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黄荆提取物对棉蚜的生物活性



全 文 :昆 虫 学 报 Acta Entomologica Sinica,May 2016,59(5):538 - 545 doi:10. 16380 / j. kcxb. 2016. 05. 008
黄荆提取物对棉蚜的生物活性
蒋恩顺,朱 毅,王江勇*
(山东省果树研究所,山东泰安 271000)
摘要:【目的】探讨黄荆 Vitex negundo提取物对棉蚜 Aphis gossypii 的生物活性,并明确其中的有效
成分,为进一步开发利用该杀虫植物提供理论基础。【方法】采用不同有机溶剂、超临界 CO2 萃取
和水蒸气蒸馏 3 种提取方法,分别从黄荆的种子和叶片中提取活性物质。采用浸渍法测定了各提
取物对棉蚜无翅成蚜的杀虫活性;并采用酸水提取法提取了其中的生物碱,采用毛细管点滴法测定
黄荆生物碱对棉蚜生长发育及蜜露产生的影响。【结果】二氯甲烷种子提取物、甲醇种子提取物和
水蒸气蒸馏得到的叶片精油对棉蚜无翅成蚜杀虫活性高,1 200 mg /L处理 24 h校正死亡率分别达
到 86. 98%,65. 01%和 85. 27%。黄荆生物碱对棉蚜无翅成蚜有一定的忌避活性,20 ~ 40 mg /mL
处理 12 h时,忌避率在 50%以上;对棉蚜无翅成蚜毒杀活性略低于黄荆种子二氯甲烷提取物,LD30
浓度处理存活成蚜的产仔量和蜜露分泌量均较对照明显降低,处理到第 10 天棉蚜已经全部死亡,
而对照组棉蚜第 10 天的存活率却为 70%,生物碱处理后的 9 d平均单雌棉蚜累计产仔量比对照减
少了 57. 66%。排蜜频率、总排蜜量及单滴蜜露重量较对照处理组分别降低了 13. 18%,20. 00%
和 8. 79%。【结论】黄荆种子二氯甲烷提取物杀棉蚜活性最高,其中的生物碱是主要的杀蚜活性成
分且对棉蚜生长发育及产仔和蜜露分泌具有一定的抑制作用。
关键词:黄荆;棉蚜;提取;生物碱;生物活性;蜜露
中图分类号:Q965. 9 文献标识码:A 文章编号:0454-6296(2016)05-538-08
Biological effectiveness of extracts from Vitex negundo against Aphis
gossypii (Homoptera:Aphididae)
JIANG En-Shun,ZHU Yi,WANG Jiang-Yong* (Shandong Phomology Institute,Tai’an,Shandong
271000,China)
Abstract:【Aim】To determine the biological effectiveness of extracts from Vitex negundo on the development
and honeydew production of Aphis gossypii and their active compounds,so as to lay a theoretical basis for
its application in agricultural production. 【Methods】Three extraction methods including organic solvent
extraction,supercritical carbon dioxide extraction and steam distillation were used to extract the active
components in seeds and leaves from V. negundo. The toxicity of the extracts to apterous adults of A.
gossypii was detected by dipping method. Furthermore,total alkaloids were extracted to study its effect on
development and honeydew production of A. gossypii by using topical application method. 【Results】The
dichloromethane and methanol extracts from the seeds and the steam distillation extract from the leaves of
V. negundo had the highest toxicity to apterous adults of A. gossypii,whose corrected mortalities were
86. 98%,65. 01% and 85. 27%,respectively,after treatment with 1 200 mg /L essential oil for 24 h.
Alkaloids had a definite antifeedant activity towards apterous adults of A. gossypii,with the antifeedant
rate of 50% after treatment with 20 - 40 mg /mL alkaloids for 12 h,and the toxicity of total alkaloids was
基金项目:山东省自然科学基金项目(Y2006D13)
作者简介:蒋恩顺,男,1980 年 3 月生,山东济南人,硕士,助理农艺师,研究方向害虫综合治理,E-mail:enshunjiang001@ sina. com
* 通讯作者 Corresponding author,E-mail:sdwjy3000@ 163. com
收稿日期 Received:2015-12-25;接受日期 Accepted:2016-04-02
5 期 蒋恩顺等:黄荆提取物对棉蚜的生物活性 539
slightly lower than that of the dichloromethane extracts to apterous adults of A. gossypii. Alkaloids also
reduced the survival rate,fecundity and honeydew production of apterous adults of A. gossypii at the
concentration of LD30,and A. gossypii adults were all dead at 10 d after treatment,while the survival rate
of adults in the control was still as high as 70% . The average total reproduction of each female was
reduced by 57. 66% as compared with the control,while the honeydew production frequency,honeydew
production and weight of each drop of honeydew were reduced by 13. 18%,20. 00% and 8. 79%,
respectively,as compared with the control. 【Conclusion】The dichloromethane extracts have a higher
toxicity to A. gossypii adults,of which alkaloids are the main active components in Vitex negundo and
have certain inhibitory effects on the development and honeydew production of A. gossypii.
