甘肅天然草地30種有毒植物提取物對(duì)菜粉碟幼蟲的拒食和觸殺作用研究

胡冠芳，劉敏艷，李玉奇，牛樹君，趙峰，沈慧敏＊

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院農(nóng)藥學(xué)系，甘肅 蘭州730070；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，甘肅 蘭州730070）

甘肅省位于我國(guó)內(nèi)陸，境內(nèi)地貌類型復(fù)雜，氣候差異較大，大部分地區(qū)干燥少雨。甘肅省有160萬hm2天然草地，近20年來草地退化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，初步估計(jì)退化草地面積已占總草地面積的60%以上。毒草的迅速蔓延是造成草地生態(tài)失衡的重要原因之一，是草地退化的一個(gè)重要指標(biāo)［1］。甘肅天然草地有毒植物約有78科187屬312種，其中重要有毒植物有18科26屬46種，對(duì)家畜危害性大、分布較廣的毒草主要有甘肅棘豆（Oxytropis kansuensis）、黃花棘豆（O.ochrocephala）、小花棘豆（O.glabra）、鐮形棘豆（O.falcata）、藍(lán)花棘豆（O.coerulea）、變異黃芪（Astragalusvariabilis）、狼毒（Stellerachamaejasme）、醉馬草（Achnatheruminebrians）、黃帚橐吾（Ligulariavirgaurea）、箭葉橐吾（L.sagitta）以及殼斗科的櫟屬植物等［1－7］。關(guān)于天然草地有毒植物的殺蟲活性，伏毛鐵棒錘（Aconitumflavum）、澤漆（Euphorbiahelioscopia）、狼毒大戟（E.fischeriana）、北烏頭（A.kusnezoffii）、露蕊烏頭（A.gymnandrum）、鐵棒錘（A.pendulum）、甘肅棘豆、醉馬草、黃帚橐吾、箭葉橐吾、甘肅馬先蒿（Pediculariskansuensis）、貝加爾唐松草（Thalictrumbaicalense）、狼毒和駱駝蓬（Peganumharmala）等對(duì)粘蟲（Mythimnaseparate）、桃蚜（Myzuspersicae）、桃粉蚜（Hyalopterusarundinis）、麥二叉蚜（Schizaphis graminum）、蘿卜蚜（Lipaphiserysimi）、斜紋夜蛾（Prodenialitura）、亞洲玉米螟（Ostriniafurnacalis）、棉鈴蟲（Helicoverpaarmigera）、家蠅（Muscadomestica）、舞毒蛾（Lymantriadispar）、沙漠蝗蟲（Schistocercagregaria）、朱砂葉螨（Tetranychuscinnabarinus）和山楂葉螨（T.viennensis）等多種害蟲（螨）的生物活性國(guó)內(nèi)外已有報(bào)道［8－32］。在有毒植物對(duì)菜粉蝶幼蟲（菜青蟲，Pierisrapae）的殺蟲活性方面，狼毒根乙醇提取物具有很強(qiáng)的拒食、胃毒、生長(zhǎng)發(fā)育抑制作用，但觸殺作用較差［19，20，33，34］；毛茛（Ranunculusjaponicus）甲醇提取物具有一定的拒食作用［23］；白屈菜（Chelidoniummajus）、澤漆、寬葉蕁麻（Urticalaetevirens）、裂葉蕁麻（U.fissa）、麻葉蕁麻（U.cannabina）和毛茛丙酮提取物具有較強(qiáng)或一定的拒食作用［35］。本研究對(duì)象涉及甘肅天然草地的30種有毒植物，其中多數(shù)種類對(duì)菜粉蝶幼蟲的殺蟲活性國(guó)內(nèi)外迄今未見報(bào)道。為了充分利用甘肅省天然草地豐富的有毒植物資源，尋找具有殺蟲活性的植物，為開發(fā)新型植物源殺蟲劑提供線索和理論依據(jù)，研究了甘肅天然草地30種有毒植物提取物對(duì)菜粉蝶幼蟲的拒食和觸殺作用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的30種有毒植物于2008－2009年6－9月采自甘肅省肅南、天祝、岷縣、臨潭、瑪曲和碌曲天然草地，隸屬10個(gè)科，種類及供試部位列于表1。

