摘 要 溴氰蟲酰胺相比氯蟲苯甲酰胺的最大差異在于擁有更廣的殺蟲范圍，除了可以對(duì)咀嚼式口器的鱗翅目和鞘翅目害蟲直接進(jìn)行殺害，還對(duì)半翅目等類型害蟲具備一定殺傷作用。溴氰蟲酰胺與大部分殺蟲劑（氨基甲酸脂、有機(jī)磷類等）不存在交互抗性作用，而且針對(duì)節(jié)肢類動(dòng)物擁有較高安全性。通常情況下，果樹、蔬菜上可直接噴灑溴氰蟲酰胺或用溴氰蟲酰胺進(jìn)行灌根，甚至直接采用溴氰蟲酰胺進(jìn)行種子處理及土壤混施等處理方式，利用溴氰蟲酰胺自身所具備的良好內(nèi)吸性特征，以達(dá)到預(yù)期殺蟲效果。

關(guān)鍵詞 溴氰蟲酰胺；魚尼??；鈣離子；殺蟲劑

中圖分類號(hào)：S482.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.31.007

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20161124.0946.011.html 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-11-24 9：46：00

近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，出現(xiàn)一些高效、低毒、環(huán)境相容性好，具備獨(dú)特作用機(jī)理的新型農(nóng)藥，順應(yīng)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢[1]。其中，魚尼丁受體抑制劑因其高效低毒、廣譜殺蟲、環(huán)保的特點(diǎn)而備受世界各國重視，成為殺蟲劑研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[2]。杜邦公司在推出氯蟲苯甲酰胺后，繼續(xù)推出殺蟲劑溴氰蟲酰胺，其屬于魚尼丁受體抑制劑類殺蟲劑的第二代產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的抑制性殺蟲效果[3]，相比較而言，溴氰蟲酰胺針對(duì)農(nóng)作物的適用范圍更為廣泛，對(duì)包括鱗翅目、鞘翅目和半翅目等類型在內(nèi)的害蟲，都可以保持良好殺蟲效果[4-5]，并且兼具觸殺性與內(nèi)吸性，市場前景廣闊。

1研究進(jìn)展

1.1歷史沿革

1950年前后，美國科研人員通過多次研究，從南美大楓子科灌木尼亞那（Ryania speciosa）中得到一種有效提取物，發(fā)現(xiàn)其相對(duì)生物活性較高，并命名為魚尼丁（ryanodine）。研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物的細(xì)胞膜上，有一類能夠控制鈣離子進(jìn)出的通道（CRC），其上具備一種特殊的結(jié)構(gòu)，能與魚尼丁發(fā)生高度親和性的反應(yīng)，由此命名為魚尼丁受體（RyR）[6]。隨著相關(guān)研究的深入，日本著名生物學(xué)研究人員Tsuda博士在其研究著作中對(duì)一種可以在魚尼丁受體中進(jìn)行廣泛應(yīng)用的新型化合物進(jìn)行全面介紹，最終總結(jié)其擁有較好除草和殺菌效果，但是并不能起到強(qiáng)大殺蟲作用。以此為基礎(chǔ)，日本農(nóng)藥公司針對(duì)此化合物展開深入分析，期間拜耳公司參與進(jìn)來后，氟蟲雙酰胺作為第一種魚尼丁受體調(diào)節(jié)劑類殺蟲劑于20世紀(jì)末期正式問世[7-8]。美國杜邦公司在此基礎(chǔ)上，修改了活性結(jié)構(gòu)與基團(tuán)，取得了良好的效果。最新形式的鄰甲酰胺基苯甲酰胺類化合物于21世紀(jì)初研發(fā)完成，并以此為基礎(chǔ)，全新一代魚尼丁受體抑制劑類殺蟲劑氯蟲酰胺（chlorantraniliprole）正式進(jìn)入生產(chǎn)、應(yīng)用階段[9]。在研發(fā)后期，研究人員多次對(duì)苯環(huán)上的各種極性基團(tuán)進(jìn)行改變調(diào)整，發(fā)現(xiàn)溴氰蟲酰胺具有較強(qiáng)的內(nèi)吸活性，因此研發(fā)出了魚尼丁受體抑制劑類殺蟲劑的第二代產(chǎn)品，其中試驗(yàn)代號(hào)為DPX-HGW869[10]。

