廣藿香酮對斜紋夜蛾的拒食作用研究

曹天宇，冼繼東*，王洪峰，黃思涵

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣州 510642;2.廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣州 510520)

廣藿香為唇形科植物廣藿香Pogostemon cablin(Blanco)Benth.的地上部分，為多年生草本或灌木，原產(chǎn)亞洲菲律賓等亞熱帶地區(qū)，我國藥材主產(chǎn)于廣東、海南，葉既可食用，也可藥用。廣藿香含揮發(fā)油，為廣藿香精油，油中主成分為廣藿香醇(patchouli alcohol)和廣藿香酮(pogostone)等(劉曉蓉等，2009)。研究表明，廣藿香精油對常見的腸道致病菌、幾十種皮膚致病菌和多種植物病原菌具有抑制作用(劉琥琥等，1999;張廣文等，2002)。近年來，有關(guān)于廣藿香精油在防蟲方面的成效逐漸被發(fā)現(xiàn)，如曾慶錢等(2006a)對廣藿香精油的殺蟲作用及活性成分分析的研究，及曾慶錢等(2006b)進(jìn)行的廣藿香精油對斜紋夜蛾的拒食活性研究，表明廣藿香精油在對害蟲種群方面具有良好的效果，主要作用體現(xiàn)為拒食、生長發(fā)育抑制和殺滅作用。廣藿香酮在廣藿香精油中含量豐富，可以進(jìn)行大量提取、分離(張廣文等，2002)。廣藿香酮在根油中含81.71%，根莖油中含63.45%(申利群等，2004)，莖油中含30.99%，葉油中含21.31%(羅集鵬等，1999)，并且提取方法簡易、工藝成熟，廣泛深入地研究廣藿香酮對昆蟲的生物活性對其成為一種良好的新型農(nóng)藥活性母體或原料以及開發(fā)和利用有重要意義。

斜紋夜蛾Spodoptera litura屬鱗翅目夜蛾科，農(nóng)作物害蟲，世界性分布。危害植物達(dá)99科290多種，是一種暴食性、雜食性的害蟲，以幼蟲咬食葉片、花蕾、花及果實為害。關(guān)于廣藿香酮單體對斜紋夜蛾的拒食活性研究迄今尚未見報道。因此，本試驗以斜紋夜蛾為供試用蟲，通過在室內(nèi)進(jìn)行選擇性和非選擇性拒食活性測定，就廣藿香酮對斜紋夜蛾的拒食活性作用進(jìn)行了研究，旨在為廣藿香酮的進(jìn)一步開發(fā)，并作為植物源農(nóng)藥推廣以及斜紋夜蛾的無公害化防治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

96%廣藿香酮單體，由廣東中醫(yī)藥大學(xué)新藥研究開發(fā)中心提供。

斜紋夜蛾，從田間采集并帶回在試驗室內(nèi)，用菜心葉片進(jìn)行飼養(yǎng)，交配，繁殖，將所產(chǎn)的卵孵化出的幼蟲于試驗室內(nèi)進(jìn)行飼養(yǎng)，飼養(yǎng)溫度為28±1 ℃，供試驗使用。

菜心葉片，在試驗室內(nèi)人工播撒菜心種子，待其出苗2 天后分批移栽入花盆里，當(dāng)葉片面積達(dá)到試驗所需葉片面積時進(jìn)行采收，全程不使用化學(xué)農(nóng)藥。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同濃度廣藿香酮對斜紋夜蛾的拒食活性測定

采用選擇性和非選擇性方法對三齡期斜紋夜蛾幼蟲進(jìn)行拒食活性的測定。供試的廣藿香酮藥劑用丙酮配制成1 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、8 mg/mL、10 mg/mL 五個濃度，用直徑d=3 mm的打孔器將菜心葉片切出若干個面積為706.5 mm2葉碟備用。選擇性試驗中，將供試葉碟分別在1 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、8 mg/mL和10 mg/mL的藥劑中浸漬3 s，對照葉碟在丙酮溶液中浸漬3 s，待丙酮揮發(fā)后即可使用。在同一培養(yǎng)皿中放入藥劑處理的菜心葉碟2 枚，對照菜心葉碟2 枚，呈十字交叉狀排列，將經(jīng)過饑餓處理的3 齡幼蟲分別接入培養(yǎng)皿中。每皿放入試蟲1 頭，每個處理重復(fù)10 次，放置24 h 后將殘存葉碟取出，用葉面積儀分別測量試驗組和對照組葉碟剩余面積，記錄幼蟲存活情況以及葉碟剩余面積。非選擇性試驗中，在試驗組培養(yǎng)皿中放入藥劑處理的葉碟2 枚，對照組培養(yǎng)皿中放置葉碟2 枚，每皿放入試蟲1 頭，每個處理重復(fù)10 次，放置24 h后將殘存葉碟取出，用葉面積儀分別測量試驗組和對照組葉碟剩余面積，記錄幼蟲存活情況以及葉碟剩余面積。

