虫酰肼新衍生物生物活性测定和作用机理研究

论文摘要

本研究以虫酰肼为对照药剂,采用浸叶法、浸虫法和点滴法测定了两种虫酰肼新衍生物0593和0673对小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、棉铃虫和玉米螟等五种主要鳞翅目害虫的室内毒力,比较了作用方式差异;测定了虫酰肼新衍生物0593对甜菜夜蛾生长发育的影响;研究了两种虫酰肼新衍生物的作用机理,为两种虫酰肼新衍生物0593和0673的开发提供了直接的理论依据。主要试验结果如下:1.虫酰肼新衍生物0593和0673对五种鳞翅目害虫的毒力明显高于其母体化合物虫酰肼。0593和0673对甜菜夜蛾4龄幼虫的触杀毒力分别是虫酰肼的11.3倍和7.4倍;对斜纹夜蛾4龄幼虫触杀毒力分别是虫酰肼的30.4倍和24.7倍;对小菜蛾3龄幼虫浸虫处理的毒力分别是虫酰肼的4.7倍和4.5倍;对棉铃虫3龄幼虫的触杀毒力分别是虫酰肼的15.5倍和15.2倍;对玉米螟4龄幼虫的触杀毒力分别是虫酰肼的1.3倍和2.0倍;0593和0673对5种害虫的毒力也有较大差异。2.两种虫酰肼新衍生物0593和0673的作用方式与虫酰肼相比,触杀作用更强。0593和0673对甜菜夜蛾4龄幼虫的触杀LD50分别为5.477μg/g和8.370μg/g,虫酰肼的LD50为61.663μg/g,0593和0673的触杀毒力分别是虫酰肼的11.3倍和7.4倍。两种虫酰肼新衍生物对甜菜夜蛾2龄幼虫的胃毒作用较虫酰肼也有较大提高,0593和0673的LC50分别为6.515μg/mL和8.944μg/mL,虫酰肼的LC50为14.418μg/mL,其胃毒毒力分别是虫酰肼2.0倍和1.6倍。0593和0673对斜纹夜蛾4龄幼虫的触杀LD50分别为47.981μg/g和58.962μg/g,虫酰肼的LD50为1457.6μg/g,0593和0673的触杀毒力分别是虫酰肼的30.4倍和24.7倍。两种虫酰肼新衍生物对斜纹夜蛾3龄幼虫的胃毒作用较虫酰肼也有较大提高,0593和0673的LC50分别为18.423μg/mL和17.098μg/mL,虫酰肼的LC50为53.534μg/mL,其胃毒毒力分别是虫酰肼2.9倍和3.1倍。3.虫酰肼和虫酰肼新衍生物0593处理甜菜夜蛾2龄幼虫,能够增加幼虫死亡率、降低化蛹率和羽化率,导致畸形蛹增加,降低单雌产卵量和卵孵化率。0593 0.2μg/mL、0.5μg/mL和虫酰肼0.5μg/mL处理后至化蛹的累计死亡率分别达44.0%、86.0%和55.0%,明显高于对照处理（20.0%）。同时,各处理的化蛹率降低,分别为对照的70%、17.5%和56.25%。药剂处理后,畸形蛹明显增加,0.5μg/mL 0593处理的畸形率高达28.6%。对照的成虫羽化率为86.0%,0.2μg/mL、0.5μg/mL0593和虫酰肼处理后的成虫羽化率降低,分别为66.7%、46.4%和61.1%。与对照相比,处理试虫的单雌产卵量明显降低,高浓度0593处理的试虫产卵量最少,单雌产卵量为259粒,仅为对照的57%,低浓度的0593和虫酰肼处理的试虫单雌产卵量分别为对照的64%和66%。卵的孵化率与对照有显著差异, 0.2μg/mL、0.5μg/mL0593和0.5μg/mL虫酰肼处理后的卵孵化率分别为72.0%、59.1%和70.6%,对后代的繁殖力影响显著。在相同浓度处理下,新衍生物0593较虫酰肼对甜菜夜蛾后代繁殖力的负面影响更大。4.虫酰肼新衍生物0593和0673能够不同程度地影响虫体内各种酶系。首先,促进试虫体内几丁质酶的提前表达,而且诱导其活性增加。处理后24h,0593、0673、虫酰肼的酶活力分别为3.1294、2.8347和2.5120 OD/mg pr.,分别是对照（1.5017 OD/mg pr.）的2.08、1.89和1.67倍;至48h酶比活力下降,其值分别为2.3073、2.0451和1.7501 OD/mg pr.;之后持续下降,72h时的值将为1.6775、1.0965和1.1174 OD/mg pr.,但这两个时刻三个药剂处理的几丁质酶比活力均高于对照处理（1.3012和0.6687 OD/mg pr.）。其次,抑制酚氧化酶活性。药剂处理24h后,各处理与对照差异不大,随后活性降低,48h 0593和0673处理的酶比活力分别为0.1079和0.1297△OD/min·mg pr.,明显低于虫酰肼（0.4991△OD/min·mg pr.）和对照（1.3624△OD/min·mg pr.）,72h时0593和0673处理的比活力略有上升,但仍然低于虫酰肼和对照。第三,抑制纤维素酶活性。