全 文 :文章编号:1005- 0906(2010)02- 0125- 03
白藓不同部位水蒸气蒸馏液对玉米蚜
生物活性的影响研究
乔淑芬,顾地周,潘 石
(通化师范学院生物系,吉林 通化 134002)
摘 要:利用均匀设计法研究了白藓根、茎和叶水蒸气蒸馏液对玉米蚜的生物活性。结果表明:白藓根的水蒸
气蒸馏液对玉米蚜具有触杀和拒食作用,24 h和 48 h的致死中浓度(LC50)分别为 6.48 mg/L和 6.77 mg/L,48 h的致死
率达 99.8%。白藓叶的水蒸气蒸馏液只有拒食作用,且拒食作用的效果比根更加显著,对玉米蚜 24 h和 48 h的拒食
中浓度(AFC50)分别为 11.45 mg/L和 9.88 mg/L,其中 48 h的拒食率达 92.5%。白藓茎的水蒸气蒸馏液触杀和拒食作用
均不明显。
关键词:白藓;玉米蚜;生物活性
中图分类号:S435.132 文献标识码:A
Bioactivity Study of the Wet Distillation Liquid Against
Rhopalosiphum maidis (Fitch) from Various Parts of
Dictamnus dasycarpus Turcz.
QIAO Shu- fen, GUDi- zhou, PAN Shi
(Department of Biology, Tonghua Normal University, Tonghua 134002, China)
Abstract: Studied bioactivity of the wet distillation liquid against Rhopalosiphum maidis (Fitch) from the roots,
stems and leaves ofDictamnus dasycarpus Turcz. with uniform design. The results showed that the wet distillation liq-
uid from the roots ofDictamnus dasycarpus had contact toxicity and anti- feedant activity with 24 h and 48 h LC50 val-
ue of 6.48 mg/L and 6.77mg/L, the 48 h rate of death was 99.8%. The wet distillation liquid of leaves had only an-
tifeedant activity with 24 h and 48 h AFC50 value of 11.45 mg/L and 9.88 mg/L, the 48 h rate of antifeedant was
92.5%, and antifeedant effect was stronger than the roots. The wet distillation liquid of the stems showed no obvious
effect of contact toxicity and anti- feeding activity.
Key words: Dictamnus dasycarpus Turcz.; Rhopalosiphum maidis (Fitch); Bioactivity
白藓(Dictamnus dasycarpus Turcz.)隶属于芸香
科中的多年生宿根草本植物,全株具有特异的刺激
香气。其根皮可供药用,主治疮疡、湿疹、疥癣、皮肤
瘙痒等症。目前对白藓用于农业害虫防治方面的研
究报道极少,特别是利用白藓不同部位对农业害虫
的生物活性研究未见报道。玉米蚜[Rhopalosiphum
maidis(Fitch)]又名玉米缢管蚜,主要危害玉米,也危
收稿日期:2009- 10- 14
基金项目:吉林省教育厅自然科学基金资助项目[(2003)- 65]
作者简介:乔淑芬(1962- ),女,吉林通化人,副教授,主要从事昆虫
生理研究。Tel:0435- 3208073
E- mail:qiaoshufen@126.com
害高粱、小麦、大麦、谷子、芦苇等。以成、若蚜刺吸汁
液,常导致叶面生霉变黑,影响光合作用,并能传播
玉米病毒病,危害极大。本文以玉米蚜为测试昆虫,
研究测定白藓根、茎、叶中水蒸气蒸馏液对玉米蚜的
生物活性,并应用均匀设计法对数据进行分析和处
理,获得白藓根、茎、叶不同器官对玉米蚜触杀和拒
食作用效果。
1 材料与方法
1.1 供试植物和昆虫
白藓采自于通化师范学院后山坡上。将根、茎、
叶取下分别用清水洗净表面泥土后备用。玉米蚜捕
自于通化市六道沟玉米种植田内。选取大小一致、生
玉 米 科 学 2010,18(2):125~127,132 Journal of Maize Sciences
DOI:10.13597/j.cnki.maize.science.2010.02.005
