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The toxicity of Cinnamomum zexlanicum Nees acetone extract to Tetranychus piercei McGregor and its effects on several esterases

锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨的毒力及其代谢酶活性的影响



全 文 :* 中国热带农业科学院科技基金项目(Ryky0151)资助
收稿日期:2004-08-06 改回日期:2004-09-30
锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏
叶螨的毒力及其代谢酶活性的影响*
陈 青 杨卫帆 覃丽金 吴忠琴
(中国热带农业科学院环境与植物保护研究所 儋州 571737)
摘 要 试验研究锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨的毒力及其代谢酶活性的影响结果表明,锡兰肉桂丙酮粗提物
对皮氏叶螨具有较强的毒杀作用,处理后24hLC50值为3.5642mg/mL,其6.67mg/mL、4.44mg/mL、3.34mg/mL对皮
氏叶螨的48h和72h校正死亡率分别为95.45%和98.84%、85.23%和90.70%、81.82%和87.21%;5.0μg/mL、
4.0μg/mL、3.0μg/mL、2.0μg/mL和1.0μg/mL浓度下锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨酯酶、羧酸酯酶、碱性磷酸酯
酶、酸性磷酸酯酶活性均有抑制作用,且其作用大小均随处理浓度的增加而增强。
关键词 锡兰肉桂 皮氏叶螨 毒力 酯酶
ThetoxicityofCinna o u zexlanicu NeesacetoneextracttoTetranychuspierceiMcGregoranditseffectsonseveral
esterases.CHENQing,YANGWei-Fan,QINLi-Jin,WUZhong-Qin(EnvironmentandPlantProtectionInstitute,Chinese
AcademyofTropicalAgriculturalScience,Danzhou571737,China),CJEA,2005,13(4):29~31
Abstract ThetoxicityofCinnamomumzexlanicumNeesacetoneextracttoTetranychuspierceiMcGregoranditsefects
onseveralesterasewerestudied.TheresultsshowthattheCinnamomumzexlanicumacetoneextracthasagoodactivityto
Tetranychuspiercei.TheLC50valueis3.5642mg/mLafter24hoftreatment;thecorrectedmortalitiesarerespectively
95.45%and98.84%,85.23%and90.70%,81.82%and87.21%after48hand72hoftreatmentat6.67mg/mL,
4.44mg/mLand3.34mg/mLconcentrations;theresultsalsoindicatethatCinnamomumzexlanicumacetoneextractsig-
nificantlyinhibitsesterase,carboxylesterase,alkalinephosphateesteraseandacidphosphateesteraseactivitiesinTetrany-
chuspierceiundervariousacetoneextractconcentrationsof5.0μg/mL,4.0μg/mL,3.0μg/mL,2.0μg/mLand1.0
μg/mL;thehigherthetreatmentconcentration,theheaviertheinhibition.
Keywords CinnamomumzexlanicumNees,TetranychuspierceiMcGregor,Toxicity,Esterase
(ReceivedAug.6,2004;revisedSept.30,2004)
自20世纪90年代以来有关杀虫植物有效成分及其毒理学研究进展很大。吴文君等[1]采用生物活性追
踪法从苦皮藤根皮中分离鉴定出5个新化合物,其中苦皮藤素Ⅰ为拒食有效成分,苦皮藤素Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ为毒
杀有效成分,苦皮藤素V为麻醉有效成分。付昌斌等[2]研究表明砂地柏果实不同粗提物能明显抑制棉铃虫
幼虫的生长发育速率,但不同粗提物对供试幼虫体内羧酸酯酶活性的影响作用不同,甲醇粗提物和石油醚
回流物可不同程度激活羧酸酯酶活性,而甲醇回流物则对羧酸酯酶有抑制作用。徐汉虹等[3]研究发现唐特
古瑞香甲醇粗提物对菜粉蝶幼虫有良好的毒杀作用,并可抑制其中肠酯酶活性。罗万春等[4]研究证实野靛
碱和苦豆碱对小菜蛾体内羧酸酯酶活性有显著抑制作用,野靛碱对小菜蛾碱性磷酸酯酶有弱抑制作用。本
试验研究了锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨的毒力及其代谢酶活性的影响,为明晰锡兰肉桂杀虫活性提供
依据。
1 试验材料与方法
