苏州生态涵养区农业土壤中农药残留的分布特征及风险评估

为评价苏州生态涵养发展实验区农业土壤中农药的污染状况与潜在风险,运用气相色谱-质谱法(GC-MS)检测了苏州生态涵养区63个位点的农业土壤中46种农药的残留水平,结合非度量多维尺度分析其时空分布特征,并以风险商法评估其生态风险。结果显示:土壤样品中共检出有机氯、有机磷、噻二嗪及拟除虫菊酯4类农药,其平均浓度分别为31.8、56.9、109.8μg·kg-1和71.9μg·kg^(-1)。p′p-DDE检出范围最广(检出率91%~100%),噻嗪酮检出浓度最高(1061.1μg·kg^(-1))。生态风险评估显示,27%的土壤样点存在潜在生态高风险,风险来自p,p′-DDE、噻嗪酮、水胺硫磷、联苯菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯7种农药。

昆虫性信息素研究进展与应用前景

昆虫性信息素是由性成熟的个体产生和释放,能引诱或激起同种异性个体进行交尾的微量化学物质。由于昆虫性信息素具有微量、高效、灵敏度高、对天敌无害、对环境友好等特点,目前已广泛应用于虫情监测、干扰交配、害虫检疫及大量诱杀等方面。近年来,随着性信息素分析技术的改进,检测仪器的多样及灵敏度的提高,针对昆虫性信息素的研究不断拓展和深化。本文在广泛调研国内外大量文献的基础上,综述了昆虫性信息素的生物学研究概况、性信息素的结构特点、提取方法、鉴定方法、化学合成以及其在调控害虫行为方面的应用等领域的研究进展,并对其应用前景进行了展望,旨在为昆虫性信息素的研发与应用提供技术参考和理论依据。

质谱技术在农药残留分析中的研究进展

现代农用化学品与农产品的数量和质量安全密切相关,农药残留问题一直是大众关注的焦点。采用灵敏、准确、可靠的质谱技术能够准确地对残留农药进行定性和定量分析,从而为农药登记、农药残留摄入风险评估、环境有益生物安全、食品及其加工品中农药残留监测与监管等方面提供有力的技术支撑,保障环境安全和人类健康。本文综述了各种质谱及其联用技术的发展历史及各时期的特点,对主流质谱技术在农药多残留分析中的应用进行综合分析,重点阐述其在食品、环境、生物等领域的应用。此外,还概述了质谱及其联用技术在各国标准方法中的应用,并对比了国际食品法典委员会和欧盟等组织对质谱定性定量分析方法的要求。总之,自20世纪90年代以来,四极杆等质谱仪、色谱-质谱联用设备、多级质谱以及高分辨质谱技术在农药残留分析领域呈现出主流趋势;高通量筛查技术、现场可移动和桌面型质谱联用、原位电离技术、无靶标筛查平台以及简洁快速的样品前处理净化技术是未来研究与发展的主要方向。

农药制剂研发的精细化、功能化与农业生产高效利用

农药制剂作为农药的最终使用形式,其质量和性能对农药药效发挥和高效利用至关重要。近年来,随着人们环保意识和要求的提高以及科技水平的发展,伴随着有害生物种类和发生规律、种植结构、植保策略、土地集约化以及劳动力结构等因素的不断变化,推动了我国农药制剂的创新,一些新的理论、剂型、加工技术、表征手段和施药方式相继出现,农药制剂开发的精细化、功能化以及农药的高效利用成为主要发展方向。本文从农药制剂加工的精细化、功能化发展以及农业实际生产需求对农药制剂创新的推动等方面,对我国农药制剂的研究发展情况进行了较全面的介绍,并分析了其中有待解决的问题以及未来发展方向,旨在为绿色、高效的功能化农药制剂的研发提供参考。

