博落回提取物對松梢螟幼蟲生物活性的影響

靳愛仙，周國英，閆瑞坤，伍 南，鄧小軍，路宗巖

(中南林業(yè)科技大學 林業(yè)生物技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410004)

博落回提取物對松梢螟幼蟲生物活性的影響

靳愛仙，周國英，閆瑞坤，伍 南，鄧小軍，路宗巖

(中南林業(yè)科技大學 林業(yè)生物技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410004)

在室內(nèi)測定了博落回乙醇提取物對松梢螟幼蟲的生物活性。結(jié)果表明:博落回提取物對松梢螟幼蟲的生物活性隨濃度的升高而增強。在提取液為100 g/L供試濃度下，松梢螟幼蟲24 h、48 h的拒食率分別為92.62%和91.95%，顯著高于其他濃度；生長抑制率分別為95.20%(24 h)和92.43%(48 h)，處理后96 h的生長抑制率亦高達90.80%；對3齡幼蟲的觸殺作用高于5齡幼蟲，處理后24 h、48 h的校正死亡率分別為86.67%和76.66%，與標準藥劑對照噻蟲啉的效果沒有明顯差異?？梢?，博落回提取物對松梢螟幼蟲具有一定的生物活性。關(guān)鍵詞： 博落回提取物；松梢螟；拒食活性；生長抑制；觸殺作用

松梢螟Dioryctria splendidella為螟蛾科Pyralididae松梢螟屬Dioryctria蛀梢型害蟲，主要危害馬尾松、濕地松等樹種，是湖南省重要的森林害蟲之一。該害蟲自2009年在湖南省大爆發(fā)，為害面積達17.3萬hm2；2010年湖南省僅5年生以下的馬尾松幼林發(fā)生危害有12萬hm2，嚴重影響了松木林的健康。

博落回M. cordata為罌粟科Papaveraceae博落回屬Macleaya多年生大型草本，湖南省各地多有分布，植物資源較為豐富。博落回全草具有毒性，國內(nèi)外研究表明其有效活性成分主要為生物堿類[1-6]。在實際應(yīng)用中博落回具有抗菌[7-8]、殺蛆[9]、殺蟲等功效[10-13]。近年來有關(guān)博落回殺蟲作用研究逐漸增多，周順玉等[14]研究了其對茶毛蟲及茶尺蠖的生物作用，張國洲等[15]測定了其對菜粉蝶5齡幼蟲的拒食作用，博落回對松梢螟等林業(yè)蟲害的生物活性作用還未見報道。

目前中國針對松梢螟等重大林業(yè)蟲害的防治使用的基本是化學農(nóng)藥，在化學農(nóng)藥弊端日益凸顯的情況下，植物源殺蟲劑以其綠色環(huán)保、低毒、無污染的優(yōu)點[15]成為了國內(nèi)外學者研究的熱點，植物源農(nóng)藥的開發(fā)及應(yīng)用也成為農(nóng)藥行業(yè)新的趨勢。從林業(yè)有害生物防治的角度來看，從天然殺蟲活性植物中研究開發(fā)安全、有效、低毒的植物源農(nóng)藥，對推進林業(yè)無公害防治具有重要的現(xiàn)實意義。

本研究測定博落回提取物對松梢螟幼蟲的生物活性作用主要從以下3個方面進行:(1)不同濃度梯度下，博落回提取物對松梢螟幼蟲的非選擇拒食活性作用；(2)不同濃度梯度及不同處理時間下，博落回提取物對松梢螟幼蟲的生長抑制作用；(3)不同濃度梯度及不同蟲齡下，博落回提取物對松梢螟幼蟲的觸殺作用。通過對以上問題的研究，為此類植物源農(nóng)藥的開發(fā)和松梢螟的生物防治奠定科學的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試植物:博落回全草采自湖南省株洲攸縣皇圖嶺鎮(zhèn)山關(guān)林場，植物全草采集時間為2010年8月份。將新鮮的博落回全草洗凈、晾干，置于60 ℃烘箱內(nèi)烘干，粉碎過40目篩，用密封瓶保存。

