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苦瓜叶提取物对小菜蛾的拒食活性及有效成分研究



全 文 :中国农业科学 2008,41(10):3116-3122
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2008.10.027

收稿日期:2007-10-30;接受日期:2007-8-02-25
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30571224)
作者简介: 凌 冰(1961-),女,新疆奎屯人,副教授,博士,研究方向为农业昆虫与害虫防治。E-mail:gzhbling@scau.edu.cn。通讯作者张茂新(1957-),
男,新疆乌鲁木齐人,教授,博士,研究方向为昆虫生态学、农业昆虫与害虫防治。Tel:020-85283676;E-mail:mxzhang@scau.edu.cn


苦瓜叶提取物对小菜蛾的拒食活性及有效成分研究
凌 冰 1,王国才 2,轧 霁 2,张茂新 1,梁广文 1
(1华南农业大学昆虫生态研究室,广州 510642;2暨南大学中药及天然药物研究所,广州 510632)

摘要:【目的】从苦瓜叶乙醇提取物中分离鉴定活性成分苦瓜素Ⅰ和苦瓜素Ⅱ,测定其对小菜蛾幼虫的拒食
和抑制生长发育活性。【方法】用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水依次对苦瓜叶片乙醇提取物进行萃取,结果发现
乙酸乙酯萃取物的拒食活性最强。活性组分经柱层析和高效液相色谱等方法分离纯化,并通过核磁共振谱(NMR)
和质谱(MS)鉴定出化合物的分子结构。【结果】苦瓜素Ⅰ和苦瓜素Ⅱ对小菜蛾 2、3 龄幼虫的取食有明显的抑制
作用。其中,苦瓜素Ⅱ的活性最高,对小菜蛾 2、3 龄幼虫的拒食中浓度(AFC50)分别为 76.69μg·ml-1和 116.24
μg·ml-1。苦瓜素Ⅰ的活性次之,对小菜蛾 2、3龄幼虫的 AFC50分别为 144.08μg·ml-1和 168.42μg·ml-1。同时,苦
瓜素 I和苦瓜素Ⅱ对小菜蛾幼虫体重增长和存活也有抑制作用。【结论】苦瓜素Ⅱ和苦瓜素Ⅰ对小菜蛾幼虫有很强
的拒食作用和抑制生长发育的作用,这些化合物的阐明对理解植物与昆虫的相互关系及其对小菜蛾的控制潜力有
重要意义。
关键词:苦瓜;小菜蛾;拒食活性;苦瓜素Ⅰ;苦瓜素Ⅱ

Studies on Antifeeding Activity and Active Ingredients against
Plutella xylostella from Momordica charantia Leaves
LING Bing1, WANG Guo-cai2, YA Ji2, ZHANG Mao-xin1, LIANG Guang-wen1
(1Laboratory of Insect Ecology, South China Agricultural University, Guangzhou 510642; 2 Institute of Traditional Chinese Medicine
& Natural Products, Jinan University, Guangzhou 510632)

Abstract: 【Objective】From the bioguided fractionation of the ethanol extracts from the leaves of M. charantia, we obtained
two most active compounds against the feeding of the diamondback moth, Plutella xylostella larvae. The antifeedant activity of
momordicineⅠ and momordicineⅡ against the second and the third instar larvae of Plutella xylostella was tested using leaf discs of
cabbage in the laboratory. 【Method】 A range of different solvents, including petroleum ether, ethyl acetate, n-butanol and water,
were used to isolation ethanol extract from leaves of M. charantia. Bioassays were then conducted with these fractions to determine
their impact on feeding of P. xylostella larvae, The ethyl acetate fractions had significantly impacts on feeding of P. xylostella larvae.
The active fractions obtained by column chromatography were purified by high-performance liquid chromatography. Each compound
isolated was identified by NMR, MS, and IR spectra.【Result】The results showed that Momordicin I and MomordicinⅡ had
significant antifeedant activity on the larvae of P. xylostella, and MomordicinⅡ was more active than MomordicinⅠ. The
concentrations for 50% antifeedant effects (AFC50 ) of MomordicinⅡ against the second and the third instar larvae of P. xylostella
were 76.69 µg·ml-1 and 116.24 µg·ml-1 while that of MomordicinⅠ was 144.08 µg·ml-1and 168.42 µg·ml-1 respectively. In addition,
MomordicinⅠand MomordicinⅡ had significant inhibitive effect on the rate of weight gain and survival of P. xylostella larvae.
【Conclusion】 Momordicin I and MomordicinⅡ had significant antifeedant activity and inhibitive development activity on the
larvae of P. xylostella The elucidation of these chemicals is important not only for undestanding the insect-plant relatinships, but also
for their potential in P. xylostella control.
Key words: Momordica charantia; Plutella xylostella; Antifeding activities; MomordicinⅠ; MomordicinⅡ

