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一种协同防治中药仓储害虫的植物源组合物及应用有效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及生物农药领域,具体涉及一种含2‑undecanone和decanal的植物源复配组合物及其在防治中药仓储害虫中的应用,这两种化合物是从鱼腥草挥发油中提取分离得到。

相关背景技术

[0002] 中药材是中医药事业发展的基础,然而,中药材仓储害虫防治一直是中药产业的薄弱环节,中药材经虫蛀后药材质地、功效发生变化,不仅造成中药资源浪费,更会严重影响临床用药安全和疗效。据统计,约有70%的中药材易受虫害,导致其安全性和有效性降低,每年造成的经济损失达数十亿元。中药材仓储害虫种类繁多,以赤拟谷盗、烟草甲、药材甲和咖啡豆象等鞘翅目昆虫为优势种群,其中,赤拟谷盗Triboliumcastaneum(Herbst)属鞘翅目(Coleoptera)拟步甲科(Tenebrionidae),为中药材仓储过程中危害最为广泛的害虫之一,除直接危害,其臭腺分泌液含苯醌等致癌物质,使被害物结块、变色、发臭而不能食用,并且在高温潮湿的条件下可以加速储藏物中霉菌的繁殖。
[0003] 目前,在中药材仓储害虫防治中,化学药剂防治法应用较为广泛,但长期、过量使用化学药剂易造成农残超标、害虫抗药性增加、环境污染等缺点,已成为制约中药材产业健康发展的“瓶颈”之一。借鉴传统对抗同贮法经验,从具有驱虫防霉的天然植物中寻找杀虫活性成分,进行科学合理的复配,是有效解决化学农药滥用的途径之一,在政策利好和市场需求升温的契机下迎来重大发展机遇。这些植物次生代谢产物易于降解,对人畜环境安全,活性成分和作用方式多样而不易产生抗药性,有利于中药材的无公害生产和质量提高。此外,联合用药是植物源杀虫剂发展方向,科学合理的复配可能产生“鸡尾酒”效应,是提高杀虫效果,降低成本,延缓或克服害虫抗性的有效措施之一,已成为有害生物综合治理(IPM)和抗药性综合治理(IRM)中的一项重要措施。在我国,复配制剂产品的开发与登记呈现稳步上升趋势,目前己登记的杀虫剂产品中复配制剂占比约34%。
[0004] 鱼腥草为三白草科植物蕺菜Houttuynia cordataThunb.的新鲜全草或干燥地上部分,资源丰富,产于我国中部、东南至西南部各省区。本研究发现鱼腥草挥发油中活性成分2‑undecanone和decanal对中药仓储害虫赤拟谷盗有显著的触杀活性,且复配后具有协同增效作用。2‑Undecanone和decanal的安全性已获得公认,《中华人民共和国食品添加剂使用卫生标准》中明确规定2‑undecanone和decanal为允许使用的食品用天然香料。且其来源丰富,生产工艺简单,生产成本低,可以从鱼腥草挥发油中提取分离得到,对中药仓储害虫的触杀效果显著,可减少高毒性化学农药的使用,降低农药残留,减少环境污染,经济效益和社会效益显著。