表1 供試有毒植物種類Table 1 Poisonous plants species in experiment

1.2 植物樣品前處理

新鮮植物材料洗凈后切片或切段陰干，粉碎過40目（0.63mm）篩，在室溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 供試溶劑

甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯和氯仿均為化學(xué)純。

1.4 植物樣品的提取

采用冷浸漬法提取［36，37］。稱取植物樣品50g，置于棕色廣口瓶中，分別加入500mL甲醇浸泡72h，過濾后收集濾液；濾渣繼續(xù)用500mL溶劑浸泡48h，過濾后收集濾液；濾渣再用500mL溶劑浸泡24h，過濾后收集濾液，棄除殘?jiān)喜?次濾液。濾液經(jīng)RE－52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至干燥為提取物，稱其重量。鐵棒錘另用乙醇，露蕊烏頭另用乙醇和丙酮，狼毒大戟另用乙醇和丙酮，冷蒿另用乙酸乙酯，狼毒另用85%乙醇和氯仿提取，提取過程相同。

1.5 供試樣品的配制

冷浸漬法所得提取物浸膏用甲醇溶解并定容至50mL，相當(dāng)于植株干樣品1 000g／L的質(zhì)量濃度，在冰箱中2℃條件下保存?zhèn)溆谩Ｉ餃y(cè)定前加入1%的表面活性劑JFC（C7～C9烷醇聚氧乙烯醚）。

1.6 供試?yán)ハx

菜粉蝶（Pierisrapae）4齡幼蟲（菜青蟲）采自不施藥的甘藍(lán)（Brassicaoleracea）菜地。

1.7 生物測(cè)定方法

1.7.1 30種有毒植物提取物對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲拒食作用的測(cè)定 采用葉碟浸漬法［38，39］。從田間采集甘藍(lán)葉片，用圓形打孔器（直徑2cm）打成葉碟。將葉碟在提取物原液中浸漬3～4s，取出晾干后放入直徑9cm鋪有濾紙保濕的培養(yǎng)皿中，每皿放入2張葉碟。挑選菜粉碟4齡幼蟲，饑餓4h后放入加有葉碟的培養(yǎng)皿中，每皿放入1頭，每組8頭，重復(fù)3次，累計(jì)處理24頭試蟲，以甲醇＋JFC浸漬葉碟處理作為對(duì)照。在溫度（25±1）℃、濕度60%～80%、光照L∶D＝14∶10條件下飼養(yǎng)，視取食情況及時(shí)添加葉碟。48h后用LI－3000型葉面積測(cè)定儀測(cè)定剩余葉面積，統(tǒng)計(jì)取食量，計(jì)算拒食率。計(jì)算公式如下：

1.7.2 30種有毒植物提取物對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲觸殺作用的測(cè)定 采用蟲體浸漬法［40］。提取物用水稀釋成10倍液，相當(dāng)于植株干樣品100g／L的質(zhì)量濃度。挑選大小一致的菜粉蝶4齡幼蟲，在藥液中浸漬3～4s，取出后用濾紙吸去多余藥液，然后放入直徑12cm鋪有濾紙保濕的培養(yǎng)皿中，飼喂新鮮甘藍(lán)葉片。每皿放入5頭，每組10頭，重復(fù)3次，累計(jì)處理至少30頭試蟲，以甲醇＋JFC用水稀釋成10倍液浸漬處理作為對(duì)照。飼養(yǎng)條件同1.7.1。24和48h后調(diào)查死亡數(shù)，計(jì)算死亡率和校正死亡率。

2 結(jié)果與分析

2.1 30種有毒植物提取物對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲拒食作用的測(cè)定結(jié)果

