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动物源农药及其仿生农药研究进展

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动物源农药及其仿生农药研究进展 现代农业科技}2006年 12月 植物保护 动物源农药及其仿生农药研究进展 潘有祥 (福建省建瓯市植保植榆站。福建建瓯 353100) 摘要 对动物源农药厦其仿生农药的研究概况、作用机理及其在农业上的应用进行综述。 关键词 动物源农药;仿 生农药;动物毒素 ;昆虫激素 ;昆虫信息素;天敌动物 在农药给农业带来巨大收益的同时,人们也发现它的 负俩效应,即害虫对有机磷、氯基甲酸 、拟除虫酯等常用杀 虫剂产生了抗性。同时这些药剂亦对害虫同一系统生长的 天敌生物带来了危害,又对环境产生了污染,严...

动物源农药及其仿生农药研究进展
现代农业科技}2006年 12月 植物保护 动物源农药及其仿生农药研究进展 潘有祥 (福建省建瓯市植保植榆站。福建建瓯 353100) 摘要 对动物源农药厦其仿生农药的研究概况、作用机理及其在农业上的应用进行综述。 关键词 动物源农药;仿 生农药;动物毒素 ;昆虫激素 ;昆虫信息素;天敌动物 在农药给农业带来巨大收益的同时,人们也发现它的 负俩效应,即害虫对有机磷、氯基甲酸 、拟除虫酯等常用杀 虫剂产生了抗性。同时这些药剂亦对害虫同一系统生长的 天敌生物带来了危害,又对环境产生了污染,严重威胁着人 类的生活与健康。于是,人们开始重新认识和理解农药,对 农药的要求也越来越苛刻。JEan世界著名毒理学家 MuUer 提出的理想杀虫剂应具备下述特点:对害虫高效、对害虫速 效、对温血动物和农作物相对无害、无刺激性和实际上无气 味 、能广泛的施用、化学性质较稳定、持效期长、价格低廉、 能大规模工业化生产。上述要求似乎过于苛刻了些,但大众 心目中理想的杀虫剂起码符合以下两条:对害虫高效,但发 挥一段时间的作用后能很快分解失效,分解产物对环境也 是安全的;要有较高的选择性,即对人畜无害,对害虫天敌、 对鱼贝水产、对鸟类等非靶标生物也是安全的。鉴于动物 源农药的特殊作用机理,人们开始将研究的兴趣部分转向 了动物源农药的研究与开发上。 1 动物毒素 这一类型毒素是节肢动物(包括昆虫)产生的用于保卫 自身、抵御敌人、攻击猎物的天然产物 ,如沙蚕毒素、斑蝥 素、蜂毒 、蝎毒等。在这一方面最著名的例子是从异足索蚕 中分离的沙蚕毒素,以此为先导化合物,开发出如杀螟丹、 杀虫_只义、杀虫单、巴丹等⋯系列沙蚕毒素类商品化杀虫剂。 从动物种类来看.动物毒素研究主要集中在天然的蛇毒、蜂 毒 、蝎毒 、蜘蛛毒 、芋螺毒 、水母毒等的研究『11。 1.1 沙蚕毒素类杀虫剂 1.1.1 NTX类杀虫剂的作用机制。在昆虫体内 NTX降解 为 1,4-二巯酥糖醇(DTT)的类似物,从二硫键转化而来的 巯基进攻乙酰胆碱受体(AChR)并与之结合。主要作用于神 经节的后膜部分,从而阻断了正常的突触传递。对美洲蜚蠊 第六腹神经节的电生理试验 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,巴丹对神经节部位表现 出特殊的亲和作用,显著地抑制了神经节的突触后膜电位, 使其阂值增加。同时使突触前膜放出的神经递质减少。NTX 类杀虫剂作为一种弱的胆碱酯酶(AChE)抑制剂,主要是通 过竞争性对烟碱型AChR的占领而使 ACh不能与 AchR 结合,阻断正常的神经节胆碱能的突触间神经传递 ,是一种 非箭毒型的阻断剂。这种对 AChR的竞争性抑制是 NTX 基金项 目 作者简介 收稿日期 闽农 [2003】第04号。 潘有祥(1948一),男,高级农艺师,主要从事无公害病虫害综 合 防治研 究 2006-10-27 类杀虫剂的杀虫基础及其与其他神经毒剂的区别所在 一。 1.1.2 NTX类杀虫剂的安全性及杀虫谱。