CN1170337A - 防治有害昆虫的组合物和方法 - Google Patents
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Abstract
嘌呤,黄嘌呤氧化酶抑制剂和/或二氢叶酸还原酶抑制剂的组合物,使用上述组合物控制借助嘌呤代谢途径进行其含氮废物利用、贮藏、或排泄的有害昆虫生长的方法。
Description
1.发明背景
本发明涉及利用在废物利用、贮藏或排泄它们的含氮废弃物中的嘌呤代谢途径调节有害昆虫生长。本发明包括与有害昆虫接触包含控制生长的量的组合物的抑制，上述组合物中包含嘌呤、嘌呤代谢酶抑制剂和上述途径中调节产生特定的辅助因子的酶抑制剂。
2.背景技术的说明
尽管最近开发了有很大前途的作为化学消毒剂，外激素和以生态为基础的防治战略的先进的昆虫防治技术，应用化学杀虫剂仍发挥主要作用。可是随着公众环境意识的提高，更严格的政府条例，以及昆虫对常规方式产生抗性使得农药工业中开始选择上述常规化学杀虫剂的更安全的替代品。
有人曾尝试鉴别和评价昆虫生长抑制剂的有效性。可是，若想满足增加昆虫防治药剂的选择性和有效性的长期需要，需要获得以昆虫关键的营养和代谢途径为基础的昆虫防治剂的合理制剂。
发明概述
人们已经知道大多数昆虫在排泄它们的过量氮素时，以尿酸和尿酸的分解衍生物的方式排掉尿酸(Cochran(1975)，“昆虫的排泄”(Excretion in Insects)一文，刊登于《昆虫生物化学和机能》(InsectBiochemistry and Function)，171-281页)。尿酸的合成是通过图1中所示的嘌呤降解代谢途径进行，且尿酸或是排泄到体外，或是在某些情况下作为代谢贮藏物在昆虫体中。
蟑螂是具有贮藏-排泄尿酸基础性质的典型模型。例如，德国啡蠊在交配过程中雄啡蠊将尿酸的液体转移到雌啡蠊体中。结果，雌啡蠊用充足的尿酸使卵发育，在胚形成过程中需要尿酸(Mullins&Keil(1980)《自然》(Nature)283：567-569)。中断这种致命的高度依赖于上述尿酸的贮藏的循环对蟑螂种群的生长会造成很大的损害，(Engebretson&Mullins(1986)，《化合物生化生理》(Comp.Biochem.Physiol.838：93-97；suiter等人(1992)，《经济昆虫》(J.Econ.Entomol)85(1)：117-122)。在蟑螂脂肪体中，发生尿酸的从头合成，在滋养细胞中，通过嘌呤大量地补救途径发生尿酸的从头合成且尿酸贮藏在特定的尿细胞(urocyte)中再循环(Cochran(1985)昆虫年度综述(Ann.Rev.Eutomol.)30：29-49)。通过被与尿细胞邻近的细菌细胞(bacteriocyte)分隔的内共生细菌完成贮藏尿酸盐的尿酸分解消化(Wren&Cochran(1987)《化合物生化生理》(Comp.Biochem.physiol.)88B：1023-1026)。在这部分尿酸循环中内共生细菌应用黄嘌呤脱氢酶将尿酸还原成黄嘌呤，破坏上述系统中的任何部分，也会抑制种群生长。
昆虫生理中的另一个重要侧面是蜕皮周期，这发生在蜕皮之前，表皮上皮细胞增生并合成一个新的较大外骨骼之时(Chapman(1982)，《昆虫的结构和功能》(The Insects Structure and Function)Cambridge，MA：Harvard University Press；Hepburn(1985)，“外皮”(The Integument)刊于《昆虫生理基础》(Fundamentals ofInsect Physiology).Ed.M.S.Blum，139-183页，纽约：John Wiley&Sons，Inc.)。同时，许多内部组织开始生长，例如在蟑螂中，在最后的一次蜕皮形成性成熟成虫时，每个阶段内和外部繁殖器官发展发育达到顶峰(Chapman(1982)《昆虫结构和功能》(The Insect Structureand Function，Cambridge MA：Harvard University Press)在这种过程中，昆虫加大它们的代谢贮藏，以支持进行细胞的快速生长。
嘌呤代谢途径是上述各种过程的中心，且因此是昆虫稳态的中心。在已知的各种生化途径中，水解酶和其复合因子对嘌呤降解途径的功能是必需的。上述途径还作用于游离嘌呤碱在核苷酸和核酸生物合成中重复应用的补救途径(Lehninger(1970)《生物化学：细胞结构和功能的分子基础》，第二版，740-742页)。
在这种途径中包括的两种酶是黄嘌呤氧化酶和二氢叶酸还原酶(也称作四氢叶酸脱氢酶)，黄嘌呤氧化酶(E.C.1.2.3.2)，一种钼铁硫黄素酶，作用于嘌呤分解代谢的补救途径的后面，即在从鸟苷单磷酸和肌苷酸单磷酸变成黄嘌呤最终分解成尿酸时起作用。在上述途径中，黄嘌呤氧化酶催化二次黄嘌呤向黄嘌呤的转化和黄嘌呤向尿酸的转化(Coughlan(1980)《钼和含钼的酶》，纽约Pergamon出版)。同是该酶，作为黄嘌呤脱氢酶起作用，在蟑螂脂肪体内的共生细菌的尿酸分解途径中还原尿酸为黄嘌呤(Wrem&Cocjran(1987)化合物生化和生理，88B：1023-1026)。二氢叶酸还原酶催化四氢叶酸的合成，它是在尿酸和嘌呤合成途径中必需的辅助因子(Kucers&Bennett(1979)，“甲氧苄氨嘧啶和增效磺胺甲基异噁唑”刊登于《抗生素应用》(The Use.of Antibiotics)第三版，伦敦：William HeinemannMedical Books，Ltd.)。
