甘肅天然草地30種有毒植物提取物對菜粉碟幼蟲的拒食和觸殺作用研究

胡冠芳，劉敏艷，李玉奇，牛樹君，趙峰，沈慧敏＊

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院農(nóng)藥學(xué)系，甘肅 蘭州730070；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，甘肅 蘭州730070）

甘肅省位于我國內(nèi)陸，境內(nèi)地貌類型復(fù)雜，氣候差異較大，大部分地區(qū)干燥少雨。甘肅省有160萬hm2天然草地，近20年來草地退化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，初步估計退化草地面積已占總草地面積的60%以上。毒草的迅速蔓延是造成草地生態(tài)失衡的重要原因之一，是草地退化的一個重要指標(biāo)［1］。甘肅天然草地有毒植物約有78科187屬312種，其中重要有毒植物有18科26屬46種，對家畜危害性大、分布較廣的毒草主要有甘肅棘豆（Oxytropis kansuensis）、黃花棘豆（O.ochrocephala）、小花棘豆（O.glabra）、鐮形棘豆（O.falcata）、藍(lán)花棘豆（O.coerulea）、變異黃芪（Astragalusvariabilis）、狼毒（Stellerachamaejasme）、醉馬草（Achnatheruminebrians）、黃帚橐吾（Ligulariavirgaurea）、箭葉橐吾（L.sagitta）以及殼斗科的櫟屬植物等［1－7］。關(guān)于天然草地有毒植物的殺蟲活性，伏毛鐵棒錘（Aconitumflavum）、澤漆（Euphorbiahelioscopia）、狼毒大戟（E.fischeriana）、北烏頭（A.kusnezoffii）、露蕊烏頭（A.gymnandrum）、鐵棒錘（A.pendulum）、甘肅棘豆、醉馬草、黃帚橐吾、箭葉橐吾、甘肅馬先蒿（Pediculariskansuensis）、貝加爾唐松草（Thalictrumbaicalense）、狼毒和駱駝蓬（Peganumharmala）等對粘蟲（Mythimnaseparate）、桃蚜（Myzuspersicae）、桃粉蚜（Hyalopterusarundinis）、麥二叉蚜（Schizaphis graminum）、蘿卜蚜（Lipaphiserysimi）、斜紋夜蛾（Prodenialitura）、亞洲玉米螟（Ostriniafurnacalis）、棉鈴蟲（Helicoverpaarmigera）、家蠅（Muscadomestica）、舞毒蛾（Lymantriadispar）、沙漠蝗蟲（Schistocercagregaria）、朱砂葉螨（Tetranychuscinnabarinus）和山楂葉螨（T.viennensis）等多種害蟲（螨）的生物活性國內(nèi)外已有報道［8－32］。在有毒植物對菜粉蝶幼蟲（菜青蟲，Pierisrapae）的殺蟲活性方面，狼毒根乙醇提取物具有很強的拒食、胃毒、生長發(fā)育抑制作用，但觸殺作用較差［19，20，33，34］；毛茛（Ranunculusjaponicus）甲醇提取物具有一定的拒食作用［23］；白屈菜（Chelidoniummajus）、澤漆、寬葉蕁麻（Urticalaetevirens）、裂葉蕁麻（U.fissa）、麻葉蕁麻（U.cannabina）和毛茛丙酮提取物具有較強或一定的拒食作用［35］。本研究對象涉及甘肅天然草地的30種有毒植物，其中多數(shù)種類對菜粉蝶幼蟲的殺蟲活性國內(nèi)外迄今未見報道。為了充分利用甘肅省天然草地豐富的有毒植物資源，尋找具有殺蟲活性的植物，為開發(fā)新型植物源殺蟲劑提供線索和理論依據(jù)，研究了甘肅天然草地30種有毒植物提取物對菜粉蝶幼蟲的拒食和觸殺作用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的30種有毒植物于2008－2009年6－9月采自甘肅省肅南、天祝、岷縣、臨潭、瑪曲和碌曲天然草地，隸屬10個科，種類及供試部位列于表1。