被动采样技术评价水生环境中拟除虫菊酯生物有效性的研究进展

拟除虫菊酯作为一类广谱杀虫剂,已大量应用于农林业及卫生领域,在各地区的水生环境中被频繁检出。同时,拟除虫菊酯易在水生生物体内富集且产生较高毒性。拟除虫菊酯属于强疏水性化合物,在使用常规化学分析方法分析其在环境介质中的总浓度时,往往会高估其环境风险。近20年来,生物有效性已被广泛用于疏水性有机污染物的环境风险评价。被动采样技术是待测物自发地由采样介质向采样器传输的一种采样技术,通过被动采样技术测定的拟除虫菊酯自由溶解态浓度比总浓度更能准确地反映其生物有效性。本文综述了利用被动采样技术评价水生环境中拟除虫菊酯生物有效性的最新研究进展。首先简单阐述了用于评价水生环境中拟除虫菊酯生物有效性的被动采样技术的基本原理,然后详细讨论了常用被动采样器的基本性能和应用特点,详细介绍了被动采样技术在水中拟除虫菊酯残留监测、水生生物毒性评价和积累量预测方面的应用,最后展望了这一技术在我国未来的发展方向。

桃小食心虫性信息素的合成

桃小食心虫是我国最严重的蛀果害虫之一,利用其性信息素进行防控,具有高效、环保及不易产生抗性等优点。天然桃小食心虫性信息素(Z)-12-十九碳烯-9-酮与(Z)-13-二十碳烯-10-酮在昆虫体内含量极低,通过人工提取无法满足大规模防治需求。本研究以3-溴-1-丙醇为原料,经四氢吡喃基(THP)保护、亲核取代、Brown P2-Ni还原(Ni(OAc)_(2)与NaBH4催化氢化)、格氏试剂加成与重铬酸吡啶鎓(PDC)氧化等7步反应,构建了一种高效合成桃小食心虫性信息素的方法;并首次将Brown P2-Ni还原用于桃小食心虫性信息素顺式碳碳双键的构建,总收率为5%。所构建的桃小食心虫性信息素合成方法操作简便,产品具有高度的区域选择性(Z:E>99:1),适用于桃小食心虫的绿色防控。

气相色谱-质谱法测定水-沉积物系统中39种农药残留

建立了气相色谱-质谱(GC-MS)同时测定水体和沉积物中39种农药残留的检测方法。水体样品由乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥;沉积物样品经乙腈超声提取,采用N-丙基乙二胺(PSA)和石墨化碳黑(GCB)净化,选择离子监测模式(SIM)进行检测,外标法定量。结果表明:39种农药在10~1000μg/L范围内线性关系良好,决定系数(R^(2))均大于0.9950。空白水样在0.25、0.5、5.0μg/L 3个添加水平下的平均回收率在72%~111%之间,相对标准偏差(RSD,n=5)在1.1%~10%之间,检出限(LOD)为0.02~0.06μg/L,定量限(LOQ)为0.04~0.18μg/L;空白沉积物在5.0、20.0、100.0μg/kg 3个添加水平下的回收率在65%~119%之间,RSD(n=5)在2.1%~12%之间,LOD为0.7~1.5μg/kg,LOQ为2.1~4.3μg/kg。该方法灵敏、准确,结果可靠,可满足水体和沉积物中39种目标农药的残留分析要求。

美国白蛾性信息素的合成研究进展

美国白蛾是世界性检疫害虫,其性信息素包括2个烯醛类化合物与3个环氧烯烃类化合物,可用于诱集美国白蛾,监测种群动态,具有优异的应用前景。本文根据醛的合成方法,阐述了仿生合成法、Weinreb酰胺法、酶催化法、酯的硅氢化等合成烯醛类美国白蛾性信息素的方法;依据关键中间体的连接方式,总结了异硫氰酸铜试剂法、Wittig偶联法、炔基锂试剂取代法、Gilman试剂取代法及烷基环氧重排法等合成环氧烯烃类美国白蛾性信息素的方法。

尺蠖性信息素的不对称合成研究进展

尺蠖是危害果树与林木的重要害虫,其性信息素的化学成分包括手性甲基烷烃、三烯烃与手性环氧烯烃3类化合物,可用于尺蠖的诱集与害虫预测。本文首先依据手性中心的构建方法,详细阐述了利用手性源法、酶拆分法、不对称催化法、螯合控制反应法与手性诱导法合成手性甲基烷烃类尺蠖性信息素的研究进展;然后按照中间体的连接方式,分类总结了烷基环氧重排法、炔基锂试剂取代法与Gilman试剂取代法合成手性环氧烯烃类尺蠖性信息素的研究工作。