对上述依赖于其嘌呤的再循环和排泄的上述昆虫系统的认识导致了本发明，本发明提供了干扰昆虫稳态和抑制昆虫种群生长的新的组合物和方法。因此，在一实施方案，上述组合物包含(1)一种嘌呤如鸟嘌呤(2-氨基-1，7-二氢-6H-嘌呤-6-酮)；次黄嘌呤(1，7-二氢-6H-嘌呤-6-酮)；或黄嘌呤(3，7-二氢-1H-嘌呤-2，6-二酮)，及其混合物，和(2)黄嘌呤氧化酶抑制剂优选下述之一6-未取代吡唑并[3，4-d]嘧啶基，如羟嘌呤醇(4，6-二羟吡唑并[3，4-d]嘧啶)；4-巯基-6-羟基吡唑并[3，4-d]嘧啶；4，6-二巯基吡唑并[3，4-d]嘧啶；4-氨基-6-羟基吡唑并[3，4-d]嘧啶；4-羟基-6-巯基[3，4-d]嘧啶；或别嘌呤醇(4-羟基吡唑并[3，4-d]嘧啶)，及其混合物。在另一实施方案中，上述组合物包含(1)一种嘌呤；(2)嘌呤氧化酶抑制剂；和(3)二氢叶酸还原酶抑制剂如甲氧苄氨嘧啶(2，4-二氨基-5-(3，4，5-三甲氧苄基)-嘧啶)；氨甲蝶呤(N-[4-[[(2，4-二氨基-6-蝶啶基)；甲基]甲基]氨基]苄氧基]-L-谷氨酸)，或甲胺嘧啶(pyrimethamine)(5-(4-氯苯基)-6-乙基-2，4-嘧啶二胺)及其混合物。
在用与具体的酶抑制剂组合的具体的嘌呤例示本发明的同时，应理解到的是根据本发明可以使用图1途径中的任何嘌呤和任何酶抑制剂。
而且，在用蟑螂例示本发明的同时，应理解到的是本发明的组合物和方法可用本调节系用嘌呤代谢途径进行废物利用、贮藏，或排泄其氮废弃物至体外的各种有害昆虫的生长。
本发明的另一实施方案包括一种包含调节昆虫生长有效量组合物的昆虫铒料或引诱制剂。
附图说明
图1表示了嘌呤分解代谢途径。
发明详述
本发明是基于发现有害昆虫，特别是蟑螂摄取包含生长控制量的一些新组合物的制剂可干扰其稳态并抑制某种群生长。
本发明组合物可以是制剂中的单独活性成分或者它们可以是与一或多种其它活性成分如其它常规杀虫剂的混合物。
可将本发明与“铒料”或“引诱剂”一起配制。从说明本发明的目的来讲，上述术语意为吸引有害昆虫和有害昆虫将要摄取的任何制剂。对本领域技术人员来讲上述组合物是公知的，且应理解到的是在本发明实际中可使用对本发明组合物成惰性的上述任何材料。
在使用中，本制剂可使用于有害昆虫，有害昆虫的生长地，和/或有害昆虫的栖居地。
除非另外具体指明，本发明中包括的下述实施例仅以例示本发明为目的，并不限制本发明。
实施例1-一般方法
取自试验室原种“VPI”品系的德国啡蠊(Blatella germanica L.)用来建立生活期的试验室群体。除非另外指明，每个昆虫种群的42只昆虫中包括各5个刚孵化的雄成虫和雌成虫，各8个在第五若虫期的雄和雌若虫，和8个在第五若虫期的雄和雌成虫。对每个试验处理，从相同的原种中仔细选择昆虫，并在处理前使每个品系适应环境24小时。
在装有纤维板平台的一加仑玻璃多层(battery)瓶中培养种群，用装有棉塞的小瓶连续供给清洁的自来水，在瓶的边缘涂上一薄层的凡士林，并用三层干酪包布紧紧覆盖，用弹性带系紧包布。这些设计是为了防止供试昆虫逃出，以及被其它昆虫污染。
每个试验包括“对照”种群，对照中的食物是未处理的，还包括“试验”种群，其中的食物与供试组合物混合以形成一定的重量百分比浓度(w/w)。除非另外指明，食物是Agway实验室鼠食(Rat Chow)，并通过研磨食物颗粒成细粉末而制备食物，对供试种群，采用研钵和杵将与混合的供试化合物进行研磨，并将其与食物混合。将处理或未处理过的食物在不锈钢金属片上事先称重，并把不锈钢金属片放入玻璃杯中，以防止泄露，在试验中每周称重金属片并在需要时加添食物。
在开始的连续几天内，将重复的种群与全部的种群放置在条件相同的原实验室中，环境温度(25℃)，湿度与饲养中相同。“空白种群”对照，是为了监测除设有昆虫放入的对照种群中，由于环境湿度的改变，食物湿度的减少或增加。任何上述变化都是计算食物损耗的因素。
当对食品称重时，每周记录所有的死亡昆虫，对其计数并做性别鉴定，在进行整体尿酸测定之前，将死亡的昆虫冷冻并贮藏在-4℃下，除非另有具体指明，每三周计数每个种群的总虫口数。当所有的昆虫，或所有的雌虫死亡或垂死时，即可确定种群无活力并中止试验。如上所述，将剩下的昆虫冷冻杀死并在冷冻下贮藏以等待进行尿酸测定。
计算每个种群的虫口数目变化平均百分数(Δ％)，用最初的虫口数(42)代表100％。在蛹孵化前，在试验的前三周计算每蟑螂的食物损耗的毫克数(ICmg)。上述测定是为了确定供试组合物是否被摄入，以及上述组合物是否对抑制种群生长有效。
实施例2-尿酸测定
基本测定根据常规的尿酸酶测定方法对死蟑螂的全身尿酸含量进行测定(Cochran(1973)化合物生化和生理(Comp.Biochems.Physiol)A46：409-419)。对每个蟑螂剪去翅膀和腿在60℃下干燥24-48小时，称重并研磨成细粉。在60℃，伴随连续振荡，用0.6％的碳酸锂水溶液从干组织内提取尿酸3小时。离心提取物除去组织碎片。与尿酸酶混合后，用分光光度计测定在292nm的最大吸收，计算尿酸的浓度，用每mg干组织内尿酸的μg数表示。
实施例3-黄嘌呤食品组合物的评价
在两个试验(3a)和(3b)里研究了向蟑螂基本食谱研磨的鼠食中加入1％黄嘌呤〔希格玛化学公司(Sigma Chemical Co.)〕的作用。按实施例I中所述设计每个试验中的种群，食物或是单独的鼠食(RC)，或是鼠食+1％黄嘌呤(RCX)。对每种条件每个试验包括三个重复种群。
在6和9周(3a)或10和12周(3b)计数虫口数，并且计算平均虫口变化百分数(Δ％)。从食物重量数据中计算处理的前三周内各自的食物消耗(ICmg)。
结果示于表1。加入黄嘌呤表现出既不抑制取食也不对种群生长产生有害影响。事实上，黄嘌呤能提供繁殖，用黄嘌呤处理的种群比用鼠食单独饲养的种群的虫口要高。
表1
(*)+＝增加表1：在食物中未给药(RC)或给药1％黄嘌呤(RCX)的德国啡蠊种群中，一段时间(数周)后，平均的个体消耗(ICmg)和平均虫口数的百分比变化(Δ％)。n＝3。
| 实验3a | 实验3b | |||||||
| 时间(周) | ICmg(±SEM) | Δ％(*) | ICmg(±SEM) | Δ％ | ||||
