從羽裂蟹甲草分離的9種化合物的殺蟲活性

黃繼光，楊文杰，桑曉清，趙歡歡

(華南農業(yè)大學資源環(huán)境學院/天然農藥與化學生物學教育部重點實驗室，廣東廣州 510642)

從羽裂蟹甲草分離的9種化合物的殺蟲活性

黃繼光，楊文杰，桑曉清，趙歡歡

(華南農業(yè)大學資源環(huán)境學院/天然農藥與化學生物學教育部重點實驗室，廣東廣州 510642)

【目的】在前期研究基礎上，系統(tǒng)評價羽裂蟹甲草Cacalia tangutica的殺蟲活性.【方法】采用觸殺、胃毒和點滴等方法測定了羽裂蟹甲草中9種化學成分對家蠅Musca domestica、致倦庫蚊Culex pipiens quinquefasciatus、菜粉蝶Pieris rapae、亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis、紅火蟻Solenopsis invicta的生物活性.【結果和結論】無羈萜對家蠅3齡幼蟲的觸殺活性明顯，1 μg/頭點滴處理后48 h，校正死亡率達到86.18%，與魚藤酮(85.67%)無顯著差異.無羈萜和山奈酚對致倦庫蚊4齡幼蟲的毒殺活性與魚藤酮不顯著，處理后72 h，校正死亡率均超過80%.此外，無羈萜對菜粉蝶3齡幼蟲、亞洲玉米螟4齡幼蟲、紅火蟻表現(xiàn)出了一定的觸殺活性，無羈萜、槲皮素和山奈酚對紅火蟻還具有較明顯的胃毒活性.結果表明無羈萜、槲皮素、山奈酚是羽裂蟹甲草中的活性成分.

羽裂蟹甲草;化學成分;殺蟲活性

1 材料與方法

1.1 供試化合物

豆甾醇、無羈萜、7-羥基-8-甲氧基香豆素、傘形酮、瑞香素-8-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素、山奈酚和β-胡蘿卜苷均從羽裂蟹甲草中分離所得，純度≥90%.具體分離過程和方法請參閱文獻［5］.α-三聯(lián)噻吩為華南農業(yè)大學天然農藥與化學生物學教育部重點實驗室提供，質量分數(shù)為92%.魚藤酮、阿維菌素均為農業(yè)部農藥檢定所提供，質量分數(shù)為98%.

1.2 供試昆蟲及飼養(yǎng)條件

家蠅M.domestica蟲種來自廣東省衛(wèi)生防疫站.產卵飼料和幼蟲飼料成分為：麥麩250 g、面粉12.5 g、奶粉8 g、酵母粉2.5 g和水500 mL;成蟲飼料成分為：面粉50 g、麥麩10 g和奶粉40 g.面粉、麥麩、奶粉以及酵母粉均為市售.將產卵飼料加入罐頭瓶中，待成蟲產卵.一般2～3 d可孵化成幼蟲，5～8 d后化蛹，3～5 d后羽化.家蠅羽化后，在籠中加入成蟲飼料和水，供成蟲取食.取羽化后2～4 d的成蟲供試.養(yǎng)蟲室內的相對濕度在75%以上，溫度為(25± 1)℃，光周期為14 h光∶10 h暗.

致倦庫蚊Culex pipiens quinquefasciatus蟲種來自廣東省衛(wèi)生防疫站.以酵母粉飼養(yǎng)蚊幼蟲，羽化出的成蟲先以質量分數(shù)為5%的葡萄糖水飼養(yǎng)3～5 d，然后僅供水饑餓24 h，再以小白鼠飼血一個晚上.成蟲吸血后繼續(xù)用葡萄糖飼養(yǎng)，約2～5 d后可產卵.一般夜間產卵，卵預先放于籠中的清水盆中.次日將卵取出放于塑料盆中，盆中貯已過夜的自來水.卵放入后撒少許酵母粉于盆中.卵一般約24 h后即可孵化成幼蟲，幼蟲期8～10 d，在6 d取4齡蟲進行試驗.留做蟲種的幼蟲可于12 d左右進入化蛹盛期，此時用紗勺將蛹撈出，置于紗籠中的水杯中，3～4 d后即可羽化為成蟲.

菜粉蝶Pieris rapae來源于田間未施藥的芥蘭Brassica alboglabra或甘藍Brassica oleraceaL.var.capitataL.上采回的健康幼蟲.

亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis參考周大榮等［6］的半人工飼料方法飼養(yǎng).大豆糝15 g、玉米糝19 g、酵母粉9 g、多維葡萄糖7.5 g、山梨酸0.5 g、甲醛0.2 mL、瓊脂2 g、水120 mL.山梨酸用直接加入沸騰瓊脂液的方法以完全消除溶劑的不良影響.卵塊接種于飼料在溫度28～30℃，相對濕度70%～90%下的養(yǎng)蟲室內.初孵幼蟲經21 d不用添加或更換飼料至發(fā)育老熟.

