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山竹果皮提取物农药活性研究



全 文 :山竹果皮提取物农药活性研究①
叶火春 1)① 张 静 1) 周 颖 2) 肖建辉 3) 闫 超 1) 冯 岗 1)③
(1 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所 海南海口 571101;
2 黑龙江八一农垦大学农学院 黑龙江大庆 163319;
3海南大学环境与植物保护学院 海南海口 570208)
摘 要 探索山竹果皮提取物在农业中的杀虫抗菌活性, 为新型植物源农药的开发提供理论依据。 采用浸叶法
测定山竹果皮乙醇、 石油醚、 氯仿、 乙酸乙酯及正丁醇等 5种提取物对斜纹夜蛾 3龄幼虫拒食和毒杀活性; 以
生长速率法测定这 5种提取物对 12种植物病原真菌的抗菌活性。 结果显示: 山竹果皮提取物对斜纹夜蛾 3龄幼
虫均具有一定的拒食及毒杀作用 , 以氯仿提取物的拒食活性最高 , 其 24和 48 h拒食率分别为 72.51%和
65.75%; 而毒杀作用以石油醚提取物最强, 其处理 5d后, 斜纹夜蛾的校正死亡率为 53.70%。 抑菌试验显示山
竹氯仿提取物对芒果炭疽病菌、 水稻纹枯病菌、 番茄灰霉病菌和芒果蒂腐病菌等 4种植物病原真菌具有明显抑
制菌丝生长作用, 其 EC50值分别为 0.2305、 .4293、 0.2652和 0.3901mg/mL。 由此说明, 山竹果皮提取物具
有良好的杀虫抗菌活性, 基于山竹产物开发新型植物源农药具有潜在的利用价值。
关键词 山竹果皮 ; 提取物 ; 杀虫活性 ; 抗真菌活性 ; 植物保护
分类号 S482.1; Q946.8Doi : 10.12008/j.issn.1009-2196.2016.02.013
Pesticide Activity of the Extracts from the Pericarp of
Garcinia mangostana Linn
YE Huochun1) ZHANG Jing1) ZHOU Ying2)
XIAO Jianhui3) YAN Chao1) FENG Gang1)
(1 Environment and Plant Protection Institute, CATAS, Haikou, Hainan 571101;
2 Agronomy College, Heilongjiang Bayi Agriculture University, Daqing, Heilongjiang 163319;
3 College of Environment and Plant Protection, Hainan University, Haikou, Hainan 570208)
Abstract The insecticidal and antifungal activities of the extracts from the mangosteen pericarp was
evaluated to provide some evidence for new botanical pesticides development. The extracts of petroleum
ether, chloroform, ethyl acetate, and n-butanol were isolated from ethanol extract of mangosteen pericarp.
