松材線蟲病(pine wilt disease)是由松材線蟲通過松褐天牛(Monochamus alternatus)等媒介昆蟲傳播的一種危險性極高的病害,自1982年在江蘇南京中山陵首次發(fā)現(xiàn)以來,已對我國江蘇、浙江、安徽、江西、山東、湖北、湖南、廣東、重慶、貴州等10省(市)的80多個縣級行政區(qū)內(nèi)的松林造成了嚴重危害,累計直接經(jīng)濟損失約42億元,對于名勝區(qū)、自然保護區(qū)及重點生態(tài)區(qū)的安全和發(fā)展同樣造成了巨大的影響。
    在松材線蟲病的防治上,不管是生物防治、化學防治或誘導抗性,都由于種種原因存在一定的局限。目前采用化學殺線蟲劑,雖有效,但對環(huán)境造成了巨大的壓力。因此,從生物源中尋找新的、對環(huán)境安全的殺線蟲活性物質(zhì)或先導化合物,并開發(fā)成線蟲防治劑是一項緊迫的任務。
華南農(nóng)業(yè)大學的專家研究了合成的肉桂酰胺類化合物的殺松材線蟲活性及其構效關系,為創(chuàng)制新型殺線蟲劑,提高植物線蟲的防治水平提供科學的依據(jù)。
    生測結果表明,在150 μg/mL濃度下,供試酰胺類化合物中的N-甲基-N-苯乙烯基肉桂酰胺(Lansiumamide,21號)、(E)-3-(2-氯吡啶-4-基)-3-(4-乙基苯基)-N-乙基苯基丙烯酰胺(14號)、(E)-3-(2-氯吡啶-4-基)-N-(3,4-二甲氧基苯基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酰胺(6號)、(E)-N-(3,4-二甲氧基苯基)-3-(3,4-二甲基苯基)-3-(吡啶-4-氯)丙烯酰胺(8號)在72 h的校正死亡率分別為100％、67.87％、54.16％、49.07％,活性相對較好。
    毒力測定結果表明,N-甲基-N-苯乙烯基肉桂酰胺(21號)在24 h、48 h、72 h的致死中濃度(LC50)分別為8.38、6.36、5.38 μg/mL。(E)-3-(2-氯吡啶-4-基)-3-(4-乙基苯基)-N-乙基苯基丙烯酰胺(14號)在24 h、48 h、72 h的LC50分別為300.56、173.77、11 3.79 μg/mL。(E)-3-(2-氯吡啶-4-基)-N-(3,4-二甲氧基苯基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酰胺(6號)在24 h、48 h、72 h的LC50分別為305.3、178.51、126.18 μg/mL。(E)-N-(3,4-二甲氧基苯基)-3-(3,4-二甲基苯基)-3-(吡啶-4-氯)丙烯酰胺(8號)24 h、48 h、72 h的LC50分別為429.66、314.58、252.36 μg/mL。參比殺線蟲劑阿維菌素在24 h、48 h、72 h的LC50分別為18.88、8.98、7.23 μg/mL。
    構效關系分析結果。將供試的21種肉桂酰胺類化合物的殺松材線蟲活性和疏水性常數(shù)進行相關性分析時,結果顯示,在疏水性3.77～5.45范圍內(nèi),活性和疏水性沒有顯著的相關性,說明疏水性對該類化合物的活性貢獻不大。將供試化合物的殺線蟲活性和偶極距進行相關系分析時,數(shù)據(jù)顯示活性隨著偶極距的增加,有的下降趨勢。將供試的化合物的殺線蟲活性和摩爾折射率進行相關性分析時,結果證實,Lansiumamide B(21號)和其它供試肉桂酰胺類化合物的活性和摩爾折射率差異較大,有離群現(xiàn)象。比較二者局部結構差異時發(fā)現(xiàn),羰基上的O和鄰近苯環(huán)上的H會形成H鍵,由于Lansiumamide B(21號)只有一個苯環(huán),所以分子結構發(fā)生了折疊,由此導致了空間立體結構的差異。綜合各方面的因素推斷這個折疊是造成活性的差異的重要原因。
    在研究供試化合物芳香環(huán)上的取代基對活性的影響時,結果顯示:吡啶環(huán)上的Cl原子對于活性作用不明顯;酰胺基碳端β位碳上苯環(huán)的各種取代基上一系列的取代基(甲基、乙基、甲氧基、叔丁基)對活性的影響也不明顯;酰胺基N端γ位碳上連接的苯環(huán)上的取代基(-OH、-OCH3)中,-OCH3對于化合物的殺線蟲活性有促進作用,-OH對于活性有降低的作用。
    生理生化測定結果表明:在設定的濃度下活體測定時(E)-3-(2-氯吡啶-4-基)-3-(4-乙基苯基)-N-乙基苯基丙烯酰胺(14號)對松材線蟲的乙酰膽堿酯酶有激活作用。對線蟲的過氧化氫酶的活性在低濃度下有激活作用,高濃度下有抑制作用。