处理后24h,四个处理酶比活力没有明显差异,之后升高,至48h达最大值,0593、0673、虫酰肼比活力依次升高,分别为对照的44%、67%和89%,72h时,0593和0673处理的酶比活力有所降低,而虫酰肼和对照处理则持续上升。最后,诱导试虫体内O-脱甲基酶的活性。新衍生物0593、0673处理试虫48h后酶活性分别为0.2191和0.2359 nmol/min·mg pr.,是对照的2.38倍和2.57倍。但与虫酰肼处理（0.6869 nmol/min·mg pr.）相比,其酶活性明显受抑制。5.对虫酰肼新衍生物处理后表皮结构变化的研究表明,0593和0673处理后也能引起昆虫早熟的致死的蜕皮,也表现出蜕皮激素过剩的中毒症状。表现症状的试虫新旧表皮分离,其间充满透明液体,而后体色逐渐变黑,虫体缩小、软化,直至死亡。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 昆虫生长调节剂发展概况
• 1.1.1 昆虫生长调节剂的种类
• 1.1.1.1 几丁质合成抑制剂
• 1.1.1.2 保幼激素类似物
• 1.1.1.3 蜕皮激素类似物
• 1.1.1.4 植物源昆虫生长调节剂
• 1.2 昆虫蜕皮激素研究现状
• 1.3 虫酰肼及其衍生物研究现状
• 1.3.1 虫酰肼及其衍生物的生物活性
• 1.3.2 虫酰肼及其衍生物的中毒症状及作用机理
• 1.3.3 虫酰肼以及衍生物对鳞翅目害虫的高选择性
• 1.3.4 虫酰肼及其衍生物与传统药剂的交互抗性及抗药性
• 1.4 虫酰肼及其衍生物的应用价值
• 1.4.1 抗药性害虫的防治
• 1.4.2 减少环境污染，对非靶标生物安全
• 1.4.3 促进绿色食品生产
• 1.5 本研究的目的意义
• 2 材料与方法
• 2.1 供试药剂、试剂和主要仪器
• 2.1.1 供试药剂
• 2.1.2 生化测定主要化学试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 试虫采集及饲养
• 2.2.1 甜菜夜蛾
• 2.2.2 斜纹夜蛾
• 2.2.3 小菜蛾
• 2.2.4 棉铃虫
• 2.2.5 玉米螟
• 2.2.6 养虫室昆虫饲养条件
• 2.3 毒力测定方法
• 2.3.1 浸叶法
• 2.3.2 浸虫法
• 2.3.3 微量点滴法
• 2.4 生长发育测定方法
• 2.5 生化测定方法
• 2.5.1 试虫处理
• 2.5.2 酚氧化酶活性测定
• 2.5.2.1 试剂配制
• 2.5.2.2 酚氧化酶酶源的制备
• 2.5.2.3 酚氧化酶活力测定
• 2.5.3 几丁质酶活性测定
• 2.5.3.1 试剂配置
• 2.5.3.2 几丁质酶酶液的制备
• 2.5.3.3 几丁质酶活性测定
• 2.5.4 纤维素酶活性测定
• 2.5.4.1 试剂配制
• 2.5.4.2 纤维素酶酶液制备
• 2.5.4.3 纤维素酶活性测定
• 2.5.4.4 葡萄糖标准曲线的制备
• 2.5.5 O-脱甲基酶活性测定
• 2.5.5.1 试剂配制
• 2.5.5.2 试虫处理
• 2.5.5.3 O-脱甲基酶酶液制备
• 2.5.5.4 O-脱甲基酶活性测定
• 2.5.5.5 标准曲线的制作
• 2.5.5.6 数据处理
• 2.5.6 酶源蛋白含量的测定
• 2.5.6.1 试剂配制
• 2.5.6.2 标准曲线的制备
• 2.6 药剂对甜菜夜蛾表皮结构影响测定方法
• 3 结果与分析
• 3.1 两种虫酰肼新衍生物对5 种鳞翅目害虫的毒力
• 3.1.1 两种虫酰肼新衍生物对甜菜夜蛾的毒力
• 3.1.2 两种虫酰肼新衍生物对斜纹夜蛾幼虫的毒力
• 3.1.3 两种虫酰肼新衍生物对小菜蛾幼虫的毒力
• 3.1.4 两种虫酰肼新衍生物对棉铃虫幼虫的毒力
• 3.1.5 两种虫酰肼新衍生物对玉米螟幼虫的毒力
• 3.2 虫酰肼新衍生物0593 对甜菜夜蛾生长发育的影响
• 3.3 两种虫酰肼新衍生物对甜菜夜蛾体内相关酶的影响
• 3.3.1 虫酰肼新衍生物对甜菜夜蛾酚氧化酶的影响
• 3.3.2 虫酰肼新衍生物对甜菜夜蛾几丁质酶的影响
• 3.3.3 虫酰肼新衍生物对甜菜夜蛾纤维素酶的影响
• 3.3.4 虫酰肼新衍生物对甜菜夜蛾O-脱甲基酶的影响
• 3.4 虫酰肼新衍生物对甜菜夜蛾表皮结构的影响
• 3.4.1 中毒症状照片
• 3.4.2 表皮结构荧光显微镜照片
• 3.4.3 表皮结构透射电镜照片
• 4 讨论
• 4.1 虫酰肼新衍生物的生物活性
• 4.2 两种虫酰肼新衍生物的作用机理
• 4.3 两种虫酰肼新衍生物的开发应用价值
• 5 结论
• 6 参考文献
• 7 附录
• 7.1 葡萄糖含量标准曲线
• 7.2 O-脱甲基酶标准曲线
• 7.3 蛋白质标准曲线
• 8 致谢
• 9 硕士期间发表论文情况