宽胫夜蛾性信息素类似物的合成及其生物活性
2022-05-01分类号:S433.4
【部门】中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室 高密市农业农村局 东北林业大学生命科学学院
【摘要】【背景】近年来,随着新引种作物藜麦种植面积的显著增长,取食藜属植物的宽胫夜蛾(Protoschinia scutosa)逐渐增多并成为危害藜麦的主要害虫,对我国农作物生产构成潜在威胁。【目的】通过对宽胫夜蛾性信息素组分母体结构顺-11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16:Ac)极性基团修饰,设计合成两种不同类型的类似物,并对其生物活性进行测定,为利用性信息素及类似物绿色防控宽胫夜蛾提供理论依据。【方法】以性信息素前体顺-11-十六碳烯醇(Z11-16:OH)为原料,三乙胺作缚酸剂(与酸酐反应时需加入催化剂 4-二甲氨基吡啶),分别与 2-溴丙酰氯、2-氯乙酰氯、二氟乙酸酐、三氟乙酸酐、甲基丙烯酰氯、2-丁烯酰氯发生酯化反应,经过柱层析分离纯化,合成卤素原子修饰的性信息素类似物 K1—K4 和碳链末端双键修饰的类似物 K5—K6。采用梯度稀释配制不同浓度(0.001、0.01、0.1、1、10、100 μg·μL~(-1))的类似物 K1—K6 溶液,利用不同浓度类似物直接刺激宽胫夜蛾雄蛾触角,测定类似物 K1—K6 的触角电生理(EAG)响应值;在性信息素诱芯中添加不同剂量的类似物配制性信息素类似物诱芯,于 2021 年夏季在北京延庆地区进行田间诱捕试验,根据统计诱芯的雄蛾诱捕量对类似物活性进行分析。【结果】类似物刺激浓度从 0.001 μg·μL~(-1)增至 100 μg·μL~(-1),雄蛾触角对类似物 K1—K5 的 EAG 响应值呈现出逐渐增大的趋势。其中宽胫夜蛾雄蛾触角对化合物顺-11-十六碳烯-2-溴丙酸酯(K1)的响应最强烈,在 100μg·μL~(-1)下 EAG 响应值为 1.34 mV。而类似物 K5、K6 的 EAG 活性相对较低,其 EAG 响应值在 100 μg·μL~(-1)下分别为 0.67、0.57mV。田间诱捕试验表明合成的 6 种类似物均表现出较好的生物活性。其中类似物 K5 添加剂量为 100 μg 时,15 d 平均诱捕量最高,为 35.00 头,显著高于性信息素对照。类似物 K1 添加剂量为 10 μg 时,15 d 平均诱捕量为 32.33 头,显著高于性信息素对照。【结论】经过 EAG 测定和田间试验验证,类似物 K1 和 K5 表现出显著的增效活性,可作为宽胫夜蛾性信息素的增效剂;添加不同剂量的类似物 K2、K3、K4、K6 表现出了与性信息素相当的活性。研究结果可为宽胫夜蛾的绿色防控提供科学依据。
【关键词】宽胫夜蛾 性信息素类似物 化学合成 生物活性 化学调控昆虫行为
【基金】国家自然科学基金(31772175);; 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(Y2020PT04);; 中国农业科学院科技创新工程重大科研任务“跨境作物重大病虫害监测与控制”(CAAS-ZDRW202108)
【所属期刊栏目】中国农业科学
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