具体实施方式

[0018] 下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0019] 实施例1鱼腥草挥发油制备及成分分析
采集鱼腥草地上部分、地下部分(地点:湖北宜昌),置挥发油提取器中,采用水蒸气蒸馏法提取4‑7 h,以无水硫酸钠干燥处理,即得鱼腥草地上部分和地下部分挥发油,挥发油存储于4℃冰箱备用。挥发油出油率为0.04%‑0.17%,结果见表1。采用GC‑MS法分析了挥发油成分组成,结果见表2,共鉴定出65个成分,地上部分主要成分为decanal(57.71%‑
74.18%),dodecanal(9.70%‑14.26%)等,地下部分主要成分为2‑undecanone(24.05%‑
32.94%),(‑)‑β‑pinene(14.76%‑31.21%)等。GC‑MS主成分分析结果见图1,由此可见,鱼腥草不同提取部位挥发油成分组成差异较大,同一提取部位不同采集时间挥发油成分组成相似性较高。
[0020] 表1鱼腥草挥发油提取信息表 表2鱼腥草挥发油化学成分组成及相对百分含量
a b
注:RI :使用正构烷烃的均相系列在Rtx‑5Sil MS柱上测得的保留指数;RI :保留指数值取自(Adams, 2007)和NIST 14。
[0021] “‑”:未检测到;Hcou:鱼腥草地下部分;Hcoa:鱼腥草地上部分。实施例2
Bornyl acetate、2‑undecanone和decanal的分离鉴定
Bornyl acetate和2‑undecanone的分离:取鱼腥草地下部分挥发油8‑20 mL,采用快速中压纯化色谱,经Flash 球形 Silica柱,采用石油醚进行洗脱,回收溶剂,获得80个馏分段,馏分段5和馏分段11再经Flash 球形 Silica柱,石油醚洗脱,分别得到化合物bornyl 
1
acetate(0.37g)和2‑undecanone(1.6g)。化合物结构式见图1,分离流程图见图2。通过H‑
13
NMR和 C‑NMR谱对得到的组分进行化学结构鉴定,见图3‑图6。
[0022] Decanal的分离:取鱼腥草地下部分挥发油8 mL,置于4℃冰箱冷藏3‑7天,析晶,过1 13
滤,得到化合物decanal 3.2g。通过H‑NMR和 C‑NMR谱对得到的组分进行化学结构鉴定,见图7、图8。
[0023] 实施例3Bornyl acetate、2‑undecanone和decanal的分离鉴定
Bornyl acetate和2‑undecanone的分离:取鱼腥草地下部分挥发油20 mL,采用快速中压纯化色谱,经Flash 球形 Silica柱,采用石油醚进行洗脱,回收溶剂,获得80个馏分段,馏分段5和馏分段11再经Flash 球形 Silica柱,石油醚洗脱,分别得到化合物bornyl 
1 13
acetate(0.93g)和2‑undecanone(4.0g)。分离流程图见图9。通过H‑NMR和 C‑NMR谱对得到的组分进行化学结构鉴定,见图3‑图6。
[0024] Decanal的分离:取鱼腥草地下部分挥发油20 mL,置于4℃冰箱冷藏3‑7天,析晶,1 13
过滤,得到化合物decanal8.0 g。通过H‑NMR和 C‑NMR谱对得到的组分进行化学结构鉴定,见图7、图8。
[0025] 实施例4鱼腥草挥发油及主要成分触杀活性测试
以赤拟谷盗为靶标昆虫,对鱼腥草挥发油及分离到的主要成分2‑undecanone、
bornyl acetate和decanal进行触杀活性测试。根据预实验结果,每个样品配制5个浓度的溶液作为正式实验试药。将羽化一周左右的赤拟谷盗幼虫从培养瓶中取出,置于冰袋上,待试虫不再移动,将0.5 µL试药滴于试虫的前胸背板上,处理后放入玻璃瓶中,每瓶10头试虫,溶剂作为空白对照,每个浓度设置5个重复。将实验组与对照组置于温度为28 30℃,相~
对湿度为70 80 %的恒温培养箱中培养24 h,观察和记录试虫的死亡情况。通过SPSS V20.0~
统计软件的Probitanalysis计算LD50值,结果见表3。
[0026] 阳性对照药:除虫菊酯(85.4% pyrethrine I和pyrethrine II)购买于德国Dr. Ehrenstorfer。