表1 供試有毒植物種類Table 1 Poisonous plants species in experiment

1.2 植物樣品前處理

新鮮植物材料洗凈后切片或切段陰干，粉碎過40目（0.63mm）篩，在室溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 供試溶劑

甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯和氯仿均為化學(xué)純。

1.4 植物樣品的提取

采用冷浸漬法提?。?6，37］。稱取植物樣品50g，置于棕色廣口瓶中，分別加入500mL甲醇浸泡72h，過濾后收集濾液；濾渣繼續(xù)用500mL溶劑浸泡48h，過濾后收集濾液；濾渣再用500mL溶劑浸泡24h，過濾后收集濾液，棄除殘渣，合并3次濾液。濾液經(jīng)RE－52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至干燥為提取物，稱其重量。鐵棒錘另用乙醇，露蕊烏頭另用乙醇和丙酮，狼毒大戟另用乙醇和丙酮，冷蒿另用乙酸乙酯，狼毒另用85%乙醇和氯仿提取，提取過程相同。

1.5 供試樣品的配制

冷浸漬法所得提取物浸膏用甲醇溶解并定容至50mL，相當(dāng)于植株干樣品1 000g／L的質(zhì)量濃度，在冰箱中2℃條件下保存?zhèn)溆?。生物測定前加入1%的表面活性劑JFC（C7～C9烷醇聚氧乙烯醚）。

1.6 供試?yán)ハx

菜粉蝶（Pierisrapae）4齡幼蟲（菜青蟲）采自不施藥的甘藍(lán)（Brassicaoleracea）菜地。

1.7 生物測定方法

1.7.1 30種有毒植物提取物對菜粉蝶4齡幼蟲拒食作用的測定 采用葉碟浸漬法［38，39］。從田間采集甘藍(lán)葉片，用圓形打孔器（直徑2cm）打成葉碟。將葉碟在提取物原液中浸漬3～4s，取出晾干后放入直徑9cm鋪有濾紙保濕的培養(yǎng)皿中，每皿放入2張葉碟。挑選菜粉碟4齡幼蟲，饑餓4h后放入加有葉碟的培養(yǎng)皿中，每皿放入1頭，每組8頭，重復(fù)3次，累計處理24頭試蟲，以甲醇＋JFC浸漬葉碟處理作為對照。在溫度（25±1）℃、濕度60%～80%、光照L∶D＝14∶10條件下飼養(yǎng)，視取食情況及時添加葉碟。48h后用LI－3000型葉面積測定儀測定剩余葉面積，統(tǒng)計取食量，計算拒食率。計算公式如下：

1.7.2 30種有毒植物提取物對菜粉蝶4齡幼蟲觸殺作用的測定 采用蟲體浸漬法［40］。提取物用水稀釋成10倍液，相當(dāng)于植株干樣品100g／L的質(zhì)量濃度。挑選大小一致的菜粉蝶4齡幼蟲，在藥液中浸漬3～4s，取出后用濾紙吸去多余藥液，然后放入直徑12cm鋪有濾紙保濕的培養(yǎng)皿中，飼喂新鮮甘藍(lán)葉片。每皿放入5頭，每組10頭，重復(fù)3次，累計處理至少30頭試蟲，以甲醇＋JFC用水稀釋成10倍液浸漬處理作為對照。飼養(yǎng)條件同1.7.1。24和48h后調(diào)查死亡數(shù)，計算死亡率和校正死亡率。