紅火蟻Solenopsis invicta采集于廣東省增城市，蟻巢挖回后，置于室內加水和飼料喂養(yǎng)2～3 d，然后用水將紅火蟻從土壤中逼出，轉移至干凈的容器(儲物箱)內用火腿腸進行飼養(yǎng)，用“水試管”供水，馴化2 d后進行試驗.

1.3 測定方法

1.3.1 對家蠅的觸殺作用的測定測定采用點滴法，樣品用溶劑溶解.用微量點滴儀將藥液點于試蟲前胸背板.每處理設3次重復，每重復10～20頭蟲，相應溶劑作空白對照.處理后的試蟲用白砂糖飼喂，觀察試蟲的反應，并記錄死亡蟲數(shù)，按Abbott公式計算死亡率和校正死亡率.

1.3.2 對致倦庫蚊4齡幼蟲毒殺作用的測定參考Huang等［4］報道的方法.先將樣品配制成一定濃度的丙酮溶液，使用時稀釋50倍.例如，需配制50 mL供試藥液，即吸取1 mL藥液，溶于49 mL水中，控制最終測試體系中的丙酮質量分數(shù)為2%.在測定時，先用紗網撈起所需數(shù)量的蚊幼蟲加入量好體積的水中，然后再加藥劑，輕微振蕩均勻.每處理設3次重復，每個重復20～30頭幼蟲，以同樣量的溶劑作對照.調查死亡情況，按Abbott公式計算死亡率和校正死亡率.

1.3.3 對亞洲玉米螟幼蟲、菜粉蝶幼蟲的觸殺作用的測定采用微量點滴儀進行.挑選發(fā)育整齊一致的幼蟲，將供試藥劑配制成丙酮溶液，點滴一定體積的藥液于亞洲玉米螟的前胸背板上.處理后將試蟲轉移至干凈的環(huán)境中，用新鮮飼料飼養(yǎng).每處理設3次重復，每重復10～20頭蟲，定期調查試蟲死亡情況，按Abbott公式計算死亡率和校正死亡率.

1.3.4 對紅火蟻的胃毒活性的測定采用毒餌法.將藥劑配制成一定濃度的毒餌，放入底部直徑7.0 cm、高7.0 cm的塑料杯中，杯口涂一層爽身粉防止試蟲逃逸，然后隨機接入一定數(shù)量的經乙醚麻醉的紅火蟻工蟻，用干凈的小試管供水，觀察死亡情況，計算死亡率和校正死亡率.對照用相同溶劑處理，每處理設3次重復，每重復50頭紅火蟻.

1.3.5 對紅火蟻的觸殺活性的測定采用藥膜法將一定量的藥劑溶液加入到底部直徑7.0 cm、高7.0 cm的塑料杯中，使藥液體積覆蓋塑料杯底部，并保持高度為0.5 cm，置于通風處，揮發(fā)掉所有的有機溶劑，使其在杯底部形成一層藥膜，然后隨機接入一定數(shù)量的紅火蟻工蟻進行試驗.用小試管供水，定期加入新鮮的火腿腸碎片進行飼養(yǎng).記錄死亡情況，以藥劑的質量為劑量來評價其活性.用相同空白溶劑作對照，每處理設3次重復，每重復50頭紅火蟻.

1.3.6 對致倦庫蚊4齡幼蟲的光活化活性測定

試蟲用藥劑處理后，分成2組，一組置于避光環(huán)境中，另一組置于紫外燈下照射1 h，然后再置于避光環(huán)境中正常飼養(yǎng).紫外燈為UV-A(功率40 W，光譜為300～400 nm，峰值為365 nm，荷蘭Philip公司制造)，燈管距液面10 cm.定期調查死亡情況.

1.3.7 數(shù)據分析生物活性測定結果均以“平均數(shù)±標準誤”表示，相關試驗數(shù)據用EXCEL2003統(tǒng)計，方差分析采用鄧肯氏新復極差多重比較法(DMRT).

2 結果與分析

2.1 對家蠅的活性測定

首先測定了無羈萜對家蠅3齡幼蟲的觸殺活性，結果見表1.結果表明無羈萜對家蠅3齡幼蟲具有良好的觸殺活性，1 μg/頭點滴處理48 h后，校正死亡率達到86.18%，與魚藤酮差異不顯著.

