樟子松梢斑螟性信息素组合物及其诱芯与应用

技术领域

本发明涉及农林害虫防治领域，具体地说，涉及一种樟子松梢斑螟性信息素组合物及其诱芯与应用。

背景技术

樟子松梢斑螟，拉丁文学名为Dioryctria mongolicella Wang&Sung，属于鳞翅目(Lepidoptera)螟蛾科(Pyralidae)梢斑螟属(Dioryctria Zeller)。我国主要分布在黑龙江、吉林、内蒙古等地。为害多种松树，幼虫由枝干伤口等处侵入，取食树干和大枝的韧皮部，受害部位大量流脂，并在蛀孔外形成混有棕褐色虫粪的凝脂团。严重为害时，凝脂团能凝聚成堆。松树受害后影响正常生长，树干和大枝极易从被害部位处折断或自被害部位以上枯死，导致枯顶及干形严重弯曲。樟子松梢斑螟的寄主为樟子松(Pinus sylvestrisL.var.mongolica)、红松(Pinus koraiensis)和以樟子松为砧木的嫁接红松等。

樟子松梢斑螟幼虫具有隐藏为害的特性，侵染初期不易引起人们的注意，侵染症状会被认为是普通风折或伤口流脂而被忽视。樟子松梢斑螟为害樟子松呈现低密度发生的特点，而且有转移为害现象，扩散速度较快，林分一旦感染，一般会在3～5年内感染整个林分。截至2017年年末，据有关部门调查统计，黑龙江省樟子松梢斑螟发生面积达1.7万公顷以上，涵盖40多个县、区或市，个别林分被害株率达90％以上。虽然樟子松梢斑螟有寄生性天敌，但自然控制力较弱。

现有的樟子松梢斑螟防治技术主要有三种：1、结合森林抚育，人工削除当年生成的凝脂团或斩断被害侧枝并集中销毁，消灭凝脂团及蛀道内的幼虫和蛹。2、采用敌敌畏和柴油的混合物在新鲜凝脂团上方进行点涂，毒死蛀道内的幼虫。3、以树干打孔注射内吸性药剂的方式进行防治。然而，人工清除凝脂团和被害侧枝，树干中上部漏除情况较多；而且，在侧枝与主干连接处造成的伤口，是樟子松梢斑螟侵入的重要途径。点涂敌敌畏和柴油的混合物既耗费人力，又存在漏涂情况。在樟子松梢斑螟严重发生的林地，大量使用柴油还有森林火灾隐患。而树干注射防治成本高，且防治效果不明显。鉴于樟子松梢斑螟严重威胁中国东北地区固沙造林重点树种樟子松的健康生长，亟需研发一种高效、安全、经济和方便的防治樟子松梢斑螟技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种樟子松梢斑螟性信息素组合物及其诱芯与应用。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种樟子松梢斑螟性信息素组合物，所述组合物包括反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯。

所述组合物中反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯的质量比为1～5:0.5～3:0.5～2。

优选地，所述组合物中反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯的质量比为500:300:200。

进一步地，所述组合物还包含抗氧化剂，如2,6-二叔丁基对甲酚。

第二方面，本发明提供一种樟子松梢斑螟性信息素诱芯，采用橡胶(如有机硅橡胶)制成，诱芯中加入樟子松梢斑螟性信息素溶液。

所述樟子松梢斑螟性信息素溶液是以所述樟子松梢斑螟性信息素组合物为溶质，正己烷、石油醚或二氯甲烷为溶剂配制而成。优选溶剂为正己烷。

诱芯中所述樟子松梢斑螟性信息素溶液的浓度为0.001～0.01mg/μL。

第三方面，本发明提供一种樟子松梢斑螟性信息素控释系统，所述控释系统包含上述樟子松梢斑螟性信息素溶液以及缓释载体。

第四方面，本发明提供所述樟子松梢斑螟性信息素组合物、所述樟子松梢斑螟性信息素诱芯、或所述樟子松梢斑螟性信息素控释系统在诱捕樟子松梢斑螟以及樟子松梢斑螟虫情测报中的应用。

第五方面，本发明提供所述樟子松梢斑螟性信息素组合物、所述樟子松梢斑螟性信息素诱芯、或所述樟子松梢斑螟性信息素控释系统在制备樟子松梢斑螟引诱剂中的应用。

本发明中，

反-11-十六碳烯醛的化学结构式如下：

顺-11-十六碳烯乙酸酯的化学结构式如下：

顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯的化学结构式如下：

反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯以及顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯的CAS号分别为57491-33-5、34010-21-4和854201-96-0。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明首次发现并鉴定了樟子松梢斑螟性信息素，包括反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯，并基于上述性信息素组合物开发出樟子松梢斑螟性信息素诱芯，结合诱捕器能有效诱杀樟子松梢斑螟雄蛾，且对樟子松梢斑螟雄蛾的诱捕效果显著高于雌蛾(最高可达3倍)，可应用于樟子松梢斑螟虫情测报和绿色防控，避免或减少施用化学农药，从而减少污染、保护环境，具有显著的经济、社会和生态综合效益。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中樟子松梢斑螟性信息素提取物的总离子流图和质谱图。