1.2.2 廣藿香酮對不同齡期斜紋夜蛾的拒食活性測定

供試的斜紋夜蛾幼蟲為2 齡、3 齡、4 齡和5 齡幼蟲，將其饑餓處理4 h 后備用。供試的葉碟(面積為706.5 mm2)分別在4 mg/mL 的廣藿香酮藥劑中浸漬3 s，對照葉碟在丙酮溶液中浸漬3 s，待丙酮揮發(fā)后即可使用。選擇性試驗中，在3個直徑為25 cm 的培養(yǎng)皿中分別放入藥劑處理的葉碟2 枚，對照葉碟2 枚，呈十字交叉狀排列，分別接入2 齡、3 齡、4 齡斜紋夜蛾幼蟲各1 頭，另一培養(yǎng)皿則放入藥劑處理的葉碟3 枚，對照葉碟3 枚，接入斜紋夜蛾的5 齡幼蟲1 頭。放置24 h 后將殘存葉碟取出，用葉面積儀分別測量試驗組和對照組葉碟剩余面積，記錄幼蟲存活情況以及葉碟剩余面積。試驗共設(shè)10個重復(fù)。非選擇性試驗中，在3個直徑為25 cm 的培養(yǎng)皿中分別放入藥劑處理的葉碟2 枚，分別接入2 齡、3 齡、4 齡斜紋夜蛾幼蟲各1 頭，在另外3個培養(yǎng)皿中分別放入對照葉碟各2 枚，分別接入2 齡、3 齡、4 齡斜紋夜蛾幼蟲各1 頭，再用2個培養(yǎng)皿分別放入處理葉碟3 枚和對照葉碟3 枚，分別接入斜紋夜蛾的5 齡幼蟲1頭。放置24 h 后將殘存葉碟取出，用葉面積儀分別測量試驗組和對照組葉碟剩余面積，記錄幼蟲存活情況以及葉碟剩余面積。試驗設(shè)10個重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過對曾慶錢等(2006)進(jìn)行的廣藿香精油的殺蟲作用及活性成分分析中采用的拒食率計算公式的參考，本試驗采用如下方法對拒食率進(jìn)行計算:

非選擇性拒食率=(SCK－STr)/SCK

選擇性拒食率=(SCK－STr)/(SCK+STr)

(其中:SCK為對照組葉碟的平均取食面積，STr為試驗組葉碟的平均取食面積)

利用SPSS 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析不同處理項之間的差異顯著性，顯著性水平α=0.05，多重比較采用Duncan's 新復(fù)極差法(DMRT)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的廣藿香酮對斜紋夜蛾幼蟲拒食作用

不同濃度的廣藿香酮對三齡斜紋夜蛾幼蟲的選擇性試驗結(jié)果見表1。由表1 可見，在選擇性試驗中，廣藿香酮對3 齡斜紋夜蛾幼蟲的拒食率從低濃度至高濃度依次增加，1 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、8 mg/mL、10 mg/mL 廣藿香酮藥劑對應(yīng)的拒食率分別為56.65%，62.24%，80.01%，82.40%和90.03%。

表1 不同濃度廣藿香酮對三齡斜紋夜蛾幼蟲的選擇性拒食作用Table 1 Antifeedant activity of pogostone in different concentrations to 3rd instar Spodoptera litura in selective experiment

利用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在試驗組中，在對藥劑濃度為1 mg/mL 與2 mg/mL，2 mg/mL與4 mg/mL 以及8 mg/mL 與10 mg/mL 進(jìn)行分析后，以上不同濃度試驗組之間幼蟲的選擇性拒食率差異性顯著，而當(dāng)藥劑濃度為4 mg/mL 與8 mg/mL時，兩種濃度試驗組之間幼蟲的選擇性拒食率差異性不顯著，即表明采用4 mg/mL 與8 mg/mL濃度下的廣藿香酮藥劑對幼蟲的拒食活性效果相近，1 mg/mL 與2 mg/mL，2 mg/mL 與4 mg/mL，8mg/與10 mg/mL 濃度下的廣藿香酮藥劑對幼蟲的拒食活性差異較明顯。因此得出結(jié)論:不同濃度的廣藿香酮對三齡斜紋夜蛾的選擇性拒食作用中，由于4 mg/mL 與8 mg/mL 濃度下的拒食活性相近，且配置4 mg/mL 濃度的所需廣藿香酮的用量較小，且采用10 mg/mL 濃度藥劑處理菜心葉片時產(chǎn)生輕微藥害，因此在不同濃度的廣藿香酮對三齡斜紋夜蛾的選擇性拒食作用中，4 mg/mL濃度的效果最佳。

