入侵植物乙醇提取物對綠豆象的生物活性測定

陳旭波++蔡凡凡++陳睿++駱爭榮

摘要：為篩選出更具有活性的植物，為進一步開發成為植物源農藥提供基礎數據，研究入侵植物乙醇提取物對綠豆象的生物活性。以屬于16科26種入侵植物作為材料，利用點滴、驅避方法研究乙醇提取物對綠豆象的觸殺和驅避活性。結果表明：26種入侵植物乙醇提取物的觸殺活性和驅避活性均存在明顯差異。阿拉伯婆婆納、刺莧、紅花酢漿草、鉆葉紫菀、白車軸草、一年蓬的乙醇提取物對綠豆象具有較強的觸殺活性，校正死亡率分別為97%、97%、79%、62%、62%、52%。阿拉伯婆婆納、刺莧、紅花酢漿草的乙醇提取物觸殺活性與相同處理的毒死蜱無顯著性差異（P>0.05）。垂序商陸、一年蓬的乙醇提取物對綠豆象的驅避率分別為43%、57%，驅避等級達到Ⅲ級。說明阿拉伯婆婆納、刺莧、紅花酢漿草乙醇提取物對綠豆象的觸殺活性及垂序商陸和一年蓬乙醇提取物對綠豆象的驅避活性均較強，具有開發成植物源殺蟲劑的潛力。

關鍵詞：入侵植物；乙醇提取物；觸殺活性；驅避活性；綠豆象

中圖分類號： Q965文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）09-0083-04

綠豆象（Callosobruchus chinensis L.）分布于世界各國，是主要的倉儲害蟲之一，可降低綠豆種子質量的30.2%～55.7%，嚴重時，整個倉內的綠豆會遭受毀滅性危害[1]。在安徽省明光市綠豆象1年可發生7～8代，農戶儲存綠豆的受害率平均為44.8%[2]。在河南省南陽地區，綠豆被害粒率一般為11.3%～47.7%，貯藏不當可達到87.4%[3]。因此，開發有效控制綠豆象的生物防治方法十分迫切，而開發新型植物源殺蟲劑的基礎在于篩選出具有高效殺綠豆象的植物提取物。

植物體內次生代謝產物超過40萬種，其中不少物質有殺蟲活性，對有害昆蟲具有不同程度的毒殺、拒食、驅避、麻醉、抑制生長發育、不育、引誘甚至還有胃毒、熏蒸等作用，并且具有對天敵影響小、在環境中容易降解等特點[4-5]。篩選是植物源農藥研發中最基礎也最為重要的工作，已有大量的植物材料被篩選，不斷有新的生物活性物質被發現[6-9]。張啟東等采用微量點滴法和載毒葉片飼喂法測定30種藥用植物乙醇提取物對黏蟲3齡幼蟲的觸殺、胃毒以及拒食活性，表明卡瓦胡椒和厚樸的乙醇提取物具有較高的殺蟲活性，但有效成分有待進一步研究[10]。時東方等利用點滴法研究胡桃楸乙醇提取物對綠豆象幼蟲具有顯著的殺蟲活性[11]。周佳民等篩選了8種國產藥用植物甲醇和無菌水提取液對大豆孢囊線蟲2齡幼蟲的室內殺蟲活性和對孢囊的田間抑制效果。結果表明，薄荷（Mentha canadensis L.）等6種植物的提取物可以為大豆孢囊線蟲生物防治提供新的途徑[12]。李云壽等利用熏蒸法研究黃花蒿提取物的殺蟲活性。結果表明，用黃花蒿精油處理24 h后，對綠豆象的熏殺活性較強，半致死濃度為11.28 mg/L[13]。盧佳佳等研究了4種中草藥對綠豆象的觸殺、熏蒸和驅避活性，表明馬松子正己烷提取物具有較好的觸殺活性[14]。部分研究涉及以入侵植物對綠豆象的殺蟲活性，如利用紫莖澤蘭[Ageratina adenophora（Spreng.） R.M.King&H.Rob.][15]、加拿大一枝黃花（Solidago Canadensis L.）和南美蟛蜞菊[Wedelia trilobata（L.） Hitchc.][16]的揮發油開展對綠豆象的觸殺和熏蒸作用，表現出較好的活性。

我國的入侵植物種類高達806種[17]，對當地的生態系統均造成了一定的威脅[18-20]。如何利用好這些外來入侵植物是值得研究的課題。目前，系統篩選入侵植物的工作非常少，主要集中在揮發油的殺蟲活性方面，而對于極性提取物中潛在的殺蟲活性研究鮮有報道。本試驗以26種入侵植物醇提取物為對象，利用點滴、驅避方法研究它們對綠豆象的生物活性，篩選出活性較高的植物，為綠豆象的生物防治提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

