云南煙草病蟲害防治教學(xué)課件精講

1、專題：植物源害蟲引誘劑的應(yīng)用，wei-五、引誘劑的應(yīng)用原理與前景時(shí)間空間卵幼蟲蛹成蟲子系統(tǒng)超系統(tǒng)卵昆蟲的基本生命需求：取食、求偶、產(chǎn)卵系統(tǒng)進(jìn)化注意：成蟲會(huì)飛是構(gòu)建氣味場(chǎng)進(jìn)行自動(dòng)化防治的基礎(chǔ)！提示一：場(chǎng)是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的最高級(jí)層次；提示二：昆蟲是無脊椎動(dòng)物唯一成蟲會(huì)飛行的；提示三：昆蟲是可以被欺騙的（信息濾過作用）！鱗翅目自從白堊紀(jì)晚期就開始為顯花植物授粉如此長(zhǎng)的地質(zhì)年代已經(jīng)形成了固定的通訊關(guān)系，還會(huì)產(chǎn)生抗性嗎？一個(gè)人即使再挑食厭食，也不可避免要吃小麥、水稻！研究實(shí)例：黑楊Populus nigra Italica疑難問題黑楊是風(fēng)媒花，不能為夜蛾成蟲提供花蜜；楊樹的葉片從來未見棉鈴蟲幼蟲取食；只有

2、萎蔫的帶葉楊樹枝把能夠誘蛾。棉鈴蟲的產(chǎn)卵寄主：棉花、玉米、小麥、豌豆、加拿大蓬、倉(cāng)耳、（煙草、番茄）棉鈴蟲的蜜源寄主：大蔥、洋蔥、胡蘿卜、芹菜、向日葵、茼蒿/王厚振 華堯楠 牟吉元黑楊引誘棉鈴蟲的機(jī)理假說1、隱藏說（夏邦穎，1978）正面證據(jù)：水楊酸鈉誘導(dǎo)黃猩猩果蠅熱激蛋白合成；水楊酸甲酯有清涼味，廣泛用于解熱鎮(zhèn)痛藥物；反面證據(jù)：楊枝把、棉枝把、模擬枝把比較。夜蛾占82%，多為交配后抱卵雌蛾，而具有同樣隱藏處所的棉枝把和模擬枝把不能誘蛾（原國(guó)輝，1998）。主要是氣味引誘作用，水蒸氣蒸餾、二氯甲烷萃取獲得的粗提物有一定活性，且6月份效果最好（楊樹枝把本身8月最好）。2、“楊素”論（或影響取食假

3、說）楊素水解產(chǎn)生楊酸和單糖（王厚振，1998）；水楊醇、苯醛、和單糖（陸永躍，2001）。反面證據(jù)：田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，楊素配糖體的引誘量只有天然楊枝把的1117。水楊苷（ /李雄彪, 張金忠）3、影響求偶肖春和杜家緯（中科院上海昆蟲所）：采用“EAG風(fēng)洞”試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，楓楊的氣味只能誘集處女雌蛾，推測(cè)與求偶活動(dòng)有關(guān)!付新華（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)）：加拿大楊葉片氣味與信息素混用能夠增效！楊樹葉片的氣味刺激性信息素釋放，并作為交尾場(chǎng)所。求偶假說證據(jù)一：信息化合物的多義性（/Martin Jacobson）Illing（1802）：蝶類釋放的氣味“和它們經(jīng)常光顧的花的氣味是相同的”！雄桂花蟬性興奮時(shí)腹部分泌肉桂味液

4、體（催情劑）；大乳草長(zhǎng)蝽雄成蟲在飼養(yǎng)容器中產(chǎn)生好聞的水果香味，放進(jìn)雌蟲分泌就不發(fā)生；Otosema odorata 雄蛾后足具有一種能激起雌蛾性興奮的類似蜂蜜的氣味。 求偶假說證據(jù)二：夜蛾味刷釋放雄性信息素多是花香成分，同樣來自糖苷水解！ 東方粘蟲和披肩粘蟲雄性信息素各為苯乙醇和苯甲醛，以苯乙基-糖苷和芐基-糖苷貯于腺體。釋放時(shí)糖苷經(jīng)特殊管道和水解酶、-糖苷酶混合，分解為信息素和己糖。（昆蟲生物化學(xué)/王蔭長(zhǎng) ）對(duì)求偶假說的質(zhì)疑反例一：楊葉萎蔫氣味混入性信息素誘芯，能夠強(qiáng)烈抑制后者的活性（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)）；反例二：肖春的風(fēng)洞試驗(yàn)在黃昏時(shí)進(jìn)行，但取食、求偶、交尾、產(chǎn)卵等生命行為發(fā)生于不同的時(shí)辰！反例

