全 文 :第 卷 第 期 广西师范 大学学报 : 自 然科学版
年 月 :
加拿大一枝黄花和南美蟛蜞菊精油 的
杀虫活性及化学成分
邓 业成〃 , 李瑞钰 〃 , 杨 林林〃 , 钟 慧〃 , 周 秋艳〃 , 卿 朕〃
珍稀濒危动植物生态与环境保护 省部共建教育部重点实验室 广西 桂林
广西师范大学 生命科学学院 , 广西 桂林
摘 要 : 本文研究外来入侵植物 加拿大一枝黄花 和南美蟛蜞菊精油 的杀 虫活 性及化 学成分 , 结果表 明 , 种植
物精油对 种储粮害 虫有熏蒸 和触杀 活性 。 加 拿大一枝黄花精 油 对 赤 拟谷 盗 、 玉米 象 和绿 豆 象的 熏 蒸 。
分别 为 、 和 对赤拟谷盗 的熏蒸毒力 最高 ; 触杀 分别 为 」 、 ; 和
头 , 对玉米 象的 触杀毒力最高 。 南美蟛 蜞菊精 油 对赤拟谷盗 、 玉 米象和 绿豆 象 的熏蒸 。 分
别 为 、 和 , 对 绿豆 象 的 熏 蒸毒 力最高 ; 触杀 。 分别 为 」 、 和
头 , 对绿豆象的触杀毒力 最高 。 种植物精 油 对绿豆 象均有 种群 抑 制作用 , 精油 浓 度 为
时 , 加拿大一枝黄花精油 的 种 群抑制 率 为 , 南 美 蟛蜞菊精 油 的 种 群抑制 率 为
。 利 用气相色谱 质谱 联用技术对 种 植物 精 油 成分 进行 分析 , 加 拿 大一 枝 黄花 精油 共鉴 定 出
个化合物 , 其 中 大根香叶 烯 是 最主要成分 ; 南美蟛蜞菊精 油 共鉴定出 个化合物 , 其 中 只 蒎烯 、 柠檬
烯和 水芹烯是 主要成分 。
关键词 : 加拿 大一枝黄花 ; 南美蟛蜞菊 精 油 ; 杀 虫 活性 ; 化学成分
中 图 分类号 : 文献标识码 : 文章编号 :
外来植物 人侵 已 成为 全球性 问题 。 我 国 是外来植物人侵严重的 国家 之一 , 据统计 , 我 国 已 知外来入 侵
植物达 种 。 外莱植物 入侵不仅破坏生 态系统 , 威 胁本 地物种 的 生 存 , 导致 生物多 样性 丧失 , 还 严重威
胁着 农林业 生产的 发展 , 甚 至直接影 响人类健康 。 外 来人侵植物生态适应 能力 极强 , 在人侵地的种 群建立
和 发展迅速 , 给 防 治工作带 来极大困 难⑴ 。 人侵植物 生态适应能力 强的 原 因 除 了 与其本身 的生物 学特性
有关外 , 其产生的 丰富多 彩的生 态 化学物质也有重要作用 。 这些 生态化学物质具有杀虫 、 抗 菌和 除草等 多
种生物 活性 , 可保护人侵植物免受其他有害生物 的危 害 。 因 此外来人侵植物产 生 的 生态 化学物质 是优 良
的 植物保护剂 , 具有开发利用 价值 。 如果将外来 入侵植物 开发 成植 物源农药 进行利 用 , 就能 变害为 利 , 既
可控制人侵植物 的危害 , 又能生产出 对环境安全 的无公害植物 源农药产品 。
加拿 大一枝黄花 原产美 国 和 加拿大 在我 国 作为观赏植物 引 人栽 培 , 后逸生
为危害严重 的 杂草 , 蔓延速度快 , 严重破坏生态环境 , 危害农业生产 , 是一 种世界性 杂草 , 也是 我国 人侵植
物重点 防治对 象 。 目 前 , 人们 已 对加 拿大 一 枝黄花 的 人侵机理 、 化感 作用 、 防 治对策 等 方 面进 行 了 研