Key words:Vitex negundo;Aphis gossypii;extraction;alkaloid;biological effectiveness;honeydew
化学农药是目前主要的害虫防治农药,存在诸
多弊端。其一,是造成环境污染的重要因素之一;其
二,长期使用会使害虫产生抗药性;其三,化学农药
残留不仅影响身体健康,还影响农产品出口。2015
年我国 9%的农业及食品出口企业受到国外绿色壁
垒影响,损失约 9 亿美元(http:/ /www. kanzhun.
com / lunwen /548673. html)。
目前我国已开始禁止一些高毒农药的使用,食
品安全意识也逐渐增强,并认为对有害生物高效、对
非靶标生物安全、在产品中无残留、易分解且分解产
物对环境无害的农药才是“环境和谐农药”(操海
群,2000)。而植物源农药正属于此类,植物性杀虫
物质是天然产物,含多种有效成分,对害虫有毒杀、
拒食、忌避、抑制生长发育和控制种群生长等作用
(Gahukar,2014);它来源于自然,在环境中易降解,
残留量低,对人畜及天敌安全。寻找有应用前途的
新的杀虫植物资源是当前国内外对植物源农药研究
的重点之一(张兴等,2015)。
黄荆 Vitex negundo 属马鞭草科黄荆属 Vitex。
一些研究已表明黄荆具有防治害虫的作用
(Ranilalitha et al.,2015)。作者所在课题组的前期
研究结果也已经明确黄荆提取物对菜青虫 Pieris
rapae、小 菜 蛾 Plutella xylostella、麦 长 管 蚜
Macrosiphum avenae都有较高的杀虫活性,并且能够
对小菜蛾产卵有明显的忌避作用(袁林等,2004,
2006);黄荆挥发油对谷蠹 Rhizopertha dominica、玉
米象 Sitophilus zeamais等储粮害虫具有明显的触杀
活性和忌避活性,对裸露的绿豆象 Callosobruchus
chinensis、玉米象和谷蠹也具有较好的熏杀作用,并
对其种群有持续控制作用(卢传兵等,2005,
2009)。黄荆叶片的二甲苯提取物对菜青虫、斜纹
夜蛾 Prodenia litura 幼虫及桃蚜 Myzus persicae 有较
高的杀虫活性,对菜青虫有较强的拒食作用(廖世
纯等,2006)。但黄荆叶片及种子不同提取物杀虫
活性的差异及黄荆生物碱对棉蚜的毒性和蜜露分泌
的研究尚未见报道,因此,本文研究了黄荆提取物对
棉蚜 Aphis gossypii的毒杀活性、生长发育和蜜露分
泌的影响,以期为黄荆的综合开发利用提供理论
基础。
1 材料及方法
1. 1 供试材料
1. 1. 1 黄荆:叶片和种子采自泰山脚下,阴干后,用
万能粉碎机将其粉碎并过 60 目筛待用。
1. 1. 2 棉蚜:用传统棉花营养液(李飞等,2001)培
养的棉花饲养棉蚜(品种:丰抗 6 号),使用连续饲
养 10 代以上棉蚜作为供试虫源。置于温度 25 ±
1℃,RH 75% ±5%,光周期为 14L∶ 10D的恒温人工
气候箱内。
1. 2 黄荆活性物质的提取方法
1. 2. 1 不同有机溶剂提取:黄荆叶片粉和种子粉与
二氯甲烷、石油醚和甲醇有机溶剂按 1∶ 3 的比例(v /
v)采用冷浸法提取,经旋转蒸发(35℃)得到膏状粘
稠物放入冰箱保存。二氯甲烷和石油醚种提物分别
加入二氯甲烷溶解,并加入 5%的农乳 2201 乳化
剂;二氯甲烷和石油醚叶片提取物也分别加入二氯
甲烷进行溶解,并加入 5%的农乳 8220 乳化;而甲
醇提取物则用甲醇溶解后加入 5%的农乳 TX-10 乳
化,以上样品均定容为含粗提物 30%的乳油备用。
1. 2. 2 超临界 CO2 萃取:取黄荆种子粉 3 kg 投入
超临界萃取釜中,对贮罐进行冷却,分别对萃取釜、
解析釜Ⅰ、解析釜Ⅱ进行加热,当温度分别达到 45,
50 和 50℃时,打开 CO2 气瓶送气,并打开高压泵对
萃取釜、解析釜Ⅰ、解析釜Ⅱ加压,当压力分别达到
30,5 和 5 MPa时,开始循环萃取;取黄荆叶粉 2. 5
540 昆虫学报 Acta Entomologica Sinica 59 卷
kg投入萃取釜中,提取方法同种子,只是提取压力
分别为 20,5 和 5 MPa。二氯甲烷、超临界萃取物、
乳化剂吐温 80以 3. 5∶ 1. 5∶ 0. 01(v /v /v)的比例配制。
对照用二氯甲烷和乳化剂吐温 80 按照 3. 5∶ 0. 01(v /
v)的比例配制,用时加水稀释成系列浓度。
1. 2. 3 水蒸气蒸馏:称取黄荆叶粉或种子粉 250 g,
按 1∶ 3(m/v)比例添加温水,沸腾 4 ~ 5 h,蒸馏收集
精油,加入无水硫酸钠脱除精油中的水分,得到黄荆
精油。分别按丙酮、精油和乳化剂吐温 80 以 3. 5∶
