牦牛牛皮蝇驱避剂的合成及筛选

牦牛牛皮蝇驱避剂的合成及筛选*西南民族学院2002年院级科研项目牦牛牛皮蝇驱避剂的合成及筛选*王洪志王爱华（西南民族学院生命科学与技术学院，成都610041）摘要:合成和筛选出一种对牦牛牛皮蝇有良好驱避效果化合物，它或是扰乱牛皮蝇的知感器官或是作为一种警戒信息素迫使牛皮蝇不敢靠近牛体，从而阻断牛皮蝇在牛体上产卵或攻击牛体，破坏其生活史，从而达到防治牛皮蝇蛆病的目的。我们将合成和筛选的40个芳香系列化合物，分别放入笼中，观察不同时间和次数牛皮蝇对已知驱避剂的反应，以便从中寻找对牦牛牛皮蝇驱避效果更好的化合物。关键词:牦牛；牛皮蝇；驱避剂牛皮蝇蛆病是牦牛、黄牛最常见的危害最严重的寄生虫病之一［1］。羊、马、鹿等动物亦时有发生，还可感染人。牛皮蝇的危害主要在幼虫期，幼虫寄生在动物体内。每年夏天牛皮蝇成蝇产卵于牦牛体腋下和腹股沟等皮肤较薄毛上，经4~7天卵孵化出幼虫并钻入皮肤进入体内移行并逐渐长大，第二年夏天第三期幼虫成熟从背部脊柱两侧等皮肤钻出来落到草地泥土中化蛹，羽化为牛皮蝇成虫，成虫交配后再产卵而进入第二个生活史。幼虫在体内移行、发育，剥夺动物营养，至使患牛消瘦、贫血，生长发育受阻，体重减轻，产肉、产奶、产绒量下降，繁殖力降低；因皮肤穿孔皮革品质降低；因感染而抗病力下降，严重时甚至导致犊牦牛等大量死亡［1］。此外，每年夏天，在牛皮蝇产蛆季节里，牛皮蝇围绕牦牛飞翔时发出“嗡嗡声”，引起牦牛极度惊恐不安，严重影响采食、休息。牛皮蝇甚至会对牦牛体发生攻击行为，引起摔伤、流产等［2］。我国有牦牛约1300.0万头，占世界牦牛总数1400.0万头的92.08%，按牛皮蝇平均寄生率84.25%计算，我国牦牛年平均患牛为1095.25万头，这给牦牛业带来巨大的经济损失［1］。半个多世纪以来，世界上不少国家对该病的防治进行了研究。研究的重点主要集中在有效驱虫药物的筛选上。如有机磷制剂、拟除虫菊脂，其疗效分别达到80%和90%，近年来用伊维菌素皮下注射疗效接近100%［3-4］。在防治方法上，当牦牛感染虫体后，采用体内外杀虫的传统方法。包括一是口服或注射驱虫药物；二是皮下包埋驱虫药物，让其缓慢释放。这种被动防治方法带来较大的危害，一是现今驱虫药物一般为有机磷和有机氯制剂等，对牛体有副作用；二是药物在牛体内残留，通过其产品转移至人体内，造成对人体的危害；三是注射和包埋驱虫药物还可能引起牛体不适和牛皮肤感染化脓等情况；四是牦牛野性强，大规模驱虫操作困难，花费劳力较多，具危险性［4］。所以在生产上需要研究防治牛皮蝇的新药物和新方法。牦牛牛皮蝇驱避剂是一种以气味驱逐牛皮蝇的化学物质。它或是扰乱牛皮蝇的知感器官或是作为一种警戒信息素迫使牛皮蝇不敢靠近，从而阻断牛皮蝇在牛体上产卵，破坏其生活史，达到防治牛皮蝇蛆病的目的。为了寻找切实有效的驱避牦牛牛皮蝇的化合物，我们筛选和合成了40个芳香系列化合物，以川西高原草地袭扰和寄生于牦牛的牛皮蝇作为生物模型进行筛选，现将结果报告如下。1实验材料1.1牛皮蝇川西北草地皮蝇，主要为牛皮蝇H.bovis、纹皮蝇H.lineatum和中华皮蝇H.sinense等三种［1］，实验时在红原县瓦切牧场现场捕获（2002年夏）。牛皮蝇生存条件：牦牛牛皮蝇驱避剂的合成及筛选*西南民族学院2002年院级科研项目光照时间14小时/日；相对湿度70%-80%；室外自然温度。1.2药品本实验所筛选的化合物均由本院兽医诊断实验室、本院化学系实验室等、外购或合成药品提供。其理化常数如表1。化合物纯化用减压蒸馏、重结晶及柱层析的方法进行。