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  科研成果  内容详情  
皮暗斑螟性信息素及应用技术
日期:2010-12-28 9:41:31  来源:办公室  浏览量 454 次

一、成果名称:皮暗斑螟性信息素及应用技术
二、项目来源:科技部政府间科技合作项目 38-14
              石家庄市科学技术发展项目06752096A
三、完成单位:河北省林业科学研究院
四、成果水平:国际领先
五、项目简介:
1.立项背景
    皮暗斑螟(Euzophera batangensis Caradja)属昆虫纲鳞翅目螟蛾科,分布全国及日本等亚洲国家,可为害枣树、木麻黄等多种林果树木。在枣树上,主要以幼虫啃食甲口处幼嫩的愈伤组织,轻者影响以后枣树生长和枣果产量,重者导致枣树整株死亡。在我国河北、山东、河南等省枣树集中栽培区,开甲作为枣树的早产高产稳产的一项主要技术手段,而开甲的枣树70%以上受此虫危害,几乎年年暴发,迫使农民花费大量人力物力,每年使用剧毒农药涂抹甲口10余次,进行此虫防治,成为枣树生产不可缺少的重要环节,不仅提高生产成本,而且污染环境。
    皮暗斑螟大部分时间在皮下坑道中生活,危害隐蔽,一般药物难以触及,对树体坑道内活动的各虫态害虫的防治造成很大的难度。因此,抓住成虫羽化后寻找异性交尾和扩散产卵这一在外面活动的关键时期应用性信息素诱杀成虫,达到压低其种群数量,减轻其危害之目的,简便易行,效果好,无污染,是控制该虫危害的重要途径。具有显著的生态、社会和经济效益以及非常广阔的市场前景。
    本项目研究目的在于通过分析皮暗斑螟雄蛾对来自雌蛾性腺分泌物不同化合物的反映,找出对皮暗斑螟最为敏感的皮暗斑螟性信息素组分,筛选出灵敏、经济、高效的引诱剂,在摸清皮暗斑螟生物生态学特性的基础上,总结出适宜的林间应用方法。为生产上准确监测和有效控制此虫危害提供经济高效的性信息素产品及其应用技术。
在本项目下达以前,即进行了深入调研,进行预研究。2004年河北省林业科学研究院就已经与捷克科学院达成合作研究意向,捷方对我们寄送的有关样品进行了分析测定,初步找出了性信息素的2种组分,人工合成了10种异构体,配制了30种引诱剂,2005年在我省进行了林间引诱试验,诱捕到较多的雄虫。因此,可以看出本项目在立项之前已经初步弄清了皮暗斑螟性信息素活性成分,有了较好的研究起步基础。
2. 技术内容
2.1 总体思路
    从研究皮暗斑螟在河北的生物学特性入手,发现其生命史中的薄弱环节和控制种群发生发展的关键因素,在摸清其生殖生物学发生规律的基础上,分析雌虫释放的性信息素成分,人工合成引诱剂,测定其诱捕效果,研究其田间应用技术,提出应用经济环保的性信息素监测、防控技术。
2.2 技术方案
    在河北省皮暗斑螟发生区,研究以下内容:
2.2.1皮暗斑螟生物学
    室内人工饲养结合田间踏查观测皮暗斑螟生活史,包括皮暗斑螟各虫态的历期、成虫羽化规律、交尾规律、产卵规律,以及该虫在田间成虫发生其的指示植物监测,从而为皮暗斑螟性信息素的提取和分析测定,以及防治奠定理论依据。
2.2.2 皮暗斑螟性信息素成分分析
    通过应用气相色谱-触角电位(GC-EAD)、气相色谱-触角电位-质谱联用(GC-EAD/GC-FID)和全二维气相色谱飞行时间质谱(GC×GC/TOFMS)分析技术,对皮暗斑螟性腺化合物进行分析,找出对雄虫具有强烈化学反应的性信息素成分。
2.2.3 皮暗斑螟性信息素田间诱捕测定
    田间诱捕测定性信息素不同组分、不同配比、不同剂量的对诱捕效果的影响,找出最适宜的性信息素,并测定其有效诱捕半径和持效时间,找出性信息素的适宜使用技术。
2.2.4皮暗斑螟性信息素田间应用技术
    针对皮暗斑螟成虫发生期,通过性信息素诱捕,监测成虫发生动态,并通过诱捕虫量与田间危害情况,建立皮暗斑螟发生测报关系式,从而达到准确测报其危害发生情况,指导其他防治方法适时施用。同时,根据枣园不同情况(孤立、集中连片)设置不同方式的诱捕器,找出性信息素防治技术。从而总结出性信息素在皮暗斑螟测报和防治中的适宜使用技术,评价其效果。
2.3实施效果
    ①、首次发现皮暗斑螟性信息素2个组分,通过应用先进的全二维飞行时间气相色谱—质谱分析技术,并结合触角电位测定,弄清了皮暗斑螟雌性信息素的主要化学成分为(Z,E)-9,12-14:OH和Z-9-14:OH。通过林间诱捕试验,筛选出了较为理想的的引诱剂成分是(Z,E)-9,12-14:OH,适宜田间使用的诱芯为500μg硅胶诱芯。