试验从中国热带农业科学院附近香蕉园植株上采集皮氏叶螨(TetranychuspierceiMcGregor),采回后
室内饲养3d,用毛笔挑取体色均匀、大小一致的成螨用于毒力与酶活性测定。锡兰肉桂丙酮粗提物为从中
国热带农业科学院热带植物园采集锡兰肉桂成年树新鲜叶片,阴干后粉碎并40目过筛,之后用索氏提取法
提取而得。提取时每150mL丙酮加20g锡兰肉桂干粉,提取48h后,将提取液置于R-110真空旋转蒸发器
第13卷第4期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol.13 No.4
2005年10月 ChineseJournalofEco-Agriculture Oct.,2005
中浓缩干燥,并密封置于4࠷冰箱内保存备用。β-乙酸萘酯(β-NA)由上海化学试剂总厂生产,固蓝B盐为
Fluka公司产品,毒扁豆碱为Sigma公司产品,其他试剂均为国内分析纯。用叶片浸渍法进行生物测定,将
锡兰肉桂丙酮粗提物用丙酮溶解后,再用清水定容至50mL,使每处理水溶液中锡兰肉桂丙酮粗提物含量分
别为13.33mg/mL、6.67mg/mL、4.44mg/mL、3.34mg/mL和2.67mg/mL,丙酮处理为0.1ml/mL。以清水
为对照,每处理重复3次,每重复5龄棉铃虫幼虫30头,渍泡10s后置25࠷下检查各处理24h、48h和72h
死亡虫数,并计算校正死亡率和处理后24hLC50值。酯酶提取及测定方法为将5龄棉铃虫幼虫置于
0.04mol/L、pH7.0磷酸缓冲液中并在冰浴中匀浆,5000转/min4࠷离心15min,取上清液并用滤纸过滤除去
脂肪。取5mL稀释酶液并分为5份,锡兰肉桂丙酮粗提物用0.1mL丙酮溶解后,按5.0μg/mL、4.0μg/mL、
3.0μg/mL、2.0μg/mL和1.0μg/mL含量分别加入酶液中(处理Ⅰ~Ⅴ),对照加入0.1ml/mL丙酮,每处理
重复3次,分别在室温下作用5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、
60min,测定各作用时间的OD555值。参照高希武等
[5]方法测定酯酶活性;提取及测定羧酸酯酶方法仅在测
定酶活性时加入0.1mmol/L毒扁豆碱,其余操作同测定酯酶活性;提取酸性磷酸酯酶时用0.2mol/LpH4.6
的醋酸缓冲液代替0.04mol/L、pH7.0磷酸缓冲液,参照慕立义[6]方法测定酶活性;提取碱性磷酸酯酶用
0.1mol/L、pH9.9的Na2CO3-NaHCO3缓冲液代替0.04mol/L、pH7.0磷酸缓冲液,其余操作同酸性磷酸酯
酶活性测定;用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质总量[7]。
2 结果与分析
2.1 锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨的毒力作用
表1毒力测定结果表明,锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨具有较强的毒杀作用,处理24h后LC50值为
3.5642mg/mL,其6.67mg/mL、4.44mg/mL和3.34mg/mL含量对皮氏叶螨48h和72h校正死亡率分别为
95.45%和98.84%、85.23%和90.70%、81.82%和87.21%。
表1 锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨的毒力作用
Tab.1 ThetoxicitytestsofCinnamomumzexlanicumNeesacetoneextracttoTetranychuspierceiMcGregor
浓度/mg·mL-1
Concentration
处理虫数/头
Numberof
treatedinsects
死亡虫数/头
Numberofdeadinsects
处理时间/hTreatmenttime
校正死亡率/%
Correctedmortality
毒力回归方程
Lc-pequation
相关系数
Relation
coeficient
24hLC50/mg·mL-1
24 48 72 24 48 72
6.67 90 75 86 89 82.95 95.45 98.84
4.44 90 68 77 82 75.00 85.23 90.70
3.34 90 51 74 79 55.68 81.82 87.21
2.67 90 21 39 44 21.59 42.05 46.51 4.3244x+2.6131 0.9557 3.5642
2.22 90 17 28 31 17.05 29.55 31.40
丙酮 90 1 4 4
水 90 2 2 4
图1 锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨酯酶(a)
与羧酸酯酶(b)活性的影响
Fig.1 TheefectofCinnamomumzexlanicum Neesacetone
extractontheesterase(a)andcarboxylicacidesterase(b)
activityinTetranychuspierceiMcGregor
2.2 锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨酯
酶活性与羧酸酯酶活性的影响
由图1可知锡兰肉桂丙酮粗提物对皮
氏叶螨酯酶活性和羧酸酯酶活性均具有
明显抑制作用,且随时间的推移,不同处
理皮氏叶螨酯酶活性和羧酸酯酶活性均
明显下降,处理浓度为5.0μg/mL、4.0μg/
mL、3.0μg/mL、2.0μg/mL和1.0μg/mL
