如何保证偶联后具有杀虫活性课件

1 如何保证偶联后具有杀虫活性 导向载体和农药活性成分拼接后可以保持它们固有的性质。 将两个农药活性成分拼接，如果不破坏它们的活性基团，那么 拼接物可能具有两者的生物活性。 只要不破坏导向载体与植物体中受体结合的结合部位，同时不 破坏农药活性基团，就可以保持农药的生物活性和载体的定向积累 性。 目前许多农药的活性部位已很明确，可以做到在拼接中不破坏 其活性部位，即使是活性部位不明确，通过一些简单筛选，找出有 活性的复合物的几率很大。 如BtA是由Bt毒素和阿维菌素偶联而成的复合物，它保留了两 者的基本生物活性。如双灭多威，如多联噻吩酯和氨基甲酸酯复合 物。 甲基-氨基甲酸2,2,5,2”三联噻吩-5-酯 甲基-氨基甲酸2,2二联噻吩-5-酯和甲基-氨基甲酸 5-氰基-2,2二联噻吩-5-酯 对致倦库蚊4龄幼虫有很高杀虫活性。 2 如何保证偶联后具有传导性和积累性 导向载体在植物体内传导并在某部位高浓度的积累而 不回流的原因很多，其中，一个重要的可能原因是其与植 物中的某一受体结合，而不能随意移动，或(和)植物中有 其转运载体。只要不破坏其结合部位或活性部位就可以不 影响其传导和积累。 蔗糖在植物中的运转是由载体或转运器来实现的(朱 建华，1995)。 茉莉酸、茉莉酸甲酯、茉莉酸氨基酸复合物和茉莉酸 糖复合物均具有相似的定向积累性及生理功能。 (1) 长距离传导不是导向农药的必要条件 在伤诱导反应中，没有必要全株的诱导抗性物均向伤口积累， 只要同一叶片中伤口附近的诱导抗性物向伤口积累就可以了。从生 理学的角度来看，快速起反应并积累的是植物伤口附近区域。 导向农药也类似，不必一定要内吸性和长距离传导性，只要具 有较好的渗透性，能在同一叶片或组织中快速向伤口集累就能起到 导向农药应有的作用。 3 如何保证偶联后具有内吸性 (2) 内吸性不是导向农药的必要条件 在研究中，我们尽量选用内吸性好的农药活性成分，不过，内 吸性也不是导向农药的必要条件，许多物质不能从外部进入植物体 内，但仍能在植物中传导，如大分子的营养物质淀粉之类的，并不 能被根系或其它组织很好的吸收，但却能在植物中传导。 只要导向农药具有传导和定向积累的功能，通过注射的方法将 导向农药注入植物体内就可以解决有些导向农药的不能内吸的问题 。 (3)若无内吸性，可适当改变复合物亲水亲油性 如果导向载体和农药活性成分均具有内吸性，则其复合 物具有内吸传导的机率很大。将二者拼接后可以保持它们 固有的性质，目前广泛研究应用的多杀虫作用位点的一些 农药就是利用了这一特点，两者拼接后可以保持其固有的 内吸传导。 有些物质本身不具有内吸传导性，通过适当的调整其 亲水亲油性，也能实现内吸传导。 (4)大分子化合物也可具有内吸性 实践证明，大分子化合物同样具有内吸性，如印楝素 的分子量高达720.20，但是印楝素在许多植物中具有良好 的内吸性和传导性，在某些作物中甚至具有定向累积性， 4 到昆虫体内如何解偶联？ (1) 在昆虫或植物中解偶联不是导向农药的必要条件。我们在研究 中，一般以筛选具有生物活性的导向载体-活性弹头复合物为主，即 使不解偶联，复合物也具有较好的活性。 (2) 当然，在研究导向农药的过程中，如果在昆虫体内的解偶联能 提高活性，在植物中的偶联复合物能降低毒性，那是最好不过的事 了。以甲胺磷为例，将甲胺磷乙酰化以后制成乙酰甲胺磷，乙酰甲 胺磷的毒性远远低于甲胺磷(约低30倍)，在植物中主要以乙酰甲胺 磷存在，但乙酰甲胺磷进入昆虫体内后，在酰胺水解酶的作用下， 转变为甲胺磷，活性又大大提高了。 茉莉酸含有酸基，甲胺磷含有氨基，通过用EDC进行缩合反应 ，可以将茉莉酸与甲胺磷偶联，也相当于将乙酰甲胺磷的乙基转换 为茉莉酸，这就可以降低甲胺磷的毒性，同时具有和乙酸甲胺磷相 似的性质。 