5、三：吊飛磨測(cè)試表明，已交配雌蟲飛行能力下降為處女雌蟲的1/20。棉鈴蟲夜間飛行行為節(jié)律孟祥令（1962）：18：0021：00：取食1：006：00：交尾黎明前：產(chǎn)卵、隱藏苗春生（芹菜）：20：0021：00（42.3）：取食1：002：00（40.4）：交尾4：005：00（17.3）：再取食陸永躍（楓楊）：22：0024：00：趨近但又飛走4：006：00：90是后半夜誘的。4、刺激產(chǎn)卵假說郭線茹（2003，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文）：楊樹葉片的氣味對(duì)棉鈴蟲雌蛾交配率、產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵持續(xù)期和蛾子壽命均無顯著影響，刺激產(chǎn)卵量的增加。分析產(chǎn)卵調(diào)控物質(zhì)時(shí)，需綜合考慮昆蟲生殖力、卵巢發(fā)育、交配率、

6、受精率等內(nèi)在因素，還要考慮各外部因素。特別是許多蛾類產(chǎn)卵量受補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)影響極大。黑楊萎蔫葉片氣味分析2002年5月19日、6月15日、8月25日采集葉片 收集方法： （1）水蒸氣蒸餾，二氯甲烷萃??； （2）氣體吸附法: 6月15日采集的葉片。GC-MS分析Paropark Q 吸附物分析二氯甲烷萃取物分析從有機(jī)化學(xué)角度看，可能是芳香族化合物起作用黑楊氣味成分的規(guī)律GC出峰順序按代謝途徑聚為若干峰簇（Peak clusters）;信息化合物需具備“不穩(wěn)定”和“可靠”兩種對(duì)立性質(zhì)。Rt5 min,30 min；汰除烷烴。棉鈴蟲蛾對(duì)萎蔫黑楊葉片揮發(fā)物成分的EAG反應(yīng)提示一：Kaissling液6.4-

7、mmolKCl，20.0mmol KH2PO4，2.0-mmol MgCl2，1.0 mmol CaCl2，354 mmol蔗糖, 12.0 mmol NaCl，9.6 mmol KOH，H2O加至1升。提示二：如黑楊氣味主要引誘交配雌蟲，水楊醛和苯甲醛應(yīng)受到足夠重視，而己醇和己醛可能是在非大田背景下蛾對(duì)綠色植物的期望所致。石蠟油瓊脂芳香族初探載體的篩選我試驗(yàn)過各種材料，如球鞋底（多直觀的氣味吸附劑?。?、衛(wèi)生筷（從這里釋放，還回到這里去怎樣？）、凡士林（清涼油的載體）、脫脂棉（同衛(wèi)生筷的依據(jù)）、石蠟油（風(fēng)油精的溶劑）、大豆油（上海昆蟲所提供的信息）、羊毛脂（大寶SOD milk）等。室內(nèi)固體芳

8、香劑用瓊脂作載體，能否在昆蟲的引誘劑上應(yīng)用呢？后來發(fā)現(xiàn)，瓊脂膠有一些奇妙的性質(zhì)。多糖凝膠的奇妙結(jié)構(gòu)提示一：瓊脂凝膠含水量越大，氣味揮發(fā)物揮發(fā)速度反而越慢；提示二：瓊脂凝固過程中可等比例收縮直到完全干燥；提示三：沒有這種載體的發(fā)現(xiàn)，夜蛾對(duì)花的種類的偏好性無從談起。許多花的開放期與棉鈴蟲成蟲的4個(gè)飛行季節(jié)不重疊；另外即使重疊，各種花在自然生態(tài)系統(tǒng)中的豐度是不同的，如胡蘿卜、芹菜、大蔥這些人工栽培的蔬菜。結(jié) 論 楊樹枝把模擬了夜蛾取食的花香成分，肯定了“取食論”；楊枝把誘蛾沒有明顯的種、性別、交尾狀態(tài)的特異性（回憶一下，肖春、原國(guó)輝的相互矛盾的結(jié)論是否可用陸永躍的節(jié)律觀察來解釋？），但夜蛾卻是鱗翅目

