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假臭草杀虫成分的微波辅助提取及生物活性

2015-04-17李水清张琳琳

江苏农业科学 2015年1期

李水清 张琳琳

摘要:在微波加热条件下,以石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、乙醇为溶剂对假臭草叶干粉进行提取,研究了上述溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫的触杀、胃毒及拒食活性的影响。研究结果表明,各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫均具有一定的触杀、胃毒和拒食活性,其中以乙醇提取物的触杀作用最强,处理后48 h的校正死亡率达到39.22%;丙酮提取物的胃毒活性和拒食活性最强,处理48、72 h后分别达到 45.27%、46.67%。

关键词::假臭草;蓼蓝齿胫叶甲;触杀;胃毒;拒食

中图分类号:S482.3+9文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)01-0136-03

收稿日期:2014-03-09

基金项目:湖北省教育厅科研项目(编号:Q200712003);长江大学博士科研基金。

作者简介:李水清(1969—),男,湖北仙桃人,博士,教授,从事化学生态学和害虫综合治理研究。E-mail:shuiqing2000@163.com。假臭草(Eupatorium catarium)是菊科泽兰属一年生草本植物。在国内,假臭草于20世纪80年代在香港首次被发现,但一直被误认为是熊耳草(Ageratum houstonianum Mill),直到1995年才被鉴定。上世纪90年代假臭草开始在深圳出现,现在已经占领了广东、福建、澳门、香港、台湾、海南等沿海地区大部分荒坡、荒地、滩涂、林地、果园。由于假臭草对土壤肥力的吸收力强,会极大地消耗土壤养分,因此对土壤可耕性的破坏极为严重,严重影响林木的生长[1-2]。假臭草含有许多具有生物活性的次生代谢产物,如邓世明等从假臭草的70%乙醇提取物的乙酸乙酯萃取物中分离得到5种黄酮化合物[3]。假臭草挥发油对许多植物种子萌发和生长具有抑制作用,如邓世明等研究表明高浓度的假臭草超声提取液能显著抑制小粒的种子萌发,抑制植物幼根的生长[4];林成俊等在假臭草中分离、鉴定出一种全顺-环己烷-1,2,4-三醇的物质,该物质能抑制萝卜和小白菜种子的萌发[5]。假臭草的挥发油还能对昆虫和真菌能产生忌避或抑制作用[4],如假臭草的甲醇与乙醇的提取物均对螺旋粉虱成虫、荔枝粗胫翠尺蛾具有较强的杀虫活性和拒食活性[7-8],岑伊静等发现假臭草挥发油对柑橘木虱成虫也有显著的驱避作用[9]。本试验在微波加热条件下,以石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、乙醇为溶剂分别对假臭草中的生物活性物质进行提取,并研究了各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲的触杀、胃毒及拒食活性的影响,旨在为充分利用植物资源、开发与环境相适应的生物农药提供参考。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1植物材料野生假臭草采自长江大学周边,洗净,取其叶,自然风干,然后在60 ℃恒温干燥箱中干燥8 h,粉碎,密封保存备用。

1.1.2供试昆虫蓼蓝齿胫叶甲(Gastrolphysa atrocyanea)幼虫,采集于荆州护城河畔皱叶酸模上,室内饲养后挑选整齐一致的幼虫供试。室内饲养条件:温度(27±1) ℃,空气相对湿度(80±5)%,光-暗周期14 h-10 h。

1.1.3主要仪器微电脑微波化学反应器WBFY-201(巩义市予华仪器有限责任公司);DNP-9052BS-Ⅲ电热恒温培养箱、QHX-250BS-Ⅲ人工气候箱(上海新苗医疗器械制造有限公司);RE-52A旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)。

1.1.4化学试剂石油醚、乙酸乙酯(分析纯,天津市福晨化学试剂厂),三氯甲烷、丙酮(分析纯,武汉市中天化工有限责任公司),乙醇(分析纯,安徽安特生物化学有限公司);琼脂粉(化学纯,北京奥博星生物技术有限责任公司);十二烷基磺酸钠(分析纯,天津市光复精细化工研究所)。

1.2方法

1.2.1微波辅助提取准确称取10 g假臭草叶干粉,分为5 份,分别放入 100 mL圆底烧瓶中,往烧瓶中分别加入 40 mL石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、乙醚。将烧瓶放入微电脑微波化学反应器中,并安装好冷凝装置,提取5 min。将提取液减压抽滤,旋转蒸发器浓缩至稠膏状为止。将稠膏状提取物用丙酮稀释后转入 50 mL容量瓶中,加入10 mL 0.1% 十二烷基磺酸钠,配制成40 mg/mL的丙酮溶液,供试。