表1 無羈萜和魚藤酮對家蠅3齡幼蟲的觸殺活性Tab.1 Contact toxicities of friedelin and rotenone against the third-instar larvae of Musca domestica

2.2 對致倦庫蚊的活性測定

羽裂蟹甲草中幾個化合物對致倦庫蚊的毒殺活性見表2.結果表明，50 μg/mL處理后，無羈萜、槲皮素、山奈酚48 h的結果與魚藤酮差異不顯著，校正死亡率分別為56.62%、51.57%、50.92%;72 h無羈萜和山奈酚的校正死亡率分別為85.09%和82.00%，與魚藤酮(84.77%)無顯著性差異.

表2 羽裂蟹甲草中的幾個化合物對致倦庫蚊4齡幼蟲的毒殺活性Tab.2 Toxicities of several compounds isolated from Cacalia tangutica against the fourth-instar larvae of Culex pipiens quinquefasciatus

以α-三聯(lián)噻吩為對照藥劑，測定了無羈萜、7-羥基-8-甲氧基香豆素對致倦庫蚊4齡幼蟲的光活化殺蟲活性，結果見表3.

表3 化合物對致倦庫蚊4齡幼蟲的光活化殺蟲活性(24 h)1)Tab.3 Photoactivities of two compounds against the fourthinstar larvae of Culex pipiens quinquefasciatu(24 h)

光活化活性測定結果表明，光照處理后，供試化合物的活性均有提高，與未光照的效果存在顯著差異.其中，無羈萜的活性變化幅度為38.01%，超過了α-三聯(lián)噻吩的30.75%.

2.3 對菜粉蝶的活性測定

以阿維菌素為參比，采用點滴法測定了無羈萜對菜粉蝶3齡幼蟲的觸殺活性，結果見表4.結果表明無羈萜與阿維菌素的活性存在差異，但還是表現(xiàn)出了一定的毒力.

2.4 對亞洲玉米螟的活性測定

豆甾醇和無羈萜對亞洲玉米螟4齡幼蟲的觸殺活性見表5.2個化合物的活性均不如阿維菌素，豆甾醇活性很低，無羈萜表現(xiàn)出一定的觸殺活性.

表4 化合物對菜粉蝶3齡幼蟲的觸殺活性Tab.4 Contact toxicities of some compounds against the third-instar larvae of Pieris rapae

表5 化合物對亞洲玉米螟4齡幼蟲的觸殺活性Tab.5 Contact toxicities of some compounds against the fourth-instar larvae of Ostrinia furnacalis

1)數(shù)據為平均值±SE，同列數(shù)據后凡具有一個相同小寫字母者表示在P=0.05水平上差異不顯著(DMRT法).

2.5 對紅火蟻的活性測定

2.5.1 胃毒活性豆甾醇等幾個化合物對紅火蟻的胃毒活性見表6.供試濃度下，化合物對紅火蟻表現(xiàn)出了一定的胃毒活性，處理后120 h，無羈萜、槲皮素和山奈酚的校正死亡率均超過了70%，但都沒有阿維菌素的活性顯著.

表6 幾個化合物對紅火蟻的胃毒活性Tab.6 Stomach poison activities of several compounds against Solenopsis invicta

2.5.2 觸殺活性豆甾醇等3個化合物對紅火蟻的觸殺毒力結果見表7.供試濃度處理后，無羈萜表現(xiàn)出了較好的觸殺活性，24 h的效果與阿維菌素差異不顯著，均超過了55%.處理后48 h，無羈萜的活性明顯，校正死亡率為80.42%，但不及阿維菌素高(91.61%).7-羥基-8-甲氧基香豆素活性最低，豆甾醇居中.

表7 幾個化合物對紅火蟻的觸殺活性Tab.7 Contact toxicities of several compounds against Solenopsis invicta

3 討論與結論

菊科植物種類多樣，其成分活性豐富.而關于羽裂蟹甲草的農藥活性研究，研究報道甚少.在張繼等［7］研究了甘肅產的羽裂蟹甲草花揮發(fā)油成分之后，楊揚等［8］采用氣質聯(lián)用(GC-MS)技術，利用2種不同極性的毛細管柱分析了羽裂蟹甲草揮發(fā)油的化學組成，確定了31種成分的化學結構與相對含量，結果表明其揮發(fā)油主要由單萜、氧化單萜和倍半萜組成;同時采用濾紙片瓊脂平板擴散法和肉湯稀釋法測試了其揮發(fā)油對2種真菌和12種細菌(包括6種臨床致病菌)的抗菌活性，結果表明揮發(fā)油對大部分微生物均具有很好的抗菌作用，尤其對酵母菌、革蘭陽性菌作用更強.