长状况良好的为供试虫。将其培养在装有 3层保湿
滤纸的 500 mL烧杯中,室内条件:温度(25±2)℃,相
对湿度 60%~70%,光照强度 700 lx。
1.2 蒸馏液制备及方法
称取白藓根、茎、叶各 10 g,分别放入研钵中捣
成碎屑,再用蒸馏水浸泡 12 h后进行水蒸气蒸馏,
共蒸馏 3次,每次均用 2层纱布进行过滤。将 3次水
馏液混合后直接定容。根、茎、叶蒸馏混合液均制备
成质量浓度为 10.0、12.5、15.0、17.5、20.0、22.5、25.0
mg/L。
1.3 白藓根、茎、叶对玉米蚜的触杀和拒食活性
测定
1.3.1 触杀活性测定
采用浸虫法,将玉米蚜放入圆桶状滤网中,浸没
于不同质量浓度的水蒸气蒸馏液(混合液加入少量
的洗衣粉)中处理 10 s后迅速取出,置于盛有鲜嫩玉
米叶的培养皿(培养皿底部垫有 4层保湿滤纸)中。
每次处理 20只蚜虫,重复 3次,蒸馏水作同样处理
为对照。在培养温度 (25±2)℃、相对湿度 60%~
70%、光照强度 700 lx的培养箱内观察,于 24、48 h
后观察玉米蚜的死亡情况。统计并计算出死亡率、校
正死亡率和致死中浓度(LC50)。死亡率 =(死亡虫数 /
供试总虫数)×100%;校正死亡率 =[(处理组死亡率
- 对照组死亡率)/(1- 对照组死亡率)]×100%。
1.3.2 拒食活性测定
采用浸叶法将鲜嫩玉米叶用打孔器打成叶碟
(直径为 2.0 cm),放入供试样品内浸泡 10 s后取出
放入烧杯中,每个烧杯放入 3片叶碟。于叶片中央接
入已饥饿 6 h的玉米蚜 20只,重复 3次,以蒸馏水
作同样处理为对照。于 24 h后分别统计对照组和处
理组叶碟上玉米蚜的栖息数,48 h后再次统计栖息
数。计算栖息率和拒食率,根据平均栖息率计算出拒
食率和拒食中浓度(AFC50)。栖息率 =(处理组蚜虫栖
息数 /每个处理蚜虫总数)×100%,拒食率 =[(对照
组蚜虫栖息数 - 处理组蚜虫栖息数)/处理组蚜虫总
数]×100%。
1.4 数据分析与处理
采用均匀设计法,选用 U11(113)均匀表及利用均
匀设计(Uniform Design)软件对实验数据进行分析与
处理,以考察白藓根、茎、叶不同浓度的水蒸气蒸馏
液对玉米蚜触杀和拒食作用的效果。
2 结果与分析
2.1 白藓根、茎、叶对玉米蚜的触杀作用
x1 x2 x3 y1 y2 y3 y4
1 10.0 20.0 25.0 75.0(72.5) 78.0(75.0) 82.6 91.5
2 12.5 25.0 15.0 79.0(77.4) 79.6(79.6) 59.0 67.0
3 15.0 17.5 25.0 82.0(80.8) 86.0(85.3) 85.4 92.5
4 17.5 22.5 22.5 90.0(88.6) 91.0(90.0) 77.0 86.3
5 20.0 15.0 12.5 93.0(91.0) 97.0(96.2) 54.3 62.0
6 22.5 20.0 22.5 95.0(93.3) 96.1(95.5) 78.2 86.7
7 25.0 12.5 20.0 99.0(97.4) 99.5(99.0) 72.7 80.0
8 20.0 25.0 10.0 85.0(83.5) 91.1(90.5) 46.8 55.0
9 22.5 10.0 20.0 95.0(93.0) 98.0(97.4) 72.8 81.8
10 25.0 22.5 17.5 98.0(96.0) 99.8(99.8) 67.0 76.4
注:x1为根的水蒸气蒸馏液质量浓度;x2为茎的水蒸气蒸馏液质量浓度;x3为叶的水蒸气蒸馏液质量浓度;y1为 24 h触杀致死率;y2为 48
h触杀致死率;y3为 24 h拒食率;y4为 48 h拒食率。括号内数值分别代表 y1、y2在 24 h和 48 h的校正触杀致死率。
Note: x1 is the root of the steam distillation concentration for liquid water, x2 is the stem of steam distillation concentration for liquid water; x3 is the
leaves of the steam distillation concentration for liquid water; y1 indicates the lethality for the 24 h contact toxicity; y2 indicates the lethality for
the 48 h contact toxicity; y3 for 24 h antifeedant rate; y4 for 48 h antifeedant rate. The values in the brackets represent the correction of y1, y2 at
24 h and 48 h contact toxicitymortality rate.
