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葎草不同溶剂提取物和萃取物的杀虫活性



全 文 :植物资源与环境学报 2012,21(2) :64-67
Journal of Plant Resources and Environment
葎草不同溶剂提取物和萃取物的杀虫活性
孙廷林a,王富军b,王剑非b,王鲁豫a,孙玉霞a
(山东省农业科学院:a. 植物保护研究所,b. 信息工程技术研究中心,山东 济南 250100)
摘要:对葎草〔Humulus scandens (Lour.)Merr.〕全草干粉的不同溶剂提取物以及丙酮提取物的不同溶剂萃取物的杀
虫活性进行了研究。在葎草的石油醚、苯、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮和乙醇提取物(333 g·L-1)中,丙酮和乙醇提
取物对小菜蛾(Plutella xylostella L.)的触杀作用较强,其中丙酮提取物的触杀作用最强,试虫的 48 h校正死亡率达
到 86. 67%。6 种溶剂提取物(100 g·L-1)对小菜蛾的拒食活性均较弱,24 和 48 h拒食率仅为 9. 65% ~ 20. 45%。
6 种溶剂提取物对棉蚜(Aphis gossypii Glover)均有较强的触杀效果,其中丙酮提取物的触杀作用最强,经 50 g·L-1
丙酮提取物处理后棉蚜 24 和 48 h的校正死亡率分别为 76. 78%和 85. 64%,而经 100 g·L-1 丙酮提取物处理后棉
蚜 24 和 48 h的校正死亡率分别为 82. 63%和 92. 53%。丙酮提取物的石油醚、三氯甲烷和乙酸乙酯萃取物对小菜
蛾均有一定的触杀活性,且随萃取物浓度提高及处理时间的延长触杀活性增强;其中石油醚萃取物的触杀作用最
强,经 25. 0 g·L-1 石油醚萃取物处理后小菜蛾 24 和 48 h校正死亡率分别达到 80. 00%和 96. 67%。研究结果表
明:葎草丙酮提取物对小菜蛾和棉蚜的杀虫活性均最强,其主要有效杀虫活性成分存在于丙酮提取物的石油醚萃
取物中。
关键词:葎草;小菜蛾;棉蚜;提取物;萃取物;杀虫活性
中图分类号:Q949. 96;S482. 3+9 文献标志码:A 文章编号:1674-7895(2012)02-0064-04
Insecticidal activity of different solvent extracts and partitioned extracts from Humulus scandens
SUN Ting-lina,WANG Fu-junb,WANG Jian-feib,WANG Lu-yua,SUN Yu-xiaa (Shandong Academy
of Agricultural Sciences:a. Institute of Plant Protection,b. Information Engineering Research Center,
Ji’nan 250100,China) ,J. Plant Resour. & Environ. 2012,21(2) :64-67
Abstract:Insecticidal activity of different solvent extracts and different partitioned extracts of acetone
extract from dry power of whole plant of Humulus scandens (Lour.)Merr. was studied. The results show
that in petroleum ether,benzene,chloroform,ethyl acetate,acetone and ethanol extracts (333 g·L-1) ,
contact toxicity of acetone and ethanol extracts against to Plutella xylostella L. is stronger,in which that
of acetone extract is the strongest with 48 h adjusted mortality of 86. 67% . Antifeedant activity of these
extracts with 100 g·L-1 against to P. xylostella is weak only with 24 and 48 h antifeedant rate of
9. 65% - 20. 45% . Contact toxicity of these six solvent extracts against to Aphis gossypii Glover is
stronger. In which,that of acetone extract is the strongest,the adjusted mortality of A. gossypii treated by
50 g·L-1 acetone extract for 24 and 48 h is 76. 78% and 85. 64%,respectively,and that treated by 100
g·L-1 acetone extract for 24 and 48 h is 82. 63% and 92. 53%,respectively. All partitioned extracts of
petroleum ether,chloroform and ethyl acetate of acetone extract from H. scandens have a certain contact
toxicity and contact toxicity increases with rising of partitioned extracts concentration and prolonging of
treatment time. In which,contact toxicity of petroleum ether partitioned extract against to P. xylostella is
the strongest,and adjusted mortality of P. xylostella treated by 25. 0 g·L-1 petroleum ether partitioned
extract for 24 and 48 h reaches to 80. 00% and 96. 67%,respectively. It is suggested that insecticidal
activity of acetone extract from H. scandens against to P. xylostella and A. gossypii all are the strongest,
and its main active insecticidal constituents exist in petroleum ether partitioned extract of acetone extract.
