一種松墨天牛信息化學物質緩釋材料的篩選方法與流程

本發明涉及一種松墨天牛信息化學物質緩釋材料的篩選方法。

背景技術：

松墨天牛(monochamusalternatushope)是我國松樹的主要蛀干害蟲，單獨發生亦能引起松樹枯萎病并致死，也是松樹的毀滅性病害-松材線蟲病的主要媒介昆蟲。在松材線蟲的擴散和侵染過程中，松墨天牛起著攜帶、傳播和協助病原入侵寄主的關鍵性作用。因此有效控制松墨天牛的種群數量和增長趨勢有助于保護經濟林松林和景觀松林。

目前，對于松墨天牛幼蟲的防治以毒殺為主，主要包括病死木熏蒸和藥劑浸泡處理，這種方法普遍費時費力，不利于林場的大規模防治，且殘留的藥劑還會造成環境污染。采用誘捕器并結合高效引誘劑誘殺松墨天牛，不僅高效專一，且生態環保、節約人力物力。

昆蟲信息素的研究與應用是國內外開展害蟲防治的研究重點。研究發現，聚集信息素和植物源引誘劑相結合對于松墨天牛成蟲具有很強的引誘作用，在實際防治中，也經常應用這類高效引誘劑對松墨天牛進行誘殺。但是，實踐證明這類誘芯存在著防治持續時間短、受外界環境影響大、穩定性差等缺點，阻礙了誘芯的大面積推廣應用。因此有必要在仿生誘芯的制作中，引入或改良現有的緩釋技術，選擇適宜的緩釋載體，保護信息化合物免受環境降解并能保持長期穩定釋放，以最大發揮誘芯的生物活性，進而提高松墨天牛誘芯的引誘效果。

因此，探索出一種合理的松墨天牛信息化學物質緩釋材料的篩選方法非常必要。

技術實現要素：

本發明旨在針對目前市面上農藥防治、誘捕器防治和生物防治的缺陷，提供一種簡易環保、操作方便、經濟實惠、抗蟲誘蟲持續性強的松墨天牛信息化學物質緩釋材料篩選方法。

本發明一種松墨天牛信息化學物質緩釋材料的篩選方法采用的技術方案是：選用4種緩釋材料作為誘芯，分別為低密度聚乙烯材料(ldpe)、高密度聚乙烯材料(hdpe)、聚乙烯管(pe)和燈芯瓶(pp)，將(+)-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，用移液槍將信息化合物混合液轉移到緩釋瓶中，加至瓶口處。聚乙烯管由于管孔較小，用進樣針注射2ml信息化合物混合液，兩端用打火機封口。每樣品設置7組進行實驗，其中2組用于gc分析混合物比例，另5組用于稱重計算損失量。模擬野外誘芯放置狀態，將不同載體誘芯懸掛于同一撞擊型松墨天牛誘捕器。

所述混合成分配比為：(+)-α-蒎烯9份、(-)-β-蒎烯1份、2-十一烷氧基-1-乙醇1份

本發明通過選用4種緩釋材料作為誘芯，研究松墨天牛信息化合物在4種緩釋載體上的釋放模式及釋放動態特征，為松墨天牛信息化學物質緩釋材料篩選方法提供參考依據。實驗結果表明，這四種不同的緩釋載體在70天左右仍能釋放，說明理論上這四種材料都能在野外達到較長期的引誘效果，但從物質緩釋的協調性來看，三種松墨天牛信息化合物在聚乙烯緩釋瓶a(ldpe)、聚乙烯緩釋瓶b(hdpe)和聚乙烯管(pe)中組分的揮發比例不協調，即不能較好保持三種信息化合物的初始比例；從四種緩釋材料內部信息化合物的日均釋放速率來看，聚乙烯緩釋瓶a、聚乙烯管及燈芯瓶材料實驗初期信息化合物釋放量大，隨實驗時間延長，釋放量減小(燈芯瓶實驗后期70天的釋放量極小)，這不利于保持引誘劑長期引誘效果，聚乙烯緩釋瓶b的揮發量波動較為穩定。

