薰衣草精油及羅勒精油對印度谷螟幼蟲的生物活性分析

胡恒志，牛 平，廖江花，劉 娟，劉 霞，阿娜爾古麗·艾尼，李 超

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，農(nóng)林有害生物監(jiān)測與安全防控自治區(qū)教育廳重點實驗室，烏魯木齊 830052)

印度谷螟Plodiainterpunctella(Hübener)屬鱗翅目斑螟科，作為世界性主要害蟲，除南極洲外在全球各地均有分布，在我國許多地區(qū)發(fā)生頻率也較高[1-3]。印度谷螟食性復(fù)雜，能危害糧食及其制品，還能危害各種農(nóng)副產(chǎn)品、動植物藥材、干果、皮毛等[4-6]。并且與其他蛀食性害蟲不同的是，印度谷螟幼蟲在取食的同時可吐絲結(jié)網(wǎng)，造成糧粒結(jié)塊加快變質(zhì)，危害更為嚴重[7-9]。目前化學(xué)防治仍是印度谷螟防治的最主要手段，由于化學(xué)藥劑的大量使用導(dǎo)致印度谷螟的抗藥性日益嚴重[10,11]。因此，探尋有效的防治方法以控制印度谷螟的危害勢在必行。

相關(guān)研究表明，植物精油是一類植物源次生代謝物質(zhì)，其中單萜和倍半萜及其他衍生物，可作用于昆蟲的乙酰膽堿酯酶，對害蟲有一定的防治效果[12,13]。可以通過熏蒸、觸殺、驅(qū)避、引誘、拒食和抑制生長發(fā)育對害蟲進行防治[14-17]。對薰衣草精油和羅勒精油化學(xué)成分活性研究發(fā)現(xiàn)，這2種精油不僅具有清除自由基抗氧化、抗癌抗腫瘤、降血壓降血糖和抗菌等功能[18-23]。而且這些精油中還含有作用于昆蟲的乙酰膽堿酯酶的物質(zhì)[12,24]，可對害蟲產(chǎn)生毒性[25]，可用于熏蒸[13,26]、驅(qū)避[24]、觸殺[27,28]害蟲。鄭素慧等[29]在研究中提到幾種精油對印度谷螟羽化率有抑制作用；熊立波[30]指出最佳比混合精油作用下對印度谷螟的防治效果最優(yōu)。利用植物精油防治倉儲害蟲，符合當前可持續(xù)植保發(fā)展要求。本實驗通過薰衣草精油和羅勒精油研究對印度谷螟幼蟲的觸殺和驅(qū)避活性，篩選高活性精油，為開發(fā)倉儲害蟲新型防控方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 印度谷螟的飼養(yǎng)方法

供試蟲源：印度谷螟為新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)實驗室人工飼養(yǎng)繁殖的后代，現(xiàn)已連續(xù)飼養(yǎng)繁殖11代。

飼養(yǎng)方法：飼養(yǎng)在PXM-258A智能人工氣候箱內(nèi)，飼養(yǎng)條件為溫度27～29 ℃，相對濕度45%～55%，24 h黑暗。飼料配比采用麥麩(麥麩使用前放入高壓滅菌鍋中進行滅菌2 h)、干酵母、甘油和蜂蜜、自制維生素液，按比例混勻，最后分裝于密封袋中待用。

植物精油：薰衣草和羅勒精油。

1.2 實驗方法

1.2.1 薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的觸殺作用

采用浸漬法測定薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的觸殺作用[31]。用50%丙酮將薰衣草精油稀釋到20、10、5、2.5、1.25 μL/mL；羅勒精油稀釋到20、10、5、2.5、1.25、0.625 μL/mL待用，用50%丙酮作為對照。各取10 mL，放在培養(yǎng)皿中，選取同一日齡健康的幼蟲，采用浸漬法(每個體積分數(shù)5個重復(fù)，同一日齡健康幼蟲24頭)，將幼蟲浸漬5 s后拿出，放在24孔細胞培養(yǎng)板中，放置在人工氣候箱內(nèi)正常飼養(yǎng)(24 h;黑暗；溫度27～29 ℃；相對濕度45%～55%)。24、48、72、96 h記錄幼蟲死亡頭數(shù)。以印度谷螟的死亡率和校正死亡率作為評價指標。

