不同基因型生態(tài)型除蟲菊中的除蟲菊酯含量分析

許 鳳，張麗芳，蔣亞蓮，王麗花，蘇 艷，楊秀梅，張藝萍

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 花卉研究所/國家觀賞園藝工程技術(shù)研究中心/云南省花卉育種重點實驗室/昆明市花卉遺傳改良重點實驗室，云南 昆明 650205）

除蟲菊是一種較好的生物農(nóng)藥原料植物，在云南的種植面積約6666.7萬m2，占世界產(chǎn)量的30%［1-3］。除蟲菊（Tanacetum cinerariifolium）為菊科多年生草本植物，又名白花除蟲菊。其株高可達30～80 cm，全株灰綠色，被白色絨毛。蓮單生或從基部抽枝，葉互生，卵形或長橢圓形，自根部叢生，葉片羽狀全裂，葉柄細長?；咳~具長柄，上部葉幾乎無柄。頭狀花序頂生，具長梗，花中心為黃色管狀花，周圍花為白色舌狀花冠。細小瘦果，成熟時為淡褐色或黃色［4-5］。除蟲菊酯從其花中能夠提取出來，這種具有殺蟲功能的活性物質(zhì)由6種成分組成，為除蟲菊素Ⅰ（Pyrethrin Ⅰ）、除蟲菊素Ⅱ（Pyrethrin Ⅱ）、瓜葉菊素Ⅰ（Cinerin Ⅰ）、瓜葉菊素Ⅱ（Cinerin Ⅱ）、茉莉菊素I（Jasmoline Ⅰ）和茉莉菊素Ⅱ（Jasmoline Ⅱ），其中除蟲菊素Ⅰ和除蟲菊素Ⅱ的殺蟲活性最強，常被利用制成殺蟲劑［6-8］。除蟲菊酯具有諸多優(yōu)點，如能迅速將蚊、蠅、蚤、虱等害蟲麻痹與擊倒；高溫強光下容易自然分解；對人類，牲畜等無任何毒副作用；對環(huán)境無污染；對害蟲使用不易產(chǎn)生抗性［9-10］。此外，除蟲菊花朵可入藥，外用皮膚可治癬，并且除蟲菊的花朵豐富美麗，其觀賞價值的開發(fā)潛力巨大，可用來布置花壇、花境，還可以用作鮮切花。

目前，本研究組收集了不同花色不同地域的除蟲菊品種，通過對除蟲聚酯含量的測定確定各色除蟲菊品種的除蟲菊酯含量，明確提高除蟲聚酯含量的適宜環(huán)境條件。由于農(nóng)戶在采摘過程中采摘標準不統(tǒng)一，通過測定不同開放度的除蟲菊酯含量來摸索出適宜的采摘開放度，最大程度提高除蟲菊酯得率。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

實驗材料玉溪市峨山塔甸鎮(zhèn)、云南省紅河州瀘西縣中樞鎮(zhèn)和白水鎮(zhèn)主栽的除蟲菊，含白花除蟲菊、粉色除蟲菊、淡粉除蟲菊，選擇5種開放程度（圖1）的除蟲菊花樣品進行不同開放度的除蟲菊酯含量研究，采集其中第3種開放程度的除蟲菊花朵，即管狀花開放20%～50%的花朵，開展不同基因型和生態(tài)型的除蟲菊酯含量研究。

圖1 除蟲菊不同開放度

實驗用儀器為Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀（配備DAD檢測器）。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理 除蟲菊花頭避光自然陰干，剪下花盤，在研缽中搗碎，稱取1 g，置于25 mL三角瓶中，加入20 mL色譜純乙腈，震蕩，用超聲波處理2次，每次5 min，然后過濾，濾液轉(zhuǎn)移到圓底燒瓶中，35 ℃減壓濃縮至1 mL，再經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后轉(zhuǎn)移到棕色樣品瓶中。吸取該提取液3 μL到棕色進樣瓶中，加乙腈稀釋到1 mL體積，用于HPLC分析［11-12］。

1.2.2 高效液相色譜（HPLC）分析條件 色譜條件：實驗用色譜柱為Kinetex （C18），4.6 mm×100 mm，2.6 μm。流動相為乙腈和水的混合溶液。采用梯度洗脫方法，設(shè)置為除蟲菊酯分析Kinetex6，具體參數(shù)見表1。后運行時間：10 min，柱溫30 ℃，流速為0.5 mL/min，檢測波長 224 nm，參比波長360 nm，進樣量 10 μL；在以上條件下除蟲菊酯6個主要成分的保留時間見表2。

表1 除蟲菊酯分析的Kinetex6參數(shù)

表2 除蟲菊酯6個主要成分的保留時間

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基因型除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

