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蜈蚣草提取物杀虫活性初步研究



全 文 :2013 年 第 3 期
CHINA PLANT PROTECTION 2013 ,Vol .33 .No .3
蜈蚣草 (Pteris vittata L.) 属凤尾蕨科 (Pteri-
daceae)凤尾蕨属(Pteris)多年生草本植物,别名蜈蚣
蕨、长叶甘草蕨、舒筋草、牛肋巴、小贯仲等[1]。广泛分
布在我国秦岭以南的热带、亚热带地区。 此草常生长
于石隙或墙壁上, 是钙质土及石灰岩的指示植物[2]。
其株形优美, 是理想的室内观叶植物和插花素材[3]。
全草亦可入药,具有解毒杀虫、祛风活血、止血、止泻
的功效[4]。 另外,蜈蚣草还可以吸收土壤中的砷,为
环保植物[5-6]。 目前,对蜈蚣草的研究主要集中在砷
富集、形态结构等方面 [7-9],未见在杀虫活性方面的
研究报道。 近年来,由于滥用、乱用农药而导致农产
品中农药残留超标, 引起食用者中毒的高毒性、高
残留、 持久性的化学农药被限制或禁止生产和使
用,这就需要一些能保证农业丰收和保障人类健康
的化学农药替代品。 植物源杀虫剂由于具有与环境
的良好相容性、害虫不易产生抗药性等特点受到广
泛关注[10]。 笔者对蜈蚣草的杀虫活性进行了研究,
以期开发出环境友好型的新农药。 试验以莴苣指管
蚜和斜纹夜蛾两种常见的农业害虫作为对象,测试了
蜈蚣草提取物的杀虫活性, 明确了蜈蚣草杀虫活性
成分的提取溶剂。研究结果一方面为莴苣指管蚜和斜
纹夜蛾的防治提供新的可能性, 另一方面为蜈蚣草
蜈蚣草提取物杀虫活性初步研究
廖凤仙, 王兰英, 骆焱平*
(海南大学环境与植物保护学院/热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点实验室,海南 海口 570228)
摘要: 采用触杀法和拒食法测定了蜈蚣草甲醇粗提物和石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇 4 种溶剂萃取物对莴苣指
管蚜和斜纹夜蛾的杀虫活性。 结果表明,三氯甲烷萃取物对两种害虫具有较高的杀虫活性。 莴苣指管蚜随着提取物质
量浓度的增大和处理时间的延长,其校正死亡率升高。 质量浓度为 10 mg/mL 时,莴苣指管蚜 72h 的校正死亡率达到
86.92%,LC50为 1.724 2 mg/mL;斜纹夜蛾 4龄幼虫 24 h的非选择性拒食率为 65.76%,AFC50为 3.934 6 mg/mL。
关键词: 蜈蚣草; 莴苣指管蚜; 斜纹夜蛾; 杀虫活性
中图分类号:S435 文献标识码:A 文章编号:1672-6820(2013)03-0012-04
Preliminary study on insecticidal activity of extract from Pteris vittata L.
Liao Fengxian, Wang Lanying, Luo Yanping
(College of Environment and Plant Protection, Hainan University/Key Laboratory of Protection and Development
Utilization of Tropical Crop Germplasm Resources, Ministry of Education, Haikou 570228, China)
Abstrac: The insecticidal activity of methanol extract and extract with petroleum ether, chloroform, ethylacetate, n-butanol
from Pteris vittata against Uroleucon formosanum and Prodenia litura were tested. The results showed that chloroform
extracts displayed excellent activity against U. formosanum and P. litura, corrected mortality of U. formosanum increased
with increasing of extracts concentration and extending of treating time. The mortality reached 86.92% against U.
formosanum at concentration of 10 mg/mL for 72 h, and LC50 was 1.724 2 mg/mL, the antifeedant rate reached 65.76%
against P. litura at 10 mg/mL for 24 h , and AFC50 was 3.934 6 mg/mL.