供試昆蟲:松梢螟幼蟲采自湖南省衡陽市衡山縣馬尾松幼林，采集時間為2011年5月～10月。幼蟲以新鮮松梢木段作為食料，置于溫度(28±2) ℃，相對濕度(60%±10%)培養(yǎng)室中培養(yǎng)。選取3齡、4齡、5齡蟲供試。

1.2 試驗方法

1.2.1 博落回提取物的制備

參考王欣等[17]的方法并改進，用90%乙醇按料液比1 g : 9 mL浸漬植物粉末24 h，超聲提取45 min，每次超聲時間為2 s，兩次超聲時間間隔0.5 s，功率1600 W，提取溫度為30 ℃，提取兩次，真空抽濾。將濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至50 mL左右轉(zhuǎn)至100 mL燒杯，讓溶劑自然揮發(fā)，使提取物成浸膏狀。用60%乙醇溶解稀釋，加0.1%吐溫-80制備成供試原液，冷藏備用。

1.2.2 博落回提取物對松梢螟幼蟲的非選擇拒食活性測定

采用非選擇性松梢段法。先將供試原液用60%乙醇稀釋成濃度梯度為100、50、25、12.5、6.25 g/L的供試液。挑取個體大小和蟲齡一致健康的幼蟲放入用濾紙保濕的9 cm培養(yǎng)皿中，每皿放入1頭饑餓6 h的試蟲。選取新鮮、粗細均勻且直徑約7 mm的馬尾松梢枝條，將其截成長20 mm的木段，分別在不同濃度的供試液中浸漬10 s取出，自然晾干，以清水處理為對照。每濃度處理試蟲10頭，每處理重復5次，處理后置于養(yǎng)蟲室內(nèi)飼養(yǎng)，24 h、48 h后各測量一次木段被取食面積，計算非選擇拒食率[18]。

取食面積的計算方法:一段試用馬尾松松梢段的直徑約為7 mm,長約20 mm，因此其表面積約為439.6 mm2，取食面積經(jīng)測量后按占總面積的比例換算。

式(1)中：N為非選擇拒食率；C為對照取食面積；T為處理取食面積。

1.2.3 博落回提取物對松梢螟幼蟲的生長抑制作用測定

采用浸松梢段法。試用松梢段的處理方法同“1.2.2節(jié)”中的方法。將處理好的松梢段置于9cm培養(yǎng)皿中，挑取個體大小和蟲齡一致健康的幼蟲饑餓處理6 h，每皿接入1頭，接入前稱其體重。每濃度處理試蟲10頭，每處理重復5次，用清水處理作對照。處理后24 、48 h各稱量其體重1次，48 h后棄去死蟲和殘存松梢段，更換未經(jīng)供試液處理的新鮮松梢段供試蟲取食，每天更換1次，處理后96 h后檢測試蟲體重，計算生長抑制率[17]。

式 (2)中：G為生長抑制率；C為對照組增長體重；T為處理組增長體重。

1.2.4 博落回提取物對松梢螟幼蟲的觸殺作用測定

采用浸蟲法。將個體大小和蟲齡一致健康的試蟲浸入不同濃度供試液中5 s后取出，用濾紙吸取多余藥液，至養(yǎng)蟲室正常飼養(yǎng)，每濃度處理試蟲10頭，每處理重復3次，以清水作為空白對照，以市售噻蟲啉為陽性對照。處理48 h后，調(diào)查試蟲死亡情況，記錄總蟲數(shù)及死亡蟲數(shù)，計算死亡率和校正死亡率。

式(3)～(4)中：D為死亡率；L為死亡蟲數(shù)；T為總蟲數(shù)；Cm為校正死亡率；T為處理死亡率；C為對照死亡率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 18.0和DPS數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)分析。采用Duncan's法分析數(shù)據(jù)差異顯著性。將拒食率、生長抑制率和校正死亡率均轉(zhuǎn)化為機率值，將濃度進行對數(shù)轉(zhuǎn)換后繪制回歸方程，并計算 AFС50、LС50。