死亡率=(死亡蟲數(shù)/供試總蟲數(shù))×100%

校正死亡率=[(處理組死亡率-對照組死亡率)/(1-對照組死亡率)]×100%。

1.2.2 薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的驅(qū)避作用

采用濾紙藥膜法測定薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的驅(qū)避作用[32]。將直徑為9 cm的圓形濾紙對等裁成兩半，用移液槍吸取500 μL精油丙酮稀釋液(根據(jù)預(yù)實驗設(shè)定為5個梯度：80、40、20、10、5 μL/mL)滴到其中一半濾紙上，另一半用等量50%丙酮作為對照，自然晾干，用固體膠將濾紙黏貼在培養(yǎng)皿的底部，將40頭同一日齡印度谷螟幼蟲放置在培養(yǎng)皿中間，放置在人工氣候箱內(nèi)正常飼養(yǎng)(24 h黑暗；溫度27～29 ℃；相對濕度45%～55%)，兩個小時后觀察處理和對照濾紙上印度谷螟的蟲數(shù)，記錄觀察數(shù)據(jù)，觀察后用毛筆將印度谷螟撥動到培養(yǎng)皿中央，每間隔2 h觀察1次，按照公式計算印度谷螟幼蟲的驅(qū)避率，每個薰衣草精油和羅勒精油的處理重復(fù)5次。

幼蟲驅(qū)避率=(對照部分蟲數(shù)-處理部分蟲數(shù))/總蟲數(shù)×100%。

驅(qū)避活性按照驅(qū)避率大小劃分為6個等級，分別為0級 (無驅(qū)避率)、Ⅰ級(驅(qū)避率0%～20%)、Ⅱ級(驅(qū)避率20.1%～40%)、Ⅲ級(驅(qū)避率40.1%～60%)、Ⅳ級(驅(qū)避率60.1%～80%)、Ⅴ級(驅(qū)避率80.1%～100%)[32]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel和SPSS17. 0統(tǒng)計軟件對實驗所得的結(jié)果進行統(tǒng)計分析，用Probit機率值分析法對數(shù)據(jù)進行回歸分析求出LC50，先進行平方根反正弦變換再采用單因素Duncan氏新復(fù)極差法檢驗法進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的觸殺作用

由表1和表2可見，24、48、72、96 h后不同體積分數(shù)下印度谷螟的死亡率呈現(xiàn)出顯著差異(P<0.05)，在24 h后10、5、2.5 μL/mL之間無顯著性差異(P>0.05)，48、72、96 h后5、2.5 μL/mL之間無顯著性差異(P>0.05)。隨著濃度的增加死亡率逐漸升高，在96 h后20 μL/mL死亡率為61.67%。同時，隨著處理時間的延長，各濃度薰衣草精油的觸殺活性逐漸增加，20、10 μL/mL在24、48、72 h后有顯著性差異(P<0.05)，72 h后無顯著性差異(P>0.05)。24、48、72、96 h后不同體積分數(shù)下印度谷螟的死亡率呈現(xiàn)出顯著差異(P<0.05)，隨著濃度的降低死亡率逐漸下降。24、72 h后10、5、2.5 μL/mL無顯著性差異(P>0.05)，48、96 h后10、5、2.5、1.25 μL/mL無顯著性差異(P>0.05)。隨著體積分數(shù)的增加死亡率逐漸升高，在96 h后20 μL/mL死亡率為55%。同時，隨著處理時間的延長，各濃度羅勒精油的觸殺活性逐漸增加，20、10、5 μL/mL在24、48、72 h后有顯著性差異(P<0.05)；2.5、1.25 μL/mL在24 h和72 h后有顯著性差異(P<0.05)。

2.2 薰衣草精油與羅勒精油對印度谷螟幼蟲的觸殺毒力回歸分析

根據(jù)薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的觸殺效果，計算出不同處理時間的回歸方程、致死中量及相關(guān)系數(shù)等(表3)。薰衣草精油觸殺24 h印度谷螟幼蟲的LC50是96 h的7.13倍。羅勒精油觸殺24 h印度谷螟幼蟲的LC50是96 h的26.1倍，薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的毒力回歸方程中相關(guān)系數(shù)(R2)均在0.90以上，說明2種精油對印度谷螟幼蟲毒力測定的回歸方程擬合程度較好。薰衣草精油觸殺毒力顯著高于羅勒精油；薰衣草精油對印度谷螟幼蟲反應(yīng)比羅勒精油更為敏感。

表1 不同體積分數(shù)處理和不同時間下薰衣草精油對印度谷螟幼蟲的死亡率

表2 不同體積分數(shù)處理和不同時間下羅勒精油對印度谷螟幼蟲的死亡率

表3 2種植物精油對印度谷螟的毒力回歸分析

2.3 薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的驅(qū)避活性

由表4可知，薰衣草精油對印度谷螟幼蟲的驅(qū)避率在相同體積分數(shù)下均差異顯著(P<0.05)。80 μL/mL在2、4 h驅(qū)避率最高為91%、83%；隨著濃度的降低和時間的延長，40、20、10、5 μL/mL的驅(qū)避率略有下降。薰衣草精油體積分數(shù)80 μL/mL在2、4 h都是Ⅴ級驅(qū)避；20、10 μL/mL在8 h無驅(qū)避效果；5 μL/mL在6、8 h無驅(qū)避效果。