究 。 等研究发 现 , 加拿大一 枝黄花体 内 的倍半萜烯大根香 叶烯 对昆 虫的 行为有强 烈 影 响⑷ 。
张劲 松等研究 了 加拿 大一枝黄花挥发 油 的抗菌活性 , 发现 其对大肠 杆菌和 枯草 芽孢 杆菌具有 显著的抑 制
活性 。 王 开金等研究 了加 拿大一枝黄 花精油对水稻 纹枯病菌等 种植物病原真 菌 的抗菌 活 性 , 发现 其
对水 稻纹枯病菌和黄 瓜立枯病菌 的抑制 效果最为 显著 , 对番 茄灰霉病菌抑 制能 力 中 等 , 对 番茄 早疫病菌 、
菜豆 炭疽病 菌和 葡萄炭疽病菌抑 制作 用差 。
南美蟛 蜞菊 办 原产热带美洲 , 在全球热带地区广泛 分布 , 我 国于 世纪
收稿 日 期 :
基金项 目 : 广西 自 然科学基 金资 助项 目 ( ; 广西 高校科研资 助 项 目 (
通信联 系人 邓业成 ( — ) , 男 , 广 西全州 人 , 广西 师 范大学教授 , 博 士 。
第 期 邓业成 等 : 加 拿大 一枝黄花 和南 美蟛蜞菊精 油 的 杀 虫活性及化 学成分
年代作为 地被植 物 引 入栽 培 , 分布 于 香港 、 广 东 、 海南 、 台 湾 、 福建等地 , 目 前在华南一些 地方 巳 成 为 杂
草 。 该植物 常成片生长 , 侵 占 草地 和耕地 , 排斥 本地植物 , 严重影响 当地的 生物 多样性和农业生 产… 。 南
美蟛蜞菊虽然 是一种杂草 , 但 有广 泛的 药用价值 。 南美蟛蜞菊具有清热解毒 、 化痰止咳 、 散瘀止痛之功效 ,
民 间常用于 治疗 白 喉 、 咽喉肿 痛 、 肺结核咳嗽和咯血 、 百 日 咳 、 跌打扭伤 、 痔疮等 , 其水提取物腹 腔注射对小
鼠艾 氏腹水癌有一定的 抑制作 用 。 等从南美蟛蜞 菊 中分离 出 对利什 曼原虫 有明 显 活性 的 贝 壳
杉烯酸 , 可作 为抗 利什 曼原虫 的药物 ; 黄雪松等研究 证实 南美蟛蜞 菊倍半萜 内酯 和 具有较 强 的体
内 外 抗肿瘤作 用 ° ; 林碧芬等测 定 了 南美蟛蜞菊精油 对大肠杆菌 等 种病原细 菌的抑菌效果 , 发 现其对
种病原细菌 均有抑 菌活性 , 并且活性随着浓 度增加 而 增强 。 研究 表 明 , 南美蟛蜞菊溶剂 提取物 对作物
和杂 草种子 萌发有 明 显的抑 制作用 — 。
加拿大 一枝黄花 和南美蟛 蜞菊虽然 是 种 有害 的人侵植物 但 在医 药和农药领域有 多种生物活性 , 具
有开发潜力 和 应用 价值 。 到 目 前为止 , 这 种植 物的 杀虫活性还 没有研究 和 报道 。 本文 研究外来 人侵植
物加 拿大一枝黄花和南美蟛蜞菊精油 对 种重 要储粮 害 虫 的 生物 活性及化学成分 , 旨 在为 其在农药领域
的 开发利用提供依据 。
材料与方法
材料
供试植物
加拿大一枝黄花 和南美蟛 蜞菊 : 从桂林市郊 区采集 , 采集 时间为 一 月 和 一 月 , 采 集部位为植株
地上部分 。
供试 昆 虫
赤拟谷 盗 玉 米象 , 绿豆象
: 从粮库中采 集 种 昆 虫成虫 , 带 回 实 验室饲 养 。 赤拟 谷盗 和 玉 米象饲料 为小麦 ,
绿豆象饲料为 绿豆 。 待新一代成虫大量 出 现后 , 用成虫 进行试验 。
