半夏乙醇提取物對甜菜夜蛾的拒食活性研究

付士龍等

摘 要：采用葉碟法測定了半夏乙醇提取物對甜菜夜蛾3齡幼蟲的選擇性拒食活性和非選擇性拒食活性。結(jié)果表明：半夏乙醇提取物對甜菜夜蛾3齡幼蟲具有明顯的拒食作用，拒食率與濃度呈正相關(guān)，當濃度為100mg/mL時，其24h選擇性拒食率可達85.37%，非選擇性拒食率為86.78%。在選擇性拒食試驗中，提取物對3齡幼蟲的AFC50分別為32.107mg/mL（24h）和43.594mg/mL（48h）；在非選擇性拒食試驗中，提取物對3齡幼蟲的AFC50分別為14.459mg/mL（24h）和21.527mg/mL（48h）。以上結(jié)果表明，半夏乙醇提取物具有很好的研究價值和實踐意義。

關(guān)鍵詞：半夏；乙醇提取物；甜菜夜蛾；殺蟲活性

中圖分類號 Q969.436.4 文獻標識碼 B 文章編號 1007-7731（2013）09-24-03

甜菜夜蛾Spodoptera exigua（Hübner）屬鱗翅目夜蛾科灰翅夜蛾屬，是一種世界性多食性農(nóng)業(yè)害蟲，可取食35科108屬138種植物，包括多種作物和蔬菜[1-2]。該蟲于20世紀80年代中后期在我國危害嚴重，現(xiàn)已成為大田作物和蔬菜作物的主要害蟲之一，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的經(jīng)濟損失[3]。長期以來，對該蟲的防治主要依靠化學農(nóng)藥，頻繁用藥造成該蟲抗藥性越來越高，因此篩選高效低毒防效持久的新型農(nóng)藥對其治理有重要意義[4-5]。

從植物中篩選和發(fā)現(xiàn)化學結(jié)構(gòu)新穎、對環(huán)境安全、選擇性高的殺蟲活性物質(zhì)，進而開發(fā)出具有一定作用特點的植物源農(nóng)藥是新農(nóng)藥開發(fā)研究的一個重要方面[6-7]。半夏的原植物為天南星科植物半夏Pinelliu ternata Breit，以塊莖入藥，是我國的傳統(tǒng)中藥，其性溫、味辛、有毒，不僅具有降逆止嘔、燥濕化痰、消痞散節(jié)的功效，而且具有抗早孕、驅(qū)蚊、殺蟲等功效[8-10]。課題組已報道半夏提取液對小菜蛾、菜青蟲、棉蚜、桃蚜等有較好的殺蟲活性[11-16]，但有關(guān)半夏對甜菜夜蛾的生物活性研究目前國內(nèi)外未見報道。本文選擇暴食性甜菜夜蛾為供試昆蟲，對其進行拒食活性研究，為半夏作為生物農(nóng)藥的開發(fā)提供了一定的基礎數(shù)據(jù)與理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源 甜菜夜蛾采自淮北市無公害蔬菜種植基地，用人工飼料飼養(yǎng)至第三代，測試時選擇3齡期生理狀態(tài)一致的健康幼蟲。室內(nèi)溫度控制在（26±1）℃，光周期L∶D=14∶10h，相對濕度RH70%～80%。

1.2 半夏及提取物制備

1.2.1 提取物制備 半夏采自淮北師范大學半夏試驗基地，自然晾干，然后將半夏塊莖用多功能食品粉碎機粉碎，過40目篩制成干粉；采用索式提取法提取，即準確稱取干粉50g，用95%乙醇溶劑索式提取10h，然后分別將提取液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀內(nèi)減壓濃縮至稠膏狀。將稠膏用丙酮稀釋定容至50mL（1mL中含1g干粉），然后分別裝入棕色廣口瓶置于冰箱中備用。

1.2.2 提取液稀釋 將供試半夏95%乙醇提取物用濃度為0.1%十二烷基硫酸鈉水溶液稀釋100.0、75.0、50.0、25.0和12.5mg/mL，對照為0.1%十二烷基硫酸鈉水溶液稀釋后的丙酮溶液。

