生物农药是农业与食品科学领域的重要内容,植物精油Plant essential oils(EOs)是生物农药重要成员。植物精油组成复杂,主要为倍半萜和单萜类化合物。EOs可在植物保护中发挥重要作用,其提取物是合成杀虫剂替代品。单萜类化合物是芳香植物精油的主要成分,具有较好杀虫活性。本论文在筛选出单萜类手性化合物(+)-R-mla、(-)-S-mla的基础上。以海南豇豆重要害虫普通大蓟马Megalurothrips usitatus(bagnall)和模式生物黑腹果蝇Drosophila melanogaster为研究对象,研究其对2种昆虫的急性毒性及立体选择性,进行(+)-R-mla、(-)-S-mla对模式生物黑腹果蝇作用靶标位点及作用机理的初探。主要结果如下:(1)手性化合物(+)-R-mla、(-)-S-mla对普通大蓟马和黑腹果蝇的毒性作用存在立体选择性,其中(W-R-mla表现出较强的熏蒸活性。实验结果显示,(+)-R-mla、(-)-S-mla对黑腹果蝇 24h-LC50分别是 0.079μL/L(CI:0.058-0.115μL/L,R2=0.875)、0.106μL/L(0.065-0.318 μL/L,R2=0.736);(+)-R-mla、(-)-S-mla 对普通大蓟马的 24h-LC50 分别是 0.079 μL/L(CI:0.066-0.097μL/L,R2=0.982)、0.119μL/L(CI:0.065-0.318μL/L,R2=0.792)。(2)(+)-R-mla在低浓度对果蝇的爬行行为有促进作用,第3次爬行试验中,0.024μL/几处理组的爬行高度上升38.3%。但其在高浓度时起抑制作用,第2次爬行试验中,0.192μL/几处理组的爬行高度下降1.17倍。(-)-S-mla高浓度对果蝇爬行行为有抑制作用,第5次爬行试验中,0.192μL/几处理组的爬行高度下降1.08倍,在低浓度无规律性影响。(3)通过转录组测序分析黑腹果蝇差异基因,mRNA表达量上调20倍的基因中3个基因与细胞色素P450、1个与过氧化物酶、1个与视黄醇脱氢酶有关;mRNA表达量上调10倍的基因有15个,这些基因中确定相关功能的有7个,3个与细胞色素P450相关,2个与谷胱甘肽S转移酶相关:表达量上调5倍的基因有59个,共涉及33种代谢通路,在这些代谢通路中最多的是脂代谢有1 1种,其次是氨基酸代谢有5种,其他的还有碳水化合物代谢、其他次生代谢产物的生物合成、辅助因子和维生素的代谢等。(4)酶活力的测定结果表明,细胞色素p450蛋白在(+)-R-mla 0.024μL/L处理组与对照相比存在显著差异(p<0.01),蛋白含量上升4.78倍;在0.012μL/L与对照相比存在显著差异(p<0.05)蛋白含量上升2.41倍。(-)-S-mla 0.192μL/L处理组与对照相比存在显著差异(p<0.05),其含量上升2.76倍,谷胱甘肽巯基转移酶GST、过氧化物酶POD含量无显著性差异。(5)(+)R-mla、(-)-S-mla熏蒸处理后的黑腹果蝇和普通大蓟马,分别测定其体内游离氨基酸的含量。结果表明,(+)-R-mla处理的黑腹果蝇和普通大蓟马体内甘氨酸含量显著增加且其与对照相比变化量与处理浓度之间存在剂量效应关系。普通大蓟马体内甘氨酸变化随着浓度的升高而递减,增加量(与对照相比)与处理浓度呈负相关关系(R2=0.920)。黑腹果蝇体内甘氨酸的变化随浓度的升高递增,增加量与浓度呈正相关关系(R2=0.617)。说明甘氨酸含量和化合物(+)-R-mla、(-)-S-mla的毒性作用有关。(6)通过autodock vina分子对接技术,模拟化合物(+)-R-mla、(-)-S-mla与甘氨酰-tRNA合成酶分子对接,找到2个可能结合位点分别为sitel、site2,且(+)-R-mla的结合能要高于(-)-S-mla,其sitel位点的结合能分别为-5.6、-4.9 kcal/mol。(7)通过蛋白与小分子互作技术,(+)-R-mla、(-)-S-mla能与甘氨酰-tRNA合成酶相互作用,(+)-R-mla与甘氨酰-tRNA合成酶的平衡解离常数(KD)为1.08×10-4(R2=0.799)。(-)-S-mla 与甘氨酰-tRNA 合成酶 KD 值为 4.37×10-5(R2=0.678)。说明(+)-R-mla与甘氨酰-tRNA合成酶互作的可靠性要高于(-)-S-mla。(8)通过对饲喂过含0.001、0.002和0.003g/mL甘氨酸拮抗剂士的宁的玉米培养基的黑腹果蝇24h熏蒸处理,结果显示(+)R-mla、(-)-S-mla对饲喂1‰、2‰、3‰士的宁的黑腹果蝇的LC50值与正常饲喂条件下的LC50相比无显著差异,说明(+)-R-mla、(-)-S-mla毒性作用可能与士的宁的作用机制不同。