近年来，新烟碱类杀虫剂的蜜蜂毒性问题广受关注，如何开发低蜂毒蚜虫控制剂成为值得探索的课题。

近日，中国农业大学绿色农药分子设计与发现团队（Green Pesticide Molecule Design & Discovery，GPMDD）杨新玲教授课题组在新型蚜虫生态控制剂方面取得新进展，从化学生态学角度出发，基于“植物-蚜虫-天敌”三级营养关系中的关键调控因子——天然植物挥发物，借助计算机辅助分子设计技术发现了具有“推拉”双重作用、且对蜜蜂安全的新型绿色蚜虫控制剂（图1）。

最新成果以题为“Aphid-Repellent, Ladybug-Attraction Activities, and Binding Mechanism of Methyl Salicylate Derivatives Containing Geraniol Moiety”发表在中科院农林科学一区期刊Pest Management Science上。

该研究成果符合Pyke等提出的利用“推-拉”策略实现害虫生态防治的理念，即通过驱避害虫和吸引天敌的行为来控制害虫的数量和分布，同时对作物和非靶标生物安全。因此，该新型绿色蚜虫控制剂有望成为新一代生态友好型农药，作为高蜂毒新烟碱杀虫剂的替代品之一，在蚜虫的综合治理方面发挥作用。

团队负责人杨新玲教授长期关注植物释放的化学信号分子在蚜虫及其天敌行为调控方面的独特作用，并借鉴植物挥发物水杨酸甲酯和E-(β)-Farnesene的化学结构及活性特点，设计发现了对蚜虫高驱避活性的化合物3e，它通过高效结合豌豆蚜嗅觉结合蛋白ApisOBP9而发挥驱避活性，其中疏水作用在授受结合时起关键作用（Xinling Yang et al., Pest Management Science, 2020, 76(7), 2465-2472）。进一步通过将桥链酯基替换为酰胺(Xinling Yang et al，Journal of Molecular Structure, 2022, 1268, 133658.)、以及将酯基方向互换（Xinling Yang et al，Molecules. 2022, 27, 5949)）的研究，证明酯基对化合物蚜虫驱避活性具有重要作用。

在此基础上，本研究基于“植物-蚜虫-天敌”三级营养关系，以3e为先导化合物，结合计算机辅助分子设计技术，开展新型天然植物挥发物水杨酸甲酯衍生物的合理设计，通过引入植物挥发物香叶醇结构和疏水性双酯基结构，设计合成了一系列水杨酸香叶酯类衍生物4a-4n（图2）。

生物活性测试发现，水杨酸香叶酯类衍生物不但对豌豆蚜Acyrthosiphon pisum具有良好的驱避效果（图3A），而且对蚜虫天敌异色瓢虫Harmonia axyridis也有较好的吸引作用（图3B）。特别是化合物4i的蚜虫驱避活性和瓢虫吸引活性优异，且对非靶标生物蜜蜂低毒，可作为具有“推拉”作用的新型绿色蚜虫控制剂候选物展开进一步研究。

通过分子作用机制研究发现，水杨酸香叶酯类衍生物4i与豌豆蚜气味结合蛋白ApisOBP9（图4A）、异色瓢虫气味结合蛋白HaxyOBP15均有良好的结合活性（图4B），尤其是与HaxyOBP15的结合活性显著优于先导3e。分子对接研究发现，疏水作用和氢键作用对衍生物4i与ApisOBP9的结合活性至关重要（图5A），而立体效应是影响4i与HaxyOBP15结合的关键因素（图5B）。这对进一步基于害虫-天敌靶标的多功能分子设计具有很好的理论指导作用。

蚜虫是我国危害严重的农业害虫，有效而安全地防治蚜虫对农业生产具有重要意义。近年来，部分商品化杀蚜剂对非靶标生物的毒性问题持续受到关注，如新烟碱类杀虫剂的蜜蜂毒性问题。天然植物挥发物属于绿色安全植物防御因子，具有多重生物活性。基于“推拉”策略，通过对植物挥发物合理改造开发蚜虫控制剂，有助于找到可以有效调控“植物-蚜虫-天敌”三级营养关系的环境友好型化合物，通过生态学角度实现蚜虫的绿色防治，符合绿色植保理念，具有良好的应用前景。

中国农业大学为该论文第一完成单位，中国农业大学理学院杨新玲教授和植物保护学院秦耀果博士为本文通讯作者，博士生杨朝凯为本文第一作者。合作单位为北京市农林科学院植物保护研究所罗晨研究员团队。该研究得到了国家自然科学基金（31801739）和国家重点研发计划（2017YFD0200504）的资助。