表140个化合物的理化常数化合物分子式分子量熔点/沸点°C收率%化合物分子式分子量熔点/沸点°C收率%A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B8C1C2C3C4C8H8O2C9H10O2C10H12O2C11H14O2C9H11NOC11H15NOC13H10O2C12H15NOC9H10O2C10H12O2C11H14O2C12H16O2C10H12NOC12H17NOC14H12O2C13H17NOC8H8O3C9H10O3C10H12O3C11H14O3136.15150.18164.21178.22149.19177.25198.22189.26150.18164.21178.22192.26163.22191.27212.25203.25152.15166.18180.20194.2319921321924927328170/31429721522624526243/28880/29772/3323212233/2322412719394747951888079717381854169748081787979C5C6C7C8D1D2D3D4D5D6D7D8E1E2E3E4E5E6E7E8C9H11NO2C11H15NO2C11H10O3C12H15NO2C9H10O3C10H12O3C11H14O3C12H16O3C10H18NO2C12H17NO2C14H12O3C13H17NO2C10H12O3C11H10O3C12H16O3C15H18O3C11H15NO2C13H19NO2C15H14O3C14H19NO2165.10193.25214.22205.26166.18180.20194.23208.26179.22207.27328.25219.28180.20194.23208.26222.88103.25221.30242.27233.31164103/31843/29814224824725126734/33135/2784233425225526127331529851557683747771795179808179606066273154412实验方法2.1为试验制作了3个长宽高分别是3×1.2×1.2（米）的木纱笼子，笼子除了底面漏空外，其余面均用塑料防蚊蝇纱网衬覆，将木纱笼子放置在草地上，贴近土地的四边用泥土培上，以防止牛皮蝇逃出笼子。每个木纱笼子放入60个左右牛皮蝇成蝇。2.2准确秤量待测样品0.5g，用丙酮溶解至5ml，准确吸取0.5、0.25、0.125、0.06、0.03ml于20ml的棕色瓶中，加入丙酮至0.5ml，使其充分溶解。把一张5×10cm的白色滤纸放入瓶内，密封瓶子后振摇，使溶液与滤纸充分接触。将瓶子置于冰箱中（5°C左右）过夜。2.3测定时将瓶子从冰箱中取出，置于室温或自然环境放置一小时后从瓶子内取出滤纸平铺，自然干燥。10分钟后将处理的滤纸悬挂于木纱笼子一端，距端网50cm中心处。观察3分钟（无风或微风条件），记录牛皮蝇飞近滤纸的次数（飞入滤纸周围50cm内都算）。并作丙酮空白对照实验。如有必要可将该滤纸在室温放置24小时后再重复进行实验。实验结果按下式计算［5］：R=（C-S）/C×100（R表示百分驱避率1mg/cm2，C表示空白牛皮蝇飞入数，S表示样品牛皮蝇飞入数。）3结果与讨论3.1牦牛牛皮蝇驱避剂由于受动物卫生条件、生长环境和气候等的影响，以及给药方式的限制，除了要求有较高的驱避活性以外，还要求有更长驱避时间。在实验筛选的化合物中有15个百分驱避率大于80。它们是A4、A6、A8、B2、B3、B4、B5、B5、B8、D1、D2、D3、E4、牦牛牛皮蝇驱避剂的合成及筛选*西南民族学院2002年院级科研项目E6和E8（见下表2）。经统计学分析，它们之间差异无显著意义（P＞0.05）。表2化合物的驱避活性化合物驱避率%有效时间（h）1mg/cm2化合物驱避率%有效时（h）1mg/cm2化合物驱避率%有效时（h）1mg/cm2A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6767150905492--834281838082942424244848168--12024484396120240B7B8C1C2C3C4C5C6C7C8D1D2D3D4--8871605465----14--80888773--12024542424--------721927248D5D6D7D8E1E2E3E4E5E6E7E8DEET**3131--42627841873782--80852424--242424244824262--4896**DEET是一种昆虫生物信息素(湖北省化学研究所提供)表2的数据还显示有8个化合物（A6、A8、B4、B5、B6、B8、D2、E6）的有效驱避时间（R≥80）大于或等于DEET（1mg/cm2）。