云南烟草病虫害防治课件2(李为争)

专题：植物(zhíwù)源害虫引诱剂的应用李为争wei-zhengli@163.com共五十八页五、引诱剂的应用原理(yuánlǐ)与前景时间(shíjiān)空间卵幼虫蛹成虫子系统超系统卵昆虫的基本生命需求：取食、求偶、产卵系统进化共五十八页注意(zhùyì)：成虫会飞是构建气味场进行自动化防治的基础！提示一：场是技术系统进化的最高级层次；提示二：昆虫(kūnchóng)是无脊椎动物唯一成虫会飞行的；提示三：昆虫是可以被欺骗的（信息滤过作用）！共五十八页鳞翅目自从(zìcóng)白垩纪晚期就开始为显花植物授粉如此长的地质年代已经形成了固定的通讯关系，还会产生抗性吗？一个人即使再挑食(tiāoshí)厌食，也不可避免要吃小麦、水稻！共五十八页研究(yánjiū)实例：黑杨Populusnigra

‘Italica’疑难问题黑杨是风媒花，不能为夜蛾成虫提供(tígōng)花蜜；杨树的叶片从来未见棉铃虫幼虫取食；只有萎蔫的带叶杨树枝把能够诱蛾。棉铃虫的产卵寄主：棉花、玉米、小麦、豌豆、加拿大蓬、仓耳、（烟草、番茄）棉铃虫的蜜源寄主：大葱、洋葱、胡萝卜、芹菜、向日葵、茼蒿<棉铃虫预测预报与综合治理>/王厚振华尧楠牟吉元共五十八页黑杨引诱(yǐnyòu)棉铃虫的机理假说1、隐藏说（夏邦颖，1978）正面证据：水杨酸钠诱导黄猩猩果蝇热激蛋白合成；水杨酸甲酯有清凉味，广泛用于解热镇痛药物；反面证据：杨枝把、棉枝把、模拟枝把比较。夜蛾占82%，多为交配后抱卵雌蛾，而具有同样隐藏处所的棉枝把和模拟枝把不能诱蛾（原国辉，1998）。主要是气味引诱作用，水蒸气蒸馏、二氯甲烷萃取(cuìqǔ)获得的粗提物有一定活性，且6月份效果最好（杨树枝把本身8月最好）。共五十八页2、“杨素”论（或影响(yǐngxiǎng)取食假说）杨素水解(shuǐjiě)产生杨酸和单糖（王厚振，1998）；水杨醇、苯醛、和单糖（陆永跃，2001）。反面证据：田间试验发现，杨素配糖体的引诱量只有天然杨枝把的11％－17％。水杨苷（<简明植物生物化学>/李雄彪,张金忠）共五十八页3、影响(yǐngxiǎng)求偶肖春和杜家纬（中科院上海昆虫所）：采用“EAG＋风洞”试验发现，枫杨的气味只能(zhīnénɡ)诱集处女雌蛾，推测与求偶活动有关!付新华（华中农业大学）：加拿大杨叶片气味与信息素混用能够增效！杨树叶片的气味刺激性信息素释放，并作为交尾场所。共五十八页求偶(qiúǒu)假说证据一：信息化合物的多义性

（<Insectsexpheromones>/MartinJacobson）Illing（1802）：蝶类释放的气味“和它们经常光顾的花的气味是相同的”！雄桂花蝉性兴奋时腹部分泌肉桂味液体（催情剂）；大乳草长蝽雄成虫在饲养容器(róngqì)中产生好闻的水果香味，放进雌虫分泌就不发生；Otosemaodorata雄蛾后足具有一种能激起雌蛾性兴奋的类似蜂蜜的气味。

共五十八页求偶假说证据二：夜蛾味刷释放雄性信息素多是花香成分，同样(tóngyàng)来自糖苷水解！东方粘虫和披肩粘虫雄性信息素各为苯乙醇和苯甲醛(jiǎquán)，以苯乙基-β-糖苷和苄基-β-糖苷贮于腺体。释放时糖苷经特殊管道和水解酶、β-糖苷酶混合，分解为信息素和己糖。（《昆虫生物化学》/王荫长）共五十八页对求偶假说(jiǎshuō)的质疑反例一：杨叶萎蔫气味混入性信息素诱芯，能够强烈抑制后者的活性（河南农业大学）；反例二：肖春的风洞试验在黄昏时进行，但取食、求偶(qiúǒu)、交尾、产卵等生命行为发生于不同的时辰！反例三：吊飞磨测试表明，已交配雌虫飞行能力下降为处女雌虫的1/20。