10期 凌 冰等:苦瓜叶提取物对小菜蛾的拒食活性及有效成分研究 3117

0 引言
【研究意义】苦瓜(Momordica charantia L.),
属葫芦科苦瓜属一年生蔓性草本植物,在热带包括亚
洲、亚马逊河、东非、加勒比海和整个南美洲地区广
泛种植。在中国,以广东、广西、福建、湖南、四川、
台湾等地栽培较为普遍。苦瓜果实性寒味苦,具有很
高的医疗价值[1]。苦瓜叶片也具有止痛、疗伤、清热
解毒、抗痢疾和驱虫(囊尾蚴)等药理效果[2]。在田
间,苦瓜叶片很少被昆虫侵害,这可能与苦瓜叶片内
含有对植食性昆虫有驱避或抑制取食的化合物有
关[3]。研究结果表明,苦瓜叶片提取物对多种害虫的
取食、生长发育和存活有明显的抑制作用[4~7]。苦瓜叶
片中活性物质的阐明不仅对理解植物与昆虫之间的化
学生态学机理有重要作用,而且对于害虫的控制潜力
以及从天然产物中发现活性先导物进而研发创新药物
有重要的意义 [8]。【前人研究进展】小菜蛾(Plutella
xylostella)是世界性分布的重要害虫[9,10],长期大量使
用化学杀虫剂,使其对多数种类的杀虫剂产生了抗性,
致使防治越来越困难[11,12]。因此,迫切需要开发安全、
高效、低毒的新型制剂。陈宏等[13]用苦瓜鲜叶乙醚提
取物处理白菜叶片后连续饲喂小菜蛾幼虫 7 d,与溶剂
对照相比,平均每天取食量降低了 81.8%~91.8%,体
重增长降低了 82.8%~89.4%,死亡率为 79.0%~
100%[13]。【本研究切入点】笔者的前期研究也发现苦
瓜乙醇提取物对小菜蛾幼虫具有显著的拒食活性,但
苦瓜提取物中对小菜蛾的活性成分尚未见报道。【拟
解决的关键问题】本研究采用活性评价与化学分离相
结合的策略,以期分离并鉴定出苦瓜提取物中的活性
成分,了解其对小菜蛾幼虫取食和生长发育的抑制作
用,为开发小菜蛾防治新药打下基础。
1 材料与方法
1.1 材料
植物:苦瓜(M. charantia)叶片采自华南农业大
学资源与环境学院试验农场。2005年 8月,待苦瓜采
收后,采集苦瓜鲜叶,晾干。
主要化学试剂:苦瓜叶片提取物所用的溶剂为工
业用 95%乙醇,提取物分离纯化所用试剂甲醇、丙酮、
乙酸乙酯、石油醚、氯仿、正丁醇和柱层析用硅胶等
均为市售化学纯试剂。薄层层析硅胶板(TLC),由
上海信谊仪器厂生产。
试虫:从华南农业大学资源与环境学院试验农场
未施药的甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata)地采