1.3 拒食活性測定 采用浸漬葉碟法[13]，即將新鮮甘藍葉片用圓形打孔器（φ=1.5cm）打成葉碟，分別放人處理藥液和對照溶液中浸漬5s，待葉碟上溶液揮發(fā)后，放入直徑為9cm的保濕培養(yǎng)皿中。選擇性拒食作用試驗中，每皿內(nèi)等距離放4個葉碟，對照、處理葉碟各2個，十字交叉型排列；非選擇性拒食作用試驗中，每皿內(nèi)放4個處理葉碟，另設對照。放入饑餓了3h的3齡中期幼蟲，每皿5頭作為1次重復，重復6次。然后把供試幼蟲放入溫度（26±1）℃，光周期L∶D=14∶10h，相對濕度70%～80%的培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)，分別于24h、48h后用座標紙測量出被取食的葉面積，根據(jù)下式計算拒食率，然后將拒食率轉(zhuǎn)化為幾率值、濃度轉(zhuǎn)化成對數(shù)后進行線性回歸，計算拒食中濃度（AFC50）。

選擇性拒食率（%）=[對照取食量-處理取食量對照取食量+處理取食量×100]

非選擇性拒食（%）=[對照取食量-處理取食量對照取食量×100]

1.4 數(shù)據(jù)處理 用SPSS19.0和EXCEL2007軟件對試驗數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分組分析，數(shù)據(jù)之間的差異用DMRT法進行比較。直線回歸的參數(shù)采用最小二乘法估計。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏乙醇提取物對甜菜夜蛾的選擇性拒食活性 半夏乙醇提取物對甜菜夜蛾選擇性拒食活性測定結(jié)果見表1，提取物對甜菜夜蛾的選擇性拒食活性隨濃度升高而增強，取食面積隨濃度升高而減少，當濃度為100mg/mL時，其24h選擇性拒食率可達85.37%。提取物對甜菜夜蛾3齡幼蟲選擇性拒食作用毒力回歸方程分別為Y=-0.545+0.017x（24h）和Y=-0.600+0.014x（48h），拒食中濃度AFC50分別為32.107mg/mL（24h）和43.594mg/mL（48h）（見表3）。試驗中觀察到，經(jīng)24h饑餓處理的試蟲放入培養(yǎng)皿后，大部分首先取食對照葉碟，而后開始嘗試取食藥液處理葉碟，但取食速度越來越慢；極少數(shù)試蟲首先取食藥液處理葉碟。

2.2 半夏乙醇提取物對甜菜夜蛾的非選擇性拒食活性 在非選擇性拒食活性試驗中，半夏乙醇提取物對甜菜夜蛾3齡幼蟲拒食作用明顯，拒食率與濃度呈正相關(guān)，當濃度為100mg/mL時，其24h非選擇性拒食率為86.78%（見表2）。提取物對甜菜夜蛾3齡幼蟲非選擇性拒食作用毒力回歸方程分別為Y=-2.170+0.015x（24h）和Y=-0.307+0.014x（48h），拒食中濃度AFC50分別為14.459mg/mL（24h）和21.527mg/mL （48h）（見表3）。在非選擇性拒食活性試驗中，饑餓處理的試蟲在放入培養(yǎng)皿后，對照組葉碟很快被取食，而藥液處理葉碟雖被取食但速度較慢。經(jīng)過一段時間后，對照組葉碟試蟲未見異常，但處理葉碟組試蟲出現(xiàn)中毒癥狀。

3 結(jié)論與討論

拒食活性是殺蟲植物對植食性昆蟲普遍具有的作用方式[6、13、17-20]。在實驗室，一般通過選擇性試驗和非選擇性試驗來測定提取物的拒食活性[13]。本試驗首次報道了半夏提取物對甜菜夜蛾的拒食活性，驗結(jié)果表明，半夏乙醇提取物對甜菜夜蛾3齡幼蟲具有較強的拒食作用，無論是在選擇性拒食條件下，還是在非選擇性拒食條件下，隨著提取物濃度的升高，甜菜夜蛾的采食量逐漸減少，拒食活性逐漸增強。表明半夏乙醇提取物中存在某類或幾類物質(zhì)，可能使甜菜夜蛾取食帶藥葉碟后，中腸結(jié)構(gòu)遭到破壞、昆蟲中毒、蟲體內(nèi)營養(yǎng)條件惡化等一系列生理生化狀態(tài)改變，也可能是化學物質(zhì)直接作用于甜菜夜蛾的神經(jīng)系統(tǒng)，造成神經(jīng)系統(tǒng)的不正常放電，阻止其獲得正確的味覺信息，從而不能做出正確的取食反應，這些機理還有待于研究。