在60min时酯酶活性分别为5min时的
50.22%、65.61%、73.91%、80.82% 和
83.25%,分 别 为 对 照 60min 时 的
49.80%、65.23%、73.57%、80.53% 和
83.02%;处理浓度为5.0μg/mL、4.0μg/
mL、3.0μg/mL、2.0μg/mL和1.0μg/mL
30 中 国 生 态 农 业 学 报 第13卷
在60min时羧酸酯酶活性分别为5min时的51.80%、64.47%、76.38%、81.36%和83.60%,分别为对照
60min时的52.47%、65.60%、77.83%、83.28%和85.74%,表明锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨酯酶与羧
酸酯酶活性的抑制作用强,且随处理浓度的增加而增强。
2.3 锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨碱性磷酸酯酶与酸性磷酸酯酶活性的影响
由图2可知,锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨碱性磷酸酯酶与酸性磷酸酯酶活性均具有较明显抑制作用,
随时间的推移,不同处理皮氏叶螨碱性磷酸酯酶与酸性磷酸酯酶活性均有一定程度下降,处理浓度为5.0μg/mL、
图2 锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨碱性磷酸酯酶(a)
与酸性磷酸酯酶(b)活性的影响
Fig.2 TheefectofCinnamomumzexlanicumNeesacetone
extractonthealkalinephosphateesterase(a)andacidphosphate
esterase(b)activityinTetranychuspierceiMcGregor
4.0μg/mL、3.0μg/mL、2.0μg/mL和1.0μg/mL
在60min时碱性磷酸酯酶活性分别为5min
时的63.94%、73.46%、80.50%、85.37%和
87.25%,分别为对照60min时的62.86%、
72.34%、79.42%、84.49%和86.57%;处理
浓度为5.0μg/mL、4.0μg/mL、3.0μg/mL、
2.0μg/mL和1.0μg/mL在60min时酸性磷
酸酯酶活性分别为5min时的66.72%、
72.37%、77.76%、85.90%和88.77%,分别
为 对 照 60min 时 的 66.43%、72.24%、
77.87%、86.18%和89.21%,表明锡兰肉桂
丙酮粗提物对皮氏叶螨碱性磷酸酯酶与酸
性磷酸酯酶活性的抑制作用均随处理浓度
的增加而增强,但其抑制作用均较对皮氏叶
螨酯酶与羧酸酯酶活性的抑制作用迟缓。
3 小结与讨论
陈巧云等[8]证实酯酶、羧酸酯酶、酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶是昆虫体内重要的代谢解毒酶系,它们
参与了昆虫对内源或异源有毒物质的代谢解毒,与昆虫抗药性的产生存在密切关系。植物中广泛存在的次
生代谢物质常导致该类酶系活性增强或降低[9,10]。锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏叶螨具有较强的毒杀作用,
处理后24hLC50值为3.5642mg/mL,其6.67mg/mL、4.44mg/mL和3.34mg/mL对皮氏叶螨48h和72h校
正死亡率分别为95.45%和98.84%、85.23%和90.70%、81.82%和87.21%。锡兰肉桂丙酮粗提物对皮氏
叶螨酯酶、羧酸酯酶、酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶均表现出明显的抑制作用,且该抑制作用随处理浓度的
增加而增强,特别是对酯酶和羧酸酯酶活性的抑制作用快而强,这与罗万春等[4]证实野靛碱和苦豆碱对小
菜蛾体内羧酸酯酶活性有显著性抑制作用,野靛碱对小菜蛾碱性磷酸酯酶有弱抑制作用等结果类似。
参 考 文 献
1 吴文君,刘惠霞.杀虫天然产物苦皮藤Ⅱ、Ⅲ、V的结构鉴定.农药,1993,32(3):7~9
2 付昌斌,张 兴.砂地柏果实粗提物对棉铃虫生长发育的影响.西北农业大学学报,1998,26(1):10~12
3 徐汉虹,陈 立,赵善欢等.唐古特瑞香粗提物对菜粉蝶幼虫的毒杀作用.昆虫学报,2000,43(4):364~372
4 罗万春,张 强.苦豆子生物碱对小菜蛾体内部分杀虫剂代谢酶活性的影响.昆虫学报,2003,46(1):122~125
5 高希武,胡熳华,郑炳宗.应用酶标仪动力学方法监测棉蚜的抗药性.昆虫知识,1998,35(1):17~19
6 慕立义.植物化学保护方法.北京:中国农业出版社,1991.158~159
7 西北农业大学.基础生物化学实验指导.西安:陕西科学技术出版社,1986.66~68
8 陈巧云,姜家良,林国芳等.淡色库蚊对敌百虫抗性的研究———水解酶同敌百虫的抗性关系.昆虫学报,1980,23(4):350~357
9 高希武,董相丽,郑炳宗等.棉铃虫的谷光甘肽S-转移酶(GSTs):杀虫药剂和植物次生性物质的诱导与GSTs对杀虫药剂的代谢.
昆虫学报,1997,40(2):122~127
10ClockeJ.A.Naturalplantcompoundsusefulininsectcontrol.Alelochemical-roleinAgricultureandForestry.WashingtonDC.Am.Chem.
Soc.,1987.397
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