1. 5∶ 0. 01(v /v /v)的比例配制成母液。对照用二氯
甲烷和乳化剂吐温 80 按照 3. 5 ∶ 0. 01(v /v)的比例
配制,用时加水稀释成 600 和 1 200 mg /L。
1. 3 黄荆不同提取物对棉蚜的毒杀活性测定
采用浸渍法,参照联合国粮农组织 (FAO)推荐
的玻片浸渍法。去除棉苗叶片上的有翅蚜和无翅若
蚜,仅保留无翅成蚜,将载有无翅成蚜的棉苗叶片浸
于已配好的 600 和 1 200 mg /L 的药液中,3 s 后取
出,用吸水性较好的脱脂棉球包住棉苗叶柄后,用保
鲜膜包住,置于吸水性较差的纸上晾干,记录蚜虫数
量,放入养虫盒中(d = 6. 5 cm),然后置于 25℃光
照培养箱内恒温饲养,每浓度处理重复 4 次。以相
应的溶剂和乳化剂等比例混合后作对照,于 24 h 后
检查死活虫数,计算死亡率和校正死亡率。
1. 4 黄荆总生物碱的提取及其对棉蚜的生物活性
测定
1. 4. 1 黄荆总生物碱的提取及定性鉴定:采用酸水
溶液提取法(罗都强等,2001)提取黄荆二氯甲烷种
子提物中的粗品总生物碱。并采用碘化铋钾
(Drogendroff 试剂)显色法进行定性鉴定。
1. 4. 2 黄荆总生物碱及二氯甲烷种提物对棉蚜的
毒杀活性测定:采用毛细管点滴法(王开运等,
2000)进行毒杀活性测定,分别取黄荆种子二氯甲
烷提取物和从黄荆种子甲醇提取物提取的总生物碱
各 0. 0144,0. 0288,0. 0432,0. 0576 和 0. 0720 g然
后加入 1. 5 mL配好的对照液,配成 9 600,19 200,
28 800,38 400 和 48 000 mg /L。选取大小一致的无
翅成蚜,用毛细管点滴器点滴处理,每重复 20 头,重
复 4 次,每头蚜虫点滴 0. 0338 μL。对照采用丙酮,
每 100 mL丙酮中加入 0. 02 g 苏丹红,处理后将蚜
虫用毛笔轻轻挑入带有保湿的棉花叶片的养虫盒
内,24 h检查死、活虫数。每处理重复 4 次。所得结
果用 Finney机率分析法进行处理,求得毒力回归方
程和 LD50。
1. 4. 3 黄荆总生物碱对棉蚜的忌避率测定:参考
Jermy等(1968)的方法,将黄荆总生物碱直接用丙
酮配制成 10,20 和 40 mg /mL 不同浓度,丙酮为对
照。选取面积约为 4. 5 cm2 的棉苗子叶在处理和对
照溶液中分别浸蘸 5 s,晾干,在其叶背面转接 20 头
3 - 4 龄的无翅棉蚜,将接虫后的棉叶放入培养皿
中,叶背面向下,并用湿棉球缚叶柄保湿培育。分别
在 12,24和 48 h检查各处理和对照叶片上棉蚜的栖
息数。每处理重复 4 次。忌避率(%)=(对照区蚜
虫数 -处理区蚜虫数)/对照区蚜虫数 ×100%。
1. 4. 4 黄荆总生物碱对棉蚜生殖力及存活率的影
响:采用毛细管点滴法,根据预备试验结果,用 LD30
的药剂浓度点滴大小一致的无翅成蚜,处理后的棉
蚜挑至用棉球保湿棉苗上,放入封闭的养虫盒内,置
于 25℃的恒温养虫室内,每天定时检查死、活虫数;
利用琼脂保湿,将有两个真叶的棉叶正面朝下紧贴
在琼脂上,上述处理 24 h后的存活蚜虫用毛笔轻轻
挑在棉叶的背面,在培养皿中单头饲养,处理和对照
各 20 个重复,用保鲜膜封住培养皿,每天检查蚜虫
的产蚜数量并及时将产的若蚜去除,自产仔后连续
观察 9 d,计算 9 d中的累计产仔力。并每天检查处
理棉蚜和对照棉蚜成蚜的存活情况,直到对照的棉
蚜全部死亡为止。
1. 4. 5 黄荆总生物碱对棉蚜分泌蜜露的影响:参考
孟玲和王文全(1996)方法并略有改进。选取用
LD30药剂点滴后 24 h 仍存活的无翅成蚜挑到正常
生长的 5 叶期棉苗真叶上,处理和对照各 10 次重
复。将已称重的玻片放在有 3 龄若蚜的棉叶下 10
cm处,置于 25℃的恒温养虫室内接蜜滴 6 h后取出
称重并计数玻片上的蜜滴数,求得蜜滴平均重量。
1. 4. 6 棉蚜排蜜频率的测定:参考孟玲和王文全
(1996)方法并略有改进。将直径为 15 cm 的滤纸
沿半径剪一切缝,中间剪一小孔,滤纸用溴甲酚蓝
[溴甲酚蓝∶无水乙醇 = 2∶ 1(v /v)]处理,阴干后套
在棉株茎秆基部,然后置于 25℃的恒温养虫室内,
蜜滴直接落在处理过的滤纸上,落点处滤纸由黄变
蓝,每 2 h 换一次滤纸,各处理观察 24 h,统计滤纸
上的蓝点数即蜜滴数和棉叶背面蚜虫数,得出单头
棉蚜每天的排蜜频率。
1. 4. 7 黄荆总生物碱处理对后代若蚜的影响:参照
王洪亮等(2006)的研究方法,将 LD30药剂点滴处理
24 h后存活的成蚜用毛笔轻轻挑到正常生长的棉
苗上,但仅保留一头其所产的 1 龄若蚜于叶片,每处
理和对照设置 20 个重复,每天分别于 8:00,12:00,
