一种松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法

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一种松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法
申请号	CN201710242904.9	申请日	2017-04-09	公开(公告)号	CN107258773A	公开(公告)日	2017-10-20
申请人	华南农业大学;			发明人	马涛; 蓝来娇; 王偲; 孙朝辉; 王忠; 茅裕婷; 朱诚棋; 温秀军;
摘要	本发明涉及一种松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法，从缓释速率和引诱剂组分配比的角度考虑，采用称重法和气相色谱分析法，对松墨天牛信息化学物质的缓释材料进行筛选。实验由(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、2-十一烷氧基-1-乙醇按照9∶1∶1的比例，配制成松墨天牛信息化合物混合液，选用4种缓释材料作为诱芯，分别为低密度聚乙烯材料(LDPE)、高密度聚乙烯材料(HDPE)、聚乙烯管(PE)和灯芯瓶(PP)。实验结果表明，这4种缓释材料在缓释效果上均有一定的优缺点。该松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法可为研制出更加经济、高效的松墨天牛引诱剂提供技术参考。
权利要求	1.一种松墨天牛(Monochamus alternatus Hope)信息化学物质缓释材料的筛选方法，选用(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、2-十一烷氧基-1-乙醇，按9∶1∶1的成分比配制成引诱剂，聚乙烯缓释瓶A(LDPE)、聚乙烯缓释瓶B(HDPE)、聚乙烯管(PE)及灯芯瓶(PP)作为松墨天牛信息化合物的缓释材料，制作成松墨天牛诱芯悬挂于室外，每5d称量诱芯的重量并对缓释材料内的引诱剂成分进行GC分析，连续观察记录70d左右，探究松墨天牛信息化合物在4种缓释载体上的释放模式及释放动态特征，寻找合适的缓释载体材料，进而提高松墨天牛诱芯的引诱效果。 2.根据权利要求1所述的松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法，其特征在于，所述引诱剂为植物源信息化合物(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和松墨天牛产生的聚集信息素2-十一烷氧基-1-乙醇按9∶1∶1的比例混合配制而成。 3.根据权利要求1所述的松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法，其特征在于，所述缓释材料为低密度聚乙烯材料(LDPE)、高密度聚乙烯材料(HDPE)、聚乙烯管(PE)和灯芯瓶(PP)。 4.根据权利要求1所述的松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法，其特征在于，所选用的方法分别是称重法和气相色谱(GC)分析法，称重法主要测定不同缓释材料中松墨天牛信息化合物的释放速率，气相色谱分析法主要检测(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇三种信息化合物释放速率是否同步，随着时间延长，剩余的引诱剂中三种化学物质的比例是否有较大的变化。 5.根据权利要求1所述的松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法，其特征在于，所述松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法，可以为研究更加经济、能够广泛推广应用的松墨天牛高效缓释型引诱剂提供参考依据，从而提高松墨天牛的诱捕效率。
说明书全文	一种松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法。背景技术 [0002] 松墨天牛(Monochamus alternatus Hope)是我国松树的主要蛀干害虫，单独发生亦能引起松树枯萎病并致死，也是松树的毁灭性病害-松材线虫病的主要媒介昆虫。在松材线虫的扩散和侵染过程中，松墨天牛起着携带、传播和协助病原入侵寄主的关键性作用。因此有效控制松墨天牛的种群数量和增长趋势有助于保护经济林松林和景观松林。 [0003] 目前，对于松墨天牛幼虫的防治以毒杀为主，主要包括病死木熏蒸和药剂浸泡处理，这种方法普遍费时费力，不利于林场的大规模防治，且残留的药剂还会造成环境污染。采用诱捕器并结合高效引诱剂诱杀松墨天牛，不仅高效专一，且生态环保、节约人力物力。 [0004] 昆虫信息素的研究与应用是国内外开展害虫防治的研究重点。