杀虫活性多肽研究进展

传统杀虫剂在防治害虫、保障农作物丰收等方面做出了卓越贡献,但是由于其化学性质以及不合理使用,对环境也带来了一些负面影响。因此,以环境友好为前提,寻找结构独特、性能优异以及绿色安全的杀虫剂尤为迫切。多肽是由多个氨基酸通过肽键连接而成,也是蛋白质降解而成的中间产物,在生命过程中具有重要作用。近年来,杀虫活性多肽因其新颖的作用机制、优异的活性、理想的环境相容性而成为农药领域一颗冉冉升起的新星。本文主要从来源于动物、植物和微生物的杀虫活性多肽角度出发,综述了其近年来的研究进展及应用,并对未来的研究趋势进行了展望。

大葱种子丸粒化及性能研究

种子丸粒化是种子包衣的重要类型,与常规的种子包衣相比,种子丸粒化不仅可以改变种子形状,使种子外形标准化,而且有效成分携带量更大、有效成分间相容性更好。本研究以不规则的大葱种子为对象,考察了不同填料及黏结剂用于种子丸粒化的性能,在获得优化配方的基础上,对所制备丸粒的微观结构进行了表征。结果表明:将硬脂酸镁和滑石粉按质量比1:2混合后作为填料,以质量分数为1%的羧甲基纤维素钠水溶液作为黏结剂时,较适合用于大葱种子的丸粒化,所制得的丸粒各项指标合格,符合种子丸粒化的要求。微观结构电镜观察表明,采用不同填料制备的丸粒在微观结构上存在明显差异,填料间的结合越紧密,丸粒的强度越大。添加农药对丸粒化种子的影响评估结果表明,合理添加适宜的农药对种子发芽影响较小。本研究通过宏观性质与微观结构相结合,进一步丰富了种子丸粒化研究基础理论,对提高精量化播种和规范化种植水平具有一定参考价值。

外源单宁酸对茶叶中农药胁迫作用的缓解效应

农药是控制病虫草害的重要手段,但农药也会对植物的氧化系统及营养品质产生影响。基于单宁酸的天然属性和结构特点,研究了在农药诱导的氧化胁迫下,叶面施用单宁酸对茶叶抗氧化系统和营养品质的潜在作用。与单独施用农药相比,加施10 mg/L单宁酸显著提高了茶叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,其中POD活性分别是空白对照、吡唑醚菌酯单独施用的4.69倍和3.13倍,APX活性比单独施用吡虫啉、联苯菊酯和吡唑醚菌酯分别提高了340.74%、114.71%和271.70%。此外,单宁酸显著提高了茶叶总抗氧化能力,提高了脯氨酸、还原型谷胱甘肽和茶多酚含量,降低了膜脂过氧化产物丙二醛的含量。单宁酸还提高了茶叶中维生素C、可溶性蛋白、咖啡碱和游离氨基酸的含量。综上,外源单宁酸能够激活茶叶抗氧化酶活性,影响抗氧化非酶物质的积累,缓解茶叶中农药胁迫带来的氧化损伤,最终提高茶叶品质。

跳甲聚集信息素的合成研究进展

跳甲是危害蔬菜、水果、谷物等农作物的重要害虫。跳甲聚集信息素的化学成分包括14种倍半萜类化合物和6种不饱和醛类化合物,可用于跳甲诱集与种群监测,在害虫绿色防控方面极具发展前景。本文首先按手性中心的构建方法,包括手性源法、手性诱导法与不对称催化法,详细阐述了倍半萜类跳甲聚集信息素的合成方法;然后依据碳碳双键的合成方法分类总结了不饱和醛类跳甲聚集信息素的合成方法,主要包括羟醛缩合法、Wittig偶联法、Wittig-Horner偶联法与炔酯异构化法。另外,分析了每种合成方法的优势与不足,并对跳甲聚集信息素的合成研究进行了展望。