2 結(jié)果與分析

2.1 30種有毒植物提取物對菜粉蝶4齡幼蟲拒食作用的測定結(jié)果

在供試的30種有毒植物提取物中，鐵棒錘甲醇和乙醇提取物、貝加爾唐松草甲醇提取物、灰綠黃堇甲醇提取物對菜粉蝶4齡幼蟲的拒食作用最強，48h的拒食率均高達(dá)100.00%；其次為駱駝蓬甲醇提取物、青藏大戟甲醇提取物、露蕊烏頭甲醇提取物、澤漆甲醇提取物、狼毒甲醇提取物、露蕊烏頭乙醇提取物、狼毒大戟甲醇提取物、狼毒大戟乙醇提取物、冷蒿（小白蒿）甲醇提取物、露蕊烏頭丙酮提取物和狼毒大戟丙酮提取物，48h的拒食率分別為97.68%，97.62%，97.13%，96.41%，96.28%，95.47%，95.14%，94.09%，93.50%，93.15%和91.20%，這11種提取物具有很強的拒食作用；黃帚橐吾、毛茛、披針葉黃華、節(jié)裂角茴香和箭葉橐吾甲醇提取物具有較強的拒食作用，48h的拒食率分別為82.23%，63.80%，59.17%，57.68%和52.97%；蓮葉橐吾、醉馬草和穗花馬先蒿甲醇提取物具有一定的拒食作用，48h的拒食率分別為46.93%，43.92%和24.41%；甘肅馬先蒿、寬葉蕁麻、裂葉蕁麻、麻葉蕁麻、白屈菜、黃花棘豆、甘肅棘豆、小花棘豆、藍(lán)花棘豆、鐮形棘豆、蓮座薊和美麗風(fēng)毛菊甲醇提取物則無拒食作用（表2）。

2.2 30種有毒植物提取物對菜粉蝶4齡幼蟲觸殺作用的測定結(jié)果

在供試的30種有毒植物提取物中，貝加爾唐松草、灰綠黃堇和鐵棒錘甲醇提取物對菜粉蝶4齡幼蟲的觸殺作用最強，48h的觸殺死亡率分別為94.12%，94.12%和93.33%；其次為冷蒿（小白蒿）乙酸乙酯提取物、駱駝蓬甲醇提取物、狼毒氯仿提取物、黃帚橐吾甲醇提取物、冷蒿（小白蒿）甲醇提取物和狼毒甲醇提取物，48h的觸殺死亡率分別為90.00%，88.24%，86.67%，83.33%，80.00%和80.00%，這6種提取物具有很強的觸殺作用；狼毒85%乙醇提取物、箭葉橐吾和澤漆甲醇提取物具有較強的觸殺作用，48h的觸殺死亡率分別為62.50%，60.00%和52.94%；蓮葉橐吾、節(jié)裂角茴香、甘肅棘豆、鐮形棘豆、青藏大戟和黃花棘豆甲醇提取物具有一定的觸殺作用，48h的觸殺死亡率分別為46.67%，46.67%，36.67%，36.67%，30.00%和30.00%；藍(lán)花棘豆、小花棘豆、美麗風(fēng)毛菊、露蕊烏頭、毛茛、狼毒大戟、醉馬草、披針葉黃華、白屈菜、甘肅馬先蒿、穗花馬先蒿甲醇提取物的觸殺作用很弱，48h的觸殺死亡率在26.67%以下；寬葉蕁麻、裂葉蕁麻、麻葉蕁麻和蓮座薊甲醇提取物則無觸殺作用（表3）。

表2 30種有毒植物提取物原液對菜粉蝶4齡幼蟲拒食作用的測定結(jié)果Table 2 Antifeeding effects on extracts from 30kinds of poisonous plants against the 4－age instar larva of P.rapae

表3 30種有毒植物提取物稀釋10倍液對菜粉蝶4齡幼蟲觸殺作用的測定結(jié)果Table 3 Contact effects on the ten multiple dilution of extracts from 30kinds of poisonous plants against the 4－age instar larva of P.rapae

綜合上述結(jié)果分析，鐵棒錘、貝加爾唐松草、灰綠黃堇、黃帚橐吾、冷蒿（小白蒿）、駱駝蓬和狼毒甲醇提取物對菜粉蝶4齡幼蟲具有很強的拒食和觸殺作用；露蕊烏頭、青藏大戟和狼毒大戟甲醇提取物具有很強的拒食作用，但觸殺作用微弱；澤漆甲醇提取物具有很強的拒食作用和較強的觸殺作用。

