全 文 ：第 26卷　第 3期 西北农业大学学报 Vol. 26 No. 3
1998年 6月 Ac ta Univ . Ag ric. Bo reali-occidentalis Jun. 1998
砂地柏提取物对粘虫肠道组织的影响
付昌斌　张　兴
(西北农业大学无公害农药研究服务中心 , 陕西杨凌 712100)
　　摘　要　对新发现的一种杀虫植物砂地柏 ( Sabina vulgaris Ant. )果实提取物影响粘虫
(Mythimna separata Walker )幼虫肠道组织进行了研究。结果表明 ,砂地柏提取物对粘虫肠道
组织的膜结构及亚细胞结构均能造成一定的损伤和影响 ,对马氏管结构亦有破坏作用 ,这可
能是导致粘虫中毒死亡的主要原因。
关键词　砂地柏 ,植物性杀虫剂 ,粘虫 ,肠道组织
中图分类号　 S482. 39
砂地柏是一种具有开发前景的新杀虫植物 ,发现从该种子和其他部位中所提取的多
种成分具有较强的杀虫生物活性 ,其作用方式包括拒食、胃毒毒杀和抑制生长发育
等 [1～ 4 ]。前人对砂地柏中多种化学成分对哺乳动物的药理学研究 ,包括药理活性、作用方
式和作用机理均有较深入的探讨 [5～ 9 ] ,但对于砂地柏的杀虫作用机理尚未见报道。本研究
对中毒粘虫幼虫肠道组织的组织切片和亚细胞结构进行了观察 ,旨在为探讨其杀虫作用
机理提供初步的研究依据。
1　材料和方法
1. 1　砂地柏提取物
　　先将砂地柏种子烘干 ( 60℃ )粉碎过 60目筛 ,然后利用水蒸汽蒸馏法提取 4～ 5 h,提
出其中的精油成分。 将残渣晾干并称量后 ,加入石油醚 (沸程 60～ 90℃ )于室温下浸提
12 h,重复提取 3次。 合并 3次提取液 ,用旋转薄膜蒸发器浓缩该提取液至膏状 ,收率为
7. 22% .将膏状物同石英砂混匀于索氏提取器中用甲醇回流 4 h,得甲醇回流液并浓缩至
膏状 ,收率为 26. 53% .将两种提取液置于冰箱中备用。
1. 2　试虫
粘虫为用黑光灯诱捕活成虫 ,在养虫室条件〔T= ( 25± 0. 5)℃ ; RH= 70%～ 80% ;
L /D: 12 h /12 h〕下让其产卵 ,用新鲜小麦叶或玉米叶饲养幼虫并连续繁殖。试验时挑取
健康、整齐的五龄中期幼虫供试。
1. 3　组织切片和透射电镜切片的制作及观察
挑取蜕皮后 1 d的五龄粘虫幼虫饥饿 4 h,随机分成两组 ,一组用浸过 15 g· L- 1砂地
柏甲醇回流物丙酮液的小麦叶饲喂 ,为处理组 ;另一组用只浸丙酮的小麦叶饲喂 ,为对照
组。等试虫表现出明显中毒症状 (大量失水 ,且后肠拉出体外 )时 ,在冰浴中迅速解剖 ,取其
收稿日期　 1997-07-04
课题来源　国家自然科学基金资助项目
作者简介　付昌斌 ,男 , 1969年生 ,助理农艺师 ;现在大连动植物检疫局工作 , 116001
中肠和后肠备用。将上述各组织块投入 40 m L· L- 1的戊二醛中低温下固定 24 h,然后将
固定好的组织块按电镜切片制作方法进行处理 [10 ]。切片后 ,用 10 g· L- 1亚甲基兰 -天青
Ⅱ染色制成玻片 ,在光学显微镜下观察各组织病理变化。 按透射电镜观察要求制作切片 ,
用醋酸铀和柠檬酸铅双重染色 ,用透射电镜 ( HIT ACHI 100CX-Ⅱ )进行超微结构观察。
1. 4　中肠组织的扫描电镜观察
先将中毒试虫和对照试虫的中肠投入 40 mL· L- 1戊二醛中固定 2～ 4 h,取出后分别
从其前端和后端剪断肠体 ,再投入 40 mL· L- 1戊二醛中固定 24 h.用 0. 1 mo l· L- 1 ( p H