本研究從羽裂蟹甲草中分離鑒定了9個化合物，結構上涉及甾醇、三萜、香豆素、黃酮和黃酮苷.其中香豆素類物質已有報道［9］，但文獻記載的倍半萜和生物堿［10］，二萜和單萜［11］，倍半萜類化合物［12］以及具有活性的脂肪酸類化合物［13］均未分離到，首次從蟹甲草屬植物中分離得到黃酮類化合物，因此，其成分值得進一步研究.為了更全面地評價從中分離得到的化合物的殺蟲活性，本研究選用了多種不同的供試昆蟲和測定方法，測定了這些化合物的生物活性.但由于溶解性問題或化合物的量太少，有些化合物的活性未能全面測定.

結果表明，無羈萜對家蠅表現(xiàn)出較高的觸殺活性，對致倦庫蚊具有明顯的毒殺活性，與對照藥劑魚藤酮差異不顯著;還對菜粉蝶、亞洲玉米螟、紅火蟻表現(xiàn)出一定的觸殺活性.槲皮素和山奈酚對致倦庫蚊、紅火蟻表現(xiàn)了較好的生物活性.另外，7-羥基-8-甲氧基香豆素和無羈萜對致倦庫蚊還表現(xiàn)出一定的光活化殺蟲活性.整體研究說明無羈萜、槲皮素、山奈酚活性明顯，是羽裂蟹甲草中主要的活性成分.

羽裂蟹甲草在民間用來防治蠅蛆，其中是否還含有活性更高的化合物，以及這些化學成分對其他有害生物的活性如何，都需要進一步的研究和探索.

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【責任編輯霍歡

】

Insecticidal activities of nine compounds extracted from Cacalia tangutica

HUANG Jiguang，YANG Wenjie，SANG Xiaoqing，ZHAO Huanhuan
(Key Laboratory of Natural Pesticide and Chemical Biology of Ministry of Education/College of Natural Resources and Environment，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China)

【Objective】To assess the insecticidal activities ofCacalia tanguticabased on previous researches.【Method】The activities of several compounds fromCacalia tanguticaagainstMusca domestica，Culex pipiens quinquefasciatus，Pieris rapae，Ostrinia furnacalis，Solenopsis invictawere bioassayed by contact，stomach poison and drop treatment.【Result and conclusion】The results indicated that friedelin possessed a strong contact toxicity against third-instar larvae ofM.domestica，and the corrected mortality was 86.18%after treatment for 48 h with 1 μg each larva by topical application，which was not significantly different from that of rotenone(85.67%).Friedelin，kaempferol and rotenone were equitoxic to fourth-instar larvae ofC.pipiens quinquefasciatus.The corrected mortalities after treatment for 72 h were more than 80%.Moreover，friedelin had some degree of contact toxicities against third-instar larvae ofP.rapae，fourth-instar larvae ofO.furnacalisandS.invicta.Friedelin，quercetin and kaempferol had obvious stomach poison activities toS.invicta.Generally friedelin，quercetin and kaempferol are the active ingredients ofC.tangutica.

Cacalia tangutica;chemical ingredients;insecticidal activity

S482.3

A

1001-411X(2014)01-0064-05

黃繼光，楊文杰，桑曉清，等.從羽裂蟹甲草分離的9種化合物的殺蟲活性［J］.華南農業(yè)大學學報，2014，35(1)：64-68.

羽裂蟹甲草Cacalia tangutica屬菊科蟹甲草屬，該屬植物約80種，主要分布于亞洲東北部和美洲，我國約有50余種該屬植物，主要分布在我國西北部和西南部［1］.羽裂蟹甲草性辛、平，具微弱毒性，具有祛風、化痰、平肝的功能，用于治療頭痛眩暈、風濕疼痛、偏癱、咳嗽痰多等，其干根酷似天麻［2］，生長在海拔700～2 000 m山坡林下、林緣、山谷溝邊和陰濕草叢中，為神農架自然保護區(qū)珍稀、瀕危保護植物［3］.在研究鄂西-川東地區(qū)植物的殺蟲活性中，筆者發(fā)現(xiàn)羽裂蟹甲草對家蠅Musca domestica、白紋伊蚊Aedes albopictus表現(xiàn)出良好的生物活性［4］，因此從中分離出豆甾醇、無羈萜、7-羥基-8-甲氧基香豆素、傘形酮、瑞香素、瑞香素-8-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素、山奈酚和β-胡蘿卜苷［5］，以幾種不同的供試昆蟲為對象，測定了上述分離化合物的生物活性.

2013-04-02優(yōu)先出版時間：2013-11-07

優(yōu)先出版網址：http:∥www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.S.20131107.1611.017.html

黃繼光(1976—)，男，副教授，博士，E-mail:hnnyzx@scau.edu.cn

國家自然科學基金(31000868)