氟虫腈与昆虫γ-氨基丁酸受体相互作用研究

利用荧光标记法及分子模拟法,研究了氟虫腈与昆虫γ-氨基丁酸(aminobutyric acid,GABA)受体的相互作用。荧光标记试验结果显示,氟虫腈与家蝇脑内GABA受体有较强的相互作用,其最大结合量[RT]值和亲和常数Kd值分别为(21.3±2.5) pmol/mg protein和(109±9) nmol/L。分子模拟结果显示:氟虫腈与果蝇RDL受体间形成3条氢键;两者之间的CDOCKER的相互作用能为-137.93 kJ/mol。试验和理论两方面均证实,氟虫腈对昆虫GABA受体的强亲和性是导致氟虫腈对昆虫产生高毒性的重要原因。     

阿维菌素和氟虫腈对粘虫的毒杀作用比较

测试比较了γ-氨基丁酸(GABA)受体毒剂阿维菌素、氟虫腈对粘虫的生物活性及体内GABA和谷氨酸(Glu)含量的影响。结果表明,阿维菌素对粘虫5龄幼虫的LD50为0.072 μg/头,而氟虫腈则为8.920 μg/头;阿维菌素的中毒症状分为麻痹期和死亡期,而氟虫腈的中毒症状可以明显地分为兴奋、痉挛、昏迷和死亡4个阶段。两种药剂均会造成试虫体内GABA和Glu代谢异常,其中阿维菌素可致Glu含量增加约1.8倍,使GABA的含量降低,在深度麻痹期仅为对照的71.3%;而氟虫腈可使Glu的含量先增加,在痉挛期达到对照的1.2倍,后降低至与对照同一水平,GABA则先保持不变,但粘虫昏迷后GABA含量降至对照的76.7%。     

丁烯氟虫腈与氟虫腈对东亚飞蝗若虫的室内毒力测定

采用夹毒叶片法比较丁烯氟虫腈与氟虫腈对东亚飞蝗蜕皮后2d的3龄若虫的毒力。结果表明,丁烯氟虫腈与氟虫腈对东亚飞蝗若虫的毒力相当。比较两者LD50、LD90,丁烯氟虫腈分别为52.76μg/g和548.03μg/g,而氟虫腈分别为38.51μg/g和216.70μg/g,亦可以看出氟虫腈对东亚飞蝗的活性要高于丁烯氟虫腈。     

氟虫腈对家蚕的急性毒性与安全评价研究

氟虫腈是我国稻桑混栽地区水稻上普遍使用的杀虫剂。采用食下毒叶法、口器注入法与药 膜法测定了不同条件下氟虫腈对家蚕的急性毒性。氟虫腈对2龄、3龄、4龄、5龄家蚕的摄入LC50值 (48 h,下同)分别为4.89、6.46、9.47、11.59 mg/L;对5龄家蚕的LD50值为1.38 μg/蚕;在25、30、35 ℃ 3个温度下,氟虫腈对2龄家蚕的LC50值分别为4.81、4.59、2.05 mg/L;桑叶浸药时间为1 s、10 s、1 min、10 min、1 h时,氟虫腈对3龄家蚕的LC50值分别为9.12、6.46、4.39、3.68、2.80 mg/L;家蚕在氟虫腈药膜上爬行1、10、30、60 min后, 对4龄家蚕的接触LC50值分别为2.82、2.35、2.05、1.57 μg/cm2。研究表明,胃毒是氟虫腈对家蚕的主要作用方式,氟虫腈在桑园附近水稻上使用对家蚕有较大风险。     

氟虫腈对水稻害虫的作用特点及应用

通过室内生物测定和田间试验，明确了氟虫腈（商品名为锐劲特Regent）对三化暝的内吸杀虫活性、杀卵活性、持效期和对褐飞虱的杀虫活性以及对水稻主要害虫的田间防治效果，同时评价了其对天敌的安全性。结果表明：（1）氟虫腈由水稻根和茎叶内吸传导对三化暝的杀虫活性高，根和茎叶的内吸对初孵蚁暝的LC50值分别为29．12和13．07mg/L；（2）持效期长，50mg/L氟虫腈药后10d和15d对接三化暝初孵蚁暝的防效仍达92．1％和87．2％，而甲胺磷1000mg/L药后3d的防效即降为0；（3）对三化暝的杀卵效果较差，100mg/L的杀卵效果仅为30．3％，极显著低于500mg/L三唑磷的杀卵效果（95．26％）；（4）对褐飞虱的综合活性高，对3龄若虫的LC50值为10．52mg/L；（5）在江苏高淳、丹阳等地的田间试验表明，5％氟虫腈悬浮剂0．3、0．45、0．75L/hm^2可分别有效控制白背飞虱、三化暝枯心、稻纵卷叶暝、三化暝白穗和褐飞虱；（6）氟虫腈对以狼蛛为代表的稻田蜘蛛杀伤力大，但对暝卵内赤眼蜂幼期较安全。     

