宽胫夜蛾属鳞翅目夜蛾科,在我国主要分布于河北、山东、辽宁、内蒙古、青海和江苏等地。宽胫夜蛾通过幼虫取食危害,寄主植物包括豆科植物、蒿属和藜属植物。在新疆北部,宽胫夜蛾的危害程度远超棉铃虫。近年来,随着新引种作物藜麦种植面积的显著增长,宽胫夜蛾逐渐增多并成为危害藜麦的主要害虫,对我国农业生产构成潜在威胁。中国农科院植保所通过对宽胫夜蛾性信息素组分母体结构顺-11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16:Ac)极性基团修饰,设计合成两种不同类型的类似物,并对其生物活性进行测定,以期为利用性信息素及类似物绿色防控宽胫夜蛾提供理论依据。
研究人员以性信息素前体顺-11-十六碳烯醇(Z11-16:OH)为原料,三乙胺作缚酸剂(与酸酐反应时需加入催化剂4-二甲氨基吡啶),分别与2-溴丙酰氯、2-氯乙酰氯、二氟乙酸酐、三氟乙酸酐、甲基丙烯酰氯、2-丁烯酰氯发生酯化反应,经过柱层析分离纯化,合成卤素原子修饰的性信息素类似物K1、K2、K3、K4和碳链末端双键修饰的类似物K5、K6。
采用梯度稀释配制不同浓度(0.001、0.01、0.1、1、10、100 μg/μL)的类似物K1-K6溶液,利用不同浓度类似物直接刺激宽胫夜蛾雄蛾触角,测定类似物K1-K6的触角电生理(EAG)响应值;在性信息素诱芯中添加不同剂量的类似物配制性信息素类似物诱芯,于2021年夏季在北京延庆地区进行田间诱捕试验,根据统计诱芯的雄蛾诱捕量对类似物活性进行分析。
结果表明,类似物刺激浓度从0.001μg/μL增至100μg/μL,雄蛾触角对类似物K1-K5的EAG响应值呈现出逐渐增大的趋势。其中宽胫夜蛾雄蛾触角对化合物顺-11-十六碳烯-2-溴丙酸酯(K1)的响应最强烈,在100μg/μL下EAG响应值为1.34mV。而类似物K5、K6的EAG活性相对较低,其EAG响应值在100μg/μL下分别为0.67、0.57mV。
田间诱捕试验表明合成的6种类似物均表现出较好的生物活性,其中类似物K5添加剂量为100μg时,15天平均诱捕量最高,为35.00头,显著高于性信息素对照;类似物K1添加剂量为10μg时,15天平均诱捕量为32.33头,显著高于性信息素对照。
综上,类似物K1和K5表现出显著的增效活性,可作为宽胫夜蛾性信息素的增效剂;类似物K2、K3、K4、K6表现出了与性信息素相当的活性。研究结果可为宽胫夜蛾的绿色防控提供科学依据。