棉铃虫夜间飞行行为节律孟祥令（1962）：18：00－21：00：取食1：00－6：00：交尾黎明前：产卵、隐藏苗春生（芹菜）：20：00－21：00（42.3％）：取食1：00－2：00（40.4％）：交尾4：00－5：00（17.3％）：再取食陆永跃（枫杨）：22：00－24：00：趋近但又飞走4：00－6：00：90％是后半夜诱的。共五十八页4、刺激产卵(chǎnluǎn)假说郭线茹（2003，中国农业大学博士学位论文）：杨树叶片的气味对棉铃虫雌蛾交配(jiāopèi)率、产卵前期、产卵持续期和蛾子寿命均无显著影响，刺激产卵量的增加。分析产卵调控物质时，需综合考虑昆虫生殖力、卵巢发育、交配率、受精率等内在因素，还要考虑各外部因素。特别是许多蛾类产卵量受补充营养影响极大。共五十八页黑杨萎蔫(wěiniān)叶片气味分析2002年5月19日、6月15日、8月25日采集叶片(yèpiàn)收集方法：（1）水蒸气蒸馏，二氯甲烷萃取；（2）气体吸附法:6月15日采集的叶片。GC-MS分析共五十八页ParoparkQ吸附(xīfù)物分析共五十八页二氯甲烷萃取(cuìqǔ)物分析共五十八页从有机化学(yǒujīhuàxué)角度看，可能是芳香族化合物起作用黑杨气味成分的规律(guīlǜ)GC出峰顺序按代谢途径聚为若干峰簇（Peakclusters）;信息化合物需具备“不稳定”和“可靠”两种对立性质。Rt∈[5min,30min]；汰除烷烃。共五十八页棉铃虫蛾对萎蔫黑杨叶片挥发物成分(chéngfèn)的EAG反应提示一：Kaissling液6.4-mmolKCl，20.0mmolKH2PO4，2.0-mmolMgCl2，1.0mmolCaCl2，354mmol蔗糖,12.0mmolNaCl，9.6mmolKOH，H2O加至1升。提示二：如黑杨气味主要引诱交配雌虫，水杨醛和苯甲醛应受到足够重视，而己醇和己醛可能(kěnéng)是在非大田背景下蛾对绿色植物的期望所致。共五十八页石蜡油琼脂(qióngzhī)芳香族初探共五十八页载体(zàitǐ)的筛选我试验过各种材料，如球鞋底（多直观的气味吸附剂！）、卫生筷（从这里(zhèlǐ)释放，还回到这里(zhèlǐ)去怎样？）、凡士林（清凉油的载体）、脱脂棉（同卫生筷的依据）、石蜡油（风油精的溶剂）、大豆油（上海昆虫所提供的信息）、羊毛脂（大宝SODmilk）等。室内固体芳香剂用琼脂作载体，能否在昆虫的引诱剂上应用呢？后来发现，琼脂胶有一些奇妙的性质。共五十八页多糖凝胶的奇妙(qímiào)结构提示一：琼脂凝胶含水量越大，气味挥发物挥发速度反而越慢；提示二：琼脂凝固过程中可等比例收缩直到完全干燥；提示三：没有这种载体的发现，夜蛾对花的种类(zhǒnglèi)的偏好性无从谈起。许多花的开放期与棉铃虫成虫的4个飞行季节不重叠；另外即使重叠，各种花在自然生态系统中的丰度是不同的，如胡萝卜、芹菜、大葱这些人工栽培的蔬菜。共五十八页结论杨树枝(shùzhī)把模拟了夜蛾取食的花香成分，肯定了“取食论”；杨枝把诱蛾没有明显的种、性别、交尾状态的特异性（回忆一下，肖春、原国辉的相互矛盾的结论是否可用陆永跃的节律观察来解释？），但夜蛾却是鳞翅目中补充营养习性最突出的一类；一个“荒唐”的结论，应研究“昆虫与试剂的关系”，而不是昆虫与“植物”的关系。共五十八页为什么必须是黑杨而不是其他(qítā)树叶？夜蛾成虫只能取食水溶性的单糖和低聚糖，糖苷水解产生的芳香族化合物便是可靠的“引路人”。植物或靠花瓣释放，或在木质部成苷贮存这些“生理性废气”。杨树新鲜叶片不能诱蛾，但萎蔫(wěiniān)后的气味浓度比蜜源植物的高，这是杨树枝把与“背景蜜源”共存仍能大量诱蛾的保证；蜜源寄主和产卵寄主相分离是杨枝把棉田诱蛾基本原理，应尽量将夜蛾类蜜源寄主气味用在产卵寄主田。