18:00 和 24:00 观察记录 4 次蚜虫发育情况。
5 期 蒋恩顺等:黄荆提取物对棉蚜的生物活性 541
1. 5 数据处理
用 SPSS 16. 0 软件进行统计分析,对实验数据
进行 t检验,用 LSD法分析差异显著性。
2 结果
2. 1 黄荆不同提取物的杀虫活性
从表 1 可以看出,不同方式提取黄荆的种子和
叶片的提取物对棉蚜的生物活性差异显著,除水
蒸气蒸镏法外,其他提取方法均表现为种子提取
物的杀虫活性高于叶片,以二氯甲烷提取物最高,
1 200 mg /L浓度处理下校正死亡率高达 86. 98%,
其次为 CO2 萃取和甲醇及石油醚提取物,校正死
亡率分别为 74. 69%,65. 01%和 59. 63%;叶子提
取物中以水蒸气提取物杀虫活性最高,1 200 mg /L
浓度处理下校正死亡率高达 85%,其次为二氯甲
烷、CO2 萃取和甲醇及石油醚提取物。随稀释倍
数升高,校正死亡率下降,各提取剂提取物 600
mg /L 浓度处理下校正死亡率趋势与1 200 mg /L
浓度处理下相同。
表 1 3 种提取方法得到的黄荆提取物对棉蚜无翅成蚜的毒杀活性
Table 1 Toxicity of Vitex negundo extracts with three extraction methods to apterous adults of Aphis gossypii
提取方法
Extraction methods
溶剂 /对照
Solvent /CK
植物器官
Plant organs
浓度(mg /L)
Concentration
虫数
Number of test insects
24 h平均死亡率(%)
Average mortality at 24 h
校正死亡率(%)
Corrected mortality
有机溶剂提取物
Solvent extraction
二氯甲烷
Dichloromethane
石油醚
Petroleum ether
甲醇
Methanol
甲醇(CK)
Methanol
种子 Seed
叶子 Leaf
种子 Seed
叶子 Leaf
种子 Seed
叶子 Leaf

1 200 281 88. 26 86. 98 ± 2. 11 a
600 261 50. 19 44. 78 ± 2. 03 de
1 200 291 77. 32 74. 86 ± 1. 86 b
600 312 24. 04 15. 79 ± 2. 11 h
1 200 239 63. 59 59. 63 ± 2. 57 c
600 334 39. 82 33. 28 ± 1. 74 fg
1 200 511 40. 31 33. 82 ± 3. 23 e
600 455 20. 00 11. 31 ± 2. 13 i
1 200 377 68. 44 65. 01 ± 1. 32 c
600 275 43. 27 37. 11 ± 2. 11 ef
1 200 450 58. 89 54. 42 ± 1. 61 c
600 282 27. 30 19. 40 ± 2. 48 h
- 382 9. 16 -
CO2 萃取
Carbon dioxide
fluid extraction
CO2 萃取
Carbon dioxide
fluid extraction
二氯甲烷(CK)
Dichloromethane
种子 Seed
叶子 Leaf

1 200 174 77. 17 74. 69 ± 2. 62 b
600 215 47. 47 41. 76 ± 3. 01 e
1 200 192 75. 68 73. 04 ± 2. 21 b
600 220 47. 04 41. 29 ± 3. 64 e
- 408 9. 80 -
水蒸气蒸馏
Steam distillation
温水
Warm water
二氯甲烷(CK)
Dichloromethane
种子 Seed
叶子 Leaf

1 200 276 30. 43 23. 74 ± 1. 67 g
600 324 18. 52 10. 69 ± 1. 42 i
1 200 200 86. 56 85. 27 ± 3. 64 a
600 248 55. 63 51. 36 ± 2. 25 d
- 342 8. 77 -
同列数据后不同小写字母表示同一提取方法不同溶剂提取物检测结果之间差异显著(P < 0. 05)(LSD 法)。Different small letters following the
data in a column represent significant difference among different solvents with the same extraction method (P < 0. 05) (LSD method).