氟虫腈硫代磷酸酯衍生物的合成及生物活性

以5-氨基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基吡唑-4-二硫化物( 1 )为起始原料,经过还原和磷酸酯化反应合成了9个新型氟虫腈硫代磷酸酯衍生物,其结构经红外、核磁共振氢谱和质谱确证。初步的生物活性测定结果表明:在50 mg/L浓度下,所有新化合物对孑孓Culex pipiens pallens 24 h的致死率均为100%。     

鱼藤酮与氟虫腈混用增效对黄曲条跳甲的控制作用

黄曲条跳甲是蔬菜重要害虫，生产实践中亟需高效安全的防治药剂。采用浸渍法从有机磷、拟除虫菊酯、新型杂环、植物源类等共16种常用杀虫剂中筛选出对黄曲条跳甲成虫触杀活性较高的鱼藤酮和氟虫腈，两者以3：2混用时，处理后24h对黄曲条跳甲成虫的LC50为9．60μg／mL，共毒系数为230．14，增效作用明显。以此配方配制成6％鱼氟乳油，质量稳定合格，触杀活性强，作用迅速，以0．45μg/cm^2和0．75μg/cm^2剂量药膜法处理后48h校正死亡率分别为83．72％和98．70％；以50μg/mL处理试虫致死中时LT50为10．12min。鱼氟乳油处理显著增强对黄曲条跳甲成虫呼吸的抑制作用可能是其主要增效机制。6％鱼氟乳油450mL／hm^2处理后10天内，田间虫口减退率为72％～96％．防治效果为90％以上。     

氟虫腈在模拟稻田生态系中降解途径的研究

通过模拟试验的方法, 研究氟虫腈(fip ronil) 在稻田生态系中的降解与代谢途径, 结果表明: 在稻田水体中氟虫腈主要通过光解和水解作用降解为MB46513 和RPA 200766; 在土壤中以氧化和水解产物MB46136 和MB45950 为主; 在水稻植株中转化为氧化产物MB46136 和还原产物MB45950。     

氟虫腈偶联磷酸酯及氨基甲酸酯类化合物的合成及生物活性

依据活性亚结构拼接原理,合成了6个新型含有磷酸酯和氨基甲酸酯结构片段的氟虫腈衍生物,其结构经核磁共振氢谱和碳谱、电喷雾质谱(ESI-MS)以及元素分析确证。初步生物活性及毒性测定结果表明:目标化合物对斜纹夜蛾 Spodoptera litura 和亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis 幼虫均具有良好的杀虫活性,其中化合物 1和2 对亚洲玉米螟幼虫的杀虫活性优于氟虫腈,LC50值分别为0.85和2.01 μ g/mL;目标化合物对意大利蜜蜂 Apis mellifera L.的毒性均显著低于氟虫腈。     

毒死蜱与氟虫腈复配对环境生物的影响研究

本文测定了毒死蜱与氟虫腈及其复配对靶标生物小菜蛾和二化螟的室内活性,对非靶标生物意大利蜜蜂、家蚕、斑马鱼的毒性。试验结果为毒死蜱对小菜蛾,二化螟,蜜蜂,斑马鱼,家蚕的LC50分别为586.2,45.97,2.482,0.723,1.749mg/L;氟虫腈对上述生物的LC50分别为0.121 4,1.038,0.025 1,0.180,2.325mg/L;复配后对上述生物的LC50分别为0.5256,5.626,1.983,0.535,1.528mg/L。复配后对小菜蛾、二化螟的共毒系数为230.6、153.3,对蜜蜂、斑马鱼、家蚕的共毒系数为11.6、103.8、117.3。     