收稿日期:2011-09-26
基金项目:国家“863”计划资助项目(2006AA10A214)
作者简介:孙廷林(1967—) ,男,河南濮阳人,本科,助理研究员,主要从事农药研发工作。
Key words:Humulus scandens (Lour.)Merr.;Plutella xylostella L.;Aphis gossypii Glover;extracts;
partitioned extracts;insecticidal activity
为了保护环境和保持农业生产的可持续发展,农
药的研制与使用将会受到越来越严格的制约。植物
源农药作为生物农药的一个分支,具有低毒、低残留、
对非靶标生物及环境安全、靶标生物不易产生抗药性
的优点[1],成为农药化学及农药毒理学研究的热点。
许多植物体内含有的次生代谢产物对昆虫有毒杀及
抑制生长的作用[2-5],且这种次生代谢物对环境和人
畜安全,不易产生抗药性,目前已成为国内外杀虫剂
领域的研究热点。近年来,国内很多学者在植物源杀
虫剂的利用方面开展了大量的研究工作,并取得了一
定的研究成果[6-7]。
葎草〔Humulus scandens (Lour.)Merr.〕俗称拉拉
秧,为一年生缠绕草本植物,一般生长在荒地、水渠边
及路边等,在全国南北各地均有分布,属于恶性杂草
之一[8]。但葎草具有一定的药用价值和饲用价值,
具有清热解毒、利尿等功效,可用于治疗肺结核、肾
炎、膀胱炎等多种疾病[9],对促进年幼畜禽的生长发
育和繁殖也非常有利[10]。研究结果表明:葎草提取
物对朱砂叶螨〔Tetranychus cinnabarinus (Boisduval)〕
和淡色库蚊(Culex pipieus pallens Coquilet.)均有较好
的毒杀或抑制效果[11-12]。本项目组前期研究结果也
显示:葎草丙酮提取物对小菜蛾(Plutella xylostella
L.)2 龄幼虫有较强的杀虫活性[13]。
在前期研究工作的基础上,作者对葎草不同溶剂
提取物对小菜蛾的触杀和拒食作用以及对棉蚜
(Aphis gossypii Glover)的拒食作用进行了进一步的深
入研究,以期为新型高效天然杀虫剂的研制和开发提
供理论依据和应用基础。
1 材料和方法
1. 1 材料
供试昆虫为小菜蛾和棉蚜,葎草全株采集和粉末
制备以及昆虫饲养均参照文献[13]的方法。
1. 2 方法
1. 2. 1 葎草不同溶剂提取液和萃取液的制备 参照
文献[13]的方法制备葎草的石油醚、苯、三氯甲烷、
乙酸乙酯、丙酮和乙醇提取液,然后分别用水和质量
体积分数 0. 1%十二烷基硫酸钠溶液稀释成 333、100
和 50 g·L-1 提取物处理液,4 ℃条件下保存、备用。
利用活性跟踪确定最佳的丙酮提取液后,参照文
献[13]的方法制备丙酮提取液的石油醚、三氯甲烷
和乙酸乙酯萃取液,然后用水分别配制成 12. 5、25. 0
和 50. 0 g·L-1 的萃取物处理液,4 ℃条件下保存、备
用。
1. 2. 2 生物活性检测方法 参照文献[13]的方法
测定不同溶剂提取物(333 g·L-1)和萃取物(12. 5、
25. 0 和 50. 0 g·L-1)处理液对小菜蛾的触杀作用,
以及不同溶剂提取物处理液(50 和 100 g·L-1)对棉
蚜的触杀作用。其中,每处理小菜蛾试虫数量为 20
头,棉蚜试虫数量为 100 头左右;各处理均重复 3 次,
24 和 48 h后记录试虫死亡数,并计算校正死亡率。
采用常规的非选择性叶碟法测定不同溶剂提取
物处理液(100 g·L-1)对小菜蛾的拒食作用。用打
孔器将新鲜平整的甘蓝叶片制成直径 3 cm的圆形叶
碟,在各提取物处理液中浸泡 6 ~ 8 s,置于吸水纸上
晾干后放入直径 9 cm 的培养皿中,每皿放入 5 片叶
碟,并接入 2 头饥饿 2 h的 2 龄小菜蛾试虫。每处理
10 次重复,24 和 48 h后用坐标方格纸测算小菜蛾取
食的叶面积,并计算拒食率。
1. 3 数据处理
按下列公式计算试虫的死亡率、校正死亡率和拒
食率:死亡率=〔(处理前试虫的存活数-处理后试虫
的存活数) /处理前试虫的存活数〕×100%;校正死
亡率=〔(处理组试虫的死亡率-对照组试虫的死亡
率)/(1-对照组试虫的死亡率)〕×100%;拒食率 =
〔(对照组试虫的取食叶面积-处理组试虫的取食叶
面积)/对照组试虫的取食叶面积〕×100%。
采用 Excel 2003 软件计算校正死亡率和拒食率
的平均值和标准误。
2 结果和分析
2. 1 葎草不同溶剂提取物对小菜蛾的触杀和拒食作
用分析
葎草不同溶剂提取物(333 g·L-1)对小菜蛾的
触杀作用见表 1。由表 1 可见:不同溶剂提取物对小
菜蛾 24 和 48 h 的触杀作用差别较小,且大部分处理
56第 2 期 孙廷林,等:葎草不同溶剂提取物和萃取物的杀虫活性
组试虫 48 h校正死亡率稍高于 24 h校正死亡率。在
6 种不同极性溶剂提取物中,石油醚、苯和三氯甲烷
提取物对小菜蛾的触杀作用较弱,试虫的 48 h 校正