2. 2 黄荆总生物碱的提取和其对棉蚜的毒性
2. 2. 1 黄荆总生物碱的提取与鉴定:由表 1 看出黄
荆种子二氯甲烷提取物杀蚜活性最高。采用酸水溶
液法从黄精荆种子二氯甲烷提取物中提取总生物
碱,提取率为 0. 06%,经薄层板经碘化铋钾显示橙
色,说明其为总生物碱。
2. 2. 2 黄荆总生物碱对棉蚜的忌避活性:从表 2
中可以看出,黄荆总生物碱对棉蚜有一定的忌避活
性。20 ~ 40 mg /mL 处理 12 h 时,忌避率在 50%以
上,随处理时间延长,忌避率下降。至处理 48 h 时,
10 mg /mL的处理已没有忌避活性,而 40 mg /mL 的
忌避率仍为 30%。随生物碱浓度的升高,忌避率
升高。
2. 2. 3 黄荆生物碱对棉蚜的杀虫活性:黄荆种子二
氯甲烷提取物的杀棉蚜活性稍高于黄荆总生物碱,
仅在 9 600 mg /L时有显著差异,其他浓度下二者杀
棉蚜活性相当,没有显著差异(表 3),说明黄荆生物
碱是黄荆提取物中的主要杀棉蚜成分。
542 昆虫学报 Acta Entomologica Sinica 59 卷
表 2 黄荆总生物碱对棉蚜无翅成蚜的忌避活性
Table 2 Antifeedant activity of total alkaloids from Vitex negundo to apterous adults of Aphis gossypii
处理时间(h)
Treatment time
浓度(mg /mL)
Concentration
处理虫数
Number of test individuals in treatment
对照虫数
Number of test individuals in the control
忌避率(%)
Antifeedant rate
12
10 10. 00 12. 00 16. 67 b
20 6. 00 12. 00 50. 00 a
40 5. 00 12. 00 58. 33 a
24
10 10. 75 13. 25 18. 87 b
20 8. 00 13. 25 39. 62 a
40 7. 25 13. 25 45. 28 a
48
10 12. 50 11. 50 - 8. 69 c
20 9. 75 11. 50 15. 22 b
40 8. 00 11. 50 30. 43 a
同列数据后不同小写字母表示同一处理时间不同浓度之间差异显著(P < 0. 05)(LSD 法)。Different small letters following the data in the same
column represent significant difference among different concentrations at the same treatment time (P < 0. 05) (LSD method).
表 3 黄荆总生物碱与黄荆种子二氯甲烷提取物对棉蚜无翅成蚜的毒杀活性
Table 3 Toxicity of total alkaloids from Vitex negundo and dichloromethane extracts from V. negundo seeds
to apterous adults of Aphis gossypii
样品
Sample
浓度(mg /L)
Concentration
校正死亡率(%)
Corrected mortality
毒力回归式 y = a + bx
Regression equation
LD50
(μg / individual)
95%置信限
95% Confidence limit
黄荆总生物碱
Total alkaloids from
V. negundo
9 600 38. 46 f
19 200 57. 69 d
28 800 78. 20 c y = 0. 831 + 2. 456x 0. 4587 0. 3723 ± 0. 5344
38 400 87. 17 b
48 000 92. 30 a
黄荆种子二氯甲烷提物
Dichloromethane extracts
of V. negundo seed
9 600 47. 43 e
19 200 62. 82 d
28 800 80. 76 c y = 0. 968 + 2. 27x 0. 3746 0. 2830 ± 0. 4524
38 400 89. 74 b
48 000 94. 87 a
同一提取物后同列数据后不同小写字母表示同一提取物不同浓度之间差异显著(P < 0. 05)(LSD 法)。Different small letters of the same extract
following the data in the same column represent significant difference among different concentrations of the same extract (P < 0. 05) (LSD method).