双条杉天牛OBP与其嗅觉相关化学物质的分子对接及分子动力学分析

为探究双条杉天牛Semanotus bifasciatus气味结合蛋白（odorant binding protein,OBP）与信息化合物的识别结合机理,筛选出与OBP结合效果最佳的化学配体,选择在双条杉天牛触角中高表达的OBP2、OBP6、OBP7序列,通过Swiss-model在线软件对其进行同源模建,使用ERRAT程序、Procheck和Verify＿3D进行建模质量评估;采用Autodock软件对OBP模型和相关化学物质进行分子对接分析,通过GROMACS 2019.6软件包进行目的OBP与结合效果最佳配体复合体的分子动力学模拟。结果显示,OBP2、OBP6和OBP7模型所得到的ERRAT值分别为97.03%、94.06%和97.39%,三维结构与一级结构的兼容性所得评分大于0.2的氨基酸百分比均大于80.00%,且拉氏构象图中氨基酸位于最佳合理区的数量均大于90.00%,说明所建模型合理;在11个化合物中,柏木醇与OBP2、OBP6和OBP7的结合性能最好,结合能分别为-7.04、-6.86和-6.62 kJ/mol,在结合过程中,疏水作用力和氢键作用力共同作用使蛋白与配体...     

Histochemical studies on the accumulation of reactive oxygen species (O2 and H2O2) in the incompatible and compatible interaction of wheat—Puccinia striiformis f. sp. tritici

The generation and accumulation of reactive oxygen species (ROS), superoxide anion (O₂⁻) and hydrogen peroxide (H₂O₂), were studied in the interaction between wheat cv. ‘Suwon 11’ and two races of Puccinia striiformis f. sp. tritici (avirulent and virulent). Generation of O₂⁻ and H₂O₂ was analyzed histochemically using nitroblue tetrazolium (NBT) and 3,3-diamino-benzidine (DAB), respectively. At the pre-penetration stage during appressorium formation both stripe rust races induced H₂O₂ accumulation in guard cells. In the incompatible interaction, a rapid increase of O₂⁻ and H₂O₂ generation at infection sites was detected. The percentage of infection sites showing NBT and DAB staining was 36.1% and 40.0%, respectively, 12 h after inoculation (hai). At extended incubation time until 24 hai, percentage of infection sites showing H₂O₂ accumulation further increased, whereas those exhibiting O₂⁻ accumulation declined. The early infection stage from 12 to 24 hai coincided with primary haustoria formation in mesophyll cells. In contrast, in the compatible interaction, O₂⁻ and H₂O₂ generation could not be detected in most of the infection sites. In the incompatible interaction, intensive DAB staining was also determined in mesophyll cells, especially in cell walls, surrounding the infected cells 16–24 hai; thereafter, these cells contained fluorescing compounds and underwent hypersensitive response (HR). The number of necrotic host cells surrounding the infection sites increased continuously from 20 to 96 hai. It might be concluded that H₂O₂ accumulation during the early infection stage is associated with the occurrence of hypersensitive cell death and that resistance response is leading to arrest the avirulent race of the obligate stripe rust pathogen. In the compatible interaction at 96 hai, H₂O₂ accumulation was observed in mesophyll cells surrounding the rust lesion.     

禾谷缢管蚜气味降解酶鉴定及其与关键信息化学物质的分子对接

为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi气味降解酶(odorant degrading enzyme,ODE)与关键信息化学物质的作用模式,从其触角转录组中筛选属于ODE的细胞色素P450与谷胱甘肽-S-转移酶,利用IQ-tree 2.1.1软件构建进化树;根据FPKM值筛选出高表达蛋白,用SWISS-MODEL软件进行同源建模;并应用AutoDock软件与寄主植物挥发性气味和信息素进行分子对接。结果表明,筛选获得禾谷缢管蚜细胞色素P450基因30个,谷胱甘肽-S-转移酶基因10个,且40个基因均有完整的开放阅读框;根据FPKM值筛选出9个在禾谷缢管蚜触角表达量较高的基因,其中同源建模成功的有5个;同一蛋白与不同气味分子结合时,结合能有差异;结构相似的气味分子与不同蛋白结合时,结合位点与结合能相似。表明与气味结合蛋白相比较,禾谷缢管蚜ODE对气味分子的选择特异性较低。     

