植物源农药印楝素的研究与应用

印楝素是目前世界上最优秀的植物源农药,田间登记应用已30多年,对全球作物保护和生态安全发挥了重要的作用。本文回顾了印楝素的发现和印楝在中国引种情况,总结了印楝素结构鉴定与全合成的历程,重点介绍印楝素拒食、抑制昆虫生长发育、诱导细胞凋亡和自噬的分子作用机理以及印楝分子生物学、印楝素生物合成研究的最新进展。1983年,赵善欢等成功地将印楝引种中国,随后我国许多学者开展印楝引种与繁育,种植面积曾超过6万hm^2,为我国印楝素杀虫剂的规模化生产提供了原料保障。1997年印楝素以新化合物结构作为新农药在我国登记,实现了商业化应用,2014年成为农业部推荐使用的低毒低残留农药主要品种,获得了显著的经济和生态效益。我国学者发现了印楝素诱导细胞自噬现象,阐明了印楝素诱导细胞凋亡和自噬的分子调控机理。随着强化农产品质量安全的源头控制,印楝素的研究和应用将会越来越深入普及。今后要进一步加强基础研究,明确印楝素的分子靶标,为印楝素的科学使用提供理论基础。

印楝渣生物药肥对香蕉生长和香蕉枯萎病的影响

【目的】有效利用印楝渣废弃资源研制印楝渣生物药肥,并探讨其对香蕉Musa acuminata生长和香蕉枯萎病的影响。【方法】将耐药生防菌(解淀粉芽孢杆菌HN-11)与印楝渣混合发酵,制备印楝渣生物药肥;通过抑菌和盆栽试验,测定印楝渣生物药肥对香蕉生长的影响以及对香蕉枯萎病的防治效果;采用扫描电镜观察其对病原菌菌丝形态结构的影响。【结果】生防菌解淀粉芽孢杆菌HN-11对香蕉枯萎病菌Fusarium oxysporum f.sp.cubense 4号生理小种(Foc4)有明显的抑制作用,抑菌率为72.1%。生防菌株HN-11与印楝渣具有良好相容性,制备的印楝渣生物药肥施用质量分数为5%和10%时,处理组香蕉的长势好于对照,鲜质量、干质量、株高和茎粗均有不同程度的提高,与对照差异显著;施用印楝渣生物药肥组香蕉的病情指数分别为20和25,对香蕉枯萎病的防病率分别达到72.2%和77.8%;生防菌HN-11能降低土壤中病原菌Foc4孢子数,破坏菌丝形态结构。【结论】印楝渣与生防菌HN-11发酵腐熟施用可避免对香蕉产生药害,制成的印楝渣生物药肥对香蕉的生长具有明显促进作用,能有效控制香蕉枯萎病的发生。

印楝素干粉的制备及生物活性测定

【目的】测定印楝素干粉及印楝素A、印楝素B的生物活性,建立印楝素干粉中印楝素含量的检测方法。【方法】采用乙酸乙酯浸提法制备印楝素干粉,HPLC法检测印楝素含量,叶碟法测定生物活性。【结果】处理24 h后,印楝素干粉对斜纹夜蛾Spodoptera litura 2龄幼虫和大菜粉蝶Pieris brassicae 3龄幼虫的AFC50值分别为0.28和70.71μg·m L^(-1),拒食活性明显高于印楝素A和印楝素B。【结论】该干粉制备方法不仅简单有效,且生物活性良好,具有推广应用价值。

