全 文 ：第 3 2
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卷 第 4期年 8月 西北农业大学学报 A e ta U ni v . A只 r i e.Bo r a el i一 e ei d e n tal i s
V
o l
.
23
Au g.
N o
。
4
9 9 1 5
新杀虫植物砂地柏研究进展 *
张 兴 付昌斌 高聪芬 王兴林
(西北农业大学无公害农药研究服务中心 · 陕西杨陵 7 1 1 20 0 )
摘 要 对新发现的一种杀虫植物砂地柏 l ( a S, i an o u l卯 isr A nt . )的资源 、 化学 、 药理学
及杀虫活性等方面研究情况及进展作了论述 . 通过对砂地柏药理学及杀虫活性等方面的研
究结果的总结和分析 ,为害虫防治方面的基础理论和实际应用研究提供了依据 .
关键词 砂地柏 ,植物性杀虫剂 ,资源利用
中图分类号 5 4 82 . 39
众所周知 , 夭然产物常表现出许多特殊的生物特性 , 千百年来已广为人们所用 。 过去
常直接用于解决农业生产中出现的病虫害问题 ,而今又在创制天然产物源农药和农药先
导物中起重要作用「,〕 . 据统计 , 当今世界至少有 25 万种不同植物 · ,而在化学性质上进行过
调查研究的仅占 10 % , 作为农药而进行研究的就更少了田 . 业 已知晓植物能够产生诸如
菇烯类 、 生物碱 、 类黄酮 、木质素 、 幽体 、独特氨基酸和多糖等多种性质各异的次级代谢物 ,
这些代谢物中许多具有杀虫活性 。 因此开发利用植物这一资源具有很广阔的前景 。
我国地域辽阔 ,特别是约占全国面积 1 3/ 的西北地区 ,有很多特殊的地形地貌 ,植物
资源相当丰富 ,是研究开发植物质农药的天然宝库 。在这方面 , 前人已做了许多工作 ,并取
得了很大成绩 。 如 。. 5%糠素杀虫乳油已商品化阁 ,植物杀虫剂苦皮藤的研究也取得很大
进展 。 张兴等曾对西北地 区杀虫植物做过广泛的筛选 ,并有重点地进行了研究 . 发现共有
47 种植物有明显杀虫活性 [’1 , 其中一种柏科植物砂地柏 , 杀虫作用特殊 ,活性高而稳定 ,
而且资源相当丰富 ,为一新发现的优良杀虫植物品种 . 现将其研究历史及现状论述于下 。
1 砂地柏研究历史及现状
1
.
1 砂地柏的资源
砂地柏 ( S a b i n a v u 七 a isr A n t )属柏科 ( C u p r e s s a e e a e ) 圆柏属 ,又名叉子圆柏 、爬柏或
臭柏 , 国外文献中常用 J u n l’P e rt’. sa bl’ an 作为学名 . 为常绿葡萄状灌木 ,少数为小乔木 ,多
生于沙漠、低山的阳坡及河谷 中 . 树干上长有椭圆形或条形腺体 。 小枝顶端长有倒三角形
球果 ,常被有蜡质 ,雌雄异株 sj[ 。
砂地柏主要分布在欧洲南部 、 中亚及东亚的部分地 区 〔` 〕 。 在我国主要分布于西北 5
省 、 内蒙古自治区 、西藏 、 四川的松潘 、 山东的唠山等地 。 作者曾先后对西北 5 省砂地柏资
源进行了实地考察和样本采集 。 发现砂地柏有两种地域生态型 。 一种是 山地上生长的 。 如
分布于新疆阿尔泰山 、天山 、宁夏贺兰山 、香山及罗山 ,还有甘肃境内的祁连山上 。 其主要
生长在多石的向阳山坡 、河谷及岩缝中 , 常与针叶树或在针叶阔叶林内混生 ,成团状分布 ,
收稿 日期 : 1 9 9 5一 () l 一 19
* 国家自然科学基金资助项 目 。
西北农业大学学报 第 2 3卷
生长不旺盛 。 另一种生态型是在沙丘上连片生长 ,分布于青海乌兰县 、海晏县及共和县 ,陕
西神木县 , 内蒙古乌什旗 、阿拉善左旗及锡林郭勒草原 。它们多在沙漠中或沙地上定植 ,一
般连片大面积生长 ,长势较旺 , 枝条蔓延很长 .连片生长的砂地柏往往大面积集中生长 ,如
陕西神木县大保当乡境内沙地上有连片砂地柏约 7 0 0 h m , 以上 , 每年还 自然净增 1 30
h m , 以上 . 青海省及内蒙古乌什旗等地的沙地上均有 2 0 0 0 hm Z 以上连片生长的砂地柏
林 。
自 80 年代以来 , 对砂地柏人工扦插繁殖和种子栽培等进行了研究和试种推广 ,结果
表明砂地柏人工扦插成活率高 , 生长很快 , 可以大面积人工栽培 [ , 一`〕 .