    ②、首次将全二维气相色谱飞行时间质谱分析技术应用于昆虫化学生态学研究,解决了普通气相色谱(GC)及气质联用(GC-MS)分析方法对超微量性信息素分析中分离能力不够,分辨率低下,导致峰重叠严重,低含量组分定性定量不准确的问题。
    ③、明确了500μg皮暗斑螟性诱剂诱芯的有效诱捕距离为50m,为田间使用性引诱剂诱捕器进行监测和防治提供了依据。
    ④、提出了应用皮暗斑螟性诱剂进行种群密度和危害程度估计的技术方法。性诱剂诱蛾量分布动态趋势能够较好地反映出皮暗斑螟在当地气候条件下的发生规律,与田间发生为害情况具有显著的相关关系,可以利用其进行皮暗斑螟种群密度和危害程度进行回归估计。其回归模型为y有虫株率= 0.0181x诱捕虫量和y虫口密度=1.0242x诱捕虫量。⑤、提出了应用性引诱剂诱捕器控制皮暗斑螟危害的防治技术方法。用于防治时,每公顷设置15个诱捕器,如枣园集中连片,可每20m设置一个诱捕器,即可有效防治皮暗斑螟危害。
    ⑥、确定了皮暗斑螟在河北发生区的生活史及各虫态生活习性。在河北枣区1 a发生4-5代。主要以4-5龄老熟幼虫在树干甲口处皮层内或开裂老皮下越冬,少数以2-3龄幼虫越冬。皮暗斑螟幼虫自3月下旬开始活动危害,此时枣树树液开始流动,杏花开放。4月中旬至10月中旬,成虫均可羽化。4月中旬始见成虫羽化,此时为枣树萌芽期(已见芽露),梨树花期结束,杨树雌株飞絮结束。4月底至5月初为越冬代成虫羽化集中期,此时枣树已进入展叶期,可作为成虫防治关键期。较以往研究,皮暗斑螟越冬代成虫羽化提前约10天。
    ⑦、弄清了皮暗斑螟成虫羽化及交尾规律。成虫昼夜均可羽化,主要集中在日落后2h内,当晚或次晚凌晨1:00-3:00交尾,即皮暗斑螟雌成虫释放信息素的时间集中在0:00-3:00。无二次交尾现象,交尾后次日将卵散产在甲口(伤口)附近翘皮下。
    ⑧、提出了应用性诱剂监测皮暗斑螟成虫发生期的技术方法。4月中旬,在皮暗斑螟成虫羽化前设置诱捕器,每1个月换一次诱芯,直至第4代皮暗斑螟成虫羽化结束。
本项成果经由经北京林业大学博士生导师、我国著名森保学科带头人李镇宇教授领衔的由中科院动物所,中国林科院、河北北方学院行业知名专家组成的专家鉴定委员会评审,成果总体水平达到国际领先。
4.关键技术及创新点
(1)填补了1项空白
    弄清了皮暗斑螟在河北的成虫生殖生物学规律,为该害虫的防治提供了生物学依据。
(2)实现了2项技术创新
    一是首次将GC-GC/TOFMS分析技术应用于昆虫化学生态学研究。解决了普通气相色谱(GC)及气质联用(GC-MS)分析方法对超微量性信息素分析中分离能力不够,低含量组分定性定量不准确的问题,为昆虫化学生态研究和害虫防治提供了一种新技术段。
    二是根据昆虫化学生态学习性,应用性信息素结合诱捕器诱杀其成虫,或对雄蛾进行迷向,使其找不到雌蛾而丧失交配机会,从而大大降低下一代虫口密度,为该害虫的防治提供了有效手段。
(3)发明了1项新产品,申报1项发明专利
    本项目首次应用GC-GC/TOFMS、GC-EAD分析技术,测定出了严重危害枣树甲口的皮暗斑螟性信息素2个组分,人工合成10种不同异构体的性信息素,通过7年的试验研究,筛选出了经济高效、配制简便的性信息素(已申请国家发明专利200510048241.4),为该害虫的预测及防治提供了有力工具。
(4)总结出一套科学实用的测报、防控技术
    由于皮暗斑螟大部分时间在皮下坑道中生活,危害隐蔽,一般药物难以触及,对树体坑道内活动的各虫态害虫的防治造成很大的难度。本项目总结出了科学实用的应用该性信息素测报和防治皮暗斑螟的技术方法,解决了常规防治效果差,防治时机抓不准的难题,极大地减轻了果农劳动强度,对减少环境污染,促进果品安全具有重要意义。
5.经济、社会效益及应用前景
    本项目研制的性信息素可持续控制虫害于低水平,防治区域连续3年枣树虫株率均保持在1‰以下,而其成本每公顷仅为15元,每公顷节约防治费用540元。目前已在河北、山西、新疆地区推广4.4万公顷,累计新增利润4752万元,节约防治费用2138.4万元。如果按目前我国枣树面积150万公顷十分之一推广,将获经济效益64000万元,应用潜力巨大。
    本项目首次将全二维气相色谱飞行时间质谱应用于昆虫化学生态学领域,其分辨率高、图谱分离清晰、定性定量准确、易于观测的优点,势必将给昆虫化学生态学研究带来积极的影响。
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