CN113331184A

CN113331184A - 菜豆挥发物在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用

Info

Publication number: CN113331184A
Application number: CN202110443549.8A
Authority: CN
Inventors: 金奕轩; 钟燕妮; 黄旭; 高振圳; 万贵钧; 陈法军
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2021-09-03

Abstract

本发明公开了菜豆挥发物在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用，所述的菜豆挥发物为2,6‑二叔丁基对甲苯酚。2,6‑二叔丁基对甲苯酚在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用。一种能够趋避入侵害虫西花蓟马的趋避剂，该趋避剂的有效成分为2,6‑二叔丁基对甲苯酚。本发明提供的能够作为入侵害虫西花蓟马趋避剂来源的物质能够在市场上买到、且能够在西花蓟马寄主植物菜豆的挥发物中提取到，2,6‑二叔丁基对甲苯酚能够用于生产西花蓟马趋避剂，或者通过直接种植一定面积的菜豆用于趋避西花蓟马；采用植物源趋避剂趋避西花蓟马时，具有无污染、效率高且性能稳定的特点，适用于当前的有机蔬菜和无公害蔬菜生产，且便于运输。

Description

菜豆挥发物在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用

技术领域

本发明属于害虫绿色防控技术领域，具体涉及现有物质应用在趋避入侵害虫西花蓟马方面，以研发相应防治西花蓟马的制剂。

背景技术

西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)，隶属缨翅目蓟马科花蓟马属，又称苜蓿蓟马，是一种世界性检疫害虫，也是我国重点管理的第一批外来入侵昆虫。该虫起源于美国和加拿大西部地区，现已传播至欧洲、亚洲、非洲、大洋洲、中美和南美洲等国家和地区。西花蓟马寄主植物的范围十分广泛，多达66科500余种，包括多种重要的经济作物、蔬菜、花卉、农作物和果树，如烟草、马铃薯、茄子、辣椒、番茄、南瓜、菊花、棉花等；其中，在花卉和蔬菜上发生和为害尤其严重。西花蓟马不仅直接取食为害植物，还可传播多种病毒，如番茄斑萎病毒、菊花坏死茎病毒、凤仙花坏死病毒、花生环斑病毒及番茄褪绿病毒等。由于其个体小、易隐藏、繁殖快、寄主植物广等特点，西花蓟马的防治有很大的难度。

目前，西花蓟马高度依赖化学杀虫剂进行防治，导致害虫耐药性和环境污染等问题。随着生态文明建设的推进，绿色农业及其产品备受推崇，绿色防控技术也在全国范围内得到推广。挥发物作为植物本身的次生代谢物，是昆虫和植物之间重要的信息交流媒介，植物挥发物对昆虫的吸引和驱避效应是昆虫和寄主植物长期相互作用且协同进化产生的，所以用植物挥发物防控昆虫不容易产生抗性。利用植物挥发物对昆虫的吸引和驱避效应可以制成害虫驱避剂用于田间降低害虫的危害，还可以生产天敌昆虫的引诱剂对害虫进行生物防治。利用植物挥发物来控制虫害，在防治害虫的同时对生态环境影响不大，可以达到经济、社会和生态效益的统一，符合害虫可持续控制的目标。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供能够作为入侵害虫西花蓟马趋避剂来源的植物以及具体物质。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

菜豆挥发物在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用，其特征在于：所述的菜豆挥发物为2,6-二叔丁基对甲苯酚。

2,6-二叔丁基对甲苯酚在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用。

所述的2,6-二叔丁基对甲苯酚能够趋避刚羽化的西花蓟马成虫。

一种能够趋避入侵害虫西花蓟马的趋避剂，其特征在于：该趋避剂的有效成分为2,6-二叔丁基对甲苯酚。

所述的趋避剂为植物源趋避剂。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明提供的能够作为入侵害虫西花蓟马趋避剂来源的物质能够在市场上买到、且能够在西花蓟马寄主植物菜豆的挥发物中提取到，菜豆的挥发物中提取到的植物源类活性物质2,6-二叔丁基对甲苯酚能够用于生产西花蓟马趋避剂，或者通过直接种植一定面积的菜豆用于趋避西花蓟马。

