繡球小冠花等35種植物提取物對粘蟲的殺卵作用研究

劉敏艷，胡冠芳，余海濤，牛樹君，李玉奇

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，甘肅 蘭州730070）

昆蟲卵對于卵生昆蟲來說是個體發(fā)育的第一個階段，是一個靜止而不取食的蟲態(tài)，其構(gòu)造復(fù)雜，卵殼外有蠟層保護，卵孔表面常被粘膠層封閉，而且大多數(shù)昆蟲卵的表面常有絨毛、卵囊包裹，在防治中十分困難。在害蟲綜合治理中，利用化學(xué)藥劑毒殺昆蟲卵的研究一直倍受關(guān)注，如研究發(fā)現(xiàn)尼索朗是一種強力殺卵劑，對螨類卵具有很好的防效，西維因樂果合劑能殺三化螟（Tryporyzaincertulais）卵，滅幼脲1號能殺二化螟（Chilosuppressalis）卵、亞洲玉米螟（Ostriniafurnacalis）卵［1］。近年來應(yīng)用化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生的負面影響越來越廣泛，農(nóng)藥的毒性、殘留和污染問題給人類健康帶來了嚴重隱患，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［2］。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、低殘留和與環(huán)境和諧的生態(tài)合理農(nóng)藥（尤其是植物源農(nóng)藥）作為農(nóng)藥的研發(fā)方向［3］。植物源殺卵劑的研究也是如此，在植物提取物對農(nóng)業(yè)害蟲的殺卵活性研究方面，國內(nèi)學(xué)者先后研究了肉桂（Cinnamomumcassia）油對黃粉蟲（Tenebriomolitor）［4］、雷公藤（Tripterygiumwifordii）非生物堿對粘蟲（Mythimna separata）［5］、博落回（Macleayacordata）和雷公藤乙酸乙酯提取物對斜紋夜蛾（Prodenialitura）［6］、博落回和雷公藤乙酸乙酯以及苦參（Sophoraflavescens）石油醚提取物對衛(wèi)矛尺蠖（Calospilossuspecta）［7］、紫莖澤蘭（Ageratinaadenophora）乙醇提取物對棉鈴蟲（Helicoverpaarmigera）［8］、黃柏（Phellodendronamurense）和黃連（Coptischinensis）水提取物對茄二十八星瓢蟲（Henosepilachnavigintioctoctopun）［9］、小果博落回（M.microcarpa）生物堿對粘蟲［10］、丁香（Eugeniacaryophyllata）對赤擬谷盜（Triboliumcastaneum）［11］、茜草（Rubia cordifolia）干粉對棉鈴蟲［12］、萹蓄（Polygonumaviculare）干粉對棉鈴蟲的殺卵或產(chǎn)卵抑制作用［13］；在農(nóng)業(yè)害螨的殺卵活性方面，國內(nèi)外學(xué)者的研究對象有Boophilusmicroplus、柑桔全爪螨（Panonychuscitri）、二斑葉螨（Tetranychusurticae）、朱砂葉螨（T.cinnabarinus）和山楂葉螨（T.viennensis），涉及的植物種類有苦楝（Melia azedarach）、白花 丹 （Plumbagozeylanica）、野甘 草 （Alycyrrhizainflata）、含羞草 （Mimosapudica）、狼 毒（Stellerachamaejasme）、紫背金盤（Ajuganipponensis）、紅果米仔蘭（Aglaiaodoratavar.chaudocensis）、紫莖澤蘭、地膚（Kochiascoparia）、河朔蕘花（Wikstroemiachamaedaphne）、萬壽菊（Tageteserecta）、阿?；ǎˋs－phodelusalbus）和花椒（Zanthoxylumbungeanum）等15種［14－22］。銹球小冠花（Coronillavaria）、歐當(dāng)歸（Levisticumofficinale）、蛇床（Cnidiummonnieri）、蓖麻（Ricinuscommunis）在我國部分地區(qū)有栽培，曼陀羅（Datura stramonium）在我國分布廣泛，狼毒、黃花棘豆（Oxytropisochrocephala）、穗花馬先蒿（Pedicularisspicata）、澤漆（Euphorbiahelioscopia）、貝加爾唐松草（Thalictrumbaicalense）、毛茛（Ranunculusjaponicus）、駱駝蓬（Peganumharmala）、莨菪（Hyoscyamusniger）等是我國西北地區(qū)天然草地重要的有毒或有害植物，關(guān)于繡球小冠花等35種植物對農(nóng)業(yè)害蟲和害螨的殺卵活性研究，國內(nèi)外迄今未見報道。鑒此，本試驗研究了繡球小冠花等35種植物94個提取物對粘蟲的殺卵作用，旨在篩選出高效殺卵植物，為利用高效殺卵植物研制新型植物源生物殺卵劑提供線索和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試之歐當(dāng)歸、蓖麻、重瓣曼陀羅（Daturafastuosa）、毛曼陀羅（D.innoxia）、假酸漿（Nicandraphysaloides）和苘麻（Abutilontheophrasti）系筆者在甘肅省蘭州市榆中縣人工種植，蛇床種子購自蘭州市中藥材市場，其余28種植物于2008－2009年5－10月采自甘肅省天?？h、榆中縣、永登縣、岷縣、臨潭縣、瑪曲縣和碌曲縣天然草地或農(nóng)區(qū)，共35種植物，隸屬13個科，種類及供試部位列于表1。供試植物莖葉、全株均為盛花期采集。繡球小冠花和歐當(dāng)歸承蒙蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院馮虎元教授鑒定，其他植物種類由筆者依據(jù)《中國植物志》鑒定，所有標(biāo)本均實地拍攝照片保存以備查閱。