附圖說明

圖1是四種實驗緩釋材料；

圖2是三種信息化合物在聚乙烯緩釋瓶a(ldpe)中的釋放動態；

圖3是三種信息化合物在聚乙烯緩釋瓶b(hdpe)中的釋放動態；

圖4是三種信息化合物在聚乙烯管(pe)中的釋放動態；

圖5是三種信息化合物在燈芯瓶(pp)中的釋放動態。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明，所述的松墨天牛信息化學物質緩釋材料的篩選方法包括以下步驟：

實施例一

配制：將(+)-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，用移液槍將信息化合物混合液轉移到低密度聚乙烯材料(ldpe)緩釋瓶中，加至瓶口處。

測定：設置7組進行實驗，其中2組用于gc分析混合物比例，另5組用于稱重計算損失量。模擬野外誘芯放置狀態，將載體誘芯懸掛于一撞擊型松墨天牛誘捕器上。采用7820a氣相色譜儀(氣相色譜儀7820a，agilent公司)進行分析，色譜柱為db-5ms非極性毛細血管色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)。分析條件：升溫程序80℃保持1min，然后5℃/min上升到230℃，保持5分鐘。將緩釋載體的1、2號樣用于分析，用進樣針吸取1μl信息化合物，正己烷稀釋1000倍后取1μl稀釋液進樣分析，每次gc分析后都將緩釋載體的取樣口密封。譜圖定性方法：將(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇單獨進樣進行gc分析，得到三種信息化合物峰的保留時間，根據物質的保留時間確定混合信息化合物中的物質峰；譜圖定量方法：對檢測的引誘劑按面積歸一法進行定量分析，分別求得各信息化合物的相對百分含量。稱量采用緩釋載體的3-7號樣品，每5天稱量重量，記錄樣品的總量和損失量及天氣情況，每次稱量結束，將樣品放回原位置以便繼續實驗。實驗持續時間為68天。

三種信息化合物在聚乙烯緩釋瓶a(ldpe)中的釋放模式：三種信息化合物在初期處于較低釋放水平，日均揮發量隨著時間顯著提高，第19天達到最大釋放量(85.84±2.54mg·d^-1)，然后日均揮發量呈現顯著下降趨勢，直到第33天，日均揮發量緩慢下降，并達到一個極低的釋放狀態，在觀測末期第68天，釋放量僅為(2.57±0.21)mg·d^-1。經過多重比較分析(duncan，α＝0.05)發現第19天釋放速率顯著高于其他時間。在釋放初期第8天，三種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-乙醇的相對含量分別為84.45％，9.18％，6.35％。從第28天開始，三種信息化合物組分比出現顯著變化，具體表現在(+)-α-蒎烯揮發量增大，2-十一烷氧基-1-乙醇的比例顯著升高，到觀測末期第68天，三者的相對含量為2.20％，0.07％，95.82％。對比68天內的釋放模式，松墨天牛信息化合物(+)-α-蒎烯在聚乙烯緩釋瓶a中釋放較快，不能長期保持信息化合物初始有效配比。

實施例二

配制：將(+)-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，用移液槍將信息化合物混合液轉移到高密度聚乙烯材料(hdpe)緩釋瓶中，加至瓶口處。