方 法
植物精 油的 提取
采用水蒸 气蒸馏 法提取植物精油 : 从野外采集加拿 大一枝黄花 和南美蟛蜞菊地上部分 , 放在室 内 自 然
风干 , 然后在 ° 恒 温鼓风 干燥箱中烘至植物发脆 , 用 中 药粉碎机粉碎 。 称取植物 干粉置于圆底烧瓶 中 ,
按质量体积 比 : 加 人清水 , 用挥发油提取装置提取植物 精油 。 提取结束后 , 用 滴管 吸 出 精油 置于 小瓶
中 , 用无水 〇 脱水 , 将 上层精 油 收集 于棕 色玻璃瓶 中 , 置 冰箱 保存备用 。 加拿大一枝黄花精油
提取率 春季和秋季分别为 和 , 南美蟛 蜞菊 精油提取率春季和秋季分别为 和 。
植物精油成分分析
采用 系统对植物 精油成分进行分析 。
色谱条件 : 型 ( 色谱柱 , 接 口 温度 ° , 采用程序升 温 。 载气为氮
气 , 注射器 规格 … , 进样量 。
质谱条件 : 电 子轰击电 离 ) : 离子 源温度 ° , 扫描范 围 扫 描周期 。
加 拿大一 枝黄 花 精 油 的 程序 升温 : 初 始柱 温 ° 以 ° 速度 升 至 ° 保持
, 以 ° 速 度升至 ° 保持 以 ° 速度 升温至终止 温度 ° 。 采用 分流方
式进样 , 分流 比 : , 分流流速 总流速 。
南美蟛蜞 菊精油 的 程序 升温 : 初始柱温 ° 以 ° 速度 升至 。 保持 以
° 速度升至 ° 保持 , 以 ° 速度升温至终止 温度 。 。 采用 分流方式 进样 ,
分流 比 , 分流流速 , 总流速 。
通过 丄 、 、 标准 质谱图 库进 行检索鉴 定 , 采用 峰面积归 一定量法计算 各组
分的相对质量 分数 。
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植 物精油 对 种储粮害虫成虫 的熏蒸毒力 测定
采用 密 闭容器熏 蒸法 : 取 具塞 三角 瓶 个 , 在瓶 中放人 头羽化 的 成虫 。 将 大头针
穿过直径 的 圆形滤纸片 , 使滤纸片 固定在大头针有针帽 的一端 , 大头针针 尖一端插人橡胶瓶塞的下
端固 定 。 在圆形滤纸片上滴加一定量 的精油 , 并立 即 盖上瓶塞 ,使滤 纸片悬挂于三角瓶的 中 央 。 每种 精油
设置 个剂量处理 , 每处理重复 次 , 以 不滴加精油为 对照 。 试虫 放置于 ( ± ° 、 ( ± 、
黑暗 的恒温培 养箱 内 , 处理后 检査记录试虫的死亡 数 。
植物精油对 种贮粮害虫 成虫 的触杀毒 力测 定
采用微量点 滴法 : 用丙酮将植物精油配制 成 个系 列浓 度的药液 , 用 微量 点 滴器将药液点 滴于试
虫 的前胸 背板上 , 每头虫点 滴药 液 每个处理设 个重复 , 每个重复 头虫 , 以丙 酮为对照 。 将处
理后 的试虫置于 培养皿 中 , 放置在 ( ± ° 、 ( ± 、 黑暗 的恒温培养箱内 , 处理后
检査记录试虫 的死亡数 。
植物精油对绿豆象种群抑制作用测定
采用饲料拌药法 用 丙酮将精油配制 成所需浓度 的药液 , 取 药液与 饲 料混匀 , 待丙酮 挥发
后 , 装人具盖瓶内 。 每瓶 接人刚 羽 化的绿豆 象成虫 头 ( 雌雄 比 例 为 , 盖上瓶盖 。 以 丙酮 为对 照 ,
