全 文 ：东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素对
朱砂叶螨致死效应模拟*
杨振国摇 张永强**摇 丁摇 伟摇 罗金香
(西南大学植物保护学院, 重庆 400716)
摘摇 要摇 采用玻片浸渍法测定了植物源杀螨活性物质东莨菪内酯、双脱甲氧基姜黄素及两者
联合作用最佳增效配比(东 颐 双=7 颐 6)对朱砂叶螨雌成螨的致死效应,并采用时间鄄剂量鄄死
亡率(TDM)模型进行模拟.结果表明: 所建 TDM模型均通过 Hosmer鄄Lemoshow拟合异质性检
验,朱砂叶螨雌成螨对 3 种药剂浓度变化的敏感程度为东莨菪内酯>两者最佳配比>双脱甲氧
基姜黄素,双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配比对朱砂叶螨雌成螨的致死率高峰
期分别为处理后 32、28 和 32 h;处理后 48 h 的 LC50和 LC90分别为 0. 3324、0. 2035、0. 2195
mg·mL-1和 2. 1198、0. 9521、1. 1617 mg·mL-1;浓度为 1. 0 和 2. 0 mg·mL-1处理下,LT50分别
为 7. 4、6. 0、6. 1 h和 6. 4、4. 8、5. 0 h.因此,东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素最佳配比和东莨
菪内酯具有相近的杀螨动态及时间鄄剂量效应,表现出较好的杀螨活性和增效作用,具有一定
的开发利用价值.
关键词摇 朱砂叶螨摇 黄花蒿摇 姜黄摇 时间鄄剂量鄄死亡率模型摇 杀螨活性
文章编号摇 1001-9332(2013)01-0197-08摇 中图分类号摇 S482. 5摇 文献标识码摇 A
Lethal effects of scopoletin and bisdemethoxycurcumin against Tetranychus cinnabarinus
Boisd. (Acari: Tetranychidae): A simulation study. YANG Zhen鄄guo, ZHANG Yong鄄qiang,
DING Wei, LUO Jin鄄xiang (College of Plant Protection, Southwest University, Chongqing 400716,
China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(1): 197-204.
Abstract: By using slide鄄dip bioassay method under laboratory condition, an investigation was
made on the lethal effects of scopoletin, bisdemethoxycurcumin (BDMC), and their combination at
an optimal mass ratio (7:6) of scopoletin to BDMC against the adult females of Tetranychus cinna鄄
barinus Boisd. A time鄄dose mortality model ( TDM) was established, which passed the Hosmer鄄
Lemeshow test. The sensitivity of the adult females to the concentration change of the acaricides was
in the sequence of scopoletin > optimal mass ratio of scopoletin to BDMC > BDMC. The peak mor鄄
tality of the female adults was found at 32, 28 and 32 h after treated with BDMC, scopoletin, and
their combination at the optimal mass ratio, respectively. The values of the LC50 and LC90 at 48 h
after treated with BDMC, scopoletin, and their combination at the optimal mass ratio were 0郾 3324,
0. 2035 and 0. 2195 mg·mL-1, and 2. 1198, 0. 9521 and 1. 1617 mg·mL-1,and the median le鄄
thal time (LT50) of BDMC, scopoletin, and their combination at the optimal mass ratio was 7. 4,
6. 0 and 6. 1 h at the concentration 1. 0 mg·mL-1, and 6. 4, 4. 8 and 5. 0 h at the concentration
2. 0 mg·mL-1, respectively. The acaricidal activity and time鄄dose response of the optimal combi鄄
nation of scopoletin and BDMC were closer to those of scopoletin, suggesting a synergistic acaricidal
activity of the combination of scopoletin and BDMC, which was worthy to be developed for applica鄄
tion.
Key words: Tetranychus cinnabarinus; Artemisia annua; Curcuma longa; time鄄dose mortality mod鄄
el; acaricidal activity.
*科技部农业科技成果转化基金项目(2010GB2F100388)和教育部博士点新教师基金项目(20100182120021)资助.
**通讯作者. E鄄mail: zhangyq80@ tom. com
2012鄄03鄄23 收稿,2012鄄11鄄08 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 1 月摇 第 24 卷摇 第 1 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jan. 2013,24(1): 197-204
摇 摇 朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)为杂食性
世界性害螨,其个体小、发育快、繁殖力强、易产生抗
药性,严重危害 100 多种作物[1] .化学杀螨剂的频繁
使用不仅严重污染环境,而且使害螨抗药性日益加
重,寻找新型的多靶标、低抗性杀螨物质是亟待解决
的重要研究课题.
从黄花蒿(Artemisia annua) 7 月份叶的丙酮提
取物分离出对朱砂叶螨和柑橘全爪螨(Panonychus
citri) 具有较强触杀活性的物质———东莨菪内
酯[2-4] .从瑞香狼毒(Stellera chamaejasme)乙酸乙酯
提取物中分离出的东莨菪内酯对朱砂叶螨具有较强
触杀和内吸活性,能够显著抑制螨体内的乙酰胆碱
酯酶(AChE)、单胺氧化酶(MAO)、Na+ 鄄K+ 鄄ATP 酶
及 Ca2+ 鄄Mg2+ 鄄ATP酶的活性,可能为神经毒剂[5-6] .
