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随着第一个成功开发的新烟碱类杀虫剂吡虫啉(imidacloprid)的问世,科研机构通过对此类化合物的官能团变换和构效,相继研发了一系列新烟碱类杀虫剂,如噻虫啉(thiacloprid)、噻虫嗪(thiamethoxam)、呋虫胺(dinotefuran)、氟啶虫胺腈(sulfoxaflor)。国内相关研究单位在吡虫啉的基础上通过结构改造与优化自主研发了一系列吡虫啉类似物,其生物活性有待检测。新烟碱类杀虫剂作用于昆虫烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors, nAChRs),作为昆虫nAChRs的选择性激动剂都包含硝基(-NO2)或氰基(-CN)集团的反式共轭结构,例如吡虫啉(imidacloprid)和噻虫嗪(thiamethoxam)。通过引入稠环结构控制其硝基为顺式构型,合成了一系列化合物,这些化合物杀虫范围较宽,证明了该合成策略的合理性与可行性。环氧虫啶(cycloxaprid)是作为一种顺式硝基新烟碱类化合物,表现出高效、高选择性、低毒等优秀生物学特性,可能成为国际上具有重要影响力的新一类杀虫剂,其活性显著优于吡虫啉。华东理工大学科研机构以吡虫啉和环氧虫啶为先导化合物,通过对此类化合物的官能团变换,相继研发了吡虫啉系列和环氧虫啶系列新烟碱类杀虫剂类似物。本文对这俩类新烟碱类类似物进行毒力评价与交互抗性评价,并对吡虫啉系列化合物IPP165059的作用机制进行研究。一、吡虫啉及其类似物的室内毒力评价本章吡虫啉类似物是在吡虫啉基础上通过加成反应得到的。NJm455系列,NJm403系列,NJmb51系列18种药剂对敏感品系褐飞虱进行室内毒力测定,筛选出校正死亡率较高的药剂是NJm455A, NJm4033, NJmb514。在40ng/虫用药量这三种药剂的校正死亡率在相同浓度下与吡虫啉比较。NJm455A, NJm4033, NJmb514这三种药剂校正死亡率均小于吡虫啉的校正死亡率。由于毒力远低于吡虫啉,评价认为该类化合物不存在继续开发的价值。二、吡虫啉系列、环氧虫啶系列的毒力及交互抗性评价本章对吡虫啉、环氧虫啶及其衍生物进行了室内毒力测定和交互抗性评价。在吡虫啉系列中,IPP165059在敏感品系和抗性品系上的致死中量LD5o值均小于吡虫啉,表明在吡虫啉结构基础上,用H原子取代吡啶环上的C1原子,使得毒力增强。在环氧虫啶系列中,IPP165029和IPP165030在敏感品系上的LD50值均小于环氧虫啶;但是二者在抗性品系上的致死中量LD50值均大于环氧虫啶,说明这两个化合物与吡虫啉存在比较明显的交互抗性,使得两个化合物在防治褐飞虱时存在不稳定性。IPP165026在敏感品系和抗性品系上的致死中量LD5o值均小于环氧虫啶,说明IPP165026毒力比吡虫啉高。在交互抗性方面,IPP165059与吡虫啉之间存在明显的交互抗性,说明IPP165059可能具有吡虫啉相同或相似的作用机理,需要进一步开展研究。三、化合物IPP165059作用机制研究IPP165059和吡虫啉对爪蟾卵母细胞中表达的包含褐飞虱N1αl和小鼠β2亚基的杂合受体Nlal/β2的作用结果表明了二者作为激动剂作用于昆虫nAChRs,其激动反应可以被典型的nAChRs抑制剂MLA和DHβE完全阻断。Y151S突变源自本实验室筛选的褐飞虱品系(筛选超过30代)位于Nlal亚基与激动剂结合密切相关的LoopB上。外源表达与电生理实验结果表明,突变造成NIal/β2受体对IPP165059的敏感性下降3.53倍,造成吡虫啉敏感性下降2.38倍,对IPP165059的影响比吡虫啉更显著,说明突变对IPP165059的敏感性影响大于吡虫啉。