图2为本发明较佳实施例中樟子松梢斑螟性信息素提取物(上)与标准品(下)的气相色谱图。

图3为本发明较佳实施例中林间试验比较不同化合物组合及不同剂量的诱蛾量。不同小写字母表示差异显著。

图4为区分樟子松梢斑螟成虫性别的标准和检查结果。

图5为本发明较佳实施例中林间试验所用诱捕器及橡胶塞诱芯。

图6为本发明较佳实施例中林间试验所诱捕的樟子松梢斑螟成虫。

图7为本发明较佳实施例中诱捕器在樟子松林地的设置方法。

图8为活雌蛾诱捕器在樟子松林地的设置方法(上)与诱蛾效果(下)。

图9为梢斑螟属雌蛾性信息素化学结构式。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

以下实施例中使用的反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯标准品购自Bedoukian Research Inc.

实施例1樟子松梢斑螟性信息素的提取及鉴定

1、提取性信息素

在樟子松梢斑螟严重发生地采集含有高龄幼虫和蛹的凝脂团，放入林间大网笼内，在自然环境条件下等待幼虫化蛹以及羽化。采用羽化后2-3天的处女雌蛾，在进入暗期的5-6小时，用手指轻压腹部末端，使性信息素腺体伸出，然后剪下腺体，迅速放入含有1.0ml正己烷的尖头试管中，浸提半小时后，氮气浓缩至20-50μl，保存于-20℃备用。

2、分析鉴定性信息素

(1)气相色谱-质谱联用仪分析条件：气相色谱仪ThermoScientificTMTRACETM1300，色谱柱DA-FFAP(30m×0.25mm×0.25μm)。质谱仪为ThermoScientificTMISQTM单四极杆GC-MS系统，电子能量为70eV。

(2)气相色谱-火焰离子化检测器分析条件：气相色谱Agilent 6890，色谱柱DB-1301(30m×0.25mm×0.25μm)。

利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对樟子松梢斑螟的性信息素提取物进行分析，经NIST17谱库检索，识别出提取物中有两个物质的特征碎片离子与谱库中已知化合物的特征碎片离子相匹配。图1为樟子松梢斑螟性信息素提取物的总离子流图和质谱图，初步确定提取物中含有两种组分，组分I：反-11-十六碳烯醛和组分II：顺-11-十六碳烯乙酸酯。再利用气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)，比较樟子松梢斑螟性信息素提取物与标准品的保留时间(RT)是否一致，共对比得出三种组分，按保留时间的先后依次为反-11-十六碳烯醛(24.497min)、顺-11-十六碳烯乙酸酯(27.627min)和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯(31.468min)。图2为樟子松梢斑螟性信息素提取物与标准品的气相色谱图，其中组分I：反-11-十六碳烯醛，组分II：顺-11-十六碳烯乙酸酯，组分III：顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯。

实施例2樟子松梢斑螟性信息素诱芯的制作及林间诱蛾试验

1、制作诱芯(不含抗氧化剂)

采用橡胶(图5)作为诱芯缓释载体，溶剂为正己烷。每个诱芯加入100μl配制好的樟子松梢斑螟性信息素组合物溶液。

2、林间诱蛾试验

林间诱蛾试验在黑龙江省齐齐哈尔市境内的新江实验林场(A)和富裕林场(B)两个地点同时进行，试验日期为2020年7月初至7月底，诱捕器为三角型诱捕器，樟子松梢斑螟性信息素组合物的每种配方均做6个重复，在樟子松离地约1.8米处悬挂诱捕器，诱捕器之间相距40米左右，每3天记录一次诱蛾量。樟子松梢斑螟性信息素组合物的配方见表1：

表1

注：E11-16:Ald、Z11-16:OAc、25Hy分别表示反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯。单头新羽化的活雌蛾作为对照。

图3为林间试验比较不同化合物组合及不同剂量的诱蛾量(A：新江实验林场；B：富裕林场)。从诱捕数据来看，无论是在新江实验林场的试验点，还是在富裕林场的试验点，在含有反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯的诱芯的诱蛾量显著高于其它配方诱芯及单头活雌蛾的诱蛾量。