印楝素对小菜蛾胚胎细胞增殖和凋亡的影响

【目的】探讨印楝素对小菜蛾Plutella xyllostella胚胎细胞增殖和凋亡的影响及可能的机制。【方法】将体外培养的小菜蛾胚胎细胞分为印楝素处理组和未处理组,采用CCK-8试剂盒检测细胞增殖的抑制率,激光共聚焦镜检PI染色后的细胞死亡和DAPI染色后的凋亡小体,通过Western-blotting检测各组细胞Caspase-3的表达情况以及通路蛋白Akt的磷酸化水平。【结果】印楝素对小菜蛾胚胎细胞有明显的增殖抑制作用,且呈现浓度依赖性,24 h的IC_(50)为4.4μg·mL^(-1)。印楝素处理后的细胞经PI染色后能明显观察到死亡细胞,DAPI染色后可见凋亡小体;Caspase-3蛋白发生剪切,并且抑制Akt的磷酸化水平。【结论】印楝素对小菜蛾胚胎细胞的增殖有明显的抑制作用,并通过抑制Akt信号通路的活化,诱导细胞产生依赖于Caspase-3的Ⅰ型凋亡。

昆虫种群遗传调控和生殖特性干扰及其在草地贪夜蛾防控中的应用前景

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是世界十大害虫之一,其入侵和为害对我国的农业生产构成了重大的威胁。草地贪夜蛾寄主范围广,对多种化学药剂和转Bt玉米产生抗性,随着抗药性及农药安全问题的加剧,迫切需要新型防治方法。本文对昆虫种群遗传调控技术,如性连锁平衡致死系统、构建杂交不育平衡致死品系,以及干扰昆虫生殖特性的方法,如控制昆虫性别、干扰昆虫生长发育的关键基因、调整性信息素比例等进行了综述。基于草地贪夜蛾玉米型和水稻型2个品系的杂种不育和交配障碍等生殖隔离现象,探讨了种群遗传调控和生殖特性干扰在草地贪夜蛾防控中的应用前景。以昆虫生殖为切入点,为昆虫不育技术在草地贪夜蛾上的应用提供理论依据。

雷公藤乙醇提取物及其饵剂对红火蚁的毒杀活性

【目的】研究雷公藤根皮提取物及其毒饵对红火蚁Solenopsis invicta工蚁的致死作用及活动能力的影响.【方法】乙醇提取雷公藤Tripterygium wilfordii根皮物质并制备雷公藤提取物毒饵,水试管法测定其对红火蚁的毒杀活性.【结果和结论】在室内条件下,雷公藤提取物质量浓度0.023 9、0.047 8、0.239 0和0.478 0 g·L^(-1)处理10 d后工蚁死亡率分别为6.67%、30.00%、56.67%和70.00%,明显高于对照(3.33%).0(对照)、0.047 8、0.095 6和0.239 0 g·L-1提取物饵剂处理10 d后小型工蚁死亡率分别为6.67%、26.67%、40.00%和20.00%,大型工蚁死亡率与对照组无显著差别,0(对照)、0.047 8与0.095 6 g·L-1提取物饵剂处理10 d后红火蚁攻击率分别为90.00%、66.67%和70.00%,抓附率分别为83.33%、60.00%和56.67%,爬杆率分别为93.33%、73.33%和73.33%.表明雷公藤根皮提取物及其毒饵在室内条件下对红火蚁具有较好的毒杀活性,抑制了红火蚁的活动能力,有望成为防治红火蚁的新药剂.

印楝素对min6细胞增殖及胰岛素分泌的影响

【目的】研究印楝素对min6细胞增殖、葡萄糖摄取及胰岛素分泌的影响,并探讨其作用机制。【方法】不同浓度印楝素处理min6细胞48 h,检测细胞增殖量。在5.5和25.0 mmol·L^(-1)葡萄糖条件下,检测印楝素处理细胞的葡萄糖摄取水平,胰岛素ELISA检测试剂盒检测细胞胰岛素的分泌。【结果】与对照组相比,在5.5和25.0mmol·L^(-1)葡萄糖条件下,印楝素均表现促进细胞增殖活性。印楝素处理下,与25.0 mmol·L^(-1)葡萄糖条件相比,5.5 mmol·L^(-1)葡萄糖表现出更显著地促进葡萄糖摄取和胰岛素分泌的作用。【结论】印楝素可能通过调控葡萄糖水平影响胰岛素的分泌。

