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转让信息
专利转让 —— 靶向害虫谷胱甘肽-S-转移酶的广谱杀虫剂增效剂介绍 (专利申请)
网站编辑:华体会hth·体育(中国)官方网站    发布日期:2023-07-27 16:04:02    字号: A   A   A

化学类型

增效剂为小分子化合物,结构新颖,为全新谷胱甘肽-S-转移酶(GST)抑制剂,可抑制昆虫GSTs总酶的活性。

 

分子机理

通过直接抑制GST酶的活性,阻止其与谷胱甘肽(GSH)与外源化合物(如杀虫剂)结合,从而达到抑制GST酶功能的作用,进而阻止GST代谢杀虫剂。本增效剂是直接抑制GST酶这个机理下唯一的小分子化合物抑制剂(已报道S-Hexylglutathione(GTX),但GTX是缩合三肽,在昆虫消化道很容易被水解,无法作为增效剂),具有更灵活的制剂方式。对其它解毒酶系如P450、羧酸酯酶等均无抑制活性,具有良好的靶向特性。

对多种经济作物、大田作物害虫GSTs总酶抑制效果

经对3种经济作物害虫(小菜蛾、桃小食心虫、斜纹夜蛾)和6种大田作物害虫(粘虫、玉米螟、二化螟、褐飞虱、草地贪夜蛾、棉铃虫)的测试,GSTs总酶均具有明显的抑制活性,可显著降低以上害虫GSTs总酶对杀虫剂的代谢活性。

小菜蛾田间品系室内生测结果

(1) 与氯虫苯甲酰胺复配增效

小菜蛾:

采集小菜蛾云南和广东惠州田间品系(F0代),对其F1代(对氯虫苯甲酰胺的抗性倍数分别为479倍和2188倍)进行室内生测,加入该增效剂后(浓度为200 mg/L,非最优浓度,正在做减量梯度试验),氯虫苯甲酰胺对小菜蛾云南田间品系的LC50由110.17 mg/L下降至14.04 mg/L,抗性倍数由479倍下降至61倍;氯虫苯甲酰胺对小菜蛾广东惠州田间品系的LC50由503.38 mg/L下降至148.45 mg/L,抗性倍数由近2200倍下降至645倍。

稻纵卷叶螟:

从广州市白云区钟落潭广东省农业科学院白云试验基地田间采集稻纵卷叶螟低龄幼虫,在田间采回后,取其2龄幼虫作为供试虫源(对氯虫苯甲酰胺的抗性倍数为66.32倍)。加入该增效剂后(浓度为100 mg/L,非最优浓度,正在做减量梯度试验),氯虫苯甲酰胺对稻纵卷叶螟的LC50由4.51 mg/L下降至0.58mg/L,抗性倍数由66.32倍下降至8.53倍。

(2) 与茚虫威复配增效

小菜蛾:

采集小菜蛾广东惠州田间品系(F0代),对其F1代(对茚虫威的抗性倍数144倍),加入该增效剂后(浓度为200mg/L,非最优浓度),茚虫威对小菜蛾抗性品系的LC50由74.72 mg/L下降至51.21 mg/L,小菜蛾广东惠州田间品系对茚虫威的抗性倍数由144倍下降至98倍。

(3) 与呋虫胺复配增效

褐飞虱:

从广州市白云区钟落潭广东省农业科学院白云试验基地田间采集褐飞虱高龄若虫,在室内饲养2代后,其3龄若虫作为供试虫源(对呋虫胺的抗性倍数251.28倍)。加入该增效剂后(浓度为6.25mg/L,为最低浓度),呋虫胺对褐飞虱抗性品系的LC50由35.18mg/L下降至5.17mg/L,褐飞虱田间品系对呋虫胺的抗性倍数由251.28倍下降至36.93倍。

与杀虫剂复配对害虫大田防治试验结果

(1) 与康宽复配对小菜蛾大田防治试验

与20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂(康宽)混配后,与单独使用康宽对比,混合药剂对小菜蛾的田间防效有明显提高,其中增效剂对3000倍康宽(2g/亩)的防效提升最为显著。

(2) 与多杀·甲维盐复配对小菜蛾大田防治试验

与5%多杀· 甲维盐SC混配后,施药后一天就可观察到显著的增效效果。

(3) 与四氯虫酰胺复配对水稻二化螟大田防治试验

与10%四氯虫酰胺悬浮剂混用较四氯虫酰胺单独使用展现出了较好的增效效果。安全性评价方面,四氯虫酰胺混配增效剂在测试剂量下对供试水稻品种安全。

(4) 与四氯虫酰胺复配对稻纵卷叶螟大田防治试验

与10%四氯虫酰胺悬浮剂混配显示出了较好的增效效果,两者桶混较四氯虫酰胺单剂保叶效果有显著提升。

前景分析

(1) 全新的抗药性解决方案

克服抗药性目前主要集中于开发具有新的作用方式的新型杀虫剂,但生物化学靶标的数量有限,加之基于新靶标研发出的新型杀虫剂,也无法摆脱解毒酶系介导的抗药性,所以寻找到降低和消除害虫抗药性的解决方案至关重要。