海藻糖酶结构及其抑制剂的农用活性研究进展

海藻糖是一种非还原性二糖,在昆虫、真菌等有害生物体内参与能量代谢、逆境恢复、几丁质合成等过程。海藻糖酶(EC 3.2.1.28)由于其对海藻糖代谢及其含量调控具有重要作用,且在农业有害生物和哺乳动物体内存在功能差异,已成为开发新型农用化学品的安全型候选靶标。本文对海藻糖酶的晶体结构、海藻糖酶与底物/抑制剂的互作机制研究进展进行了综述;同时对具有农用活性的海藻糖酶抑制剂,如井冈霉素、天然产物salbostatin和trehazolin及其合成类似物、脱氧野尻霉素及其合成类似物、天然生物碱及其合成类似物以及胡椒碱及其类似物的研究进展进行了概述,并重点论述了以胡椒碱为骨架的化合物在农业有害生物防治上的应用。本综述可为靶向海藻糖酶结构进行新型胡椒碱类结构的农用化学品设计与发现提供参考。

靶向蜕皮激素受体的新型4,5,6,7-四氢-2H-吲唑酰肼类衍生物的设计、合成及杀虫活性

为了发现结构新颖的昆虫生长调节剂,以蜕皮激素受体(EcR)为靶标,以课题组发现的高活性化合物C(N-(4-(叔丁基)苯基)-2-苯基-2,4,5,6,7,8-六氢环庚基[C]吡唑-3-甲酰胺)为先导化合物,利用活性亚结构拼接的方法,设计合成了25个未见文献报道的新型4,5,6,7-四氢-2H-吲唑酰肼类衍生物,其结构经过核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱确证。分子对接结果表明,所有目标化合物与EcR具有较好的结合力,其中化合物I-15可以很好地结合到EcR的活性位点,其结合模式和虫酰肼相似;靶标蛋白结合实验证明,I-15在40 mg/L下与EcR具有较好的结合活性(75.8%±7.2%)。初步杀虫活性测定结果表明,部分目标化合物在500 mg/L下对鳞翅目害虫小菜蛾表现出一定的杀虫活性,但总体活性均不如虫酰肼和先导化合物C;进一步分析发现,目标化合物的脂水分配系数(ClogP)普遍低于先导化合物和对照药剂虫酰肼,推测是由于目标化合物的亲脂性较差,从而影响其穿透昆虫表皮的能力,导致杀虫活性较弱。该研究对后续化合物的结构优化具有重要参考价值。

粉螨性信息素(R)-2,6-二甲基-5-庚烯-1-醇的不对称合成

粉螨Tyreophagus sp.包括许多危害农作物的重要害虫和仓储害虫,而(R)-2,6-二甲基-5-庚烯-1-醇为粉螨性信息素的主要成分。本研究首次利用Evans手性助剂法构建该性信息素的手性叔碳中心,以戊醛酸甲酯为原料,经过Wittig偶联、LiOH水解、甲基化及硼氢化钠还原等6步反应,完成了该信息素的不对称合成。

新型缩氨基硫脲类化合物的设计、合成及杀菌活性研究

为发现新型高活性的杀菌剂候选化合物,以天然产物肉桂醛衍生物N-α-戊基-(4-溴苯基)-亚丙烯基-N'-2',3'-O-亚异丙基-5'-O-尿苷甲酰基腙(A16)为先导,用具有杀菌活性的硫脲基团替代先导结构中的酯基尿苷,设计并合成了一系列缩氨基硫脲类化合物.目标物结构均经过^(1)H NMR、^(13)C NMR、IR、元素分析或HRMS确证.离体抑菌活性测试结果表明,在100μg/mL浓度下,部分化合物对多种病原菌表现出明显的抑菌活性.其中,化合物2a对黄瓜灰霉病菌(B.cinerea)、黄瓜炭疽病菌(C.orbiculare)、番茄早疫病菌(A.solani)三种病原菌的抑制率均超过80%,化合物2p对水稻纹枯病菌(R.solani)、小麦赤霉病菌(F.graminearum)、黄瓜炭疽病菌和番茄早疫病菌的抑制率均超过90%.进一步的精密毒力测试(EC_(50))结果表明,化合物2a对黄瓜灰霉病菌(EC_(50)=1.77μg/mL)的抑制活性和化合物2p对于水稻纹枯病菌(EC_(50)=2.07μg/mL)的抑制活性优于对照多氧霉素B.同时,化合物2p在40μg/mL浓度下对几丁质合成酶的抑制活性(69%)优于对照药剂尼克霉素Z(52%).