| BC | RCX | RC | RCX | BC | RCX | RC | RCX | |
| 3 | 55.8(±0.9) | 55.3(±2.7) | 58.0(±0.4) | 57.9(±0.8) | ||||
| 6 | +224％ | +278％ | ||||||
| 9 | +707％ | +921％ | ||||||
| 10 | +1405％ | +1433％ | ||||||
| 12 | +1774％ | +1869％ | ||||||
实施例4-评价黄嘌呤一羟嘌呤醇组合物
如上述准备德国啡蠊的种群，给予的食物是单独的鼠食，(RC)鼠食和羟嘌呤醇〔希格玛化学化公司〕(RC+OXY％)；和鼠食和1％黄嘌呤(RCX)和五个浓度的羟嘌呤醇(+OXY％)(w/w)。测定个体食物消耗(Icmg)，种群生长抑制和全身尿酸浓度。
计算在前三周内个体的食物消耗(ICmg)，结果示于下述表2a。单加入羟嘌呤醇比饲喂未处理食物的对照引起了食物消耗的降低。将黄嘌呤加入到食物中，在0.1％羟嘌呤醇浓度下，会引起用羟嘌呤醇处理的食物的消耗增加35％，在1.0％羟嘌呤醇浓度下，食物的消耗增加56％。
表2a
| 时间 | 黄嘌呤0％ | 黄嘌呤1％ | ||||||
| (周) | RC | RC+OXY％ | RC+OXY％ | |||||
| 0.1 | 1.0 | 0.1 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | ||
| 3 | 53.7(±2.0)n＝9* | 36n＝1 | 32n＝1 | 48.5(±1.4)n＝6 | 58.3(±0.8)n＝3 | 49.9(±1.9)n＝6 | 52.6(±1.5)n＝6 | 45.6n＝1 |
*n＝种群数表2a：存在或不存在1％黄嘌呤，和各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)，三周后鼠食的平均个体消耗(Icmg)。
如上所述测定处理5.5、6、7、9、10和12周后，平均种群虫口数变化百分数(Δ％)，结果示于下述表2b。向食物中单独加入羟嘌呤醇不会抑制种群生长。加入黄嘌呤加羟嘌呤醇可抑制种群生长至使其灭绝。
表2b
表2b：德国啡蠊种群的平均虫口数变化百分率(+或-Δ％)，饲喂食物中加或不加1％黄嘌呤，和加入各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)，时间单位为周。除非另外指明，n＝3。
| 时间 | 黄嘌呤0％ | 黄嘌呤1％ | ||||||
| RC | RC+OXY％ | RC+OXY％ | ||||||
| (周) | 对照 | 0.1 | 1.0 | 0.1 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
| 5.5 | +690％n＝1 | +460％n＝1 | +1060％n＝1 | |||||
| 6 | +126％n＝5 | -31％ | -50％ | -5％ | -11％ | -55％ | ||
| 9 | +812％n＝5 | -92％ | -92％ | -64％ | -77％ | -88％ | ||
| 7 | +719％ | -64％ | -75％ | -69％ | ||||
| 10 | +1405％ | -91％ | -98％ | -98％ | ||||
| 12 | +1774％ | -94％ | -100％ | -100％ | ||||
对处理5-9周后死亡的蟑螂进行常规的尿酸浓度测定，计算全身尿酸浓度。对VPI实验室品系的德国啡蠊也进行测定，获得处理前典型的尿酸“基线”水平。
如下述表2c中所示，无论何种虫期，典型的VPI品系的雌虫存在较高的尿酸水平，可是，如下述2d-2f中所示，在食物中用黄嘌呤和羟嘌呤醇饲养几周后，在所有处理组中，无论虫期或性别，全身的尿酸盐浓度明显地降低。
表2c
表2c：不同虫期和性别组的德国啡蠊VPI实验室品系的平均全身尿酸浓度(μg/mg干组织重，±SEM)供试虫用典型的试验饲料饲养。
| 虫期 | 性别 | 虫期(周) | 尿酸μg/mg±SEM |
| 成虫 | 雄n＝9 | 6-7 | 1.80±0.12 |
| 雌n＝10 | 2.41±0.06 | ||
| 若虫 | 雄n＝10 | 5-6 | 2.34±0.10 |
| 雌n＝10 | 2.44±0.22 | ||
| 若虫 | 雄n＝10 | 3-4 | 0.77±0.10 |
| 雌n＝10 | 1.51±0.10 |
表2d
| 时间 | RC | RCX+OXY％ | ||
| (周) | 0.1 | 1.0 | 2.0 | |
| 5 | 2.42±0.12n＝5 | 0.54±0.05n＝25 | 0.32±0.06n＝17 | 0.31±0.05n＝17 |
| 6 | 2.79±0.21n＝4 | 0.43±0.04n＝32 | 0.30±0.04n＝35 | 0.27±0.03n＝26 |
| 7 | 2.78±0.25n＝6 | 0.54±0.10n＝8 | 0.25±0.04n＝14 | 0.21±0.04n＝12 |
| 9 | 3.16±0.06n＝10 | 0.51n＝1 | 0.14±0.04n＝7 | 0.32±0.10n＝3 |
表2d：食物中不加入(RC)或加入1％黄嘌呤(RCX)和各种百分浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)的德国啡蠊雄虫中平均全身尿酸浓度(μg/mg干组织重±SEM)。
表2e
表2e：食物中不加入(RC)或加入1％黄嘌呤(RCX)和各种百分浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)的德国啡蠊雌虫中平均全身尿酸浓度(μg/mg干组织重±SEM)。