图4为区分樟子松梢斑螟成虫性别的标准和检查结果。在统计诱蛾量时，还同步考察了粘虫板上成虫的性别，均为雄性樟子松梢斑螟(图4)。

1、制作诱芯(含抗氧化剂)

采用橡胶作为诱芯缓释载体，溶剂为正己烷。每个诱芯加入100μl配制好的樟子松梢斑螟性信息素组合物溶液。

A表示反-11-十六碳烯醛，B表示顺-11-十六碳烯乙酸酯，C表示顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯，D表示溶剂正己烷，E表示抗氧化剂2,6-二叔丁基对甲酚。

配制A含量500μg+B含量300μg+C含量200μg的樟子松梢斑螟性信息素诱芯，溶剂为正己烷(D)，抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚(E)，所配制的3组性信息素诱芯如下：

第1组中，性信息素组合物重量份:D重量份:E重量份＝1:50:0.03

第2组中，性信息素组合物重量份:D重量份:E重量份＝1:50:0.04

第3组中，性信息素组合物重量份:D重量份:E重量份＝1:50:0.05

2、林间诱蛾试验

2020年7月15日-7月25日的诱捕试验结果见表2：

表2

林间试验所诱捕的樟子松梢斑螟成虫见图6，诱捕器在樟子松林地的设置方法见图7。装有本发明樟子松梢斑螟性信息素诱芯的诱捕器应悬挂于受害樟子松大枝上，挂在上风口，距地面1.5～1.8m，诱捕器之间相距50m左右。每组试验设3个重复。同时设置1个樟子松梢斑螟处女雌蛾诱捕器(图8)，具体做法是将当天羽化的雌蛾置于直径6cm的球型金属网笼中，再悬挂于装有粘虫胶板的诱捕器内部，每2天更换一次新羽化的雌蛾。对照为只加入50μl正己烷的空白诱芯。每隔3天统计粘虫板上的雄蛾数量并更换诱捕器中的粘虫板。

本发明的樟子松梢斑螟性信息素诱芯，对樟子松梢斑螟雄蛾的诱捕效果显著高于单头樟子松梢斑螟雌蛾，最高可达3倍，可应用于如下防治领域：

1)监测虫情：本发明提供的樟子松梢斑螟性信息素诱芯可用来监测虫情，通过雄蛾诱捕情况可及时准确地了解林间樟子松梢斑螟的发生和消长情况，为进行适时有效的综合防治提供科学依据。

2)大量诱捕：根据虫情监测结果，在樟子松梢斑螟羽化求偶期将本发明提供的樟子松梢斑螟性信息素诱芯悬挂于受害松林间，能连续大量诱捕雄蛾，减少雌蛾交配的机会，大大降低子代的虫口密度，从而达到减轻为害的目的，适于普遍推广。

3)干扰交配：在樟子松梢斑螟羽化求偶期，在受害松林间大密度布置本发明提供的樟子松梢斑螟性信息素诱芯，使性信息素弥漫在林区大气中，雌虫释放的性信息素的定向作用受到干扰，雄虫无法找到雌虫而失去交配机会。最终降低樟子松梢斑子代种群数量，减轻樟子松受害程度。

实施例3正交实验

1、制作诱芯(不含抗氧化剂)

采用橡胶(图5)作为诱芯缓释载体，溶剂为正己烷。每个诱芯加入100μl配制好的樟子松梢斑螟性信息素组合物溶液。

2、林间诱蛾试验

樟子松梢斑螟性信息素组合物的浓度梯度试验在黑龙江省齐齐哈尔市境内的新江实验林场进行，试验日期为2020年7月15日至7月25日，诱捕器为三角型诱捕器，樟子松梢斑螟性信息素组合物的每种配方均做6个重复，50μl正己烷作为空白对照。在樟子松离地约1.8米处悬挂诱捕器，诱捕器之间相距40米左右，每3天记录一次诱蛾量。樟子松梢斑螟性信息素组合物的浓度梯度试验和诱蛾结果见表3：

表3浓度梯度试验(正交设计)

注：E11-16:Ald、Z11-16:OAc、25Hy分别表示反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯。50μl正己烷作为空白对照。不同小写字母表示差异显著(P<0.01)。

由表3可知，配方9的平均诱蛾量和诱蛾总量均显著高于其它配方。在统计诱蛾量时，还同步考察了粘虫板上成虫的性别，均为雄性樟子松梢斑螟。单个诱芯加入500μg的反-11-十六碳烯醛和300μg的顺-11-十六碳烯乙酸酯初步作为优选配方。