在朱砂叶螨 70%死亡率的选择压力下,采用东莨菪
内酯筛选 18 代,朱砂叶螨未表现出抗性趋势[7],其
亚致死剂量能够降低朱砂叶螨种群发育和繁殖速
率[8] .源于中药姜黄(Curcuma longa)中的双脱甲氧
基姜黄素对朱砂叶螨的雌成螨、若螨、卵具有较强的
触杀、驱避及产卵抑制活性[9-10],主要抑制螨体内的
超过氧化物歧化酶 ( SOD)、谷胱甘肽鄄S鄄转移酶
(GSTs)、过氧化氢酶(CAT)的活性[11] .
东莨菪内酯和双脱甲氧基姜黄素联合作用对朱
砂叶螨雌成螨的触杀活性最佳配比为 7 颐 6(质量
比),处理后 48 h的 LC50为 0. 1899 mg·mL-1,共毒
系数为 129. 0,增效 29. 0% ,有效提高了对朱砂叶螨
雌成螨、若螨、幼螨及卵的触杀活性,同时兼具一定
的内吸、驱避及产卵抑制活性(另文报道). 东莨菪
内酯、双脱甲氧基姜黄素及最佳配比的杀螨活性已
得到证实,但杀螨致死动态、致死高峰期及时间鄄剂
量效应尚不清楚.为此,本研究采用时间鄄剂量鄄死亡
率 ( time鄄dose鄄mortality, TDM)模型研究东莨菪内
酯、双脱甲氧基姜黄素及其最佳配比对朱砂叶螨雌
成螨的触杀活性的致死效应,以期掌握东莨菪内酯
与双脱甲氧基姜黄素联合作用对朱砂叶螨的致死动
态及时间鄄剂量的互作效应,进一步明确联合作用致
死规律,为东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素联合作
用的田间应用提供理论指导.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试螨类
供试朱砂叶螨最初采自重庆市北碚区田间豇豆
苗,于智能人工气候室内在 (26 依 1)益、相对湿度
(RH) 60% ~80%及光周期 14L 颐 10D 下用蛭石盆
栽豇豆苗饲养 13 年,获得其未接触任何农药的敏感
品系.
1郾 2摇 供试药剂
74. 5%东莨菪内酯( scopoletin)为西南大学天
然产物农药研究室于 2011 年 7 月采集的黄花蒿叶
中分离纯化所得;90%双脱甲氧基姜黄素(bisdeme鄄
thoxycurcumin)购自河北食品添加剂有限公司.最佳
配比为 74. 5%东莨菪内酯和 90%双脱甲氧基姜黄
素按质量比为 7 颐 6 混合. 试验时取适量的供试药
剂,加入 5%丙酮令其充分溶解,再用 0. 1%吐温 80
水溶液稀释成 2. 0、 1. 0、 0. 5、 0. 25 和 0. 125
mg·mL-1梯度溶液作为供试液,以 0. 1%吐温 80 水
溶液加入 5%丙酮的混合液为对照.
1郾 3摇 触杀活性试验
触杀活性试验采用玻片浸渍法[12],将双面胶剪
成 2 cm长,贴于载玻片的一端,用零号毛笔挑取大
小一致、颜色鲜艳的活泼雌成螨,将其背部粘于双面
胶上,挑好后置于原饲养条件下 4 h 后,用双目解剖
镜检查,剔除死亡和不活泼的个体.每片 30 头,每个
浓度和对照处理各 120 头成螨, 3 次重复.将粘于玻
片上的害螨浸入供试液中轻轻振荡 5 s 后取出,用
吸水纸吸去螨体周围多余药液,然后放回原饲养条
件中,每 4 h检查一次害螨死亡情况,用零号毛笔轻
触螨体,以其螯肢不动者为死亡,连续观察 2 d.