| 时间 | RC | RCX+OXY％ | ||
| (周) | 0.1 | 1.0 | 2.0 | |
| 5 | 2.63±0.14n＝3 | 0.31±0.13n＝6 | 0.31±0.04n＝8 | 0.28±0.08n＝7 |
| 6 | 3.13±0.04n＝4 | 0.31±0.03n＝27 | 0.34±0.06n＝27 | 0.35±0.06n＝18 |
| 7 | 2.95±0.18n＝4 | 0.43±0.04n＝24 | 0.22±0.04n＝23 | 0.26±0.06n＝14 |
| 9 | 3.14n＝1 | 0.21±0.03n＝21 | 0.29±0.04n＝14 | 0.34±0.05n＝13 |
表2f
表2f：食物中不加入(RC)或加入1％黄嘌呤(RCX)和各种百分浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)的德国啡蠊若虫中平均全身尿酸浓度(μg/mg干组织重±SEM)。
| 时间 | RC | RCX+OXY％ | ||
| (周) | 0.1 | 1.0 | 2.0 | |
| 5 | 1.95±0.36n＝4 | 0.53±0.04n＝3 | 0.32±0.18n＝2 | |
| 6 | 2.95±0.09n＝5 | 0.08±0.06n＝2 | ||
| 7 | 3.14±0.03n＝4 | 0.13±0.08n＝2 | ||
| 9 | 3.14n＝1 | 0.14n＝1 | ||
实施例5-不同给药时间的黄嘌呤-羟嘌呤醇组合物的评价
如上所述准备种群，食物用1％黄嘌呤和不同浓度的羟嘌呤醇处理，且给食时间分别为24小时，或1、2或3周。处理结束后，移去处理过的食物，在剩下的试验期内，向昆虫提供未处理过的鼠食。
如下述表3中所示数据表明，对最小剂量的羟嘌呤醇必须在整个试验期摄入才能获得种群抑制。例如，与对照相比，24小时处理会影响虫口数，但任何浓度的羟嘌呤醇都不能控制虫口数。计算显示在给药期间单独的羟嘌呤醇摄入消耗范围为6-104μg。
表3
表3：用单独的鼠食(RC)或与1％黄嘌呤(RCX)混合的鼠食(RCX)和用各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OCY％)混合的鼠食饲养的种群的平均虫口变化百分数(+或-)、处理时间是24小时，或1、2或3周，此后，提供单独的鼠食。n＝3。
| 持续处理 | 时间 | RC | RCX+OXY％ | ||
| (周) | 0.1 | 1.0 | 2.0 | ||
| 24小时 | 6 | +500％ | +250％ | +114％ | +109％ |
| 1周 | 6 | +887％ | +137％ | -45％ | -49％ |
| 9 | +1157％ | +320％ | -63％ | -57％ | |
| 12 | +1580％ | +853％ | -5％ | -31％ | |
| 2周 | 9 | +591％ | +36％ | -65％ | -90％ |
| 12 | +750％ | +213％ | -66％ | -94％ | |
| 15 | ＞+750％ | +561％ | -45％ | -96％ | |
| 3周 | 6 | +391％ | -58％ | -71％ | -92％ |
| 9 | +1050％ | -71％ | -92％ | -97％ | |
| 12 | +1604％ | -79％ | -96％ | -98％ | |
与对照相比，用0.1％羟嘌呤处理一或二周后，得到较低的虫口数，并使卵孵化延持1-2周，但中断12周后处理过的种群恢复，可是用0.1％羟嘌呤醇处理(3)周后，在处理后的几周内会引起虫口数全部降低。在处理后第12周无明显恢复，只剩下一个活卵，它在六周后孵化，比正常孵化期要晚。
对种群用2％羟嘌呤醇处理(2)周，或用1％或2％羟嘌呤醇处理(3)周，既使将恢复期延长至(15)周，也不会恢复。羟嘌呤醇的平均个体消耗分别为734μg、579μg和1,140μg。
实施例6-评价食物选择
如上述准备种群，每种条件重复三次。对每个种群一起提供含有未处理食物(RC)的金属片，或用黄嘌呤+羟嘌呤醇(RCX+0％)处理的金属片。称量每个金属片上的食物，计算确定每片上消耗的食物量，处理由鼠食加1％黄嘌呤和浓度为0.1％、0.5％或1.0％(w/w)的羟嘌呤醇组成。对照种群给两个金属片的未处理鼠食。
结果示于下述表4，表明昆虫取食相同量的处理和未处理食物(0.5％羟嘌呤醇)或取食比较处理食物较多的处理食物(0.1％和2.05的羟嘌呤醇)。在前三周，羟嘌呤醇摄取量范围计算为每个个体29μg至265μg，且获得了高水平的种群生长控制，特别是在1.0％的羟嘌呤醇浓度更如此。
表4
表4：处理(RCX+0％)和未处理(RC)食物一起提供作为选择食谱种群中，一段时间(数周)后个体食物消耗(ICmg)和平均虫口变化百分数(Δ％)。在前三周内羟嘌呤醇的摄入量用μg/个体(ICμg OXY)表示，且处理和未处理食物消耗比以与总取食量的百分比的形式给出(％总量)。
| 时间 | 试验 | RC | RC | RCX+0％ | RC | RCX+0％ | RC | RCX+0％ |
| (周) | 对照 | 0.1 | 0.5 | 1.0 | ||||
| 3 | ICmg±SEM | 58.9±1.7 | 23.1±3.1 | 29.4±0.0 | 25.7±1.0 | 25.6±1.3 | 24.7±0.9 | 26.5±2.0 |
| ICμgOXY | 0 | 0 | 29.4 | 0 | 128 | 0 | 265 | |
| ％总量 | 100％ | 43％ | 57％ | 50％ | 50％ | 48％ | 52％ | |
| 7 | Δ％ | +22％ | -64％ | -72％ | -83％ | |||
