以蚜虫、稻飞虱、叶蝉等为代表的刺吸式口器害虫和以蓟马为代表的锉吸式口器害虫是两类重大农业害虫，给全球农业生产带来了巨大的经济损失。目前，这两类害虫已对氟啶虫酰胺、呋虫胺、螺虫乙酯等常用杀虫剂普遍产生了中高水平的抗药性，亟待研发新型高效杀虫剂用于蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马等害虫的防治及抗药性治理。
害虫烟酰胺酶是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD，辅酶I）合成途径上的一种关键酶，可将烟酰胺转化为NAD中间体烟酸。烟酰胺酶活性被抑制后会导致细胞内烟酰胺的累积，从而过度激活昆虫弦音器上的TRPV（瞬时受体电位香草酸）离子通道，使害虫产生中毒症状，进而死亡。
针对烟酰胺酶的重要生理功能，西北农林科技大学现代药物研发团队研发了一种烟酰胺酶抑制剂。该抑制剂为小分子化合物FLO1，已申请国家发明专利（申请号：202411676004.1），对棉蚜等害虫田间品系的杀虫活性均优于4-（三氟甲基）烟酰胺。
1.化合物FLO1对棉蚜烟酰胺酶的抑制活性
“4-（三氟甲基）烟酰胺尚未在我国作为农药登记，企业在高效氯氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、联苯菊酯等杀虫剂中隐性添加该化合物，用于农业害虫防控，作为农药生产销售，违反了《农药管理条例》有关规定，应依法监管。”（农业农村部办公厅，2023年1月13日）。据此，我们通过原核表达和亲和层析技术制备纯化的棉蚜烟酰胺酶，以4-（三氟甲基）烟酰胺为阳性对照，使用96孔酶标板检测化合物FLO1对棉蚜烟酰胺酶的抑制活性。结果如图1所示，FLO1对棉蚜烟酰胺酶表现出优秀的靶标活性，其对棉蚜烟酰胺酶的抑制活性与4-（三氟甲基）烟酰胺相当。
图1.4-（三氟甲基）烟酰胺（A）及FLO1（B）对棉蚜烟酰胺酶的抑制活性（TFNA-AM为4-（三氟甲基）烟酰胺简写）
2.化合物FLO1对棉蚜田间种群的杀虫毒力
以采自新疆阿苏尔棉花种植地（81.28°E，40.55°N）的棉蚜为试虫，该品系为多抗性品系，对多种杀虫剂均表现出中高水平抗性。以4-（三氟甲基）烟酰胺为阳性对照药物，采用浸叶法检测化合物FLO1对棉蚜田间种群的胃毒活性。试验结果如表1所示。FLO1对棉蚜田间种群的毒力要高于4-（三氟甲基）烟酰胺，两者对棉蚜田间种群的致死中浓度LC50分别为51.09mg/L和66.13mg/L。表明FLO1具有进一步被开发成杀虫剂用于棉蚜田间防治及抗药性治理的潜力。
3.刺吸式和锉吸式口器害虫烟酰胺酶序列一致性分析
通过比对蚜虫、稻飞虱、粉虱、叶蝉、蓟马等代表性刺吸式和锉吸式口器害虫的烟酰胺酶序列，分析烟酰胺酶序列在刺吸式和锉吸式口器害虫间的保守性。结果显示，蚜虫（不包括棉蚜）、稻飞虱、粉虱、叶蝉、蓟马等害虫之间的烟酰胺酶序列与棉蚜的高度一致。这一结果表明，FLO1可通过抑制这些保守的烟酰胺酶的功能对多种蚜虫（如桃蚜、禾谷缢管蚜、豌豆蚜、高粱蚜）、稻飞虱（如褐飞虱）、叶蝉（如紫菀叶蝉）、粉虱（如烟粉虱）、蓟马（如西花蓟马、棕榈蓟马）表现出良好的杀虫活性。
图3.代表性刺吸式和锉吸式口器害虫的烟酰胺酶序列一致性分析