八角茴香提取液對褐飛虱驅避、觸殺、熏蒸活性分析

沈煒，曹夢嬌，王霞

(1.嘉興市南湖區七星街道農業技術服務中心，浙江 嘉興 314002；2.嘉興市土肥植保與農村能源站，浙江 嘉興 314050；3.浙江農林大學 現代農學院，浙江 杭州 311300)

褐飛虱(Nilaparvatalugens)是危害水稻生產的最重要害蟲之一，其可以通過取食和產卵危害水稻，也可通過傳播草狀叢矮病毒、齒葉矮縮病毒等給水稻生產造成嚴重危害[1]。一直以來主要依賴化學殺蟲劑如吡蟲啉、烯啶蟲胺、噻蟲嗪等防治褐飛虱[2]，但長期不合理地使用導致防治效果顯著降低，褐飛虱對化學殺蟲劑的抗性顯著增加。目前，有機氯類、氨基甲酸酯類和氨基吡唑類等常用的殺蟲劑在褐飛虱防治中出現了不同程度的抗藥性現象[3]。植物源殺蟲劑具有獨特的作用方式，對環境友好，可以有效防止或延緩害蟲產生抗藥性[4]。八角茴香(Illiciumverum)作為我國的特產中藥和香辛料，在醫藥和食品等領域應用廣泛，側重于多元化開發[5]。國內外也對其殺蟲活性進行了許多研究，趙娜娜等[6]測試了八角茴香油對赤擬谷盜(Triboliumcastaneum)成蟲的熏蒸活性，八角茴香油對赤擬谷盜成蟲的48 h熏蒸致死率達到100%；研究表明，八角茴香精油對蒼白纖恙螨(Leptotrombidiumpallidum)的有效驅避時間高達167 min[7]，對蚊蟲的驅避效果也可維持90 min[8]。馬喆[9]發現，八角茴香的無水乙醇和乙酸乙酯提取物對南方根結線蟲(MeloidogyneincogitaChitwood)具有很強的毒殺活性；Devi等[10]采用八角茴香油拌糧的方式，發現21 d內，米象(Sitophilusoryzae)的死亡率達80%以上，并對后代繁殖有顯著抑制作用；王諄靜等[11]報道八角茴香二氯甲烷浸提液處理水稻可顯著地減少白背飛虱(Sogatellafurcifera)的蜜露分泌量，對白背飛虱取食和產卵具有明顯的驅避效果。可見，八角茴香精油或提取物可通過觸殺、熏蒸、驅避等方式調控昆蟲行為。

本文以無水乙醇為溶劑通過索氏法制備了八角茴香提取液，之后分析了八角茴香提取液對褐飛虱的取食和產卵驅避活性、熏蒸殺蟲活性和觸殺殺蟲活性。研究結果擴展了八角茴香作為植物殺蟲劑應用范圍，也對水稻害蟲褐飛虱的綠色防控措施提供新的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

八角茴香：八角茴香干果產自廣西梧州藤縣，購自淘寶網。

供試水稻：水稻秀水11種子催芽后，約10 cm高的稻苗，單株種于25 L塑料筐中用營養液培養[12]，人工氣候室溫度(28±2) ℃、光照12 L∶12 D、相對濕度70%～80%。水稻生長至4～5葉期時(為45～50 d)，除去分蘗并單株移栽至塑料杯(直徑8 cm、高10 cm)，恢復2～3 d后用于后續試驗。

供試昆蟲：褐飛虱采自嘉興市南湖區稻田，用TN1水稻幼苗飼養，羽化4 d后的雌成蟲用于相關試驗，光照培養箱設置溫度(28±2) ℃、光照12 L∶12 D、相對濕度70%～80%。

試劑及儀器：無水乙醇、分析純丙酮(含量≥99.5%)，均購自國藥集團化學試劑有限公司，經重蒸餾后用于實驗。索氏提取器(60 mL)，江蘇三愛思科學儀器有限公司；AL104電子天平，瑞士Mettler Toledo公司；RXZ智能人工氣候箱，寧波江南儀器廠；Motic雙目解剖鏡，麥克奧迪實業集團有限公司。