处 理
Treatment
因素(mg/L)
Element
致死率(%)
Lethality
拒食率 (%)
Antifeedant rate
表 1 白藓对玉米蚜的触杀和拒食活性 U10(103)均匀设计实验结果
Table 1 The results of uniform design ofDictamnus dasycarpus Turcz on the contact toxicity and antifeedant activity U10(103)
玉米蚜被水蒸气蒸馏液浸泡后,先是振翅抖动
身体,然后无方向爬动,接着活动速度逐渐减慢直至
静止不动,处于瘫痪或麻痹状态,继续观察发现大部
分个体不能恢复常态,直至死亡,死亡状态为静止,
18卷玉 米 科 学126
非栖息状态。24 h以内的观察和统计发现,极少数玉
米蚜瘫痪或麻痹一段时间后还能恢复轻微活动,但
表现出明显的非取食现象,直至死亡。实验数据通过
均匀设计软件分析处理后 24 h的触杀结果表明,白
藓根的水蒸气蒸馏液对玉米蚜触杀作用显著,随着
水蒸气蒸馏液质量浓度的增大校正触杀死亡率也随
之升高;由 48 h的毒力回归方程可知,白藓根的水
蒸气蒸馏液对玉米蚜保持较好的触杀作用,当根的
水蒸气蒸馏液质量浓度为 25.00 mg/L时,其 48 h校
正触杀致死率可达 99.8%,24 h和 48 h的致死中浓
度(LC50)分别为 6.48 mg/L和 6.77 mg/L(表 2)。另外,
由回归分析结果可知,白藓茎和叶的水蒸气蒸馏液
对玉米蚜的触杀活性不明显。
2.2 白藓根、茎、叶对玉米蚜的拒食作用
玉米蚜在叶碟上的栖息数比在对照叶片上少,
高质量浓度处理叶碟又比低质量浓度处理叶碟显著
减少。由 24 h的回归分析结果表明,白藓叶和根的
水蒸气蒸馏液对玉米蚜均具有拒食作用,而茎的水
蒸气蒸馏液拒食作用不明显。由 24 h和 48 h叶和根
的拒食贡献率[U(3)/U=96.1%和 U(1)/U=0.285%、U(3)/U=
96.3%和 U(1)/U=0.360%]得知叶的水蒸气蒸馏液对玉
米蚜的拒食贡献远远大于根,说明叶的水蒸气蒸馏
液比根的作用显著。叶的水蒸气蒸馏液对玉米蚜的
拒食作用显著,且随质量浓度的增大和时间的延长
拒食率升高。24 h和 48 h叶的水蒸气蒸馏液拒食中
浓度(AFC50)值分别为 11.45 mg/L和 9.88 mg/L(表 2)。
叶的水蒸气蒸馏液对玉米蚜的处理时间长短不同拒
食率也不相同。其中 48 h的拒食率高达 92.5%,高
于 24 h的拒食率,说明 48 h的拒食活性明显高于
24 h的拒食活性。
触杀活性 24 h y1=57.6+1.56X1 (1.196 8~1.930 3) 0.118 5 6.48(3.79~11.05) 0.961 0 F(0.05,1,8)=5.318 96.65
触杀活性 48 h y2=60.3+1.61X1 (1.329 5~1.887 6) 0.099 4 6.77(4.33~10.61) 0.978 1 F(0.05,1,8)=5.318 176.60
拒食活性 24 h y3=20.0+0.135X1+2.48X3 0.052 2 11.45(9.05~14.50) 0.998 2 F(0.05,2,7)=4.737 982.70
捕食活性 48 h y4=27.5+0.153X1+2.50X3 0.056 9 9.88(7.64~12.77) 0.998 3 F(0.05,2,7)=4.737 1 041.00
注:样本容量N=10,显著性水平 α=0.05,LC50或 AFC50括号内为 95%的置信区间。24 h和 48 h叶和根的拒食贡献率分别为 U(3)/U=96.1%,
U(1)/U=0.285%;U(3)/U=96.3%,U(1)/U=0.360%,叶的水蒸气蒸馏液对玉米蚜的拒食贡献远远大于根,测定拒食中浓度 AFC50值以叶为准。
Note: Sample size N=10, significance level α=0.05, LC50 or AFC50 in the brackets indicates 95% confidence interval. 24 h and 48 h antifeedant
contribution rate of leaves and roots are respectively U(3)/U= 96.1%, U(1)/U= 0.285%; U(3)/U= 96.3%, U(1)/U=0.360 %, leaves by steam distillation
of the liquid water on maize Rhopalosiphum maidis (Fitch) antifeedant contribution are far greater than the root, concentration measured in
antifeedant AFC50 values with leaves as the standard.