NTX类杀虫剂 不易在作物产品及土壤中残留或累积在食物循环链中连锁 污染环境。被农药污染过的桑叶,致蚕儿积累微量中毒后, 如果及时进行处理,然后改喂良桑 ,五龄期再每天添食 1次 或间隔 1d添食 2次解毒品(阿托品、肾上腺素等),结合加 强防病 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。防止发生病毒病,效果一定会更好 。作为农用 杀虫剂的杀虫双,经口进入体内是其主要途径,它是一种较 安全的农用杀虫剂 。 1.2 其他毒素 主要有蝎子毒素、蛇毒素、芋螺毒素、蜘蛛毒素、海葵毒 素。 蝎子(Pandinus imperator)毒液中含有许多对离子通道 起作用的毒素。由于蝎毒素专一地作用于昆虫。而对于哺乳 动物无害或毒性很小。因此开发此类毒素。作为一种高教生 物杀虫剂,在国际上已受到重视。20世纪 90年代以来,有关 蝎昆虫毒素基因的研究在国际上逐渐开展同。 蛇毒中存在大量的K+通道毒素.至少已发现了7种 K 通道毒素。K 通道毒素含有 57~60个氨基酸残基,具有非 常相似的氢基酸组成和空间折叠,但对各种类型的K 通道 的作用有明显的差异H。 蜘蛛毒液中含有大量的离子通道毒素。尤其是 ca 和 Na 通道毒素.研究主要集中于漏斗网蛛神经毒素 目。 海葵毒液里含有多种可对电压敏感性Na 通道,如AsI (ATX I),As II(ATX II)和AxI(AP—A),以及电压敏感性 K 通道起作用的多肽毒素,如AsKs、AsKc、ShK、BgK等 】。 2 昆虫内激素 内激素是由体内的内分泌器官分泌的。昆虫的个体发 育主要是脑激素、蜕皮激素和保幼激素共同协调控制的。而 到了幼体发育的后期。由另外两种激素——羽化激素和催 鞣激素进行调节。 2.1 作用机理【’ 内激素是由昆虫体内的内分泌器官或细胞分泌的 (如 图 1所示),是在体内起调控作用的一类激素。 2.2 内激素在农业上的应用 昆虫的变态是受这 3种内激素共同协调控制的。在正 常情况下。激素分泌出正常的量才能维持正常的生长与发 育。缺少任何一种内激素,都会影响其正常的变态发育。 22.1 保幼激素。【1 3_“问保幼激素是昆虫体内固有的激素之一, 65 维普资讯 http://www.cqvip.com 植物保护 神经分泌蛔鞠 图1 昆虫(蚕)激素的分泌器官及其作用机理⋯】 对昆虫主要起着在幼龄期的保幼作用及成虫期的促腺作用。 保幼激素是Wigglesworth从昆虫头部首次发现的.当时被认 为是由昆虫头部分泌的一种阻止变态的因子,稍后又证明它 是由附着于脑的一对分泌器官——咽侧体合成并分泌到血液 中的生理活性物质。至今已从昆虫体内发现了6种天然保幼 激素,天然保幼激素都具有类倍半萜类骨架,双键构成型为 (2E,6E)。另外,1961年Schmialek从黄粉甲虫粪便中分离一 种倍半萜——法尼醇,对黄粉甲虫及吸血蝽有保幼活性。 2.2-2 蜕皮激素。蜕皮激素的研究始于天然蜕皮激素的发 现与分离。这些从植物原料分离出来的物质化学合成非常 困难,天然提取价格贵且水溶性太强而不易渗入昆虫角膜。 蜕皮激素最先由Kudsmn和 Butedandt于 1954年从家蚕蛹 中分离出来。另外,自从 Wing K.D.发现 tkH一5849对鳞翅 目昆虫具有类似 20-羟基蜕皮激素功能以来,罗姆一哈斯 公司对这类化合物结构活性关系进行系统的研究。开发了 第一个这一类商品化的农药品种,并且 2个备选品种正在 开发中nq。在开发和推广原有双酰肼类杀虫剂的基础上,科 学家们积极寻找新的杀虫剂,又发现了2种新型非类固醇 类蜕皮甾酮竞争剂旧。 2.2.3 羽化激素。多数神经肽都形成含有s—s桥架的复杂 三元结构。其氨基酸基团会受到各种各样的修饰,但对其有 机化学合成,若考虑到成本和产量则未必容易。利用微生物 通过遗传基因操作的方法,则能廉价地大量生产。