Insecticidal effects of five different polar extracts against the third instar larvae of Prodenia litura Fab. was
conducted by the method of leaf dipping and antifungal activity of the extracts against several
phytopathogenic fungi were assessed using mycelium growth rate assay. The results indicated that these
extracts had larvicidal and antifeedant activities. Among antifeedant activity the chloroform extract at 1
mg/mL was the most significant with antifeedant rate values of 72.51% and 65.75% for 24 hours and 48
hours, respectively. Besides, the petroleum ether extract exhibited the most significant larvicidal activity,
the corrected mortality of the larvae was 53.70% after treated 5 days. For the antifungal activity, the
chloroform extract against Colletotrichum gloeosporioides, Thanatephorus cucumeris, Botrytis cinerea and
Botryodiplodia theobromae, respectively corresponded to the EC50 values of 0.230 5, 0.429 3, 0.265 2 and
Vol.36, No.2
2016年2月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第36卷第2期
Feb. 2016
① 基金项目: 公益性行业(农业)科研专项(No.201503107-14)。
收稿日期: 2015-11-18; 责任编辑/张海东; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 叶火春, 男, 硕士, 研究实习员, 研究方向为新型杀菌剂研制及毒理研究。
③ 通讯作者: 冯 岗, 博士, 副研究, 研究方向为植物源农药和防治热区重要病虫害的绿色环保农药的研制与开发;
E-mail: feng8513@sina.com。
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叶火春 等 山竹果皮提取物农药活性研究
山竹(Garcinia mangostana Linn.), 又名莽吉
柿、 倒捻子等, 为热带常绿乔木植物, 主要分布于
东南亚国家, 中国海南、 福建、 广西、 云南、 台湾
均有规模化种植[1]。 山竹果(Mangosteen)主要作为
鲜食果实, 被誉为 “水果皇后”, 其果皮占单果鲜
重的52%~68%, 是一种优稀的厚皮果实[2]。 山竹果
皮呈深紫色, 性凉味涩, 在泰国等东南国家一直作
为传统医药, 用于治疗腹痛、 创伤、 痢疾等多种疾
病[3-4]。 在田间, 山竹果很少受到病虫害侵害, 这
可能与山竹果皮中含有抵抗害虫和植物病原菌为害
的物质有关[5]。 探究山竹果皮中抗病虫害的活性物
质, 对于山竹控制病虫害潜力的挖掘以及天然产物
中寻找活性先导物进而研发新型植物源农药具有重
要的意义。 近年来发现山竹果皮中的呫吨酮类、 黄
酮和多酚类等多类活性物质, 活性研究表明, 山竹
果皮具有抗炎、 抗肿瘤、 抗疟疾、 抗氧化活性、 抗
病毒、 抗菌等多种药理活性[6-8]。 在农业杀虫活性
方面, Bullangpoti等[9]报道了山竹果皮乙醇提取
