CN114145295A - 白眉野草螟性信息素及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了白眉野草螟性信息素及其应用。本发明的白眉野草螟性信息素包括顺‑9‑十六碳烯醇乙酸酯和/或顺‑9,顺‑12,顺‑15‑十八碳三烯醛。所述顺‑9‑十六碳烯醇乙酸酯和顺‑9,顺‑12,顺‑15‑十八碳三烯醛的质量比为1：(15～20)。白眉野草螟性信息素组合物可用于制备白眉野草螟引诱剂，白眉野草螟引诱剂可用于引诱白眉野草螟，对其进行有效防治。本发明通过对白眉野草螟性信息素的鉴定，以特定比例的复配，得到的白眉野草螟性信息素组合物对白眉野草螟雄虫具有极强的引诱力，可有效诱捕白眉野草螟，减少化学农药的使用，对白眉野草螟综合治理具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及昆虫性信息素技术领域，具体涉及白眉野草螟性信息素及其应用。
背景技术
白眉野草螟Agriphila aeneociliella(Eversmann)属鳞翅目Lepidoptera螟蛾总科Pyraloidae草螟科Crambidae野草螟属Agriphila，是我国小麦的新发害虫。在中国于2010年首次在山东莱州局部爆发为害，目前主要分布于我国秦岭淮河线以北的小麦产区。白眉野草螟主要危害禾本科作物，其幼虫昼伏夜出，咬食小麦根茎基部及叶片，对早春小麦为害尤为严重。该害虫对环境胁迫适应性极强，其幼虫在寒冷的冬季仍能在田间持续取食生长，直接危害寄主幼苗。白眉野草螟的爆发蔓延对我国小麦的安全生产构成了一定的威胁。目前防控白眉野草螟主要依赖化学农药防治，虽取得了一定的防治效果，但易产生农药残留、环境污染和抗药性等问题。
昆虫性信息素是由同种昆虫的某一性别个体的特殊分泌器官分泌于体外，能被同种异性个体的感受器所接受，并引起异性个体产生一定的行为反应或生理效应(如觅偶、定向求偶、交配等)的微量化学物质。一种昆虫的性信息素被鉴定后，有多种应用方式，第一种方式是虫情监测，性信息素诱捕器内是否有目标昆虫可准确反映相应区域范围内是否存在目标昆虫以及成虫孵化情况。利用性信息素进行虫情监测从而为化学施药提供指导，如确定防治阈值、确定防治时机等。第二种应用方式是交配迷向，就是通过人为释放性信息素制造性信息素味源，使得昆虫在求偶通讯中获得错误信号，从而延迟、减少或者阻止昆虫顺利找到异性完成交配。第三种应用方式是大量诱杀法，就是通过性诱剂大量吸引一种性别或雌雄两种性别昆虫，再结合大容量的诱捕器或化学农药将被引诱的昆虫消灭。如果能够确定白眉野草螟的性信息素，并利用白眉野草螟的性信息素实现对白眉野草螟的防治，可以有效解决白眉野草螟对化学农药防治的依赖，减少农药污染。目前国内外对于白眉野草螟性信息素的研究还未见报道，且应用昆虫信息素进行农林害虫防治具有专一性强、高效性和环保性等优点，因此鉴定白眉野草螟的信息素成分对于其综合治理具有重要意义。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供白眉野草螟性信息素及其应用。本发明通过对白眉野草螟性信息素的鉴定，以特定比例的复配，得到的白眉野草螟性信息素组合物对白眉野草螟雄虫具有极强的引诱力，可有效诱捕白眉野草螟，减少化学农药的使用，对白眉野草螟综合治理具有重要意义。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和/或顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛在作为白眉野草螟性信息素中的用途。
本发明的第二方面，提供一种白眉野草螟性信息素组合物，包括顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛的质量比为1：(15～20)。
优选的，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛的质量比为1：16.04。
本发明的第三方面，提供白眉野草螟性信息素组合物在制备白眉野草螟引诱剂中的应用。
本发明的第四方面，提供一种白眉野草螟引诱剂，以顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛为有效成分，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛的质量比为1：(15～20)。
优选的，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛均以溶液的形式存在，顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液的浓度为0.01μg/μL，顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液的浓度为(0.15～0.2)μg/μL。
优选的，所述顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液的浓度为0.1604μg/μL。
优选的，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液的溶剂均为正己烷。
本发明的第五方面，提供白眉野草螟引诱剂在引诱白眉野草螟中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明将传统化学生态学与分子对接结合，鉴定筛选白眉野草螟性信息素。通过电生理试验与化学分析结合，筛选能引起雄性生理活性的化学组分，进一步通过行为测定确定候选信息素，进一步使用分子对接的手段精准确定白眉野草螟性信息素成分。
(2)本发明通过对白眉野草螟性信息素的鉴定，以特定比例的复配，得到的白眉野草螟性信息素组合物对白眉野草螟雄虫具有极强的引诱力，可有效诱捕白眉野草螟，减少化学农药的使用，对白眉野草螟综合治理具有重要意义。
附图说明
图1为白眉野草螟雄性触角对雌性释放物质的气相色谱-触角电位分析GC-EAD图谱；