1.2.2触杀活性的测定采用点滴法[10],即将各溶剂提取物用微量点滴器点滴于试虫的前胸背板,每虫点滴1 μL,以用0.1%十二烷基磺酸钠水溶液稀释后的丙酮溶液为对照。处理后的幼虫置于培养皿(内垫滤纸,加少许蒸馏水保湿)中,每皿接入大小基本一致的蓼蓝齿胫叶甲幼虫20头,以保鲜膜封口,膜上打孔以利通风透气,每个处理重复3 次。于处理后12、24、36、48 h后分别检查并记录死亡情况。以毛笔尖碰触幼虫腹部的末端,头部不能摆动,身体不能向前爬行判为死亡的标记。计算死亡率、校正死亡率,用DPS软件分析数据。

死亡率=死虫数/供试虫数×100%;

校正死亡率=(处理组死亡率-对照组死亡率)/(1-对照组死亡率)×100%。

1.2.3胃毒活性的测定采用带毒夹片法[11],即取皱叶酸模叶片,洗净后,用直径3.0 cm的打孔器打成直径为3.0 cm的叶碟,取2片同样大小的皱叶酸模叶碟,在其中一片的背面用医用脱脂棉均匀涂抹不同溶剂的假臭草提取液(40 mg/mL),在另一片的正面涂上琼脂(琼脂粉加水煮沸调配而成),迅速将2片叶碟对合,制成带毒夹片。将带毒夹片置于培养皿(内垫滤纸,加少许蒸馏水保湿)中,每皿放8个带毒夹片,接入大小基本一致的蓼蓝齿胫叶甲幼虫20头。以保鲜膜封口,膜上打孔以利通风透气。以用0.1%十二烷基磺酸钠水溶液稀释后的丙酮溶液为溶剂对照,每个处理重复3次。于处理24、48、60、72 h后后分别检查并记录蓼蓝齿胫叶甲幼虫死亡情况,计算死亡率、校正死亡率。

1.2.4拒食活性的测定采用小叶碟法[12],即取皱叶酸模叶片,洗净后用直径1.5 cm的打孔器打成直径为1.5 cm的叶碟,分别浸渍于不同溶剂的假臭草提取液(40 mg/mL)中3 s,取出后用吸水纸吸取叶碟边缘的多余药液,放入培养皿(内垫滤纸,加少许蒸馏水保湿)中,每皿放50片叶碟,接入20只试虫。以保鲜膜封口,膜上打孔以利通风透气。以用0.1%十二烷基硫酸钠水溶液稀释后的丙酮溶液为溶剂对照,每个处理重复3次。于处理12、24、36、48 h后分别调查取食情况,计算取食指数和拒食率。按下面的分级标准及公式统计计算。

零级:无取食痕迹;Ⅰ级:零星取食;Ⅱ级:有明显取食缺刻;Ⅲ级:取食面积约占1/3;Ⅳ级:取食面积约占1/2;Ⅴ级:取食面积约占3/4;Ⅵ级:仅留下少量残渣。

取食指数=∑(危害级别×各级叶碟数)总叶碟数×最高级别×参试总虫数×100%;

拒食率=对照取食指数-处理取食指数对照取食指数×100%。

2结果与分析

2.1假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫的触杀活性

微波加热条件下,假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫的触杀活性见表1。从表1可看出,在微波辅助加热条件下,5种溶剂的假臭草提取物在浓度为 40 mg/mL时, 对蓼

表1假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫触杀活性的影响

蓝齿胫叶甲幼虫均有一定的触杀活性。处理12、24、36、48 h后,均以乙醇提取物的触杀活性最强,与其他几种溶剂提取物相比,触杀活性存在显著差异,而石油醚提取物的触杀活性最弱。此外,随时间的增加,各溶剂提取物的触杀活性均有增强趋势。

2.2假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫的胃毒活性

假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫的胃毒活性见表2。由表2可看出,5种溶剂的假臭草提取物在浓度为 40 mg/mL,处理24、48、60、72 h后均对蓼蓝齿胫叶甲幼虫表现一定的胃毒活性,以丙酮提取物的胃毒活性最强,处理后 72 h 校正死亡率为46.67%。

表2假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫胃毒活性的影响

2.3假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫的拒食活性

假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫的拒食活性见表3。从表3可看出,假臭草的丙酮提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫的拒食活性最强。

3结论与讨论

本研究结果表明,在微波辅助加热条件下,石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、乙醇的假臭草叶提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫均表现出一定的触杀、胃毒和拒食活性。其中,以乙醇提取物的触杀作用最强,而丙酮提取物的胃毒活性和拒食活性最强。今后将对假自草乙醇和丙酮提取物进行分离、提纯,鉴定出具有杀虫活性的物质,开发与环境相适应的植物源农药。

表3假臭草各溶剂提取物对蓼蓝齿胫叶甲幼虫拒食活性的影响

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