全 文 ：第 28卷　第 2期 　　　　　　　　　　　　　　　　西　南　林　学　院　学　报　　　　　　　 Vol.28　No.2
　 2008年 4月 　　　　　　　　　　　　JOURNALOFSOUTHWESTFORESTRYCOLLEGE　　　　　 Apr.2008　
＊　收稿日期:2008-01-08　　＊＊为通讯作者
基金项目:陕西省自然科学基金资助项目(2003C1 25);国家林业局黄土高原林木培育重点实验室基金资助项目(K03-01).
作者简介:史清华(1966-),女 ,陕西渭南人,工程师 ,硕士 ,主要从事野生动植物资源开发利用的研究.
杠柳根皮化学成分生物活性的研究＊
史清华 1 , 马养民2＊＊ ,秦虎强3
(1.西北农林科技大学林学院 ,陕西杨凌 712100;2.陕西科技大学化学与化工学院 ,陕西 咸阳 712081;
3.西北农林科技大学 植物保护学院 ,陕西 杨凌 712100)
摘要:对杠柳根皮组织化学成分生物活性的测定研究结果表明:单体化合物 I(香草醛乳糖
苷)在使用浓度为 3.0 ～ 6.0 mg/mL时对小麦 、油菜具有强的抑制生长活性;当浓度降低到
0.75mg/mL时 ,反而对油菜种子具有促进萌发和刺激生长的作用.单体化合物 II(杠柳苷 E)
和 IV(强心苷类)对麦二叉蚜具有较强的触杀活性 ,对粘虫具有胃毒和拒食活性.
关键词:杠柳;根皮;化学成分;生物活性
中图分类号:S793.901　　文献标识码:A　　　文章编号:1003-7179(2008)02-0038-04
　　植物是生物活性化合物的天然宝库 ,其中许
多次生化学物质具有杀虫和(或)抑菌 、抑制植物
生长的活性 , 在农业 、医药上有重要的研究价
值 [ 1-2] .对植物体内的化合物进行活性追踪 、筛选
和结构分析鉴定方面的研究是植物源农药研发的
基础[ 3-4] .杠柳(PeriplocasepiumBunge)属萝藦科
(Asclepiadaceac)杠柳亚科杠柳属植物[ 1] .在我国
分布较广 ,其资源丰富[ 5] .据报道 ,杠柳根皮粉对
白菜叶甲有一定的胃毒活性 ,对二十八星瓢虫具
有较强的胃毒和忌避作用 [ 6] ;其根皮乙醇提取物
对小菜蛾 、菜青虫具有毒杀活性 ,对温室白粉虱有
一定的忌避活性 , 对蔬菜蚜虫有较强的触杀作
用 [ 7-8] .近年来 ,笔者通过对杠柳根皮化学成分和
根皮中挥发油化学成分进行研究及杀虫活性筛选 ,
取得了一定研究成果 [ 9-10] .随后 ,又对杠柳根皮甲
醇提取浓缩物的水悬浮液经石油醚 、乙酸乙酯 、正
丁醇不同极性溶剂萃取后得到 4种不同萃取物 ,经
硅胶柱层析 、C18反相柱层析 、SephadexLH-20凝胶
柱层析多次分离 、纯化后 ,分别得到化合物 I, II,
IV,经化学分析结合 IR, 1H-NMR, 13 C-NMR,
EI-MS等波谱分析 ,鉴定化合物 I, II, IV分别为
香草醛乳糖苷 、杠柳苷 E和强心苷类.(化合物 I
为乙酸乙酯萃取物经溶剂洗脱 、柱层析分离 、纯化
后得到 ,已鉴定为 β -香树素乙酸酯).为了进一
步探讨从正丁醇萃取物中分离得到的 I, II, IV3
种单体化合物的生物活性 ,开展了本研究 ,旨在为
今后的进一步研发奠定基础.
1　材料与方法
1.1　材料与试剂
植物材料:杠柳采自秦岭楼观台 ,由西北农林
科技大学林学院韩恩贤研究员鉴定.根皮经阴干
粉碎 ,过 20目筛.
供试种子:油菜 (Brasicacampestris, 秦油 8
号)种子;小麦 (Triticumaestivum,小堰 22号)种
子 ,均购于西北农林科技大学种子公司.
供试昆虫:粘虫 [ Mythimnaseparata(Walker)] ,
为 3龄幼虫(西北农林科技大学无公害农药研究中
心提供).麦二叉蚜 [ Schizaphisgraminum(Rond.)] ,
为经过挑选的 、个体大小均匀一致的无翅成虫(采
自西北农林科技大学南校区实验麦田).
供试药剂:化合物 I为香草醛乳糖苷 ,化合物
II为杠柳苷 E,结构见图 1 , 2;化合物 IV为强心苷
类.4种化合物均为经多次分离后的纯品.