图2为白眉野草螟雄性对不同浓度的顺-9-十六碳烯醇乙酸酯((Z)-9-Hexadecenyl acetate)(b)和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛((Z,Z,Z)-9,12,15-Octadecatrienal)(a)的Y-型管嗅觉选择；
图3为AaenPBP1与AtraPBP1的序列比对。α-螺旋用绿色数字表示。4inw.1.A为模板序列AtraPBP1。
图4为白眉野草螟信息素结合蛋白AaenPBP1与顺-9-十六碳烯醇乙酸酯((Z)-9-Hexadecenyl acetate)(a)和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛((Z,Z,Z)-9,12,15-Octadecatrienal)(b)的2D和3D结合作用。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的，化学农药防治白眉野草螟易产生农药残留、环境污染和抗药性等问题。基于此，本发明的目的是提供白眉野草螟性信息素及其应用。本发明通过将白眉野草螟性信息素进行复配，得到的白眉野草螟性信息素组合物对白眉野草螟雄虫具有极强的引诱力，可有效诱捕白眉野草螟。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
说明：本发明中所用顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛的生产厂家均为T&W Group(遐瑞医药)。
实施例1：白眉野草螟雌性信息素的鉴定
1.1白眉野草螟雌性信息素的收集
使用特氟龙管依次连接气泵—活性炭过滤器—流量计—加湿瓶—收集瓶—吸附管。收集瓶中引入两只新羽化的雌性白眉野草螟成虫，吸附管中装有20mg 50-80目PorapakQ。启动气泵，每组雌蛾吸附收集3天，重复6组。使用色谱纯正己烷洗脱吸附剂。将洗脱液保存于液体进样瓶中。
1.2气相色谱与触角电位联用分析活性物质
测试羽化1-2d的雄性对腺体粗提物的触角电位反应。将雄性触角沿基部切离，切除触角末端，使用导电胶将离体的触角粘连至电极叉两端。进样口气流以1:1比率分流至FID和EAD。
1.3气相色谱与质谱联用分析活性成分结构
GC-MS进样口温度250℃，柱箱升温程序为：50℃保持1min，每分钟上升5℃到200℃保持1min，然后每分钟上升10℃至300℃，保持1min。所得结果与NIST14数据库进行比对，并通过标准品进样确认。
1.4Y-型管嗅觉测定
Y-型管的主臂长14cm，两分臂分别为12cm，夹角75°，内径为2.4cm。将活性物质纯品使用色谱纯正己烷分别稀释至0.001，0.01，0.1，1μg/μL，以正己烷作为对照，10μL待测物与正己烷分别滴加于0.5cm×2.0cm滤纸上，并将其放于气味瓶中。Y-型管装置连接顺序为：气泵-活性炭-分流器-流量计-气味瓶-Y型管。两分臂流量均为0.5L/min。将羽化1-2d的雄蛾从主臂释放，观察其选择轨迹，每只雄蛾观察5min，每组处理直至20只雄蛾均做出选择方可结束。
1.5白眉野草螟信息素分子与信息素结合蛋白AaenPBP1的分子对接
通过同源建模，以AtraPBP1为模板得到白眉野草螟信息素结合蛋白的3D模型，分子对接所使用软件为SYBYL-X 2.1.1，通过软件total score打分检测分子对接的精准性，得分为7以上时确认所鉴定的信息素为白眉野草螟信息素成分。使用软件LigPliot+v.2.2和PyMOL 2.2.0进行分子对接可视化。
2结果与分析
2.1利用GC-EAD、GC-MS以及行为测定鉴定筛选白眉野草螟性信息素
如图1所示，通过气相色谱-触角电位联用(GC-EAD)图谱分析，在腺体粗提物中具有能够引起白眉野草螟雄性触角产生显著电生理反应的成分。GC-MS鉴定分析成分I为顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛((Z,Z,Z)-9,12,15-Octadecatrienal)，成分Ⅱ为顺-9-十六碳烯醇乙酸酯((Z)-9-Hexadecenyl acetate)，这两种成分能引起明显的触角电生理反应，为白眉野草螟雌性释放的活性成分。在Y-型管嗅觉行为测定试验中，浓度为0.001，0.01和0.1μg/μL的顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛和顺-9-十六碳烯醇乙酸酯均对雄性产生吸引作用，如图2。由此初步判断顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛和顺-9-十六碳烯醇乙酸酯为白眉野草螟雌性释放的性信息素。
2.2利用分子对接精准确认白眉野草螟性信息素成分
由图3所示，以AtraPBP1为模板同源建模得到白眉野草螟信息素结合蛋白AaenPBP1的3D模型。通过软件SYBYL-X 2.1.1分子对接后，AaenPBP1与顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛((Z,Z,Z)-9,12,15-Octadecatrienal)和顺-9-十六碳烯醇乙酸酯((Z)-9-Hexadecenyl acetate)的总得分分别为9.7798和10.9741，图4显示AaenPBP1与该两种成分对接效果较好。验证了顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛((Z,Z,Z)-9,12,15-Octadecatrienal)和顺-9-十六碳烯醇乙酸酯((Z)-9-Hexadecenyl acetate)为白眉野草螟的性信息素。
实施例2
白眉野草螟引诱剂：以色谱纯正己烷为溶剂分别配制浓度为0.01μg/μL顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液和浓度为0.1604μg/μL的顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液，将顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液混合，得到白眉野草螟引诱剂。