Key word: Pteris vittata L; Uroleucon formosanum (Takahashi); Predenia liture; insectidal activity
收稿日期:2012-10-18; 修回日期:2012-12-31
基金项目:海南大学博士后启动经费资助
作者简介:廖凤仙,硕士研究生,研究方向为植物源农药。 E-mail:liaofengxian0123@163.com
*通讯作者:骆焱平,博士,副教授,主要从事生物农药研究。 E-mail:yanpluo2012@hainu.edu.cn。
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CHINA PLANT PROTECTION 2013 ,Vol .33 .No .3
活性成分的进一步深入研究以及开发利用做铺垫。
1 材料与方法
1.1 供试材料
蜈蚣草(P. vittata L.)采自海南大学儋州校区周
边。 供试昆虫莴苣指管蚜 [Uroleucon formosanum
(Takahashi)]采自海南大学环境与植物保护学院基
地的莴苣叶片上; 试虫斜纹夜蛾 [Prodenia litura
(Fabricius)]为本实验室饲养,其卵块采自海南大学
农科基地蓖麻上,于保湿培养皿内孵化为幼虫后,转
入养虫盒中,用新鲜干净的蓖麻叶饲养。试验时选取
健康活跃、 虫体大小等生理条件相一致的 4龄幼虫
为供试昆虫。
1.2 试验方法
1.2.1 蜈蚣草提取物制备
采用渗漉法[11],将采集的蜈蚣草洗净,室内自然
晾干,粉碎,称重后加入干粉 5 倍体积的甲醇,避光
浸提 3 d,反复浸提 3 次。 合并浸提液,45 ℃减压浓
缩成膏状物为甲醇粗提物。 随后将其依次分别用石
油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇进行萃取,减压浓
缩各萃取液获得蜈蚣草 4 种浸膏为萃取物, 置于 4
℃冰箱保存备用。
1.2.2 蜈蚣草提取物对莴苣指管蚜的活性测定
采用浸渍法测定蜈蚣草提取物对莴苣指管蚜的
触杀活性[12]。 用含适量丙酮和 0.5%吐温-80 的蒸馏
水将蜈蚣草提取物(甲醇粗提物和溶剂萃取物)分别
配制成质量浓度为 10 mg/mL 的溶液,将含有 25 头
莴苣指管蚜的莴苣叶片浸没在配制好的溶液中,5 s
后取出,用吸水纸吸去多余溶液,移入干净培养皿中
室温保湿饲养。 以 0.3%苦参碱水剂(河南省鹤壁市
农药有限责任公司产品)1 000 倍稀释液作药剂对
照, 以含等量的丙酮和 0.5%吐温-80 的蒸馏水作溶
剂对照,每处理重复 3次。 分别于处理后 12、24、48、
72 h观察试虫死亡情况,计算死亡率。
1.2.3 对斜纹夜蛾的活性测定
采用叶碟法测定提取物对斜纹夜蛾非选择性拒
食活性 [14]:用含适量丙酮和 0.5%吐温-80 的蒸馏水
将提 (萃) 取物配制成质量浓度为 10 mg/mL 的溶
液, 用打孔器将新鲜洁净的蓖麻叶片打成直径为 2
cm 的叶蝶,将叶碟于药液中浸渍 5 s,取出晾干,备
用。 以 0.7%印楝素 SC(河南鹤壁陶英陶生物科技有
限公司,市购)1 000 倍稀释液为药剂对照,以含等
量的丙酮和 0.5%吐温-80的蒸馏水作溶剂对照。
选择性拒食测定: 选取 2片处理叶碟和 2片对
照叶碟交错放入 9 cm直径培养皿内;非选择性拒食
测定: 选取相同处理的 4片叶碟十字交叉放于培养
皿内,对照叶碟放在另一培养皿内。在上述培养皿内
分别移入 1 头经饥饿处理 4 h 的斜纹夜蛾 4 龄幼
虫,并放入小团吸水的脱脂棉保湿。 每处理重复 20
次,于 24 h后统计试虫取食叶碟面积,计算拒食率。
1.2.4 三氯甲烷萃取物对莴苣指管蚜和斜纹夜蛾毒
力测定
用丙酮将三氯甲烷萃取物配制成质量浓度分别
为 10、5、2.5、1.25、0.625 mg/mL 的溶液,分别参照上
述相应方法, 测定三氯甲烷萃取物不同浓度对莴苣
指管蚜的死亡率和斜纹夜蛾的拒食率, 制作毒力回
归曲线,求毒力方程。
1.2.5 数据处理
死亡率(%) =(死亡虫数/试虫数)×100
校正死亡率(%)=[(药剂处理死亡率-对照组死
亡率)/(100-对照组死亡率)]×100
选择性拒食率(%)=[(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