由表5可知，羅勒精油對印度谷螟幼蟲的驅(qū)避率在不同時間和不同體積分數(shù)下均差異顯著(P<0.05)。80 μL/mL在2 h驅(qū)避率最高為87%；隨著時間的延長，40、20、10、5 μL/mL的驅(qū)避率隨著濃度的降低略有下降。羅勒精油體積分數(shù)80 μL/mL在2 h后驅(qū)避活性最高為Ⅴ級驅(qū)避；10 μL/mL在8 h后無驅(qū)避效果；5μL/mL在6、8 h后無驅(qū)避效果。

3 討論

植物精油對斜紋夜蛾[33]、小綠葉蟬[34]、小菜蛾[35]、朱砂葉螨[28]、粉虱[36]、角蠅[24]、葡萄粉蚧[27]、玉米象[12]、赤擬谷盜[37]、印度谷螟[13]等害蟲，具有較好的殺蟲、驅(qū)避、熏蒸、抑制生長發(fā)育、抑制產(chǎn)卵、控制種群等活性。Keith 等[12]指出用量在0.01～0.4 mg/cm3時羅勒精油對玉米象和赤擬谷盜的成蟲具有接觸毒性，在本實驗中羅勒用量在0.625 μL/mL以上均對印度谷螟幼蟲有接觸毒性，但由于所選的靶標害蟲和研究方法存在差異，需進一步驗證研究。Jesser 等[13]在研究中發(fā)現(xiàn)使用薰衣草精油24 h后76.3 μg/cm2對印度谷螟具有接觸毒性；黃衍章等[39]蘇云金芽孢桿菌劑量≤20 000 IU/g時，處理7 d后對印度谷螟幼蟲的毒殺率與對照沒有顯著差異，表明蘇云金芽孢桿菌對印度谷螟幼蟲沒有明顯的毒殺作用，本實驗中薰衣草精油在24 h后1.25 μL/mL以上均對印度谷螟幼蟲有接觸毒性。Han 等[40]用二氧化氯分別作用48、24 h，導(dǎo)致印度谷螟成蟲、幼蟲、蛹、卵的死亡率為100%，本研究使用體積分數(shù)高于二氧化氯。

Kheloul 等[25]在文章中指出薰衣草精油對赤擬谷盜成蟲具有驅(qū)避作用，在用量0.01 mg時驅(qū)避作用最好；Lachance 等[24]證明了14 μL/cm2的薰衣草和羅勒精油對蒼蠅有明顯的驅(qū)避作用，本研究使用80 μL/mL時對印度谷螟的驅(qū)避作用最好，證明薰衣草精油和羅勒精油對害蟲具有驅(qū)避效果。

本研究表明薰衣草和羅勒精油具有較好的觸殺、驅(qū)避等活性，表示2種植物精油均具有較好的生物活性。薰衣草和羅勒在我國新疆種植面積廣泛[41,42]，容易獲得，精油對人類有較好的保健效果[18-20]，對人、畜無任何毒副作用。因此2種植物精油是理想可開發(fā)的天然植物源農(nóng)藥。據(jù)文獻報道薰衣草精油的關(guān)鍵活性成分為桉葉油醇、α-松油醇、芳樟醇、樟腦、β-蒎烯、α-蒎烯等[13,18]，羅勒精油的關(guān)鍵活性成分為α-蒎烯、左旋-β-蒎烯、4-萜烯醇、水合檜烯、羅勒烯和茴香腦等[24,43]。這些關(guān)鍵活性成分可作為先導(dǎo)化合物，為合成新型植物源藥劑提供化學(xué)結(jié)構(gòu)。

表4 不同薰衣草精油濃度對印度谷螟幼蟲處理不同時間的驅(qū)避率(%)和驅(qū)避活性等級

表5 不同濃度的羅勒精油處理不同時間后印度谷螟幼蟲的驅(qū)避率(%)和驅(qū)避活性等級

4 結(jié)論

本研究測定了薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的觸殺和驅(qū)避作用。研究表明，薰衣草精油和羅勒精油體積分數(shù)20 μL/mL在96 h后的死亡率分別為61.67%、55%；但是在其他濃度下，薰衣草精油處理印度谷螟幼蟲的死亡率低于羅勒精油。薰衣草精油和羅勒精油2 h后80 μL/mL時的驅(qū)避率分別為91%、87%。薰衣草精油在對印度谷螟幼蟲的觸殺和驅(qū)避作用在高濃度時均顯著高于羅勒精油；在印度谷螟的防治中薰衣草精油的應(yīng)用潛力高于羅勒精油，薰衣草精油具有更高的應(yīng)用價值。

由于印度谷螟幼蟲在實驗室接觸的劑量、方式以及環(huán)境條件與外界條件存在差異，因此，還需進一步進行相關(guān)實倉實驗，以便更精確地評價薰衣草精油和羅勒精油對印度谷螟的防控效果，從而為開發(fā)印度谷螟的新型防控方法提供科學(xué)參考。