1郾 4摇 数据分析
TDM模型按其数学结构又称互补重对数模型
(complementary log鄄log model, CLL) [13-14],模型给出
某供试生物在任意时间 t j( j = 1, 2, 3, …J)被供试
因子(药剂)的剂量 di( i=1, 2, 3, …I)处理后的累
计死亡率 ( cumulative mortality probability)可表示
为:
P ij =1-exp[-exp(子 j+茁lgdi)] (1)
式中:待估参数 茁 可描述“假设存在的每个关键生
物受体所接受的活性分子的平均数目冶或剂量效应
的斜率;子 j描述截止于时间 t j的待估时间效应参数;
子 j+茁lgdi 与 ln[-ln(1-P ij)]具有线性关系,称为线性
预测因子(linear predictor) .累计死亡率是连续性时
间变量的非独立性变量,故式(1)不能满足模型模
拟的独立性假设.若时间区间[ t j-1, t j]足够短,且各
区间相互独立,则剂量 di使试虫在时间区间[ t j-1,
t j]内可能发生的死亡率即为时间变量的独立性变
量,可进行模型拟合. 该死亡率称为条件死亡率
(conditional mortality probability),即区间结束时的
实际死亡数与区间起始时的存活数之比,可表示为:
891 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
qij =1-exp[-exp(酌 j+茁lgdi)] (2)
式中:酌 j为描述时间区间[ t j-1, t j]内时间效应的待估
参数.获得参数 酌 j后可估计参数 子 j,并以此估计式
(1)中的其他参数. 酌 j和 子 j满足以下关系:
子 j = ln(移
j
k = 1
exp酌k) (3)
采用 DPS 数据处理系统软件对触杀活性试验
数据进行 TDM 模型模拟及时间鄄剂量效应参数估
计,采用 Pearson卡方检验和 Hosmer鄄Lemoshow 检验
对所建模型拟合优度检验[15] .图表中数据为平均值
依标准误.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 朱砂叶螨死亡趋势
不同浓度的双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和
两者最佳配比对朱砂叶螨雌成螨处理后不同时间累
计死亡率见图 1. 各处理的累计死亡率随着浓度的
降低而递减,随处理后时间的延长而递增. 2. 0
mg·mL-1双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和两者最
佳配比对朱砂叶螨雌成螨的累计死亡率迅速递增时
间分别始于处理后 16、8 和 8 h,分别于处理后 32、
28 和 28 h达到致死递增高峰,处理后 48 h 的累计
死亡率分别为 89. 1% 、96. 1%和 92. 5% ;处理浓度
低于 0. 5 mg·mL-1的累计死亡率递增时间相近.据
各处理累计死亡率递增时间和观察终止累计死亡率
可知,两者最佳配比与东莨菪内酯对朱砂叶螨雌成
螨的毒力相近,浓度变化对累计死亡率的敏感次序
为东莨菪内酯>两者最佳配比>双脱甲氧基姜黄素.
2郾 2摇 TDM模型模拟
表 1 表明,经 t检验,3 种药剂的时间和剂量参
数均达到显著水平(P<0. 01),即标准误相对于参数
估计值极小,剂量效应与时间效应极显著,条件死亡
率是时间的相关函数.双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内
酯和两者最佳配比的剂量效应斜率 茁 分别为
1郾 4923、1. 7913 和 1. 6591,即朱砂叶螨雌成螨对三
者浓度变化的敏感次序为东莨菪内酯>两者最佳配
比>双脱甲氧基姜黄素. 时间效应参数 酌j估计值表
明,双脱甲氧基姜黄素和两者最佳配比的 酌32与东莨
菪内酯的 酌28和 酌32在各自的模型参数值中最大,即
双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配比对朱
砂叶螨雌成螨的致死率高峰期分别为处理后 32、28
和 32 h,模型拟合结果与试验观察相吻合(图 1).
表2表明,所建模型均通过Hosmer 鄄Lemoshow
图 1摇 东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨雌成螨
的时间鄄剂量鄄死亡率关系
Fig. 1摇 Time鄄dose鄄mortality relationship for scopoletin and bis鄄
demethoxycurcumin against female adults of Tetranychus cinna鄄
barinus.
A:双脱甲氧基姜黄素 Bisdemethoxycurcumin; B:东莨菪内酯 Scopole鄄
tin; C:两者最佳配比 Combination at the optimal mass ratio. 下同 The
same below.
拟合异质性检验,仅双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨
雌成螨的 TDM 模型的 Pearson 卡方统计量不显著
(字2 <字20. 05,P>0. 05). Nowierski 等[13]提出,模型的
Hosmer鄄Lemoshow统计量显著性水平 P逸0. 05,则可
认为数据拟合成功. 因此,本研究所建模型通过
Hosmer鄄Lemoshow 检验,表明模型拟合异质性不显
著,能够无偏地描述双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯
和两者最佳配比对朱砂叶螨雌成螨的时间与剂量的
互作关系.