非选择性拒食率(%)=[(对照组取食叶面积-处
理组取食叶面积)/(对照组取食叶面积+处理组取食
叶面积)]×100。
用 SAS 软件对不同处理间的结果进行差异显
著性分析,用 Excel 软件对毒力测定结果进行分析,
求得毒力回归方程和相关系数。 根据回归方程求得
LC50和 AFC50。
2 结果与分析
2.1 蜈蚣草提取物对莴苣指管蚜触杀活性测定结果
采用浸渍法测定 10 mg/mL 浓度下蜈蚣草提
(萃)取物对莴苣指管蚜的触杀活性,结果见表 1。
由表 1可知, 蜈蚣草 5种提取物对莴苣指管蚜
均有一定杀虫活性,并且随着处理时间延长,各处理
的莴苣指管蚜的死亡率均呈上升趋势。 受药 72 h
后,触杀死亡率均大于 50%。 其中三氯甲烷萃取物
和乙酸乙酯萃取物触杀活性较好,试虫受药后 12 h
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处理 2)
非选择性
拒食率(%)
选择性
拒食率(%)
甲醇粗提物 (59.75±1.04)Cc (16.17±0.53)Ee
石油醚萃取物 (50.89±1.39)Dd (18.17±4.60)Ee
三氯甲烷萃取物 (65.76±0.51)Bb (45.64±0.87)Bb
乙酸乙酯萃取物 (64.74±0.78)Bb (34.88±1.71)Cc
正丁醇萃取物 (58.76±1.47)Cc (26.78±1.59)Dd
0.7%印楝素悬浮剂 3) (80.46±4.37)Aa (71.33±1.05)Aa
溶剂对照 4) (2.96±0.07)Ee (2.46±0.09)Ff
表 2 蜈蚣草提取物对斜纹夜蛾的拒食活性 1)
1) 小写字母表示在 0.05 水平差异显著, 大写字母表示在 0.01 水
平差异显著。
2) 各提(萃)取物试验浓度均为 10 mg/mL。
3) 1 000 倍稀释液作药剂对照。
4) 为含等量丙酮和 0.5%吐温-80 的蒸馏水。
试验对象 时间(h) 毒力回归方程(y=) 相关系数(R2) LC50(mg/mL) 95%置信区间
莴苣指管蚜 12 3.591 7+1.633 8x 0.974 1 7.277 8 4.877 2~14.217 5
24 3.710 6+1.604 8x 0.977 5 6.360 6 4.342 6~10.850 2
48 3.930 4+1.075 1x 0.994 8 4.239 4 2.985 3~6.646 4
72 4.667 3+1.406 0x 0.976 4 1.724 2 1.022 1~2.536 6
斜纹夜蛾 1) 24 4.415 2+0.983 1x 0.997 3 3.934 62) 3.198 0~8.194 5
表 3 蜈蚣草三氯甲烷萃取物对莴苣指管蚜和 4 龄斜纹夜蛾幼虫毒力测定结果
1) 为非选择性拒食试验。
2) 为非选择性拒食中浓度(AFC50)。
处理 2)
死亡率(%)
12 h 24 h 48 h 72 h
甲醇提取物 (17.77±1.24)Ee (28.34±2.38)Dd (64.39±2.46)Cc (76.25±0.45)Bb
石油醚萃取物 (36.33±1.32)Cc (49.40±2.25)Cc (54.57±3.73)Dd (62.92±1.22)Cc
三氯甲烷萃取物 (64.00±0.32)Bb (66.54±4.33)Bb (71.53±1.66)Bb (86.92±0.67)Aa
乙酸乙酯萃取物 (63.33±0)Bb (64.40±1.62)Bb (68.12±2.78)CBcb (85.59±0.47)Aa
正丁醇萃取物 (33.33±2.67)Cd (33.68±2.28)Dd (45.17±0.50)Ee (58.25±1.74)Dd
0.3%苦参碱水剂 3) (74.00±1.25)Aa (83.68±1.54)Aa (86.92±0.43)Aa (86.92±0.56)Aa
溶剂对照 4) (10.67±0.56)Df (12.03±2.19)Ee (13.08±1.84)Ff (13.08±1.62)Ee
校正死亡率(%)
表 1 蜈蚣草提(萃)取物对莴苣指管蚜的触杀活性 1)
1) 小写字母表示在 0.05 水平差异显著,大写字母表示在 0.01 水平差异显著。
2) 各提(萃)取物试验浓度均为 10 mg/mL。