死亡率均不超过 30. 00%;丙酮和乙醇提取物对小菜
蛾的触杀作用较强,尤以丙酮提取物的触杀作用最
强,试虫的 48 h校正死亡率达到 86. 67%。
表 1 葎草不同溶剂提取物对小菜蛾的触杀和拒食作用比较(珚X±SE)
Table 1 Comparison of contact toxicity and antifeedant effect of different solvent extracts from Humulus scandens (Lour.)Merr. against to
Plutella xylostella L.(珚X±SE)
提取物
Extract
不同时间试虫的校正死亡率 /% 1)
Adjusted mortality of insect at different times1)
24 h 48 h
不同时间的拒食率 /% 2)
Antifeedant rate at different times2)
24 h 48 h
石油醚提取物 Petroleum ether extract 10. 00±0. 00 10. 00±0. 00 12. 23±1. 26 12. 86±3. 27
苯提取物 Benzene extract 16. 67±3. 33 18. 33±3. 33 16. 25±3. 52 18. 92±2. 18
三氯甲烷提取物 Chloroform extract 26. 67±1. 67 30. 00±1. 67 9. 65±2. 59 10. 22±1. 37
乙酸乙酯提取物 Ethyl acetate extract 46. 67±5. 77 46. 67±5. 77 13. 62±1. 26 14. 54±2. 16
丙酮提取物 Acetone extract 83. 33±3. 33 86. 67±3. 33 15. 65±3. 21 16. 93±3. 52
乙醇提取物 Ethanol extract 60. 00±0. 00 60. 00±0. 00 18. 23±1. 59 20. 45±5. 21
1)不同溶剂提取物质量浓度均为 333 g·L-1 Concentration of different solvent extracts all are 333 g·L-1 .
2)不同溶剂提取物质量浓度均为 100 g·L-1 Concentration of different solvent extracts all are 100 g·L-1 .
由表 1 还可见:葎草 6 种不同极性溶剂提取物
(100 g·L-1)对小菜蛾的拒食活性均较弱,且不同溶
剂提取物处理组试虫的拒食率差别较小,24 和 48 h
拒食率的差别也较小,变化范围为 9. 65% ~ 20. 45%。
但总体上看,乙醇提取物的拒食作用最强。
2. 2 葎草不同溶剂提取物对棉蚜的触杀作用分析
葎草不同溶剂提取物对棉蚜的触杀作用见表 2。
由表 2 可见:葎草的 6 种不同极性溶剂提取物对棉蚜
均有很好的触杀效果,100 g·L-1 不同溶剂提取物对
表 2 葎草不同溶剂提取物对棉蚜的触杀作用比较(珚X±SE)
Table 2 Comparison of contact toxicity of different solvent extracts
from Humulus scandens (Lour.)Merr. against to Aphis gossypii
Glover (珚X±SE)
提取物
Extract
浓度 / g·L-1
Concentration
不同时间试虫的校正死亡率 /%
Adjusted mortality of
insect at different times
24 h 48 h
石油醚提取物 50 23. 62±2. 56 18. 94±3. 24
Petroleum ether extract 100 46. 33±2. 15 42. 54±3. 22
苯提取物 50 39. 66±3. 19 32. 51±4. 26
Benzene extract 100 78. 63±6. 24 58. 63±3. 28
三氯甲烷提取物 50 59. 72±5. 12 62. 54±4. 16
Chloroform extract 100 69. 73±4. 18 68. 93±2. 18
乙酸乙酯提取物 50 59. 63±2. 18 65. 22±4. 82
Ethyl acetate extract 100 76. 24±3. 22 75. 13±2. 57
丙酮提取物 50 76. 78±4. 82 85. 64±3. 19
Acetone extract 100 82. 63±4. 18 92. 53±4. 21
乙醇粗提物 50 63. 93±4. 11 72. 54±3. 29
Ethanol extract 100 75. 24±1. 29 82. 45±4. 16
棉蚜的触杀作用强于 50 g·L-1 不同溶剂提取物。