每处 理重 复 次 。 将处理过的试虫 放在 ( ± ° 、 ( ± 、 黑 暗的 恒温培 养箱 中 培养 , 待下
一代成虫 羽 化后 , 检査子代成虫数 并计算子 代种群抑 制率 。 计算公式如下 :
种 群抑 制率 ( % 对 照子代虫数一 处理子代虫数 ) 对照子代虫数 。
结果与分析
种入侵植物精油对 种储粮 害虫的熏 蒸毒 力
采用 密闭容器熏 蒸法测 定 种植物精 油对 种储粮害 虫 的熏 蒸毒力 , 结果见表 。 种 植物精油对
种储粮害 虫均有 熏蒸活性 , 加拿大一 枝黄花精油对赤拟谷盗 、 玉米象和绿 豆象 的 。 分别 为 、
和 , 对赤 拟谷盗的 熏蒸毒 力最高 。 南美蟛蜞 菊精 油对赤拟谷盗 、 玉米象和 绿豆象的 。 分别
为 、 和 对绿豆象的 熏蒸毒力 最高 。
表 种植 物精油 对 种储粮害 虫 的熏蒸毒 力
植物 精油 昆虫 毒力 回归 方程 。 ( 置信限 — 相关系数
赤拟谷盗
加拿 大一枝 黄花精 油 玉米象 :
绿豆象 汐 工 〉
赤拟 谷盗 ) 一
南美蟛棋菊精油 玉米象 ) —
绿豆象 》
种入 侵植 物精油对 种储 粮害 虫的触杀毒 力
采用 微量点滴 法测 定 种 植物精油对 种 储粮害虫 的 触杀毒 力 , 结果见表 。 种植物精油对 种储
粮害虫均有触杀活 性 , 加 拿大一枝黄花精油对赤拟谷盗 、 玉米 象和绿豆象 的 。 分别为 、
— 和 头 , 对玉米象 的触杀 毒力 最高 。 南美蟛 蜞菊精油对赤拟谷盗 、 玉 米象和绿 豆象的
。 分别为 — 、 和 头 , 对绿豆象的触杀 毒力最 高 。
种 入侵植物 精油 对绿 豆象的 种群抑 制 作用
采用 饲料拌药法测 定 种植物精 油对绿豆象 的种群抑 制 作用 , 结果见表 。 种 植物 精油对绿豆象均
表现 出 种 群 抑 制 作用 , 精 油 处理浓 度为 时 , 加 拿大一 枝 黄花 精油对 绿豆 象的 种 群抑 制 率为
第 期 邓业成等 : 加 拿大一 枝黄花和 南美蟛蜞菊精油 的杀虫活 性及化学成分
, 南美蟛蜞 菊精油对绿豆象的种群抑制 率为 。 种 植物精 油对玉 米象
的种 群抑 制作用随精油浓度 的增加 而加 强 , 加拿 大一 枝黄花精油 比南美 蟛蜞菊 精油对绿豆象 的抑 制作用
强 。
种植物精油 的化 学成分
利用气相 色谱 质谱联用 技术对加拿大一枝 黄花精 油 和 南 美蟛 蜞菊精油 成分进行分析 , 结果见表 。
加拿大一枝黄花精油共鉴定 出 个化合物 , 相对质量分数在 以上 的 化合物 有 个 , 其中 大根香 叶烯
是最主要成分 。 南美蟛蜞菊精油 共鉴定出 个化合物 , 相对 质量分数大于 的 化合物有 个 , 其 中
主要成分为 蒎烯 、 梓 檬烯和 水芹烯
表 种植物精油 对 种储 粮害虫 的触 杀毒力
植物精油 昆 虫 毒力 回 归方程 。 ( 置信限 ) 头— ) 相 关系 数
赤拟 谷盗 》 工 —
加 拿大一枝黄花精油 玉 米 象 — —
绿豆 象 一
赤拟谷盗 工 —
南美蟛蜞 菊 精油 玉米象 〉
绿豆象 —
表 种植物精油 对绿豆象 的种 群抑 制作 用
种群 抑制率
处理浓 度 ” 加拿大一枝黄花 精油 南美 蟛蜞菊精油
士 土