1.2　试验方法
1.2.1　化合物Ⅲ , Ⅳ杀虫活性测定
(1)对蚜虫和粘虫的触杀活性　采用点滴
法 [ 11] .用丙酮将纯品化合物 Ⅲ , Ⅳ(含量按 100%
计)依次稀释成 2.500, 1.250, 0.625, 0.312, 0.156
mg/mL5个浓度梯度 ,对照为丙酮.用 10μL进样
器将药液点滴在供试昆虫前胸背板上 ,点滴量为
每头蚜虫 1μL, 每皿 30 ～ 50头试虫;每头粘虫 2
μL,每皿 20头试虫 ,每处理重复 3次 , 12, 24h观
察记载死亡虫数 ,计算死亡率 、校正死亡率.
死亡率 =死亡数总试虫数 ×100%
校正死亡率 =(处理 -对照)死亡率
1-对照死亡率 ×100%
(2)对粘虫的胃毒活性 　采用载毒叶片
法 [ 11] .分别称取化合物 Ⅲ 10.00, 5.00, 1.25mg,
用丙酮水溶液(丙酮∶水 =2∶8)稀释至 2mL,各加
吐温二甲苯(吐温∶二甲苯 =1∶9)10μL,配成 5.00,
2.50, 1.25mg/mL3个浓度梯度(化合物Ⅳ配制方
法相同),对照为丙酮水溶液.将 1cm×1cm的小麦
叶片放入不同浓度的药液中浸渍 2s取出 ,待溶剂
挥发后转入垫有保湿滤纸的培养皿中 ,每皿 10片 ,
把预先饥饿 12h的粘虫放入培养皿中 ,每皿 20头 ,
每处理重复 3次 , 48h后更换成无毒叶片.48, 72h
调查死亡数 ,计算死亡率和校正死亡率.
(3)选择性拒食活性 　采用浸渍叶碟
法 [ 7, 12] .分别称取化合物Ⅲ , Ⅳ各 10mg,用丙酮水
溶液(丙酮∶水 =2∶8)稀释至 2mL,各加吐温二甲
苯(吐温∶二甲苯 =1∶9)10μL,配成 5.0mg/mL浓
度 ,对照为丙酮水溶液.将 1cm×1cm的小麦叶片
放入药液中浸渍 2s取出 ,待溶剂挥发后 ,转入垫
有保湿滤纸的培养皿中 ,每皿放处理和对照麦叶
各 1片 ,接 1头粘虫 ,重复 10次 , 24h后用坐标法
测量取食面积 ,计算取食率.
选择性取食率 =(CK-处理)取食面积(CK+处理)取食面积 ×100%
1.2.2　化合物 Ⅱ对植物的抑制活性测定　称取
化合物Ⅱ 0.6g,用水定容至 100mL,得到浓度为 6
mg/mL的母液.分别吸取母液 25.000, 12.500,
6.250, 3.125, 1.562mL,用水定容至 50mL,配制
成 6.000(母液), 3.000, 1.500 , 0.750, 0.375,
0.188mg/mL6个浓度梯度 ,每个浓度为 1个药剂
处理 ,以清水作为对照.
测试所用的油菜 、小麦种子先用清水浸泡 ,使
其充分吸胀.挑选颜色 、大小相对均匀一致的种子
置于培养皿中 ,油菜种子每皿 40粒 ,小麦种子每
皿 50粒 ,每试验处理 1皿.用药液浸泡 4min,取出
后摆放于垫有滤纸的培养皿中 ,每浓度处理及对
照均重复 3次.然后放入 26℃ ～ 28℃的日光培养
箱中培养 ,观察种子的萌发 、生长情况 ,计算种子
萌发率和生长抑制率.
种子萌发率 =种子萌发数总种子数 ×100%
生长抑制率 =(CK-处理)根(茎)生长长度CK根(茎)生长长度 ×100%
2　结果与分析
2.1　单体化合物Ⅲ , Ⅳ的杀虫活性
2.1.1　对麦二叉蚜的触杀活性　单体化合物 Ⅲ ,
Ⅳ对麦二叉蚜的触杀活性试验结果见表 1 , 2.