回小菜蛾(Plutella xylotella L.)的蛹或幼虫,在网室
甘蓝上饲养至成虫,饲以 10%的蜜糖水,让其产卵于
瓷盘中的菜心(Brassica parachinensis)幼苗上,饲养
1~2 代。待其种群繁殖到足够数量时,用 2、3 龄幼
虫作为供试昆虫。
1.2 提取物制备
晾干的苦瓜叶片用植物粉碎机(河北黄骅科学仪
器厂)粉碎(60目),以样品量 20~30 倍的 90%乙
醇为溶剂,在多功能提取器(湖南湘衡医疗器械厂生
产)中(50℃)浸提 24 h后,渗出滤液,再反复浸提
2次,每次 24 h,合并滤液。滤液经旋转蒸发仪减压
浓缩,得乙醇浸提物。乙醇浸提物用蒸馏水热溶后,
采用常规“液-液萃取法”,依次用石油醚、乙酸乙
酯和正丁醇萃取,旋转蒸发仪减压浓缩,获得石油醚、
乙酸乙酯、正丁醇和水萃取物。通过活性测定确定乙
酸乙酯萃取物在 4种萃取物中的拒食活性最高。
取乙酸乙酯萃取物 20 g,用甲醇溶解后,与 40 g
硅胶(100~200目)充分拌匀、晾干,装入硅胶层析
柱(3.5 cm×100 cm,100~200目硅胶 350 g),依次
用乙酸乙酯﹕石油醚(1﹕20)、乙酸乙酯﹕石油醚
(1﹕1)、100%乙酸乙酯、甲醇﹕乙酸乙酯(1﹕50)、
甲醇﹕乙酸乙酯(1﹕20)、甲醇﹕乙酸乙酯(1﹕10)、
甲醇﹕乙酸乙酯(1﹕5)、甲醇﹕乙酸乙酯(1﹕1)
和 100%甲醇进行梯度洗脱,各梯度溶剂为 1 000 ml ,
每 200 ml为 1个流分,分别用旋转蒸发仪减压浓缩。
各流分以乙酸乙酯–石油醚或甲醇–氯仿为展开剂,用
碘或香草醛-硫酸试剂为显色剂,在薄层层析硅胶板
(TLC)展开比较。合并比移值(Rf)相同的流分,
得 9个组分。
1.3 有效成分的分离纯化及结构鉴定
有效成分的分离纯化:对拒食活性最高的第 8组
分用反相 C18 Sep-Park微固相萃取柱(Waters)进行
纯化。样品用少量氯仿溶解后加入微固相萃取柱,依
次用水、80%甲醇水溶液和甲醇淋洗,收集 80%甲醇
水溶液淋洗相,先用氮气吹扫浓缩,挥去甲醇,然后
冻干,得到白色粉末状的化合物 1。
对拒食活性较高的第 6组分再进行硅胶柱层析分
离,取组分 1 g,用甲醇溶解后,与 3 g硅胶(100~
200 目)充分拌匀、晾干、研磨成粉,装入硅胶层析
柱(1.0 cm×80 cm,100~200目硅胶 60 g),梯度洗
脱系统为氯仿–甲醇,依次以 100﹕0、96﹕4、90﹕10、
80﹕20、50﹕50 和 0﹕100 比例洗脱,各梯度溶剂为
3118 中 国 农 业 科 学 41卷