况且,生 物具有生化合成的机能,不难解决天然三元结构的形成这 也是其优越之处。有人用人工遗传基因合成了蚕的羽化激 素且是通过酵母菌而发现。本来从几十万条蚕中只能提取 精制得几十微克的羽化激素,而运用新方法,仅用lI.的培养 系统就生产成功旧。 3 昆虫外激素——信息素 信息素是指生物间的化学联系及其相互作用活性物 质。昆虫信息素又称昆虫外激素,是昆虫产生的作为种内或 种间个体间传递信息的微量活性物质,具有高度专一性,可 引起其他个体的某种行为反应。包括引诱、刺激、抑制、控制 摄食或产卵、交配、集合、报警、防御等功能【】91。 3.1 作用机理|ta,2a,2t| 3.1.1 性外激素(性信息激素)。性外激素的作用是引诱同 一 一 。 塑 显 至鱼 生!至.旦 种异性个体前来交尾。性外激素具有灵敏度非常高的特点。 lg/亿的性外激素就可以引起异性的性兴奋 .森林中 1只舞 毒蛾(害虫)释放 0.1p,g的性外激素就可以引诱几百米以外 的异性前来交尾。性外激素还具有物种专一性的特点,只作 用于同种异性个体。 3.1.2 聚集外激素(聚集信息素)。聚集外激素是蚁、白蚁、 蜜蜂等营群体生活的昆虫所分泌的一种外激素。由于群体 具有“社会性”,个体之间有强烈的相互依存关系,这种激素 起重要的信息联络作用。蜜蜂自然分群。就是蜂王分泌聚集 外激素,把失散的蜜蜂聚集起来.保存群体。 3.13 告警外激素(告警信息素)。告警外激素是蚁、白蚁等 营群体生活的昆虫,在受到其他动物侵袭时所分泌的一种 外激素。这种激素可以用来告警同类个体,从而保存群体。 七星瓢虫、草蛉是蚜虫的天敌。每当个别蚜虫发现天敌前来 袭击时,它就分泌这种激素,用以通知别的蚜虫。现已商品 化的法呢醇和橙化叔醇为棉叶螨产生的警报信息素阎。 3.1.4 追踪外激素(追踪信息素)。追踪外激素是营群体生 活的昆虫个体离巢外出时,为能再归巢所分泌的一种外激 素。蚂蚁在索食的路线上分泌这种激素。借以告知其他个体 沿此路线前进,当食物搬运完毕 ,分泌物挥发完,线路也就 自然取消。 3.2 昆虫外激素防治害虫方法 利用昆虫信息防治害虫的方法大致可分成 3种:大量 诱捕法、交配干扰法和其他生物农药组合使用技术[24阎。 3.2.1 大量诱捕法 。大量诱捕法,顾名思义是在农田中设 置大量的信息素诱捕器诱杀田间雄蛾,导致田间雌雄比例 严重失调,减少雌雄间的交配机率,使下一代虫口密度大幅 度降低。目前取得较好效果的有:利用性信息素防治苹果小 卷蛾:利用烟草甲信息素、印度谷螟信息素、谷蠹信息素和 斑皮蠹信息素诱杀相应的储粮害虫;利用性诱剂诱杀棉铃 虫等技术[z31。 3.2.2 交配干扰法 一。利用信息素来干扰雌雄间的交 配通信联系是 1960年美国学者Beroza提出的。利用这种技 术来防治害虫取得了成功。其基本原理是往充满性信息、气 味的环境中,雄蛾丧失寻找雌蛾的定向能力,致使期间雌雄 间的交配机率大为减少。从而使下一代虫口密度骤下降。信 息素用做交信搅乱剂是一类新的技术。制备蛾类的交信搅 乱剂,让雄蛾处于兴奋状态,从而降低交配,目前在日本已 有 11种交信搅乱剂获得登记,但尚未大规模应用嘲。交配干 扰法具有专一性强 、无污染等优点,可以减轻、控制靶标害 虫的为害。减少施药次数保护天敌。同时信息素作用时会促 使成虫活动增加,这也增加了其被天敌捕食的机率,对防治 害虫起到增效作用 。应用交配干扰法在综合治理中具有重 要意义,这项措施对治理抗性发展快、范围分布广的害虫可 能非常有前途『311。 3.3 昆虫信息素在害虫测报上的应用[32.32,341 用昆虫性信息素制作的诱捕器,可用于虫害的早期发 现 ,监察虫群趋势,有助于决定是否要施用杀虫剂和施用时 维普资讯 http://www.cqvip.com 垡壅些 选 Q鱼生! 县 间阎。合理使用信息素测报诱捕器能正确地估计田间虫害量 高低和高峰期,有力地使农药和其他防治措施更准确地和 昆虫的生命周期协调起来,达到害虫防治目的;同时,还能 以此推测下一代害虫种群的密度高低。