9、中補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)習(xí)性最突出的一類；一個(gè)“荒唐”的結(jié)論，應(yīng)研究“昆蟲與試劑的關(guān)系”，而不是昆蟲與“植物”的關(guān)系。為什么必須是黑楊而不是其他樹葉？夜蛾成蟲只能取食水溶性的單糖和低聚糖，糖苷水解產(chǎn)生的芳香族化合物便是可靠的“引路人”。植物或靠花瓣釋放，或在木質(zhì)部成苷貯存這些“生理性廢氣”。楊樹新鮮葉片不能誘蛾，但萎蔫后的氣味濃度比蜜源植物的高，這是楊樹枝把與“背景蜜源”共存仍能大量誘蛾的保證；蜜源寄主和產(chǎn)卵寄主相分離是楊枝把棉田誘蛾基本原理，應(yīng)盡量將夜蛾類蜜源寄主氣味用在產(chǎn)卵寄主田。鱗翅目專用誘殺器的發(fā)明 鱗翅目幼蟲（棉鈴蟲、煙夜蛾、小地老虎、粘蟲、斜紋夜蛾、銀紋夜蛾、甜菜夜蛾、菜青蟲、小菜蛾等）對(duì)農(nóng)作物

10、為害嚴(yán)重。鱗翅目成蟲誘殺系統(tǒng)包括活性成分、載體、誘捕器3方面；研究基礎(chǔ)：（1）采用UM設(shè)計(jì)優(yōu)選了引誘劑活性配方； （2）以瓊脂為載體使持效期延長(zhǎng)到50天。技術(shù)難題：誘捕器體積大、伺服次數(shù)多、對(duì)益蟲和害蟲的選擇性差、誘捕容量小。專 利 檢 索液體誘捕器。體積大，成本高，不適宜干旱地區(qū)應(yīng)用；粘膠誘捕器，容量小，耐候性差； CN1656891，CN1925743，CN1961665錐籠狀誘捕器，誘捕效果差，體積大，成本高； CN87104978，CN101133728，CN1666607，CN1843108， CN1994080，CN101081020，CN101123877，CN101356913

11、，CN101564025附帶光線、電源或熱力的誘捕器，設(shè)計(jì)復(fù)雜，體積大，選擇性差，對(duì)電源依賴性強(qiáng)。 CN1207646，CN1215304，CN101170900，CN1794910Various trap designs提取上述誘捕器的物理矛盾粘膠誘捕器：涂布材料需要很粘，以便可以捕獲大體型的蛾類；同時(shí)涂布材料又需要不粘，以便飽和后能夠連膠帶蟲一塊刮下，回收利用板子；錐籠型誘捕器：下部開口既需要大，以便害蟲容易進(jìn)入；下部開口又需要小，以便進(jìn)入的害蟲不易再次逃逸；液體誘捕器：殺蟲介質(zhì)需要流體，以便浸潤(rùn)飛蛾的鱗片；殺蟲介質(zhì)又要是固體，以便誘捕器因風(fēng)倒伏后洗滌劑不會(huì)污染土壤。A student f

12、rom Shanghai Ocean University（left） were introducing her trap design submitted to No.11 College Student “Challenge-cup”, October 28, 2009Multi-functional trap bionically based on spider web28Water trap used in our field experimentToo many pollinators and natural enemies were killed (1:4);The water n

13、eed to be added daily at summerThe captures need to be removed every 3 daysThe apparatus is too largeThe cost is high for the photoaging of sunlight理 想 系 統(tǒng)誘捕容量不是500頭、1000頭或10000頭的問題，而是應(yīng)當(dāng)趨近于無窮大；誘捕選擇性不應(yīng)該是盡量地少殺滅授粉昆蟲、捕食性天敵昆蟲、寄生性天敵昆蟲，而應(yīng)當(dāng)達(dá)到100%的分離效率；伺服次數(shù)最好趨近于0次；誘捕器的體積趨近于0；對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響趨近于0；對(duì)害蟲有可持續(xù)控制作用。發(fā) 明 思 路將