1
.
2 砂地柏的化学及药理学
砂地柏的化学始于对其精油成分的研究 。 1 8 8 7年 W al lac h 从其精油中分离得柏科植
物中常有的杜松菇烯 ,并研究了其分子结构 。 随后 F or m m 和 eS m m le r 先后分离出砂地柏
精油中两种主要成分 d 一 S a b i n y l a e e t a t e 和 d 一 S a b i n e n e . 1 9 6 3 年 R u d l o f f 利用气相色谱对
砂地柏精油成分进行了分离鉴定 , 从中得到 37 个馏分 ,其中 d 一S a b i n y l ac et a et 占 4。% , d -
S a ib en
n e 占 2。纬 ,其他各种成分占 40 % 10[ 〕。 近 20 余年来 , 随着分离和鉴别手段的提高 ,
又从砂地柏的各种有机溶剂提取物中分离鉴定了许多新的物质 。 如各种菇类 、 木质素类 、
酚类及烃类及其衍生物 , 其中很多有明显的药理作用 。 H a rt w lr 等从砂地柏叶的水提物 中
分离得 鬼臼毒素 ( P o d o p h y l ot o ix )n , 对小鼠肉瘤一 37 有破坏作用 ,能使其 出血坏死 l[ 3 。
F o nt
一
Q ue : 和 H a rt w e l 发现砂地柏精油对豚鼠粘膜和皮肤具强烈刺激性 , 能使其子宫产
生炎症 ,这属于一种非特异作用 [` 2 · ” 〕。方圣鼎等从砂地柏树皮中分离出了 12 种成分 ,其中
4 种有机酸 , 1种醛和 1种醚对白血病 P ` 3 8 细胞具有明显的抑制作用 l[’ 〕 . P ag es 等又系
统研究了砂地柏精油对小鼠胚胎发育的影响 ,发现精油能引起胚胎中毒 , 主要表现为肝脏
中毒 15[ 〕。 A r ut or 等从砂地柏叶中分离得 ” 种环化木质素 ,用鼠的白血病 P一 3 8 和人肺瘤
A
一
54 9 及结肠癌 H T 一 29 三种肿瘤细胞 ,同时用猴的疤疹单显性组合病毒及仓鼠的成纤维
细胞病毒做药理活性实验 , 发现其中脱氧鬼臼毒素 (d eo xy p od 叩 hl lot ox i )n 和 卜盾叶鬼 臼
素 A 甲醋 (卜P e l t e r t i n A m e t h y l e t h e r )对上述靶标有很强的生理活性 [“ ] 。
1
.
3 砂地柏杀虫作用探讨
西北农业大学从 1 98 9年开始研究和发现了砂地柏的杀虫活性 。 在广泛筛选中 , 首先
以 贮粮害虫赤拟 谷盗 ( T 汀吞o l i u m c a s t a n e u m ( H e r b s t ) )和 玉米象 ( S i t op h il u s z e a m a l’s
M ot s
.
)为试虫进行了砂地柏抑制其种群形成的生物活性试验 。 结果表明 , 砂地柏提取物
对赤拟谷盗和玉米象的种群抑制率分别达到 54 . 8%和 89 . 40 % , 其中砂地柏种子的石油
醚提取物对玉米象种群形成抑制率可达到 1 0 % 17[ · ’ 幻 . 砂地柏提取物不同时期处理载虫
饲料均对玉米象生长发育有明显影响 ,但以抑制成虫产卵和卵的孵化为主 , 对成虫羽化的
抑制作用也很强烈 .
