本团队继续保持杀螨剂毒理学,农药剂型与纳米材料,以及昆虫/螨类化学生态学共3个研究方向,分别开展基础理论和应用基础方面的研究。在2022年度的研究基础上,今年主要取得进展如下:
1.基于水稻田微酸性环境的除草剂-安全剂的智能双控制释放体系
针对水稻田常用商品化除草剂丙草胺乳油制剂存在的大量使用有害溶剂、对水田生物具备环境风险、有效对靶标杂草沉积率偏低等局限性,基于金属-有机框架材料(MOF)在酸性条件缓慢降解的特性,采用先封装丙草胺,再自组装吸附安全剂AD-67的制备策略,构建了基于水稻田微酸性环境的除草剂-安全剂的智能双控制释放体系AD-67@Pre@ZIF-67。该研究论文题为“A MOF-based pH-responsive dual controlled-release system for herbicide pretilachlor and safener AD-67 delivery that enhances the herbicidal efficacy and reduces side effects”,发表在纳米毒理学知名期刊 Environmental Science:Nano 上,并被选做期刊的底部封面文章。西南大学植物保护学院硕士研究生郭琨宴为文章第一作者,湖南农科院柏连阳院士、邓希乐副研究员及西南大学植物保护学院钱坤教授为文章的通讯作者。
2.拟除虫菊酯抗性害螨再猖獗的分子机制及叶螨注射法RNAi的建立
乙唑螨腈(Cyetpyrafen)是一种线粒体复合物II(METI II)抑制剂。本研究系统研究了二斑叶螨(Tetranychus urticae)对乙唑螨腈抗性种群的交互抗性、遗传方式和适合度。乙唑螨腈抗性种群(Cyet-R)对腈吡螨酯(>2,500倍)和丁氟螨酯(约190倍)具有明显的交互抗性。经典遗传学实验结果表明,F1RS(Cyet-R♀ × Tu-YN♂)和F1SR(Tu-YN♀ × Cyet-R♂)的LC50分别为3126.30 mg/L和2743.97 mg/L,二者无显著差异,表明其为常染色体遗传。F1RS和F1SR的显性度(D)值介于0和1之间,表明二斑叶螨乙唑螨腈抗性为不完全显性遗传。正交回交和反交回交结果表明乙唑螨腈抗性为多基因遗传。此外,生命表结果表明乙唑螨腈抗性种群(Cyet-R)具有明显的总繁殖力的优势。综上表明,二斑叶螨乙唑螨腈抗性遗传方式为常染色体、不完全显性、多基因控制,具有明显的交互抗性和适合度优势。因此,为了维持乙唑螨腈对二斑叶螨的有效性,应考虑及时采取合理的应用和预防措施。该研究成果于农林科学一区期刊Pesticide Biochemistry and Physiology发表论文一篇。
3.基于人工智能技术批量预测昆虫敏感气味物质平台搭建
利用气味敏感物质来控制昆虫的行为一直是昆虫“绿色”控制研究的热点,但是使用传统的逆向化学生态学方法来探索昆虫敏感气味物质既费时又费力。本研究广泛搜集昆虫嗅觉受体(odorant receptor, OR)信息并利用深度学习算法对昆虫敏感气味物质进行大批量的预测,构建了昆虫气味受体和配体数据库(insect odorant receptor and ligand database,iORandLigandDB)。该数据库为分子生物学实验提供了许多敏感气味物质以及与其紧密相关的昆虫气味受体特性。目前已知昆虫气味受体的三维结构数据和配体对接数据都可以在数据库获取并进一步分析。iORandLigandDB现在可以免费进行访问(https://www.iorandliganddb.com/)。