14、“誘捕”與“蟲體收集”的功能分離，使后者在超系統(tǒng)（大地）中實(shí)現(xiàn)；基于鱗翅目成蟲具有專食花蜜而特化出的虹吸式口器，通過簡(jiǎn)單的網(wǎng)狀構(gòu)造使天敵、授粉昆蟲和害蟲實(shí)現(xiàn)100%分離。發(fā) 明 特 點(diǎn) 白堊紀(jì)晚期顯花植物出現(xiàn)時(shí)，鱗翅目成蟲即利用花香化合物作為取食信號(hào)，因此本品具有廣譜引誘活性，且害蟲不會(huì)產(chǎn)生抗性；巧妙利用采用網(wǎng)狀構(gòu)造實(shí)施了害蟲、授粉者和天敵的完全分離。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，持效期長(zhǎng)；鱗翅目成蟲是卵幼蟲蛹成蟲發(fā)育鏈中最薄弱的環(huán)節(jié)；本發(fā)明可直接掛在農(nóng)作物或果樹上，無需支撐裝置。但其誘捕容量可以達(dá)到無窮大。 32專題二：芳香植物源棉鈴蟲幼蟲拒食劑篩選和化學(xué)鑒定李為爭(zhēng) wei-33根據(jù)氣味環(huán)渡理論，通過若

15、干種基本呈味物質(zhì)的搭配即可實(shí)現(xiàn)調(diào)香和調(diào)味。昆蟲呢？當(dāng)前來自天然產(chǎn)物的拒食劑篩選比較混亂，用中國(guó)不太成熟的分析化學(xué)和電生理手段與發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)沒有優(yōu)勢(shì)。若能從調(diào)香調(diào)味方面汲取新的思路，發(fā)現(xiàn)昆蟲味覺感受器敏感的幾種“原味”，就可以為害蟲防治和益蟲飼養(yǎng)提供全新的思路。34試驗(yàn)1NaCl-咸味物質(zhì)代表檸檬酸-酸味物質(zhì)代表蔗糖-甜味物質(zhì)代表奎寧-苦味物質(zhì)代表線辣椒Capsicum annuum var. annuutri晉產(chǎn)紅花椒Zanthoxylum bungeanum35葉碟法示意圖及選擇性拒食率和非選擇性拒食率的計(jì)算36潛在拒食活性的呈味物質(zhì)初步篩選試驗(yàn)37棉鈴蟲幼蟲對(duì)呈味物質(zhì)的選擇性取食反應(yīng)測(cè)定3

16、8棉鈴蟲幼蟲對(duì)呈味物質(zhì)的非選擇性取食反應(yīng)3940目前，以菜青蟲、小菜蛾作為研究對(duì)象測(cè)試其對(duì)各種非寄主植物粗提物的反應(yīng)的報(bào)道居多，但是它們的寄主局限于十字花科，需要異硫氰酸酯類作為“標(biāo)志性刺激物”，故不能在普遍意義上反映鱗翅目幼蟲的對(duì)呈味物質(zhì)的取食特性。對(duì)廣食性棉鈴蟲幼蟲取食影響較大的呈味物質(zhì)是氯化鈉和花椒提取物。盡管測(cè)試劑量甚微，但活性優(yōu)于已報(bào)道的多種植物提取物。41試驗(yàn)24202040401008060100806020煙草N. tabacum Var. NC89花生Arachis hypogaea玉米Zea mays辣椒Capsicum annum番茄Solanum lycopersicu

17、m棉花Gossypium arboreum其他植物Other plants0.655.82*3.87*4.36*0.08t-Test相對(duì)取食面積 Relative leaf area being consumed43提取溶劑被食葉面積SE/mm2選擇性拒食率t值處理對(duì)照蒸餾水40.90 19.2747.20 18.067.150.19乙醇2.40 2.0970.10 15.2393.384.23*丙酮50.70 22.5140.50 11.44-11.180.40二氯甲烷21.60 14.7860.90 21.4647.641.30正己烷50.00 20.7720.70 6.65-41.441