在供試的30種有毒植物提取物中，鐵棒錘甲醇和乙醇提取物、貝加爾唐松草甲醇提取物、灰綠黃堇甲醇提取物對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲的拒食作用最強(qiáng)，48h的拒食率均高達(dá)100.00%；其次為駱駝蓬甲醇提取物、青藏大戟甲醇提取物、露蕊烏頭甲醇提取物、澤漆甲醇提取物、狼毒甲醇提取物、露蕊烏頭乙醇提取物、狼毒大戟甲醇提取物、狼毒大戟乙醇提取物、冷蒿（小白蒿）甲醇提取物、露蕊烏頭丙酮提取物和狼毒大戟丙酮提取物，48h的拒食率分別為97.68%，97.62%，97.13%，96.41%，96.28%，95.47%，95.14%，94.09%，93.50%，93.15%和91.20%，這11種提取物具有很強(qiáng)的拒食作用；黃帚橐吾、毛茛、披針葉黃華、節(jié)裂角茴香和箭葉橐吾甲醇提取物具有較強(qiáng)的拒食作用，48h的拒食率分別為82.23%，63.80%，59.17%，57.68%和52.97%；蓮葉橐吾、醉馬草和穗花馬先蒿甲醇提取物具有一定的拒食作用，48h的拒食率分別為46.93%，43.92%和24.41%；甘肅馬先蒿、寬葉蕁麻、裂葉蕁麻、麻葉蕁麻、白屈菜、黃花棘豆、甘肅棘豆、小花棘豆、藍(lán)花棘豆、鐮形棘豆、蓮座薊和美麗風(fēng)毛菊甲醇提取物則無拒食作用（表2）。

2.2 30種有毒植物提取物對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲觸殺作用的測(cè)定結(jié)果

在供試的30種有毒植物提取物中，貝加爾唐松草、灰綠黃堇和鐵棒錘甲醇提取物對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲的觸殺作用最強(qiáng)，48h的觸殺死亡率分別為94.12%，94.12%和93.33%；其次為冷蒿（小白蒿）乙酸乙酯提取物、駱駝蓬甲醇提取物、狼毒氯仿提取物、黃帚橐吾甲醇提取物、冷蒿（小白蒿）甲醇提取物和狼毒甲醇提取物，48h的觸殺死亡率分別為90.00%，88.24%，86.67%，83.33%，80.00%和80.00%，這6種提取物具有很強(qiáng)的觸殺作用；狼毒85%乙醇提取物、箭葉橐吾和澤漆甲醇提取物具有較強(qiáng)的觸殺作用，48h的觸殺死亡率分別為62.50%，60.00%和52.94%；蓮葉橐吾、節(jié)裂角茴香、甘肅棘豆、鐮形棘豆、青藏大戟和黃花棘豆甲醇提取物具有一定的觸殺作用，48h的觸殺死亡率分別為46.67%，46.67%，36.67%，36.67%，30.00%和30.00%；藍(lán)花棘豆、小花棘豆、美麗風(fēng)毛菊、露蕊烏頭、毛茛、狼毒大戟、醉馬草、披針葉黃華、白屈菜、甘肅馬先蒿、穗花馬先蒿甲醇提取物的觸殺作用很弱，48h的觸殺死亡率在26.67%以下；寬葉蕁麻、裂葉蕁麻、麻葉蕁麻和蓮座薊甲醇提取物則無觸殺作用（表3）。

表2 30種有毒植物提取物原液對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲拒食作用的測(cè)定結(jié)果Table 2 Antifeeding effects on extracts from 30kinds of poisonous plants against the 4－age instar larva of P.rapae

表3 30種有毒植物提取物稀釋10倍液對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲觸殺作用的測(cè)定結(jié)果Table 3 Contact effects on the ten multiple dilution of extracts from 30kinds of poisonous plants against the 4－age instar larva of P.rapae

綜合上述結(jié)果分析，鐵棒錘、貝加爾唐松草、灰綠黃堇、黃帚橐吾、冷蒿（小白蒿）、駱駝蓬和狼毒甲醇提取物對(duì)菜粉蝶4齡幼蟲具有很強(qiáng)的拒食和觸殺作用；露蕊烏頭、青藏大戟和狼毒大戟甲醇提取物具有很強(qiáng)的拒食作用，但觸殺作用微弱；澤漆甲醇提取物具有很強(qiáng)的拒食作用和較強(qiáng)的觸殺作用。