测定类别
Tested class
毒力回归方程
Virulence regression
equation
b值 95%置信限
b value of 95%
confidence limits
标准误差
Standard error
LC50或 AFC50
(mg/L)
复相关系数(r)
Multiple correlative
coefficient
临界值
Threshold
检验值(Ft)
Test value
表 2 白藓对玉米蚜的触杀和拒食活性回归分析
Table 2 The regression analysis results ofDictamnus dasycarpus Turcz on the contact toxicity and
antifeedant activity ofRhopalosiphum maidis(Fitch)
3 结论与讨论
通过白藓根、茎、叶水蒸气蒸馏液对玉米蚜的触
杀和拒食活性测定结果得知, 白藓植株中含有对玉
米蚜触杀和拒食显著作用的生物活性物质,不同部
位的水蒸气蒸馏液触杀和拒食效果不同。
在触杀试验中,24 h的毒力回归方程分析表明,
白藓根、茎、叶器官中,只有根的水蒸气蒸馏液对玉
米蚜虫具有较好的触杀作用,24 h校正触杀致死率
高达 97.4%,说明白藓根中具有触杀作用的生物活
性物质且能被水蒸气蒸馏提取出来。48 h的毒力回
归方程分析结果,根的水蒸气蒸馏液对玉米蚜保持
较好的触杀作用,48 h校正触杀致死率达到 99.8%,
触杀中浓度 LC50值为 6.77 mg/L,致死率均比 24 h
高。分析原因可能是以下几种情况:一是白藓根中起
触杀作用的活性物质含量多;二是白藓根中起触杀
作用的活性物质极易被水蒸气蒸馏提取;三是白藓
根中起触杀作用的活性物质在蒸馏液中能保持较好
的稳定性;四是白藓根中含有多种具有触杀活性的
物质,而各触杀活性物质作用机理或发挥作用的快
慢不同,随着时间的延长均表现出触杀作用,使触杀
效果逐渐增强。茎和叶的水蒸气蒸馏液对玉米蚜的
触杀作用不明显,分析原因可能是以下几种情况:一
是白藓茎、叶中具有触杀活性的物质量不多;二是
茎、叶中具有触杀活性的物质不易被水蒸气蒸馏提
取;三是茎、叶中的触杀活性物质没有(下转第 132页)
127乔淑芬等:白藓不同部位水蒸气蒸馏液对玉米蚜生物活性的影响研究2期
(上接第 127页)根中的触杀活性物质稳定;四是茎、叶
中的触杀活性物质易被玉米蚜产生抗药免疫力。
在拒食试验中,24 h的毒力回归方程分析结表
明白藓根、茎、叶器官中,叶的水蒸气蒸馏液对玉米
蚜拒食作用效果显著,根有一定的拒食作用,而茎的
拒食作用不明显。说明白藓根和叶中含有对玉米蚜
起拒食作用的生物活性物质且能通过水蒸气蒸馏提
取出来。从 48 h的拒食活性分析看出,叶的水蒸气
蒸馏液仍然保持着显著的拒食效果。24 h和 48 h的
叶水蒸气蒸馏液拒食中浓度 (AFC50) 值分别为 11.45
mg/L和 9.88 mg/L,且 48 h的拒食率均高于 24 h,这
可能是白藓叶中含有多种起拒食作用的生物活性物
质,而不同活性物质发挥作用的快慢可能存在差异。
从 24 h和 48 h叶和根的拒食贡献率 [U(3)/U=96.1%
和 U(1)/U=0.285%、U(3)/U=96.3%和 U(1)/U=0.360%]可
知,虽然根和叶中水蒸气蒸馏液对玉米蚜都有拒食
作用,但叶的拒食作用远远大于根,可能是叶中含有
多种拒食活性物质,这些活性物质发挥作用的效果
强于根。茎的水蒸气蒸馏液对玉米蚜拒食效果不明
显,原因可能是茎中含拒食活性物质的量较少或茎
中起拒食作用的活性物质不易被水蒸气蒸馏提取,
使得茎的水蒸气蒸馏液中拒食活性物质含量少效果
不明显;还有可能是玉米蚜对茎中所含有的拒食活
性物质具有较强的免疫抗性等。
实验研究证实了白藓不仅具有药用价值,也可
作为植物源农药资源。因此,实验结果一方面丰富植
物源药库及利用白藓进一步研究和开发新型的植物
源农药提供一定的参考;另一方面为综合开发、充分
利用白藓植株的不同部位,以提高白藓资源的利用
率提供理论依据。关于白藓植株不同部位起杀虫作
用的生物活性物质的有效成分分析、构效关系、作用
机制以及应用技术等方面有待进一步研究。
参考文献:
[1] 邓志勇,邓业成,刘艳华 .木荷提取物对小菜蛾和菜青虫的拒食
活性[J] .农药,2007,46(12):854- 856 .