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，種子曬干后清除雜物，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、石油醚、乙酸乙酯和氯仿均為化學(xué)純。75%甲醇和85%乙醇系筆者自行配制。

1.4 植物樣品的提取

采用冷浸漬法提?。?3－25］。稱取植物樣品50g，置于棕色廣口瓶中，分別加入500mL不同溶劑（每種植物的提取溶劑參見表2）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)儀減壓濃縮至干為提取物，稱其重量。有些植物對粘蟲幼蟲殺蟲活性高，所以增加了不同極性溶劑提取，旨在探明不同極性溶劑提取物有無殺卵活性及殺卵活性強弱；繡球小冠花對粘蟲幼蟲殺蟲活性低，但初試后發(fā)現(xiàn)具有殺卵活性，因此也增加了不同極性溶劑提取。

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)于植物干樣品1 000g／L的質(zhì)量濃度，在冰箱中2℃條件下保存?zhèn)溆谩Ｉ餃y定前加入1%的表面活性劑JFC（C7～C9烷醇聚氧乙烯醚）。

1.6 供試昆蟲

粘蟲采自蘭州市榆中縣良種繁殖場小麥田，室內(nèi)用玉米葉或小麥苗連續(xù)飼養(yǎng)供試。2010年7月測定期間的前1d上午9時將供粘蟲蛾產(chǎn)卵的麥秸取出，放入新的麥秸，次日上午9時將麥秸取出，剝出卵塊，用1日齡卵供試。

1.7 生物測定方法

采用浸卵法，參照文獻［5，6］的方法并加以改進。選取粘蟲蛾前1d所產(chǎn)均勻飽滿之受精卵卵塊，數(shù)清卵粒數(shù)后置于直徑15mm、長200mm的試管中。供試提取物用水稀釋成5倍液（相當(dāng)于植物干樣品200g／L的質(zhì)量濃度），隨機選3管，將管中卵塊浸入藥液中，注意搖動，使藥劑均勻濕透卵塊，10s后取出，用濾紙吸干多余藥液，晾干后重新放回原來的管中，管口用濕棉球塞住保濕，并且防止初孵幼蟲逃逸。以甲醇＋JFC稀釋5倍液浸漬處理作為溶劑對照。每種提取物重復(fù)3次，至少處理120粒卵。將試管置于溫度24～26℃、濕度80%、光照L∶D＝14h∶10h條件下培養(yǎng)，每天清除已孵化之幼蟲，5d后檢查未孵化卵粒數(shù)，計算5d的未孵化率和校正未孵化率。計算公式如下：未孵化率（%）＝（未孵化卵數(shù)／供試卵數(shù)）×100，校正未孵化率（%）＝［（處理未孵化率－對照未孵化率）／（100－對照未孵化率）］×100。

表1 供試植物種類與部位Table 1 Plants species and tested parts

2 結(jié)果與分析

在供試的35種植物94個提取物中，歐當(dāng)歸種子丙酮提取物、蛇床種子氯仿提取物、蓖麻種子甲醇、石油醚與乙酸乙酯提取物、繡球小冠花根甲醇、乙醇、丙酮與乙酸乙酯提取物對粘蟲具有很強的殺卵作用（表2），在植物干樣品200g／L的質(zhì)量濃度下，校正未孵化率均達100.00%；歐當(dāng)歸根75%甲醇與石油醚提取物、歐當(dāng)歸種子甲醇與石油醚提取物具有較強的殺卵作用，校正未孵化率分別為39.65%與35.31%，55.99%與34.51%；其他81個提取物對粘蟲無殺卵作用。