印楝素对草地贪夜蛾的毒力测定及田间防效

【目的】评价印楝素对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的毒力与防效,为草地贪夜蛾的防治提供技术参考。【方法】采用浸叶法与喷雾法测定了印楝素对草地贪夜蛾的室内毒力和田间防治效果。【结果】在室内条件下,0.3%(φ)印楝素乳油处理草地贪夜蛾7 d后,2龄和3龄幼虫的LC50值分别为0.59和0.46 mg/L;40%(w)印楝素干粉处理草地贪夜蛾7 d后,2龄和3龄幼虫的LC50值分别为0.93和0.79 mg/L。0.3%印楝素乳油处理草地贪夜蛾3 d后,2龄和3龄幼虫的AFC50值分别为0.30和0.12 mg/L;40%印楝素干粉处理草地贪夜蛾3 d后,2龄和3龄幼虫的AFC50值分别为0.53和0.30 mg/L。0.3%印楝素乳油稀释500倍喷雾处理后1、3和7 d对草地贪夜蛾的防效分别达到了24.83%、50.34%和75.50%。【结论】印楝素对草地贪夜蛾具有较好的毒杀活性与拒食活性,7 d后的防治效果较好;印楝素对草地贪夜蛾的防治具有广阔的应用前景。

入侵我国中南三省(区)草地贪夜蛾的单倍体型和群体遗传结构分析

【目的】揭示入侵我国中南三省(区)的草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda种群间可能存在的遗传变异,探讨其入侵来源、入侵路线和扩散方式,为制定有效控制和阻击草地贪夜蛾的方案提供理论依据和遗传信息。【方法】利用分子标记技术从线粒体DNA和核DNA角度研究草地贪夜蛾种群的遗传多样性和种群结构。对采集自我国广东、广西和湖南3个省(区)的草地贪夜蛾,利用CO I和Tpi基因片段进行了单倍体型分析,利用9个微卫星标记分析种群间的遗传结构和遗传多样性。【结果】供试样品中,除了湖南张家界群体有2个样品为CO I玉米型单倍体型、1个样品为杂合型,其他群体的个体均为CO I水稻型单倍体型。基于SSR标记的群体遗传分析结果表明,被检测的群体遗传多样性较巴西等国家的美洲群体低,各群体遗传分化不明显。广东东莞群体与湖南张家界群体的遗传距离最近,与广西南宁群体的遗传距离较远。【结论】遗传距离与实际距离之间不一定呈正相关,通过遗传结构的分析有助于推测草地贪夜蛾扩散过程中,天气背景场、地理隔离和人为传播各自所起的作用。入侵湖南省张家界的草地贪夜蛾出现了低频率CO I玉米型和高频率的CO I水稻型单倍体型,说明虫源的非单一性;草地贪夜蛾在入侵地定殖时间较短,目前未形成明显的遗传分化。

应用不同分子标记鉴别入侵广州草地贪夜蛾的寄主型

【目的】利用不同分子标记对入侵广州的草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda进行寄主型鉴定,以便监测虫源扩散规律以及预测预警虫情。【方法】对采集自广州花都玉米植株的草地贪夜蛾,利用3个COI基因标记COI-A、COI-B和COI-C,以及Tpi基因标记进行鉴定,并对结果进行比较。【结果】序列比对和寄主型分析显示,COI-A、COI-B和COI-C标记鉴定到入侵广州的草地贪夜蛾为已报道的水稻型,且COI-A标记鉴定到草地贪夜蛾与黏虫Mythimna separate的杂合子。基于Tpi基因的标记鉴定到入侵广州的草地贪夜蛾为玉米型,且在第126和第127位碱基为GA/AT杂合。【结论】COI-A标记具有较强的物种鉴别能力,能够鉴定到草地贪夜蛾与其他近源种的杂交事件;Tpi标记可用于鉴定草地贪夜蛾寄主型。2个标记结合相互验证可以提高准确率。开发微卫星标记或者寄主取食功能性基因标记可以实现寄主型的精准鉴定。