害虫对杀虫剂的抗性机制可大体归纳为代谢抗性、穿透抗性和靶标抗性三类,以解毒酶介导的代谢抗性较为常见。研究发现,GST作为昆虫体内重要的解毒酶系,可通过基因突变、活性增加和上调表达等方式参与害虫对有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类、新烟碱类、双酰胺类、以及阿维菌素等多种常用杀虫剂的抗药性,因此,GST可作为消除现有杀虫剂抗药性的理想靶标。

研发靶向害虫GST的广谱杀虫剂增效剂,能够通过抑制害虫GST的活性降低甚至消除害虫对现有杀虫剂的抗药性,大幅度提高现有杀虫剂在田间的药效,或在不影响药效的情况下大幅度减少现有杀虫剂的使用量,产生重大的经济和环境效益,有望成为解决常规农药制剂抗药性问题的全新解决方案,符合国家“双减”政策。

(2) 具有广谱的靶标害虫防治效果

除已测试与康宽、茚虫威复配后对小菜蛾广东和云南田间高抗品系的防治效果外,还测试了对2种经济作物害虫(桃小食心虫、斜纹夜蛾)和6种大田作物害虫(粘虫、玉米螟、二化螟、褐飞虱、草地贪夜蛾、棉铃虫)的GSTs总酶的抑制活性,效果与对小菜蛾GSTs总酶的抑制活性相当,甚至超过小菜蛾,由对消除抗药性靶标GST抑制活性可预见对以上害虫也会有良好的防治效果。

(3) 可与杀虫剂抗性工作委员会(IRAC)公布的大多数不同类型的杀虫剂复配

已完成与康宽(第28类鱼尼丁受体调节剂双酰胺类杀虫剂氯虫苯甲酰胺)和茚虫威(第22类电压依赖性钠离子通道阻断剂噁二嗪类杀虫剂)2种不同类型杀虫剂的复配。康宽和茚虫威这两类杀虫剂属于作用机理完全不同的杀虫剂类型,该增效剂是消除抗药性靶标GST抑制活性,可推断本增效剂可以与IRAC的其它26类杀虫剂(如烟碱类、拟除虫菊酯类)复配产生增效作用,甚至可以消除现有杀菌剂和除草剂由于真菌和杂草体内GST介导的抗药性。

(4) 延缓新型杀虫剂的抗药性。

格力高在2021年下半年上市,近期已有多地反馈格力高在大田中已产生很严重的抗药性,3倍推荐剂量已没有防治效果,该增效剂拟可延缓格力高的抗药性,并且可解决格力高目前产生抗药性的问题。

(5) 本身无杀虫活性,安全性好。

该增效剂本身无杀虫活性,单独使用在200 ppm 浓度下对小菜蛾福建室内敏感品系与CK(丙酮、水、曲拉通)组无差异;通过小鼠急性经口毒性试验,所有48只小鼠未有死亡情况,根据药物受试浓度,药物毒性对小鼠为>5000 mg/kg,根据急性经口毒性分级,该增效剂为微毒药物。

(6) 合成成本较低、混配稳定。

按目前该增效剂50 ppm(非最优浓度)与康宽成品药复配为例,成本约为2元/亩/次(实验室小试阶段)。通过合成工艺优化和进一步的减量梯度试验,在中试和工业化生产阶段有望继续降低小于1元/亩。

实验室小试合成工艺获得的该增效剂纯度高达95%以上,与康宽、四氯虫酰胺、茚虫威、甲维盐等杀虫剂复配后溶液理化性质较为稳定,该增效剂既可以预混,也可以桶混。

(7) 与现有商品化增效剂对比优势:

杀虫剂增效剂主要有13个品种,应用范围比较广的有增效醚(Piperonyl butoxide, PBO)、增效醛(piprotal)、增效酯(propyl isome)、增效散(sesamex)、增效胺(zengxiaoan)6个品种,但均为除虫菊素和高效拟除虫菊酯的增效剂,可复配增效杀虫剂的种类很单一;增效醚和增效醛对光照敏感,在水溶液或酸性溶解下易分解。我们研发的增效剂未发现这些缺陷,有明显优势(见上)。


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