2郾 3摇 剂量效应
双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配
比对朱砂叶螨雌成螨处理后不同时间的剂量效应估
计值见图 2.随着处理后时间的延长,达到相同致死
水平所需的药液浓度递减,即双脱甲氧基姜黄素、东
莨菪内酯和两者最佳配比对朱砂叶螨雌成螨的
LC50和LC90值为处理后时间的负相关函数,处理后
9911 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨振国等: 东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨致死效应模拟摇 摇 摇 摇 摇
表 1摇 东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨雌成螨的 TDM模型模拟与时间鄄剂量效应参数估计
Table 1摇 Dose鄄 and time鄄effect parameters estimated from the time鄄dose鄄mortality data of scopoletin and bisdemethoxycurcu鄄
min against female adults of Tetranychus cinnabarinus
刹虫剂
Insecticide
条件死亡率模型[式(2)]
Conditional mortality model [Eq. (2)]
参数
Parameter
估计值
Value
标准误
SE
t检验
t鄄test
P
累计死亡率模型[式(1)]
Cumulative mortality model [Eq. (1)]
参数
Parameter
估计值
Value
方差
Variance
(子i)
协方差
Covariance
(茁, 子i)
东莨菪内酯 茁 1. 7913 0. 1398 12. 8086 0. 0001 茁 1. 7913 0. 0219 0. 0219
Scopoletin 酌4 -4. 3577 0. 4535 9. 6087 0. 0001 子4 -4. 3577 0. 2304 -0. 0006
酌8 -4. 5666 0. 5069 9. 0096 0. 0001 子8 -3. 7636 0. 1280 -0. 0007
酌12 -2. 7268 0. 2048 13. 3115 0. 0001 子12 -2. 4233 0. 0344 -0. 0002
酌16 -2. 1237 0. 1611 13. 1839 0. 0001 子16 -1. 5692 0. 0158 0. 0001
酌20 -1. 3569 0. 1226 11. 0635 0. 0001 子20 -0. 7643 0. 0083 0. 0011
酌24 -1. 5527 0. 1566 9. 9130 0. 0001 子24 -0. 3895 0. 0066 0. 0012
酌28 -0. 9699 0. 1361 7. 1287 0. 0001 子28 0. 0550 0. 0055 0. 0028
酌32 -0. 9584 0. 1548 6. 1928 0. 0001 子32 0. 3646 0. 0052 0. 0038
酌36 -1. 5178 0. 2256 6. 7267 0. 0001 子36 0. 5063 0. 0052 0. 0044
酌40 -1. 3563 0. 2194 6. 1823 0. 0001 子40 0. 6507 0. 0053 0. 0048
酌44 -1. 1461 0. 2104 5. 4462 0. 0001 子44 0. 8041 0. 0053 0. 0052
酌48 -1. 8492 0. 3224 5. 7350 0. 0001 子48 0. 8722 0. 0053 0. 0053
双脱甲氧基姜黄素 茁 1. 4923 0. 1503 9. 9306 0. 0001 茁 1. 4923 0. 0104 0. 0104
Bisdemethoxycurcumin 酌4 -4. 1516 0. 4148 10. 0098 0. 0001 子4 -4. 1516 0. 0791 -0. 0002
酌8 -4. 5410 0. 5084 8. 9326 0. 0001 子8 -3. 6343 0. 0475 -0. 0002
酌12 -3. 7124 0. 3349 11. 0858 0. 0001 子12 -2. 9795 0. 0247 0. 0004
酌16 -3. 2407 0. 2692 12. 0391 0. 0001 子16 -2. 4084 0. 0142 0. 0006
酌20 -2. 7367 0. 2137 12. 8057 0. 0001 子20 -1. 8660 0. 0085 0. 0006
酌24 -1. 6108 0. 1313 12. 2672 0. 0001 子24 -1. 0371 0. 0042 0. 0007
酌28 -1. 4568 0. 1376 10. 5907 0. 0001 子28 -0. 5319 0. 0029 0. 0010
酌32 -1. 2817 0. 1429 8. 9703 0. 0001 子32 -0. 1450 0. 0024 0. 0013
酌36 -1. 4669 0. 1729 8. 4850 0. 0001 子36 0. 0914 0. 0022 0. 0015
酌40 -2. 0389 0. 2461 8. 2845 0. 0001 子40 0. 2036 0. 0022 0. 0017
酌44 -2. 0695 0. 2636 7. 8500 0. 0001 子44 0. 3016 0. 0021 0. 0018
酌48 -2. 7649 0. 3924 7. 0460 0. 0001 子48 0. 3472 0. 0021 0. 0019
两者最佳配比 茁 1. 6591 0. 1388 11. 9537 0. 0001 茁 1. 6591 0. 0219 0. 0219
Combination at the 酌4 -4. 3870 0. 4541 9. 6609 0. 0001 子4 -4. 3870 0. 2342 -0. 0004
optimal mass ratio 酌8 -4. 5966 0. 5074 9. 0583 0. 0001 子8 -3. 7932 0. 1300 -0. 0005
酌12 -2. 7595 0. 2049 13. 4671 0. 0001 子12 -2. 4552 0. 0349 0. 0001
酌16 -2. 1635 0. 1612 13. 4205 0. 0001 子16 -1. 6056 0. 0160 0. 0003
酌20 -1. 4575 0. 1258 11. 5900 0. 0001 子20 -0. 8357 0. 0086 0. 0011
酌24 -1. 4316 0. 1413 10. 1329 0. 0001 子24 -0. 3967 0. 0065 0. 0017
酌28 -1. 1470 0. 1420 8. 0771 0. 0001 子28 -0. 0099 0. 0055 0. 0029
酌32 -1. 1258 0. 1580 7. 1259 0. 0001 子32 0. 2735 0. 0052 0. 0038
酌36 -1. 5387 0. 2129 7. 2284 0. 0001 子36 0. 4247 0. 0052 0. 0044
酌40 -1. 4547 0. 2124 6. 8503 0. 0001 子40 0. 5668 0. 0051 0. 0048
酌44 -1. 4774 0. 2286 6. 4642 0. 0001 子44 0. 6886 0. 0051 0. 0050
酌48 -2. 5790 0. 4196 6. 1470 0. 0001 子48 0. 7260 0. 0052 0. 0051
参数 酌和 子的下标表示处理后时间(h) The subscript associated with 酌 and 子 denoted time after treatment (h) .