异色瓢虫对草地贪夜蛾的捕食行为观察与评价

【目的】探究天敌昆虫异色瓢虫Harmonia axyridis对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的捕食潜力。【方法】在室内条件下评价异色瓢虫成虫和4龄幼虫对草地贪夜蛾1~2龄幼虫的捕食能力,观察并总结异色瓢虫的捕食行为特点。【结果】通过观察,发现异色瓢虫捕食草地贪夜蛾幼虫主要经过静止、搜寻、试探、取食和爬行5种行为,其中异色瓢虫成虫捕食3龄草地贪夜蛾幼虫时出现3对足抱握猎物的现象。异色瓢虫成虫和4龄幼虫对草地贪夜蛾1~2龄幼虫的捕食功能反应符合HollingⅡ模型。异色瓢虫成虫和4龄幼虫对草地贪夜蛾1龄幼虫的日最大捕食量分别为196.08和161.29头,瞬时攻击率分别为1.3906和1.4514,处理时间分别为0.0051和0.0062 d;异色瓢虫成虫和4龄幼虫对草地贪夜蛾2龄幼虫的日最大捕食量分别为65.36和41.84头,瞬时攻击率分别为1.1457和1.2710,处理时间分别为0.0153和0.0239 d,即异色瓢虫成虫对草地贪夜蛾幼虫的捕食能力强于4龄幼虫。【结论】异色瓢虫对草地贪夜蛾有一定的潜在控害能力,可用于防控草地贪夜蛾。

滴灌施用噻虫胺防治柑橘木虱研究

【目的】明确滴灌施药防治柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama的可行性,为田间控制柑橘黄龙病传播提供新的手段。【方法】通过室内模拟滴灌施用噻虫胺,测定了噻虫胺在土壤中的分布以及柑橘叶片中含量,研究了滴灌施药对柑橘木虱防治效果。通过田间试验,检测分析了柑橘叶片中噻虫胺含量。【结果】在室内条件下,一次滴灌施药对柑橘木虱的防治效果可长达4个月;噻虫胺在土壤中以滴头为起始点在土壤中呈半圆形迁移分布,当柑橘叶片中噻虫胺质量分数大于0.64 mg·kg–1时,对柑橘木虱的防治效果均高于80%。田间试验表明,在药后7～63 d柑橘上部叶片中噻虫胺的质量分数大于0.64 mg·kg–1。【结论】滴灌施用噻虫胺能有效防治柑橘木虱,是田间控制柑橘黄龙病传播的有效手段。

乙醇提取物对斜纹夜蛾细胞Sl-1的细胞毒性比较

用MTT法测定20种泰国植物乙醇提取物对斜纹夜蛾(Spodoptera litura)卵巢细胞系Sl-1的增殖抑制作用,用倒置相差显微镜观察细胞形态变化,用流式细胞术测定细胞线粒体膜电位变化。结果表明:5种植物(姜(Zingiber officinale Roscoe)、高良姜(Alpinia galangl(L.)Willd.)、印楝泰国变种(Azadirachta indica A.Juss var.siamensis Valeton)、姜黄(Curcuma longa Dennst)、泰国青柠(Citrus hystrix DC))乙醇提取物的细胞增殖抑制效果较好,抑制率明显大于阳性对照鱼藤酮,并且与提取物浓度成剂量依赖关系。不同提取物处理24h细胞形态发生明显改变,包括细胞贴壁性减弱、空泡化、细胞碎片产生;48h后细胞形态变化加强、空泡化严重、细胞碎片增多。5种植物提取物对细胞线粒体膜电位均有影响,其中印楝泰国变种、泰国青柠效果最好。初步认为姜、高良姜、印楝泰国变种、姜黄、泰国青柠对Sl-1有细胞毒性作用,值得进一步研究。

