CN114698638B - 己酸和己酸己酯在驱避红火蚁中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了己酸和己酸己酯在驱避红火蚁中的应用。本发明从粗腿巨缘蝽后胸臭腺防御性化合物中筛选和开发的己酸和己酸己酯对红火蚁工蚁具有较强的驱避效果，可以用于红火蚁及其它蚂蚁的行为驱避剂开发及检疫应用；相比较于现阶段其他针对红火蚁的化学驱避剂，本发明利用昆虫天然产生的防御物质，更加绿色和环保，具有重要的市场应用和推广价值。

Description

己酸和己酸己酯在驱避红火蚁中的应用
技术领域
本发明属于红火蚁绿色防控技术领域，具体涉及己酸和己酸己酯在驱避红火蚁中的应用。
背景技术
自然界中的昆虫在和其天敌和生态位竞争者的长期协同进化过程中，形成了包括物理、化学和行为防御等多种抵抗机制来驱赶天敌的捕食以及其它种类昆虫的竞争。其中化学防御是昆虫利用化学物质驱赶天敌和干扰竞争者的行为，这些化学物质来源广泛，可能直接来源于昆虫所取食的寄主植物、自身腺体分泌或体内共生菌等。因此，昆虫的化学防御物在开发害虫生物驱避剂等方面具有极为重要的利用价值。蝽象（stinkbugs）类昆虫分布较为广泛且物种非常丰富，且以臭名昭著的化学行为防御特点而著称，因此是研究昆虫化学防御和驱避剂开发的理想材料。在受惊扰或天敌（蚂蚁、鸟类、蛙类）攻击时，蝽象会快速向外分泌释放具有驱避/毒性的化学防御物质，这些昆虫自身合成的化学防御物质在开发害虫驱避剂及生物杀虫农药等方面具有重要的利用价值。
发明内容
本发明的目的是针对目前红火蚁快速扩散蔓延、危害日益猖獗，而现有红火蚁检疫监测技术中针对红火蚁的驱避性药剂种类不多、对人畜毒性大等难题，提供一种对红火蚁具有较强驱避作用的天然化合物药剂及其应用。
本发明通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）、气相色谱-触角电位联用（GC-EAD）以及EthovisionXT行为轨迹跟踪等实验技术，筛选获得了基于粗腿巨缘蝽后胸臭腺分泌防御性化合物正己酸和己酸己酯，并证实了正己酸和己酸己酯对红火蚁具有高效驱避作用。
因此，本发明的第一个目的是提供己酸和己酸己酯在驱避农林业害虫中的应用。
优选，所述的农林业害虫为蚁类害虫。
优选，所述的蚁类害虫为红火蚁。
优选，所述的红火蚁为红火蚁工蚁。
一种农林业害虫趋避剂，其包含有效量的己酸和/或己酸己酯，以及载体。
优选，所述的农林业害虫趋避剂为红火蚁趋避剂。
一种趋避红火蚁的方法，将己酸和/或己酸己酯施用于待趋避红火蚁的地方，应用己酸和/或己酸己酯对红火蚁进行趋避。
优选，所述的施用方式可为喷洒、灌注等。
本发明从粗腿巨缘蝽的后胸臭腺防御物中筛选和开发的己酸和己酸己酯对红火蚁具有较好的驱避效果。因此，本发明提供了一种防治入侵性害虫红火蚁的驱避剂和趋避方法，可以用于红火蚁及其它蚂蚁的行为驱避剂开发及检疫应用，相比较于现阶段针对红火蚁的化学驱避性药剂，本发明利用昆虫天然产生的防御物质，更加绿色安全且环保，因此具有重要的市场应用和推广潜力。
附图说明
图1是粗腿巨缘蝽Anoplocnemis castanea及其后胸臭腺位置示意图。
图2是粗腿巨缘蝽后胸臭腺化合物的GC-MS总离子流图。
图3是红火蚁对粗腿巨缘蝽后胸臭腺化合物的触角GC-EAD反应图。
图4是粗腿巨缘蝽后胸臭腺化合物对红火蚁的驱避作用；其中，（a）实验设计示意图；（b）驱避性结果。
图5是红火蚁在粗腿巨缘蝽后胸臭腺化合物处理实验区域的行为轨迹图；其中，（a）己酸；（b）乙酸己酯；（c）丁酸己酯；（d）己酸己酯。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：粗腿巨缘蝽后胸臭腺化合物GC-MS分离鉴定
S1. 溶液浸取法提取腺体化合物组分
利用尖镊子刺激粗腿巨缘蝽成虫，待其从后胸臭腺（图1）分泌出黄色化学防御物质后，用毛细管吸附其黄色分泌物，将毛细管吸附的液体分泌物溶解于含有1 mL色谱纯正己烷的样品瓶中。随后加入少量无水Na2SO4震荡摇匀2 min以除去样品中多余的水分，用0.45 μm孔径的有机滤膜对溶液进行过滤，随后用氮气浓缩至100 μL。将浓缩好的样品贮存在-20℃冰箱内备用。