測定：設置7組進行實驗，其中2組用于gc分析混合物比例，另5組用于稱重計算損失量。模擬野外誘芯放置狀態，將載體誘芯懸掛于一撞擊型松墨天牛誘捕器上。采用7820a氣相色譜儀(氣相色譜儀7820a，agilent公司)進行分析，色譜柱為db-5ms非極性毛細血管色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)。分析條件：升溫程序80℃保持1min，然后5℃/min上升到230℃，保持5分鐘。將緩釋載體的1、2號樣用于分析，用進樣針吸取1μl信息化合物，正己烷稀釋1000倍后取1μl稀釋液進樣分析，每次gc分析后都將緩釋載體的取樣口密封。譜圖定性方法：將(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇單獨進樣進行gc分析，得到三種信息化合物峰的保留時間，根據物質的保留時間確定混合信息化合物中的物質峰；譜圖定量方法：對檢測的引誘劑按面積歸一法進行定量分析，分別求得各信息化合物的相對百分含量。稱量采用緩釋載體的3-7號樣品，每5天稱量重量，記錄樣品的總量和損失量及天氣情況，每次稱量結束，將樣品放回原位置以便繼續實驗。實驗持續時間為69天。

三種信息化合物在聚乙烯緩釋瓶b(hdpe)中的釋放模式：三種松墨天牛信息化合物在聚乙烯緩釋瓶b中的日均釋放量有一定的波動性，但波動變化不明顯。在第34天達到最大釋放速率為(50.48±5.54)mg·d^-1。在觀察初期第10天，(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇的相對含量分別為75.13％，12.02％，12.80％，在60天左右，三者相對含量分別為12.90％，1.21％，83.84％。(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯在10-60天內的相對含量下降率分別為82.83％，89.93％，2-十一烷氧基-1-乙醇的相對含量上升率為555.00％。期間，在前20天，(+)-α-蒎烯相對含量在65％以上，在40天左右，下降為23.39％。

實施例三

配制：將(+)-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，由于聚乙烯管管孔較小，用進樣針注射2ml信息化合物混合液，兩端用打火機封口。

測定：設置7組進行實驗，其中2組用于gc分析混合物比例，另5組用于稱重計算損失量。模擬野外誘芯放置狀態，將載體誘芯懸掛于一撞擊型松墨天牛誘捕器上。采用7820a氣相色譜儀(氣相色譜儀7820a，agilent公司)進行分析，色譜柱為db-5ms非極性毛細血管色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)。分析條件：升溫程序80℃保持1min，然后5℃/min上升到230℃，保持5分鐘。將緩釋載體的1、2號樣用于分析，用進樣針吸取1μl信息化合物，正己烷稀釋1000倍后取1μl稀釋液進樣分析，每次gc分析后都將緩釋載體的取樣口密封。譜圖定性方法：將(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇單獨進樣進行gc分析，得到三種信息化合物峰的保留時間，根據物質的保留時間確定混合信息化合物中的物質峰；譜圖定量方法：對檢測的引誘劑按面積歸一法進行定量分析，分別求得各信息化合物的相對百分含量。稱量采用緩釋載體的3-7號樣品，每5天稱量重量，記錄樣品的總量和損失量及天氣情況，每次稱量結束，將樣品放回原位置以便繼續實驗。實驗持續時間為68天。

三種信息化合物在聚乙烯管(pe)中的釋放模式：三種松墨天牛信息化合物在聚乙烯管中的日均釋放速率呈逐漸下降的趨勢。表現在初始釋放時三種信息化合物就達到釋放高峰，第4-14天釋放速率迅速下降，此后日均釋放速率減緩，第33天后保持低釋放速率狀態。經過多重比較分析(duncan，α＝0.05)發現第43-68天，釋放速率差異變化不顯著，第4、8天平均釋放速率高于其他測試時間，分別為120.10±8.17mg·d^-1，70.96±5.49mg·d^-1。三種松墨天牛信息化合物在聚乙烯管中相對含量變化量較大。第8天左右，(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇相對含量分別為82.27％，8.52％，9.14％，第68天，三者相對含量分別為37.49％，6.62％，53.63％，(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯的相對含量下降率分別為54.43％，22.30％，2-十一烷氧基-1-乙醇的相對含量上升率高達486.76％。期間，前20天左右，(+)-α-蒎烯占組分比例75％以上，2-十一烷氧基-1-乙醇占組分比例在15％以下，但在40天左右，(+)-α-蒎烯相對含量下降到了49.10％，2-十一烷氧基-1-乙醇的組分比例達到在40％以上。