不同濃度的廣藿香酮對三齡斜紋夜蛾幼蟲的非選擇性試驗結(jié)果見表2。由表2 可見，在非選擇性試驗中，廣藿香酮處理對三齡斜紋夜蛾幼蟲的拒食率依次增加，1 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、8 mg/mL、10 mg/mL 廣藿香酮藥劑對應(yīng)的拒食率分別為為62.48%，71.78%，84.15%，86.35%和92.71%，隨著藥劑濃度依次增加，試驗組葉碟的被取食呈下降趨勢;對照組葉碟被取食的程度作為空白對照。處理葉碟的藥劑濃度越高，拒食效果越明顯。

表2 不同濃度廣藿香酮對三齡斜紋夜蛾幼蟲的非選擇性拒食作用Table 2 Antifeedant activity of pogostone in different concentrations to 3rd instar Spodoptera litura in nonselective experiment

利用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在試驗組中，在對藥劑濃度為1 mg/mL 與2 mg/mL，2 mg/mL與4 mg/mL 以及8 mg/mL 與10 mg/mL 進(jìn)行分析后，以上不同濃度試驗組之間幼蟲的非選擇性拒食率差異性顯著，而當(dāng)藥劑濃度為4 mg/mL 與8 mg/mL時，兩種濃度試驗組之間幼蟲的非選擇性拒食率差異性不顯著，即表明采用4 mg/mL 與8 mg/mL濃度下的廣藿香酮藥劑對幼蟲的拒食活性效果相近，1 mg/mL 與2 mg/mL，2 mg/mL 與4 mg/mL，8 mg/mL 與10 mg/mL 濃度下的廣藿香酮藥劑對幼蟲的拒食活性差異較明顯。因此得出結(jié)論:不同濃度的廣藿香酮對三齡斜紋夜蛾的選擇性拒食作用中，4 mg/mL 與8 mg/mL 濃度下的拒食活性最佳，由于4 mg/mL 與8 mg/mL 濃度下的拒食活性相近，且配置4 mg/mL 濃度的所需廣藿香酮的用量較小，且采用10 mg/mL 濃度藥劑處理菜心葉片時產(chǎn)生輕微藥害，因此在不同濃度的廣藿香酮對三齡斜紋夜蛾的選擇性拒食作用中，4 mg/mL濃度的效果最佳。此結(jié)論與不同濃度廣藿香酮對斜紋夜蛾的選擇性拒食作用結(jié)果相符。

2.2 廣藿香酮對不同齡期斜紋夜蛾的拒食作用結(jié)果

同一濃度(4 mg/mL)廣藿香酮對不同齡期斜紋夜蛾幼蟲的選擇性試驗結(jié)果見表3。由表3 可見，在選擇性性試驗中，廣藿香酮處理對2～5 齡期斜紋夜蛾幼蟲取食均有不同程度上的影響，廣藿香酮對2～5 齡斜紋夜蛾幼蟲的拒食率依次為78.56%，80.25%，66.80%和40.09%，隨著齡期的增長，幼蟲達(dá)到5 齡后，對照組的葉碟被幾乎完全取食，試驗組的葉碟平均剩余量僅達(dá)到總面積的1/3，廣藿香酮對5 齡幼蟲的選擇性試驗拒食率僅為40.35%。

表3 廣藿香酮對不同齡期斜紋夜蛾幼蟲的選擇性拒食作用Table 3 Antifeedant activity of pogostone to different instars Spodoptera litura in selective experiment

利用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在試驗組中，廣藿香酮藥劑濃度為4 mg/mL 下，2 齡幼蟲與3 齡幼蟲的選擇性拒食率差異不顯著，3 齡幼蟲與4 齡幼蟲、4 齡幼蟲與5 齡幼蟲的選擇性拒食率差異顯著，即表明同一濃度(4 mg/mL)的廣藿香酮對2齡幼蟲與3 齡幼蟲的選擇性拒食效果相近，對3 齡幼蟲與4 齡幼蟲，4 齡幼蟲與5 齡幼蟲的選擇性拒食效果差異較大，由于2 齡幼蟲的取食量較小，且拒食率低于3 齡幼蟲，得出結(jié)論:在同一濃度(4 mg/mL)廣藿香酮藥劑對葉碟的處理下，對3齡斜紋夜蛾幼蟲選擇性拒食作用最佳。