3 討論

關(guān)于毛茛、澤漆、寬葉蕁麻、裂葉蕁麻、麻葉蕁麻、白屈菜和狼毒對菜粉蝶幼蟲的拒食作用，本研究結(jié)果與楊慶森等［35］的報道結(jié)果差異較大，作者分析原因有二：一是提取溶劑不同，作者近5年在從事植物源農(nóng)藥的研究過程中，發(fā)現(xiàn)152種植物丙酮提取物對粘蟲和菜粉蝶幼蟲的拒食和觸殺作用均不及甲醇和乙醇提取物，故本研究選用甲醇作為提取溶劑；二是菜粉蝶幼蟲齡期不同，因為菜粉蝶幼蟲的最高齡期為5齡，若選用5齡幼蟲進(jìn)行生物測定，有可能因為幼蟲準(zhǔn)備化蛹而致取食量下降，從而影響拒食作用結(jié)果的準(zhǔn)確性，故本研究選用4齡幼蟲作為試蟲，以求更客觀地反映拒食作用的真實效果。有關(guān)狼毒根的拒食作用與張國洲等［19］的研究結(jié)果是一致的。

近年來應(yīng)用化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生的“3R”（抗藥性、殘留、害蟲再猖獗）問題給人類健康帶來了嚴(yán)重隱患，并且造成生態(tài)環(huán)境失衡，引發(fā)有害生物產(chǎn)生抗藥性和害蟲再猖獗，導(dǎo)致害蟲天敵及其他有益生物數(shù)量下降、人畜中毒。為了提高人類的生存環(huán)境質(zhì)量和食物質(zhì)量，世界眾多科學(xué)家們已把尋找高效、低毒、低殘留及與環(huán)境和諧的生態(tài)合理農(nóng)藥作為農(nóng)藥的研發(fā)方向，從植物中提取分離殺蟲活性成分的研究受到了廣泛的關(guān)注，目的在于獲取創(chuàng)制新型殺蟲劑的天然模板，進(jìn)行仿生合成，以解決當(dāng)前化學(xué)防治中存在的弊端［41］。

甘肅肅南、天祝和甘南等天然草地地處青藏高原邊緣，由于其獨特的地理環(huán)境和自然資源，有毒植物種類十分豐富，在這些地區(qū)的天然草地，有毒植物大量繁衍，已給畜牧業(yè)發(fā)展帶來危害甚至造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，家畜誤食有毒植物中毒甚至死亡的現(xiàn)象屢見不鮮［42，43］。因此在加強對有毒植物實施“生態(tài)控制”的同時，采取綜合利用措施，不僅可促進(jìn)草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全也有重要意義。綜合利用就是利用有毒植物的多種特性作為它用，以控制其大量繁衍。有毒植物的“毒性”系對畜牧業(yè)和食用而言，有毒植物中所含的各種化學(xué)成分是其在長期的生存競爭中形成的，如能化害為利、物盡其用，既能控制毒草，又能為人類服務(wù)。本研究結(jié)果表明，鐵棒錘、貝加爾唐松草、灰綠黃堇、黃帚橐吾、冷蒿（小白蒿）、駱駝蓬、狼毒、露蕊烏頭、青藏大戟、狼毒大戟和澤漆等有毒植物具有很強的殺蟲活性，其中灰綠黃堇、黃帚橐吾、駱駝蓬、狼毒、狼毒大戟和澤漆等資源豐富、繁殖力強，具有作為植物源農(nóng)藥開發(fā)利用的前景。開發(fā)利用有毒植物，可考慮兩條途徑，一是制成粗制品或粗提取液直接用于防治害蟲；二是對殺蟲活性成分進(jìn)行分離、提純，鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行仿生合成，進(jìn)而創(chuàng)制高效、低毒、低殘留新農(nóng)藥。

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