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在害虫的综合治理中,基于信息素的害虫防治技术已成为一种重要的绿色防控手段。通过添加增效剂来提高信息素产品的防效可进一步促进信息素在害虫防治中的应用并减少化学农药的使用。本研究基于“反向化学生态”的理念构建了一套快速筛选梨小食心虫性信息素增效剂的流程,并基于筛选所得增效剂对梨小食心虫性诱剂进行改良,极大地提高了市售梨小食心虫性诱剂的诱集活性。最后,本研究还通过分子对接、分子动力学模拟、药效团以及静电势互补分析等技术深入探究了影响梨小食心虫性信息素不同增效剂活性的关键结构。主要研究结果如下:1.梨小食心虫性信息素候选增效剂的靶向筛选构建了由42种桃、梨等寄主挥发物及苹果蠹蛾等鳞翅目昆虫性腺提取物组成的气味分子库。以梨小食心虫嗅觉识别中的关键蛋白信息素结合蛋白2(Grapholita molesta pheromone binding protein 2;GmolPBP2)为分子靶标,基于分子对接技术评估了气味分子库中的化合物与GmolPBP2的理论结合活性。我们选择了 Codlemone、E,Z-7,9-dodecadienyl acetate、Z-3-hexenyl hexanoateh 和 hexyl hexanoate 等 4 种气味分子用于体外结合活性检测。体外结合试验显示,这4种气味分子与GmolPBP2的解离常数(Kd)值分别为 2.07±0.53μM、3.89±0.75μM、11.28±1.88μM 和 14.54±3.05μM,均与分子靶标GmolPBP2均有较强的结合能力,其中以Codlemone和E,Z-7,9-dodecadienylacetate的结合能力最强。此外,这4种气味分子与GmolPBP2的体外结合活性与基于分子对接预测的理论结合活性顺序一致,证实了本研究构建的气味分子活性评价体系是可靠的。我们选择Codlemone等4种与GmolPBP2具有较高亲和度的气味分子作为梨小食心虫性信息素候选增效剂。2.梨小食心虫性信息素增效剂增效活性的检测通过室内行为学试验和田间诱集试验对虚拟筛选所得的候选增效剂进行了增效活性的检测。试验结果表明,Codlemone(Cod)对梨小食心虫性信息素二元混合物(Z-8-dodecenyl acetate:E-8-dodecenyl acetate=95:4)和三元混合物(Z-8-dodecenyl acetate:E-8-dodecenyl acetate:Z-8-dodecenol=95:4:10)均有良好的增效活性。Cod对梨小食心虫性信息素二元和三元混合物的增效幅度无显著差异,且均随着Cod添加量的增加而升高。当Cod的添加量为10时,其对梨小食心虫性信息素的增效活性达到最佳。其余3种候选的增效剂对梨小食心虫性信息素则无显著增效活性。本研究进一步比较了 Cod以及现有增效剂Z-8-dodecenol(Dod)对梨小食心虫性信息素的增效活性,发现Cod的增效活性显著优于Dod。在此基础上以Cod为增效剂对市售的梨小食心虫性诱剂进行改良,发现Cod与梨小食心虫性信息素的最佳混配比例为Z-8-dodecenyl acetate:E-8-dodecenylacetate:Cod=95:4:10。在该比例下,梨小食心虫性诱剂的田间诱集效率提高了5~6倍。3.梨小食心虫性信息素增效剂活性差异的关键结构研究作为梨小食心虫性信息素的两种典型增效剂,Cod和Dod的化学结构极其相似,对梨小食心虫性信息素的增效活性却差异很大。本研究通过探究Cod和Dod与分子靶标GmolPBP2的互作机制,揭示了造成Cod和Dod活性差异的关键结构。首先采用分子对接及分子动力学模拟的方法获了 GmolPBP2-Cod和GmolPBP2-Dod这两个复合物的稳定三维构象。在这两个稳定构象中,我们发现Cod和Dod表现出了近似的结合模式,均位于有 Leu7、Phe11、Phe35、Trp36、Ala72、Leu89、Ile93 和 Phe116 构成的疏水口袋中,且二者的羟基都与Ala72的主链形成了稳定的氢键作用。药效团模型分析结果显示,GmolPBP2-Cod药效团中的疏水作用被C10和C11间的双键(C10=C11)显著加强。能量分解结果表明,与Cod发生疏水作用的代表性残基如Phe11、Phe35和Trp36等的能量贡献均较GmolPBP2-Dod复合物中的有明显上升。其中,在GmolPBP2-Cod复合物中,Phe11上升为GmolPBP2与Cod结合的关键残基。静电势互补(EC)分析结果显示,Cod中C10=C11的存在极大地提高了 C8~C12区域与GmolPBP2的EC。此外,Cod脂肪链所在区域疏水作用的提高改变了 Cod中羟基的朝向,使得羟基与Ala72等残基的静电作用增强。静电势互补结果显示C10=C11的存在改善了 Cod在GmolPBP2疏水口袋中的结合状态。由此可见,C10=C11这一结构是Cod对梨小食心虫性信息素增效活性优于Dod的关键因素。