物对米象毒杀活性, 处理 24 h的 LC50为(4.91±
1.19)%(w/v), 添加助效剂有利于提高提取物的毒
杀作用及对酯酶和谷胱甘肽 -s-转移酶的抑制活
性, 并后续报道了山竹果皮提取物对水稻褐飞虱毒
杀活性, 其中以乙醇提取物活性最高, 对褐飞虱3
龄幼虫的 LC50为4.5%(w/v)[10]。 在抗植物病原菌方
面, Yenjit等[11]研究报道了从山竹果皮丙酮提取
物中分离一种馏分(馏分5)在1000mg/L对瓜果腐霉
病菌和芒果炭疽病菌抑制率达到了57.6%和43.5%,
1000mg/L馏分5与750mg/L苯莱特对芒果炭疽病
的防效相当。 山竹提取物具有良好抗病虫害潜质,
但是目前利用山竹活性产物控制植物病虫害的研究
报道仍不多, 在中国尚未见报道。 本文旨在探讨山
竹果皮提取物的杀虫抗菌活性, 为山竹果皮在植物
保护应用中的开发利用提供依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
山竹果皮: 山竹购买于水果市场, 剥除果肉,
果皮用自来水冲洗后置于 50℃烘箱烘干, 粉碎成
30目供试。
供试昆虫: 斜纹夜蛾, 采集于中国热带农业科
学院环境与植物保护研究所试验基地中未施药的蓖
麻上, 于室内饲养繁殖多代, 挑取个体大小一致、
健康活泼的3龄中期幼虫供试。
主要试剂: 丙酮、 石油醚、 乙酸乙酯、 氯仿和
正丁醇均为分析纯, 均购至广州化学试剂厂。
1. 2 方法
1. 2. 1 山竹果皮提取物的制备
取干燥并粉碎的山竹果皮(壳)粉 376 g, 用适
量95%乙醇超声提取(30℃, 每次30min)3次, 合并提
取液, 抽滤, 减压回收乙醇得红褐色粘膏状提取物
103.8g。 取该提取物 90g充分分散于适量蒸馏水
中再转移至1000mL分液漏斗, 依次用石油醚、 乙
酸乙酯、 氯仿和正丁醇萃取分别萃取 3次(每次用溶
剂 100mL), 合并各萃取液, 减压浓缩得石油醚提取
物 1.69 g、 乙酸乙酯提取物 4.44 g、 氯仿提取物
9.67g、 正丁醇提取物30.56g。
1. 2. 2 杀虫活性测定
1. 2. 2. 1 毒杀活性
对斜纹夜蛾的毒杀作用测定采用浸叶法[12]。 提
取物用丙酮溶解, 并稀释成为 1 mg/mL的供试药
液。 将蓖麻叶剪成适量大小, 分别放入各供试药液
中浸渍3s后取出, 置于吸水纸上晾干, 然后将个
体大小一致的3龄幼虫经饥饿处理8h后放入装有
处理叶片的培养皿中, 培养皿底铺有滤纸保湿。 将
培养皿置于培养箱[T: (25±1)℃, RH=70%~80%]培养。
以丙酮为对照, 每浓度重复3次, 每重复20头虫。
试虫饲喂 48h后转喂正常叶片, 定时检查试虫死
亡情况, 以毛笔轻触虫体, 以完全不动者视为死
亡。 分别于试验后3d, 5d统计死虫数, 按照下面
公式计算校正死亡率。
0.390 1 mg/mL, had stronger antifungal effect than others extracts. The extracts of Garcinia mangostana
exhibited receivable insecticidal and antifungal activity and should be explored for Their potential as
botanical pesticide.
Keywords mangosteen pericarp ; extracts ; insecticidal activity ; antifungal activity ; plant protection
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2016年2月 第36卷第2期热带农业科学
校正死亡率=(处理死亡率-对照死亡率)/
(1-对照死亡率)×100%
1. 2. 2. 2 拒食活性
对 供 试 虫 的 拒 食 测 定 方 法 同
1. 2. 2. 1 毒杀方法, 试虫经处理叶片饲
喂 24、 48 h后, 检查试虫的取食叶片
面积, 依照下面公式进行计算拒食率。
拒食率/%=(对照组取食叶面积-
处理组取食叶面积)/对照组取食叶面
积×100%