300~500 ml,每 25 ml接收流分,各流分以甲醇–氯
仿为展开剂,用碘为显色剂,在薄层层析硅胶玻璃板
展开比较。合并比移值(Rf)相同的流分。流分 Fr.6-8
析出结晶,经高效液相色谱(HPLC)分离制备得到
化合物 2。HPLC条件:色谱柱是 Hypersil ODS(250
mm×4.0 mm,5 µm),以 80%的甲醇和 20%水混合
溶剂为流动相,流速是 0.5 ml·min-1,紫外检测波长为
202nm,进样量20 µl。化合物2的保留时间为22.24 min
(图 1)。



图 1 Fr.6-8 流分的 HPLC 色谱图
Fig. 1 Chromatogram of HPLC of components Fr.6-8

化合物的结构鉴定:核磁共振谱(NMR)以甲醇
(CD3OH)或吡啶(C5D5N)为溶剂,测定氢谱(1H
NMR)和碳谱(13C NMR)。质谱(MS)采用电子
轰击(EI)质谱法判定化合物的分子量。
1.4 对小菜蛾幼虫拒食活性的测定
萃取物及柱层析组分用无水乙醇溶解、鉴定的苦
瓜素Ⅰ(momordicinⅠ)和苦瓜素Ⅱ(momordicinⅡ)
用丙酮溶解后,配成所需浓度的药液。将饲喂的甘蓝
叶碟(d=1.7 cm)在相应试液中浸 1~2 s,对照用相
应溶剂处理。待药液自然晾干后,放入垫有湿润滤纸
的培养皿(d=9 cm)中,非选择性试验每皿放处理过
的叶碟 3片;选择性试验每皿放处理过的叶碟和对照
叶碟各 2片。每皿接入试虫 10头。用保鲜膜密封并用
针头在膜上扎小孔。每处理重复 3次。取食 24 h和 48
h后分别用透明坐标纸测定剩余叶面积,按式(1)和
式(2)计算拒食率(AFI)。以拒食率的机率值为 y值,
浓度对数为 x值,求MomordicinⅠ和MomordicinⅡ的毒
力回归方程,计算拒食中浓度AFC50及其95%的置信限。
对照组取食叶面积-处理取食叶面积拒食率(AFI%)
(非选择性) = 对照取食叶面积
×100 (1)
对照组取食叶面积-处理取食叶面积拒食率(%)
(选择性)= 对照取食叶面积+处理取食叶面积
×100 (2)
1.5 对小菜蛾幼虫生长发育抑制活性的测定
化合物 MomordicinⅠ和 MomordicinⅡ先用丙酮
配制成所需浓度的药液,再按上述非选择性试验方法
处理甘蓝叶碟,连续饲喂小菜蛾 3龄幼虫 48 h后换为
无毒的新鲜叶片继续饲喂 72 h。每处理重复 5次,每
重复接入试虫 10头。处理前和处理后 5 d记录虫体重
(死亡试虫不计),并每天记录死亡虫数。按式(3)
计算处理后 5 d的体重增长抑制率。
对照平均增重-处理平均增重体重增长抑制率(%) = 对照平均增重
×100 (3)
本文中,生物活性测定的平均数据均以“平均数
±标准误”表示,方差分析采用邓肯氏新复极差检验
法(duncan’s multiple ranger test,DMRT)。方程计算
和统计分析均采用 SAS 8.1软件进行。
2 结果与分析
2.1 不同萃取物对小菜蛾幼虫的拒食活性
用苦瓜叶乙醇提取物及其不同溶剂萃取物处理甘
蓝叶碟后对小菜蛾 3龄幼虫的拒食活性见表 1。在非

表 1 不同溶剂萃取物对小菜蛾幼虫的拒食活性
Table 1 The antifeedant activity of extracts from M. charantia leaves on P. xylostella larvae
拒食率 AFI (%)
非选择性试验 No-choice test 选择性试验 Choice test
处理
Treatment
24 h 48 h 24 h 48 h
乙醇提取物 Ethanol extract 42.84±12.14 a 52.37±15.95 a 48.09±16.09 b 54.93±4.96 a
石油醚萃取物 Petroleum ether extract 23.85±7.10 b 0.00 b 47.20±1.23 b 0.00 c
乙酸乙酯萃取物 Ethyl acetate extract 49.21±8.16 a 56.89±12.32 a 73.74±23.38 a 56.01±3.13 a
正丁醇萃取物 n-butanol extract 0.00 c 0.00 b 36.61± 11.66 b 19.12± 1.40 b
水萃取物 Water extract 16.88±3.91 b 0.00 b 30.05±8.71 b 0.00 c
表中同列数据字母相同者表示经 DMRT检验在 5%水平上差异不显著,下同。供试浓度均为 3 000 µg·ml-1
Within each column means followed by the same letter are not significantly different at P=0.05 using DMRT, the same as below. Test concentration: 3 000
µg·ml-1. AFI: Antifeeding index
10期 凌 冰等:苦瓜叶提取物对小菜蛾的拒食活性及有效成分研究 3119