1.2作用機(jī)理

鈣離子在細(xì)胞組成中有著十分關(guān)鍵的作用，不僅有助于促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)釋放，同時(shí)對(duì)蛋白質(zhì)激素合成、細(xì)胞新陳代謝等過程進(jìn)行控制，并且參與不同膜層之間的生物信號(hào)傳遞和肌肉與神經(jīng)系統(tǒng)興奮性的維持等，都需要鈣離子充分發(fā)揮自身效用，不斷對(duì)腺體分泌進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足相關(guān)生理活動(dòng)需求[11]。細(xì)胞內(nèi)一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的鈣離子缺失現(xiàn)象，很可能引發(fā)機(jī)體死亡等嚴(yán)重問題，因此，鈣信號(hào)往往被稱為細(xì)胞體的死亡信號(hào)[12]。對(duì)于細(xì)胞體而言，大部分鈣離子均存儲(chǔ)于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，也有橫紋肌內(nèi)的鈣離子存在于肌漿網(wǎng)中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)都可以提供鈣離子通道，分別是魚尼丁受體（RyRs）和1，4，5-三羥甲基氨基甲烷磷酸肌醇酯受體（IP3Rs）[13]。大部分哺乳動(dòng)物體內(nèi)包含3種不同的魚尼丁受體，分別是RyR1、RyR2和RyR3，其中，不同受體的基因表達(dá)方式往往存在較大差異，但從氨基酸水平的同源性角度分析，3種受體的相似性特征可以達(dá)到60%以上[14-15]。Sattelle D B、Gutteridge S通過研究發(fā)現(xiàn)，不同昆蟲之間擁有十分相近的氨基酸排序，但其與哺乳動(dòng)物之間往往無法達(dá)成一致性[14， 16]。所以，對(duì)于研制出不會(huì)對(duì)哺乳動(dòng)物形成威脅的高效殺蟲劑來說，RyRs是一個(gè)非常不錯(cuò)的標(biāo)靶[17]。

溴氰蟲酰胺吸收到昆蟲體內(nèi)，導(dǎo)致昆蟲細(xì)胞內(nèi)的大部分鈣離子被迫釋放，致使細(xì)胞內(nèi)外鈣離子嚴(yán)重失衡，大部分鈣離子向昆蟲肌肉組織內(nèi)轉(zhuǎn)移，一旦鈣離子與肌鈣蛋白有效結(jié)合，一段時(shí)間后會(huì)引發(fā)肌動(dòng)朊與肌球朊收縮現(xiàn)象，最終使得肌肉纖維收縮。不僅如此，鈣離子在釋放的過程中，大量鈣離子泵被激活，細(xì)胞內(nèi)的大部分鈣離子流動(dòng)均帶有顯著的不可逆特征，隨著鈣離子流失量持續(xù)增加，昆蟲肌肉長期保持收縮狀態(tài)，將會(huì)導(dǎo)致昆蟲出現(xiàn)無法進(jìn)食、脫水、嘔吐等現(xiàn)象，最終由于肌肉過度收縮而死亡[18-19]。該藥劑的內(nèi)吸性特征十分顯著，可以在木質(zhì)部中進(jìn)行傳遞，因此，無論采用噴灑、灌根，還是土壤混施等方式，均可以達(dá)到良好殺蟲效果。溴氰蟲酰胺與氯蟲苯甲酰胺的最大差異性在于擁有更廣的殺蟲范圍，除了可以對(duì)咀嚼式口器的鱗翅目和鞘翅目害蟲直接進(jìn)行殺害[20-21]，還對(duì)半翅目等類型害蟲具備一定殺傷作用[22]。通常情況下，果樹、蔬菜上可直接噴灑溴氰蟲酰胺或用溴氰蟲酰胺進(jìn)行灌根，甚至直接采用溴氰蟲酰胺進(jìn)行種子處理及土壤混施等處理方式，利用溴氰蟲酰胺自身所具備的良好內(nèi)吸性特征，以達(dá)到預(yù)期殺蟲效果。2010年，對(duì)7種不同農(nóng)作物所存在的13種靶標(biāo)害蟲（小白菜菜青蟲、西瓜煙粉虱、豇豆薊馬、大蔥薊馬、大蔥甜菜夜蛾、豇豆美洲斑潛蠅、小白菜跳甲等）所引發(fā)的蟲害問題采用噴灑新型農(nóng)藥溴氰蟲酰胺進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)該類型農(nóng)藥對(duì)上述害蟲在低齡階段具備很強(qiáng)的殺傷效果，而且溴氰蟲酰胺不會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生威脅，其基本滿足目前市場上對(duì)農(nóng)藥高效低毒的相關(guān)應(yīng)用要求[23]。