表2 35種植物提取物稀釋5倍液對粘蟲的殺卵作用測定結(jié)果Table 2 Ovicidal activities of the five multiple dilution of extracts from 35species of plants against M.separata

續(xù)表2 Continued

續(xù)表2 Continued

3 討論

歐當(dāng)歸屬傘形科（Umbelliferae）歐當(dāng)歸屬（Levisticum）植物。原產(chǎn)亞洲西部，歐洲及北美各國多有栽培。我國1957年從歐洲引種。目前，河北、山東、河南、內(nèi)蒙古、遼寧、陜西、山西、江蘇等省區(qū)均有種植，民間用以代當(dāng)歸用［26］。關(guān)于歐當(dāng)歸的殺蟲殺卵活性，國內(nèi)外未見報道。蛇床子是傘形科（Umbelliferae）植物蛇床的種子，其主要活性成分是蛇床子素，目前我國湖北省武漢天惠生物工程有限公司生產(chǎn)1%蛇床子素粉劑和2%蛇床子素乳油，用于防治危害倉儲原糧的谷蠹（Rhizoperthadominica）、玉米象（Sitophiluszeamais）、書虱（Liposcelispaeta）和水稻稻曲?。║stilaginoideaoryzae）。蓖麻子是大戟科（Euphorbiaceae）植物蓖麻的種子，其主要活性成分是蓖麻堿和蓖麻毒素，國內(nèi)對蓖麻植株和種子的殺蟲活性研究較多［27－29］，但目前尚無商品制劑問世。繡球小冠花屬豆科（Leguminosae）小冠花屬（Coronilla）植物。國外分布于歐洲地中海地區(qū)，國內(nèi)東北南部有栽培。種子含強心苷和小冠花苷［30］。關(guān)于繡球小冠花的殺蟲殺卵活性，國內(nèi)外未見報道。

在粘蟲的殺卵作用研究方面，羅都強和張興［5］采用浸卵法測定了雷公藤非生物堿對粘蟲的殺卵作用，結(jié)果表明，在供試濃度為20g／L時，5d的卵孵化率和幼蟲存活率僅為35.3%和9.4%。馮崗等［10］采用浸卵法測定了不同濃度小果博落回生物堿對粘蟲的殺卵作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小果博落回生物堿對粘蟲具有較強的殺卵作用，在供試濃度為2.5g／L時，5d的卵孵化率和幼蟲存活率僅為58.8%和26.6%。本研究首次發(fā)現(xiàn)，歐當(dāng)歸種子、蛇床子、蓖麻子和繡球小冠花根對粘蟲具有很強的殺卵作用，在植物干樣品200g／L的質(zhì)量濃度下，5d的校正未孵化率均高達100%，該結(jié)果為利用這4種高效殺卵植物研制新型植物源殺卵劑提供了重要線索和理論依據(jù)。

植物在長期生存與發(fā)展中，與周圍的生物特別是與植食性昆蟲之間的協(xié)同進化過程中，已形成了抗御害蟲的能力。目前已發(fā)現(xiàn)具有殺蟲活性的植物有2 000余種［31］，植物可產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物更是超過40萬種［32，33］，如生物堿、萜烯類、酚類、獨特的多肽和多糖等［34］，這些植物及其次生代謝產(chǎn)物無疑是新農(nóng)藥開發(fā)的巨大寶庫。本研究結(jié)果表明，從植物世界中尋找高活性的殺卵活性成分是可行的。今后要開展的工作是分離提純殺卵活性化合物，鑒定出化學(xué)結(jié)構(gòu)，確定主成分；探明各成分之間有無協(xié)同、增效、拮抗作用；明確主成分的殺卵作用機理；對主成分開展仿生合成和結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人工合成，為創(chuàng)制新型植物源殺卵劑提供理論依據(jù)。還可將殺卵植物提取物直接加工成植物源殺卵劑使用。

歐當(dāng)歸根與種子、蛇床子、繡球小冠花根不同極性溶劑提取物對粘蟲卵的殺傷作用差異很大，可能是因為殺卵活性成分的種類及性質(zhì)所致。同一植物（部位）同一溶劑提取物對不同昆蟲卵的活性是否表現(xiàn)一致，有待于進一步研究。

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