± 土
± 土
士 士
士 士
每克饲 料中混匀的精 油量 数值为 士 。
表 加拿大一枝黄花精油 和 南 美蟛蜞菊精油 的化学成分
加拿大一枝黄花精油 南美蟛琪菊精油
化合物名 称 相对质量分数 化合物 名 称 相对 质量分数
甲 基 环戊烯基 乙 酮 尺 蔽烯
甲 基 甲 基 乙 基 ) 双 环 己 烷
二去 氢衍生物 ° ° 纏
訪 防 亚 甲 基 甲 基 乙 基 ) 双环 十菠稀 丄 。
莰烯 屮水芹烯
侧 柏烯 醇 左旋 蒎烯
水芹烯 月 桂烯
蒎烯 水芹烯
1 2 6 广西师范大学学报 : 自 然科学版 第 卷
;
加拿大一枝 黄花精油 南美 蟛蜞菊精油
化合物名 称 相对质量分数 化合 物名 称 相对质量分数
月 桂烯 柠檬烯
水芹 烯 罗 勒烯
松油 烯 松油烯
甲 基 甲 基 乙基 苯 蒈烯
柠檬烯 龙脑烯醛
松油 烯 反式 松香芹醇
龙 脑烯醛 反式 松香芹醇
反 式 松香芹醇 顺式 马 鞭草烯醇
二 甲 基 亚 甲 基 双 环 庚顺式 马鞭草稀醇 酮
异龙脑 松 油 烯醇
松油 烯醇 桃金娘烯醛
桃金娘烯醛 顺式 桧醇
左旋 乙酸 龙脑酯 马鞭草烯酮
榄 香烯 顺式 香芹醇
荜澄茄油烯 左旋 乙 酸龙脑酯
衣 兰烯 甲基 异丙基苯酚
古 巴烯 , , 三 甲基 亚 甲基 环己烯
波旁老鹳草烯 古巴 烯
氢 甲
榄香烯 基 亚 甲 基 甲 基 乙 基 ) 环丁 烷
双环戊烯
石竹烯 榄香烯
八氧 甲
基 亚 甲 基 甲 基 乙 基 ) 环 戊 石竹烯
环丙 苯
八氢 甲
白 菖 油 萜 基 亚 甲 基 甲 基 乙 基 环 戊 二
烯并 环丙 苯
, , 八 ,
氢 甲基 亚 甲 基 甲 基 乙基 ) 萘 ⑶
, , , , 四 甲 基七 , 环十 碳 龍赌
二稀
大根香 叶稀 旧 , £ 甲 基 亚 甲 基 甲 基报否 乙基 ) 环癸二烯 飞如
衣兰 油烯 瑟林烯
异喇叭烯 白 菖油萜
§ 荜澄茄烯 法尼烯
第 期 邓业成等 : 加拿大一枝黄花 和南美蟛蜞菊精油 的 杀虫活 性及化学 成分
续表
加拿大一枝黄花精油 南美蟛 蜞菊精 油
化合物 名 称 相 对质量分数 化合物名 称 相 对质量分数
, , , , , 六 氣 —■ 甲 基 甲
。
, , , , , , , , , 八 氣
基 乙基 萘 甲 基 亚甲 基 甲 基乙 基 ) 萘 ‘
表蓝桉醇基 乙基 蔡
, , , ’ ’ , 六 。
氧 二 甲 基 甲 基乙紅萘 °
卡达三烯 异 喇叭烯
二 三甲 基 ■叔醇甲 基 乙烯基 环己烷 甲醇
羟苯基 丁 二烯 匙 叶桉 油烯醇
榄香烯 氧 化石 竹烯
喇 叭烯 氧化物 氧化香橙烯
氟苯 甲 酸 , 环 戊酸 乙酯 环 氧化 蛇麻烯
氧化石竹烯 蓝 桉醇
乙 烯基 甲 基 甲 基 乙 基 )反式 澄讓 ° °
丁稀 基 , 三 甲 基环 己 稀 基 甲 基 亚 甲 基 一 环
愈创醇 巴伦西 亚橘烯
氧化二表雪松 烯 正 十五碳醛
〉 氧化香橙烯 雄 甾 二烯
匙叶桉 油烯醇 泪 柏醚
丙基 甲 基 亚 甲 基二环 海松 , 】 二媒 酮十烯
, , , , , , , ,
八氢 , 二 甲 基 甲 基 乙 烯 基 ) 甘
菊环
杜松醇
蓝桉醇
环氧化马 兜铃烯
异香橙烯环 氧化物
二 十烷炔
讨论