| 9 | Δ％ | +1378％ | -71％ | -80％ | -94％ | |||
| 12 | Δ％ | +2007％ | -76％ | -71％ | -96％ | |||
实施例7-黄嘌呤-羟嘌呤醇组合物对生活周期的影响
如上所述饲养德国啡蠊的种群，将通常的混合虫期昆虫分成三个不同的种群。种群由新孵化的成虫(5只雄虫和5只雌虫，6-7周龄)；大龄若虫(8只雄虫和8只雌虫，5-6周龄)；或小龄若虫(8只雄虫和8只雌虫，3-4周龄)。也试验了稍成熟了的成虫(5只雄早和5只雌虫，7-8周龄)。
种群用未处理的鼠食(RC)，或用1％黄嘌呤(RCX)加各种水平(w/w)的羟嘌呤(OXY％)处理的鼠食喂养。对成虫、大龄若虫、小龄若虫和老龄成虫对各阶段分别测定个体消耗和平均虫口百分数(Δ％)，结果示于下述表5a至5d。
下述表中的数据证明，与黄嘌呤加羟嘌呤醇处理初步接触，会出现蟑螂试图繁殖的情况这种作用可能由昆虫的代谢储存耗尽而引起的，其中包括尿酸贮藏不能被替换，这是因为酶不可逆抑制而造成的。可是，在垂死的种群中非常少的卵孵化时出会受到不利影响，它们通常衰弱到不能存活的地步，且很少能生长到二龄这可以是因为它们不能得到通常从其双亲传给它们的代谢贮藏。对它们继续用处理的食物饲养还能阻止幼嫩的若虫开发其本身的代谢贮藏，特别是尿酸贮藏。
最先观察到的是雄成虫死亡，在交配时，雄成虫将它们大部分的贮藏尿酸以及成熟的精子输给雌虫。刚产过卵的雌虫，需要大量的营养贮藏，此后很快死亡，通常从产卵器中产出不能存活的卵。
Cochran观察到在雌成虫中循环摄食与产卵相关。(Cochran(1983))昆虫应用试验(Entomol，Exp.Appl.34：51-57)。在上述卵囊(oothecal)循环中，在卵母细胞成熟时，雌虫积极地取食，在带有卵鞘时很节省消耗。这些现象将可解释高取食率和新孵化成虫的早期死亡(表5a)以衣老龄成虫的低取食率(表5d)。上述后者的雌成虫可能已带有成熟的卵，在种群集合后不久，卵将填满卵巢。且这是其循环中低取食率部分。在这些种群中，最先孵化出的卵将很快记入种群数目突然增加中(表5d)，接着由于成虫试图再一次繁殖和新孵化的若虫死亡，种群逐渐衰弱。
若虫与成虫遵循相同的死亡模式，在蜕皮成成虫后处理时食物对其影响最大，在其卵母细胞第一次准备成熟时，它们通常大量取食。在大若虫种群(表5b)，和小若虫种群(表5c)取食率的降低使种群减少进一步证明在繁殖期受很大影响。对上述虫龄组这将发生在试验的9-11周内。
羟嘌呤醇与黄嘌呤的有效剂量范围在上述试验中非常宽，在新脱皮成虫中三周时间内测出在99.5μg/个的剂量下会引起高的死亡率(表5a)，当种群开始变蛹时在较高的个体消耗率下控制较慢。可是，应明确的是，当处理开始时，尽管根据蟑螂的龄期药剂的作用不同，在其准备繁殖时，它们却全都受到影响。
表5a
表5a：饲喂未处理鼠食(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)和各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)处理的鼠食饱喂的新脱皮的成虫德国啡蠊种群中的个体消耗(ICmg)和平均虫口数的变化百分率(Δ％)
| 起始的种群为成虫(n＝1) | |||||
| 时间 | 试 验 | RC | RCX+OXY％ | ||
| 周 | 0.1 | 1.0 | 2.0 | ||
| 3 | ICmg | 87.0 | 99.5 | 76.8 | 84.8 |
| 3 | ICμg OXY | 0 | 99.5 | 768 | 1696 |
| 6 | Δ％ | +1430％ | -94％ | -75％ | -88％ |
| 9 | Δ％ | +1310％ | -100％ | -90％ | -100％ |
| 12 | Δ％ | +1810％ | -100％ | -100％ | -100％ |
表5b
表5b：饲喂未处理鼠食(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)和各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)处理的鼠食的德国啡蠊大若虫种群开始时5-6周龄的个体消耗(ICmg)和平均虫口数的变化百分率(Δ％)
| 起始的种群为大若虫(n＝1) | |||||
| 时间 | 试 验 | RC | RCX+OXY％ | ||
| 周 | 0.1 | 1.0 | 2.0 | ||
| 3 | ICmg | 82.8 | 76.9 | 65.3 | 79.3 |
| 3 | ICμg OXY | 0 | 76.9 | 653 | 1586 |
| 6 | Δ％ | -6％ | -50％ | -31％ | -6％ |
| 9 | Δ％ | +1613％ | -69％ | -81％ | -63％ |
| 12 | Δ％ | +1800％ | -88％ | -100％ | -100％ |
表5c
表5c：饲喂未处理鼠食(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)和各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)处理的鼠食的德国啡蠊小若虫种群(开始时3-4周龄)的个体消耗(ICmg)和平均虫口数的变化百分率(Δ％)。
| 起始的种群为小若虫(n＝1) | |||||
| 时间 | 试 验 | RC | RCX+OXY％ | ||
| 周 | 0.1 | 1.0 | 2.0 | ||
| 3 | ICmg | 54.9 | 53.9 | 52.4 | 40.4 |
| 3 | ICμg OXY | 0 | 53.9 | 524 | 808 |
| 6 | Δ％ | -50％ | -31％ | -19％ | -81％ |