表 2摇 TDM模型拟合优度
Table 2摇 TDM modeling goodness of fit
处理
Treatment
Pearson卡方检验
Pearson爷s chi鄄square test
字2 df P 字20. 05
Hosmer鄄Lemeshow检验
Hosmer鄄Lemeshow test
字2 df P 字20. 05
A 40. 467 47 0. 7716 7. 401 8 0. 4940
B 96. 871 47 0. 0001 64. 001 8. 370 8 0. 3186 15. 507
C 94. 368 47 0. 0001 9. 675 8 0. 2886
A:双脱甲氧基姜黄素 Bisdemethoxycurcumin; B:东莨菪内酯 Scopoletin; C:两者最佳配比 Combination at the optimal mass ratio. 下同 The same be鄄
low.
002 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 3摇 TDM模型法与机率值分析法对处理后 48 h的 LC50和 LC90估计值比较
Table 3摇 Comparison of the values of LC50 and LC90 estimated by TDM modeling technique and probit analysis
处理
Treatment
LC50 (mg·mL-1)
机率值分析法
Probit analysis
TDM模型法
TDM model
相对误差
Relative error
(% )
LC90 (mg·mL-1)
机率值分析法
Probit analysis
TDM模型法
TDM model
相对误差
Relative error
(% )
A 0. 3036依0. 0350 0. 3324依0. 0350 -9. 5 2. 5890依0. 2985 2. 1198依0. 1477 22. 1
B 0. 1894依0. 0236 0. 2035依0. 0513 -7. 4 1. 0564依0. 1319 0. 9521依0. 0399 11. 0
C 0. 1994依0. 0267 0. 2195依0. 0534 -10. 1 1. 4876依0. 1995 1. 1617依0. 0464 28. 1
48 h的 LC50和 LC90分别为 0. 3324、0郾 2035、0. 2195
mg·mL-1和 2. 1198、0. 9521、1. 1617 mg·mL-1;处
理后 32 h 之后,各处理的 LC50和 LC90趋于平缓,表
明死亡率在处理后前 32 h 变化较大,后期变化较
小;两者最佳配比减少东莨菪内酯近一倍用量,但两
者 LC50和 LC90相近,表明两者最佳配比与东莨菪内
酯毒力相当,具有较好的杀螨活性和增效作用.
摇 摇 TDM模型将时间、剂量和死亡率集于同一模型
中,使时间鄄剂量互作效应得到合理表达. 为明确
TDM模型法与机率值分析法对剂量效应估计值的
差异,两者对处理后 48 h的 LC50和 LC90估计值比较
结果见表 3. 假设 TDM 模型法的剂量估计值为真
值,机率值分析法对双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯
和两者最佳配比处理后 48 h 的 LC50和 LC90估计值
的相对误差分别为 - 9. 5% 、 - 7. 4% 、 - 10. 1% 和
22郾 1% 、11. 0% 、28. 1% .即 TDM模型法对低致死率
剂量估计值大于机率值分析法的剂量估计值,高致
死率剂量估计值则反之.
2郾 4摇 时间效应
TDM模型模拟得出双脱甲氧基姜黄素、东莨菪
图 2摇 东莨菪内酯和双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨雌成螨
的 LC50和 LC90对数值
Fig. 2摇 Logarithms of the values of LC50 and LC90 estimated for
scopoletin and bisdemethoxycurcumin against female adults of
Tetranychus cinnabarinus.
内酯和两者最佳配比不同浓度处理对朱砂叶螨雌成
螨的致死中时 LT50(观察终止累计死亡率未达 50%
的处理除外).图 3 表明,时间效应与处理剂量呈负
相关,药剂致死 50%供试害螨的浓度越低,表明其
毒力越强;相同浓度下,LT50值越小,则毒力相对越
强.因此,供试药剂对朱砂叶螨雌成螨的毒力强弱次
序为:东莨菪内酯>两者最佳配比>双脱甲氧基姜黄
素.高浓度处理后,两者最佳配比与东莨菪内酯的
LT50相当,1. 0 和 2. 0 mg·mL-1处理后,双脱甲氧基
姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配比的 LT50分别为
7. 4、6. 0、6. 1 h和 6. 4、4. 8、5. 0 h.
LT50为累计死亡概率为 50%所需的时间 t j与不
同剂量 di的关系,条件死亡概率在不同时间区间
[ t j -1, t j]内和剂量 di的函数关系见式(2),其拟合曲
线与试验观察值见图 4. 图中观测值均匀分布于拟
合曲线两侧,显示出较好的吻合性,双脱甲氧基姜黄
素、东莨菪内酯和两者最佳配比的条件死亡率迅速
递增的线性预测因子为-1. 0 ~ 1. 0,即处理后 32 ~
36 h条件死亡概率较高.据拟合曲线坡度可知,3 种
药剂对朱砂叶螨雌成螨的毒力和致死时间次序为东
莨菪内酯>两者最佳配比>双脱甲氧基姜黄素.
