH(横轴上列数据)和E3,Z13-18:OH(横轴下列数据)不同比例诱集到的板栗兴透翅蛾雄虫数量;相同字母代表无差异显著性(P>0.05);
图3附图为本发明加入3%的6种化合物到Z3,Z13-18:OH(1mg)中,未见产生显著性增加引诱效果;相同字母代表差异不显著(P>0.05);
其中,诱剂标样为Z3,Z13-18:OH;对照为在橡胶盖中滴加0.5mL正己烷;
图4附图为本发明性诱芯中的诱集化合物释放拟合值,表明其释放较为稳定;
图5附图为本发明板栗兴透翅蛾随季节变化的种群动态。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
二十五烷、二十六烷和二十七烷购于Sigma-Aldrich公司。其他化学品均购自Pherobank公司(Wageninggen,荷兰),化合物的纯度>99%。
实施例1
(1)虫源采集
5月中旬,从板栗枝干上采集板栗兴透翅蛾蛹,带回室内饲养,饲养环境为16L:8D,成虫羽化后,采用5%蔗糖水喂养。雌成虫末端具有小毛束,雄虫腹面具纤毛,雌虫腹部6节,第2、4、6节背面后缘具黄色鳞环,中间的宽,雄虫腹部7节,均具3道黄色环,据此区分刚刚羽化的成虫。
(2)信息素提取
羽化后的1-2龄雌成虫,在光周期4小时阶段,雌虫处于召唤状态,轻压尾部,露出产卵器,用眼科镊子迅速摘取产卵器,至于10μL的正己烷(色谱纯)溶液中(溶液中含有10ng的十三烷基乙酸酯作为内标),在室温下浸提10分钟,然后至于-20℃冰箱中保存,获得性腺提取物。
(3)二甲基二硫化衍生反应
标准化合物((E,E)-3,13-octadecadienyl acetate、(E,Z)-3,13-octadecadienyl acetate、(Z,E)-3,13-octadecadienyl acetate、(Z,Z)-3,13-octadecadienyl acetate、(E,E)-3,13-octadecadien-1-ol、(E,Z)-3,13-octadecadien-1-ol、(Z,E)-3,13-octadecadien-1-ol、(Z,Z)-3,13-octadecadien-1-ol)和性腺提取物采用二甲基二硫化物(DMDS)衍生反应,大约50μL DMDS和5μL的碘溶液(60mg/1mL碘的乙醚溶液)加入到10μL性腺提取物中,相当于10个雌蛾当量,保持在60℃的水浴锅中48小时,然后加入50μL的5%硫代硫酸钠,有机溶液层转移到干净的锥形瓶中,用氮气浓缩到10μL,获得衍生反应后的性腺提取物,用于气质联用分析。相同的处理程序用于处理标准化合物,标准化合物用正己烷溶解,浓度为1μg/μL。
(4)化学分析
衍生反应后的性腺提取物在安捷伦7890B-5977联用仪上进行检测,条件如下:样品在DB-Wax和DB-23色谱柱子上进行检测(30m×0.25mm ID×0.25μm),注射器和检测器的温度是250℃,以氦气作为载气。载气流速为1ml/min,气相色谱程序升温条件如下:80℃保持1min,然后以10℃/min升到220℃,保持10min,电离电压为70eV,离子源温度为230℃,性腺提取物中的组分(组分1、组分2、组分3)初步采用质谱库中的图谱和测定物图谱比对的方式进行分析。标准化合物与测定物进行比较,每一种组分通过气相色谱峰面积与内标十三烷基乙酸酯比值,进行计算。二甲基二硫化物在DB-1(非极性)色谱柱(30mm×0.25mm×0.25μm)上进行分析,条件为程序升温100-300℃,每分钟升温10℃,气相色谱条件同上。混合样品中加入二十五烷、二十六烷和二十七烷1μg/μL混合样品,用于定位未知和已知样品保留指数。
气质联用测试分析结果见表1。
表1几种可能的性信息素组分及其标准化合物保留指数
化合物 DB-Wax DB-23
性腺提取物组分1 2660 2683
性腺提取物组分2 2574 2639
性腺提取物组分3 2633 2648
(E,E)-3,13-octadecadienylacetate 2563 2606
(E,Z)-3,13-octadecadienylacetate 2569 2626
(Z,E)-3,13-octadecadienylacetate 2567 2618
(Z,Z)-3,13-octadecadienylacetate 2574 2639
(Z,Z)-3,13-octadecadien-1-ol 2660 2683
(E,Z)-3,13-octadecadien-1-ol 2633 2648
(E,E)-3,13-octadecadien-1-ol 2626 2627
(Z,E)-3,13-octadecadien-1-ol 2652 2661