2. 2. 4 黄荆总生物碱亚致死剂量 LC30处理对存活
棉蚜生长发育和蜜露分泌的影响:从图 1 中可以看
出,黄荆总生物碱 LC30处理棉蚜后能显著降低棉蚜
的存活率,处理棉蚜到第 10 天已经全部死亡,而对
照棉蚜第 10 天的存活率却为 70%,对照棉蚜直到
第 22 天才全部死亡,说明黄荆总生物碱处理棉蚜后
能显著降低处理棉蚜的寿命。
图 1 黄荆总生物碱亚致死剂量处理对棉蚜
无翅成蚜存活率的影响
Fig. 1 Effect of sublethal doses of total alkaloids from Vitex
negundo on survival curves of apterous adults of Aphis gossypii
黄荆生物碱处理显著降低了棉蚜的产仔量,生
物碱处理后的 9 d平均单雌棉蚜累计产仔量比对照
减少了 57. 66%(图 2:A)。处理棉蚜无翅成蚜后第
5 天,平均单雌产蚜数显著降低,第 5 天对照棉蚜平
均单雌产仔数为 1. 79 头 /d,处理棉蚜为 0. 58 头 /d;
第 7 天对照棉蚜为 2. 42 头 /d,而处理棉蚜却降为
0. 13 头 /d(图 2:B)。
黄荆总生物碱处理显著降低了排蜜频率和排蜜
量(表 4),排蜜频率、总排蜜量及单滴蜜露重量较对
照处理分别降低了 13. 18%,20. 00%和 8. 79%。
3 讨论
生物碱类是植物在与昆虫协同进化过程中形成
的一大类具有防御功能的次生代谢物质,种类繁多,
对害虫具有很强的毒杀作用(朱见等,2007;Liu et
al.,2010;周小慧等,2011),如苦豆子生物碱对麦
二叉蚜 Schizaphis graminum、麦长管蚜和棉蚜均有较
5 期 蒋恩顺等:黄荆提取物对棉蚜的生物活性 543
图 2 黄荆总生物碱亚致死剂量处理对棉蚜无翅成蚜生殖力的影响
Fig. 2 Effect of sublethal doses of total alkaloids from Vitex negundo on fecundity of apterous adults of Aphis gossypii
A:对单雌累计产仔量的影响 Effect on total reproduction of each female apterous adult;B:对单雌日产仔量的影响 Effect on daily reproduction of
each female apterous adult.
表 4 黄荆总生物碱亚致死剂量处理对棉蚜无翅成蚜蜜露分泌的影响
Table 4 Effect of sublethal doses of total alkaloids from Vitex negundo on honeydew production of
apterous adults of Aphis gossypii
处理
Treatment
排蜜频率(滴 /d)
Honeydew production frequency
(number of drops produced per day )
排蜜量(μg /d·头)
Honeydew production per
day per individual
蜜滴重量(μg /滴)
Weight of each drop
of honeydew
丙酮 Acetone (CK) 15. 78 ± 0. 72* 85. 16 ± 1. 48* 5. 46 ± 0. 31*
黄荆总生物碱 Total alkaloids of V. negundo 13. 70 ± 0. 32 68. 13 ± 1. 34 4. 98 ± 0. 42
* 与处理间存在显著差异(P < 0. 05)(t检验)Significant difference from the treatment (P < 0. 05)(t test).
强的触杀作用,对菜青虫和粘虫 Mythimna separata
有一定的胃毒作用(姜双林等,1998)。本实验发现
黄荆生物碱对棉蚜无翅成蚜的 LD50为 0. 46 μg /头,
仅略低于黄荆二氯甲烷提取物 LD50为 0. 46 μg /头;
LD30浓度处理显著降低了存活棉蚜无翅成蚜的寿
命,处理棉蚜到第 10 天已经全部死亡。氧化苦参碱
槐果碱对蚕豆蚜 2 龄若蚜的 LC50分别为 3 811 和
3 300 mg /L,烟碱对萝卜蚜 Lipaphis erysimi无翅成蚜
的 LC50为 1 090 mg /L,根据点滴量推测,黄荆生物碱
的毒力可以与烟碱相当。此外,生物碱还具有忌避
拒食和抑制生长发育作用,作用于昆虫的味觉器官
从而抑制昆虫的取食行为。水苏碱、胡椒碱和蓖麻
碱分别对日本丽金龟、储粮害虫和粉虱有驱避作用
(Burgess et al.,1988)。本实验发现 20 ~ 40 mg /mL
544 昆虫学报 Acta Entomologica Sinica 59 卷
黄荆生物碱处理无翅棉蚜 12 h 时的忌避率达 50%
以上。许多生物碱类杀虫活性物质还可以干扰害虫
的正常发育,如可以使害虫幼虫期延长,而致使年世
代数减少、越冬虫口基数降低等(Thappa et al.,
1989;Ranilalitha et al.,2015)。虽然有些对害虫生
长发育的影响在害虫当代表现并不明显,但可以持
续控制害虫后代的发育及发生(刘雨晴等,2013)。
黄荆生物碱处理显著降低了棉蚜的产仔量,处理后
的 9 d内单头棉蚜总产仔量比对照减少了 57. 66%。
显著降低了排蜜频率和排蜜量,排蜜频率、总排蜜量
及单滴蜜露重量较对照处理分别降低了 13. 18%,
20. 00%和 8. 79%。可见,黄荆生物碱不仅对棉蚜
无翅成蚜有一定的忌避作用,而且降低了棉蚜无翅
成蚜的存活率、产仔量和蜜露分泌量。对害虫综合
治理具有积极意义。
实验中发现黄荆种子二氯甲烷提取物的杀棉蚜
活性稍高于黄荆总生物碱,说明除生物碱外还存在
其他高活性成分。刘雨晴(2010)通过三级硅胶柱
层析从黄荆二氯甲烷提取物中分离鉴定得到对棉蚜
毒力高的成分 β-石竹烯、α-蒎烯和甲基萘,其含量
分别达 7. 68%,5. 45%和 35. 67%。其中 β-石竹烯
和 α-蒎烯对棉蚜的触杀毒力和忌避毒力较强烈,说
明黄荆二氯甲烷提取物中的主要杀棉蚜活性物质主
要是帖烯类和生物碱类。
我国黄荆野生资源非常丰富,具有直接开发利
用的优势,其多种成分具有杀虫活性,本实验发现生
物碱具有较高杀虫活性,是其主要杀虫成分之一。
除生物碱外,卢传兵等(2005)发现黄荆叶片挥发油
成分 31 种,基本为萜类化合物,其中 α-蒎烯和桉树
脑对玉米象具有较高的触杀活性和一定的熏杀作
用,并对玉米象的种群控制有一定的作用。
Chandramu等 (2003)从黄荆叶子中分离得到的乌
苏酸对刚蜕皮的粗脚夜蛾 Achoea janata 3 龄幼虫有
一定的的拒食活性。此外,黄荆还可以作为化学杀
虫剂的增效剂使用,黄荆种子二氯甲烷提取物对吡
虫啉有明显的杀蚜增效作用(蒋恩顺,2009);黄荆
提取物与核型多角体病毒联合使用增加了防治棉铃
虫的效果,进一步深入研究明确黄荆中的杀虫活性
成分还可为仿生合成提供模板。因此黄荆作为新的
杀虫植物资源具有很好的开发和应用前景。
参考文献 (References)
Burgess EPJ,Kohae EMWT,Hutchins RFN,Douglas L,1988. Toxicity
of leaves from the castor oil plant, Ricinus communis L.
