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开题报告

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学术学位研究生学位论文开题报告

论文题目：

植物源增效剂对新烟碱类农药的增效作用及其对麦长管蚜解毒酶活性的影响

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填表说明

1、本表一律用四号宋体，A4纸打印。

2、本表必须在导师的指导下填写。

一式三份，学生、导师和学院各存一份。

3、填表日期：

第三学期开题结束后一周内完成并由院汇总后上交。

4、各项内容填不下时可另加页。

论文题目：

植物源增效剂对新烟碱类农药的增效作用及对麦长管蚜解毒酶活性的影响

1、论文选题的目的与依据

1）选题目的：

麦蚜是一类危害小麦生产的重要害虫，可通过取食作物汁液造成植株水分和营养的破坏，其分泌的蜜露容易引起霉污病，另外，还可传播多种植物病毒病，对农作物造成严重危害。

目前麦蚜主要依赖化学防治，由于其生活周期短，繁殖量大而快，防治次数多，用药量大，易造成麦蚜抗药性、中毒事件和环境污染等问题。

为了能延缓麦蚜抗药性的发展，有针对性地对抗性种群进行有效防治，选择高效的药剂及科学地使用增效剂，以便在生产实际中，做到科学合理用药，减少用药量，对有效防治麦蚜和延缓其抗药性的发展，具有很好的指导意义。

2）选题依据

植物源农药增效剂来源于植物，来源广泛，易于繁殖，且对人畜、环境、害虫天敌安全。

将植物源农药作为增效剂或复配剂加入化学农药中，能显著降低化学农药的使用量，因此开发高效低毒的植物源农药增效剂或复配剂，其经济效益、社会效益、生态效益显著，而且植物源农药增效剂易降解、无残留，在农药中添加后可显著降低农药的使用量；植物源增效剂可有效克服因长期大量使用化学农药而导致的害虫抗药性，减轻杀虫剂残毒对人体的危害和对环境的污染。

因此寻求对人、畜无毒，对环境安全，不伤害天敌，有利于生态平衡的植物源增效剂是研究中的一大热点。

2、文献综述（附参考文献并在文中标注）

1麦长管蚜的简介

1.1形态特征

蚜虫是一类广泛分布于世界范围内的昆虫，种类繁多，可寄生多种农作物。

其中危害麦类的蚜虫有32种，我国已知有12种[1]。

我国为害小麦的蚜虫主要包括麦二叉蚜Schizaphisgraminum（Rondani）、麦长管蚜Sitobionavenae（Fabricius）、禾谷缢管蚜Rhopalosiphumpadi（Linnaeus）3种，均属同翅目，蚜科。

麦长管蚜Sitobionavenae（Fabricius），无翅孤雌蚜体长2.3-3.1mm,宽约1.4mm,体型呈纺锤形，有体色分化分化现象，有深绿、淡绿、黄、褐、赤褐色等多种体色，触角6节，黑色，与体长大致相等，第三节基部附近有小圆状次生感觉圈1-4个。

额瘤显著突出，腹管长圆筒形，黑色，端部1/3-1/4处有网状纹，长为尾片的两倍。

尾片长锥形，长约0.22mm，有曲毛6-8根。

有翅孤雌蚜体长1.4-2.8mm，头胸部多为暗褐色或暗绿色，腹部黄绿色至绿色，翅中脉3支，分岔较大，尾片有8-10根曲毛。

1.2生活习性与发生规律

麦长管蚜是我国大多数地区的优势种群，喜光照，耐氮素肥料和潮湿，多分布在植株上部叶片的正面，最喜在嫩穗上吸食，因此穗部危害较为严重，故也称“穗蚜”，成、若蚜易受振动掉落。

小麦抽穗后蚜量急剧上升，多集中在小麦上部为害，一年可发生20-30代，在多数地区以无翅孤雌成蚜、若蚜或卵在麦株根际或四周土块缝隙中越冬，在麦田中春、秋两季出现两个高峰，夏季和冬季蚜量较少。