| 9 | Δ％ | +719％ | -69％ | -81％ | -88％ |
| 12 | Δ％ | +775％ | -88％ | -100％ | -100％ |
表5d
表5d：饲喂未处理鼠食(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)和各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)处理的鼠食的老龄的德国啡蠊成虫种群(在起始期8-9周龄)的平均个体消耗(ICmg)和平均虫口数的变化百分率(Δ％)。
| 起始的种群为老龄成虫(n＝3) | |||||
| 时间 | 试 验 | RC | RCX+OXY％ | ||
| 周 | 0.1 | 1.0 | 2.0 | ||
| 3 | ICmg±SEM | 38.7 | 37.2±1.9 | 35.0±0.6 | 35.2±1.8 |
| 3 | ICμg OXY | 0 | 37.2 | 350 | 704 |
| 6 | Δ％ | +1150％ | +557％ | +403％ | +823％ |
| 9 | Δ％ | +1030％ | +33％ | +40％ | +197％ |
| 12 | Δ％ | +1820％ | -73％ | -67％ | -30％ |
实施例8-评价含甲氧苄氨嘧啶的组合物
如上所述准备重复的德国啡蠊种群，给与的食物是单独的鼠食(RC)，鼠食和不同浓度的甲氧苄氨嘧啶(RC+T％)(w/w)，或鼠和1％黄嘌呤(RCX)和各种浓度(w/w)的甲氧苄氨嘧啶(T％)。
如以下表6a所示，尽管处理的种群中最后有些衰弱迹象，单独加入甲氧苄氨嘧啶不抑制种群生长，可是如下表6b所示，黄嘌呤和甲氧苄氨嘧啶的组合物能引起种群生长的快速抑制。
如前所述，用常规的尿酸测定方法计算全身尿酸浓度。如下表6c所示，尿酸代谢不受黄嘌呤和甲氧苄氨嘧啶组合物处理的影响。
在前三周，在处理种群中的平均虫口变化Δ％为-82％，其中的65％当其死亡时仍是若虫。这表明72％的若虫用于试验，并证明在蛹蜕皮时作用最明显。
表6a
表6a：未处理鼠食(RC)或加入各种浓度(w/w)甲氧苄氨嘧啶鼠食(RC+T％)的平均个体消耗(ICmg)，时间按周计(周)表示在开始虫口数(42)＝100％的德国啡蠊种群中，平均个体消耗(Icmg)和平均虫口数变化百分率(Δ％)的结合作用，n＝5
| 时间 | 试验 | RC | RC+T％ | ||
| 周 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | ||
| 3 | ICmg±SEM | 62±2.2 | 61±3.5 | 58±3.4 | 54±1.7 |
| 12 | Δ％ | +1398％ | +1246％ | +1013％ | +384％ |
表6b
表6b：在饲喂未处理鼠食，或加入(RCX)％黄嘌呤和各种浓度(w/w)的甲氧苄氨嘧啶(T％)鼠食的德国啡蠊种群中，在种群开始时的虫口数为(42)＝100％时的平均个体消耗(Icmg)和平均种群虫口数变化百分数(Δ％)，按周计算。
| 时间 | 试验 | RC | RCX+T％ | ||
| 周 | n＝6 | 1.0n＝3 | 2.0n＝12 | 3.0n＝3 | |
| 1 | ICmg±SEM | 17.3±2.4 | 12.0±0.9 | 8.8±0.7 | 5.8±0.1 |
| Δ％ | -1％ | -4％ | -28％ | -41％ | |
| 3 | ICmg±SEM | 44.7±2.1 | 33.9±1.1 | 22.6±2.8 | 13.4±1.3 |
| Δ％ | -16％ | -23％ | -77％ | -98％ | |
| 6 | Δ％ | +36％ | -44％ | -67％ | -98％ |
表6c
表6c：在饲喂未处理食物(RC)，或用1％黄嘌呤(RCX)和2％甲氧苄氨嘧啶(w/w)处理食物的三组德国啡蠊中的平均全身尿酸浓度(μg/mg干组织重±SEM)。
| 周 | 组 | RC | RCX+2％T |
| 3-4 | 雄虫 | 2.04±0.12n＝19 | 2.61±0.05n＝9 |
| 雌虫 | 2.54±0.06n＝17 | 2.64±0.03n＝3 | |
| 若虫 | 2.76n＝1 | 2.62±0.12n＝9 |
实施例9-用黄嘌呤-羟嘌呤醇组合物处理抗性蟑螂
如上所述准备蟑螂种群，所不同的是取自试验室的两种德国啡蠊品系原种的昆虫是已知的对防治蟑螂常用的杀虫剂抗性的昆虫。这两种品系是：(A)Hawthome品系，和(B)Las Palms品系。上述两种品系中存在的各种抗性比的概况示于下述表7a。
表7a
表7a：以产生的连续增长抗性为基础的Hawthorne和Las Palms抗性种群的抗性比(RR)概况，RR＞2.0表示抗性正在发展，RR≥3.0表示增加了抗性基团频率，RR是通过(供试种群LT50)÷(敏感种群LT50)而计算出的，其中LT50为在处理种群中杀虫药剂使种群的死亡率达到50％的时间。
| 杀虫剂 | HAWTHORNE | LAS PALMS |
| 有机磷类 | RR | |
| 二嗪农 | 2.0 | ＞75 |
| 毒死蜱 | 10.8 | ＞50 |
| 乙酰甲胺磷 | 2.0 | 1.2 |
| 马拉硫磷 | 5.5 | ＞50 |
| 氨基甲酸酯类 | ||
| 残杀威 | 1.7 | ＞60 |
| 恶虫威 | 2.2 | ＞70 |
| 合成除虫菊酯类 | ||
| 除虫菊 | ＞140 | ＞140 |
| 丙烯除虫菊酯 | ＞140 | ＞140 |
| 二氯苯醚菊酯 | 0.5 | 3.2 |
| 苯醚菊酯 | 0.6 | ＞120 |
| 氰戊菊酯 | 0.9 | ＞60 |
| 高氰戊菊酯 | 0.8 | 7.0 |
| 氟氯氰菊酯 | 1.8 | 2.5 |
