海芒果葉揮發油化學成分及殺蟲活性研究

莊禮珂,王 潘,梁木森,劉 敏,朱 文

1海南大學環境與植物保護學院,海南儋州 571737;2海南正業中農高科股份有限公司,海南?？?570206;3海南大學材料與化工學院,?？?570206

海芒果葉揮發油化學成分及殺蟲活性研究

莊禮珂1,2,王 潘1,梁木森2,劉 敏2,朱 文3＊

1海南大學環境與植物保護學院,海南儋州 571737;2海南正業中農高科股份有限公司,海南?？?570206;3海南大學材料與化工學院,?？?570206

采用水蒸氣蒸餾法提取,運用氣相色譜-質譜聯用技術對海芒果葉揮發油化學成分進行分析,用氣相色譜面積歸一化法測定了各成分的相對百分含量。經毛細管色譜分離鑒定了 13個化合物。研究了揮發油對赤擬谷盜的活性:觸殺活性測定發現揮發油對赤擬谷盜 48 h的 LC50為 1.0067 mL/L;忌避活性測定發現 1 mL/L濃度在 12～48 h內忌避率都在 80%以上;熏蒸活性測定發現 24、48、72 h的 LC50分別為 2.0207、1.7450、1.0160 mL/L;

海芒果;揮發油;殺蟲活性

紅樹林植物海芒果 (Cerbera m anghas),別名黃金茄、牛金茄、牛心荔、黃金調,為夾竹桃科 (Apocynaceae)海芒果屬植物,分布于亞洲和澳大利亞的熱帶地區,我國主要分布在廣東南部、廣西南部、海南和臺灣。其樹皮、葉和乳汁能制藥劑,有催吐、下瀉與墮胎之效[1],其毒性成分是強心甙類[2]。國外研究表明,海芒果中主要含有強心苷、木脂素、環烯醚萜苷和降單萜等類型的化合物[3-6]。緬甸人曾把海芒果和其他油劑一起混用作為殺蟲劑[7,8]。Tr?n ThiMinh Hiên等對海芒果葉子進行老鼠的毒性生物測定[9]。Laphookhieo[10]等從海芒果種子中成功分離出一系列具有抗癌活性的強心甙類化合物。Chang等[11]從海芒果根中也分離出兩種化合物具有抗增殖和抗雌激素活性,能明顯地抑制人體結腸癌細胞系和伊沙科娃細胞系,并利用紫外光譜、紅外光譜、核磁共振儀和質譜測定出其結構。未見海芒果葉揮發油成分的報道。

本文利用氣相色譜-質譜聯用技術對海芒果葉中揮發油的化學成分進行了分析,并進行了殺蟲活性研究,為紅樹林植物資源的開發利用提供科學依據。

1 實驗部分

1.1 儀器、材料與試劑

儀器:GC6890/5973MS(美國惠普公司 )、RE52CS-2旋轉蒸發儀 (上海亞榮生化儀器廠)、SH2-D(Ⅲ)循環水式真空本泵 (鞏義市英峪子華儀器廠);丙酮、無水乙醚、無水硫酸鎂等均為國產分析純。

供試昆蟲為海南大學環境與植物保護學院化保實驗室飼養的赤擬谷盜。用全麥粉∶干酵母粉 =20∶1(質量比)混合而成的飼料飼養赤擬谷盜,以供試驗使用。

海芒果葉,2008年 10月采于海南熱帶植物園南藥圃,經海南大學朱文教授鑒定為夾竹桃科植物海芒果的葉子,標本存放于海南大學材料與化工學院。

1.2 海芒果葉揮發油的提取

稱取 100 g新鮮海芒果葉,洗凈后用剪刀剪碎,置于 1000 mL圓底燒瓶中,水蒸汽蒸餾 3 h,蒸餾液用無水乙醚萃取 3次,合并乙醚萃取液,加入無水硫酸鎂干燥過夜,常壓濃縮至不含溶劑,得黃色揮發油,出油率為 1.74%。

1.3 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的觸殺試驗[12]

采用濾紙藥膜法 。將直徑為 9 cm的圓形濾紙放入相同直徑的玻璃皿中,吸取不同濃度供試精油溶液 (以 60%丙酮水作溶劑)3、2、1、0.5、0.25 mL/L 1 mL均勻滴在濾紙上,再取 1 mL的 60%丙酮水設為對照。晾干后在每個玻璃皿中放入 20頭試蟲,用深色的布罩起使蟲分散,每個濃度設三個重復,48 h后檢查記錄死亡蟲數。

