植物挥发性气味物质在蚊虫绿色防控技术中的应用

地区:上海市 宝山区

关键词:中国人民解放军海军医学研究所

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000001283

成果描述:

项目背景:长期大量的化学杀虫剂使用,使人类面临着害虫抗药性增强、环境污染、生态破坏等严峻问题。而近年来蚊媒传染性疾病愈演愈烈,寻求化学杀虫之外的新技术、新方法来控制蚊虫危害是预防医学研究的重要内容。在有害生物防治研究领域,基于昆虫取食习性而研发的植物挥发性引诱剂与忌避剂已在一些农业与林业害虫防治中成功应用,但在蚊虫尚少见。该项目旨在筛选植物挥发性引诱剂与驱避剂的基础上,采用“推-拉”式一体化蚊虫防控策略,也即在目标保护区域利用驱避剂散发的特殊气味,构建空间保护区,使蚊虫产生忌避反应逃离、或失去对寄主的定向吸血能力,同时在非目标保护区应用引诱剂来集中灭杀蚊虫,从而最大程度地减少农药使用、降低环境污染、避免生态破坏,实现蚊虫治理中经济效益、生态效益与社会效益的高度统一。该成果属预防医学之媒介生物防治领域。主要科技内容:基础研究-蚊虫嗅觉行为反应生物测试系统及装置的建立;有效物质筛选-植物挥发性气味物质诱导的蚊虫行为反应与功能定位;实用化研究-蚊虫功能性气味物质野外应用技术条件研究。关键创新点:独创了蚊虫嗅觉行为反应风洞研究方法,自主研制了蚊虫行为反应风洞装置与辅助设备,建立了系统的实验方法与技术参数,提高了蚊虫引诱剂与驱避剂评判的严谨性与科学性;通过系统研究功能性气味化合物与蚊虫嗅觉定向行为反应之间的动态反应规律,首次发现昆虫功能性气味化合物并非总如经典理论所述“低浓度时引诱,高浓度时驱避”,而可清晰定性为引诱剂、驱避剂与嗅觉抑制剂,并筛选出了高效的引诱剂HY-3酚、驱避剂柠檬醛与嗅觉抑制剂茴香醛;设计了“植物源引诱剂+紫外灯”技术方案,诱捕效果优于市场现有技术产品:其中优于紫外诱蚊灯62.6%、优于CO<,2>诱蚊器42.44%,优于化学引诱剂3-羟基-辛烯-1诱捕率45.6%;首次提出了“推-拉”式一体化蚊虫防控策略,并实例验证了空间驱避剂与引诱剂联合应用于蚊虫防治高效可行:野外条件下加设引诱剂后空间驱避剂100%保护有效距离达120cm,85%保护有效距离达160cm,与此同时,加设驱避剂后还可再次提高相对诱捕数12.5%。经济与社会效益:推广应用方面:2012-2015年该成果在山东、江苏、浙江、安徽、海南等地推广应用,应用总面积约2000余亩,推广应用结果表明,在大幅降低农药使用的情况下,蚊虫控制效果显著;3年新增产值总计5000余万,经济效益显著;因其操作简便,气味芬芳、对人体无毒害,专一性好、对生态友好,具较好的推广应用潜能。科普方面:借助海军医学研究所搭建的青少年科普教育基地平台,项目组指导中学生积极参与科技创新,其中“栀子花挥发物在蚊虫诱杀技术中的应用”获2015年度第30届上海市青少年科技创新大赛一等奖。科技进步作用:该项目获国家专利1项,发表论文13篇,其中SCI论文4篇,他引104次。创新了蚊虫嗅觉行为试验方法,丰富了昆虫化学生态理论,提升了现有蚊虫防治技术水平,对预防医学及昆虫化学生态技术领域的科技进步具积极的推动作用。
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