农药学学报  2014, Vol.16 Issue (1): 29-34   PDF    
引用本文
胡代花, 冯俊涛, 杨晓伟, 张兴. 大豆食心虫性信息素多元组分诱芯的田间引诱活性[J]. 农药学学报, 2014,16(1): 29-34  
HU Daihua, FENG Juntao, YANG Xiaowei, ZHANG Xing. Field attractive activity of multi-component sex pheromone to Leguminivora glycinivorella male adults[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2014,16(1): 29-34  
大豆食心虫性信息素多元组分诱芯的田间引诱活性
胡代花1,2, 冯俊涛1, 杨晓伟2, 张兴1     
1. 西北农林科技大学 无公害农药研究服务中心 陕西省生物农药工程技术研究中心, 陕西 杨凌 712100;
2. 陕西理工学院 维生素D生理与应用研究所, 陕西 汉中 723000
收稿日期：2013-11-12;修回日期: 2013-12-13 .
基金项目：陕西省教育厅项目（2013JK0720）；公益性行业（农业）科研专项 （200903052）；陕西理工学院人才启动项目（SLGQD13-7）.
作者简介：胡代花，女，博士，讲师，主要从事昆虫信息素合成与田间应用研究，E-mail：hudaihua007@163.com
通讯作者：张兴，男，教授，主要从事农药学教学与研发工作，E-mail：zhxing1952@126.com
摘要：为探索对大豆食心虫具有更高诱捕能力的性引诱剂配方，系统研究了大豆食心虫性信息素合成化合物多元组分配方对大豆食心虫雄蛾的田间引诱活性。结果表明：一定配比的、由E10-12：Ac、E8，E10-12：Ald、E8-12：OH、E8-12：Ald、Z9-14：Ac或14：Ac与E8，E10-12：Ac组成的三元、四元及五元组分配方对大豆食心虫雄蛾的引诱活性均优于标准对照诱芯。其中，E8，E10-12：Ac与E10-12：Ac、E8-12：OH、E8，E10-12：Ald组成的四元混配诱芯对大豆食心虫的田间引诱活性显著高于标准对照诱芯，可考虑用作为防控我国大豆食心虫的新型性引诱剂。
关键词： 大豆食心虫   性信息素   多元组分混配   性引诱剂   引诱活性    
Field attractive activity of multi-component sex pheromone to Leguminivora glycinivorella male adults
HU Daihua1,2, FENG Juntao1, YANG Xiaowei2, ZHANG Xing1     
1. Research & Development Center of Biorational Pesticide, Northwest A & F University/Shaanxi Research Center of Biopesticide Engineering & Technology, Yangling 712100, Shaanxi Province, China;
2. Shaanxi University of Technology, Vitamin D Research Institute, Hanzhong 723000, Shaanxi Province, China
Abstract: In order to develop efficient lures for Leguminivora glycinivorella in China, the field attractiveness of multi-component formulations of synthetic compounds to L.glycinivorella male adults was systematically evaluated. The results showed that the attractive activities of ternary, quaternary, and multi-component formulations of E8,E10-12:Ac and E10-12:Ac, E8-12:OH, E8,E10-12:Ald, E8-12:Ald, 14:Ac, or Z9-14:Ac in certain ratios were superior to that of the standard pheromone lures. And the attractive activity of quaternary-component formulations of E8,E10-12:Ac, E10-12:Ac, E8-12:OH and E8,E10-12:Ald to L.glycinivorella male adults was significantly higher than that of the standard pheromone lures, suggesting it could be used as a novel pheromone mixture to monitor or control L.glycinivorella population in China.
Key words: Leguminivora glycinivorella     sex pheromone     multi-component     sex attractants     attractive activity    