本发明提供的菜豆挥发物用于趋避西花蓟马时，具有无污染、效率高且性能稳定的特点，适用于当前的有机蔬菜和无公害蔬菜生产，且便于运输。

附图说明

附图1为本发明所采用的植物挥发物动态顶空收集装置的结构示意图；

附图2为西花蓟马对来自于寄主植物菜豆的六种低浓度植物挥发物的行为反应图；

附图3为西花蓟马对来自于寄主植物菜豆的六种中浓度植物挥发物的行为反应图；

附图4为西花蓟马对来自于寄主植物菜豆的六种高浓度植物挥发物的行为反应图。

其中：1—空气泵；2—流量计；3—超纯水洗气瓶；4—活性炭干燥塔；5—吸附容器；6—吸附管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

一、采用植物挥发物动态顶空收集装置收集菜豆挥发性物质

植物挥发物动态顶空收集装置如图1所示。该装置由空气泵1、流量计2、超纯水洗气瓶3、活性炭干燥塔4、吸附容器(玻璃缸)5、吸附管6组成，玻璃缸5由上、下两部分构成，内径为20cm、高60cm，在玻璃缸5的下半部分的底部连接吸附管6，吸附管6放入内径为0.1cm、分为进气口和出气口。

挑选5株寄主植物菜豆放在2000ml烧杯中，加超纯水直至没过植株地下部分，然后把烧杯放进玻璃缸中。在已灭菌30min的超净工作台中装填吸附管6，填装完毕后连接植物挥发物动态顶空收集装置并连接电源，调节流速300ml/min，吸附时间10～12h。

将收集完毕的吸附管6用正己烷淋洗，吸附管6的出气口端接透明螺纹口样品瓶。当正己烷全部流入样品瓶后，再次吸取正己烷2～3ml打进吸附管6，静置10min，用高纯氮气将吸附管6中遗留的正己烷吹进样品瓶。

将高纯氮气连接巴斯德管使氮气缓慢吹到样品上，浓缩至400～500ml；然后置于-20℃中保存，用于后续GC-MS测定。

二、挥发性物质的分离与鉴定

仪器：气相色谱—质谱联用仪(GC-MS，320-MS，布鲁克道尔顿质谱公司，美国)。

色谱条件：HP-5安捷伦毛细管柱(30cm×0.25mm×0.25mm)，进样口温度：250℃，采用He作为载气，载气流速1.2ml/min，不分流进样。

质谱条件：离子源为EI70eV，250℃，电压为350V，接口温度为280℃，扫描电压范围为50-550m/Z。升温程序：起始温度为40℃，3℃/min升至80℃，在以5℃/min升温至260℃保持5min。每次进样1μl。

GC-MS结果显示,从菜豆中分离鉴定的挥发物一共有30种，分别属于芳香烃、醚类、烷烃、环烷烃、醇类、烯烃、芳香族衍生物、酚类、酮类和酯类等十类植物挥发物，分类表如表1所示。

以未损伤植株为对照(CK)，生长在对照和倍增CO₂浓度下的四季豆(P.vulgaris)机械损伤(MD)和虫害处理(TI)后30种挥发性有机化合物(VOCs)的组成百分比变化受CO₂浓度水平，伤口类型及其相互作用的双因子方差分析(F/P values)如表2所示。

由表2可知，其中乙基苯、间二甲苯、1-甲基-3-丙基苯、1,3-二甲基-4-乙基苯、间异丙基甲苯、1,2,3,4-四甲基苯、反式角鲨烯、2,6-二叔丁基对甲酚邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯等9种化合物含量受环境CO₂浓度水平、西花蓟马为害及二者交互作用的显著影响；鉴于1-甲基-3-丙基苯、1,3-二甲基-4-乙基苯、间异丙基甲苯、1,2,3,4-四甲基苯碳原子数相同，结构和化学性质相似，1,3-二甲基-4-乙基苯受CO₂浓度水平影响更大，因此选取1,3-二甲基-4-乙基苯代表1-甲基-3-丙基苯、1,3-二甲基-4-乙基苯、间异丙基甲苯和1,2,3,4-四甲基苯等四种植物挥发物为研究对象；即选定乙基苯、1,3-二甲基苯、1,3-二甲基-4-乙基苯、反式角鲨烯、2,6-二叔丁基对甲苯酚和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯等六种挥发性物质作为研究对象。

三、西花蓟马行为测定

(一)供试昆虫

西花蓟马为实验室饲养种群，在智能人工气候箱(RXZ-500C；宁波东南仪器厂；中国宁波)中继代饲养，将四季豆豆荚放入盛有西花蓟马的八角罐中进行饲养，以备试验使用。每两天更换一次四季豆豆荚并旋转八角罐以保证光照均匀。培养箱的参数设置：温度26±1℃，相对湿度70％，光周期L:D＝16h:8h。

