樟科植物提取物驅蟲殺蟲作用研究進展

王靜，馮恩友，謝嘉輝，李文胤

1.廣東海洋大學寸金學院，廣東湛江524000；

2.湛江市農業科學研究院，廣東湛江524000

樟科植物在中國有24 屬，約430 余種，主要分布在長江流域以南，其葉片和樹皮均有油細胞，常有樟腦味或桂油味，或有粘液細胞，有香氣，在園林上是主要的應用樹種，而且樟科的許多種類是天然香料的資源植物，具有驅蟲、殺菌、抗氧化等效果，在化工、醫藥、食品等行業具有重要的價值。據調查統計,樟科、楝科、豆科等植物具有殺蟲活性成分，而中國作為農藥的植物主要集中于楝科、菊科、豆科、衛矛科和大戟科等30 多科[1]。該文通過對樟科植物提取物的活性成分及驅蟲殺蟲方式等方面研究進展進行綜述，同時結合樟科植物提取物開發現狀，分析目前存在的利用問題，以期為樟科植物驅蟲殺蟲功能的研究提供參考。

1 樟科植物提取物驅蟲殺蟲成分

樟科植物提取物是以樟科植物為原料，按照對提取的最終產品的用途的需要，經過物理化學提取分離過程，定向獲取和濃集植物中的某一種或多種有效成分，而不改變其有效成分結構而形成的產品。部分樟科植物的根、莖、葉、花、果實具芳香氣味，多含芳香揮發油，化學成分達60 多種，如芳樟醇、樟腦、黃樟油素、龍腦、檸檬醛、1，8-桉葉油素、橙花叔醛、異橙花叔醛、金合歡醇、甲基丁香酚和α-松油醇等，其中的植物堿、芳樟醇、樟腦、黃樟油素、桉葉油素、桂醛、檸檬醛等有很大的經濟價值，在植物提取液行業中有很重要的地位[2]。據研究統計有芳香植物130 多種，分屬20 余科，樟科有樟樹、川桂(官桂)、天竺桂、紫楠、檫木、木姜子、黃丹木姜子、三椏烏藥、香葉子、烏藥、綠葉甘樟、紅脈釣樟、香葉樹、釣樟、山胡椒、江浙釣樟等16 種植物[3]。目前在驅蟲殺蟲方面研究較多的主要有樟屬的樟樹(Cinnamomum camphora(L.))、陰香（Cinnamomum burmannii(C．G.et.TH.Nees.)) 肉 桂 (Cinnamomum cassia Presl.)；月桂屬月桂(Laurus nobilis)；木姜子屬的山蒼子(Litsea cubeba(Lour.))；山胡椒屬的山胡椒(Lindera glauca (Sieb. et Zucc.) Bl)、香葉樹(Lindera communis Hemsl.)； 油 丹 屬 的 油 丹(Alseodaphne hainanensis Merr.)；檫木屬檫木(Sassafras tzumu (Hemsl.) Hemsl)；鱷梨屬鱷梨(Persea americana Mill.)等。按照提取植物的成份不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜類、黃酮、生物堿等；按照性狀不同，可分為植物油、浸膏、粉、晶狀體等。樟科植物大都含有特殊的芳香氣味，含有芳香揮發油，目前對提取物質進行驅蟲殺蟲研究比較多的是萜烯類化合物、檸檬醛、芳樟醇、黃酮類化合物、木脂素類化合物等成分。

1.1 萜烯類化合物

萜烯類化合物研究較廣泛，是植物源農藥中含量較多化合物。很多萜類是植物與昆蟲協同進化過程中所產生的次生代謝產物，能夠吸引傳粉動物輔助植物授粉，抑或對昆蟲有拒食作用，幫助植物抵御蟲害和病原微生物，因此常被用于農藥中[4]。一些單萜如檸檬烯(limonene)和香葉烯(myrcene)均有很好的殺蟲性，一些單萜烯類的衍生物如除蟲菊酯(pyrethrin)則是非常高效的植物性殺蟲劑［5］。一些三萜如檸檬苦素類化合物(limonoids)也是很強的昆蟲防御劑，被用作農作物的防蟲害劑。其他三萜類化合物，如葫蘆素C、二萜水蓼二醛(polygodial)均參與了植物的抗蟲功能［6-7］。很多的萜類化合物具有一定的驅蟲、抗瘧、抗菌效果，如：樟腦、驅蛔素，青蒿素，穿心蓮內酯等。樟腦為樟科植物的根、干、枝、葉經加工提取制得的顆粒狀結晶，難溶于水，溶于醇、醚、氯仿、苯、丙酮、冰醋酸，主要成份是一種右旋性酮。這些萜烯類物質對害蟲有忌避、拒食、抑制生長發育、破壞害蟲信息傳遞和交配，兼有觸殺和胃毒作用。廖圣良[8]等就對萜類化合物對于蚊蟲的驅避效果開展過實驗，結果表明，萜類引誘物與驅避化合物的結合與蚊蟲驅避率顯著相關。