在浙江省麗水市蓮都區野外采集26種入侵植物（表1），隸屬于16科，根部材料取其主根。入侵物種名錄和等級的劃分參考馬金雙等的研究成果[17]。將材料陰干，打成粉，取 50 g 粉末，用無水乙醇浸提10 d。溶劑用旋轉蒸發儀（IKA，RV8）回收，獲得乙醇提取物備用，試驗之前將乙醇提取物通過冷凍干燥機（FD-1-50）干燥24 h，配制所需濃度。

1.2試驗方法

1.2.1綠豆象的飼養

將未受農藥污染的綠豆裝入玻璃瓶內，瓶口涂上聚四氟乙烯，接入綠豆象成蟲（由麗水學院生態實驗中心培養）。蓋上棉布，用皮筋箍好，置于溫度為 30.5 ℃、相對濕度為70%～80%的培養箱中飼養。2 d之后篩選成蟲，將具有蟲卵的綠豆置于培養箱中培養，挑選同一批次羽化、羽化后1 d的成蟲作為供試蟲源。

1.2.2觸殺活性測定

參照Liu等的方法[21]，用移液槍（Gilson，P2）將濃度為5%的0.2 μL提取物配制液（無水乙醇為溶劑）滴于試蟲的前胸背板，等量的無水乙醇作為對照，等量同濃度的毒死蜱作陽性對照（無水乙醇為溶劑）。每個處理重復3次，每個重復10頭綠豆象，共84個重復處理后的昆蟲轉移到玻璃瓶（10頭/瓶），放入培養箱中24 h后，觀察昆蟲的死亡率。死亡率≥50%，則表明存在接觸毒性，用（+）表示；<50%，表明沒有接觸毒性，用（-）表示。

1.2.3驅避活性測定

參照Liu等的方法[22]，將直徑為 9 cm 的圓形濾紙從中間裁為兩半。一半用移液槍（Gilson，P1000）滴加濃度為0.1%的500 μL提取物配制液（無水乙醇為溶劑），另一半滴加無水乙醇作對照，等量同濃度的毒死蜱乙醇溶液作陽性對照。待溶劑揮發后將兩半濾紙用膠紙黏成整張，放到培養皿中。然后，在該培養皿中（正中）放入20頭供試昆蟲。重復3次，共81個重復，觀察記錄2 h后昆蟲的數量，按照如下公式計算驅避率。

按照以下標準對驅避率進行分級：0級，0.01%～0.1%；Ⅰ級，0.1%～20%（不含0.1%）；Ⅱ級，20.1%～40%；Ⅲ級，40.1%～60%；Ⅳ級，60.1%～80%；Ⅴ級，80.1%～100%。

1.3統計分析

采用SPSS 16.0中的單因素方差分析數據，其中P≤0.01為極顯著差異；P≤0.05為顯著性差異；P>0.05為無顯著性差異。

2結果與分析

2.1觸殺活性

結果表明，26種入侵植物乙醇提取物的觸殺活性具有顯著差異（F=13.784，P<0.01）。由表2可知，阿拉伯婆婆納、鉆葉紫菀、刺莧、一年蓬、白車軸草、紅花酢漿草提取物具較強的觸殺活性，校正死亡率均大于50%。阿拉伯婆婆納和刺莧的提取物校正死亡率均達到97%，兩者之間沒有顯著性差異（P>0.05）；且阿拉伯婆婆納、刺莧、紅花酢漿草與農藥毒死蜱之間沒有顯著差異（P>0.05）；阿拉伯婆婆納與鉆葉紫菀、一年蓬、白車軸草的提取物觸殺活性具有極顯著差異（P<001）；其他20種植物乙醇提取物觸殺活性均較小。這表明以上6種植物的乙醇提取物里具有觸殺活性物質，可以進一步研究。