实施例3
白眉野草螟引诱剂：以色谱纯正己烷为溶剂分别配置浓度为0.01μg/μL顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液和浓度为0.20μg/μL的顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液，将顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液混合，得到白眉野草螟引诱剂。
对比例1
白眉野草螟引诱剂：以色谱纯正己烷为溶剂配置浓度为0.01μg/μL顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液，得到白眉野草螟引诱剂。
对比例2
白眉野草螟引诱剂：以色谱纯正己烷为溶剂配置浓度为0.1μg/μL顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液。得到白眉野草螟引诱剂。
对比例3
白眉野草螟引诱剂：以色谱纯正己烷为溶剂配置浓度为0.01μg/μL的顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液，得到白眉野草螟引诱剂。
对比例4
白眉野草螟引诱剂：以色谱纯正己烷为溶剂配置浓度为0.1604μg/μL的顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液，得到白眉野草螟引诱剂。
对比例5
白眉野草螟引诱剂：以色谱纯正己烷为溶剂分别配置浓度为0.01μg/μL顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液和浓度为0.10μg/μL的顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液，将顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液混合，得到白眉野草螟引诱剂。
试验例1
分别将实施例2～3和对比例1～5得到的引诱剂装入聚氯乙烯毛细管中，将诱芯装入诱捕器中，并以正己烷作为空白对照装入聚氯乙烯毛细管中再装入诱捕器中。2019年10月选择青岛市即墨区白眉野草螟发生严重的玉米-小麦轮作区，此时玉米已经收获，小麦刚刚播种，面积在30亩以上，将田间的16亩划分为成8组，每组2亩，每组之间间隔1.5m，1～3组分别放置正己烷(空白对照)、含有实施例2、3引诱剂的三个诱捕器，4～8组分别放置含有对比例1～5引诱剂的三个诱捕器，即每组放置三个诱捕器，每组三个诱捕器为本组的重复实验。诱捕器进虫口距离地面1.5m，诱捕器之间的间距为20m，诱捕时间为15d；15d的总诱捕数量为累积每组三个诱捕器诱捕到白眉野草螟雄性成虫的平均数量，所得结果见表1。
表1
注：每个处理的诱捕数量为每组三个诱捕器累积诱捕数量的平均值(四舍五入取整数)；平均数量为诱捕15天的平均数量。
由表1可知，实施例2制备的诱捕剂的诱捕效果最优，远高于对比例1～5制备的诱捕剂。在实际应用中也取得了很好的效果，特别适合应用于北方的玉米-小麦轮作区，玉米收获后，白眉野草螟逐渐开始羽化，雄性成虫和雌性成虫大量交配繁殖，白眉野草螟的幼虫会严重影响小麦的生长。
通过本试验发现，2020年4月采用实施例2制备的引诱剂的区域，其白眉野草螟幼虫数量与空白对照区域的白眉野草螟幼虫数量相比，下降了60％以上，说明本发明的诱捕剂可有效诱捕白眉野草螟，对白眉野草螟综合治理具有重要意义。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和/或顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛在作为白眉野草螟性信息素中的用途。
2.一种白眉野草螟性信息素组合物，其特征在于，包括权利要求1所述的顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛的质量比为1：(15～20)。
3.根据权利要求2所述的白眉野草螟性信息素组合物，其特征在于，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛的质量比为1：16.04。
4.权利要求2或3所述的白眉野草螟性信息素组合物在制备白眉野草螟引诱剂中的应用。
5.一种白眉野草螟引诱剂，其特征在于，以权利要求1所述的顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛为有效成分，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛的质量比为1：(15～20)。
6.根据权利要求5所述的白眉野草螟引诱剂，其特征在于，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛均以溶液的形式存在，顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液的浓度为0.01μg/μL，顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液的浓度为(0.15～0.2)μg/μL。
7.根据权利要求6所述的白眉野草螟引诱剂，其特征在于，所述顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液的浓度为0.1604μg/μL。
8.根据权利要求7所述的白眉野草螟引诱剂，其特征在于，所述顺-9-十六碳烯醇乙酸酯溶液和顺-9,顺-12,顺-15-十八碳三烯醛溶液的溶剂均为正己烷。
9.权利要求5～8任一项所述的白眉野草螟引诱剂在引诱白眉野草螟中的应用。
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