2 結(jié)果與分析

2.1 博落回提取物對松梢螟幼蟲的非選擇拒食活性

博落回提物對松梢螟4齡幼蟲的非選擇拒食活性測定試驗結(jié)果見表1和表2。從表中數(shù)據(jù)可以看出，博落回提取物對松梢螟4齡幼蟲的拒食作用隨著供試液濃度的升高而增加。在供試液在濃度為100 g/L時對松梢螟幼蟲具有較好的拒食作用。其中處理時間為24 h時拒食率達到了92.62%，處理48 h后其拒食率為91.95%。從表2可以看出，松梢螟4齡幼蟲經(jīng)博落回供試液處理后24 、48 h的拒食中濃度(AFС50)差異較小，95%置信區(qū)間也有重疊現(xiàn)象，說明經(jīng)博落回提取物處理后24 h、48 h的拒食作用的差異并不顯著。

表1 博落回提取物對松梢螟4齡幼蟲的非選擇性拒食活性測定結(jié)果?Table 1 Non-selective antifeedant activities of M. cordata extractsagainst the 4th instar larvae of D. splendidella

表2 博落回提取物對松梢螟4齡幼蟲非選擇性拒食率的回歸方程及AFС50Table 2 Regression equation and AFC50 of non-selective antifeedant rate of M. cordata extracts against 4th instar larvae of D. splendidella

2.2 博落回提取物對松梢螟幼蟲的生長抑制作用

博落回提取物對松梢螟幼蟲的生長抑制作用測定結(jié)果見表3、表4和表5。從表中數(shù)據(jù)可知，用不同濃度的博落回供試液對松梢螟4齡幼蟲的生長抑制作用隨著濃度的升高而增強。在供試液濃度為50 g/L時對松梢螟4齡幼蟲的生長抑制率明顯增強，在供試液濃度為100 g/L處理時間為24 h時生長抑制率達到95.20%，在處理96 h后其生長抑制率也達到90.80%。從表5的數(shù)據(jù)看，處理后96 h的EС50濃度略小于處理后24 h、48 h的濃度，但從95%的置信區(qū)間來看處理后24 、48 、96 h的差異并不顯著。說明博落回提取物有效成分代謝半衰期可能較長，96 h仍然處于有效濃度水平。

表3 松梢螟4齡幼蟲經(jīng)博落回提取物處理后的體重Table 3 Body weight of 4 instar larvae of D. splendidellaafter treated with M. cordata extracts

表4 松梢螟4齡幼蟲經(jīng)博落回提取物處理后的生長抑制率Table 4 Growth inhibiting rate of 4th instar larvae of D.splendidella after treated with M. cordata extracts

表5 博落回提取物對松梢螟4齡幼蟲生長制率的回歸方程及EС50Table 5 Growth inhibition regression equations and EC50 of 4th instar larvae of D. splendidella after treated with M. cordata extracts

2.3 博落回提取物對松梢螟幼蟲的觸殺作用

博落回提取物對松梢螟3齡、5齡幼蟲的觸殺活性作用測定結(jié)果見表6、表7。由表6可以看出，供試液濃度與觸殺效果存在正相關(guān)關(guān)系，在濃度100 g/L時對松梢螟3齡、5齡幼蟲的觸殺作用最大，并且其作用效果與市售噻蟲啉(濃度為30 g?L-1)的效果處于同一顯著水平。由表6、表7可以看出，博落回提取物對3齡幼蟲的效果明顯高于5齡幼蟲，兩者的LС50有較大差異，95%置信限沒有重疊，說明博落回提取物對3齡幼蟲和5齡幼蟲作用效果的差異性顯著。

表6 博落回提取物對松梢螟3齡、5齡幼蟲的觸殺作用測定結(jié)果Table 6 Contact toxicity of M. cordata extracts to 3th and 5 th instar larvae of D. splendidella

表7 博落回提取物對松梢螟3齡、5齡幼蟲觸殺作用的毒力回歸方程及LС50Table 7 Contact toxicity regression equations and LC50 of 3th and 5 th instar larvae of D. plendidella after treated with M. ordata extracts