实施例4单因素考察实验

1、制作诱芯(不含抗氧化剂)

采用橡胶(图5)作为诱芯缓释载体，溶剂为正己烷。每个诱芯加入100μl配制好的樟子松梢斑螟性信息素组合物溶液。

2、林间诱蛾试验

樟子松梢斑螟性信息素组合物的浓度梯度试验在黑龙江省齐齐哈尔市境内的新江实验林场进行，试验日期为2020年7月25日至7月30日，诱捕器为三角型诱捕器，樟子松梢斑螟性信息素组合物的每种配方均做6个重复，50μl正己烷作为空白对照。在樟子松离地约1.8米处悬挂诱捕器，诱捕器之间相距40米左右，每3天记录一次诱蛾量。樟子松梢斑螟性信息素组合物的浓度梯度试验和诱蛾结果见表4：

表4单因素考察

注：E11-16:Ald、Z11-16:OAc、25Hy分别代表反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯。50μl正己烷作为空白对照。不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

由表4可知，配方2的平均诱蛾量和诱蛾总量均显著高于其它配方。在统计诱蛾量时，还同步考察了粘虫板上成虫的性别，均为雄性樟子松梢斑螟。单个诱芯加入500μg的反-11-十六碳烯醛、300μg的顺-11-十六碳烯乙酸酯以及200μg的顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯作为最终优选配方。

实施例5樟子松梢斑螟性信息素组合物的种属特异性考察

已知中国东北地区危害严重的梢斑螟主要有6种，分别是樟子松梢斑螟(D.mongolicella)、冷杉梢斑螟(D.abietella)、赤松梢斑螟(D.sylvestrella)、油松球果螟(D.mendacella)、果梢斑螟(D.pryeri)和微红梢斑螟(D.rubella)。1986年伍德明等人研发出微红梢斑螟性引诱剂，但没有公开报道微红梢斑螟性信息素的鉴定结果。在本发明公开之前，上述6种梢斑螟中仅冷杉梢斑螟和油松球果螟的性信息素已公开报道。世界范围内共报道了8种梢斑螟的性信息素(表5)，合计6种性信息素成分(图9)。本发明首次公开报道反-11-十六碳烯醛(E11-16:Ald)、顺-11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16:OAc)以及顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯是樟子松梢斑螟性信息素主要成分。其中，反-11-十六碳烯醛是螟蛾科梢斑螟属雌蛾性信息素的新纪录。

由表5可知，冷杉梢斑螟(D.abietella)和油松球果螟(D.mendacella)性信息素成分相同，都含有顺9,反11-十四碳烯乙酸酯(Z9,E11-14:OAc)和顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯。虽然本发明樟子松梢斑螟性信息素组合物及其诱芯中含有顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯，但不含顺9,反11-十四碳烯乙酸酯。而且，Strong等人(2008)、

本发明樟子松梢斑螟性信息素及其诱芯含有反-11-十六碳烯醛(E11-16:Ald)以及顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯，而微红梢斑螟(D.rubella)性引诱剂含有顺9,反11-十四碳烯乙酸酯以及顺-11-十六碳烯醛(Z11-16:Ald)。本发明樟子松梢斑螟性信息素及其诱芯与微红梢斑螟性引诱剂中各有两个不同于对方的化合物，有一个相同的化合物。伍德明等人(1986)报道，微红梢斑螟(D.rubella)的性引诱剂由顺-11-十六碳烯醛(Z11-16:Ald)、顺9,反11-十四碳烯乙酸酯(Z9,E11-14:OAc)以及顺-11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16:OAc)3种化合物组成，比例为7:2:1。本发明樟子松梢斑螟性信息素及其诱芯中反-11-十六碳烯醛、顺-11-十六碳烯乙酸酯以及顺3,顺6,顺9,顺12,顺15-二十五碳五烯的优选比例为5:3:2(表5)。

鳞翅目雌蛾性信息素通常为脂肪族化合物。不同科的昆虫，其雌蛾性信息素化学结构的区别表现在碳链长度、双键数目和位置、末端官能团以及顺反异构体等方面(图9)；同属不同种的昆虫，其雌蛾性信息素往往具有相同或相似的组分，但各组分间的比例却因种而异(表5)。上述化学结构和组分比例等方面的细小差异，能决定化学通讯中昆虫物种的特异性，是昆虫在自然界长期进化的结果。黑龙江省齐齐哈尔市连续三年的林间试验表明，本发明的樟子松梢斑螟性信息素诱芯对于我国东北地区梢斑螟属其它螟蛾均没有引诱作用。以上结果表明，本发明的樟子松梢斑螟性信息素组合物具有较强的种属特异性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

参考文献:

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