• 《周礼秋官》（2000多年前）：“剪氏掌除蠹物，以攻萦攻之， 以莽草熏之” • 战国时代（公元前３世纪）：药物200多种。 • 东汉末年(约公元前220年)：第一部药物专著《神农本草经》， 收载300多种药物。 • 《本草纲目》记载狼毒、百部、雷公藤、苦参、川楝、巴豆和 鱼藤根等杀虫植物。 • 后魏时代(约公元530-550年)：贾思勰《齐民要术》记载藜芦根 煮水洗治羊疥。
三、生物源天然产物农药种类
1、植物源天然产物农药
2、动物源天然产物农药 3、微生物源天然产物农药
1、植物源天然产物农药
• 植物毒素(phytotoxin) ：植物产生的对有害 生物具有毒杀作的次生代谢产物。
包括：
• 植物源杀虫剂 • 植物源杀菌剂 • 植物源除草剂 • 植物内源激素
(1)植物源杀虫剂 • Ⅰ研究概况:
鱼藤酮对昆虫作用机理:
• 抑制细胞电子传递链，降低体内ATP水平，最终使害 虫得不到能量供应，行动迟滞、麻痹而缓慢死亡。 • 抑制细胞中纺锤体微管的组装 • 影响丁二酸、甘露醇以及其他物质循环 • 穿透表皮层作用于体壁真皮细胞，引起真皮细胞病变，
影响其正常生理功能，致使在蜕皮过程中旧表皮的代 谢和新表皮的沉积形成受到干扰，出现表皮中几丁质， 粗蛋白和粗脂肪含量的异常变化，造成旧表皮较厚韧， 新体壁薄软，虫体变畸致死。
鱼藤酮类化合物
• Takei等(1929)首先提出鱼藤酮分子式为
C23H22O6。
• 鱼藤类植物中先后分离鉴定了鱼藤酮、灰叶
素(tephrosin)、鱼藤素(deguelin)、灰叶酚
(toxicarol)等杀虫活性化合物 • 都具有与鱼藤酮类似的结构母核，通常称为 鱼藤酮类化合物。
鱼藤酮&鱼藤素
CH 3O CH 3O O
O O
O
O
O
O
O
OCH 3 OCH 3
鱼藤酮
鱼藤素
灰叶素&灰叶酚
O O OH O
O O
O
O OCH 3 OCH 3
OH
O OCH 3 OCH 3
灰叶素
灰叶酚
鱼藤酮作用方式&机理
A. 作用方式 • 强烈的触杀胃毒作用：菜粉蝶幼虫
• 拒食作用：日本甲虫
• 生长发育抑制作用：某些鳞翅目害虫 • 熏杀作用 B. 作用机理 • 电子传递链呼吸抑制剂。主要作用于NADH脱氢酶 与辅酶Q之间的某一成分上，且偏向于辅酶Q。
3、先导化合物模型 以新发现的活性化合物的结构作为先导化合物模型， 用人工合成的方法进行结构优化研究，筛选出性能比 天然活性物质更好的新农药，创造重大的商业价值。 除虫菊 乙烯 系列高效拟除虫菊酯类杀虫剂。 乙烯利
沙蚕毒素
大蒜素 链霉菌产物
巴丹
抗菌素402 溴虫腈
白花除虫菊(19世纪40年代)
• 。
PDN30-94Biblioteka LS95695叶菜类蔬菜
小菜蛾
PD91105-2 LS981076
叶菜类蔬菜 十字花科蔬 菜
蚜虫等 菜粉蝶幼 虫
PD91105-3
LS97823 LS981047
2.5%鱼藤酮乳 油
7.5%鱼藤酮乳 油 25%水胺鱼藤 乳油
叶菜类害虫
叶菜类蔬菜 柑桔树
蚜虫等
蚜虫等 矢尖蚧
鱼藤酮
(2)内源性和降解性：
内源物，生物体的一部分，在自然界易于降解。 (3)多样性和复杂性：进化过程中逆境压力的多样性和 复杂性，导致次生代谢产物的多样性和复杂性。
3、生物源天然产物农药特点
(1) 相对低毒性 大多数生物源天然产物农药对哺乳动物毒性较低，使 用中对人畜比较安全。 如鱼藤酮大鼠急性经口LD50 132mg/kg
• 井冈霉素：对水稻纹枯病，小麦纹枯病高效，对稻曲 病有效，其它则防效很差，甚至根本无效。
(3)环境压力较小，对非靶标生物较安全 绝大多数为生物合成天然物质，环境中易于降解。 多数方式是非毒杀性，因而对非靶标生物，特别是对鸟类、兽 类、蚯蚓、害虫天敌及有益微生物影响较小。
(4) 缓效性 大多数作用缓慢 有害生物大量发生迅速蔓延时不能及时控制危害。 (5) 前景广阔性 生物种类繁多，次生物质丰富， 微生物新菌种种类丰富，研究开发潜力很大，前景广阔。
• 次生代谢物质：生物体分支代谢途径的最后产物 • 来源和性质与基础代谢产物不同，大多数不直接参与 维持产生者的生长发育和生殖有关的原始生化过程。
2、次生代谢物质特点
(1)防御性和选择性： 对多数昆虫或病原菌具有防御功能，一种(或一类)次 生代谢物只能防御某些种类的昆虫或病原菌，而不是 所有的昆虫和病原菌。
菜豆族 (Phaseolae)
豆薯属 (Pachyrhizus)
刀荚藤属 (Spatholobus) Calopogonium 乳豆属(Galactia) 交趾豆属 (Autheroporum)
胡枝子族 (Hedysareae)
合萌属 (Aeschynomene) 沙槐属 (Ormocarpum) 黄檀族 (Dalbergieae)
印楝素、川楝素
印楝种核提取物 中的含量最高
拒食活性最高
生长调节活 性最强
印楝素、川楝素
杀虫作用方式 最显著：拒食、抑制生长发育、忌避(?)