[0027] 表3鱼腥草挥发油及其主要成分对赤拟谷盗的触杀活性*
注:Pyrethrins(除虫菊酯)为阳性对照
由表3可知,鱼腥草挥发油和分离到的3个单体成分均具有触杀活性,且对成虫的
触杀活性强于幼虫。鱼腥草地下部分挥发油触杀活性强于地上部分,3个单体成分中,2‑undecanone的触杀活性最为显著,对成虫和幼虫的LD50分别为8.84和17.25µg/头,其对幼虫的触杀活性甚至强于阳性对照pyrethrins(LD50= 21.43),由此可见,2‑undecanone有潜力开发为植物源杀虫剂。
[0028] 实施例5鱼腥草杀虫活性成分复配研究
对鱼腥草挥发油中分离到的3个杀虫活性成分(2‑undecanone、bornyl acetate和decanal)进行复配研究,分别选取2‑undecanone和bornyl acetate、2‑undecanone和decanal进行复配筛选实验,采用交互测定法,设定9个复配组合(1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:
4、7:3、8:2与9:1),以赤拟谷盗为靶标昆虫进行触杀活性测试,于24 h观察和记录试虫的死亡情况,计算LD50值。以Wadley’s模型计算理论LD50值和相互作用水平,不同配比混剂LD50理论值计算公式如下:
a为混剂中成分a的百分含量;b为混剂中成分b的百分含量;LD50(a)为成分a的实测LD50值;LD50(b)为成分b的实测LD50值。
[0029] 混剂的相互作用系数计算公式如下:当R≥1.5时为协同增效作用,0.5≤R<1.5为相加作用,SR<0.5为拮抗
作用。根据混剂实测值LD50和理论LD50值计算9种复配组合相互作用水平,结果见表4、表5:
表4 2‑Undecanone和bornyl acetate复配组合对赤拟谷盗的触杀活性
 表5 2‑Undecanone和decanal复配组合对赤拟谷盗的触杀活性
由表4、表5可知,2‑undecanone与bornyl acetate复配对赤拟谷盗成虫和幼虫均无协同增效作用,9个复配比例均为相加作用。2‑Undecanone与decanal复配对赤拟谷盗成虫无协同增效作用,9个复配比例均为相加作用;而2‑undecanone与decanal 复配对赤拟谷盗幼虫在比例为5:5、3:7、2:8、1:9时有协同增效作用,尤其以5:5时,触杀活性最为显著(LD50=14.81 µg/头),其效果显著优于单独使用2‑undecanone或decanal(LD50分别为17.25 µg/头和33.08 µg/头)。其他5个比例(9:1、8:2、7:3、6:4、4:6)为相加作用。因此,3个活性成分的复配研究中,筛选出2‑undecanone与decanal在比例为5:5、3:7、2:8、1:9时对赤拟谷盗幼虫具有协同增效作用,有潜力开发为植物源杀虫剂。
[0030] 实施例62‑Undecanone与decanal组合物配制成生物农药剂型的具体实施方案:
以2‑Undecanone和decanal作为活性成分,可以按需要加工成生物农药上可接受
的任何剂型,其中较优选剂型为:乳剂、微乳剂、纳米乳、水乳剂、乳油、悬浮剂、水分散粒剂、可湿性粉剂、微囊悬浮剂、颗粒剂。
[0031] (1)乳剂的制备:2‑Undecanone20份,decanal20份,乳化剂20份,水30份,其他添加剂如稳定剂、渗透剂等10份。该乳剂的具体生产步骤为将2‑undecanone和decanal加入乳化剂研匀,加入水制成初乳,加入稳定剂、渗透剂搅拌均匀后,加水稀释至全量,灌装,即得本发明组合物的乳剂。
[0032] (2)悬浮剂的制备:2‑Undecanone30份,decanal30份,分散剂10份,润湿剂10份,防冻剂5份,其他添加剂如消泡剂、增稠剂、防腐剂等15份,以及液体载体余量。该悬浮剂的具体生产步骤为将2‑undecanone和decanal、分散剂、润湿剂、防冻剂、水混合均匀后,经砂磨机砂磨,获得稳定的非沉积可流动的液体,灌装,即得本发明组合物的悬浮剂。

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