有些植物当受到食 植性昆虫危害时会释出一些引诱害虫天敌的化学信号。这 些化学信号是一些挥发性萜类混合物,天敌昆虫就以此来 区分受害和末受害植株 。 4 天敌动物 在自然界,生物与生物之间相互制约,对天敌资源的保 护和利用,是传统的生物防治方法。保护利用本地天敌是害 虫生物防治的基本途径和方法。害虫及天敌资源的调查、天 敌与害虫的自然种群结构、数量变动规律等方面的研究工 作是开展害虫生物防治的基础,是提出本地自然天敌保护 利用的依据135]。 4.1 天敌动物种类 目前,国内、外生物防治中所利用的天敌动物主要包括 捕食性和寄生性天敌昆虫。 捕食性天敌昆虫的种类很多,涉及 19个目,120多个 科。其中,晴蜒目、螳啷目和脉翅目的全部种类均具捕食性。 寄生性天敌昆虫涉及膜翅目、双翅目、拈翅目、鞘翅目及鳞 翅目等5个目,分属于 98个科1~361。 4.2 天敌动物的应用 1980年华中农业大学储藏物害虫研究室从美国农业研 究中心南太平洋储藏物害虫研究所引进黄色蝽。繁殖饲养 取得成功 。可利用赤眼蜂、棉铃虫齿唇姬蜂、胡蜂、龟纹瓢 虫、草蛉、食虫蝽和蜘蛛等来防治棉铃虫 。 有关害虫及天敌的种类、发生规律 、寄生或捕食作用、 生长、发育等生物学和生态学基础方面的研究,我国已有很 多的研究报道,在害虫生物防治技术方法的研究方面,对药 剂种类、施药方式等对天敌的影响方面也有较多的研究报 道 ”。 5 小结与讨论 动物源农药一般具有高效、低毒且使用安全的的特点, 有的还有强烈的胃毒、触杀及内吸传导作用,兼有一定的熏 蒸、杀卵效果。一些动物源农药,特别是昆虫激素类农药的 研究还相对薄弱,应大力加强这方面的研究与开发。但应该 明确指出动物源农药及其仿生农药和合成药物一样,可能 存在对高等动物和非靶标生物的毒性问题,也会造成环境 残留问题。这是因为人、动物与昆虫在神经系统方面存在一 定程度上的相似性。 鉴于动物源农药及其仿生农药的特殊作用机理 。它们 具有较大的发展前景。 6 参考文献 植物保护 【11余晓东 当代生物毒素研究特点和发展趋势一参加第十三届国际动 植物微生物毒素会议之感想[J】l重庆师范学院学报,2001,18(1):7. f212徐伟松 。周利娟,胡美英 沙蚕霉素类杀虫剂作用机制及其抗性的研 究进展卟农药科学与管理 ,2001。22(2):30-32. f3J龙楹光,叶春芝.杀虫环的光分解产物及降解规律的研究卟农药, 1991,30(1):7—8. f4]4王绪卿。陈君石 ,赵云峰 农药杀虫双的代谢毒理学研究卟环境化 学 ,1997。16(2):159—162. 【5】王绪卿,陈君石,林媛兵,等.杀虫双在动物体内的代谢研究[J1_卫生 研究,1990,19(4):18—22. 【6】孙洪进.沙蚕毒素类农药微量积累中毒蚕的症状与处理U】l北方蚕 业 ,2001,22(2):31. 【71叶瞢,王绪卿,朱家琦.经口灌胃杀虫双在大鼠体内代谢动力学研究 I1].卫生研究,1994,23(3):157—160. 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276012) 现代农业科技)2006年 12月 摘要 田间小区试验结果表明。4O%茸核净可湿性粉剂1 500倍液、50%扑海因可湿性粉剂1 000倍液对花生白绢病的防治效果分别为 79.o6%~m 76.28%,与多茼曼混配使用均具有螬效作用,防效分别为82.99%和 81.18%;增产率为41.86%和48.84%,可在生产上推广应用。 关键词 花生;白绢痛;药荆防治 花生白绢病是近年花生上的一种重要土传病害,山东 省临沂市一般地块病墩率为 66.8%,病情指数为 35.6。造成 减产20%以上。生产上多用多菌灵等防治,效果只在 50%左 右。为筛选高效安全药剂,给无公害生产提供参考,笔者进 行了‘本试验。 