S2. 化合物的鉴定
利用气相色谱-质谱联用仪（型号：安捷伦8890-5977B GC-MS）对S1中制备的样品进行鉴定，具体分析条件如下：
（1）色谱条件：进样口温度250℃，采用99.999%高纯氦气作为载气，载气流速1 mL/min，进样口采用不分流进样，以恒定流量模式运行。
（2）质谱条件：离子源电压EI 70 eV，柱接口温度为280℃，扫描离子范围为50~550m/Z。
（3）升温程序：起始温度为50℃，保留2 min，再以20℃/min升至260℃保持2 min。每次取样1 μL进行手动进样。
S3. 分析结果表明，正己烷浸泡提取液中含有4种有机化合物，化合物的总离子流图如图2所示，其化合物列表见表1。其中含量最多的为己酸，占比高达63.73%，其次为己酸己酯，占27.49%。所有四种化合物均经过NIST17谱库以及购买标准化合物进行比对鉴定。
Figure 24556DEST_PATH_IMAGE001
实施例2：触角电位（GC-EAD）实验筛选对红火蚁具有生理活性的化合物
用GC-EAD测试红火蚁工蚁对粗腿巨缘蝽后胸臭腺化合物的触角电生理反应，以筛选潜在的红火蚁驱避剂活性物质。气相色谱型号为安捷伦7890B，色谱条件为：HP-5ms (30m, 0.25 mm 内径, 0.25 μm膜厚) 毛细管色谱柱，载气为高纯氮气，进样口温度250℃，FID检测器温度320℃，柱箱升温程序为50℃，保留时间为2 min、然后以20℃/min升至260℃并保持2 min。利用EAG昆虫触角电位记录仪（荷兰Syntech公司）测定粗腿巨缘蝽后胸臭腺对红火蚁工蚁触角的电生理反应。沿工蚁触角的基部剪下触角，在触角尖端切开小口，随后将触角两端分别连接到EAG的两个玻璃毛细管正负电极上。GC采用手动进样及不分流模式，进样量为2 µL，GC和EAG的样品分流比为1:1，每次实验重复6根触角以上。
结果表明，在GC-MS出峰时间为5.526 min和8.602 min处的2个物质能够重复引起红火蚁强烈的电生理反应（图3），说明这些物质是潜在的可能对红火蚁具有生理活性的物质。经过GC-MS的NIST数据库峰形比对以及购买标准品进行验证，确定这两种有触角活性的物质分别是己酸和己酸己酯。
实施例3：臭腺防御物对红火蚁的驱避性测试
采用Ethovision XT11.5软件记录粗腿巨缘蝽后胸臭腺化合物对红火蚁工蚁的驱避行为特性。在直径为9 cm的培养皿的两处对角处分别放置边长为1厘米的正三角形滤纸片，用两片滤纸相交的垂直线将培养皿划分成对照区和处理区两个区域，往一块滤纸片上滴2微升的纯品化合物，另外一片滤纸作为空白对照（图4中的（a））；每种化合物4个重复；然后将红火蚁工蚁在培养皿的正中间放置进入培养皿，利用Ethovision XT自带的视频软件拍摄记录红火蚁在培养皿内的活动轨迹5 min，并自动统计红火蚁在培养皿内两个不同区域的活动时间，利用SPSS t检验对红火蚁在不同区域的活动时间进行差异显著性比较（P =0.05）。
结果如图4、图5和表2所示。结果表明正己酸和己酸己酯对红火蚁具有较强的驱避作用，红火蚁停留在对照区域的时间显著高于停留在化合物处理的区域（正己酸：t = -10.579，df = 6，p<0.001；己酸己酯：t = -3.56，df = 6，p = 0.012），乙酸己酯和丁酸己酯对红火蚁无驱避作用的趋势（乙酸己酯：p = 0.095；丁酸己酯：p = 0.761）（图4中的（b））。
Figure 154186DEST_PATH_IMAGE002

Claims (4)

1.己酸和己酸己酯在驱避红火蚁中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的红火蚁为红火蚁工蚁。
3.一种趋避红火蚁的方法，其特征在于，将己酸和/或己酸己酯施用于待趋避红火蚁的地方，应用己酸和/或己酸己酯对红火蚁进行趋避。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的施用，其方式为喷洒或灌注。
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