1.2 檸檬醛

檸檬醛是一種典型的無環單萜化合物，具有濃郁的檸檬香味，可作為調味劑、防腐劑和芳香劑等，除了作為原材料供給，有研究發現檸檬醛及其衍生物對植物病原菌有抑制作用，在植物源農藥等方面也有很好的應用潛力[9］。研究表明，檸檬醛不僅對蠶蛾(Bombycidae)具有引誘作用，也可以使埃及伊蚊(Aedes aegypti)卵不能正常孵化[10]。檸檬醛對谷蠢(Laspyresia dominica(Fbricius))有特殊的驅避功效。當檸檬醛在合適的用量范圍內，對玉米象(Sitophilus zeamais Motschulsky) 和 綠 豆 象(Callosoruchus chinensis(Linnaeus))均有較高的熏死率[11]。在樟科植物山蒼子、香樟中發現有檸檬醛化學型存在[12］。張海燕[13]等利用聞香法篩選到207 份含有檸檬醛的樟屬植物，結合GC-MS 分析，確定了36 個單株為檸檬醛化學型植株，其中4 株為香樟、17 株為猴樟、13 株為黃樟、1 株為沉水樟、1 株為細毛樟。

1.3 芳樟醇

又名沉香醇、芫荽醇、伽羅木醇、里那醇等。學屬于鏈狀萜烯醇類，在不同來源的精油中，多為異構體的混合物。將芳樟醇與其他醇類配成的香精對鳥類有一定的驅避效果。莫建光[14]研究發現芳樟醇型樟樹葉精油中芳樟醇質量分數89.59%，樹葉精油10月份采集的品質芳樟醇92.69%。王春[15]在樟科植物精油對雜擬谷盜成蟲的毒力測定中結果表明：在0.01%劑量下，經24h 熏殺，芳樟油、川桂枝葉油、尾葉樟油對雜擬谷盜成蟲的熏殺死亡率達100%，大葉桂油、油樟葉油、桂皮油對雜擬谷盜成蟲的熏殺死亡率達80%～99.3%，山蒼子油對雜擬谷盜成蟲的熏殺效果為53%。

1.4 黃酮類化合物

黃酮類化合物中有藥用價值的化合物很多，對動物的雌激素有雙重調節作用，能促進動物的生長。王晗[16]等通過實驗證明黃酮類化合物對于驅避意大利蝗有著明顯的效果。鄭潔旋[17]等通過正交實驗對陰香葉內黃酮素進行提取，研究結果表明，在乙醇濃度90%、溫度40℃、料液比1：35(g/mL)的工藝條件下提取75min，黃酮類化合物的平均提取率為2.38%，由此證明陰香葉含有較高的黃酮類化合物。根據許名錄[18]等對蘭嶼肉桂的化學成分、生物活性方面的研究進展，發現蘭嶼肉桂富含萜類、黃酮類等化學成分。但是目前還沒有專門針對樟科植物中黃酮類化合物驅蟲殺蟲的報道。

1.5 木脂素類化合物

木脂素類化合物對于驅避和殺害昆蟲也具有顯著效果，透骨草屬植物種的北美透骨草(Phryma leptostachya L.)當中含有的乙酰透骨草脂素對蠅蟲具有胃毒作用，是殺蠅劑的主要成分之一，木脂素類其他化合物如芝麻素、細辛素、羅漢松脂素對于殺蟲劑則有一定的增強作用。據報道，樟科的香樟、陰香、潺槁樹等的活性成分中都含有木脂素類化合物[19-21]，但是目前還沒有專門針對樟科植物中木脂素類化合物驅蟲殺蟲的報道。