1.2 方法

1.2.1 八角茴香提取液制備

八角茴香研磨至粉狀，過40目篩，稱取5 g粉末至茶包袋(5.5 cm×7.0 cm)，置于索氏提取器提取管中，從回流冷凝管中加入夠兩次虹吸量的無水乙醇，在提取瓶內加入約三分之一體積的無水乙醇，提取瓶置于85 ℃水浴鍋中。回流提取4 h后，抽提液經減壓蒸餾，濃縮至膏狀，密封4 ℃冰箱保存備用。稱取膏狀提取物，加入無水乙醇，配成10 mg·mL-1的溶液，即為八角茴香提取液。

2株水稻間距至1 cm左右，套上高8 cm、直徑 4 cm的圓筒玻璃罩，玻璃罩筒壁均勻分布48個透氣小孔[12]。在一株水稻莖稈上涂抹30 μL濃度為10 mg·mL-1的提取液，另一株水稻莖稈涂以等量的溶劑作為對照，通風15 min后，向玻璃罩內接入15頭懷卵褐飛虱雌成蟲，用海綿將玻璃罩頂端封住。接蟲后1、2、4、8、12、24、48 h觀察并記錄對照苗和處理苗著蟲數。實驗48 h后剪取玻璃罩內成對取食部位的水稻莖稈，在雙目解剖鏡下，統計并記錄為害莖稈部位的卵量。每個處理6次重復。計算24 h和48 h的平均拒食率和48 h后的平均產卵驅避率。

1.2.2 提取液對褐飛虱拒食率和產卵忌避活性

拒食率為對照著蟲數與處理著蟲數之差除以對照著蟲數與處理著蟲數之和乘以100；產卵忌避率為對照苗卵量與處理苗卵量之差除以對照苗卵量與處理苗卵量之和乘以100。

1.2.3 提取液對褐飛虱的熏蒸活性

根據Kumar等[13]方法進行熏蒸活性評估，將30頭褐飛虱3齡若蟲接入200 mL玻璃瓶中，并飼以3株10 cm高的水稻苗，將1.5 cm×8.0 cm濾紙條黏于瓶蓋中央位置，濾紙不與瓶壁接觸，用移液槍分別移取30 μL八角茴香提取液滴于濾紙條上，通風30 s后，將瓶蓋旋緊，瓶蓋處用鋁箔紙加封，以等量無水乙醇處理為對照，各處理重復6次。在24 h和48 h觀察和統計每個處理中的褐飛虱若蟲死亡數量，并計算死亡率和校正死亡率。死亡率為死亡蟲數除以總蟲數乘以100；校正死亡率為處理死亡率與對照死亡率之差除以1減去對照死亡率的差值乘以100。

1.2.4 提取液對褐飛虱的觸殺活性

采用2009年蘇遠萍等[14]藥膜法測定八角茴香提取液。八角茴香提取液(10 mg·mL-1)用丙酮稀釋成0、2.69、3.50、5.92、7.69、10 mg·mL-1的6個濃度，在試管(直徑13 mm×長100 mm)中加入300 μL的藥液，試管放置在水平桌面上來回滾動至藥液完全陰干。陰干后，在試管接入30頭褐飛虱3齡若蟲讓其自由爬行1 h。再轉入大試管(直徑28 mm×長200 mm)中，飼以3株10 cm高的水稻苗，試管口處用紗網包裹。每處理重復4次。觀察記錄24 h、48 h褐飛虱的死亡情況。褐飛虱死亡標準以毛筆撥動蟲體，觸角及足不動者為死亡。計算24 h、48 h死亡率、校正死亡率和八角茴香提取液對褐飛虱若蟲的致死中濃度LC50。

1.3 數據分析

數據用Excel軟件進行整理，對死亡率數據進行反正弦轉換并采用DPS軟件進行統計分析；2個樣本間的差異比較采用Student′st測驗法進行顯著性分析，3個及以上樣本之間采用one-way ANOVA分析，并用Duncan氏新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 八角茴香提取液處理對褐飛虱拒食率和產卵忌避活性

與經八角茴香浸提液處理后的水稻相比，褐飛虱成蟲趨向對照水稻植株上取食，在1、2、4、8、12、24、48 h對照水稻上褐飛虱成蟲數量均顯著高于八角茴香浸提液處理水稻(P<0.01，圖1中A)。產卵量統計結果表明，八角茴香浸提液處理水稻的褐飛虱卵量僅為對照水稻的36.11%，存在顯著差異(P<0.01，圖1中B)。