植物精 油 是植物重要 的次 生代谢物质 , 环境相容性好 , 对人畜安 全 , 生 物活性多种 多样 在抑 菌 、 防腐 、
杀虫 等方面展现出 很好的应用前景 。 在植 物精油 的 杀虫 抗菌 活性及应用方 面国 内外 已开 展了 广泛 的
研究 。 丁 扣 丨 等 研究 发现 , 姜 黄 叶精油对 谷蠢 、 米象和 赤 拟谷 盗有 明 显 的触 杀 、 熏蒸 及 种 群抑制 作
用 , 对赤拟谷盗 产卵 和 卵 发育也 有抑制 效果 。 等 用 日 本扁柏 叶精 油处 理绿豆象 , 表现 出强 烈的 熏
1 2 8 广西师范 大学 学报 : 自 然 科学版 第 卷
蒸杀虫 活性 , 其 种主要成 分 水芹烯 、 异松油烯和 乙 酸龙脑酯对玉 米象和绿豆象表现 出 强烈 的熏 蒸和触
杀活性 。 李云 寿等 提取恶性杂草紫 茎泽 兰精油 , 对玉 米象 、 米 象 、 绿豆象 、 蚕豆象进行熏 蒸处理 后
种 储粮 害虫 死亡率均 达到 。 邓永学等 测 定了黄樟油 、 留 兰香油 、 柠檬叶 油 等 种植物精油 对玉
米象的熏蒸作用 , 发现黄樟油对 玉米象熏 蒸效果最好 。 张海燕等 用 红桔油 、 互 叶 白 千 层油 、 柠檬 叶油 等
种 植物精 油对 玉米象进行处理 发现黄樟油 、 互叶 白 千 层油 和 山 苍子 油 对玉 米象具有 明显 的种 群抑 制作
用 。 国 外 已开 发出 系列植物精油 农药应用于 温室作物病 虫 害 和动 物 体表寄 生虫 的 防 治 ° 。 可 见植物精
油在储粮 害虫和温室病虫害防治上具有很好的 开发应用前景 。 本研究发 现 , 种外来人侵植物加拿大一
枝 黄花和南美蟛蜞菊精油对 赤拟谷盗 、 玉米象和绿豆象 种储粮害 虫有 明 显的熏蒸和触杀活 性 , 并对绿豆
象有较强 的 种群抑制 作用 , 说明 它们在储粮 害虫的 防治 上有潜在 的开 发应用价值 。 加拿 大一枝黄花 和南
美蟛蜞菊是 种危 害严重 的 外来入 侵杂草 , 生 物量大 获取容 易 , 用它们 作原料来生 产精油农药产品 , 成本
低 , 在利用 的 同 时还控制 了 种杂 草 的 危害 , 能收到 一举 两 得的效果 。 利 用气相 色谱 质谱联用技 术对
种植物精油成分进行分析 , 加 拿大一枝黄花精 油共鉴定出 个化合物 , 相对质量分数大于 的化合物
有 个 , 其中 大根香叶烯 是最主要成分 相对质量分数为 与 张劲松等 、 王开金 等 报道
的结果相似 。 南美蟛蜞菊精油共鉴定出 个化合物 , 相对质量分数大于 的 化合物 有 个 其 中
蒎烯 、 柠檬烯和 『水芹烯是主要成分 , 与杨东 娟 等 报道的结果相 似 , 但与林碧 芬等 报道 的 结果
有差异 。 目 前 种植物精油 的杀 虫或抑菌活性成分 尚 未明 确 , 还有 待进一步研究 。
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王 开金 , 李宁 , 陈列 忠 , 等 加 拿大一枝黄花精 油 的化学 成分及 其抗菌活性 植物资源与 环境学报 , :
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责任 编辑 马 殷华 )