2 樟科植物提取物驅蟲殺蟲方式

樟科植物提取物中的驅蟲殺蟲活性成分主要是次生代謝物質，這些物質往往具有某些特異的生物活性，對害蟲的作用機理復雜、作用方式多樣，常見的主要有忌避反應、拒食作用、干擾正常的生長發育等。根據目前研究現狀，樟科植物提取物驅蟲殺蟲的作用方式大概為以下幾種：

2.1 忌避反應

通常是指提取物影響昆蟲對棲息或產卵場所的選擇，對害蟲產生抑制性刺激，干擾昆蟲的正常行為。伊可兒、林捷[22]等研究表明樟樹葉的乙醇提取液和山蒼子的石油醚提取液，對菜青蟲處理后28h 的忌避率仍可達到83%和82%。周瓊、梁廣文[23]用藥膜法測定8 種常見植物的乙醇提取物對桃蚜、瓜蚜和蘿卜蚜的忌避和控制作用，結果表明供試的8 種植物中樟樹乙醇提取物對3 種蚜蟲的忌避作用效果最好，對桃蚜、瓜蚜和蘿卜蚜的忌避率分別達0.549、0.690、0.729。

2.2 拒食作用

昆蟲產生拒食主要是提取物質干擾昆蟲中樞神經系統信號轉導,從而影響其取食行為。如印楝素影響昆蟲口器化學感受，降低感受器的敏感性，抑制引起食欲的神經原信號發放，產生拒食作用，當達到一定濃度時，害蟲不再取食，最后因饑餓而死亡[24]。解福雙[25]采用活性追蹤法，對樟樹枝葉提取物的昆蟲拒食反應進行了研究,結果表明,樟樹枝葉提取物對菜青蟲具有拒食作用。

2.3 干擾正常的生長發育

有些提取物會干擾昆蟲正常的生長發育，如有些具有昆蟲性外激素的作用，可作為引誘劑防治害蟲。劉婷[26]等研究表明肉桂精油及其活性成分肉桂醛和丁香精油及其活性成分丁香酚均嚴重影響腐食酪螨和伯氏生卡螨表皮層和主要保護酶活性，干擾螨的正常生長發育。

2.4 毒殺作用

毒殺包括胃毒、熏蒸和觸殺。肉桂油對粘蟲、小菜蛾、棉鈴蟲、玉米象都有較強的熏蒸作用。實倉模擬試驗中，0.02%肉桂油處理4 個月后能完全防止赤擬谷盜、玉米象、鋸谷盜和谷蠹對小麥的侵染，保護效果達100%，處理8 個月后，對小麥的保護效果仍然維持100%[27]。處理麻袋試驗中，0.45mg/cm2肉桂油在4 個月內都能完全忌避赤擬谷盜、玉米象、鋸谷盜和谷蠹對小麥的侵染，處理8 個月后防治效果仍在60%以上[28]。鄧永學[29]等研究發現黃樟油對玉米象的熏蒸作用效果最佳。

根據目前的研究得出植物源殺蟲劑的作用機理因其作用活性成分的復雜性而各有不同, 對昆蟲的作用方式也是多樣的，特別是在干擾昆蟲正常的生長發育方面可能是多靶標位點。

3 樟科植物植物源殺蟲劑的利用現狀

目前國內的樟科植物提取物的研究較活躍，其驅蟲殺蟲作用的開發應用可分為兩方面：一是直接對植物中的殺蟲活性物質進行粗提后，加工成可利用的制劑，如精油。二是通過研究活性物質的結構、作用機制、結構與活性間的關系，進行人工模擬合成篩選，從中開發新型植物源農藥制劑。目前，中國在直接應用方面做的工作較多，已開發出多種商品化制劑。植物源農藥是間接應用研發的重點，植物性農藥是備受人們重視的第三代農藥藥源之一。