| 氯氰菊酯 | 1.6 | ＞80 |
| 生物化学品 | ||
| 齐墩螨素 | 2.4 | 1.5 |
如前所述计算在前三周内个体消耗(ICmg)，如下表7b和7c中所示，对各种浓度的食品混合物，两种的ICmg都是一致性的。Hawthome品系对含3％羟嘌呤醇的食物，取食消耗降低最大为22％。这代表前三周内1.260μg剂量的羟嘌呤醇。
表7b
表7b：对Hawthorne和Las Palms抗性品系的德国啡蠊提供单独的鼠食(RC)，或加入1％黄嘌呤(RCX)，和各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)的鼠食，获得的平均个体消耗(Icmg)时间以周计。
| HAWTHORNE 品系 | |||||
| 时间 | RC | RCX+OXY％ | |||
| (周) | 0.1 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | |
| 3 | 53.6(±3.5)n＝4 | 47.1(±0.6)n＝3 | 48.0(±1.3)n＝3 | 47.1(±0.8)n＝3 | 42.0(±0.4)n＝4 |
| LAS PALMS系 | |||||
| 3 | 45.2(±1.3)n＝4 | 39.5(±1.0)n＝3 | 40.0(±0.4)n＝3 | 40.0(±2.3)n＝3 | 40.3(±0.5)n＝4 |
如上所述，测定黄嘌呤-羟嘌呤醇组合物对种群生长的影响：如下面表7c和表7d中所示，组合物可控制两种抗性品系种群的生长。
表7c
表7c：在饲喂未处理鼠食(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)，和各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)的鼠食的德国啡蠊Hawyhorhe抗性品系种群中的平均虫口数变化百分率(+或-)，时间以周计。n＝3。
| 时间 | RC | RCX+OXY％ | |||
| 周 | 0.1 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | |
| 6 | +438％ | -32％ | -22％ | +12％ | -21％ |
| 9 | +997％ | -55％ | -59％ | -38％ | -67％ |
| 12 | +1,601％ | -77％ | -78％ | -76％ | -98％ |
表7d
表7d：在饲喂未处理鼠食(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)，和各种浓度(w/w)的羟嘌呤醇(OXY％)的鼠食的德国啡蠊Las Palms抗性品系种群中的平均虫口数变化百分率(+或-)，时间以周计。n＝3。
| 时间 | RC | RCX+OXY％ | |||
| 周 | 0.1 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | |
| 6 | +146％ | +50％ | +68％ | +31％ | -25％ |
| 9 | +1,074％ | -50％ | -8％ | -60％ | -70％ |
| 12 | +1,624％ | -78％ | -67％ | -88％ | -95％ |
实施例10-用黄嘌呤-甲氧苄氨嘧啶组合物处理抗性蟑螂
应用Hawthorne和Las Palms抗性品系，如上述准备蟑螂的种群。
如下述表8a所示，对Hawthorne种群，与对照相比，取食受到抑制，取食抑制与食物中甲氧苄氨嘧啶的浓度成正比例。取食最大的降低为62％，出现在4.0％甲氧苄氨嘧啶浓度，其代表在前三周内，对每个个体的剂量为639g的甲氧苄氨嘧啶。在较高的浓度可控制Hawthorne品系种群的生长。
表8a
表8a：在饲喂未处理鼠食(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)，和各种浓度(w/w)的甲氧苄氨嘧啶(T％)一段时间后(数周)的德国啡蠊种群的Hawthorne抗性品系中的平均个体消耗(ICmg)，和平均虫口数变化百分率(Δ％)。
| 时间 | 试验 | RC | RCX+T％ | ||||
| (周) | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | ||
| 3 | ICmg(±SEM) | 42.5(±0.7)n＝7 | 37.6(±2.1)n＝3 | 37.1(±1.7)n＝3 | 30.4(±2.0)n＝6 | 17.2(±1.2)n＝6 | 15.9(±1.4)n＝3 |
| 3 | Δ％ | -7％n＝7 | -2％n＝3 | -6％n＝3 | -27％n＝6 | -75％n＝4 | -79％n＝3 |
| 6 | Δ％ | +368％n＝4 | -70％n＝3 | -79％n＝4 | -89％n＝3 | ||
| 9 | Δ％ | +606％n＝7 | +369％n＝3 | +298％n＝3 | -17％n＝6 | -95％n＝4 | -94％n＝3 |
| 12 | Δ％ | +913％n＝3 | -51％n＝3 | -93％n＝3 | -97％n＝ | ||
如下述表8b所示，对Las Palms品系，与甲氧苄氨嘧啶浓度成直接相关，处理食物的ICmg出现平稳的下降。与对照相比，最大的抑制率是在6％甲氧苄氨嘧啶浓度的38％，上述浓度包括每个个体在三周内摄入1.758μg剂量的甲氧苄氨嘧啶。在处理后第六周，数降低三分之二。
表8b
表8b：在饲喂未处理鼠食(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)，和各种浓度(w/w)的甲氧苄氨嘧啶(T％)一段时间后(数周)的德国啡蠊种群的Las Palms抗性品系中的平均个体消耗(ICmg)，和平均虫口数变化百分率(Δ％)。