(Euphorbiaceae), to adult grass grub, Costelytra zealandica
(White) (Coleoptera:Scarabaeidae). New Zeal. J. Exp. Agric.,
16:163 - 166.
Cao HQ,Yue YD,Hua RM,Tang F,2000. Review on research and
development of botanical pesticides. Journal of Anhui Agricultural
University,27(1) :40 - 44. [操海群,岳永德,花日茂,汤锋,
2000. 植物源农药研究进展. 安徽农业大学学报,27(1):40 -
44]
Chandramu C,Manohar RD,Krupadanam DG,Dashavantha RV,2003.
Isolation,characterization and biological activity of betulinic acid
and ursolic acid from Vitex negundo L. Phytother. Res.,17(2) :
129 - 134.
Gahukar RT,2014. Factors affecting content and bioefficacy of neem
(Azadirachta indica A. Juss.)phytochemicals used in agricultural
pest control:a review. Crop Prot.,62:93 - 99.
Jermy T,Hanson FG,Dethier VG,1968. Induction of specific food
preference in lepidopterous larvae. Entomol. Exp. Appl.,11:211 -
230.
Jiang ES,Xue M,Liu YQ,Wang YF,2009. Toxicity of Vitex negundo
extracts to aphids and its co-toxicity with imidacloprid. Chinese
Journal of Applied Ecology,20(3) :686 - 690. [蒋恩顺,薛明,
刘雨晴,王玉峰,2009. 黄荆提取物对蚜虫的毒力及其与吡虫
啉的联合毒力. 应用生态学报,20(3):686 - 690]
Jiang SL,Zhao GL,Xue LG,1998. Study on toxicity of alkaloids from
Sophora alopecuroids L. to insect pests. Journal of Gansu Normal
College,3(3) :52 - 54. [姜双林,赵国林,薛林贵,1998. 苦豆
子总生物碱的杀虫活性研究. 甘肃高师学报,3(3):52 - 54]
Li F,Han ZJ,2001. A caging method for the rearing of cotton aphids.
Entomological Knowledge,38(3) :225 - 227. [李飞,韩召军,
2001. 棉蚜饲养技术———笼罩法. 昆虫知识,38(3):225 -
227]
Liao SC,Zeng T,Wei QX,2006. Study on insecticidal activity of Vitex
negundo extracts. Chinese Agricultural Science Bulletin,6(22) :
304 -306. [廖世纯,曾涛,韦桥现,2006. 黃荊提取物的杀虫
生物活性研究. 中国农学通报,6(22):304 - 306]
Liu HF,Quan BW,Li XG,2010. Insecticidal activities of alkaloids
extracted from poisonous plants. Plant Dis. Pests,1(6) :64 - 67.
Liu YQ,2010. Isolation and Identification of Active Components from
Vitex negundo Linn. and the Biological Effectiveness against Aphis
gossypii Glover and Pieris rapae Linn. PhD Dissertation,Shandong
Agricultural University,Tai’an,Shandong. [刘雨晴,2010. 黄荆
杀虫活性成分的分离与鉴定及其对棉蚜和菜青虫的生物效应.