l 材料与方法 1.1 供试药剂 43%好力克乳油(德国拜耳作物科学公司生产)、5o%tb 海因可湿性粉剂(德国拜耳作物科学公司生产)、40%菌核净 可湿性粉剂(英国诺普集团研制)、20%粉锈宁乳油(江苏七 洲绿色化工股份有限工司生产)、50%多菌灵可湿性粉剂(山 东泅水丰田农药公司生产)、20%甲基立枯磷乳油(连云港市 东金化工有限公司生产)、50%甲基硫菌灵可湿性粉剂(西安 喷得绿农化有限公司生产)。 1.2 试验设计 试验共设10个处理:①43%好力克1500倍液:②5o%~b 海因 1 000倍液;③40%菌核净1 500倍液;④20%粉锈宁 1 000倍液;⑤50%多菌灵800倍液;⑥20%甲基立枯磷1 000 倍液;⑦70%甲基硫菌灵800倍液;⑧5o%~'1-海因2 000倍 液+50%多菌灵 1 600倍液;⑨40%菌核净3 000倍液+50%多 菌灵1 600倍液;⑩对照(不喷药)。每处理3次重复,随机区 组排列,小区面积 36m2。 1.3 施药时间及方法 试验在山东省莒南县壮岗镇潘家岭村花生田进行 .花 生品种为“芭南2号”,5月3日播种,栽培管理措施同一般 大田。按上述不同处理划分小区。每小区用药量按照公顷用 量折算后分别称取或量取药液量为750kg/hm~。7月上旬于 发病前或发病初期使用手动喷雾器均匀喷洒花生茎基部及 全株。每隔7~lOd喷 1次,连喷 4次。 1.4 调查内容及方法 施药后30d左右。于8月中下旬调查花生发病情况,每 小区对角线 5点取样,每点 20墩,逐墩分级记载发病严重 度,计算病情指数和防治效果。8月26日花生收获时。每小 区取 1 m2单收测产。计算增产率。 2 结果分析 从表 1中看出,不同药剂单独应用对花生白绢病均有 一 定的防病增产效果 ,其中,以40%菌核净 1 500倍液防效 最高达 79.06%,增产率也最高为41.86%;其次为 5o%,b海因 1 000倍液,防效和增产效果分别为76.28%和 39.53%:43% 好力克1 500倍液和 20%甲基立枯磷 1 000倍液防治效果也 较好,在 68.85"--73.81%之间。增产率在 3O%左右:20%粉锈宁 1 000倍液和 70%甲基硫菌灵 800倍液防病效果稍差为 55%~59%,增产幅度为 18。61%-25.58%;50%多菌灵 800倍液 防效最差,仅44.17%,增产率为11.63%。处理②、③、⑤用量 各减半后,5o%tb海因与 50%多菌灵混配、40%菌核净与50% 多菌灵混配使用。防病均具有增效作用。分别为 81.18%和 82.99%。增产效果明显,各为41.86%和 48.48%。田间直观看 出,混配剂处理区花生茎叶浓绿.生长健壮,无不良影响,而 对照区花生植株多变色腐烂,环境潮湿时白色绢状菌丝产 满茎基部及土表,与防治区差异明显。 表 l 不同药剂对花生白绢病的防病增产效果 注:表中结果为三重复平均值。 3 结论 花生白绢病多在成株期发生,高温高湿的气候条件利 于流行危害。当前.在无抗病品种的情况下。实行药剂防治 是最有效的保障措施。本试验筛选的 40%菌核净、5o%tb海 因、43%好力克对花生白绢病菌有较强的抑制能力。具有预 防、治疗和铲除作用,田间药效显著高于 50%多菌灵等常规 药剂,而与 50%多菌灵复配后具有增效作用,增产效果亦较 高。可于7月上句在发病前或发病初开始用药,每隔7~lOd 喷 1次,连喷 3~4次,药剂混配使用或交替使用,能有效控 制病害发生流行。 4 参考文献 【1 J徐玉恒,陈香艳,孔令国,等.花生白绢病的综合防治技术卟现代农 收稿日期 2006—10一O8 业科技。2005(5):16 ·—+一*。— -—+一--■一—+ -+ -+ 一+ -+ *+ 一+ *—+一-+ 一+ -+ *+ -+ 一+ *+ -十 一+ -+ 一+ -十 一+ -+ -+ 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