不同铵硝配比对低温胁迫下棉花幼苗光合及叶绿素荧光参数的影响

为探讨增铵营养提高新疆棉花抗逆能力的内在机制,以新陆早13号为供试棉种,通过在人工气候室内模拟低温逆境,研究不同氮素形态对低温胁迫下棉花幼苗叶绿素含量及部分光合特性的影响。结果表明:两种温度培养下,铵硝混合营养处理的棉苗叶绿素含量均高于纯铵处理,并显著高于纯硝处理(P0.05)。低温逆境(15℃)处理,棉花叶绿素含量显著低于正常(25℃)处理(P0.05)。15℃逆境处理导致棉花幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、电子传递速率(ETR)、光化学量子产量(Yield)、光化学猝灭系数(q P)及非光化学猝灭系数(q N)表现出下降趋势,且差异显著(P0.05)。25℃条件下,棉花幼苗Pn、Gs、Tr随着铵比例增加显著增大(P0.05),在纯铵营养下达到最大。而在15℃下,棉花幼苗ETR、Yield、q P及q N随着铵浓度增加呈现出先增大后减小的趋势。结论:低温胁迫下,增铵营养提高了棉花幼苗叶绿素含量,促进了棉苗生长,维持代谢平衡,同时通过提高Pn、Gs、Tr等光合参数及ETR、Yield、q P、q N等叶绿素荧光参数,减轻了低温胁迫对棉花光合系统的伤害,增强棉花幼苗的抗冷性。     

氯虫苯甲酰胺和氟虫腈对黏虫细胞色素P450基因表达的影响

为筛选出黏虫Mythimna separata参与杀虫剂解毒代谢的主效细胞色素P450基因,采用叶片浸渍法测定了用于处理黏虫3龄幼虫的亚致死浓度,通过构建转录组测序文库并结合数字基因表达(digital gene expression,DGE)对不同处理的黏虫进行测序,并运用实时荧光定量PCR(realtime quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术验证12个P450基因的表达情况。结果表明,用于处理黏虫的氯虫苯甲酰胺和氟虫腈亚致死浓度LC_(10)分别为0.15、13.66 mg/L;对照样品、氟虫腈处理样品和氯虫苯甲酰胺处理样品分别获得59 521 504、64 838 148和41 722 990个原始序列数据,分别获得57 441 216、62 368 912和40 285 164个过滤后的序列数据;过滤后的序列长度分别为8.62、9.36和6.04 G;碱基错误率均为0.02%;Phred数值大于20、30的碱基占总碱基的百分比均高于90.59%;鸟嘌呤+胞嘧啶(guanine cytosine,GC)含量分别为47.16%、48.94%和47.55%,表明转录组测序质量较高;黏虫受氯虫苯甲酰胺胁迫后,29个P450基因表达量上调,27个P450基因表达量下调;黏虫受氟虫腈胁迫后,23个P450基因表达量上调,26个P450基因表达量下调;12个P450基因表达量的RT-qPCR技术检测结果与DGE测序文库显示的结果基本一致。     

Mode of action of the plant-derived silphinenes on insect and mammalian GABAA receptor/chloride channel complex

The silphinenes are tricyclic sesquiterpenes that have antifeedant and toxic effects in insects and structural similarity to the known GABA antagonist, picrotoxinin. In murine synaptoneurosomes, silphinenes block GABA-stimulated influx of ³⁶Cl⁻ with EC₅₀s in the range of 10-30 μM. In insects, silphinenes were tested in neurophysiological recordings of central neurons from third instar Drosophila melanogaster larvae. Silphinenes reversed the blockage of neuronal firing induced by GABA, but had little effect below 100 μM. The structure-activity profile observed in the murine chloride flux assay was also observed in the larval neurophysiological assay, indicating little selectivity for the silphinenes. A reference silphinene was equally active on nerve preparations from the rdl strain of D. melanogaster, which is resistant to channel-blocking antagonists via an altered GABA receptor. This latter finding suggests that silphinenes interact with the insect GABA receptor in a manner somewhat different from PTX, and that rdl resistance in the field may have little effect on silphinene efficacy.     

花椒窄吉丁气味结合蛋白AzanOBP3与其寄主挥发物的分子对接

为明确花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi气味结合蛋白AzanOBP3与其寄主花椒Zanthoxylum bungeanum主要气味挥发物的结合模式及结合能力,利用Signal P 5.0和ProParam Tool-ExPASy软件对AzanOBP3的基本理化性质进行生物信息学分析,采用Swiss-Model对AzanOBP3序列进行同源建模,通过SAVES 5.0软件中Verify-3D、ERRAT以及ProCheck模块评价模型,应用AutoDock Tool 1.5.6软件对AzanOBP3模型和46种主要寄主挥发物进行分子对接分析。结果显示,花椒窄吉丁气味结合蛋白AzanOBP3同源建模所得模型质量较好,其Verify-3D、ERRAT以及ProCheck得分均符合同源建模要求。AzanOBP3与46种花椒气味挥发物主要以氢键、疏水作用和范德华力相结合,其中,13种链状配体与AzanOBP3的结合能力总体上弱于33种环状配体,链状配体中的芳樟醇和环状配体中的荜澄茄油烯与AzanOBP3表现出较好的结合能力,自由结合能分别为-5.2 kJ/mol和-6.6 kJ/...     