1.3合成路線

目前，溴氰蟲酰胺的合成方式主要有以下幾種。（1）杜邦公司所采用的碘代噁嗪酮和取代胺開環(huán)獲得最終合成物[24]。（2）杜邦公司利用氰基噁嗪酮與取代胺開環(huán)獲得最終合成物。相比較而言，第二種合成方式在合成效率及合成便捷性方面具有顯著優(yōu)勢。其中，3-溴-1-（3-氯-2-2-吡啶基）-1H-吡唑-5-羧酸與氰基苯胺在甲基磺酸氯在三乙胺作用下合環(huán)生成中間體氰基嗯嗪酮[25]。（3）杜邦公司采用鄰氨基苯甲酰胺類化合物形成模式，在甲基磺酸氯條件下，苯胺與吡唑羧酸最終縮合而成[26]。（4）楊桂秋，張宇，李斌[27]發(fā)現(xiàn)，在吡唑啉羧酸酰氯化過程中，可同時(shí)氧化形成中間體吡唑酰氯，最終與氰基苯胺無縛酸劑共同合成溴氰蟲酰胺。上述合成方法相比較，最后一種合成方式相對(duì)簡單，而且環(huán)境污染少，相對(duì)安全性較高。

2應(yīng)用現(xiàn)狀

趙坤霞在山東、北京兩地開展了大田試驗(yàn)，利用高效液相色譜三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）測定方法，進(jìn)行溴氰蟲酰胺及其代謝產(chǎn)物J9Z38在土壤和蔥中的測定。試驗(yàn)采用100 g/L和150 g/L溴氰蟲酰胺油懸劑在蔥中分別進(jìn)行3次和4次藥物噴灑，根據(jù)測量，距最后一次施藥1 d時(shí)蔥中溴氰蟲酰胺的最高殘留量為0.13 mg/kg，100 g/L溴氰蟲酰胺油懸劑在蔥中使用后的殘留物量較低。試驗(yàn)結(jié)果顯示，溴氰蟲酰胺在土壤與蔥的殘留分解半衰期分別為1.3～2.6 d和2.4～4.3 d，均屬易降解農(nóng)藥[28]。

王猛通過施用溴氰蟲酰胺與氯蟲苯甲酰胺在玉米螟、甜菜夜蛾及小地老虎上進(jìn)行試驗(yàn)比較，研究過程中采用了多種不同類型的試藥方式（浸葉法、浸卵法、飼喂毒營養(yǎng)液法）。試驗(yàn)結(jié)果顯示，玉米螟、甜菜夜蛾和小地老虎的三齡幼蟲在溴氰蟲酰胺亞致死濃度為0.10， 0.05， 0.14 mg/L的劑量下均無法正常進(jìn)食，而且在藥物施用2 d后，藥效最為明顯，害蟲拒絕進(jìn)食比例基本達(dá)到80%以上。害蟲在遇到該類型農(nóng)藥后，自身體節(jié)快速縮短，短時(shí)間內(nèi)體重明顯減少?？芍槍?duì)3種鱗翅目害蟲而言，溴氰蟲酰胺所具備的殺傷能力高于氯蟲苯甲酰胺，溴氰蟲酰胺可作為氯蟲苯甲酰胺的替代藥品[29]。