3 討 論

植物用作控制害蟲的方式大致有拒食作用，生長抑制作用，觸殺作用，胃毒作用，忌避作用，麻醉作用等[19]。博落回提取物對松梢螟幼蟲的生物活性作用，主要選擇了拒食活性、生長抑制作用和觸殺作用進行研究。大部分的殺蟲植物因成分復雜，對昆蟲都有一定的拒食活性作用，因此選用植物粗提物用作拒食活性測定是適宜而可行的。拒食活性作用的機理主要是植物中的某些成分抑制了昆蟲的味覺感受器的功能，影響昆蟲對食物的識別[20]。試驗中在博落回提取物濃度較高的情況下有些試蟲基本不取食。由于忌避作用的結(jié)果也能導致昆蟲不取食，因此還不能說明對于博落回植物對松梢螟幼蟲產(chǎn)生拒食作用的根本原因。

生長抑制作用對于大多數(shù)昆蟲來說，雖然沒有達到直接控制害蟲數(shù)量的目的，但不良的生長發(fā)育會直接影響到后期幼蟲化蛹率和蛹的重量及大小。在試驗過程中，經(jīng)過博落回提取物處理后的存活幼蟲，其蟲蛹的重量和大小比正?；嫉南x蛹要輕、小，成蟲個體也相對較小，不難懷疑個體較小的成蟲與正常成蟲的質(zhì)量及對其后代質(zhì)量的影響應(yīng)當是不同的。

另外，本次試驗中觸殺作用的效果與周順玉等[14]對茶毛蟲、茶尺蠖的毒殺效果基本一致。在觸殺作用效果測定試驗中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)供試液處理后5齡幼蟲的存活率明顯高于3齡幼蟲，5齡幼蟲的抗藥性性機理一方面可能是由于幼蟲形體不同代謝速率的差別所導致，另一方面也可能是幼蟲處于不同的生理時期而引起的，其機理有待進一步研究。經(jīng)博落回提取物觸殺后的試蟲的死亡形態(tài)大致有3種:(1)蟲體腹部腫脹；(2)蟲體皺縮，體表顏色略加深，表現(xiàn)為失水狀；(3)蟲體癱軟，腹部呈空癟狀。導致試蟲不同死亡形態(tài)的機理也值得深入探討。

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Bioactivities of Macleya cordata extracts against larvae of Dioryctria splendidella

J?N Ai-xian, ZHOU Guo-ying, YAN Rui-kun, WU Nan, DENG Xiao-jun, LU Zong-yan
(Hunan Provincial Key Lab. of Forestry Biotechnology, Сentral South University of Forestry & Technology, Сhangsha 410004, Hunan, Сhina)

Bioactivities ofMacleya cordataethanol extracts on the larvae ofDioryctria splendidellawere preliminarily tested in laboratory by measuring antifeedant activities, body weight gains and contact toxicity against the larvae ofD. splendidellaafter treated with theM. cordataextracts. The results indicate that the higher the extracted concentrations, the more obvious of the bioactivities to the pests were. 100 g/L ethanol extracts had good effect on the larva, the non-selective antifeedant rate were 92.62% and 91.95% after 24 hours and 48 hours. Сompared the effects of other extracted concentrations the differences were signif i cantly. The growth inhibiting rate of 100 g/L ethanol extracts were 95.20% and 92.43% after 24 hours and 48 hours, and it also reached to 90.80% after 96 hours. When the extracted concentration in 100g/L, the contact toxicity against the 3th instar larvae was higher than that of the 5th instar, and the corrected mortality were 86.67% and 76.66% after treated 24 and 48 hours, the effects were the same as the pesticides thiacloprid. The fi ndings proved that theMacleya cordataextracts had some bioactivities against the larvae ofD. splendidella.

M. cordataextracts;D. splendidella ;antifeedant activities; growth inhibition; contact toxicity

S76；Q715

A

1673-923X (2012)05-0015-04

2012-1-7

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目(200904006;201004003)

靳愛仙(1964-),女,陜西鳳翔人,博士研究生,主要從事森林資源監(jiān)測與保護的研究

周國英(1966-),女,湖北應(yīng)城人,教授,博士,主要從事森林保護及應(yīng)用微生物方面的研究;E-mail:gyzhou2118@yahoo.com.cn

[本文編校：歐陽欽]