表 1　化合物Ⅲ对麦二叉蚜的触杀试验结果
浓度
/(mg·
mL-1)
剂量
/(μg·
头 -1)
试虫数
/头
12h
死亡率
/%
校正死
亡率 /%
24h
死亡率
/%
校正死
亡率 /%
2.500 2.500 30 80.0 78.4 93.3 92.8
1.250 1.250 40 80.0 78.4 82.5 81.1
0.625 0.625 40 87.5 86.5 85.0 83.8
0.312 0.312 40 80.0 78.4 85.0 83.8
0.156 0.156 30 66.7 64.0 80.0 78.4
CK 丙酮 40 7.5 - 7.5 -
39第 2期　　　　　　　　　　　　　　　　　　史清华等:杠柳根皮化学成分生物活性的研究
表 2　化合物Ⅳ对麦二叉蚜触杀活性试验结果
浓度
/(mg·
mL-1)
剂量
/(μg·
头 -1)
试虫数
/头
12h
死亡率
/%
校正死
亡率 /%
24h
死亡率
/%
校正死
亡率 /%
2.500 2.500 30 60.0 56.8 66.7 64.0
1.250 1.250 40 57.5 54.1 60.0 56.8
0.625 0.625 44 68.2 65.6 68.2 65.6
0.312 0.312 40 50.0 46.0 62.5 59.5
0.156 0.156 30 40.0 35.1 46.7 42.4
CK 丙酮 40 7.5 - 7.5 -
从表 1, 2可看出:在使用浓度为 0.156 ～ 2.500
mg/mL时 ,单体化合物Ⅲ对麦二叉蚜的 24h校正
死亡率达 78.4% ～ 92.8%;明显高于单体化合物Ⅳ
对麦二叉蚜的 24h校正死亡率 42.4% ～ 64.0%.结
果表明:单体化合物Ⅲ对麦二叉蚜具有较强的触杀
活性 ,单体化合物Ⅳ较Ⅲ的触杀活性略差.
2.1.2　对粘虫的胃毒活性　单体化合物 Ⅲ , Ⅳ对
粘虫的胃毒活性试验结果见表 3, 4.
从表 3, 4可看出:在使用浓度均为 0.125 ～ 5.000
mg/mL时 ,单体化合物Ⅲ和Ⅳ对粘虫的 72h校正死
亡率分别为 26.3% ～ 63.2%和 36.8% ～ 74.7%.
结果表明:单体化合物 Ⅲ , Ⅳ对粘虫均具有一定的
胃毒活性 ,其中 ,单体化合物Ⅳ对粘虫的胃毒作用
略强于 Ⅲ.
表 3　化合物Ⅲ对粘虫的胃毒活性结果
浓度
/(mg· mL-1)
试虫数
/头
48h
死亡率
/%
校正死
亡率 /%
72h
死亡率
/%
校正死
亡率 /%
5.00 20 60.0 57.9 65.0 63.2
2.50 20 40.0 36.8 40.0 36.8
1.25 20 25.0 21.1 30.0 26.3
CK(丙酮+水) 20 5.0 - 5.0 -
表 4　化合物Ⅳ对粘虫的胃毒活性结果
浓度
/(mg· mL-1)
试虫数
/头
48h
死亡率
/%
校正死
亡率 /%
72h
死亡率
/%
校正死
亡率 /%
5.00 20 65.0 63.2 76.0 74.7
2.50 20 50.0 47.4 55.0 52.6
1.25 20 48.0 36.8 40.0 36.8
CK(丙酮+水) 20 5.0 - 5.0 -
2.1.3　对粘虫的选择性拒食活性　化合物Ⅲ , Ⅳ
对粘虫有一定的选择性拒食活性.当使用浓度为
10mg/mL时 , 对粘虫的选择性拒食率分别为
40.0%和 31.5%.
2.2　单体化合物Ⅱ对植物的抑制活性
试验选用小麦 、油菜为测试对象 ,化合物 Ⅱ对
小麦 、油菜种子生长抑制活性测定结果见表 5, 6.
表 5　化合物Ⅱ对小麦种子生长抑制活性的测定
序号 处理浓度/(mg· mL-1)
48h萌发率
/%
72h萌发率
/%
96h平均芽长
/mm
生长抑制率
/%
96h平均根长
/mm
生长抑制率
/%
1 6.000 42.0 42.0 0.2 96.8 0.25 96.8
2 3.000 50.0 52.0 0.2 96.8 0.25 96.8
3 1.500 54.0 62.0 0.3 95.2 1.20 84.6
4 0.750 54.0 68.0 0.5 92.1 1.30 83.3
5 0.375 70.0 74.0 0.6 90.5 2.50 67.9
6 0.180 72.0 78.0 4.6 27.0 5.50 29.5
7 清水对照(CK) 72.0 76.0 6.3 - 7.80 -
表 6　化合物Ⅱ对油菜种子生长抑制活性测定
序号 处理浓度/(mg·mL-1)
48h萌
发率 /%
72h萌
发率 /%
96h平均
根芽长 /mm
生长抑
制率 /%
1 6.000 37.5 45.0 0.60 93.40
2 3.000 50.0 52.5 1.85 79.70
3 1.500 67.5 72.5 3.45 62.10
4 0.750 70.0 72.5 13.80 51.64
5 0.375 67.5 70.0 - -
6 0.180 82.5 87.5 - -
7 清水对照(CK) 87.5 87.5 9.10
从表 5可看出:当化合物Ⅱ使用浓度为 3.000
～ 6.000mg/mL时 ,小麦种子 72h萌发率为 42.0%
～ 52.0%,而对 96h平均芽长和根长生长抑制率均
达到 96.8%;当使用浓度为 0.375 ～ 1.500 mg/mL
时 ,小麦种子 72h萌发率为 62.0% ～ 74.0%,而对
96h平均芽长和根长生长抑制率仍分别达到 90.5%
～ 95.2%和 67.9% ～ 84.6%;当使用浓度为 0.180
mg/mL时 ,对小麦种子萌发率几乎没有影响 ,对小
麦生长的抑制作用也显著降低 ,对 96 h平均芽长
和根长生长抑制率仅为 27.0%和 29.5%.结果表
明:化合物Ⅱ对小麦种子萌发和生长具有很强的抑
制活性 ,其使用浓度越大 ,抑制作用愈强 ,浓度与抑
制强度呈正相关关系.