统计学分析结果，它们与DEET之间的差异有显著意义P＜0.05。3.2已往的研究表明，化合物的驱避活性与化合物的沸点有关，固体化合物熔点大于40°C时则无明显驱避性［6］。本实验中有8个无效化合物，其中7个在常温下为固体，且熔点高于40°C。而其它的液体化合物的驱避活性与其沸点之间经方差分析的结果显示，两者之间有极显著意义（F=3.98，df=30，P＜0.01）。综上所述，在常温下为液体，是有效驱避剂的必要条件之一，但不是充分条件。3.3到目前为止，应当说人们对牛皮蝇的行为趋势的研究还很不够，更不易控制［6］。因此在设计驱避剂测定方法时受到很大的限制。本实验以浸药滤纸驱避范围作为参照，观测牛皮蝇对驱避剂的反应。但由于受环境温度、湿度和风等的影响，如果试验条件控制不当将给测定结果带来误差（见表3）。本实验将牛皮蝇关在笼中的停留时间控制在8--9小时。空白对照牛皮蝇无药滤纸驱避范围在30±4之间，测定结果比较稳定，重复性较好（见表4）。表3不同停留时间的牛皮蝇对DEET的反应时间牛皮蝇停留时间（h）均值SDCV01234567891015分钟对照DEETR09100011100012100016100119950251001259602510002910023093234940.5621.3698.00.878.542.831.550.390.0324小时对照DEETR01010001110001110011593219902269222793426853268932990420861.9020.8292.51.517.745.550.790.370.06牦牛牛皮蝇驱避剂的合成及筛选*西南民族学院2002年院级科研项目表4牛皮蝇停留8小时对DEET的反应时间实验次数均值SDCV1234567824小时对照DEETR22391.322391.822592.012495.812395.622090.021788.221989.51.7521.7592.40.462.762.870.310.130.034结语用驱避剂主动防治牛皮蝇蝇蛆病的方法目前还处于初期试验研究阶段，在驱避剂的筛选和实际应用等方面还有许多问题要试验和解决，但该方法优点是明显的，如使用方便、不伤牛体、节省劳力；能避免和减少对牛肉、牛奶的药物污染，提高其产量和质量；能提高皮革的品质等，正是这些优点吸引我们不断的探索和研究，相信经过努力会达到成功的彼岸。本项目在草地实验过程中得到了四川省草原研究所罗光荣副研究员的大力支持和帮助，在此表示感谢！本文承蒙蒋锡仕教授审阅，在此表示感谢！参考文献：［1］．蒋锡仕，黄孝玢等。川西北草地牛皮蝇蛆病的研究［J］。西南民族学院学报（自然版）1996，22（2）185~189。［2］．史学增，孙殿和等。牛皮蝇蛆病治疗的标准化经济效益试验［J］。中国兽医寄生虫病1995，3（1）50~52。［3］．J.E.Holste等。埃普利诺菌素对牛的皮蝇属幼虫的杀灭效果［J］。中国兽医寄生虫病，1999，7（2）62~64。［4］．金兆庆，刘金凤等。阻断牛皮蝇产卵环节防治牛皮蝇蛆病的方法研究［J］。中国兽医科技，1995，25（7）32~33。［5］．孔繁瑶。家畜寄生虫学［M］。中国农业大学出版社1989（2）276~278。［6］．丁汉波等。动物学［M］。高等教育出版社1983。YakhypodermalflydrivestoevadedosethecompoundingreachestoselectWangAihuaWan