= 7. 3)的磷酸缓冲液漂洗 2～ 3次 ,再在乙醇液中逐级脱水 ,脱水完毕后将样品放入醋酸
异戊酯中 20 min,经 CO2临界点干燥后喷金。在 HITACHI S-450型扫描电镜下观察试虫
中肠内外侧的病理变化情况。
2　观察结果
2. 1　光学显微镜观察结果
　　光学显微镜观察结果表明 ,中毒试虫中肠组织变化明显 ,中肠细胞层已遭破坏。某些
部位呈消融状 ,从已被破坏的中肠细胞中释放出很多细胞内容物 (图 1, A-T R)。而正常的
中肠组织细胞排列十分规则 ,柱状细胞与杯状细胞相间排列 ,并可在基部看到一些再生细
胞 (图 1, A-CK)。同时还观察到处理试虫的后肠内膜与肠壁细胞发生了明显分离现象 ,而
正常的后肠肠壁内膜与肠壁细胞层紧贴在一起 (图 1, B)。 另外还发现处理试虫的马氏管
管壁组织很薄且管腔大 ,而对照试虫的较厚且管腔小。
A　　　　　　　　　　　　　　　　 B
图 1　砂地柏提取物对棉铃虫肠道组织的影响 (光镜切片 × 100)
A.中肠 ; B.后肠组织
7第 3期 付昌斌等: 砂地柏提取物对粘虫肠道组织的影响
2. 2　扫描电镜观察结果
分别对处理组和对照组试虫中肠组织的内、外表面进行扫描电镜观察 ,结果表明 ,两
组试虫中肠肠壁内侧显著不同 ,处理试虫肠壁内侧部分区域已看不见肠壁细胞层 ,仅能看
到肠壁细胞层下的肌肉层 ;而对照组试虫中肠肠壁内侧布满浓密的微绒毛状结构 ,为中肠
的肠壁细胞层。同时还发现处理试虫中肠肠壁纵肌部分区段的外层围膜已消失 ,只剩裸露
的肌纤维 (图 2, T R) ;而正常幼虫的中肠纵肌和环肌外都有一层围膜包被 (图 2, CK)。
2. 3　超微结构观察结果
超微结构观察结果表明 ,试虫的中肠和后肠在亚细胞水平上发生了显著变化 ,主要表
现在以下几个方面:①处理试虫中肠的杯状细胞发生显著的病变 ,其伸向杯腔的质膜突起
所形成的微绒毛已大部分脱落 ,杯腔明显变大 (图 3, A-T R)。而正常的杯状细胞杯腔内微
绒毛较多 ,杯腔相对较小 (图 3, A-CK) ;②处理试虫中肠细胞内几乎找不到粗面内质网 ,
但能观察到在细胞内出现大量的初级溶酶体和次级溶酶体。 内质网正在被这些溶酶体逐
渐消融 ,有的已被溶酶体完全消融掉 ,只剩一些游离的细胞质物质附于溶酶体外 (图 3, B-
T R)。 这显著不同于正常的中肠细胞 ,其内质网呈线状排列于细胞核附近 ,附着很多核糖
体 (图 3, B-CK) ;③后肠细胞的结构也发生了一些变化 ,处理试虫的后肠细胞顶膜上的微
绒毛已部分脱落 ,且微绒毛的排列较为零乱 ,而对照的后肠细胞顶膜微绒毛较多且排列有
序 (图 3, C)。
3　讨　论
砂地柏提取物对消化系统的破坏是导致昆虫死亡的主要原因。从砂地柏对哺乳动物
的药理作用研究中可知其可能有两个重要毒理作用:①能使哺乳动物的消化道粘膜发炎 ,
进而导致消化道穿孔 [9 ];②通过阻止细胞蛋白微管的形成而影响细胞有丝分裂 ,导致细胞
坏死 [ 10]。本研究通过组织学观察可初步认为:砂地柏果实提取物主要作用于昆虫消化系
统。当其随食物进入试虫中肠后 ,首先刺激中肠的蠕动并破坏围食膜的完整性或阻止围食
膜的分泌形成 ,导致肠壁细胞直接受到食物的机械磨损 ,并受到砂地柏果实提取物的药理
作用影响 ,使消化系统特别是中肠的各部位结构受到破坏 ,从而使其消化、吸收的功能丧
失 ,致试虫最终死亡。
砂地柏提取物对试虫的组织病理学变化需进一步深入研究。 本研究只是对粘虫取食
砂地柏后 36 h和 48 h两个时间点的作用结果进行了初步的组织学观察 ,而对于砂地柏
果实提取物对试虫的整个作用过程缺乏系统的观察和了解。 例如砂地柏果实提取物在肠