胃毒、抑制呼吸和不育等多种活性
活性物质 以印楝素为主的80余种杀虫活性物质，可防治10目 400余种农林、仓储和卫生害虫。 作物 粮食、棉花、林木、花卉、瓜果、蔬菜、烟草、茶叶、 咖啡等作物。尚未使害虫对产生抗药性。
生物源天然产物农药
主要内容
一、 生物源天然产物农药的特点
二、 生物源天然产物农药研究开发途径 三、 生物源天然产物农药种类
一、 生物源天然产物农药的特点
• 1、 主要概念
• 生物源天然产物农药：以植物、动物、微生物等产生 的具有农用生物活性的次生代谢产物开发的农药。
• 如:2.5%鱼藤酮乳油，20g 舞毒蛾性诱剂，15%井冈 霉素水溶粉剂等。
• 。
LS97433 LS95514 LS98799 LS98800 LS97621 LS991256 LS991257
D. 椒酰胺类化合物
我国商品化的鱼藤类杀虫剂
登记号 产品名称 1.3%鱼藤氰 乳油 7.5%鱼藤氰 乳油 2.5%鱼藤酮乳 油 1.3%鱼藤氰乳 油 登记作物 蔬菜 防治对象 蚜虫 有效成分 0.8%鱼藤酮 +0.5%氰戊菊酯 4%鱼藤酮 +3.5%氰戊菊酯 鱼藤酮 0.8%鱼藤酮 +0.5%氰戊菊酯 生产厂商 广东省德庆县西江 植保化工厂 广东省德庆县西江 植保化工厂 广东省广州农药厂 广东省丰顺县农药 厂鱼藤精分厂
鱼藤属(Derris)
孔雀豆族 (Adenanthereae)
榼藤子属 (Entada)
梭果属 (Lonchocarpus)
Piscidia
非洲山毛豆
鱼藤&鱼藤酮
鱼藤
三大传统杀虫植物之一，杀虫谱广，可防治
800多种害虫，对蚜虫、菜粉蝶、桑毛虫、二
十八星瓢虫和柑桔红蜘蛛等害虫防效优良。
鱼藤酮 从鱼藤属等植物中提取的杀虫活性的物质。
(2) 防治谱较窄，选择性明显
• 田间喷洒印楝制剂，并不影响果蝇寄生蜂羽化，羽化 的寄生蜂能正常交配，寻找新的果蝇寄主。 • 有利于保持生态平衡，有利于IPM方案的实施。 • 印楝素：鳞翅目最敏感，低于1-50mg/kg拒食效果好 • 鞘翅目，半翅目，同翅目：相对不敏感，100-600
mg/kg的浓度才可能拒食率100%。
有些毒性较高，但其活性很高，制剂有效成分含量很 低，因而在使用中对人畜仍然很安全。
如Avermectins大鼠经口LD50仅10.06mg/kg，急性经 皮LD50大于380mg/kg，但1.8%爱力螨克(阿维菌素)EC 大鼠急性经口LD50为650mg/kg，兔急性经皮LD50大于 2000mg/kg。
• 天津胜利植物农药厂0.88%双素碱(茴蒿素+百部碱)水 剂可用于防治大白菜蚜虫，是较早获得国家农业部登 记的植物源杀虫剂品种之一。
• b. 托品烷类 • 莨菪(lang dong浪当)碱、阿托品。 • 茄科植物天仙子：莨菪碱和阿托品(即消旋莨菪碱)。 • 颠茄：含阿托品和东莨菪碱。 • 茄科植物洋金花和曼陀罗：均含有这几种生物碱。
从吸水链霉菌井冈变种(Streptomyces tygroscopicus)工业发酵提取井冈霉素制成制剂
2、半合成改造
• 活性次生代谢物如活性较低，光稳定性差，或对哺乳 动物毒性大等原因而无法将其直接开发成天然产物农 药品种，则可将其作为起始原料，经结构修饰人工半 合成，筛选出性能优异，具有商业意义的新农药。 • 如：阿维菌素(Avermectins)，对螨类高效，围绕其 人工合成研究，在B1组分22和23碳位不饱和双键选择 还原，开发成功伊维菌素(lvermectins)，更适于防 治家畜寄生虫。 • 在阿维菌素B1基础上人工合成的4″-表-甲胺基-4′脱氧阿维菌素B1对亚热带粘虫的毒力提高1500倍。
• • • • 藜芦——古罗马人——鼠类和害虫 红花除虫菊——古波斯——杀虫 烟草——16世纪中叶——杀虫 白花除虫菊——19世纪40年代——杀虫
•
19世纪中期，烟草、鱼藤、除虫菊三种农药作为世 界性商品开始在市场上销售。
• 印楝——20世纪80年代——美国——Margosan-O
我国是使用杀虫植物最早的国家
生物碱类-烟碱
烟碱 氯吡啶甲基 吡虫啉类新烟碱类杀虫剂
Cl N
CH 2
N NH
O
N NO 2
S Cl N N
N+ N N O
OCH 3
B. 萜类-印楝素、苦皮藤素，闹羊花素