1. 2. 3 抑菌活性
采用菌丝生长速率法测定提取物的
抑菌活性[13]。 分别将0.5g提取物用5ml
丙酮溶解, 再以无菌水稀释成10mg/ml
供试药液。 供试药液与定量灭菌的培养
基混合均匀后, 倒入直径为 9 cm的培
养皿内制成含毒培养基, 使药剂的供试浓度为 1
mg/mL, 每浓度重复 3次, 以不加提取物溶液为对
照。 用直径为 5mm的打孔器在培养好的供试菌菌
落边缘切下菌块, 置于培养皿中央, 黑暗中(25±
1)℃培养3~7d, 采用十字交叉法测量菌落扩展直
径, 按照下面公式求出菌丝生长抑制率。
抑制率/%=(对照菌落直径-处理菌落直径)/
(对照菌落直径-菌块直径)×100%
1. 3 数据分析
实验结果用SPSS 13.0进行统计分析, 采用单
因素方差分析 DMRT法多重比较, P<0.05为具有
差异显著性。
2 结果与分析
2. 1 山竹果皮提取物对斜纹夜蛾的拒食及毒杀作用
表1结果显示, 山竹果皮提取物对斜纹夜蛾 3
龄幼虫具有不同程度的拒食及毒杀作用, 其中以氯
仿提取物的拒食活性最高, 其24和48h的拒食率
可高达 72.51%和 65.76%; 乙醇提取物和石油醚提
取物在处理后 48h也有较好的拒食活性, 但其活
性低于氯仿提取物 , 其 48 h的拒食率分别为
61.56%和 56.27%。 毒杀结果显示, 石油醚提取物
对斜纹夜蛾3龄幼虫的活性最强, 处理后第5d的
校正死亡率为53.70%; 其它提取物活性相对较差,
其校正死亡率均小于45%。 5种山竹果皮提取物5d
后杀虫活性顺序为石油醚提取物>乙醇提取物>乙
酸乙酯提取物>氯仿提取物>正丁醇提取物。
2. 2 山竹果皮提取物对植物病原菌的抑菌作用
山竹果皮提取物对白菜黑斑病菌等 12种植物
病原真菌的抑菌活性结果表明, 山竹果皮乙醇提取
物及其各提取物均表现出一定的抑菌活性。 其中以
氯仿提取物活性最高, 对芒果炭疽病菌、 芒果蒂腐
病菌、 番茄灰霉病菌、 水稻纹枯病菌的抑制率分别
为 91.34%、 85.71%、 90.43%和 80.59%; 乙醇提取
物和石油醚提取物也有一定的抑制作用, 其活性总
体低于氯仿提取物, 乙酸乙酯提取物和正丁醇提取
物活性最差, 见表2所示。
根据表2筛选结果, 以对山竹果皮氯仿提取物
最为敏感的芒果炭疽病菌、 水稻纹枯病菌、 番茄灰
霉病菌、 芒果蒂腐病菌等4种植物病原真菌为研究
对象, 进一步测定其毒力。 结果表明, 山竹氯仿提
取物对芒果炭疽病菌等4种植物病原真菌均具有强
的抑制菌丝生长作用, 其 EC50值分别为 0.230 5、
0.4293、 0.2652和0.3901mg/mL, 详见表3。
3 结论与讨论
3. 1 结论
本研究结果表明, 山竹果皮提取物具有良好的
杀虫抑菌作用, 其对斜纹夜蛾3龄幼虫主要表现为
拒食和毒杀作用, 对芒果炭疽病菌显示出很强的抑
制菌丝生长作用, 且随着提取溶剂的不同, 其活性
表 1 山竹果皮提取物对斜纹夜蛾 3龄幼虫的拒食及毒杀作用
提取物
拒食率/% 校正死亡率/%
24h 3d 5d
乙醇
提取物
(53.20±3.83)
b
(31.11± .92)
b
(42.96±2.57)
b
石油醚
提取物
(48.82±2.69)
b
(41.48±2.57)
a
(53.70±3.21)
a
氯仿
提取物
(72.51±1.06)
a
(27.41± .49)
b
(32.22±1.92)
c
乙酸乙酯
提取物
(46.40±3.43)
b
(17.04±5.13)
c
(35.93±7.56)
bc
正丁醇
提取物
(33.50±3.71)
c
(10.37±0.64)
c
(21.48±1.28)
d
48h
(61.56±6.86)
ab
(56.27± .66)
b
(65.76±2.05)
a
(52.93±3.70)
b
(25.60±3.98)
c
说明: 表中同列数据后不同字母表示差异性显著(P<0.05)。
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叶火春 等 山竹果皮提取物农药活性研究
表 3 山竹果皮氯仿提取物对 4种植物病原真菌的毒力
供试病原菌 毒力回归方程(Y) 相关系数(r) EC50/(mg·mL-1) 95%FL/(mg·mL-1)