采用气象色谱质谱联用设备,检测到3种主要化合物(对应组分1-3),三个未知物质中,组分1:色谱峰1(RT=23.85mins)分子离子m/z 266,特征碎片离子为m/z 248、222、194,表明这是一个18个碳的醇,二甲基二硫化物衍生反应物的分子质核比为454(266+2MeSSMe),特征离子为301、289、117(C5H10SMe)和105(C3H5OHSMe),表明18碳的醇存在3位和13位的双键,该物质在两根色谱柱上的位置和标准化合物Z3,Z13-18:OH在两根柱子上的保留指数一致。组分2:色谱峰2(RT=21.93mins)的特征离子分别为308(M+)、248(M-60)、219和61,其中m/z 61是乙酸根的特征峰,表明是18个碳的酯类,加成化合物分子离子是m/z496(308+2MeSSMe)、特征离子为m/z 331、301、147(CH3COOC3H5SMe)、117(C5H10SMe),表明18个碳的乙酸酯的双键位置分别在3和13碳键处,该物质在两根色谱柱上的位置和标准化合物Z3,Z13-18:OAc在两根柱子上的保留指数一致。组分3:色谱峰3(RT=23.26mins)和色谱峰1(RT=23.85mins)出峰时间很接近,但是这个峰较小,无法进行加成反应,其在两根色谱柱上的保留指数和E3,Z13-18:OH一致,这是我们判断其结构的依据。通过比对色谱峰面积,在浸提的性腺中,这三种化合物Z3,Z13-18:OH、Z3,Z13-18:OAc和E3,Z13-18:OH比例是100:30:22。
(5)野外测定
将1mg标准化合物(E3,Z13-18:OAc、E2,Z13-18:OAc、Z2,Z13-18:OAc、E2,Z13-18:OH和Z2,Z12-18:OH)用0.5ml正己烷溶解,将橡胶盖(诱芯)浸在标准化合物中,将放有橡胶盖(诱芯)的诱捕器挂在树干上方离地面1.5米处,野外测试采用随机区组的方式,三个重复。诱捕器间隔至少20米,每日调查诱到的蛾子数量,并且清理胶面。调查分三项内容:①调查化合物Z3,Z13-18:OH、Z3,Z13-18:OAc以及E3,Z13-18:OH对板栗兴透翅蛾的引诱效果;②调查6种可能的化合物E3,Z13-18:OAc、E2,Z13-18:OAc、Z2,Z13-18:OAc、E2,Z13-18:OH、Z2,Z12-18:OH和Z3,Z13-18:OH对主要化合物的引诱效果的增效和抑制效果;③比较不同剂量主要化合物的吸引能力。采用单因素方差分析,引诱数据进行对数转换,采用Tukey检验法(α=0.05)。
图1和图2显示,单一组分的Z3,Z13-18:OH诱捕器能诱到雄虫,而Z3,Z13-18:OAc以及E3,Z13-18:OH诱捕器没有诱到成虫;当将Z3,Z13-18:OH和Z3,Z13-18:OAc以及E3,Z13-18:OH分别按照比例进行混配时,未发现增效作用。三者按一定比例混合,也未发现增效作用。添加3%的E3,Z13-18:OAc、E2,Z13-18:OAc、Z2,Z13-18:OAc、E2,Z13-18:OH、Z2,Z12-18:OH、Z3,Z13-18:OH到1mg Z3,Z13-18:OH中,也未发现增效作用,见图3。在迁西县汉儿庄乡尖山峪村的试验表明,单一的Z3,Z13-18:OH诱集到透翅蛾主要为板栗兴透翅蛾(127雄虫中,仅有9个是其他透翅蛾,比例仅占7%),因此,单一成份的引诱剂,可以作为板栗兴透翅蛾的引诱剂,在生产中应用。
(6)引诱剂缓释效果评估
比较6周、8周、12周诱芯保留量,判定是否均匀释放。每个诱芯加入的Z3,Z13-18:OH量为1mg。采用的橡胶盖购于中捷四方股份有限公司,材质为多孔硅胶。
不同时间间隔期诱芯中活性物质残留量结果见表2。
表2不同时间间隔期诱芯中活性物质残留量
主要组分残留量(mg) 时间间隔(周)
0.87±5.5 6
0.79±7.9 8
0.72±3.8 12
以主要组分残留量为因变量,以时间间隔为自变量,构建回归方程,见图4。计算相关系数为0.948,回归方程为F=18.473251>Fs=0.1455291,显示出非常好的拟合性。表明采用橡胶盖作为散发器,活性物质能够稳定散发,以保持监测数据的稳定性。
(7)利用性诱剂开展种群动态监测
利用性诱捕器(1mg Z3,Z13-18:OH用0.5ml正己烷溶解,浸橡胶盖)监测板栗兴透翅蛾种群动态,10个诱捕器放置在迁西县汉儿庄乡尖山峪村板栗园,间隔为20米,时间为2015年5月1日至2015年9月11日,时间跨度为5个月,每周调查一次诱集数量,结果见图5。每次调查时更换三角形诱捕器底部的胶纸,防止长时间尘土和飞虫太多,影响胶粘效果。
从图5可以看到两个清晰的成虫羽化高峰期。这一结果与刘慧英通过野外采集板栗兴透翅蛾的蛹,室内进行人工饲养,观察期羽化动态,获得的结果较为一致。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.Z3,Z13-18:OH作为性诱剂在防治板栗兴透翅蛾中的应用。
2.Z3,Z13-18:OH在监测板栗兴透翅蛾种群动态中的应用。
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