由表3可知，6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在3個不同花色基因型的樣品中的順序為：白花除蟲菊＞淡粉除蟲菊＞粉色除蟲菊。其中除蟲菊素Ⅰ、瓜葉菊素Ⅰ的含量在3種花色除蟲菊樣品中的順序為：淡粉除蟲菊＞白花除蟲菊＞粉色除蟲菊；除蟲菊素Ⅱ、茉莉菊素Ⅱ的含量順序為：白花除蟲菊＞粉色除蟲菊＞淡粉除蟲菊；瓜葉菊素Ⅱ、茉莉菊素Ⅰ的含量順序為：白花除蟲菊＞淡粉除蟲菊＞粉色除蟲菊。在不同基因型中除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ的含量高于瓜葉菊素Ⅰ+Ⅱ和茉莉菊素Ⅰ+Ⅱ的，說明Ⅰ+Ⅱ除蟲菊素為除蟲菊酯的主要成分。

表3 不同基因型除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

2.2 不同開放度除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

由表4可知，6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在不同開放度除蟲菊中的順序為：管狀花開放20%～50%＞管狀花開放至20%＞管狀花開放70%以上＞管狀花開放50%～70%＞花蕾；其中除蟲菊素Ⅰ的含量在不同開放度除蟲菊樣品的含量順序為：管狀花開放20%～50%＞管狀花開放至20%＞管狀花開放50%～70%＞花蕾＞管狀花開放70%以上，而除蟲菊素Ⅱ的含量順序為：管狀花開放至20%＞管狀花開放20%～50%＞管狀花開放70%以上＞管狀花開放50%～70%＞花蕾。其他除蟲菊酯主要成分在管狀花開放50%～70%和70%以上開放度時無法測定。

表4 不同開放度除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

2.3 不同生態(tài)型除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

由表5可知，6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在不同生態(tài)型除蟲菊中的順序依次為：峨山塔甸鎮(zhèn)＞瀘西中樞鎮(zhèn)＞瀘西白水鎮(zhèn)，其中除蟲菊素Ⅰ、瓜葉菊素Ⅰ的含量與總除蟲菊酯含量排序相同。除蟲菊素Ⅱ、瓜葉菊素Ⅱ在3種不同生態(tài)型除蟲菊的順序為：瀘西白水鎮(zhèn)＞峨山塔甸鎮(zhèn)＞瀘西中樞鎮(zhèn)，茉莉菊素Ⅰ、茉莉菊素Ⅱ的含量順序為：瀘西白水鎮(zhèn)＞峨山塔甸鎮(zhèn)＞瀘西中樞鎮(zhèn)。在不同生態(tài)型中除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ的含量高于瓜葉菊素Ⅰ+Ⅱ和茉莉菊素Ⅰ+Ⅱ的。

表5 不同生態(tài)型除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

3 結(jié)論與討論

王平華等［1］從美國、日本、肯尼亞等國引進8份除蟲菊種質(zhì)材料，包括紅花、黃花、白花等不同花色的品種，分析了8個除蟲菊種質(zhì)干花中的除蟲菊素含量，發(fā)現(xiàn)白花的除蟲菊素含量最高。本研究分析了3種不同花色基因型即白花、淡粉和粉色除蟲菊的除蟲菊酯含量，發(fā)現(xiàn)白花除蟲菊中的除蟲菊酯含量最高，這與王平華等的研究結(jié)論一致的。

張曉霞等［4］采用高效液相色譜法分析了16個白花除蟲菊同源四倍體株系干花中的總除蟲菊酯含量及其動態(tài)變化規(guī)律。采集的樣品來自孕蕾盛期（花蕾呈扁圓形，為多層綠色苞片所包圍）、舌狀花開放期 （舌狀花直立）、管狀花始開期 （第1輪管狀花開放）、管狀花開放初期 （舌狀花平展，3輪管狀花開放）、管狀花開放盛期 （舌狀花平展，1/2的管狀花開放）、開花末期 （管狀花全部開放）、子房充實期（管狀花留存，部分萎蔫呈棕色）及瘦果成熟期 （管狀花枯萎脫落，子房由綠轉(zhuǎn)黃）等8個時期，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在除蟲菊的管狀花開放初期，同源四倍體株系干花中的除蟲菊酯含量最高。本研究分析的5個除蟲菊開放度中管狀花開放20%～50%時總除蟲菊酯含量最高，這與張曉霞的研究結(jié)論基本一致。王平華等的研究是在邊花凋謝，盤花開放5、6 圈時除蟲菊素含量最高，即花開放的多一點，這可能與測定的方法有關(guān)［1］。王平華等采用氣相色譜（GC） 內(nèi)標法，張曉霞采用高效液相色譜法，本研究也采用高效液相色譜法，則與張曉霞研究的結(jié)果基本一致。因此管狀花開放20%～50%時是白花除蟲菊花序的最佳采收期。

本研究通過分析了來自云南省紅河州瀘西縣中樞鎮(zhèn)、白水鎮(zhèn)和玉溪市峨山縣塔甸鎮(zhèn)的主栽除蟲菊，發(fā)現(xiàn)塔甸鎮(zhèn)的總除蟲菊酯含量最高，這可能與當(dāng)?shù)氐臍夂?、品種、環(huán)境條件、栽培管理等有關(guān)，但3個生態(tài)型的總除蟲聚酯含量差異不大。以往的文獻報道中對不同生態(tài)型除蟲菊的總除蟲聚酯含量分析較少，本研究可為不同地區(qū)除蟲菊的種植提供一定參考。