| 时间 | 试验 | RC | RCX+T％ | |||
| (周) | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | ||
| 3 | ICmg±SEM | 47.0(±3.8) | 43.0(±3.5) | 41.3(±2.2) | 37.0(±2.3) | 29.3(±1.8) |
| 3 | Δ％ | -12％ | -24％ | -26％ | -43％ | -57％ |
| 6 | Δ％ | +336％ | +100％ | -27％ | -37％ | -67％ |
实施例11-用黄嘌呤-羟嘌呤醇-甲氧苄氨嘧啶组合物处理蟑螂
对VPI敏感品系的德国啡蠊种群和Hawthorne抗性品系的种群提供未处理鼠食(RC)，或用1％黄嘌呤(RCX)，结合2％羟嘌呤醇(OXY)和2％甲氧苄氨嘧啶(T)(w/w)处理的鼠食。所得的个体消耗和种群虫口数的变化示于表9a(VPI品系)和9b(Hawthorne品系)。处理六周后，种群被全部消灭。尽管此时ICmg的下降≥50％。
表9a
表9a：用未处理食物(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)，和用2％羟嘌呤醇(OXY)和2％甲氧苄氨嘧啶(T)(w/w)饲喂一段时间后(数周)，在德国啡蠊VPI敏感品系上的平均个体消耗(ICmg)和平均虫口数变化百分率(Δ％)。
| 时间(周) | 试验 | RCn＝1 | RCX+2％ OXY+2％Tn＝3 |
| 3 | ICmg(±SEM) | 71.3 | 34.9(±1.6) |
| 3 | Δ％ | -5％ | -68％ |
| 6 | Δ％ | +955％ | -99％ |
表9b
表9b：用未处理食物(RC)或用1％黄嘌呤(RCX)和用2％羟嘌呤醇(OXY)和2％甲氧苄氨嘧啶(T)(w/w)饲喂一段时间后(数周)，在德国啡蠊Hawthorne抗性品系上的平均个体消耗(ICmg)和平均虫口数变化百分率(Δ％)。
| 时间(周) | 试验 | RCn＝1 | RCX+2％ OXY+2％Tn＝3 |
| 3 | ICmg(±SEM) | 72 | 34.1(±0.6) |
| 3 | Δ％ | -2.4％ | -76％ |
| 6 | Δ％ | +1416％ | -98％ |
实施例12-评价嘌呤加羟嘌呤醇或甲氧苄氨嘧啶
如前所述准备VPI敏感品系的蟑螂种群，提供的食物是单独的鼠食(RC)，加入1％黄嘌呤和3％甲氧苄氨嘧啶(RCX+T)鼠食(w/w)，加入1％次黄嘌呤和3％甲氧苄氨嘧啶(HX+T)的鼠食，加入1％鸟嘌呤和3％甲氧苄氨嘧啶(G+T)的鼠食，和加入1％次黄嘌呤和1％羟嘌呤醇(HX+OXY)的鼠食，如前所述计算个体消耗(ICmg)，和虫口数的变化，结果示于下述表10。
结果，用次黄嘌呤和鸟嘌呤代替食物混合物中的黄嘌呤成分，与黄嘌呤获得的结果比较很接近。用甲氧苄氨嘧啶和羟嘌呤醇的情况也相同，种群中虫口生长被控制直到消灭。在各种甲氧苄氨嘧啶混合物中会出现一些取食抑制
表10
表10：饲喂未处理食物(RC)或用1％嘌呤(w/w)和或是3％甲氧苄氨嘧啶(T)，或是1％羟嘌呤醇(OXY)一段时间后(数周)，平均个体消耗(ICmg)和平均虫口数变化百分率(Δ％)。嘌呤是黄嘌呤(X)，次黄嘌呤(HX)或鸟嘌呤(G)。
| 时间(周) | 试验 | RCn＝2 | RCX+Tn＝2 | HX+Tn＝2 | G+Tn＝2 | HX+OXYn＝1 |
| 3 | ICmg(±SEM) | 54(±0) | 26(±8.0) | 25(±7.0) | 29(±8.0) | 42 |
| 3 | Δ％ | -5.5 | -68 | -74 | -71 | -17 |
| 6 | Δ％ | +152 | -99 | -91 | -94 | -83 |
| 9 | Δ％ | +1426 | -100 | -100 | -100 | -100 |
Claims (12)
1.一种组合物，其中包含嘌呤和选自如黄嘌呤氧化酶抑制剂、二氢叶酸还原酶抑制剂，及其混合物的第二种成分。
2.根据权利要求1的组合物，其中嘌呤选自鸟嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤及其混合物组。
3.根据权利要求1的组合物，其中黄嘌呤氧化酶抑制剂是6-未取代的吡唑并[3，4-d]嘧啶化合物。
4.根据权利要求1的组合物，其中二氢叶酸还原酶抑制剂选自甲氧苄氨嘧啶，氨甲蝶呤，及其混合物。
5.根据权利要求3的组合物，其中吡唑并[3，4-d]嘧啶选自别嘌呤醇、羟嘌呤醇及其混合物。
6.一种借助嘌呤代谢途径在昆虫废物利用，贮藏，或排泄其含氮废物过程中防治有害昆虫的方法，其中包括使上述有害昆虫与生长控制量的组合物接触，该组合物中包含嘌呤和选自黄嘌呤氧化酶抑制剂、二氢叶酸还原酶抑制剂及其混合物的第二种成分。
7.根据权利要求6的方法，其中的昆虫是蟑螂。
8.根据权利要求6的方法，其中嘌呤选自鸟嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤及其混合物。
9.根据权利要求6的方法，其中黄嘌呤氧化酶抑制剂是6-取代吡唑并[3，4-d]嘧啶化合物。
10.根据权利要求9的方法，其中吡唑并[3，4-d]嘧啶化合物、选自别嘌呤醇，羟嘌呤醇及其混合物。
11.根据权利要求6的方法，其中二氢叶酸还原酶抑制剂选自甲氧苄氨嘧啶，氨甲蝶呤及其混合物。
12.根据权利要求6的组合物，其中所述的组合物是通过与有害昆虫铒料或引诱剂结合给药，然后被所述有害昆虫摄入。
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