實施例四

配制：將(+)-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，用移液槍將信息化合物混合液轉移到燈芯瓶(pp)緩釋瓶中，加至瓶口處。

測定：設置7組進行實驗，其中2組用于gc分析混合物比例，另5組用于稱重計算損失量。模擬野外誘芯放置狀態，將載體誘芯懸掛于一撞擊型松墨天牛誘捕器上。采用7820a氣相色譜儀(氣相色譜儀7820a，agilent公司)進行分析，色譜柱為db-5ms非極性毛細血管色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)。分析條件：升溫程序80℃保持1min，然后5℃/min上升到230℃，保持5分鐘。將緩釋載體的1、2號樣用于分析，用進樣針吸取1μl信息化合物，正己烷稀釋1000倍后取1μl稀釋液進樣分析，每次gc分析后都將緩釋載體的取樣口密封。譜圖定性方法：將(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇單獨進樣進行gc分析，得到三種信息化合物峰的保留時間，根據物質的保留時間確定混合信息化合物中的物質峰；譜圖定量方法：對檢測的引誘劑按面積歸一法進行定量分析，分別求得各信息化合物的相對百分含量。稱量采用緩釋載體的3-7號樣品，每5天稱量重量，記錄樣品的總量和損失量及天氣情況，每次稱量結束，將樣品放回原位置以便繼續實驗。實驗持續時間為69天。

三種信息化合物在燈芯瓶(pp)中的釋放模式：對于燈芯瓶中損失量的計算發現，在第5天初次測試時釋放量較高，然后釋放速率迅速下降直至第10天，而后直到觀測末期，三種信息化合物的釋放量一直處于極低的釋放水平。在進行duncan多重比較分析時發現三種信息化合物在第69天的釋放速率顯著低于第34天(p＜0.05)；第5天釋放速率最大為24.11±0.56mg·d^-1。但由于該材料本身沒有緩釋效果，其緩釋方式依賴于棉燈繩，該材料的總體釋放速率較低。在第10天左右，(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯和2-十一烷氧基-1-乙醇的相對含量分別為85.69％，9.28％，3.75％，第60天左右，三者相對含量分別為85.67％，9.23％，5.06％。(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯的相對含量下降率分別為0.02％，0.54％，2-十一烷氧基-1-乙醇的相對含量上升率為34.93％。三者組分比例變化不明顯。

本發明方法說明這四種緩釋材料理論上都能在野外達到較長期的引誘效果，但從物質緩釋的協調性來看，三種松墨天牛信息化合物在聚乙烯緩釋瓶a(ldpe)、聚乙烯緩釋瓶b(hdpe)和聚乙烯管(pe)中組分的揮發比例不協調，即不能較好保持三種信息化合物的初始比例；從四種緩釋材料內部信息化合物的日均釋放速率來看，聚乙烯緩釋瓶a、聚乙烯管及燈芯瓶材料實驗初期信息化合物釋放量大，隨實驗時間延長，釋放量減小(燈芯瓶實驗后期70天的釋放量極小)，這不利于保持引誘劑長期引誘效果，聚乙烯緩釋瓶b的揮發量波動較為穩定，聚乙烯管的轉載量較小是阻礙其應用的問題。

本發明的有益效果是：從緩釋速率和引誘劑組分配比的角度考慮，采用稱重法和氣相色譜分析法，對松墨天牛信息化學物質的緩釋材料進行篩選，為研究出更加經濟、能夠廣泛推廣應用的松墨天牛高效緩釋型引誘劑提供了可靠參考。

以上僅為本發明的具體實施例，并不以此限定本發明的保護范圍；在不違反本發明構思的基礎上所作的任何替換與改進，均屬本發明的保護范圍。