图 3摇 东莨菪内酯和双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨雌成螨
随剂量而变化的 LT50
Fig. 3摇 Dose鄄dependent LT50 of scopoletin and bisdemethoxycur鄄
cumin against female adults of Tetranychus cinnabarinus.
1021 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨振国等: 东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨致死效应模拟摇 摇 摇 摇 摇
图 4摇 东莨菪内酯和双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨雌成螨
的条件死亡率观测值(玉)与拟合值(域)比较
Fig. 4摇 Comparison of the observed value (玉) and fitted value
(域) of conditional mortality probabilities of scopoletin and bis鄄
demethoxycurcumin against female adults of Tetranychus cinna鄄
barinus.
3摇 讨摇 摇 论
剂量效应和时间效应是评价活性物质生物活性
的重要指标,两者互为相关函数[16] . TDM 模型很大
程度上弥补了机率值分析法使剂量和时间效应关系
相互独立的缺陷,使时间鄄剂量互作效应得到合理的
表达,更直接明确药剂致死动态规律、致死高峰期、
致死剂量等评价指标,在评价微生物源杀虫
剂[17-23]、化学杀虫剂[24-26]及植物源杀虫剂[27-28]的
毒力、致死规律、敏感程度等方面得到了广泛的应
用.双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配比
对朱砂叶螨雌成螨的 TDM模型均通过 Hosmer鄄Lem鄄
oshow拟合异质性检验,表明该模型适合此类生物
测定数据的分析,能够无偏地描述药剂对朱砂叶螨
雌成螨的时间鄄剂量鄄致死率的互作关系.
双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配
比剂量效应的斜率( 茁)分别为 1. 4923、1. 7913 和
1郾 6591,其斜率值均在已报道的多种化学杀虫剂对
昆虫的估计范围 (1. 2 ~ 4. 5)内[29],表明双脱甲氧
基姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配比的毒力与化
学杀虫剂的毒力相当. TDM 模型剂量效应参数(酌 j)
表明,双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配
比对朱砂叶螨雌成螨的致死率高峰期分别为处理后
32、28 和 32 h,与观测的死亡高峰期相吻合,进一步
表明所建模型的可靠性.时间与剂量效应表明,随着
处理后时间的增加,双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯
和两者最佳配比对朱砂叶螨雌成螨的 LC50和 LC90
值逐渐减小,达到致死率高峰期(处理后 32 h)后趋
于平缓.因此,以致死浓度比较三者的毒力时应选择
在处理后前 32 h.梁为等[27]测定东莨菪内酯标准品
(1. 5 mg·mL-1)对朱砂叶螨雌成螨的 LT50为 2郾 237
h,而本研究 1. 0 和 2. 0 mg·mL-1的东莨菪内酯处
理朱砂叶螨的 LT50分别为 6. 0 和 4. 8 h,其存在差异
的原因可能与本研究所用东莨菪内酯含量有关.
TDM模型法和机率值分析法对处理后 48 h 的
LC50和 LC90估计值的差异比较得出,机率值分析法
对双脱甲氧基姜黄素、东莨菪内酯和两者最佳配比
对朱砂叶螨雌成螨 LC50和 LC90的估计值的相对误
差分别为 - 9. 5% 、 - 7. 4% 、 - 10. 1% 和 22. 1% 、
11郾 0% 、28. 1% . 其原因可能与用于估计的数据有
关,处理后 48 h,各处理的累计死亡率均大于 50%
(除最低浓度 0. 125 mg·mL-1外),而仅有 1. 0 和
2郾 0 mg·mL-1的累计死亡率达到 90%以上,机率值
分析法采用累计死亡率机率值和对数剂量的函数关
系式估计致死剂量时,其 LC50估计值偏小,表现为
负相对误差;LC90估计值偏大,表现为正相对误差.
在机率值分析法中为了减少估计值误差,要求生物
测定累计死亡率均匀分布于 16% ~ 84%范围内,但
实际的应用中很难使死亡率均匀分布于这个范围
内,因此导致小致死率剂量估计值偏小或大致死率
剂量估计值偏大. TDM 模型法综合时间鄄剂量鄄死亡
率模拟时间和剂量效应参数,估计出致死剂量是死
亡率与时间效应的体现,对于适合 TDM模型模拟的
生物测定数据,其估计结果将会更加完整、准确地体
现试验效果的评价指标. 王志明等[30]认为,支持向
量回归(support vector regression, SVR)模型和留一
法对定量生物测定数据分析的预测精度更优于
TDM模型法,本文对此不作进一步分析.
综上所述,东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素联
合作用最佳增效质量配比(7 颐 6)与东莨菪内酯的
202 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
杀螨动态及时间鄄剂量效应相近,表现出较好的杀螨
活性,具有广阔的研发应用前景,对朱砂叶螨雌成螨
处理后 32 h可达到致死高峰期,浓度为 1. 0 和 2. 0
mg·mL-1处理后 LT50分别为 6. 1 和 5. 0 h,处理后
48 h 的 LC50 和 LC90 分别为 0. 2195 和 1. 1617
mg·mL-1 .
参考文献
[1]摇 Biswas GC, Islam W, Haque MM, et al. Some biologi鄄
cal aspects of carmine spider mite, Tetranychus cinnaba鄄
rinus Boisd. (Acari: Tetranychidae) infesting egg鄄plant
from Rajshahi. Journal of Biological Sciences, 2004, 4:
588-591
[2]摇 Zhang Y鄄Q (张永强), Ding W (丁摇 伟), Zhao Z鄄M
(赵志模), et al. Studies on acaricidal bioactivities of
the extracts from Artemisia annua L. against Tetranychus
cinnabarinus Bois. ( Acari: Tetranychidae ). Scientia
Agricultura Sinica (中国农业科学), 2008, 41 (3):
720-726 (in Chinese)
[3]摇 Zhang Y鄄Q (张永强), Ding W (丁摇 伟), Tian L (田
丽), et al. Acaricidal bioactivity of Artemisia annua ex鄄
tracts against Panonychus citri (Acari: Tetranychidae).
Scientia Agricultura Sinica (中国农业科学), 2009, 42
(6): 2217-2222 (in Chinese)
[4]摇 Zhang Y鄄Q (张永强). Studies on Acaricidal Action
Mechanism and Bio鄄guided Isolation of Bioactive
Substance from Artemisia annua L. PhD Thesis.
Chongqing: Southwest University, 2008 (in Chinese)
[5]摇 Liang W (梁摇 为), Bai X鄄N (白雪娜), Cheng J (成
军), et al. Isolation and identification of the principal
acaricidal components from Stellera chamaejasme. Acta
Horticulturae Sinica (园艺学报), 2011, 38(5): 947-
954 (in Chinese)
[6]摇 Liang W (梁摇 为), Bai X鄄N (白雪娜), Ma L鄄Q (马
兰青), et al. Preliminary study on scopoletin toxicity to
Tetranychus cinnabarinus and its acaricidal mechanism.
Guangdong Agricultural Sciences (广东农业科学),
2011, 38(8): 68-71 (in Chinese)
[7]摇 Zhang Y鄄Q (张永强), Ding W (丁摇 伟), Wang D鄄Z
(王丁祯). The resistance evaluation of Tetranychus
cinnabarinus against natural acaricidal compound scopo鄄
letin. Agrochemicals (农药), 2011, 50(3): 226-228
(in Chinese)
[8]摇 Yong X鄄J (雍小菊), Zhang Y鄄Q (张永强), Ding W
(丁 摇 伟). Sublethal effects of scopoletion on the ex鄄
perimental population of the carmine spider mite, Tet鄄
ranychus cinnabarinus (Boisdunal) (Acari: Tetranychi鄄
dae). Acta Entomologica Sinica (昆虫学报), 2011,
54(12): 1377-1383 (in Chinese)
[9]摇 Zhang Y鄄Q (张永强), Ding W (丁摇 伟), Zhao Z鄄M
(赵志模). Biological activities of curcuminoids against
Tetranychus cinnabarinus Boisduval (Acari: Tetranychi鄄
dae). Acta Entomologica Sinica (昆虫学报), 2007,
50(12): 1304-1308 (in Chinese)
[10]摇 Yong X鄄J (雍小菊), Ding W (丁摇 伟), Zhang Y鄄Q
(张永强), et al. Bioactivity and action modes of bisde鄄
methoxycurcumin against Tetranyychus cinnabarinus
Bois. ( Acari: Tetranychidae ). Chinese Journal of
Applied Ecology (应用生态学报), 2011, 22 (6 ):
1592-1598 (in Chinese)
[11]摇 Zhang Y鄄Q (张永强). Studies on Insecticidal and Miti鄄
cidal Activities of Chinese Traditional Medicine Turmeric
Curcuma longa and Its Action Mechanism. Master The鄄
sis. Chongqing: Southwest Agricultural University,
2005 (in Chinese)
[12]摇 Busvine JR. Recommended methods for measurement of
resistance to pesticides. FAO Plant Production and Pro鄄
tection Paper, 1980, 21: 132
[13]摇 Nowierski RM, Zeng Z, Jaronski S, et al. Analysis and
modeling of time鄄dose鄄mortality of Melanoplus sangui鄄
nipes, Locusta migratoria migratorioides, and Schistocer鄄
ca gregaria ( Orthoptera: Acrididae) from Beauveria,
Metarhizium, and Paecilomyces isolates from Madagas鄄
car. Journal of Invertebrate Pathology, 1996, 67: 236-
252
[14]摇 Feng M鄄G (冯明光). Substituting time鄄dose鄄mortality
model for probit analysis technique. Entomological
Knowledge (昆虫知识), 1998, 35(4): 233-237 ( in
Chinese)
[15]摇 Tang Q鄄Y (唐启义). DPS Data Processing System: Ex鄄
perimental Design, Statistical Analysis and Data Min鄄
ing. Beijing: Science Press, 2010: 371-376 ( in Chi鄄
nese)
[16]摇 Feng MG, Liu CL, Xu JH, et al. Modeling and biologi鄄
cal implication of time鄄dose鄄mortality data for the ento鄄