5 导向农药的使用方法？ 导向农药与常规农药的不同中之处在于其原药具有导 向积累性，体现的是提高农药的利用率和减少农药用量。 剂型与常规农药相同，因此，其施用方法和常规农药相似 。 如具有内吸性，导向农药可采用各常规施药法，如喷 雾和根施等，如具有较好的渗透性，则可采用喷雾的方法 ，若没有内吸性但可在植物中传导，则可用注射法。 6 何时施药？ 施用导向农药后，复合物进入植物体内在植物体内定位分 布向伤口传导积累降解。 导向农药与常规农药除了具有定向积累性外，没有很大的不同 。 导向复合物本身具有生物活性，即使不能很好的掌握施时间， 也能起到导向农药和常规农药的双重性质。导向农药在1天内可完 成在植物体内的定位，即使出现害虫以后再施药，也能及时起到导 向防治害虫的作用。 在害虫为害前施药，应更能体现导向农药的特点，不过导向农 药本身在植物体内存在消解动态，施药时间不应过早。 因此，导向农药的施时间和常规农药大体相似。 由于所采用的某些导向载体具有植物激素的作用，如 茉莉酸在低浓度下促进生长，在高浓度下抑制生长，对某 些作物来说，要适当注意作物的生长期，要在保证作物的 安全剂量下施药，但在作物成熟期后，低浓度的生长素可 能对植物生长不利。 7 茉莉酸及其复合物会否影响作物和生长？存在药害？ 茉莉酸及其甲酯在植物中广泛存在. 在105科206种 植物中均检测到茉莉酸. 在植物中起激素和信号传递作用 (江玲,周燮, 1998). 茉莉酸在植物中的含量一般为10ng3g/gfw(江玲, 周燮, 1998). 在蚕豆的花嫩叶和果实中茉莉酸的含量最高,鲜果中 茉莉酸的含量为3.1g/g. 1030mg/L茉莉酸甲酯明显促进水稻叶的光合作用(陈 汝民, 1993). 潘瑞炽(1989)用510mg/L茉莉酸处理水稻幼苗,能提 高水稻的抗低温和高温的能力. 200mg/L茉莉酸MJA处理花生功苗，抗涝效果最好(李劲 ，2002)。 0.47547.5 (约10010000mg/L, 茉莉酸的分子量大于200) 茉莉酸能促进紫萍的开花(Bozidar,1995) 1mmol/L (200 mg/L) MJA可促进黑麦的颖花开放(甘立军， 2001)。 10mmol/L (200 mg/L) MJA，可促进水稻的耐寒性和葡萄的抗 病性(李劲，2002) 1mmol/L (200 mg/L) MJA处理绿豆，生根数比对照增加2.75 倍(李海航，潘瑞炽，1998)。 以上研究表明，茉莉酸及其甲酯在1mmol/L时能促进一些植物 的生长。 由于茉莉酸与活性成分1/1的拼接，以锐劲特为例，在1mmol/L 时，锐劲特(分子量为437)的浓度为437mg/L，此剂量已远远高于锐 劲特的田间用旱。 因此，可以在安全剂量下施用茉莉酸的复合物，不仅不对作物 产生药害，还能促进作物的生长。 8 茉莉酸的功能？本身是作为一个信号物？或抗虫 物质？或是两者功能均有？ 茉莉酸的功能:高浓度下促进衰老;抑制生长;促进 乙烯的产生和果实成熟;促进插条生根;诱导块茎形态的形 成;影响光合作用;调控基因表达,诱导抗性(戴良英,2000) ） 如诱导烟碱;诱导多酚氧化酶.诱导蛋白酶抑制剂等 . 引诱捕食性天敌和寄生性天敌,诱导产生VOC。 没有文献表明茉莉酸本身具有抗虫或抗菌活性。 9 EDC的特性及其适用范围？ EDC：碳化二亚胺，是一种化学性质非常活泼的双功 能试剂，常用的为水溶性碳化二亚胺，化学名为1-乙基-3- (3-二甲氨基)-碳化二亚胺盐酸盐。 可使农药活性成分与载体-COOH、磷酸基与-NH2、- OH、-SH等基团在较温和的条件下结合。 10 昆虫能在一定的时间内取食完叶片，昆虫在叶片上的 取食速率大于复合物的传导速成率，在复合物还没有传到 旧伤口时，害虫已经又造成了新伤口。 （1） 害虫在特定的部位为害 大多数害虫以幼虫为害，在作物上不是随意移动的，活动范围 较窄，在取食不适的情况下，不会立即离开取食部位，只是换取食 点，如果药物不是具有很强的拒食作用或忌避作用，害虫一般不会 立即更换取食点，只以1株或邻近几株作物就能到成虫阶段，它们 在作物上有其特定的取食部位，如菜青虫喜取食心叶，棉铃虫一般 只危害嫩叶和棉铃。 有些害虫甚至在成虫以前不会离开单一取食部位，如栗瘿蜂在 成虫以前只留在嫩梢内，美洲班潜蝇在成虫前只在叶内。 （2） 植物的应激反应是迅速的 植物的应激反应是很迅速的(1min内即起反应)，当叶片受到伤 害后，在受伤点附近的诱导抗性物质的累积是非常迅速的，在同一 张叶片中，受伤点附近抗性物质的累积浓度远远大于其它部位，而 且邻近叶片中的抗性物质向受伤叶的传导过程也是较快的（茉莉酸 ：4.5cm/min）。 受伤点附近几丁质酶的活性比其它部位的高几倍到几百倍不等 ，一些酚类物质在受伤点的累积含量比同一张叶片其它部位高50多 倍。 因此，受伤叶首先在伤口边缘快速累积抗性物质来抵卸害虫的 为害。 11 复合物累积到了旧伤口，旧伤口尚未愈合又有了新伤 口，复合物会离开旧伤口向新伤口累积吗？同一张叶片上 同时有多个伤口，甚至处处是伤口怎么办？ (1) 伤诱导物质有很多种，有些情况下，只有害虫取食刺激或病 原物的侵染才会引起一些抗性物质在伤口部位累积。如大菜粉蝶 唾液中分泌的葡萄糖苷酶和甜菜夜蛾唾液中的17 羟基亚麻酰 能激发植物累积或释放抗性物质，这些物质被称为化学诱导因子 。伤口处没有化学诱导因子的影响，复合物也就不再向伤口累积 。 (2) 同一张叶片上有多个伤口，伤口附近的抗性物质将向各个伤 口累积，首先是伤口附近的抗性物质起作用，距离太远的抗性物 质对累积效果有帮助，但不如附近的明显。 (3) 害虫取食造成的伤口一般较小，愈合速度较快。 如果处处是害虫取食造成的伤口，这只能说明虫口密度太大 ，在提高用量的情况下，导向药物的效果还是远远高于一般药物 。 12 申请书中提到了可以大大减少用药量，药量要达到一定的剂量 才会引起害虫死亡，如果药量减少了100倍，与正常施药相比，叶 片上分布的药量就降低了近100倍，在常规情况下，取食100cm2的 叶面积所累积的药量能杀死害虫，制成导向药物后，害虫的取食叶 面积不是更大了吗？ 导向药物施用到作物上以后，在害虫不取食的情况 下或没有伤口的情况下呈静态分布，但是害虫造成伤口后 ，导向药物则向受伤点累积，在受伤点附近的药物浓度大 于常规施药叶片中药物的浓度，虽然导向农药的平均浓度 较低，但害虫单位面积取食的药量大于常规用药处理的药 量，因此，害虫取食较少的食物就能害到致死剂量。 13 各种作物中能向特定部位诱导累积的物质各不相同， 防治某种植物某个部位的某种害虫，复合物在该部位累积 ，那取食其它部位的害虫呢？要防治不同部位的不同害虫 ，就需要不同的载体，如果一种作物上有取食3个部位的 主要5种害虫，那是不是要用3种复合物呢？如果是这样， 防治成本可能太高，也很难掌握什么时候该用什么复合物 ，不是专业人员的广大农户更难掌握施药时间。 (1) 许多重要害虫农林牧业的主要害虫，如棉铃虫 、矢地松粉蚧、美洲班潜蝇等，世界各国籍年投入 大量的物力与人力，始终不能有效地决这些害虫的 危害，若能用某种导向药物成功控制其中一种害虫 ，就将为农业生产作出巨大的贡献。 (2) 许多害虫是有共性的，如蔬菜上的主要害虫 小菜蛾、菜青虫、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、黄曲条跳 甲等均是食叶性害虫，研制出能在蔬菜叶的伤口处 定向累积的导向农药，则对大部分蔬菜害虫均有作 用。 (3) 些导向载体在许多植物中存在，如茉莉酸在 150科206种植物中存在。 14 会否导致在农作物上的持久残留？ 导向农药的用量低于