3 討論

關(guān)于毛茛、澤漆、寬葉蕁麻、裂葉蕁麻、麻葉蕁麻、白屈菜和狼毒對(duì)菜粉蝶幼蟲的拒食作用，本研究結(jié)果與楊慶森等［35］的報(bào)道結(jié)果差異較大，作者分析原因有二：一是提取溶劑不同，作者近5年在從事植物源農(nóng)藥的研究過程中，發(fā)現(xiàn)152種植物丙酮提取物對(duì)粘蟲和菜粉蝶幼蟲的拒食和觸殺作用均不及甲醇和乙醇提取物，故本研究選用甲醇作為提取溶劑；二是菜粉蝶幼蟲齡期不同，因?yàn)椴朔鄣紫x的最高齡期為5齡，若選用5齡幼蟲進(jìn)行生物測(cè)定，有可能因?yàn)橛紫x準(zhǔn)備化蛹而致取食量下降，從而影響拒食作用結(jié)果的準(zhǔn)確性，故本研究選用4齡幼蟲作為試蟲，以求更客觀地反映拒食作用的真實(shí)效果。有關(guān)狼毒根的拒食作用與張國(guó)洲等［19］的研究結(jié)果是一致的。

近年來應(yīng)用化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生的“3R”（抗藥性、殘留、害蟲再猖獗）問題給人類健康帶來了嚴(yán)重隱患，并且造成生態(tài)環(huán)境失衡，引發(fā)有害生物產(chǎn)生抗藥性和害蟲再猖獗，導(dǎo)致害蟲天敵及其他有益生物數(shù)量下降、人畜中毒。為了提高人類的生存環(huán)境質(zhì)量和食物質(zhì)量，世界眾多科學(xué)家們已把尋找高效、低毒、低殘留及與環(huán)境和諧的生態(tài)合理農(nóng)藥作為農(nóng)藥的研發(fā)方向，從植物中提取分離殺蟲活性成分的研究受到了廣泛的關(guān)注，目的在于獲取創(chuàng)制新型殺蟲劑的天然模板，進(jìn)行仿生合成，以解決當(dāng)前化學(xué)防治中存在的弊端［41］。

甘肅肅南、天祝和甘南等天然草地地處青藏高原邊緣，由于其獨(dú)特的地理環(huán)境和自然資源，有毒植物種類十分豐富，在這些地區(qū)的天然草地，有毒植物大量繁衍，已給畜牧業(yè)發(fā)展帶來危害甚至造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，家畜誤食有毒植物中毒甚至死亡的現(xiàn)象屢見不鮮［42，43］。因此在加強(qiáng)對(duì)有毒植物實(shí)施“生態(tài)控制”的同時(shí)，采取綜合利用措施，不僅可促進(jìn)草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全也有重要意義。綜合利用就是利用有毒植物的多種特性作為它用，以控制其大量繁衍。有毒植物的“毒性”系對(duì)畜牧業(yè)和食用而言，有毒植物中所含的各種化學(xué)成分是其在長(zhǎng)期的生存競(jìng)爭(zhēng)中形成的，如能化害為利、物盡其用，既能控制毒草，又能為人類服務(wù)。本研究結(jié)果表明，鐵棒錘、貝加爾唐松草、灰綠黃堇、黃帚橐吾、冷蒿（小白蒿）、駱駝蓬、狼毒、露蕊烏頭、青藏大戟、狼毒大戟和澤漆等有毒植物具有很強(qiáng)的殺蟲活性，其中灰綠黃堇、黃帚橐吾、駱駝蓬、狼毒、狼毒大戟和澤漆等資源豐富、繁殖力強(qiáng)，具有作為植物源農(nóng)藥開發(fā)利用的前景。開發(fā)利用有毒植物，可考慮兩條途徑，一是制成粗制品或粗提取液直接用于防治害蟲；二是對(duì)殺蟲活性成分進(jìn)行分離、提純，鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行仿生合成，進(jìn)而創(chuàng)制高效、低毒、低殘留新農(nóng)藥。

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