大豆食心虫Leguminivora glycinivorella (Matsumura)，别名豆荚蠹，又名小红虫，属鳞翅目、卷蛾科昆虫，是我国东北大豆产区的主要农业害虫。其幼虫蛀入豆荚为害豆粒，造成豆粒残缺。一般年份虫食率为10%～20%，严重时可达50%以上，每年虫害导致的损失占大豆总产量的20%～30%，严重影响大豆的产量和品质[1]。目前该虫的防治主要依赖化学农药，其抗药性、农药残留和食品安全等问题尤为突出。利用性引诱剂监测和防治害虫具有高效、环保、专一性强、对有益昆虫无害等优势，基本可满足农业可持续发展的要求[2,3] 。王翠英等[4]及Van等[5]报道了大豆食心虫性信息素的主要活性组分为E,E-8,10-十二碳二烯醇醋酸酯(E8,E10-12: Ac)。笔者等前期通过关键步骤为四氯合铜酸二锂(Li2CuCl4)催化格氏试剂与酯的C6+C6偶联反应，以较高收率合成出了E8,E10-12:Ac及其一系列类似物，并比较了所合成化合物单剂和二元混剂对大豆食心虫的引诱活性。结果表明，E8,E10-12:Ac、E-8-十二碳烯醇(E8-12:OH)和E-10-十二碳烯醇醋酸酯(E10-12:Ac)单剂对大豆食心虫均具有较好的引诱活性，其中E10-12:Ac、Z-9-十四碳烯醇醋酸酯(Z9-14:Ac)和E-10-十二碳烯醛(E10-12:Ald)分别与E8,E10-12:Ac组成的二元混配诱芯，其引诱活性与标准诱芯相当[6,7,8,9,10] 。本研究在此基础上，进一步考察了三元、四元及五元组分混配诱芯对大豆食心虫的引诱活性，旨在探寻对大豆食心虫具有更高诱捕能力的新配方，为利用性引诱剂监测及防控大豆食心虫奠定理论基础。

1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 化合物

E8,E10-12:Ac、E8-12:OH、E10-12:Ac、E,E-8,10-十二碳二烯醛(E8,E10-12:Ald)、E10-12:Ald、E-8-十二碳烯醛(E8-12:Ald)、Z9-14:Ac、十四碳醇醋酸酯(14:Ac)均为本实验室合成[ 6 , 7]，纯度大于98 %。

1.1.2 诱芯及诱捕器

空白诱芯：袖口式橡胶塞，绿色，重约0.7 g，购自北京中捷四方生物科技有限公司。将合成的供试化合物用二氯甲烷溶解并稀释后，用微量进样器按所需剂量加入到空白诱芯的凹槽中(混剂按相应质量比加入)。待药液渗入诱芯后再追加3次二氯甲烷，每次100 μL。

标准诱芯：北京中国科学院动物研究所生产的大豆食心虫诱芯(2011年10月购买，-20 ℃条件下密封保存)；宁波纽康生物公司生产的大豆食心虫诱芯(2012年5月购买，-20 ℃条件下密封保存)。

以标准诱芯为药剂对照，另设空白对照(空白诱芯，CK)和溶剂对照(空白诱芯加二氯甲烷)。

采用水盆式诱捕器：市售塑料盆，内口径为24.0 cm，深约10.0 cm，绿色。

1.2 试验地概况及试验时间

试验地点位于黑龙江省哈尔滨市省农业科学院大豆试验地，面积 60 hm2，大豆品种为黑龙51，未进行化学防治，田间杂草较多。试验时间为2012年8月初即大豆食心虫成虫发生时期。试验期间平均温度24 ℃，相对湿度65 %，风速为6.0 m/s。

1.3 试验方法

参考文献方法[ 6 , 7]。采用水盆式诱捕器，内盛3/4水，水中加入质量分数为0.5 %的洗衣粉，将诱芯用铁丝穿好固定在水盆上方，距水面1.0 cm左右。取3根竹竿做成三角架，置于豆田内，将水盆放在三角架上，使盆底高出豆株10 cm左右。诱芯放置密度为每667 m2 4个，成直线排列，诱芯间相距12 m，四周设保护行(6.5 m)。于每天上午统计各诱捕器内大豆食心虫雄蛾的数量并清理，同时补充盆内的水并调整诱芯高度，适时变换诱芯位置，以减少位置产生的影响。

1.3.1 三元组分混配诱芯的引诱活性

将化合物E8,E10-12:Ac与14:Ac、E10-12:Ac、E8-12:OH、E8,E10-12:Ald、E10-12:Ald、E8-12:Ald、Z9-14:Ac分别进行三元混配，比较19种混配诱芯的引诱活性。另设标准诱芯药剂对照、空白对照和溶剂对照，每处理设5个重复。试验时间为2012年8月6日～8月10日。