研究发现，聚集信息素和植物源引诱剂相结合对于松墨天牛成虫具有很强的引诱作用，在实际防治中，也经常应用这类高效引诱剂对松墨天牛进行诱杀。但是，实践证明这类诱芯存在着防治持续时间短、受外界环境影响大、稳定性差等缺点，阻碍了诱芯的大面积推广应用。因此有必要在仿生诱芯的制作中，引入或改良现有的缓释技术，选择适宜的缓释载体，保护信息化合物免受环境降解并能保持长期稳定释放，以最大发挥诱芯的生物活性，进而提高松墨天牛诱芯的引诱效果。 [0005] 因此，探索出一种合理的松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法非常必要。发明内容 [0006] 本发明旨在针对目前市面上农药防治、诱捕器防治和生物防治的缺陷，提供一种简易环保、操作方便、经济实惠、抗虫诱虫持续性强的松墨天牛信息化学物质缓释材料筛选方法。 [0007] 本发明一种松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法采用的技术方案是：选用4种缓释材料作为诱芯，分别为低密度聚乙烯材料(LDPE)、高密度聚乙烯材料(HDPE)、聚乙烯管(PE)和灯芯瓶(PP)，将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、2-十一烷氧基-1-乙醇按照9∶1∶1的比例配制成松墨天牛信息化合物混合液，用移液枪将信息化合物混合液转移到缓释瓶中，加至瓶口处。聚乙烯管由于管孔较小，用进样针注射2mL信息化合物混合液，两端用打火机封口。每样品设置7组进行实验，其中2组用于GC分析混合物比例，另5组用于称重计算损失量。模拟野外诱芯放置状态，将不同载体诱芯悬挂于同一撞击型松墨天牛诱捕器。 [0008] 所述混合成分配比为：(+)-α-蒎烯9份、(-)-β-蒎烯1份、2-十一烷氧基-1-乙醇1份[0009] 本发明通过选用4种缓释材料作为诱芯，研究松墨天牛信息化合物在4种缓释载体上的释放模式及释放动态特征，为松墨天牛信息化学物质缓释材料筛选方法提供参考依据。实验结果表明，这四种不同的缓释载体在70天左右仍能释放，说明理论上这四种材料都能在野外达到较长期的引诱效果，但从物质缓释的协调性来看，三种松墨天牛信息化合物在聚乙烯缓释瓶A(LDPE)、聚乙烯缓释瓶B(HDPE)和聚乙烯管(PE)中组分的挥发比例不协调，即不能较好保持三种信息化合物的初始比例；从四种缓释材料内部信息化合物的日均释放速率来看，聚乙烯缓释瓶A、聚乙烯管及灯芯瓶材料实验初期信息化合物释放量大，随实验时间延长，释放量减小(灯芯瓶实验后期70天的释放量极小)，这不利于保持引诱剂长期引诱效果，聚乙烯缓释瓶B的挥发量波动较为稳定。附图说明 [0010] 图1是四种实验缓释材料； [0011] 图2是三种信息化合物在聚乙烯缓释瓶A(LDPE)中的释放动态； [0012] 图3是三种信息化合物在聚乙烯缓释瓶B(HDPE)中的释放动态； [0013] 图4是三种信息化合物在聚乙烯管(PE)中的释放动态； [0014] 图5是三种信息化合物在灯芯瓶(PP)中的释放动态。具体实施方式 [0015] 下面结合实施例对本发明进行详细说明，所述的松墨天牛信息化学物质缓释材料的筛选方法包括以下步骤： [0016] 实施例一 [0017] 配制：将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、2-十一烷氧基-1-乙醇按照9∶1∶1的比例配制成松墨天牛信息化合物混合液，用移液枪将信息化合物混合液转移到低密度聚乙烯材料(LDPE)缓释瓶中，加至瓶口处。 [0018] 测定：设置7组进行实验，其中2组用于GC分析混合物比例，另5组用于称重计算损失量。模拟野外诱芯放置状态，将载体诱芯悬挂于一撞击型松墨天牛诱捕器上。采用7820A气相色谱仪(气相色谱仪7820A，Agilent公司)进行分析，色谱柱为DB-5MS非极性毛细血管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)。分析条件：升温程序80℃保持1min，然后5℃/min上升到230℃，保持5分钟。将缓释载体的1、2号样用于分析，用进样针吸取1μL信息化合物，正己烷稀释1000倍后取1μL稀释液进样分析，每次GC分析后都将缓释载体的取样口密封。谱图定性方法：将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇单独进样进行GC分析，得到三种信息化合物峰的保留时间，根据物质的保留时间确定混合信息化合物中的物质峰；谱图定量方法：对检测的引诱剂按面积归一法进行定量分析，分别求得各信息化合物的相对百分含量。称量采用缓释载体的3-7号样品，每5天称量重量，记录样品的总量和损失量及天气情况，每次称量结束，将样品放回原位置以便继续实验。实验持续时间为68天。 [0019] 三种信息化合物在聚乙烯缓释瓶A(LDPE)中的释放模式：三种信息化合物在初期处于较低释放水平，日均挥发量随着时间显著提高，第19天达到最大释放量(85.84±2.54mg·d-1)，然后日均挥发量呈现显著下降趋势，直到第33天，日均挥发量缓慢下降，并达到一个极低的释放状态，在观测末期第68天，释放量仅为(2.57±0.21)mg·d-1。