2.2驅避活性

結果表明，26種入侵植物乙醇提取物的驅避活性具有極顯著差異（F=8.08，P<0.01）。由表2可知，垂序商陸、一年蓬提取物的驅避活性最高，均達到Ⅲ級，兩者間差異不顯著（P>0.05）；蚊母草、臭薺、球序卷耳提取物的驅避活性均達到Ⅱ級，球序卷耳、蚊母草、臭薺提取物間的驅避活性沒有顯著性差異（P>0.05）。阿拉伯婆婆納和香絲草提取物則沒有驅避活性；鉆葉紫菀、田野水蘇、細葉旱芹、野茼蒿、牛茄子、野老鸛草、北美車前、裸柱菊、小蓬草、裂葉月見草、鬼針草、白車軸草等12種入侵植物乙醇提取物的驅避率均為負值，并沒有任何的驅避活性，相反，它們具有吸引綠豆象的作用。其中，田野水蘇、野茼蒿、裂葉月見草乙醇提取物的驅避率分別為 -30%、-30%、-37%，具有吸引綠豆象的作用，它們之間的驅避效果均沒有顯著性差異（P>0.05）。

2.3入侵植物提取物活性特點

乙醇提取物中同時具備觸殺和驅避活性的入侵植物有刺莧、一年蓬、紅花酢漿草。但是，驅避活性和觸殺活性沒有相關性。例如，阿拉伯婆婆納提取物具備較高的觸殺活性，卻沒有驅避活性；垂序商陸提取物沒有觸殺活性，而驅避活性卻達到Ⅲ級。提取物不具備觸殺和驅避活性的入侵植物有香絲草、田野水蘇、細葉旱芹、野茼蒿、牛茄子、野老鸛草、北美車前、裸柱菊、小蓬草、裂葉月見草、鬼針草。除香絲草提取物外，均具有吸引綠豆象的作用，其中絕大部分屬于傘形科、菊科和唇形科。

3討論

Jacobson預測最具活性的植物類群應集中在楝科（Meliaceae）、蕓香科（Rutaceae）、菊科（Asteraceae）、番荔枝科（Annonaceae）、唇形科（Labiatae）、白樟科（Canellaceae）[23]。本研究所做的篩選工作并沒有局限在這幾個科，但得到了較好的效果。這說明只要材料易得，篩選范圍應盡可能包含廣泛的植物類群。

前人對一些入侵種做過抗菌研究，如對突尼斯產小蓬草的石油醚、乙酸乙酯和甲醇提取物進行抗菌、抗氧化和細胞毒性研究發現，甲醇提取物具有重要的抑菌活性，表現出良好的抗氧化活性，半抑制濃度為120 μg/mL[24]。而同樣是極性提取物，本研究結果表明，小蓬草乙醇提取物對綠豆象的觸殺和熏蒸活性均較低。這說明植物源極性提取物的作用與作用對象關系很大。Patra等研究表明，垂序商陸的三氯甲烷和正己烷提取物具有天然活性，能抑制口腔疾病致病菌生長[25]。本研究結果表明，垂序商陸的極性成分對綠豆象也具有較強的驅避活性。由此可見，生物活性成分值得進一步研究，以確定它是否同時具備抗菌和殺蟲效果。

紫莖澤蘭、加拿大一枝黃花、南美蟛蜞菊的揮發油對綠豆象表現出較好的觸殺和熏蒸活性[15-16]，這為本研究的進一步細化提供了參考。盧佳佳等的結果[14]和本研究的結果表明，材料的篩選要綜合考慮其植物成分。一些入侵植物提取物表現出了較好的殺蟲活性，如鱧腸葉片的甲醇提取物對致乏庫蚊4齡幼蟲的半致死濃度為0.011 4%[26]；藿香薊新鮮葉片精油對赤擬谷盜的致死濃度為0.025%，控制小麥不被損害的濃度為0.1%[27]。

今后將選取最具殺蟲活性的植物，進一步分離、純化活性物質，探究殺蟲機理，對活性物質進行評價，為開發成有較高活性的新型生物源殺蟲劑奠定基礎。本研究主要探討極性成分的殺蟲和驅避活性，非極性成分，比如精油的殺蟲效果有待于進一步研究。對其他儲糧害蟲是否有效果也是今后的研究方向。田野水蘇等入侵植物提取物具有吸引綠豆象的作用，能否將它們的乙醇提取物開發作為綠豆象的引誘劑，是值得探討的課題。

4結論

26種入侵植物中有8種植物乙醇提取物具有較強的殺蟲或驅避活性，其中阿拉伯婆婆納、刺莧和紅花酢漿草的乙醇提取物對綠豆象觸殺活性較強，可以進一步研究其活性物質，挖掘殺蟲機理；垂序商陸和一年蓬乙醇提取物對綠豆象有較好的驅避活性，田野水蘇、野茼蒿、裂葉月見草乙醇提取物對綠豆象有較好的引誘作用，可進一步研究開發成為驅避劑或引誘劑。

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