山东泰安:山东农业大学博士学位论文]
Liu YQ,Li F,Cui W,2013. Research summary of insecticidal terpenes
and alkoloids from plants. Journal of Agricultural Catastrophology,3
(6):19 - 21. [刘雨晴,李飞,崔炜,2013. 植物萜烯类及生物
碱类杀虫活性物质研究综述. 农业灾害研究,3(6):19 - 21]
Lu CB,Xue M,Liu YQ,Liu AH,Wang HT,2009. Insecticidal
components and toxicity of Vitex negundo (Lamiales:Verbenaceae)
essential oil to Sitophilus zeamais (Coleoptera:Curculionidae)and
their action mechanisms. Acta Entomologica Sinica,52(2) :159 -
167. [卢传兵,薛明,刘雨晴,刘爱红,王洪涛,2009. 黄荆精
5 期 蒋恩顺等:黄荆提取物对棉蚜的生物活性 545
油对玉米象的杀虫活性成分、毒力及作用机制. 昆虫学报,52
(2):159 - 167]
Lu CB,Xue M,Liu YQ,Pang YH,Wang CX,2005. Study on effect of
volatile oils of Vitex negundo against Sitophilus zeamais
(Motschulsky). Grain Storage,6(34) :13 - 16. [卢传兵,薛明,
刘雨晴,庞云红,王承香,2005. 黄荆挥发油对玉米象的生物
活性及种群控制作用. 粮食储藏,6(34):13 - 16]
Luo DQ,Feng JT,Hu Z,Zhu MJ,Zhang X,2001. Isolation and
bioactivities of the alkaloids from Tripterygium wilfordii against Pieris
rapae L. Journal of Northwest A&F University (Natural Science
Edition) ,29(2) :61 - 64. [罗都强,冯俊涛,胡瓒,祝木金,
张兴,2001. 雷公藤总生物碱分离及杀虫活性研究. 西北农林
科技大学学报(自然科学版),29(2) :61 - 64]
Meng L,Wang WQ,1996. Effect of boron and zinc on development and
honeydew excretion of Aphis gossypii Glower. Cotton Science,8(4) :
208 - 211. [孟玲,王文全,1996. 微量元素硼锌对棉蚜生长发
育和排蜜的影响. 棉花学报,8(4):208 - 211]
Ranilalitha P,Sukumaran M,Raveendran S,Amirthanayagi AK,2015.
Evaluation of nymphicidal effect of two indigenous plant exacts on
cotton pest,Dysdercus cingulatus (Fab.). Int. J. Pure Appl. Zool.,
3(1) :24 - 30.
Thappa RK,Tikku K,Saxena BP,Vaid RM,Bhutani KK,1989.
Conessine as a larval growth inhibitor,sterilant,and antifeedant
from Holarrhena antidysenterica wall. Insect Sci. Appl.,10(2) :
149 - 155.
Wang HL,Wu JX,Wang BL,2006. Studies on development period of
cotton aphid,Aphis gossypii Glover in different cotton cultivars with
insect pest-resistance. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica,
15(4) :83 - 85. [王洪亮,仵均祥,王丙丽,2006. 棉蚜在不同
抗虫品种上的发育历期研究. 西北农业学报,15(4):83 - 85]
Wang KY,Jiang XY,Yi MQ,Lv BQ,Zhang HC,Li CZ,2000. Studies
on resistance and mechanism of Aphis gossypii in main planting
vegetables areas of Shandong Province. Chinese Journal of Pesticide
Science,2(3) :19 - 24. [王开运,姜兴印,仪美芹,吕宝乾,张
洪才,李长征,2000. 山东省主要菜区瓜(棉)蚜(Aphis gossypii
Glover)抗药性及机理研究. 农药学学报,2(3):19 - 24]
Yuan L,Xue M,Liu YQ,Wang HS,2006. Toxicity and oviposition
deterrence of Vitex negundo extracts to Plutella xylostella. Chinese
Journal of Applied Ecology,17(4) :695 - 698. [袁林,薛明,刘
雨晴,王合生,2006. 黄荆提取物对小菜蛾幼虫毒力及对成虫
的产卵忌避作用. 应用生态学报,17(4):695 - 698]
Yuan L,Xue M,Xing J,Li CH,2004. Toxicity of Vitex negundo
extracts to several insect pests. Chinese Journal of Pesticides,43
(2) :70 - 72. [袁林,薛明,邢健,李昌浩,2004. 黄荆提取物
对几种害虫的杀虫活性. 农药,43(2):70 - 72]
Zhang X,Ma ZQ,Feng JT,Wu H,Han LR,2015. Review on research
and development of botanical pesticide. Chinese Journal of
Biological Control,31(5) :685 - 698. [张兴,马志卿,冯俊涛,
吴华,韩立荣,2015. 植物源农药研究进展. 中国生物防治学
报,31(5):685 - 698]
Zhou XH,Lian YL,Wang YQ,2011. Research progress on insecticidal
alkaloids in Tripterygium wilfordii. Nonwood Forest Research,29
(2) :124 - 129. [周小慧,廉玉利,王元清,2011. 雷公藤生物
碱杀虫作用研究进展. 经济林研究,29(2):124 - 129]
Zhu J,Shen YH,2007. Insecticidal effects of plant alkaloids and their
application. Newsletter of Sericultural Science,27(4) :35 - 40.
[朱见,沈以红,2007. 植物生物碱的杀虫作用及应用. 蚕学通
讯,27(4):35 - 40]
(责任编辑:赵利辉)