根據(jù)昆蟲對拒食劑引起的行為反應及相應的時間因素，可將其分為絕對拒食劑和相對拒食劑兩種類型。絕對拒食劑指昆蟲對其表現(xiàn)出持續(xù)性，最后因饑餓而死；相對拒食劑指在一定的時間內(nèi)可抑制昆蟲的取食，但當受試昆蟲饑餓到一定程度時又開始取食[17-19]。本試驗中半夏乙醇提取物的拒食活性均隨處理時間的延長而逐漸減弱，故認為該類物質(zhì)的拒食作用類型應屬于第二類，其拒食作用效果減弱的原因可能是隨處理時間的推移，甜菜夜蛾3齡幼蟲的化學感受器的敏感性會隨接觸特定刺激的延長而明顯下降，其具體原因有待進一步研究。

在實際應用中，拒食劑可與其他防治藥劑聯(lián)合使用，采取“拒、誘、殺”（Push-Pull-Kill）策略控制害蟲，這一策略已經(jīng)在一些森林害蟲和農(nóng)業(yè)害蟲的防治工作中進行了嘗試，并取得了成功[20]。本試驗結(jié)果表明半夏乙醇提取物對甜菜夜蛾的拒食作用較好，具有一定的應用前景。

參考文獻

[1]Merkx-jacques M，Despland E，Bede J C.Nutrient utilization by caterpillars of the generalist beet armyworm，Spodoptera exigua[J].Physiol Entomol，2008（33）：51-61.

[2]張娜，郭建英，萬方浩，等.甜菜夜蛾對不同寄主植物的產(chǎn)卵和取食選擇[J].昆蟲學報，2009，52（11）：1 229-1 235.

[3]張彬，劉懷，王進軍，等.甜菜夜蛾研究進展[J].中國農(nóng)學通報，2008，24（10）：427-431.

[4]Shimadak K，Natsuharak K，Oomori Y，et al. Permetrin resistance mechanisms in the beet armyworm（Spodoptera exigua（Hübner））[J].J Pestic Sci，2005（30）：214-219.

[5]李秀環(huán)，高明，周超，等.甜菜夜蛾敏感品系的獲得及其對12種殺蟲劑的敏感基線[J].植物保護學報，2012，39（4）：376-380.

[6]吳文君，劉惠霞，朱靖博.天然產(chǎn)物殺蟲劑—原理、方法、實踐[M].西安：陜西科學技術(shù)出版社，1998：10-42.

[7] Benner P.Pesticidal compounds from higher plants[J].Pesticide Science，1993（39）：95.

[8]肖培根.半夏.新編中藥志[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002：372.

[9]孫冊，徐繼華，翟世康，等.半夏蛋白的若干生物學性質(zhì)[J].生物化學與生物物理學報，1983，15（4）：333-338.

[10]劉振民，席甲英，李玉厚，等.芫花、半夏毒殺天牛幼蟲試驗[J].山東農(nóng)業(yè)科學，1990（6）：40.

[11]李進步，方麗平，薛建平，等.半夏提取物對小菜蛾產(chǎn)卵忌避和殺卵作用[J].中國中藥雜志，2010，35（9）：1 108-1 111.

[12]李進步，方麗平，薛建平，等.半夏乙醇提取物對桃蚜的控制作用研究[J].淮北煤炭師范學院學報（自然科學版），2009，30（2）：38-41.

[13]李進步，方麗平，薛建平，等.半夏乙醇提取物對小菜蛾幼蟲生物活性的研究[J].中國農(nóng)學通報，2009，25（5）：223-227.

[14]李進步，方麗平，張錚，等.半夏提取物對桃蚜生物活性的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37（9）：4 082-4 084.

[15]李進步，薛建平，方麗平，等.半夏提取物對棉蚜的毒殺與拒食作用研究[J].中國中藥雜志，2007，32（10）：973-975.

[16]趙博光，楊雪云.植物源昆蟲拒食劑的研究與應用前景[J].南京林業(yè)大學學報，1999，23（5）：70.

[17]曾鑫年，趙善歡.植物殺蟲劑和拒食劑：新來源及展望[J].農(nóng)藥譯叢，1995，17（3）：21.

[18] 朱玉坤.昆蟲拒食劑研究進展[J].世界農(nóng)藥，2012，34（3）：28-30.

[19] Schoonhoven L M. Biological aspects of antifeedants[J].. Entomol Exp . Appl， 1982 （31）：57-69.

[20] Cook S M，Khan Z R，Pickett J A. The use of push-pull strategies in integrated pest management[J].Annu Rev Entomol，2007（41）：533-549. （責編：陶學軍）