在对砂地柏进一步研究中 ,分别取砂地柏的茎 、叶 、果实及其混合物为提取样品 ,采用
了不同提取方法 ,包括冷浸法 、 热提法及索氏提取法 , 用不同极性的有机溶剂对各样品进
行抽提 。所得抽提物以菜青虫 、粘虫 、小菜蛾和棉铃虫等为试虫进行活性跟踪 ,然后采用硅
胶柱层析结合薄板层析对砂地柏中杀虫活性物质进行分离 。 现将砂地柏各提取物对各试
虫的生物活性研究结果简述于下 。
第 4 期 张 兴等 :新杀虫植物砂地柏研究进展
对菜青虫 ( p t’ e i r: 犷动 a 。 L . )生物活性测定实验中 ,砂地柏的茎 、 叶及种子分别用石油
醚 、 丙酮和甲醇三种极性不同的溶剂提取 。 用提取物的 20 倍液测试了菜青虫五龄幼虫的
拒食和毒杀作用 。 从测试结果可以看出 , 砂地柏种子中无论拒食活性还是毒杀作用均高于
茎和叶 , 且以弱姆性溶剂提取物活性最高 。 砂地柏种子的石油醚提取物对菜青虫 48 h 的
拒食率和总校正死亡率均达 90 %以上 。 菜青虫取食处理叶片后表现出较特殊的中毒症
状 , 先直卧不动 , 头尾上翘或表现抽搐 , 行动迟缓 , 严重时身体扭曲呈 “ C ” 字形 , 或中毒后
身体因脱水而缩小 。 进一步观察表明 ,经砂地柏提取物处理过的试虫不能正常化蛹和蜕
皮 , 最终死亡 。
对粘虫 ( L eu ca n l’a s eP a ar at )的拒食作用的测试中 , 从拒食中浓 ( A F sC 。 )来看 , 以叶子
的拒食活性最高 ,若从 A F C , 5看又以混合样的拒食活性远高于其它各部位单独样品的提
取物 ,其原因有待进一步研究 。 试虫取食了少量处理叶片后 , 又表现出明显的胃毒毒杀作
用 , 中毒症状和菜青虫相似 。 组织学观察结果表明 , 取食砂地柏而中毒的粘虫晌体横切面
各组织基本表现正常 , 但其中肠围食膜消失 ,食物因直接和中肠细胞接触而致中肠细胞有
损伤现象 .结合在试验中观察到有的中毒试虫可拉出一囊泡状物体 , 可以初步肯定是中肠
围食膜的分泌受到影响而断裂后退出体外 , 这是否为试虫中毒主要原因 , 尚待进一步详细
探讨 .
用砂地柏果和叶以索氏提取法制取石油醚和丙酮提取物 , 利用非选择拒食作用测定
了提取物对小菜蛾 ( P l ut 以 la xy le st el la L . )的生物活性 。结果表明 ,其 20 倍和 50 倍稀释液
处理中 , 不但拒食效果达 90 肠以上 , 而且最终死亡率均达到 10 0 % ,说明砂地柏提取物对
小菜蛾亦具很高生物活性 ,有进一步研究探讨的必要 。
采用饲喂称重法测定砂地柏各种提取物对棉铃虫 (万以l’o t ih : a , 妙 ar )幼虫生长发育
的影响 。结果表明 ,幼虫取食砂地柏提取物后可推迟化蛹 7~ g d ,蛹重小于对照组 ,分别为
20 8
.
3 9 和 28 2 . 6 9 ,二者之间差异显著 . 处理组总校正死亡率均超过 50 % . 从整个对棉铃
虫活性试验结果看 ,在该试验方法条件下 ,所测试的几项指标虽表现出一定生物活性 ,但
效果不是很显著 。 至于对棉铃虫其他方面的作用则有待进一步研究 。
2 结语及展望
砂地柏自然资源丰富 ,发掘利用的潜力很大 。 从现有砂地柏资源分布和储量看 ,其被
开发利用的原料是很充足的 。 因有大面积连片生长的砂地柏林 ,既易于采收 ,又利于 自然
发展 。 对砂地柏成年植株的枝叶进行少量采割 ,不但不影响其存活 ,反而能刺激其生长而
免于老化 。 另夕卜,近年来人工扦插研究试验的成功 ,为其资源发展又提供了一条新的途径 。
总之 , 砂地柏的现有资源和潜在资源为其应用开发提供了足够的物质基础 `
砂地柏资源的综合利用是多方面的 . 目前对砂地柏资源的利用情况可概括为以下几
个方面 。 ①作为一种耐旱且易成活的植物 ,在沙地 、荒山被当作防风固沙 、改造荒山的优 良
树种而大力栽植 ;②由于砂地柏四季常绿 ,树型优美 , 枝条柔软 ,易于造型 。 故对其进行人
工繁殖 ,可作为城镇园林绿化 、培植布设盆景 、 生篱等美化环境的珍贵树种 ; ③砂地柏的
枝 、 茎杆和果实中均含有芳香油 ,在化工上可作为调制化妆品 、皂用香精的原料’ ` ’ 。 ④在
医学上 ,砂地柏表现有祛风湿 、 活血止痛 ” 。飞、抗肿瘤等 ” ` · , 2 药理作用 。 故有望在医学上作
6 5西北农业大学学报 第 2 3卷
为一味药物应用 。
作为杀虫植物 , 其研究应用前途光明 。 从砂地柏化学研究历史可以知道 ,在砂地柏化
学成分中有许多物质具有生物活性 ,特别是其中的菇烯类和木质素成分常常具有杀虫活
性 。 另据作者最近对砂地柏精油成分研究 , 其对几种供试昆虫表现出强烈熏杀作用 ,证明
其作用方式较为复杂 。 在对砂地柏的致毒机理探讨方面 ,尽管目前所做的工作还不深入 、
系统 ,但可以初步看出致毒机理也较为特殊 。 在对组织学的影响方面 , 除已观察到对中肠
围食膜的破坏外 ,还有可能对昆虫的神经内分泌组织如心侧体 、 咽侧体及前胸腺等有直接
或间接损害作用 。从试虫中毒症状看 ,似乎可以推断砂地柏对试虫的神经系统亦有干扰作
用 ,但和常规神经毒剂又有所不同 。 至于是否作用于一新的靶标 ,则尚待进一步研究和探
讨 。
砂地柏作为杀虫剂进行开发应用有两条途径 , 但要根据砂地柏中杀虫活性物质的分
子结构大小 , 以及单体活性强弱来决定 。 若活性成分的分子结构简单且活性较高 ,则可以
将其作为先导物而进行模拟合成 。若活性成分分子结构复杂不易化学合成 , 或单体活性不