18、.17不同溶劑花椒提取液對(duì)棉鈴蟲的拒食效果（t0.01=3.25 t0.05=2.26）44劑量（L）花椒乙醇提取液飽和食鹽水被食葉面積SE/mm2選擇性拒食率被食葉面積SE/mm2選擇性拒食率064.00 17.78 A/170.13 4.00 A/1052.63 20.14 AB9.7591.44 11.89 B30.082049.88 17.98 AB12.4019.88 5.88 C79.08303.00 1.23 B91.049.81 5.18 C89.09407.25 3.89 B79.6515.25 7.81 C83.55棉鈴蟲幼蟲分別對(duì)不同劑量的花椒乙醇提取液及飽和食鹽水的取食

19、反應(yīng)45花椒乙醇提取物和飽和食鹽水體積比（L/L）被食葉碟的面積SE/mm2選擇性拒食率t值處理T對(duì)照5 / 3523.40 11.10269.80 27.980.840.05 b10.23*10 / 3012.50 6.23224.70 39.280.890.03 ab6.04*15 / 252.50 2.08241.40 34.430.980.01 a7.08*20 / 204.10 2.81257.40 32.880.970.02 a7.89*25 / 150.10 0.10246.80 33.721.000.00 a7.31*30 / 107.60 6.47276.80 34.200.

20、950.03 a8.19*35 / 55.30 3.07264.60 31.690.960.02 a8.59*氯化鈉和花椒乙醇提取物不同配比對(duì)棉鈴蟲的拒食作用（t0.01=3.25 ）4647（1）植株層疊的葉片生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，理論估計(jì)值偏低；（2）室內(nèi)測(cè)定在封閉培養(yǎng)皿中進(jìn)行，供試?yán)ハx不能遠(yuǎn)距離擴(kuò)散且耐受饑餓時(shí)間較短，在大田可以選擇未被拒食劑涂布的葉片取食，造成理論估計(jì)值偏低； 理論上2g花椒用15mL乙醇來提取，假設(shè)作物田單層全覆蓋。如要想達(dá)到100%拒食效果，每畝田只需要花椒22.64g。48（3）棉鈴蟲一般只取食作物果實(shí)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可能只需處理果實(shí)即可，造成理論估計(jì)值偏高；（4）2 g花椒中的

21、有效拒食活性成分采用15 mL無水乙醇未被完全提取，造成估計(jì)值偏高；（5）如果花椒提取物中活性成分僅占很小一部分，則有可能采用更高效的拒食劑純化學(xué)品代替花椒原料；（6）該拒食劑是針對(duì)廣食性昆蟲篩選出來的，對(duì)其他單食性或寡食性害蟲可能具有更大效力。49試驗(yàn)3505152組別材料取食方格數(shù)平方根轉(zhuǎn)換值顯著性A花椒1.66*CK9.99黑胡椒0.48*白胡椒1.15*紅辣椒9.04青麻椒5.98*BCK9.36肉豆蔻5.24草寇8.53良姜9.86白芷0.11*肉桂皮7.0553花椒11種淋洗樣品的相對(duì)拒食率組別樣品取食量轉(zhuǎn)換值組別樣品取食量轉(zhuǎn)換值組別樣品取食量轉(zhuǎn)換值1（20）正己烷15.64 *2

22、（22）乙醚24.74*3（20）乙醇22.40*正己烷23.62 *二氯甲烷11.27*乙醇33.51*乙醚15.35*二氯甲烷22.37*乙醇47.11殘液7.78乙醇12.58*乙醇52.38*母液1.89 *母液1.68*母液0.85*CK9.92CK9.51CK8.1954黑胡椒柱層析產(chǎn)物對(duì)棉鈴蟲幼蟲的拒食活性組別樣品取食量平方根轉(zhuǎn)換值組別樣品取食量平方根轉(zhuǎn)換值組別樣品取食量平方根轉(zhuǎn)換值1正己烷6.49*2二氯甲烷10.85*3乙醇22.18*乙醚11.08*二氯甲烷21.82*乙醇36.16*乙醚20.06*乙醇12.27*乙醇43.16*CK10.61CK12.43CK10.8255花椒活性柱層析產(chǎn)物GC-MS分析峰號(hào)保留時(shí)間物質(zhì)名稱相對(duì)含量%16.02-水芹烯8.2626.152（10）-蒎烯6.5436.423-蒈烯6.9846.5