50 g·L-1 丙酮、乙醇、乙酸乙酯和三氯甲烷提取物对
棉蚜的触杀作用均较强,试虫的 24 和 48 h 校正死亡
率均在 59. 63%以上,其中以丙酮提取物的触杀作用
最强,50 g·L-1 丙酮提取物处理组棉蚜 24 和 48 h 的
校正死亡率分别为 76. 78%和 85. 64%,而 100 g·L-1
丙酮提取物处理组棉蚜 24 和 48 h的校正死亡率分别
为 82. 63%和 92. 53%。
值得注意的是,50 和 100 g·L-1 石油醚及苯提取
物、100 g·L-1 三氯甲烷及乙酸乙酯提取物处理组棉
蚜的 24 h 校正死亡率均高于 48 h 校正死亡率,其原
因有待进一步研究。
2. 3 葎草丙酮提取物的不同溶剂萃取物对小菜蛾的
触杀作用分析
采用石油醚、三氯甲烷和乙酸乙酯对触杀活性最
强的葎草丙酮提取物进行进一步的萃取分离,并对萃
取物的触杀活性进行测定,结果见表 3。由表 3 可见:
葎草丙酮提取物的 3 种溶剂萃取物对小菜蛾均有一
定的触杀活性,总体上看,随萃取物浓度提高及处理
时间的延长,触杀活性增强。以石油醚萃取物的触杀
作用最强,25. 0 g·L-1 石油醚萃取物处理组小菜蛾
24 和 48 h校正死亡率分别达到 80. 00%和 96. 67%;
三氯甲烷萃取物的杀虫活性也较强,25. 0 g·L-1 三
氯甲烷萃取物处理组小菜蛾 24 和 48 h校正死亡率均
为 66. 67%;25. 0 g·L-1 乙酸乙酯萃取物几乎无触杀
活性,24 和 48 h校正死亡率均仅为 6. 67%。在萃取
66 植 物 资 源 与 环 境 学 报 第 21 卷
物浓度为 50. 0 g·L-1 时,石油醚萃取物处理组小菜
蛾 24 和 48 h的校正死亡率最高,均达到 96. 67%。
表 3 葎草丙酮提取物的不同溶剂萃取物对小菜蛾的触杀作用比较
(珚X±SE)
Table 3 Comparison of contact toxicity of different solvent
partitioned extracts of acetone extract from Humulus scandens
(Lour.)Merr. against to Plutella xylostella L.(珚X±SE)
浓度 / g·L-1
Concentration
不同时间试虫的校正死亡率 /%
Adjusted mortality of insect at different times
24 h 48 h
石油醚萃取物 Petroleum ether partitioned extract
12. 5 26. 67±3. 33 33. 33±3. 33
25. 0 80. 00±4. 41 96. 67±1. 67
50. 0 96. 67±0. 00 96. 67±0. 00
三氯甲烷萃取物 Chloroform partitioned extract
12. 5 3. 33±4. 41 6. 67±4. 41
25. 0 66. 67±5. 00 66. 67±5. 77
50. 0 80. 00±0. 00 83. 33±1. 67
乙酸乙酯萃取物 Ethyl acetate partitioned extract
12. 5 3. 33±3. 33 3. 33±6. 01
25. 0 6. 67±1. 67 6. 67±3. 33
50. 0 33. 33±3. 33 36. 67±3. 33
3 讨论和结论
近年来,有关植物源杀虫剂的研究工作较多。据
报道[14-15],中国产具有控制有害生物活性的植物多达
2 400 余种,其中具有杀虫活性的植物有 1 000 多种、
具有杀螨活性的植物有 39 种、对昆虫具有拒食活性
的植物有 384 种、对昆虫具有忌避活性的植物有 279
种、对昆虫具有引诱活性的植物有 28 种、可引起害虫
不育的植物有 4 种、能调节虫体生长发育的植物有 31
种,可见,可供开发的植物源杀虫剂资源量巨大。
作者选取不同极性的溶剂对葎草全株干粉进行
提取和萃取,并对提取物和萃取物的触杀和拒食活性
进行了检测,结果表明:葎草丙酮提取物对小菜蛾和
棉蚜的触杀活性均最强,乙醇和乙酸乙酯提取物也具
有较强的触杀作用,但 6 种溶剂提取物对小菜蛾的拒
食活性均较弱。而在葎草丙酮提取物的不同溶剂萃
取物中,主要有效杀虫活性成分存在于石油醚萃取物
中,较低浓度(25. 0 g·L-1)的石油醚萃取物即对小菜
蛾有很强的触杀活性,试虫的 24 和 48 h 校正死亡率
分别高达 80. 00%和 96. 67%。
由于本实验是在室内进行的,环境条件相对封
闭,所以实验结果具有一定的局限性。为了明确葎草
对害虫的杀虫活性,还需要进行系统的田间实验。另
外,对葎草杀虫活性有效成分的分离、纯化及鉴定也
有待进一步的深入研究。
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(责任编辑:佟金凤)
76第 2 期 孙廷林,等:葎草不同溶剂提取物和萃取物的杀虫活性