在小麦生长前期，多集群在麦叶正、反面，受害叶有褐色斑，小麦返青至乳熟初期，麦长管蚜种群数量最大，一般地区可占占田间总蚜量95%以上，为害严重时造成小麦灌浆不足，籽粒干瘪，千粒重下降，导致大量减产。

麦长管蚜适宜温度16-25℃，适宜相对湿度40-80%，当温度超过28℃[2]，对其发育，繁殖有明显的抑制作用。

在营养不足、环境恶化或种群密度较大时，产生有翅型成蚜迁飞扩散，但仍行孤雌生殖。

除为害麦类外，也可为害高粱、粟、水稻等禾本科作物，或取食禾本科、莎草科等杂草。

2新烟碱类杀虫剂的研究

2.1新烟碱类杀虫剂的起源、防治对象

新烟碱类杀虫剂的正式研制始于1970年,壳牌发展公司（Shell）发现新烟碱类杀虫剂的先导化合物是2-（二溴硝基甲基）-3-甲基吡啶,杀虫活性不高,壳牌发展公司的Soloway等由它优化得到化合物nithiazine,它有很好杀虫活性，对哺乳动物安全，但具有光不稳定性；1984年，德国拜耳公司和日本特殊农药公司共同以nithiazine为先导，优化得到化合物1-（6-氯吡啶基-3-甲基）-2-硝基亚甲基咪唑啉，它的杀虫活性进一步提高，但光不稳定性未被解决，最终，将硝基亚甲基改为硝基亚氨基，解决了化合物光不稳定性，于1985年成功开发出第一个新烟碱类杀虫剂商品吡虫啉（imidacloprid）。

自1991年吡虫啉上市以来,新烟碱类杀虫剂进入了飞速发展的阶段,并已经历了以吡虫啉为代表的氯代吡啶、以噻虫嗪为代表的氯代噻唑及以呋虫胺为代表的四氢呋喃环类等三代新烟碱类杀虫剂的演变[3]。

目前己经商品化的新烟碱类杀虫剂有吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪、噻虫胺、噻虫啉、烯啶虫胺和呋虫胺等。

可有效防治水稻、谷物、糖用甜菜、大豆、玉米、花生、向日葵、棉花、马铃薯、蔬菜、果树、烟草、茶叶，观赏植物等作物上的同翅目、鞘翅目、双翅目、半翅目和鳞翅目等刺吸口器类害虫和咀嚼式害虫，另外还用于建筑防治白蚁和猫和狗等宠物身上的跳骚防治。

可以采用种子处理、壤处理、茎叶处理、新烟碱类杀虫剂已经成为继有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂之后的第四大类杀虫剂。

2.2新烟碱类杀虫剂的作用特点、优缺点

新烟碱类杀虫剂作为后突触烟碱型乙酞胆碱受体（nAChRs）激动剂,主要作用于昆虫中枢神经系统,对昆虫具有选择性毒效作用。

此类杀虫剂既可有效地防治蔬菜、水稻和果树等各种重要经济作物上发生的蚜虫、粉虱、叶蝉、飞虱、蓟马和蝽等刺吸式害虫以及一些鳞翅目和鞘翅目害虫,也可用于伴侣动物牛寄生虫和卫生害虫如蜚蠊、苍蝇和白蚁的防治[4-5]。

它近年来,随着新烟碱类杀虫剂在谷类、蔬菜和水果等作物对有害生物治理中的广泛应用,人们对新烟碱类杀虫剂进行更深入研究,对其在环境介质中的残留日益重视。

新烟碱类杀虫剂的优点：

具有杀虫谱广、用量低、内吸传导性好、作用机制新颖和环境相容性高等化学生物特性,且与其他传统类杀虫剂无交互抗性[6-7]。

呋虫胺的用量少，并对作物、人畜和环境又十分安全，发展前景广阔。

新烟碱类杀虫剂的缺点：

对蜜蜂接触高毒，经口剧毒，极高风险性；对家蚕剧毒，极高风险性。

使用时应注意，蜜源作物花期禁用，施药期间密切关注对附近蜂群的影响。

2.3重要的新烟碱类杀虫剂

随着害虫抗药性的产生，噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺、噻虫啉无论从高活性、广谱性，还是从环境相容性方面都是极为重要的替代品种。