(二)供试挥发物

乙基苯(Ethyl benzene)、1,3-二甲基苯(1,3-Dimethyl benzene)、1,3-二甲基-4-乙基苯(1,3-Dimethyl-4-ethyl benzene)、反式角鲨烯((E,E,E,E)-Squalene)、2,6-二叔丁基对甲苯酚(2,6-Ditert-butyl-4-methyl phenol)和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(Dioctyl phthalate)等标准品均购于北京谱析科技有限公司，1,3-二甲基-4-乙基苯纯度≥95％，其他化合物纯度均≥99.5％。

(三)诱芯和空白芯的制备

用正己烷(N-hexana)(分析纯，寿得生物科技有限公司，江苏南京)作为稀释待测物质的溶剂，在面积相同的滤纸(r＝1cm)上分别滴加0.1ml的待测液(如：40.71μl的间二甲苯+57.29μl的正己烷构成的浓度为40.71％的待测液)和正己烷，制成待测物的诱芯和空白芯，放入四壁嗅觉仪(PSM4-150；南京普森仪器设备有限公司；江苏南京)两端的梨形瓶中，用于行为测定。四季豆特异性挥发物组分的实验浓度见表3。

表3供试6种来自于寄主植物菜豆的植物挥发物及其体积比浓度设置(V/V％)

(四)实验方法

四壁嗅觉仪(PSM4-150；南京普森仪器设备有限公司；江苏南京)是由四臂主板、梨形瓶、干燥塔、洗气瓶、流量计和空气泵组成，所用的四壁嗅觉仪主板对角线长35cm，宽29cm，高4.3cm，两臂夹角90°。试验时，在四壁嗅觉仪正上方放置一盏8W的日光灯。在不放入味源化合物的前提下放30头西花蓟马到四壁嗅觉仪中进行仪器的可信性检测，在3次重复试验中，西花蓟马进入4块区域的数量无显著差异，因此用于试验。打开空气泵连接电源，调整装置的连接处，检查是否漏气，待四个洗气瓶中均有气泡冒出，证明装置气密性良好；接通电源，调节流量计流速，使通过四个臂的气体的流速相同，均为100ml/min，打开放置在四臂主板正上方的日光灯，使光照均匀的照在四壁嗅觉仪上；将味源化合物置于味源瓶中，然后通气5min；挑选刚羽化的西花蓟马成虫30头，经过8h的饥饿处理后接入四壁嗅觉仪的吸气端口，在20min内，西花蓟马进入某一臂的臂尾(以臂末端为圆心，5cm为半径的虚线区域内)或者通过臂尾进入梨形瓶中，则认定西花蓟马对这一臂的气味有趋向性，若20min内西花蓟马没有进入上述四个区域，则认定蓟马不选择。试验时每次测试经饥饿处理的西花蓟马30头，每个处理重复3次；为了避免光照、气流、四壁嗅觉仪每臂位置效应等对蓟马进行选择造成的影响，每个处理试验后更换同一处理味源的位置。

(五)实验结果

通过四壁嗅觉仪研究西花蓟马对来自于寄主植物菜豆的六种植物挥发物(乙基苯、间二甲苯、1,3-二甲基-4-乙基苯、反式角鲨烯、2,6-二叔丁基对甲苯酚、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯)的行为反应如见图2-4所示，该结果通过独立方差t检验，*表示处理和对照之间的显著差异(P＜0.05)，根据行为测定试验，选择中浓度和高浓度的2,6-二叔丁基对甲苯酚的西花蓟马数量显著显著低于空白对照。可见，2,6-二叔丁基对甲苯酚对西花蓟马具有较好的趋避效果，生产中可用作植物源趋避剂以防治西花蓟马。

在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims

1.菜豆挥发物在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用，其特征在于：所述的菜豆挥发物为2,6-二叔丁基对甲苯酚。

2.根据权利要求1所述的菜豆挥发物在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用，其特征在于：所述的2,6-二叔丁基对甲苯酚能够趋避刚羽化的西花蓟马成虫。

3.2,6-二叔丁基对甲苯酚在趋避入侵害虫西花蓟马中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述的2,6-二叔丁基对甲苯酚能够趋避刚羽化的西花蓟马成虫。

5.一种能够趋避入侵害虫西花蓟马的趋避剂，其特征在于：该趋避剂的有效成分为2,6-二叔丁基对甲苯酚。

6.根据权利要求5所述的能够趋避入侵害虫西花蓟马的趋避剂，其特征在于：所述的趋避剂为植物源趋避剂。