2种植物源药剂对红火蚁工蚁的毒杀活性及行为影响

为了解鱼藤酮和藜芦碱对红火蚁的防治效果,采用水试管喂毒法,研究鱼藤酮和藜芦碱对红火蚁工蚁的毒杀活性及抓附率、聚集率、攀爬率、行走率的影响。结果表明,0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的鱼藤酮溶液作用11 d后,红火蚁工蚁的死亡率分别为55.00%、70.00%、80.00%、95.00%、100.00%,对照为30.00%;抓附率分别为40.00%、30.00%、20.00%、5.00%、0,对照为70.00%;聚集率分别为25.00%、25.00%、15.00%、0、0,对照为65.00%;攀爬率分别为45.00%、30.00%、20.00%、5.00%、0,对照为68.33%;行走率分别为40.00%、30.00%、15.00%、5.00%、0,对照为60.00%。0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜芦碱溶液处理11 d后,红火蚁工蚁的死亡率分别为40.00%、46.67%、55.00%、63.33%、93.33%,对照为30.00%;抓附率分别为60.00%、53.33%、45.00%、36.67%、6.67%,对照为70.00%;聚集率分别为50.00%、40.00%、30.00%、20.00%、0,对照为65.00%;攀爬率分别为58.33%、50.00%、41.67%、30.00%、5.00%,对照为68.33%;行走率分别为58.33%、50.00%、41.67%、33.33%、5.00%,对照为60.00%。处理时间越长,鱼藤酮和藜芦碱对红火蚁的影响越显著。在较低剂量下,2种药剂均对红火蚁工蚁有一定的毒杀活性和行为抑制作用,在红火蚁工蚁防治中具有良好的应用前景。

稻鱼、稻鸭共育结合灯光诱杀对有机稻主要病虫害的防治效果

开展了稻鸭共育和稻鱼共育结合灯光诱杀防治有机稻田主要病虫害的研究。结果表明,在4个处理中,灯光诱杀+稻鸭共育对水稻病虫的防效最好,对黑尾叶蝉、稻飞虱、四点叶蝉、水稻枯心白穗的相对防效分别高达80.82%、77.16%、74.13%和59.83%;灯光诱杀+稻鸭共育处理田水稻纹枯病和水稻条纹叶枯病的田间发病率显著低于对照田,相对防效分别达85.38%和70.37%;稻鱼共育、灯光诱杀+稻鱼共育、稻鸭共育、灯光诱杀+稻鸭共育处理的稻田总利润较对照田分别增加了5.95万、5.86万、5.47万和5.31万元/hm 2。可见稻田养殖结合灯光诱杀在提升有机稻田主要病虫害防效的同时能稳定增产创收。

印楝素对果蝇厌恶性味觉记忆的诱导及多巴胺能神经元的影响

【目的】明确印楝素是否能诱导果蝇产生厌恶性味觉记忆,并探讨多巴胺信号在这种记忆形成中的调控作用。【方法】利用印楝素诱导果蝇产生短期厌恶性味觉记忆,并通过昆虫口器伸展反应测试诱导结果;采用压力注射给药方式及果蝇全脑膜片钳记录,研究印楝素对果蝇脑内不同亚群多巴胺能神经元兴奋性及受体电流的影响。【结果】印楝素A及印楝素干粉均能显著抑制果蝇口器伸展的概率,口器伸展反应(PER)分别为60.34%和17.24%,(P<0.007),并且干粉的效果更加明显;印楝素对不同亚群的多巴胺能神经元的兴奋性有不同的作用,PPL1、PAM和PPM2亚群兴奋性呈现增加趋势,其中PPL1亚群兴奋性改变最为显著;印楝素对多巴胺D1受体具有激动效应,这种激动效应可被D1受体特异性拮抗剂抑制。【结论】印楝素可以诱导果蝇产生厌恶性味觉记忆,这种记忆受果蝇脑内多巴胺能信号的调控。