同一濃度(4 mg/mL)廣藿香酮對不同齡期斜紋夜蛾幼蟲的非選擇性試驗結(jié)果見表4。由表4 可見，在非選擇性試驗中，廣藿香酮處理對2～5 齡期斜紋夜蛾幼蟲取食均有不同程度上的影響，廣藿香酮對2～5 齡斜紋夜蛾幼蟲的拒食率依次為78.21%，83.02%，77.36%，40.24%。廣藿香酮對于老齡的暴食性斜紋夜蛾幼蟲的拒食效果不是很理想，對5 齡幼蟲的非選擇性拒食率僅為40.24%。

表4 廣藿香酮對不同齡期斜紋夜蛾幼蟲的非選擇性拒食作用Table 4 Antifeedant activity of pogostone to different instars Spodoptera litura in nonselective experiment

利用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在試驗組中，廣藿香酮藥劑濃度為4 mg/mL 下，2 齡幼蟲與3 齡幼蟲的非選擇性拒食率差異不顯著，3 齡幼蟲與4 齡幼蟲、4 齡幼蟲與5 齡幼蟲的非選擇性拒食率差異顯著，即表明同一濃度(4 mg/mL)的廣藿香酮對2 齡幼蟲與3 齡幼蟲的非選擇性拒食效果相近，而對3 齡幼蟲與4 齡幼蟲，4 齡幼蟲與5 齡幼蟲的非選擇性拒食效果差異較大，由于2 齡幼蟲的取食量較小，且拒食率低于3 齡幼蟲，得出結(jié)論:在同一濃度(4 mg/mL)廣藿香酮藥劑對葉碟的處理下，對3 齡斜紋夜蛾幼蟲選擇性拒食作用最佳。得出結(jié)論:在同一濃度(4 mg/mL)廣藿香酮藥劑對葉碟的處理下，對3 齡斜紋夜蛾幼蟲選擇性拒食作用最佳。此結(jié)論與同一濃度(4 mg/mL)不同齡期的斜紋夜蛾的選擇性拒食作用結(jié)果相符。

3 結(jié)論與討論

廣藿香酮對斜紋夜蛾幼蟲的拒食作用主要與廣藿香酮的濃度以及斜紋夜蛾幼蟲的齡期有關(guān)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，斜紋夜蛾的種群暴發(fā)對果蔬的生產(chǎn)造成很大的損失。因此，在斜紋夜蛾造成巨大危害前控制其種群顯得極為重要。

本研究表明，利用廣藿香酮對斜紋夜蛾的拒食作用，降低了各齡期斜紋夜蛾幼蟲的取食量，且對各齡期幼蟲的生長發(fā)育造成了一定的影響，這在生產(chǎn)上起著重大的意義。大量的研究結(jié)果表明，將對害蟲有拒食作用的植物源活性物質(zhì)作用于寄主植物上，能夠?qū)崿F(xiàn)嗜食害蟲的拒食，起到保護(hù)植物免受危害的效果。如利用印楝素對斜紋夜蛾取食行為造成影響的研究(李云壽等，1998)，采用冬木枝干表皮提取物對斜紋夜蛾的拒食和生長抑制的研究(Zapata，2009)以及使用線葉蒲桃提取物對斜紋夜蛾的生長抑制和拒食活性的研究(Jeyasankar，2010)，均證實了植物源活性物質(zhì)對害蟲具有拒食和生長抑制的作用，由此可見，采用植物源活性物質(zhì)對害蟲進(jìn)行控制日趨成熟。此外，在本研究中，單純使用廣藿香酮控制斜紋夜蛾，最適濃度4 mg/mL 下拒食率達(dá)到81.86%，低于90%，表明單獨使用廣藿香酮不能完全實現(xiàn)對斜紋夜蛾種群的拒食作用，因此，應(yīng)與其他生物防治措施聯(lián)合使用，參考朱家穎等(2006)利用印楝素和魚藤桐的混劑對斜紋夜蛾的毒效研究，如何將廣藿香酮與其他植物源活性物質(zhì)結(jié)合來防治斜紋夜蛾，達(dá)到利用非化學(xué)手段控制其危害為目的，將有待于進(jìn)一步研究。

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