3.1 精油

精油是存在于植物體中，有特殊氣味的揮發性油狀有機物質的總稱，是植物體內通過次生代謝途徑形成的小分子化合物，通常沸點較低，易揮發。精油或其成分釋放化學信息，與其他生物產生化學效應，如有些精油吸引昆蟲前來傳粉作為繁殖后代的媒介，有些精油的特殊氣味對昆蟲有忌避、驅逐和毒殺作用，有些精油還能抑制蟲體內的多功能氧化酶，做為有機合成殺蟲劑的增效劑[30]。王春[15]等采用密閉熏蒸方法, 測定了7 種植物精油對雜擬谷盜害蟲的熏殺活性,結果表明供試精油中芳樟油、川桂枝葉油、尾葉樟油的殺蟲效果最好。徐漢虹、趙善歡[31-32]研究表明200μg/cm2～800μg/cm2的肉桂精油對赤擬谷盜成蟲的忌避率都大于60%，在2001tg/em～8001tg/em 的劑量時，對赤擬谷盜成蟲的驅避作用都能達到60%以上,其持效期至少可維持8 周。楊長龍[33]的蕓香科及樟科8 種植物提取液對荔枝蒂蛀蟲的產卵趨避作用的研究結果表明，幾種植物提取液對荔枝的蒂蛀蟲產卵有比較大的趨避作用等。楊超偉[34]采用選擇性葉碟法研究香樟和雜種馬褂木的葉片粗提物及其共有的主成分芳樟醇和樟腦對菜青蟲的拒食作用，結果表明香樟葉片的乙醇提取物對菜青蟲有極顯著的拒食作用。樟科的純種芳樟葉油、香葉油，牻牛兒苗科的天竺葵油等9 種精油，對白紋伊蚊具有一定的驅避效果[35]。

3.2 植物源農藥制劑

植物源農藥就是直接利用植物提取物或利用其次生代謝物質，利用其活性物質殺蟲或殺菌。重慶某科技有限責任公司發明一種生物農藥組合物，包括A 組分、B 組分及C 組分，其中A 組分由樟腦、大黃、肉桂醛和川楝子的提取物和輔料組成。該發明多種組分組合具有協同增效作用，屬殺蟲、驅蟲及殺菌兼用農藥，可用于蔬菜、果樹、花卉等方面的病害蟲防治。對農作物無要害、無殘留，不污染環境及農產品，對哺乳動物無致畸、致癌、致突變的危害，對病害蟲殺傷作用強、防效好[36]。上海某科技發展有限公司發明一種以肉桂為主要原料的殺蟲劑，其一為以天然樟科植物肉桂的一種主要成分桂醛為主要原料，配以擬除蟲菊酯、微生物源的阿維菌素或伊維菌素、乳化劑、溶劑、助溶劑和穩定劑組成微乳劑型；其二為以天然樟科植物肉桂的另一種主要成分甲位己基桂醛為原料，配以擬除蟲菊酯、微生物源的阿維菌素或伊維菌素、乳化劑、溶劑、助溶劑和穩定劑組成微乳劑型,既可用于衛生害蟲防治,也可用于觀賞植物的保護[37]。

4 存在問題與展望

4.1 存在的問題

（1）精油的提取率較低，總體經濟效益不高，一直未能推廣應用。樟科植物間精油的化學成分相近，含量差異較大。曾春山、李文峰[38]等采用水蒸氣蒸餾法對樟屬的樟、陽春樟、肉桂和陰香4 種植物鮮葉的精油進行提取，表明4 種樟屬植物精油相同成分較少，種間精油成分差異較大。4 種樟屬植物精油的毒殺活性大小依次為：香桂精油＞蜀桂精油＞香樟精油＞天竺桂精油。同種植物不同環境和個體間精油中各化學成分的含量也存在顯著差異。

（2）有效成分含量不穩定。植物提取物的活性物質有些是在植物抗御有害生物襲擊的過程中產生的，這些物質可能局限在植物的個別器官或個別部位,而且同一植物由于生長環境、采集時間、年齡、部位不同均會影響其有效成分的含量。

（3)有效成分中的具體成分不確定。如樟科植物乙醇提取物中初步確定其有效活性成分分布在氯仿層和乙酸乙酯層提取物中，具體是哪種化合物起作用，還有待進一步深入研究。

（4）殺蟲植物中活性成分結構復雜、含量低且易降解等特點，與現在市場商品開發的實用性和經濟性的要求難以適應。

4.2 展望

中國樟科植物資源豐富且大部分樟科精油含量較高，如肉桂在中國廣東和廣西廣泛栽培，粵西地區是中國肉桂油的主要產地之一。植物源殺蟲劑活性成分的復雜性以及獨特的作用機理，使害蟲較難產生抗藥性，并且植物源農藥對害蟲天敵安全。國家農業產業結構調整、農藥品種結構調整為植物源農藥產業化發展提供了政策上的引導和實施上的有力支持，人民生活水平的提高對植物源農藥的發展產生迫切要求。因此樟科植物提取物驅蟲殺蟲作用的研究具有重要的理論意義和廣闊的應用前景。