高 ,则可直接将砂地柏的果 、 叶和小枝加工成制剂使用 。当然 ,也可以视具体情况两条路径
同时进行 , 以有利于加快其研究应用步伐 。
砂地柏的研究和应用是多方面的 ,也是很有价值 、 很有前途的 . 目前应组成一支强有
力的多学科研究队伍对其从多方面进行深入探讨 ,以便使这一 自然资源尽早服务于人类。
参 考 文 献
1 P i ll m o o r B O
,
W d g卜t K , T e r r y S A . N a t u ar l P r o d u e t s a s a s o u cr e of a乎co h e m i e a l s a n d l e a do fo r e h e m i e a l s ” t卜e s -
15
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P e s t ie 反 i , 1 9 9 3 , 3 9 : 1 3 1~ 14 0
2 B e n n e r
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P
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10 R
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p a rt 叹 . T h e v o l a t i le o i l o f th e Ie a v e s o f J u n i P er u s S a b矛n a L .
C a n a d i a n J
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A n t i n e o p l :
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P l a n t a
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第 4期 张 兴等 : 新杀虫植物砂地柏研究进展
1 7 张兴 , 王兴林 , 胡兆农 . 抑制赤拟谷盗种群形成的植物 徉品筛选研究 . 粮食储藏 , 19 92 , 21 ( 3) : 3~ 9
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R e s e a r e h D e v e l o Pm e n t o f A N o v e l l n
s e e t e id a l P l a n t S a v in
J u n iP e r ( S a b i
n a v u l g a r i s )
Z h a n g X i n g F u C h a n g b i n G a o C o n g fe
n W a n g X i n l i n
(尺亡` , hcr an d 力曰亡 l o Pm e’ t C亡 n ter of B i o r口 iot n at P` 3 t介矛d七, N喇h切“ t叮 。
A g碗 u lt u ar l U 刀 it,e sr iyt , aY n g l i n g , S h a a n x 犷, 7 1 2 10 0 )
A b s t r a e t T h e r e s e a r e h d e v e l o Pm e n t e d n e e r n i n g r e s o u r e e s
, e h e m ie a l a n d p h a r m a e o
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lo g ie a l a n d p e s t i e id a l a e t i v i t i e s o f a n o v e l i n s改 t ie id a l p l a n t , S a v i n J u n ip e r ( S a b t’n a v u -l
邵 isr A n t . ) 15 r e v i e w e d i n t h i s p a P e r . T h e s u m m a r y a n d a n a ly s i s o f t h e r e s e a r e h r e s u l t s
w o u ld l a y t h e f o u n d a t i o n a n d o p e n a t r a i n o f t h o u g h t f o r a f u r t h e r s t u d y o n t h e b a s i e
t h o e r y a n d P r a e t i e a l u s e i n P e s t P r e v e n t i o n a n d e o n t r o l
.
K e y w o r d s S a v i n J u n i P e r ( S a b 1’n a v u lg a isr ) , b o t a n i e a l i n s e e t ie id e , r e s o u r e e u t i -
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