芒果炭疽病菌 1.6395x+6.0448 0.9922 0.2305 0.2147~0.2476
水稻纹枯病菌 1.3951x+5.5124 0.9950 0.4293 0.3795~0.4855
番茄灰霉病菌 1.4718x+5.8485 0.9723 0.2652 0.2410~0. 918
芒果蒂腐病菌 1.2277x+5.5019 0.9945 0.3901 0.3383~0.4499
表 2 山竹果皮提取物对 12种植物病原真菌的菌丝生长抑制作用
处 理
抑制率/%
乙醇提取物 石油醚提取物 氯仿提取物 乙酸乙酯提取物 正丁醇提取物
白菜黑斑病菌 50.00 37.14 35.24 25.71 26.67
烟草赤星病菌 78.74 51.97 62.20 48.03 10.24
芒果炭疽病菌 85.83 78.74 91.34 73.23 25.98
芒果蒂腐病菌 76.69 62.41 85.71 48.12 12.78
玉米大斑病菌 66.67 46.91 61.73 28.40 25.93
番茄早疫病菌 55.96 63.30 46.79 50.46 13.76
番茄灰霉病菌 70.43 62.61 90.43 54.78 22.61
水稻稻瘟病菌 8.66 16.54 44.88 19.69 23.15
水稻纹枯病菌 58.24 64.71 80.59 54.12 39.41
西瓜枯萎病菌 41.72 47.68 35.10 18.54 25.17
香蕉枯萎病菌 18.00 38.00 29.00 35.00 4.50
辣椒疫霉病菌 26.73 49.50 55.45 32.67 28.71
有着明显差异。 总体而言, 山竹果皮的石油醚提取
物主要展现出杀虫活性, 而氯仿提取物则表现出明
显的抑菌作用。
3. 2 讨论
在杀虫活性方面, 已有研究表明, 山竹果皮活
性物质对米象、 褐飞虱、 蚊子及马铃薯叶甲等多种
害虫具有毒杀作用 , 主要表现为杀幼虫活性
[9-10,14-15]。 Kim和Lan[15]探讨了α-倒捻子素(山竹呫吨酮
类产物主要化合物之一)对马铃薯叶甲毒杀活性, 发现
其对马铃薯叶甲幼虫毒杀活性较弱于对蚊子杀幼虫
活性, 主要表现为杀幼虫活性和拒食活性, 这与本
研究中山竹果皮提取物对斜纹夜蛾以拒食和毒杀两
种方式杀虫活性结果相一致。 山竹果皮提取物对上
述几种农业害虫毒杀高低不一, 仍有待进一步的探
究其活性物质的杀虫谱及构效关系。
山竹果皮提取物的抗菌活性主要表现在抗真菌
和细菌方面, 但其研究报道的山竹果皮提取物不尽
相同。 Gopalakrishnan等[16]测试了山竹果皮中的
呫吨酮类化合物及其衍生物对棉花枯萎病菌、 木豆
叶萎蔫病菌、 水稻胡麻叶斑病菌等3种植物病原真
菌抑制活性, 研究发现山竹呫吨酮类化合物具有良
好抗菌活性, 经A和C环修
饰也具有一定的抗菌活性。
Yenjit等[11]研究报道了从
山竹丙酮提取物中分离一种
馏分(馏分5)在1000mg/L对
瓜果腐霉菌和芒果炭疽病菌
抑 制 率 达 到 了 57.6%和
43.5%, 1 000 mg/L该馏份
与 750 mg/L苯莱特对芒果
炭疽病的防效相当, 这与本
研究中山竹果皮提取物对芒
果炭疽病菌的抗菌活性结果
相符。 本研究中以氯仿提取
物在1000mg/L时对芒果炭
疽菌的抑制率最高, 达到了
9 .34%, 表明随着提取溶剂
不同 , 其活性有着明显差
异。 郑新川等[17]从山竹果壳
中分离获得 3种具抗 LPS
(lipopolysaccharide,拮抗细菌内毒素)活性的化合物,
经结构鉴定为表儿茶素、 α-倒捻子素和 γ-倒捻子
素, 其中表儿茶素是山竹产物中新发现一种抗 LPS
活性物质。
本研究中杀虫抗菌活性最高的山竹果皮提取物
分别为石油醚和氯仿提取物, 推测山竹果皮提取物
中杀虫抑菌活性物质不尽相同, 仍需进一步对其活
性成分进行分离鉴定。 山竹果皮提取物具有低毒,
低残留, 广谱等优点, 深入研究其提取物的杀虫抗
菌活性成分, 对于从山竹产物中寻找农药活性的先
导物进而研发新型植物源农药具有重要的意义。
参考文献
[1]蒋侬辉, 李春雨, 戴宏芬, 等.山竹的食用药用价值及
综合利用研究进展[J].广东农业科学 , 2011(03):
50-53.