2.3.1噻虫胺

噻虫胺是日本住化武田农药创制开发的具噻唑环的第二代新型烟碱类杀虫剂中的第三个公开的品种。

新烟碱类杀虫剂是继有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂之后的第4代杀虫剂,由于其具有低毒、靶标独特、应用方法多样等特点，使得它们成为农业生产中具有广泛用途的一类杀虫剂，引起了农药研究者们的广泛关注,

噻虫胺是新烟碱类杀虫剂中的重要品种，其具有广谱杀虫活性，活性与吡虫啉相似，使用方法灵活，既可用于茎叶处理，也可用于土壤种子处理，可有效防治半翅目、鞘翅目和某些鳞翅目害虫，适用于水稻、果树、棉花、茶叶、草皮和观赏植物等。

[8]

2.3.2噻虫啉

噻虫啉（Thiacloprid）（3-（6-氯-3-吡啶基）甲基-1,3-噻唑啉-2-亚基）氰胺，分子式为。

是一种新烟碱类杀虫剂，用于防治刺吸口器害虫，具有高活性、高安全性、活性谱广等特点。

其对人畜具有很高的安全性，而且药剂没有臭味或刺激性。

有效成分的蒸汽压低，不会污染空气，可快速分解，对环境影响小，对水生生物的毒性也很低。

[9]

2.3.3呋虫胺

呋虫胺是由mitsui华学公司开发的新烟碱类杀虫剂，主要用于防治小麦、水稻、棉花、蔬菜、果树、烟叶等多种作物上的蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马、粉虱等，同时对鞘翅目、双翅目、鳞翅目等害虫有高效，并对卫生害虫也有效。

对哺乳动物、鸟类及水生生物低毒。

产品于2002年首次在日本上市，呋虫胺的用量少并对作物、人畜和环境又十分安全，发展前景广阔。

[10]

3植物源农药增效剂

3.1植物源农药增效剂及发展沿革

植物源农药增效剂是从植物体或植物提取物及其改性物质[11]。

增效剂是农药中的一种重要助剂，本身并无活性，但与相应的农药混用时，能明显改善其润湿、展布、分散、滞留和渗透性能，减少喷雾药液随风（气流）漂移，防止或减轻对邻近敏感作物等的损害，利于药液在叶面铺展及黏附、减少紫外线对农药制剂中有效成分的分解，达到延长药效，提高生物活性，减少用量，降低成本，保护生态环境的目的；增效剂的作用机理，主要是抑制或弱化靶标（害虫、杂草、病菌等）对农药性的解毒作用，延缓药剂在防治对象内的代谢速度，从而增加生物防效。

[12]

3.2几种植物源农药增效剂的简介

3.2.1苦参碱

苦参碱从苦参树中经过严格的工艺提取制备得到的一种水剂。

这种制剂本身具有一定的杀虫、杀螨、杀菌和促进植物生长的作用，与常见的化学合成农药混用，表现出明显的增效作用，可大大降低化学农药的用量，从而减少化学合成农药对环境的污染，由于该制剂中多数为中草药，该制剂对人、畜无毒，对环境安全，不伤害天敌，有利于生态平衡。

作为一种无公害的农药增效剂，曾在全国各地进行过多项防治病、虫、草害以及植物生长调节的田间实验，它可以与有机氯类、有机磷（敌敌畏除外）类、有机硫类、杂环类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类杀虫（螨）剂混用，可用于防治蚜虫、害螨、菜粉蝶、棉铃虫、犁木虱等害虫，与杀菌剂混配防治植物病害，与除草剂混用防除杂草，还可以促进植物生长和增产。