1.4 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的忌避試驗

采用培養皿濾紙涂藥法。將直徑為 9 cm的濾紙等分兩半,一邊是處理,一邊為對照,中間用透明膠連結起來(濾紙不能連結在一起),將提取揮發油用 60%丙酮水配成濃度為 1、0.8、0.6、0.4、0.2 mL/ L的藥液,取 0.2 mL的藥液,均勻涂布干濾紙半圓的一邊,另一邊涂等量 60%丙酮水 (事先用鉛筆寫明標記),等丙酮全部自然揮發后,將濾紙放入培養皿內。每皿接入試蟲 20頭,蓋好培養皿 (用紗網),重復 3次,12、24、36、48、60 h檢查對照邊和處理邊蟲數。

1.5 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的熏蒸試驗

采用三角瓶密閉熏蒸法。在 (250 mL)三角瓶中接入20頭赤擬谷盜,給濾紙條(2 cm×8 cm)上分別滴加定量的不同濃度供試精油溶液 (以 60%丙酮水作溶劑)3、2、1、0.5、0.25 mL/L,濾紙條距三角瓶底部 2～3 cm,迅速用塑料紙 (雙層)壓住濾紙,用橡皮筋封好瓶口,對照為濾紙條上加等量的 60%的丙酮水。處理重復 3次,每重復試蟲 20頭,將三角瓶置于室內,24、48、72 h檢查死亡數,計算死亡率和校正死亡率。

1.6 GC-MS測定條件

氣相色譜條件:石英毛細管柱 HP-FFAP(30 m ×0.25 mm,0.25 um),程序升溫:從 60℃開始,以4℃/min升到 120℃,再以 6℃/min升到 250℃,保持 5 min;載氣為 He,柱流量 1.0 mL/min,進樣口溫度 250℃,分流比 50∶1。

質譜條件:EI源;電離電壓 70 eV,離子源溫度230℃,掃描范圍 10～500 aum,進樣量 1.0 uL。

2 結果與分析

2.1 海芒果葉揮發油的化學成分鑒定

表 1 海芒果葉揮發油化學成分Table 1 Chemical constituents of essential oil from the leaves ofCerbera m anghas

30.49 Benzofuran-2-one,4-amino-2,3-dihydro-4-氨基苯并-2,3-二氫-2-呋喃酮 C8H7NO2149.05 1.14 32.44 1H-Benzotriazole,4-methoxy-4-甲氧基-1H-苯并三唑 C7H7N3O 149.06 0.83 34.90 Tetradecanoic acid肉豆蔻酸 C14H28O2228.21 2.71 37.61 2-Hexyl-1-octanol2-己基-1-辛醇 C14H30O 214.23 2.00

按上述 GC-MS條件對海芒果葉揮發油進行分析,得其總離子流圖,對總離子流圖中的各峰經質譜掃描后得到質譜圖,經過過質譜計算機數據系統檢索(質譜數據庫:N IST,NBS),人工譜圖解析,按各色譜峰的質譜裂片圖與文獻核對,查對有關質譜資料[13-15],對基峰、質荷比和相對豐度等方面進行直觀比較,分別對各色譜峰加以確認,綜合各項分析鑒定,鑒定出 13個化合物。用面積歸一化法確定了各成分的相對百分含量,結果見表 1。

2.2 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的觸殺活性毒力測定的方差分析達到極顯著水平,隨著處理濃度的增加,對赤擬谷盜的毒殺作用增強。

表 2 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜的毒力測定結果Table 2Cerbera m anghasessential oil of the Tribolium castaneum herbst Toxicity results

2.3 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的忌避作用

表 2可見海芒果葉揮發油 5個濃度對赤擬谷盜

表 3 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的忌避性測定結果Table 3Cerbera manghasessential oil of the Tribolium castaneum herbst repellence results

海芒果葉揮發油在不同濃度和不同時間下對赤擬谷盜都表現出一定的忌避活性(見表 3)。海芒果葉精油對赤擬谷盜的忌避效果隨著用藥濃度的增大而增強,在當濃度增大為 1 mL/L時,達到Ⅳ級水平;隨著處理時間的延長,海芒果葉揮發油的忌避效果逐漸降低,但在 60 h后還有一定的驅避作用,尤其是高濃度下。60 h后驅避等級還是Ⅳ級水平,這說明海芒果葉揮發油對赤擬谷盜驅避作用的持效期比較長,且濃度越高持效期越久。

表 4 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的熏蒸測定結果Table 4Cerbera m anghasessential oil of the Tribolium castaneum herbst Fumigatio results

注:表中數字后的小寫字母表示Duncan新復極差測驗的 5%水平的差異顯著性Note:The lowercase letters after the number in the table means the significant differences of 5%ofDuncan’s new multiple range test.