[2]陈海光, 刘朝霞, 于立梅.山竹果皮中多酚类物质的
抗氧化性研究[J].食品工业科技, 2011(09): 107-109.
[3] Pedraza-Chaverri J, Cardenas-Rodriguez N, Oroz-
co-Ibarra M, et al. Medicinal properties of man-
gosteen (Garcinia mangostana)[J].Food and Chemical
Toxicology, 2008,46(10): 3227-3239.
67- -
2016年2月 第36卷第2期热带农业科学
[4]周逢芳, 蔡彬新, 周兰云.山竹果皮提取物抗氧化活
性研究[J].食品研究与开发, 2012(05): 4-7.
[5]陈 兵, 蒋菊生, 刘贝贝, 等.海南山竹子产业发展
现状及建议[J].中国热带农业, 2013(05): 22-24.
[6]Gutierrez-Orozco F, Failla M L. Biological activi-
ties and bioavailability of mangosteen xanthones:
a critical review of the current evidence[J]. Nu-
trients, 2013, 5(8): 3 163-3 183.
[7]王新雨, 胡明月, 王 丽, 等.山竹外果皮生物活性及
临床应用研究进展[J].亚太传统医药 , 2012(11):
169-170.
[8]赵骁宇, 徐 增, 蓝文健, 等.山竹的化学成分及其
呫吨酮类化合物的药理作用研究进展[J].中草药 ,
2013(08): 1 052-1 061.
[9]Bullangpoti V, Visetson S, Milne J, et al. Effects
of Mangosteens Peels and Rambutan’ s Seeds on
Toxicity, Esterase and Glutathione-S-transferase
in Rice Weevil (Sitophilus oryzae L.)[J]. Kasetsart
Journal(Natural Science), 2004, 38: 84-89.
[10] Bullangpoti V, Visetson S, Milne J, et al. Ef-
fects of alpha-mangostin from mangosteen peri-
carp extract and imidacloprid onNilaparvata lugens
(Stal.) and non-target organisms: toxicity and
detoxification mechanism[J]. Communications in
Agricultural and Applied Biological Sciences,
2007, 72(3): 431-441.
[11] Yenjit P, Issarakraisila M, Intana W, et al.
Efficacy of extracted substances from the peri-
carp ofGarcinia mangostana to control major dis-
eases of tropical fruits in the laboratory[J].
Acta H rticulturae, 2008, 787: 314-339.
[12]施 蕊, 李 彪, 华 燕, 等.苦葛藤提取物对玉米
蚜虫的杀虫活性初报 农药, 2011(11): 851-852.
[13]韩兴帅, 许 丹, 冯俊涛, 等.天名精内酯酮的抑菌
活性[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),
2014(08): 178-184.
[14] Lan Q, Kim. M. Use of alpha-mangostin as a
mosquito larvicide [P]. WO2008148127 A3.
2008-12-4.
[15]Kim M, Lan. Q. Larvicidal activity ofα-mangostin
in the Colorado potato beetle,Leptinotarsa dec m-
lineata[J]. Journal of Pesticide Science, 2011,
36(3): 370-375.
[16]Gopalakrishnan G, Banumathi B, Suresh G. Evalu-
ation of the antifungal activity of natural
xa thon s fromGarcinia mangostana and their syn-
thetic d rivatives[J]. Journal of Natural Prod-
ucts, 1997, 60(5): 519-524.
[17]郑新川, 胥秀英, 傅善权, 等.山竹抗细菌内毒素有
效成分的研究[J].重庆理工大学学报(自然科学),
2011(04): 33-39.
68- -