共五十八页鳞翅目专用(zhuānyòng)诱杀器的发明鳞翅目幼虫（棉铃虫、烟夜蛾、小地老虎、粘虫、斜纹(xiéwén)夜蛾、银纹夜蛾、甜菜夜蛾、菜青虫、小菜蛾等）对农作物为害严重。鳞翅目成虫诱杀系统包括活性成分、载体、诱捕器3方面；研究基础：（1）采用UM设计优选了引诱剂活性配方；（2）以琼脂为载体使持效期延长到50天。技术难题：诱捕器体积大、伺服次数多、对益虫和害虫的选择性差、诱捕容量小。共五十八页专利检索液体(yètǐ)诱捕器。体积大，成本高，不适宜干旱地区应用；粘胶诱捕器，容量小，耐候性差；CN1656891，CN1925743，CN1961665锥笼状诱捕器，诱捕效果差，体积大，成本高；CN87104978，CN101133728，CN1666607，CN1843108，CN1994080，CN101081020，CN101123877，CN101356913，CN101564025附带光线、电源或热力的诱捕器，设计复杂，体积大，选择性差，对电源依赖性强。CN1207646，CN1215304，CN101170900，CN1794910共五十八页Varioustrapdesigns共五十八页提取(tíqǔ)上述诱捕器的物理矛盾粘胶诱捕器：涂布材料需要很粘，以便可以捕获大体型的蛾类；同时涂布材料又需要不粘，以便饱和后能够连胶带虫一块刮下，回收利用(lìyòng)板子；锥笼型诱捕器：下部开口既需要大，以便害虫容易进入；下部开口又需要小，以便进入的害虫不易再次逃逸；液体诱捕器：杀虫介质需要流体，以便浸润飞蛾的鳞片；杀虫介质又要是固体，以便诱捕器因风倒伏后洗涤剂不会污染土壤。共五十八页AstudentfromShanghaiOceanUniversity（left）wereintroducinghertrapdesignsubmittedtoNo.11CollegeStudent“Challenge-cup”,October28,2009Multi-functionaltrapbionicallybasedonspiderweb共五十八页28WatertrapusedinourfieldexperimentToomanypollinatorsandnaturalenemieswerekilled(1:4);ThewaterneedtobeaddeddailyatsummerThecapturesneedtoberemovedevery3daysTheapparatusistoolargeThecostishighforthephotoagingofsunlight……共五十八页理想系统诱捕容量不是500头、1000头或10000头的问题，而是应当趋近于无穷大；诱捕选择性不应该是尽量地少杀灭授粉昆虫、捕食性天敌昆虫、寄生性天敌昆虫，而应当达到100%的分离(fēnlí)效率；伺服次数最好趋近于0次；诱捕器的体积趋近于0；对环境的负面影响趋近于0；对害虫有可持续控制作用。共五十八页发明思路将“诱捕”与“虫体收集”的功能分离，使后者在超系统（大地(dàdì)）中实现；基于鳞翅目成虫具有专食花蜜而特化出的虹吸式口器，通过简单的网状构造使天敌、授粉昆虫和害虫实现100%分离。共五十八页发明特点白垩纪晚期显花植物(xiǎnhuā-zhíwù)出现时，鳞翅目成虫即利用花香化合物作为取食信号，因此本品具有广谱引诱活性，且害虫不会产生抗性；巧妙利用采用网状构造实施了害虫、授粉者和天敌的完全分离。结构简单，成本低，持效期长；鳞翅目成虫是卵—幼虫—蛹—成虫发育链中最薄弱的环节；本发明可直接挂在农作物或果树上，无需支撑装置。