解淀粉芽胞杆菌菌株HRH317对感染串珠镰孢菌玉米幼苗伏马毒素B1含量及相关防御酶活性的影响

为探讨解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens菌株HRH317对感染串珠镰孢菌Fusarium moniliforme玉米幼苗产生伏马毒素B_1(FB_1)的影响,采用牛津杯法测定菌株HRH317对串珠镰孢菌的抑制活性,并通过浸种处理进行盆栽试验,应用高效液相色谱技术对生长至3叶期后不同时间玉米幼苗叶片中FB_1含量进行测定,同时于室内测定玉米幼苗叶片防御酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)的活性。结果表明:解淀粉芽胞杆菌菌株HRH317能明显抑制串珠镰孢菌生长,抑菌圈直径平均可达33.31 mm;玉米幼苗生长至3叶期后1～6 d,菌株HRH317能有效抑制玉米植株体内FB_1含量,经串珠镰孢菌分生孢子悬浮液与菌株HRH317菌悬液1∶1混合液处理玉米种子后,对幼苗中FB_1的抑制率为59.20%～75.70%;而玉米种子先接种菌株HRH317菌悬液后接种串珠镰孢菌分生孢子悬浮液处理对幼苗中FB_1的抑制率为76.77%～88.10%。且这2种处理中幼苗叶片的SOD、CAT、PAL和POD活性均较对照有不同程度提高,其峰值是对照的1.24～5.45倍。表明解淀粉芽胞杆菌菌株HRH317可通过抑制FB_1产生来降低串珠镰孢菌对玉米幼苗的侵害,同时能诱导玉米植株体内防御酶活性的表达而增强其系统抗性,在防治玉米穗腐病方面具有潜在的应用价值。     

螺虫乙酯对雌性斑马鱼的毒性及氧化应激效应

为评价新型季酮酸衍生物类杀虫剂螺虫乙酯(spirotetramat)对水生生物的毒性,以雌性斑马鱼为受试对象,研究了螺虫乙酯对其的急性毒性及氧化应激效应。急性毒性试验测得螺虫乙酯对雌性斑马鱼的96 h-LC50值为7.21 mg/L,属中等毒性。经不同浓度螺虫乙酯(0、36、360和1 800μg/L)处理28 d后,通过检测铜/锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶的活性,Cat、Gpx、Mn-Sod、Cu/Zn-Sod等基因的相对表达量,以及丙二醛(MDA)含量等指标的变化水平,研究了螺虫乙酯对斑马鱼肌肉组织的氧化应激效应。结果表明,螺虫乙酯可引起斑马鱼肌肉组织中CAT、GSH-Px活性和MDA含量,以及Cat、Mn-Sod、Gpx的相对表达量显著升高,但未发现螺虫乙酯对Cu/Zn-SOD活性及Cu/Zn-Sod的相对表达量有明显影响。研究表明,螺虫乙酯能够诱导雌性斑马鱼肌肉组织的氧化应激效应,并可能引起机体的氧化损伤。     

Mutation of the GABA receptor associated with fipronil resistance in the whitebacked planthopper, Sogatella furcifera

We found the A2′N mutation (index number for M2 membrane spanning region) in the GABA receptor subunit of fipronil-resistant Sogatella furcifera, by analyzing DNA sequences amplified from fipronil-resistant and -susceptible S. furcifera. In order to confirm the role of A2′N mutation in the fipronil resistance, we expressed the wild-type and A2′N mutant Drosophila GABA receptors in Drosophila Mel-2 cells stably. Amino acid sequences of three membrane spanning regions (M1-M3), which are important for binding of fipronil, are conserved between Drosophila and S. furcifera. So the results of A2′N mutant Drosophila GABA receptor suggest the role of A2′N mutation in fipronil-resistant S. furcifera. The membrane potential assay showed that the A2′N mutant Drosophila GABA receptor was not inhibited by fipronil at all, while the IC₅₀ value of fipronil for wild-type Drosophila GABA receptor was 172 nM. These results suggest that A2′N mutation confers the resistance of fipronil in S. furcifera.