1.3.2 四元组分混配诱芯的引诱活性

将E8,E10-12:Ac与14:Ac、E10-12:Ac、E8-12:OH、E8,E10- 12:Ald、E10-12:Ald、E8-12:Ald、Z9-14:Ac分别进行四元混配，比较其引诱活性。另设药剂对照、空白对照和溶剂对照，每处理设5个重复。试验时间为2012年8月11日～ 8月16日。

1.3.3 五元组分混配诱芯的引诱活性

将E8,E10-12:Ac与E10-12:Ac、E8-12:OH、E8-12:Ald、E8,E10-12:Ald分别进行五元混配，比较其引诱活性。另设药剂对照，空白对照和溶剂对照，每处理设5个重复。试验时间为2012年8月11日～8月16日。

1.4 数据处理与分析

田间诱捕试验数据采用SPSS 16.0软件进行统计分析，采用Tukeys' HSD进行方差分析(P<0.05)

2 结果与分析
2.1 三元组分混配诱芯对大豆食心虫的引诱活性

田间试验结果(表1)表明：供试三元组分混配诱芯中，E8,E10-12:Ac(0.1 mg)+E8-12:OH(0.01 mg)+E10-12:Ac(0.01 mg)、E8,E10-12:Ac(0.1 mg)+E8,E10-12:Ald(0.01 mg)+E10-12:Ac(0.01 mg)及E8,E10-12:Ac(0.1 mg)+E8-12:Ald(0.5 mg)+E10-12:Ac(0.01 mg) 3种混配诱芯的引诱活性优于宁波纽康公司生产的标准诱芯；与中科院动物所生产的标准诱芯相比，E8,E10-12:Ac(0.1 mg)+E8,E10-12:Ald(0.01 mg)+E10-12:Ac(0.01 mg)和E8,E10-12:Ac(0.1 mg)+E8-12:Ald(0.5 mg)+E10-12:Ac(0.01 mg) 2种混配诱芯的引诱效果较为显著。

表1 草莓温室施药者身体各部位的百菌清暴露量(mL/h) Table 1Numbers of total L.glycinivorella males captured in traps baited with ternary component formulations of synthetic compounds in a soybean field in Harbin, China, from 6 August to 10 August 2012
2.2 四元及五元组分混配诱芯对大豆食心虫的引诱活性

田间试验结果(表2，表3)表明：含有E8,E10-12:Ac的混配诱芯与不含E8,E10-12:Ac的混配诱芯，其诱虫活性差异非常显著，后者对大豆食心虫成虫基本无引诱活性。

供试11种含有E8,E10-12:Ac的四元及五元组分混配诱芯，其前期的引诱活性均较为明显，但持效性欠佳，后期引诱活性均有所降低。3 d的诱虫总数统计结果((表2，表3)显示，9种多元组分混配诱芯对大豆食心虫的引诱活性均不同程度高于中科院动物所生产的标准诱芯；6 d的诱虫总数统计结果(表2，表3)表明，由E8,E10-12:Ac、E10-12:Ac、E8-12:OH、E8-12:Ald及E8,E10-12:Ald组成的多元组分混配诱芯中，有E8,E10-12:Ac存在的3种混配诱芯的引诱效果显著优于中科院动物所标准诱芯，而由14:Ac、E8,E10-12:Ac、E10-12:Ac、E8,E10-12:Ald及Z9-14:Ac组成的多元组分混配诱芯，其诱捕效果均与中科院动物所标准诱芯差异不显著(P＞0.05)。

表2 四元及五元组分混配诱芯对大豆食心虫的引诱活性比较 (哈尔滨，2012年8月11日～8月16日) Table 2Total numbers of L.glycinivorella male adult captured in traps baited with ternary or multi- component formulations of synthetic compounds in a soybean field in Harbin, China, from August 11 to August 16, 2012

表3 四元组分混配诱芯对大豆食心虫的引诱活性比较(哈尔滨，2012年8月11日～ 8月16日) Table 3 Total numbers of L.glycinivorella male adult captured in traps baited with ternary component formulations of synthetic compounds in a soybean field in Harbin, China, from August 11 to August 16, 2012
3 结论及讨论