但其诱捕容量可以达到无穷大。共五十八页32专题二：芳香植物源棉铃虫幼虫拒食剂筛选(shāixuǎn)和化学鉴定李为ei-zhengli@163.com共五十八页33根据气味环渡理论，通过若干种基本呈味物质的搭配即可实现调香和调味。昆虫呢？当前来自天然产物的拒食剂筛选比较混乱，用中国不太成熟的分析化学和电生理手段与发达国家竞争(jìngzhēng)没有优势。若能从调香调味方面汲取新的思路，发现昆虫味觉感受器敏感的几种“原味”，就可以为害虫防治和益虫饲养提供全新的思路。共五十八页34试验(shìyàn)1NaCl--咸味物质代表柠檬酸--酸味物质代表蔗糖(zhètáng)--甜味物质代表奎宁-苦味物质代表线辣椒Capsicumannuumvar.annuutri晋产红花椒Zanthoxylumbungeanum共五十八页35叶碟法示意图及选择性拒食率和非选择性拒食率的计算(jìsuàn)共五十八页36潜在拒食活性的呈味物质(wùzhì)初步筛选试验共五十八页37棉铃虫幼虫对呈味物质的选择性取食反应(fǎnyìng)测定共五十八页38棉铃虫幼虫对呈味物质(wùzhì)的非选择性取食反应共五十八页39共五十八页40目前，以菜青虫、小菜蛾作为研究对象测试其对各种非寄主植物粗提物的反应的报道居多，但是它们的寄主局限于十字花科，需要异硫氰酸酯类作为“标志性刺激物”，故不能在普遍意义上反映鳞翅目幼虫的对呈味物质的取食特性。对广食性棉铃虫幼虫取食影响较大的呈味物质是氯化钠和花椒(huājiāo)提取物。尽管测试剂量甚微，但活性优于已报道的多种植物提取物。共五十八页41试验(shìyàn)2各寄主植物叶片的取食选择性比较花椒不同溶剂提取物拒食活性比较分别对食盐水和花椒乙醇提取液的剂量反应花椒提取物/食盐混合液最佳配比的确定最佳“椒盐比”的最佳剂量测定共五十八页4202040401008060100806020烟草N.tabacumVar.NC89花生Arachishypogaea玉米Zeamays辣椒Capsicumannum番茄Solanumlycopersicum棉花Gossypiumarboreum其他植物Otherplants0.655.82**3.87**4.36**0.08t-Test相对取食面积Relativeleafareabeingconsumed共五十八页43提取溶剂被食叶面积±SE/mm2选择性拒食率t值处理对照蒸馏水40.90±19.2747.20±18.067.150.19乙醇2.40±2.0970.10±15.2393.384.23**丙酮50.70±22.5140.50±11.44-11.180.40二氯甲烷21.60±14.7860.90±21.4647.641.30正己烷50.00±20.7720.70±6.65-41.441.17不同(bùtónɡ)溶剂花椒提取液对棉铃虫的拒食效果（t0.01=3.25t0.05=2.26）共五十八页44剂量（μL）花椒乙醇提取液饱和食盐水被食叶面积±SE/mm2选择性拒食率被食叶面积±SE/mm2选择性拒食率064.00±17.78A/170.13±4.00A/1052.63±20.14AB9.7591.44±11.89B30.082049.88±17.98AB12.4019.88±5.88C79.08303.00±1.23B91.049.81±5.18C89.09407.25±3.89B79.6515.25±7.81C83.55棉铃虫幼虫分别对不同剂量的花椒乙醇(yǐchún)提取液及饱和食盐水的取食反应共五十八页45花椒乙醇提取物和饱和食盐水体积比（μL/μL）被食叶碟的面积±SE/mm2选择性拒食率t值处理T对照5/3523.40±11.10269.80±27.980.84±0.05b10.23**10/3012.50±6.23224.70±39.280.89±0.03ab6.04**15/252.50±2.08241.40±34.430.98±0.01a7.08**20/204.10±2.81257.40±32.880.97±0.02a7.89**25/150.10±0.10246.80±33.721.00±0.00a7.31**30/107.60±6.47276.80±34.200.95±0.03a8.19**35/55.30±3.07264.60±31.690.96±0.02a8.59**氯化钠和花椒乙醇提取物不同(bùtónɡ)配比对棉铃虫的拒食作用（t0.01=3.25

）共五十八页46共五十八页47（1）植株层叠的叶片生长结构，理论估计值偏低；（2）室内测定在封闭培养皿中进行，供试昆虫不能远距离扩散且耐受饥饿时间(shíjiān)较短，在大田可以选择未被拒食剂涂布的叶片取食，造成理论估计值偏低；理论上2g花椒用15mL乙醇来提取，假设作物田单层全覆盖(fùgài)。如要想达到100%拒食效果，每亩田只需要花椒22.64g。共五十八页48（3）棉铃虫一般只取食作物果实，实际应用时可能只需处理果实即可，造成理论估计值偏高；（4）2g花椒中的有效拒食活性成分采用15mL无水乙醇未被完全(wánquán)提取，造成估计值偏高；（5）如果花椒提取物中活性成分仅占很小一部分，则有可能采用更高效的拒食剂纯化学品代替花椒原料；（6）该拒食剂是针对广食性昆虫筛选出来的，对其他单食性或寡食性害虫可能具有更大效力。共五十八页49试验(shìyàn)3共五十八页50共五十八页51共五十八页52组别材料取食方格数平方根转换值显著性A花椒1.66**CK9.99黑胡椒0.48**白胡椒1.15**红辣椒9.04青麻椒5.98*BCK9.36肉豆蔻5.24草寇8.53良姜9.86白芷0.11**肉桂皮7.05共五十八页53花椒11种淋洗样品(yàngpǐn)的相对拒食率组别样品取食量转换值组别样品取食量转换值组别样品取食量转换值1（20）正己烷15.64*2（22）乙醚24.74**3（20）乙醇22.40**正己烷23.62**二氯甲烷11.27**乙醇33.51**乙醚15.35*二氯甲烷22.37**乙醇47.11残液7.78乙醇12.58**乙醇52.38**母液1.89**母液1.68**母液0.85**CK9.92CK9.51CK8.19共五十八页54黑胡椒柱层析产物(chǎnwù)对棉铃虫幼虫的拒食活性组别样品取食量平方根转换值组别样品取食量平方根转换值组别样品取食量平方根转换值1正己烷6.49**2二氯甲烷10.85**3乙醇22.18**乙醚11.08**二氯甲烷21.82**乙醇36.16**乙醚20.06**乙醇12.27**乙醇43.16**CK10.61CK12.43CK10.82共五十八页55花椒活性柱层析产物(chǎnwù)GC-MS分析峰号保留时间物质名称相对含量%16.02β-水芹烯8.2626.152（10）-蒎烯6.5436.423-蒈烯6.9846.522-蒈烯5.1256.64D-柠檬烯21.8966.715-异丙基-2-甲基二环己-2-醇0.3476.94γ-萜品烯0.5887.12花椒独有，仅有结构式0.2297.34β-芳樟醇29.65108.15花椒独有，仅有结构式0.33118.52乙酸芳樟醇酯0.31129.345-蒈醇0.171310.54古巴烯2.281410.87