mophthoralean fungus, Zoophthora anhuiensis, on the
green peach aphid Myzus persicae. Journal of Inverte鄄
brate Pathology, 1998, 72: 246-251
[17]摇 Shi WB, Zhang L, Feng MG. Time鄄concentration鄄mor鄄
tality responses of carmine spider mite ( Acari: Tet鄄
ranychidae) females to three hypocrealean fungi as bio鄄
control agents. Biological Control, 2008, 46: 495-501
[18]摇 L俟 L鄄H (吕利华), He Y鄄R (何余容), Wu Y鄄J (武
亚敬 ), et al. The time鄄dose鄄mortality model of a
Paecilomyces fumosoroseus isolate on the diamondback
moth, Plutella xylostella. Acta Entomologica Sinica (昆
虫学报), 2007, 50(6): 567-573 (in Chinese)
[19]摇 Cai Y, Cheng ZS, Li CB, et al. Biological activity of
recombinant Spodoptera exigua multicapsid nucleopoly鄄
hedrovirus against Spodoptera exigua larvae. Biological
Control, 2010, 55: 178-185
[20]摇 Jiang J鄄X (蒋杰贤), Ji X鄄Y (季香云), Zeng A鄄P (曾
爱平), et al. Modeling of Spodoptera litura nuclear pol鄄
yhedral virus epidemic at different temperatures. Chinese
Journal of Applied Ecology (应用生态学报), 2006, 17
(2): 275-279 (in Chinese)
[21]摇 van Beek N, Hughes PR, Wood HA. Effects of incuba鄄
tion temperature on the dose鄄survival time relationship of
Trichoplusia ni larvae infected with Autographa californi鄄
ca nucleopolyhedrovirus. Journal of Invertebrate Patholo鄄
gy, 2000, 76: 185-190
[22]摇 Xu JH, Feng MG. The time鄄dose鄄mortality modeling
3021 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨振国等: 东莨菪内酯与双脱甲氧基姜黄素对朱砂叶螨致死效应模拟摇 摇 摇 摇 摇
and virulence indices for two entomophthoralean species,
Pandora delphacis and P. neoaphidis, against the green
peach aphid, Myzus persicae. Biological Control, 2000,
17: 29-34
[23]摇 Bao J鄄S (鲍佳生), Feng M鄄G (冯明光). Broomcorn
millet grain cultures of the obligate aphid pathogen
Zoophthora anhuiensis (Entomophthorales) and their in鄄
fectivity to Myzus persicae ( Hemiptera: Aphididae).
Acta Entomologica Sinica (昆虫学报), 2006, 49(3):
393-398 (in Chinese)
[24]摇 Dun Y鄄H (顿玉慧), Feng M鄄G (冯明光). Time鄄con鄄
centration鄄mortality modeling for responses of Myzus per鄄
sicae to low sublethal sprays of imidacloprid. Chinese
Journal of Applied Ecology (应用生态学报), 2004, 15
(4): 615-618 (in Chinese)
[25]摇 Zhang Y (张 摇 怡), Sun H鄄X (孙海霞). Time鄄con鄄
centration鄄mortality modeling for responses of Adonia
variegata (Goeze) larvae and Aphis sp. to imidacloprid.
Acta Agriculturae Boreali鄄Occidentalis Sinica (西北农业
学报), 2006, 15(6): 236-239 (in Chinese)
[26]摇 Xu W鄄Y (许文耀), You W鄄L (游文莉), Chen Z鄄Y
(陈章艳). The ‘ time鄄dose鄄mortality爷 model of the
mixture of emamectin benzoate and hexaflumuron on beet
armyworm. Entomological Journal of East China (华东
昆虫学报), 2004, 13(2): 84-90 (in Chinese)
[27]摇 Liang W (梁摇 为), Shi G鄄L (师光禄), Cheng J (成
军), et al. Study on mortality law of three kinds of
acaricidal active ingredients extracted from Stellera
chamaejasme L. Chinese Agricultural Science Bulletin
(中国农学通报), 2011, 27(9): 372-376 ( in Chi鄄
nese)
[28]摇 Xu L (徐摇 莉), Mao J (毛摇 杰), Tang Q鄄Y (唐启
义), et al. Acute toxicity of ginger essential oil to Dro鄄
sophila melanogaster. Chinese Journal of Applied Ecology
(应用生态学报), 2007, 18(8): 1827-1831 (in Chi鄄
nese)
[29]摇 Preisler HK, Robertson JL. Analysis of time鄄dose鄄mor鄄
tality data. Journal of Economic Entomology, 1989, 82:
1534-1542
[30]摇 Wang Z鄄M (王志明), Tan X鄄S (谭显胜), Zhou W
(周摇 玮), et al. Bioassay data analysis based on sup鄄
port vector regression. Acta Entomologica Sinica (昆虫
学报), 2010, 53(12): 1436-1441 (in Chinese)
作者简介摇 杨振国,男,1986 年生,硕士研究生.主要从事植
物源杀螨剂研究. E鄄mail: zhenguoyang@ qq. com
责任编辑摇 肖摇 红
402 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