宽胫夜蛾性信息素类似物的合成及其生物活性

【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、100μg·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0.001μg·μL^(-1)增至100μg·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100μg·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100μg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10μg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。

宽胫夜蛾成虫触角和下唇须感器的超微形态

触角和下唇须是昆虫头部的重要感觉器官,其上被有多种类型的感器。宽胫夜蛾Protoschinia scutosa是一种重要的农业害虫,但其触角和下唇须感器研究较少。本研究利用扫描电子显微镜观察了宽胫夜蛾的触角和下唇须感器的类型、分布和超微形态。宽胫夜蛾的雌雄触角均为丝状,雌虫触角鞭节明显短于雄虫。雌雄触角均分布有8种类型感器,分别为Bohm氏鬃毛、鳞形感器、毛形感器、刺形感器、耳形感器、锥形感器、腔锥形感器和栓锥形感器。其中,毛形感器数量最多,且雄性毛形感器的数量明显多于雌性。宽胫夜蛾的下唇须为长管状,雌雄下唇须长度无显著差异。共观察到5种类型感器,即毛形感器、钟形感器、鳞形感器、刺形感器和棒形感器。毛形感器分布在下唇须基部第1节和端部第3节的陷窝器内,钟形感器位于第1节毛形感器簇之中,鳞形感器在各节均有分布,刺形感器和棒形感器只见于第3节。并对宽胫夜蛾的触角和下唇须感器的功能进行初步的推测和讨论。为昆虫感器功能分析、分类学和行为学研究提供依据。