[2] 梁 瑞,杨敏丽 .穗花马先蒿对小菜蛾的生物活性[J] .农药,2008,
47(3):228- 230 .
[3] 徐向荣,蒋红云,张燕宁,等 .牵牛子浸提液物对小菜蛾的生物活
性[J] .农药,2006,45(2):125- 128 .
[4] 方开泰 .均匀设计——数论方法在试验设计的应用[J] .应用数学
学报,1980,3(4):363- 372 .
[5] 顾地周,车喜全,王立斌,等 .半夏提取液对大豆蚜虫生物活性及
活性剂量的初步筛选[J] .农药,2008,47(12):927- 929 .
[6] 乔淑芬,顾地周,车喜全,等 .基于均匀设计法评价节蓼对麦长管
蚜的生物活性[J] .农药,2009,48(6):450- 454 .
(责任编辑:姜媛媛)
低廉且操作简单,易于技术推广。
本试验建立了地面覆盖度与叶面积指数和干物
质积累的指数回归模型,模型的相关性较高。但考虑
到在夏玉米的生育前期种植密度是影响群体叶面积
指数大小、干物质和下部叶片荫蔽程度的重要因素,
在预测模型中引入密度因素后用多元回归重新对模
型进行拟和,经检验分析表明,在 LAI 预测模型中
加入密度因素确实提高了模型的估算精度,但同样
方法不适用于干物质积累模型。
试验和研究只对郑单 958品种实现了叶面积指
数模型和干物质积累模型的建立及校验,而在不同
行距配置、不同品种条件下,覆盖度与玉米的叶面积
指数和干物质积累的关系会发生相应的变化。要实
现用覆盖度对这两个农学参数的精确估算,必须校
正模型中的有关参数,由于条件的限制,相关参数校
正过程还需作进一步研究。
参考文献:
[1] 杨邦杰,裴志远 .农作物长势的定义与遥感监测[J] .农业工程学
报,1999,15(3):214- 218.
[2] 李卫国,李秉柏 .作物长势遥感监测应用现状和展望[J] .江苏农
业科学,2006(3):12- 15 .
[3] 李郁竹 .冬小麦气象卫星遥感动态监测与估产[M] .北京:气象出
版社,1993 .
[4] 段爱旺 .作物群体叶面积指数的测定[J] .灌溉排水,1996,15(1):
50- 53.
[5] 王桂琴,郑丽敏,朱 虹,等 .图像处理技术在冬小麦叶面积指数
测定中的应用[J] .麦类作物学报,2004(4):108- 112 .
[6] 吕丽华,王 璞,易镇邪,等 .密度对夏玉米品种光合特性和产量
性状的影响[J] .玉米科学,2007,15(2):79- 81 .
[7] Wu B F, Liu C L. Crop Growth Monitor Systemwith Coupling of NOAA
and VGTData [A]. Vegetation 2000 proceedings, 2000.
[8] 郭艳艳,李绍明,朱德海 .数字图像处理技术在玉米种植中的应
用[J] .中国种业,2008(6):10- 11 .
[9] Adamson F J, Paul J P, Jr E MBames, et al. Measuring wheat senes-
cence with a digital camera[J]. Crop Sci., 1999, 39: 719- 724.
[10] Lukina E, Stone M, Raun W. Estimating vegetation coverage in wheat
using digital images[J]. Plant Nutri., 1999, 22(2): 341- 350.
(责任编辑:朴红梅)
18卷玉 米 科 学132
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!