3.2茶皂素

茶皂素是从山茶科植物的种子提取的一种五环三萜化合物，是一种性能优良的天然非离子型表面活性剂，茶皂素在农药工业上主要应用于可湿性粉剂领域，作为润湿剂、水溶性农药的助剂、植物性杀虫剂及杀菌剂、植物生长调节剂等，具有无毒、能自动降解、对农药增效明显等特点，是一种极有前途的环保型农药助剂，茶皂素由于有良好的生物活性，与杀虫单、马拉硫磷、灭多威、功夫菊酯、烟碱、乐果、鱼藤酮混配，可防治菜缢管蚜、小菜蛾、柑桔全爪螨等，有明显的增效作用。

1998年王小艺、黄炳球的研究也表明,茶皂素对乐果和草甘膦等也具有显著的增效作用。

[13]

由于茶皂素的驱避和生物激素作用，其本身也是一种很好的生物农药，还能刺激作物生长。

地下害虫是很难防治的虫害，以茶皂素为主剂研制的专用杀虫剂，不但能有效地杀死地老虎、蚯蚓、线虫等，而且不会造成土壤污染，有利于环境保护。

3.3黄荆素

黄荆素来源于马鞭草科的黄荆，其对杀虫剂的增效作用十分明显，将黄荆素与杀虫剂的不同类别拟除虫菊酯杀虫剂敌杀死、高效氯氰萄酯、有机磷杀虫剂辛硫磷、氨基甲酸酯杀虫剂、苯基吡唑杀虫剂等，进行混用，有十分明显的增效作用，黄荆素对杀虫剂增效作用之大、增效范围之广是现有杀虫剂增效剂无法可比的。

黄荆素除了具有增效作用外，对蔬菜蚜虫、菜青虫具有杀伤作用。

3.3植物源农药增效剂的应用前景

利用植物提取物做为增效剂应用前景广阔。

作为农药增效剂和复配剂的植物资源如香樟、苦楝、芫花等在南方分布丰富，繁殖容易。

我国是世界上最大的农药消耗国，植物源农药增效剂及复配剂具有巨大的市场潜力，使用该复配剂，可显著降低化学农药的使用量，取得丰厚的市场回报。

可根据生产规模，迅速在周边地区建立原料供应基地。

植物源增效剂可有效克服因长期大量使用化学农药而导致的害虫抗药性，减轻杀虫剂残毒对人体的危害和对环境的污染。

因此，对某些来源广且价格低的植物源增效剂，可做进一步的筛选，不但可提高杀虫效果，减轻杀虫剂使用量，还可明显降低药剂成本，也可选取结构比较简单的有效成分为模板，模拟合成新型的杀虫剂或增效剂。

4植物源农药增效剂的增效研究

4.1原理和目的

随着杀虫剂研究发展的不断深入,科学合理地选用增效讯或将现有品种进行增效混配、混用,不仅可显著提高原有效成份的杀里活性,扩大防治对象,减少用药次数,还可在一定程度延缓害虫抗药性的发展,延长杀虫剂的使用寿命,减少环境中杀虫剂的投放量,从而起到降低生产成本、保护环境、造福人类的作用。

从多种杀虫植物中分别提取其有效成分,根据农药混配原理,对某些活性物质进行加工、组配后进行生物活性测定,筛选出增效显著的组合及其最佳配比,并对其溶剂、表面活性剂、增效剂等多种助剂进行筛选试验,以便探讨研制出一种增效显著、稳定的、具有较好的速效性和较长的持续期及对环境生态安全的广谱型植物源复配杀虫剂和相应的加工工艺。

4.2农药与增效剂混配原则

杀虫剂的合理混用是害虫抗性智力策略中多向进攻智力的主要措施之一。

其延缓害虫抗性发生发展的原理主要是根据毒物对生物的多位点作用,使目标害虫不易产生抗性[14]。

尽管农药混剂开发是在单剂的基础上进行的,但不能把它看成是几种农药单剂的简单相加,而是根据实际需要进行的农药品种再创造再开发。

所以要严格按照农药品种登记的要求作好各项工作,杀虫剂混配一般应遵循以下几个基本原则[15]：

（l）混用成分间相互增效,这样既可增加成功概率,又具有明显的经济效益；

（2）混用必须在对其中任一杀虫剂的抗性选择之前使用（除非创它门有负交互抗性）；（3）混用的成分必须具有类似的残效期（最好是残效期比较短的杀虫剂）；（4）避免杀虫机理相同的杀虫剂进行混用；（5）混用的各组分之间应该不发生不良的物理化学变化,应具有一定的稳定性,且对高等动物及天敌的毒性不应增加；（6）混合后使用成本不会增加。