表 5 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的熏蒸測定結果分析Table 5Cerbera m anghasessential oil of the Tribolium castaneum herbst Fumigatio results analyse

2.4 海芒果葉揮發油對赤擬谷盜成蟲的熏蒸作用

表 4、5可見海芒果葉揮發油對對赤擬谷盜有一定的熏蒸活性,5個濃度對赤擬谷盜熏蒸活性測定的方差分析達到極顯著水平,隨著處理濃度和時間的增加,對赤擬谷盜的熏蒸作用增強。在 3、2、1、0.5、0.25 mL/L濃度下測得 24、48、72 h的 LC50分別為 2.0207、1.745、1.016 mL/L。

3 小結

試驗結果表明,應用水蒸汽蒸餾技術提取的海芒果葉揮發油對赤擬谷盜不僅具有較強的驅蟲、殺蟲活性,而且其作用包括熏蒸、觸殺、忌避多種方式。4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚,苯酚,6-甲基--三唑并(2,3-b)(1,2,4)三嗪都具有一定的殺蟲毒性。而海芒果葉揮發油中 4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚含量較高 ,因此 4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚可能是海芒果葉揮發油的主要活性成分之一,也可能是多種活性成分共同作用的結果。本文僅對其揮發油的生物活性做了初步試驗,其殺蟲活性組分的分離、提純和鑒定有待今后進一步深入研究。

1 Edited by Chinese Academy of Sciences(中國科學院主編).Flora China Tomus 63(中國植物志,第 63卷),Beijing:Science Press,1974.33.

2 Chen JS(陳冀勝),Zheng S(鄭碩).Chinese Poisonous Plants(中國有毒植物),Beijing:Science Press,1987.78-79.

3 Abe F,Yamauehi T.Studieson Cerbera Cardiac glycosides in the seeds,bark,and leaves ofCerbera mangrasL..Chem Phar m Bull.1977,25:2744-2748.

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9 Tr?n ThiMinh Hiên,Ch.Navarro-Delmasure and Tr?n Vy. Toxicity and effects on the central nervous system of a Cerbera odollam leaf extract.J Ethnophar m acology,1991,34: 201-206.

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11 Chang LC,et al.Activity-guided isolation of constituents ofCerbera manghaswith antiproliferative and antiestrogenicActivities.J B ioorg M ed Chem Lett,2000,10:2431-2434.

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15 Adams RZP.Identification of Essential Oils by IonTrapMass Spectroscopy.San Diego:Academic Press,1989.1.

Chem ical Constituents and Insecticidal Activity of the volatile oil fromCerbera m anghasLeaves

ZHUANGLi-ke1,2,WANG Pan1,L IANGMu-sen2,L IU Min2,ZHU Wen3＊

1Environm ent and Plant Protection College,Hainan University,Hainan danzou 571737,China;2Hai Nan Zheng Ye Zhong Nong High Technology Co.,LTD,Hainan haikou 570206,China;3Chem ical and M aterial College,Hainan University,Hainan haikou 570206,China

The essential oil of theCerbera m anghasleaveswas extracted by steam distillation,and the chemical compositionswere analyzed by GC-MS.And the peak-area normalizationmethod in gas chromatographywas applied to mensurate the relative contents of these components.The results showed that there are 13 compounds in the essentialoilof theCerbera m anghasleaves.At the same time,contact toxicity test showed thatLC50is 1.0067 mL/L for 48 h;Repellent test showed that repellentrate is over 80%with concentraton of 1 mL/L in12-48 h,and Infumigation test showed thatLC50is 2.0207,1.7450 and 1.0160 mL/L for 24 h,48 h,and 72 h,respectively.

Cerbera m anghas;essential oil;insecticidal activity

R284.2

A

1001-6880(2010)05-0812-04

2009-03-16 接受日期:2010-02-04

＊通訊作者 Tel:86-013976731588;E-mail:wen.zhu@163.com