道中的穿透和扩散而作用于其他靶标组织 ,肠道组织遭破坏后砂地柏提取物能否进入血
淋巴等还不甚了解。另外 ,后肠肠壁内膜与肠壁细胞发生了明显分离现象 ,长时间可能导
致内膜断裂 ,从而影响后肠通透性。 试虫马氏管的变化在毒理学中的意义有多大 ,是否为
次级作用靶标等均尚待进一步探讨。 对上述这些问题的研究将有助于较全面揭示砂地柏
提取物的作用机理 ,为研制和开发新的植物性杀虫剂提供理论依据。
8 西北农业大学学报 第 26卷
图 2　砂地柏提取物对棉铃虫肠壁纵肌的影响 (扫描电镜 × 1000)
图 3　砂地柏提取物对棉铃虫肠道细胞的影响
A.中肠环状细胞 (透射电镜 × 1000) ; B.中肠细胞内质网 (透射电镜 a为 1. 9万倍 , b为 3. 6万倍 ) ;
C.后肠细胞 (透射电镜 2. 9万倍 )
9第 3期 付昌斌等: 砂地柏提取物对粘虫肠道组织的影响
参 考 文 献
1　张　兴 ,王兴林 ,胡兆农 .抑制赤拟谷盗种群形成的植物样品筛选研究 .粮食储藏 , 1992, 21( 3): 3～ 9
2　张　兴 ,王兴林 ,杨　凌 .抑制玉米象种群的植物样品筛选研究 .粮食储藏 , 1993, 22( 4): 3～ 8
3　王兴林 ,杨崇珍 ,崔婧芳等 . 10种植物提取物对棉铃虫生长发育的影响 .西北农业大学学报 , 1996, 24( 6): 99～ 101
4　张　兴 ,付昌斌 ,高聪芬等 .新杀虫植物砂地柏研究进展 .西北农业大学学报 , 1995, 23( 4): 51～ 57
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9　江苏医学院编 .中药大辞典 (下册 ) .上海:上海科学技术出版社 , 1979
10　张景强 ,朴英杰 ,蔡　福等 .生物电子显微技术 .广州:中山大学出版社 , 1987
Effects of Ex tract from Sabina Vulgaris on Gut-Tissue
of Mythimna separta Walker.
Fu Changbin　 Zhang Xing
(Research and Development Center of Biorat ional Pesticid e,Northwestern
Ag ricul tural University ,Yangl in g ,Shaanxi 712100)
Abstract　 The patholo gical changes of the larv ae o f Mythimna separta were ab-
serv ed by means of ligh t microscope, scanning elect ron micro scope and transmission
electron micro scope. The resul ts show ed tha t the cel l of midgut , hindgut and malpighian
tubules w ere seriously dest royed by the ex t racts f rom the f ruit of Sabina vulgaris. These
ef fects probably w ere the main reasons fo r the death of t reated larvae.
Key words　Mythimna separata Walker, Sabina vulgaris Ant , bo tanical insecticide,
gut ti ssue
10 西北农业大学学报 第 26卷