黃耀亮采用10%溴氰蟲酰胺可分散油懸浮劑與60%乙基多殺霉素懸浮劑對(duì)豇豆豆野螟進(jìn)行田間防治對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，10%溴氰蟲酰胺可分散油懸浮劑與60%乙基多殺霉素懸浮劑對(duì)豇豆豆野螟的防治均有效，其中10%溴氰蟲酰胺可分散油懸浮劑稀釋1600倍后施藥2次，7 d后的防治效果均大于94.4%，優(yōu)于60%乙基多殺霉素懸浮劑稀釋3000倍后的施藥效果[30]。

曾廣通過浸葉法測定了溴氰蟲酰胺、噻蟲啉、呋蟲胺、氟啶蟲胺腈4種新型殺蟲劑對(duì)西花薊馬二齡若蟲的室內(nèi)毒效，為開展防治西花薊馬的后續(xù)研究提供了有效參考依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，10%溴氰蟲酰胺OD、48%噻蟲啉SC、20%呋蟲胺SG、50%氟啶蟲胺腈WG對(duì)西花薊馬二齡若蟲處理24 h后，LC50值分別為5.972， 6.644， 27.848， 10.468 mg /L；在藥劑處理72 h后，各藥劑對(duì)西花薊馬二齡若蟲的LC50值分別為3.522， 25.726， 5.851， 9.226 mg/L。試驗(yàn)結(jié)果證明，溴氰蟲酰胺的毒力在上述4種農(nóng)藥中較高[31]。

張明進(jìn)行10%溴氰蟲酰胺可分散油懸浮劑防治煙粉虱田間藥效試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，將10%溴氰蟲酰胺可分散油懸浮劑稀釋750倍后，在第1次用藥后3 d、7 d和第2次用藥后14 d，對(duì)煙粉虱的防治效果分別為92.4%、91.9%和98.2%，效果明顯優(yōu)于25%噻蟲嗪水分散粒劑稀釋3000倍、40%啶蟲脒水分散粒劑稀釋2500倍防治煙粉虱的效果[32]。

FETTIG C J采用濾紙法和點(diǎn)滴法比較溴氰蟲酰胺懸浮劑和溴氰蟲酰胺油懸劑對(duì)中歐山松大小蠹的毒力，試驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)處理24 h后，溴氰蟲酰胺懸浮劑的毒力效果低于溴氰蟲酰胺油懸劑的毒力效果。在單株樹應(yīng)用中，溴氰蟲酰胺油懸劑占優(yōu)勢[33]。

3展望

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)藥在病蟲害的防治過程中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，人們的生活質(zhì)量有了顯著改善，人們對(duì)農(nóng)藥的效用、安全性、環(huán)保性等也提出了更高要求。由于雙酰胺類殺蟲劑具有靶標(biāo)獨(dú)特、低毒，兼具觸殺性與內(nèi)吸性的特點(diǎn)，使其廣泛成為很多國家在害蟲防治中使用的重要手段。溴氰蟲酰胺作為新型魚尼丁受體殺蟲劑，不僅對(duì)鱗翅目害蟲具有較強(qiáng)殺傷力，對(duì)哺乳動(dòng)物安全，且環(huán)境相容性好，同時(shí)與傳統(tǒng)殺蟲劑沒有交互抗性。自第一種雙酰胺類殺蟲劑研發(fā)成功后，越來越多公司對(duì)其展開深入研究，魚尼丁受體類殺蟲劑也代表了新時(shí)期農(nóng)藥生產(chǎn)的主體方向，發(fā)展前景廣闊。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）