王翠英等[4]及Van等[5]通过对大豆食心虫性腺提取物进行气相色谱-质谱(GC-MS)分析并结合触角电位(EAG)或田间试验，报道了大豆食心虫性信息素的主要活性组分为E8,E10-12:Ac，但关键活性组分及其混合比例尚不确定。本研究比较了含及不含E8,E10-12:Ac的混配诱芯的田间诱虫活性，结果表明二者间存在显著差异，不含E8, E10-12:Ac组分的混配诱芯对大豆食心虫基本无引诱活性，进一步证实了E8,E10-12:Ac也是我国大豆食心虫性信息素的主要活性组分。

笔者等前期研究首次发现，碳链为12的双不饱和及单不饱和醛类化合物(E8,E10-12:Ald、E8-12:Ald、E10-12:Ald)以及碳链为14的单不饱和酯(Z9-14:Ac)均对E8,E10-12:Ac有不同程度的增效作用，但其最佳配比尚未明确[ 6 , 7]。本文中系统研究了大豆食心虫性信息素合成化合物多元组分配方诱芯对大豆食心虫的田间引诱活性，结果表明，一定配比的E10-12:Ac、E8-12:OH、E8,E10-12:Ald、E8-12:Ald、14:Ac、Z9-14:Ac与E8,E10-12:Ac组成的三元、四元及五元组分配方诱芯的引诱活性均优于标准对照诱芯，其中，E8,E10-12:Ac与E10-12:Ac、E8-12:OH和E8,E10-12:Ald组成的四元混配诱芯对大豆食心虫的引诱活性显著高于标准对照诱芯，可考虑用作为防控我国大豆食心虫的新型性引诱剂。但性信息素类似物对其主要组分的增效作用机理还有待深入研究，同时其田间配套使用技术等尚需进一步完善。

除对目标昆虫需具有较好的引诱活性外，保证诱芯在较长时间内能以相对稳定的速率在田间释放特定浓度的性信息素也是衡量诱芯研制成功与否的关键；另一方面，昆虫性信息素化学成分相对复杂且对化合物的立体构型要求较高，而国内目前尚不能较大规模生产，仅靠实验室合成提供，成本偏高。因此在实际应用时，必须利用缓释技术以达到有效延缓性信息素释放速率，实现高效、节约的目的[11]。缓释体系中的活性物质可以在较长时间内保持在有效浓度范围之内，延长作用时间，提高作用效果，同时还具有提高活性物质利用率，减少施用量，减少活性物质的挥发、流失等损失，增加其物理化学稳定性，易于保存等优点[ 12 , 13]。目前常用于害虫防治的性信息素缓释剂型有空心纤维、毛细管、蜡滴、迷向丝、橡胶诱芯以及微胶囊等。 本研究表明，一定配比的E10-12:Ac、E8-12:OH、E8,E10-12:Ald、E8-12:Ald、14:Ac、Z9-14:Ac与E8,E10-12:Ac组成的三元、四元及五元组分配方前期对大豆食心虫的引诱活性较显著，但持效性均欠佳。而对照药剂中国科学院动物研究所和宁波纽康生物公司生产的大豆食心虫市售诱芯也存在同样的问题，均不能满足有效监测和诱杀大豆食心虫的田间实际应用要求，从而使得防治成本提高，这也是目前制约性引诱剂在田间推广应用的重要因素。美国阿尔巴尼公司研发了一种含性信息素的空心纤维，在棉红铃虫Pectino\|phora gossypiella(Saunders)防治方面获得了成功，现已在南美和非洲等棉区推广使用[14]；冯崇川等[15]引进日本产迷向丝控制苹果上的几种主要害虫，第1年的试验结果表明，在不喷杀虫剂的条件下，其对桃小食心虫Carposina sasakii(Matsumura)、金纹细蛾Lithocolletis ringoniella (Matsumura)等具有防治作用，且对龟纹瓢虫Propylea japonica(Thunberg)和七星瓢虫Coccinella septempunctata (Linnaeus)有很好的保护效果，其持效期长达6个月，迷向效果非常好；陈增良等[16]以明胶和阿拉伯树胶为壁材，通过复合凝聚法合成了小菜蛾Plutella xyllostella (Linnaeus)性信息素微胶囊，田间测定表明该性信息素微胶囊具有一定的缓释功能。因此，在大豆食心虫性引诱剂防治技术中引入新的缓释技术或对现有缓释技术进行改良，将是下一步研究的主要方向之一。

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