从表 6可看出:当化合物Ⅱ使用浓度为 6.000
mg/mL时 ,油菜种子 48 ～ 72h萌发率为 37.5% ～
45.0%, 而对 96 h平均根芽生长抑制率达到
93.4%;当使用浓度为 1.500 ～ 3.000mg/mL时 ,油
菜种子 48 ～ 72h萌发率为 50.0% ～ 72.5%,而对
96h平均根芽生长抑制率达到 62.10% ～ 79.70%;
40 西　南　林　学　院　学　报　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　第 28卷
当化合物Ⅱ使用浓度降低到 1.500mg/mL以下 ,在
0.750mg/mL时 ,对油菜种子萌发和根芽生长不但
没有抑制作用 ,反而有显著的促进生长的作用 , 96
h平均根芽生长率比对照提高 51.64%.结果表明:
化合物 Ⅱ对油菜具有很强的敏感活性 ,在高浓度
时 ,对油菜具有强烈的抑制作用;而在低浓度时 ,则
有较强的促进生长的作用.
3　结论与讨论
(1)化合物 Ⅲ , Ⅳ均具有杀虫活性.其中化合
物 Ⅲ对麦二叉蚜的触杀活性强于化合物Ⅳ ,而化合
物Ⅳ对粘虫较 Ⅲ具有较强的胃毒活性;同时 Ⅲ , Ⅳ
两种单体化合物对粘虫均表现出一定的拒食活性.
(2)化合物Ⅱ对小麦 、油菜均具有明显的抑制生
长的活性.并在高浓度时 ,对小麦 、油菜表现出强烈的
抑制作用;而在较低浓度时 ,对油菜则表现出较强的
促进生长的作用.但对小麦种子萌发率没有显著影响.
以上结果说明:杠柳植物中含有多种生物活性
成分 ,值得作进一步深入研究.
本研究为室内生物活性初步测定结果 ,尚须进
一步扩大生物活性测试种类范围 ,以便筛选出敏感
的害虫种类及杂草种类 ,并通过进一步研究 ,探讨
其开发应用前景.同时加强对有效成分的分子结
构 、分子结构与生物活性的关系以及活性成分的作
用机制等研究 ,以便发现新的活性先导化合物或更
强的活性化合物 ,发展新的作用靶标 ,为今后的类
推合成或生物合成创造条件.
[参　考　文　献 ]
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ChemicalCompositionandBioactivityofRootBarkfromPeriplocasepium
SHIQing-hua1 , MAYang-min2 , QINHu-qiang3
(1.ColegeofForestry, NorthwestA＆FUniversity, YanglingShaanxi712100, China;
2.ColegeofChemistryandChemicalEngineering, ShaanxiUniversityofScience＆Technology, XianyangShaanxi712081 , China;
3.ColegeofPlantProtection, NorthwestA＆FUniversity, YanglingShaanxi712100, China)
Abstract:ApreliminarystudyonchemicalcompositionofrootbarkfromPeriplocasepiumwasaccom-
plished.TheresultindicatedthatcompoundIextractedfromtherootbarkcouldrestrainthegrowthofwheat
andrapeseedlingswhenitsconcentrationwasabout3.0 ～ 6.0mg/mL;whereasitcouldpromotetheseedgermi-
nationandthegrowthofwheatandrapewhenitsconcentrationwaslowerthan0.75mg/mL.Anotherstudyre-
sultshowedthatcompoundsIIandIVpossessedstrongcontactpoisonousefectagainstSchizaphisgraminum,
andtheyalsoshowedstomachtoxicandfoodrejectionvitalitytoMythimnaseparate.
Keywords:Periplocasepeium;rootbark;chemicalcomposition;bioactivity
41第 2期　　　　　　　　　　　　　　　　　　史清华等:杠柳根皮化学成分生物活性的研究