0.7%氟蚁腙饵剂对红火蚁的毒杀效果及行为影响

本文评价了0.7%氟蚁腙饵剂对红火蚁Solenopsis invicta Buren中型工蚁毒杀效果、聚集率、抓附能力和行走能力的影响。试验结果表明0.7%氟蚁腙饵剂对红火蚁具有较好的毒杀效果,并能有效降低红火蚁的聚集、抓附和行走能力。0.7%氟蚁腙饵剂处理0、1、2和3 d后,工蚁死亡率分别为7.50%、48.06%、86.04%和96.74%;聚集率分别为88.52%、83.89%、77.79%和0;抓附率分别为64.32%、33.88%、27.30%和0;正常行走率为86.30%、79.72%、61.27%和55.56%,行走速率分别为1.83 cm/s、1.50 cm/s、0.56 cm/s和0.27 cm/s。与饲喂氟蚁腙饵剂与空白饵料或糖水混合物相比,单独饲喂氟蚁腙饵剂,短时间内会产生更高的死亡率,但最终死亡率无显著性差异。本研究可为氟蚁腙饵剂控制红火蚁提供可行性参考,为氟蚁腙科学合理防治红火蚁技术提供数据支持。

溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁的毒杀活性及行为影响

为了研究溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁的致死作用及活动能力的影响,采用水试管法测定溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁的毒杀活性和行为影响。结果表明,1mg/L和5mg/L溴氰虫酰胺处理12h后,工蚁校正死亡率分别为34.74%和62.82%,高于0mg/L对照(16.67%)。0mg/L(对照)、1mg/L和5mg/L处理12h后,工蚁校正攀附率分别为80.00%、68.05%和30.43%,校正抓附率分别为80.00%、58.45%和30.38%,校正行走率分别为91.67%、70.97%和0,行走速率分别为2.07、1.07cm/s和0,校正聚集率分别为92.86%、86.35%和39.40%。溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁具有较好的毒杀活性,可显著抑制工蚁的行为活动能力,在红火蚁防控中具有广阔的应用前景。

呋虫胺对红火蚁工蚁的毒杀活性及行为影响

本文研究呋虫胺对红火蚁Solenopsis invicta Buren中型工蚁的毒杀活性及爬杆能力、抓附能力、行走能力、攻击能力等行为影响。以水试管喂毒法对红火蚁进行试验。结果表明,1 mg/L和5 mg/L呋虫胺处理13 h后,红火蚁中型工蚁校正死亡率分别为55.56%、97.78%,0 mg/L、1 mg/L和5 mg/L呋虫胺处理9 h后,红火蚁中型工蚁爬杆率分别为100.00%、45.56%和7.78%,抓附率分别为100.00%、33.33%和15.56%,行走率为100.00%、42.22%和25.56%,攻击率为100.00%、36.67%和0.00%。呋虫胺对红火蚁中型工蚁具有良好毒杀活性和行为影响,在红火蚁防控上具有良好应用前景。

氟啶虫胺腈饵剂对红火蚁毒杀活性及行为影响

为了给红火蚁化学防控提供新药剂,本文测定了氟啶虫胺腈对红火蚁中、小型工蚁的毒杀活性及行为能力的影响作用。制备了不同浓度的氟啶虫胺腈饵剂,分别测定其对红火蚁工蚁的毒杀活性以及对抓附能力、攀爬能力和行走能力等的影响。结果表明:0.01%、0.02%、0.03%的氟啶虫胺腈饵剂处理5 d后,小型工蚁的校正死亡率分别为35.18%、66.66%、100.00%,抓附率分别为65.00%、31.67%、0.00%,攀爬率分别为55.00%、31.67%、0.00%,行走率分别为61.67%、30.00%、0.00%;中型工蚁的校正死亡率分别为22.47%、55.06%、100.00%,抓附率分别为68.33%、33.33%、1.67%,攀爬率分别为63.33%、33.33%、0.00%,行走率分别为61.67%、30.00%、0.00%。在设计剂量下,氟啶虫胺腈饵剂对红火蚁工蚁具有较好的毒杀活性,且对其行为能力有显著的抑制作用。