3) 1 000 倍稀释液作药剂对照。
4) 为含等量丙酮和 0.5%吐温-80 的蒸馏水。
两种萃取物触杀活性达 60%以上,72 h 两种萃取物
触杀活性与 0.3%苦参碱水剂的活性差异不显著,死
亡率在 85%以上。 处理时间长短的比较发现,药剂
作用后,害虫死亡率逐渐增加。表明该植物提取物具
有较好的持效期。同时表明,植物源农药的速效性不
如化学农药,但随着时间延长,活性逐渐体现出来。
2.2 蜈蚣草提取物对斜纹夜蛾拒食活性测定结果
采用叶碟法测定蜈蚣草提取物对 4龄斜纹夜蛾
幼虫的非选择性拒食活性,结果见表 2。
由表 2 可知,蜈蚣草提(萃)取物对 4 龄斜纹夜
蛾幼虫取食行为表现出不同的拒食作用。 在非选择
性拒食试验中,提(萃)取物均表现出较高的拒食活
性,24 h 拒食率均大于 50%, 其中三氯甲烷萃取物
效果最好,拒食率达 65.76%,乙酸乙酯萃取物次之,
其拒食率为 64.74%,两者差异不显著。 说明 4 龄斜
纹夜蛾幼虫对这两种萃取物表现出非常敏感的取食
反应。 在选择性拒食试验中,24 h 拒食作用最强的
是三氯甲烷萃取物拒食率为 45.64%,各提(萃)取物
的拒食率比非选择性拒食的拒食率明显下降。 表明
蜈蚣草对 4龄斜纹夜蛾幼虫的非选择性拒食活性比
选择性拒食活性好。
2.3 三氯甲烷萃取物对莴苣指管蚜和斜纹夜蛾的
毒力测定
通过蜈蚣草提(萃)取物对莴苣指管蚜触杀活性
以及斜纹夜蛾拒食活性测定发现, 三氯甲烷萃取物
的活性最强。于是,对三氯甲烷萃取物进一步研究,该
萃取物不同浓度下对两种试虫毒力测定结果见表 3。
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CHINA PLANT PROTECTION 2013 ,Vol .33 .No .3
由表 3可以看出, 所获得毒力方程相关系数均
大于 0.9,说明方程数据的相关性好。LC50比较发现,
不同观察时间供试药剂对莴苣指管蚜的致死中浓度
不同,随着测试时间延长,LC50呈下降趋势,进一步
证实了蜈蚣草萃取物的持效性; 三氯甲烷萃取物对
4 龄斜纹夜蛾幼虫非选择性拒食中浓度为 3.934 6
mg/mL。
3 结论与讨论
莴苣指管蚜和斜纹夜蛾分别属半翅目蚜科和鳞
翅目夜蛾科昆虫,食性杂,寄主种类多,分布广。其中
斜纹夜蛾是一种间歇性发生的世界性害虫, 幼虫为
害猖獗,可为害 99科 200多种植物[13]。 本研究发现
蜈蚣草提(萃)取物对莴苣指管蚜和 4龄斜纹夜蛾幼
虫均具有较好的杀虫活性;各提(萃)取物对莴苣指
管蚜的触杀活性存在一定的浓度效应和时间效应,
随浓度的增大和时间的延长, 试虫的死亡率呈较明
显的增大趋势;三氯甲烷萃取物杀虫活性最明显,莴
苣指管蚜受药 72 h 后, 校正死亡率达 86.92%,LC50
为 1.724 24 mg/mL,4龄斜纹夜蛾受药 24 h 后,非选
择性拒食率为 65.76%,AFC50为 3.9346 mg/mL。表明
蜈蚣草有望成为开发植物源农药的新资源。
试验中, 蜈蚣草甲醇粗提物及不同溶剂萃取物
所呈现的杀虫活性强弱不尽相同, 可见提取溶剂的
极性大小影响提取蜈蚣草活性物质的效果, 蜈蚣草
的杀虫活性物质主要集中在极性偏低的三氯甲烷萃
取层中。 在对 4龄斜纹夜蛾幼虫拒食活性测试试验
中, 有不少研究报道都表明选择性拒食比非选择性
拒食敏感, 选择性拒食测得的拒食率比非选择性拒
食测得的拒食率高[14-15]。 而在本试验中却发现选择
性拒食法的拒食率明显低于非选择性拒食法的拒食
率,推测可能是蜈蚣草提(萃)取物中有些物质、提取
物的味道或色泽更能吸引 4 龄斜纹夜蛾幼虫的取
食、 幼虫优先选择取食处理叶蝶而使其取食面积增
大造成,究其具体原因值得进一步研究。
本试验对蜈蚣草提(萃)取物的杀虫活性进行了
活性测定,但因其可能含有多种混合物,不能确定其
杀虫活性的主要物质, 在今后研究中应加对强蜈蚣
草杀虫活性成分的进一步追踪, 并对其杀虫作用机
制进行深入探讨。另外,蜈蚣草杀虫活性研究的供试
虫源有限,且试验在室内进行,环境条件相对封闭,
因此, 还需要进行对其他作物害虫的杀虫效果和田
间试验的研究, 为人们利用蜈蚣草的有效成分开发
高效、低毒、安全无公害的新型植物杀虫剂提供契机
和平台。
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