圖中數據為平均數±標準誤。“**”表示同時間不同藥劑相同濃度之間經Student′s t 測驗法檢驗在0.01 水平差異顯著。A圖表示成蟲著蟲量，B圖表示卵量百分率。圖1 不同時間褐飛虱成蟲著蟲量和產卵百分率Fig.1 Population and egg laying percentage of brown planthopper adults at different time

八角茴香浸提液處理后1 h，對褐飛虱的拒食率為66.78%，拒食率隨著時間逐漸降低；8 h時拒食率為40.65%，與1 h相比下降了26.13百分點，但與1 h的拒食率相比無顯著差異(P>0.05)；12～48 h穩定在35.38%～39.60%，與1 h的拒食率相比均顯著下降((P<0.05，圖2)。對褐飛虱產卵忌避作用較為明顯，忌避率達46.94%。可見，八角茴香浸提液處理對褐飛虱成蟲取食和產卵均具有較強的驅避性。

圖中數據為平均數±標準誤。同組柱上無相同小寫字母表示不同時間點之間經Duncan 氏新復極差法檢驗在0.05 水平差異顯著。圖2 褐飛虱拒食率Fig.2 Antifeeding rate of brown planthopper

2.2 八角茴香提取液處理對褐飛虱熏蒸活性

為明確八角茴香浸提液對褐飛虱的熏蒸活性，開展了八角茴香浸提液對褐飛虱若蟲的熏蒸活性評估。結果表明，熏蒸24 h后褐飛虱若蟲的平均校正死亡率為9.62%，熏蒸48 h后平均校正死亡率略微增加達13.98%，但兩者間無顯著差異(圖3)。因此，八角茴香浸提液對褐飛虱的熏蒸活性相對較低。

圖3 褐飛虱熏蒸校正死亡率Fig.3 Corrected mortality rate of brown planthopper

2.3 八角茴香提取液處理對褐飛虱若蟲的觸殺活性

藥膜法測定八角茴香提取液對褐飛虱若蟲的觸殺活性，2.69 mg·mL-1濃度處理24 h后褐飛虱若蟲校正死亡率為14.53%；隨著處理濃度增加，褐飛虱若蟲校正死亡率逐漸增加，10 mg·mL-1濃度下褐飛虱若蟲校正死亡率達70.10%(表1)。而在48 h，2.69 mg·mL-1濃度褐飛虱若蟲校正死亡率為24 h相同濃度處理的1.86倍(表1)，10 mg·mL-1濃度下褐飛虱若蟲校正死亡率上升至81.74%(表1)。

表1 提取液對褐飛虱觸殺活性Table 1 Killing effect of extracts against brown planthopper

幾率值法測定24 h和48 h八角茴香提取液對褐飛虱若蟲的觸殺活性LC50分別為7.04和4.69 mg·mL-1(表2)，但兩者間無顯著差異。24 h和48 h八角茴香提取液對褐飛虱若蟲的觸殺毒力回歸方程，分別為y=2.94+2.43x和y=3.30+2.53x，說明八角茴香浸提液對褐飛虱具有一定的觸殺殺蟲活性。

表2 八角茴香浸提液不同時間半致死濃度(LC50)Table 2 Half lethal concentration (LC50) of star anise extracts at different time

3 討論

八角茴香精油對赤擬谷盜成蟲具有強烈的熏蒸毒殺作用[15]，而馬喆[9]報道八角茴香石油醚提取物對根結線蟲有明顯觸殺活性。王諄靜等[11]報道八角茴香正己烷和二氯甲烷浸提液對白背飛虱均具有殺蟲活性，但是二氯甲烷浸提液的殺蟲活性略高于正己烷浸提液。可見，八角茴香精油或提取物對咀嚼式口器和刺吸式口器害蟲都具有防治效果。本研究采用索式提取法，以無水乙醇為溶劑制備了八角茴香提取液，結果表明，該提取液對褐飛虱具有較強驅避性和觸殺活性，但是熏蒸毒殺作用相對較弱。綜上所述，八角茴香對于白背飛虱和褐飛虱均有較強的生物活性，八角茴香及其提取液作為新型植物源殺蟲劑防治水稻刺吸式害蟲具有巨大的開發潛力，可作為一種植物源綠色制劑用于稻飛虱的綜合防治。