5本研究的目的与意义

麦蚜在我国发生严重，由于长期的化学防治，形成了很强的药剂选择压，抗性逐渐增强，再加上全球气候的影响以及我国耕作栽培制度的改变以及麦蚜本身繁殖能力强、迁飞习性等综合因素的影响，麦蚜很难防治，严重制约了我国农业生产的发展，而有关麦蚜的国内外研究，大多停留在抗性监测和抗性测定水平，对其抗性机理的研究还不够，抗性治理工作仍然存在许多问题，这给麦蚜的抗性治理留下了隐患。

由于麦蚜已形成了很强的抗性，盲目地使用化学农药防治，只能加剧复杂的抗性局面。

为了能延缓麦蚜抗药性的发展，选择高效的药剂及科学地使用增效剂，以便在生产实际中，做到科学合理用药，减少用药量，对有效防治麦蚜和延缓其抗药性的发展，具有很好地指导意义。

[1]张广学，钟铁森.1983.同翅目蚜科.北京:

科学出版社

[2]尹青云，郑王义，李峰.2003.温度对麦长管蚜发育和生殖力的影响.华北农业学报.18（3）：

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[5]须志平.新烟碱类杀虫剂在作物保护方面的应用[J].世界农药，2009，31（l）:

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[6]张国生，侯广新.烟碱类杀虫剂的应用、开发现状及展望[J].农药科学与管理,2004,25（3）:

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[10]新烟碱类杀虫剂——呋虫胺具有良好发展前景.农药导报：

2012.03:

234

[11]王剑文，付均,宋启示,等.植物杀虫剂资源的开发利用[J].资源开发与市场,1996,12（6）:

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[12]王红艳.植物源农药增效剂及其增效机理研究进展[J].农业技术与装备，2012.11:

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[14]吴士雄，张凌.论我国农药混配现状与管理[J].农药科学与管理，2013,10:

2-5

[15]刘贤进，等.杀虫剂研制与开发中几个基本问题的商榷[J].江苏农药，1995,3:

14-17

三、研究内容与技术路线

1增效剂对新烟碱类农药的增效作用

1.1供试虫源

自河南农业大学毛庄农场采集麦长管蚜，接入室内培育的麦苗上，于人工气候箱内饲养（饲养温度23±1℃，湿度为60-80%，光照周期为16L:

8D）,饲养25代后取健康一致的无翅成蚜供试验。

1.2供试药剂

杀虫剂：

97%噻虫啉原药、95%噻虫胺原药、95%呋虫胺原药

植物源增效剂：

苦参碱、茶皂素、黄荆素

1.3生物测定

1.3.1毒力测定

采用浸渍法测定三种新烟碱类杀虫剂对麦长管蚜的毒力

将农药原药用丙酮配成一定浓度的母液，用时用0.1%Triton-X100稀释成5-7个浓度，每个浓度处理40头，重复四次。

以0.1%Triton-X100处理作对照。

将麦苗浸20s后，晾干，将试虫挑到有麦苗的指形管中，置于正常条件下培养48h后观察结果，幼虫不能正常爬行为死亡。

生物测定试验每次的对照死亡率应在10%以下，数据处理使用SPSS软件计算毒力回归方程、致死中剂量LD50。

1.3.2增效测定

1.3.2.1不同时间下苦参碱对噻虫啉的增效作用

采用浸渍法法，先用增效剂处理无翅成蚜，一定时间后再按毒力测定法选用5-7个药剂浓度处理，以0.1%Triton-X100处理作对照。

死亡标准同毒力测定。

数据处理使用SPSS软件计算毒力回归方程、致死中剂量LD50。

1.3.2.2不同浓度茶皂素对噻虫啉的增效作用

将农药母液用0.1%Triton-X100稀释为系列浓度后添加一定比例的增效剂，再按毒力测定法进行处理。

以0.1%Triton-X100处理作对照。

死亡标准同毒力测定。

数据处理使用SPSS软件计算毒力回归方程、致死中剂量LD50。

1.3.3.3不同增效剂对三种农药的增效作用

分别将三种增效剂与三种农药混合（将农药母液用0.1%Triton-X100稀释为系列浓度后添加一定比例的增效剂），再按毒力测定法进行处理。

以0.1%Triton-X100溶液处理作对照。

死亡标准同毒力测定。

数据处理使用SPSS软件计算毒力回归方程、致死中剂量LD50。

2增效剂对麦长管蚜解毒酶活性的影响

将三种酶抑制剂用0.1%Triton-X100溶液配置成系列苦参碱溶液、茶皂素溶液、黄荆素液，采用浸渍法无翅成蚜，对照用0.1%Triton-X100处理，每处理100头放置48h后，将蚜虫置于缓冲液中研磨匀浆、离心，取上清液作酶源。

分别测定酶液中蛋白质含量、多功能氧化酶的脱甲基比活力、羧酸酯酶比活力、谷胱甘肽-s-转移酶比活力，通过实验结果得出：

1）苦参碱对多功能氧化酶脱甲基的抑制作用

2）茶皂素对羧酸酯酶的抑制作用

3）黄荆素对谷胱甘肽-s-转移酶的抑制作用

4）增效剂不同剂量对酶的抑制作用

3复配增效剂的配制及增效作用的研究

3.1增效剂单剂的选择：

根据1中实验结果选择

3.2配比的确定：

根据1中的试验结果，将两种增效剂分别按体积比的不同比例设置5个配比，将药液按一定体积比添加到药液中，分别测定其对三种杀虫剂的增效作用

3.3毒力测定

同1.3中毒力测定。

3.4增效测定

增效测定时将增效剂按一定体积比添加到药剂中，再按毒力测定法选用5-7个药剂浓度处理。

以0.1%Triton-X100溶液处理作对照。

死亡标准同毒力测定。

4增效剂对复配药剂的增效作用

4.1混剂和增效剂的增效测定

采用Sun-Johnson提出的共毒系数法评价个复配剂的生物活性效应，若复配剂的共毒系数小于80，为拮抗作用；80—120为相加作用；若大于120，为增效作用

4.2不同配比的噻虫啉和噻虫胺对麦长管蚜的联合毒力

4.2.1毒力测定：

采用浸渍法测定，同1.3

4.2.2计算不同配比的噻虫啉和噻虫胺对麦长管蚜的联合毒力

4.3苦参碱对不同配比的噻虫啉和噻虫胺的增效作用

在药液中按体积比加入3%的苦参碱，测定其对混剂的增效作用，测定方法同1.3

4.4茶皂素对不同配比的噻虫啉和噻虫胺的增效作用

在药液中按体积比加入2%茶皂素，测定其对混剂的增效作用，测定方法同1.3

技术路线：

四、研究计划与经费预算

研究计划

2013.09-2014.04查阅文献资料，学习试验操作，设计试验方案

2014.04-2014.11从田间采集蚜虫，并在室内培养，同时查阅相关资料

2014.12-2015.03测定三种农药对麦长管蚜的毒力，以及三种增效剂对三种农药的增效作用

2015.04-2015.06测定增效剂对麦长管蚜解毒酶活性的影响

2015.07-2015.10复配增效剂的配制及增效作用的研究

2015.10-2015.12增效剂对复配药剂的增效作用

2016.01-2016.05整理试验数据，撰写论文

经费预算

各种试剂6000元，实验室耗材2000元，麦种200元

五、创新之处

1、采用新烟碱类杀虫剂

2、采用来源广泛，对环境无污染、对人安全的植物源农药增效剂

六、已具备的研究条件

仪器：

电子天平，恒温水浴锅、高速冷冻离心机，紫外可见分光光度计，冰箱，人工气候箱、自动双熏纯水蒸馏器、酸度计、