经过多重比较分析(Duncan，α＝0.05)发现第19天释放速率显著高于其他时间。在释放初期第8天，三种信息化合物的比例接近初始比9∶1∶1，(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇的相对含量分别为84.45％，9.18％，6.35％。从第28天开始，三种信息化合物组分比出现显著变化，具体表现在(+)-α-蒎烯挥发量增大，2-十一烷氧基-1-乙醇的比例显著升高，到观测末期第68天，三者的相对含量为2.20％，0.07％，95.82％。对比68天内的释放模式，松墨天牛信息化合物(+)-α-蒎烯在聚乙烯缓释瓶A中释放较快，不能长期保持信息化合物初始有效配比。 [0020] 实施例二 [0021] 配制：将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、2-十一烷氧基-1-乙醇按照9∶1∶1的比例配制成松墨天牛信息化合物混合液，用移液枪将信息化合物混合液转移到高密度聚乙烯材料(HDPE)缓释瓶中，加至瓶口处。 [0022] 测定：设置7组进行实验，其中2组用于GC分析混合物比例，另5组用于称重计算损失量。模拟野外诱芯放置状态，将载体诱芯悬挂于一撞击型松墨天牛诱捕器上。采用7820A气相色谱仪(气相色谱仪7820A，Agilent公司)进行分析，色谱柱为DB-5MS非极性毛细血管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)。分析条件：升温程序80℃保持1min，然后5℃/min上升到230℃，保持5分钟。将缓释载体的1、2号样用于分析，用进样针吸取1μL信息化合物，正己烷稀释1000倍后取1μL稀释液进样分析，每次GC分析后都将缓释载体的取样口密封。谱图定性方法：将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇单独进样进行GC分析，得到三种信息化合物峰的保留时间，根据物质的保留时间确定混合信息化合物中的物质峰；谱图定量方法：对检测的引诱剂按面积归一法进行定量分析，分别求得各信息化合物的相对百分含量。称量采用缓释载体的3-7号样品，每5天称量重量，记录样品的总量和损失量及天气情况，每次称量结束，将样品放回原位置以便继续实验。实验持续时间为69天。 [0023] 三种信息化合物在聚乙烯缓释瓶B(HDPE)中的释放模式：三种松墨天牛信息化合物在聚乙烯缓释瓶B中的日均释放量有一定的波动性，但波动变化不明显。在第34天达到最大释放速率为(50.48±5.54)mg·d-1。在观察初期第10天，(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇的相对含量分别为75.13％，12.02％，12.80％，在60天左右，三者相对含量分别为12.90％，1.21％，83.84％。(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯在10-60天内的相对含量下降率分别为82.83％，89.93％，2-十一烷氧基-1-乙醇的相对含量上升率为555.00％。期间，在前20天，(+)-α-蒎烯相对含量在65％以上，在40天左右，下降为23.39％。 [0024] 实施例三 [0025] 配制：将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、2-十一烷氧基-1-乙醇按照9∶1∶1的比例配制成松墨天牛信息化合物混合液，由于聚乙烯管管孔较小，用进样针注射2mL信息化合物混合液，两端用打火机封口。 [0026] 测定：设置7组进行实验，其中2组用于GC分析混合物比例，另5组用于称重计算损失量。模拟野外诱芯放置状态，将载体诱芯悬挂于一撞击型松墨天牛诱捕器上。采用7820A气相色谱仪(气相色谱仪7820A，Agilent公司)进行分析，色谱柱为DB-5MS非极性毛细血管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)。分析条件：升温程序80℃保持1min，然后5℃/min上升到230℃，保持5分钟。将缓释载体的1、2号样用于分析，用进样针吸取1μL信息化合物，正己烷稀释1000倍后取1μL稀释液进样分析，每次GC分析后都将缓释载体的取样口密封。谱图定性方法：将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇单独进样进行GC分析，得到三种信息化合物峰的保留时间，根据物质的保留时间确定混合信息化合物中的物质峰；谱图定量方法：对检测的引诱剂按面积归一法进行定量分析，分别求得各信息化合物的相对百分含量。称量采用缓释载体的3-7号样品，每5天称量重量，记录样品的总量和损失量及天气情况，每次称量结束，将样品放回原位置以便继续实验。实验持续时间为68天。 [0027] 三种信息化合物在聚乙烯管(PE)中的释放模式：三种松墨天牛信息化合物在聚乙烯管中的日均释放速率呈逐渐下降的趋势。表现在初始释放时三种信息化合物就达到释放高峰，第4-14天释放速率迅速下降，此后日均释放速率减缓，第33天后保持低释放速率状态。经过多重比较分析(Duncan，α＝0.05)发现第43-68天，释放速率差异变化不显著，第4、8天平均释放速率高于其他测试时间，分别为120.10±8.17mg·d-1，70.96±5.49mg·d-1。三种松墨天牛信息化合物在聚乙烯管中相对含量变化量较大。第8天左右，(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇相对含量分别为82.27％，8.52％，9.14％，第68天，三者相对含量分别为37.49％，6.62％，53.63％，(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯的相对含量下降率分别为54.43％，22.30％，2-十一烷氧基-1-乙醇的相对含量上升率高达486.76％。期间，前20天左右，(+)-α-蒎烯占组分比例75％以上，2-十一烷氧基-1-乙醇占组分比例在15％以下，但在40天左右，(+)-α-蒎烯相对含量下降到了49.10％，2-十一烷氧基-1-乙醇的组分比例达到在40％以上。 [0028] 实施例四 [0029] 配制：将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、2-十一烷氧基-1-乙醇按照9∶1∶1的比例配制成松墨天牛信息化合物混合液，用移液枪将信息化合物混合液转移到灯芯瓶(PP)缓释瓶中，加至瓶口处。 [0030] 测定：设置7组进行实验，其中2组用于GC分析混合物比例，另5组用于称重计算损失量。模拟野外诱芯放置状态，将载体诱芯悬挂于一撞击型松墨天牛诱捕器上。采用7820A气相色谱仪(气相色谱仪7820A，Agilent公司)进行分析，色谱柱为DB-5MS非极性毛细血管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)。分析条件：升温程序80℃保持1min，然后5℃/min上升到230℃，保持5分钟。将缓释载体的1、2号样用于分析，用进样针吸取1μL信息化合物，正己烷稀释1000倍后取1μL稀释液进样分析，每次GC分析后都将缓释载体的取样口密封。谱图定性方法：将(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇单独进样进行GC分析，得到三种信息化合物峰的保留时间，根据物质的保留时间确定混合信息化合物中的物质峰；谱图定量方法：对检测的引诱剂按面积归一法进行定量分析，分别求得各信息化合物的相对百分含量。称量采用缓释载体的3-7号样品，每5天称量重量，记录样品的总量和损失量及天气情况，每次称量结束，将样品放回原位置以便继续实验。实验持续时间为69天。 [0031] 三种信息化合物在灯芯瓶(PP)中的释放模式：对于灯芯瓶中损失量的计算发现，在第5天初次测试时释放量较高，然后释放速率迅速下降直至第10天，而后直到观测末期，三种信息化合物的释放量一直处于极低的释放水平。在进行Duncan多重比较分析时发现三种信息化合物在第69天的释放速率显著低于第34天(P＜0.05)；第5天释放速率最大为-124.11±0.56mg·d 。但由于该材料本身没有缓释效果，其缓释方式依赖于棉灯绳，该材料的总体释放速率较低。在第10天左右，(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇的相对含量分别为85.69％，9.28％，3.75％，第60天左右，三者相对含量分别为85.67％， 9.23％，5.06％。(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯的相对含量下降率分别为0.02％，0.54％，2-十一烷氧基-1-乙醇的相对含量上升率为34.93％。三者组分比例变化不明显。 [0032] 本发明方法说明这四种缓释材料理论上都能在野外达到较长期的引诱效果，但从物质缓释的协调性来看，三种松墨天牛信息化合物在聚乙烯缓释瓶A(LDPE)、聚乙烯缓释瓶B(HDPE)和聚乙烯管(PE)中组分的挥发比例不协调，即不能较好保持三种信息化合物的初始比例；从四种缓释材料内部信息化合物的日均释放速率来看，聚乙烯缓释瓶A、聚乙烯管及灯芯瓶材料实验初期信息化合物释放量大，随实验时间延长，释放量减小(灯芯瓶实验后期70天的释放量极小)，这不利于保持引诱剂长期引诱效果，聚乙烯缓释瓶B的挥发量波动较为稳定，聚乙烯管的转载量较小是阻碍其应用的问题。 [0033] 本发明的有益效果是：从缓释速率和引诱剂组分配比的角度考虑，采用称重法和气相色谱分析法，对松墨天牛信息化学物质的缓释材料进行筛选，为研究出更加经济、能够广泛推广应用的松墨天牛高效缓释型引诱剂提供了可靠参考。 [0034] 以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。