选择性试验和选择性试验中,乙醇提取物均表现出明
显的拒食活性。24 h 的拒食率分别为 42.84%和
48.09%,48 h的拒食率分别为 52.37%和 54.93%。在 4
种不同极性溶剂萃取物中,乙酸乙酯萃取物的拒食活
性最强,在非选择性试验中,24 h和 48 h的拒食率分
别为 49.21%和 56.89%;在选择性试验中 24 h和 48 h
的拒食率分别为 73.74%和 56.01%。石油醚萃取物和
正丁醇萃取物对小菜蛾的取食也有一定的抑制作用,
但水萃取物无拒食活性。这些结果表明,苦瓜叶乙醇
提取物对小菜蛾幼虫的取食有明显的抑制作用,其主
要活性成分在乙酸乙酯萃取物中。
2.2 乙酸乙酯萃取物柱层析各组分对小菜蛾幼虫的
拒食活性
用非选择性试验测定了乙酸乙酯萃取物柱层析获
得的各组分对小菜蛾幼虫的拒食活性(表 2)。结果
表明,在 9个组分中,第 8组分对小菜蛾幼虫的拒食
活性最高,24 h 和 48 h 的拒食率分别为 88.38%和
78.67%。其次是组分 6、组分 3和组分 2,24 h和 48 h
的拒食率分别为 48.48%~ 67.17%和 57.55%~
68.01%。由此可知,对小菜蛾幼虫有拒食活性的主要

表 2 乙酸乙酯萃取物柱层析各组分对小菜蛾幼虫的拒食活性
Table 2 The antifeedant activity of components from chromatography on P. xylostella larvae in no-choice test
24 h 48 h 组分
Components 取食面积 Area consumed (mm2) 拒食率 AFI (%) 取食面积 Area consumed (mm2) 拒食率 AFI (%)
Fr.1 53.67±9.11 ab 18.69 121.67±4.89 b 26.56
Fr.2 34.00±4.67 b 48.48 68.00±4.67 c 58.95
Fr.3 23.33±5.78 c 64.64 53.00±4.00 cd 68.01
Fr.4 54.67±9.78 ab 17.17 70.67±7.56 c 57.34
Fr.5 51.67±10.22 ab 21.72 113.33±13.56 b 31.59
Fr.6 21.67±4.44 c 67.17 70.33±18.89 c 57.55
Fr.7 33.00±2.67 c 50.00 121.33±9.56 b 26.76
Fr.8 7.67±2.22 d 88.38 35.33±4.22 d 78.67
Fr.9 52.67±8.44 ab 20.20 168.67±8.22 a 0.00
CK 66.00±22.67 a 165.67±22.44 a
表中数据为 3次重复平均值;供试浓度为 1 000µg·ml-1
Means of three replicates; Test concentration: 1 000 µg·ml-1

成分存在于第 8组分中,在第 6组分、第 3组分和第
2 组分中的一些成分也有一定的拒食活性。但通过
TLC检验可知,第 8和第 6组分较纯,而且它们在总
提取物中的相对含量也较高。
2.3 化合物的结构鉴定
化合物的结构鉴定主要通过对质谱、核磁共振氢
谱和碳谱的解析,以及与有关文献报道的数据进行比
较来确定。
化合物 1的 ESI-MS:[M+Na]+为m/z 657[M+Na]+;
1HNMR(C5D5N)δ:10.65(1H,s,H-19),6.27(1H,
d,J=4.4Hz,H-6),5.61(1H,d,J=7.8Hz,H-24),
4.96(1H,d,J =7.8Hz,Glc-1),4.96(1H,d,J =7.6Hz,
H-23),4.46(1H,d,J =10.8Hz,Glc-6b),4.35(1H,
d,J =10.8Hz,Glc-6a),4.35(1H,d,J=5.2Hz,H-7),
4.21(2H,brd,J =6.0 Hz ,Glc-3,4),4.01(1H,
brs,Glc-2),3.88(1H,brs,Glc-5),3.81(1H,
brs,H-3),2.71(1H,m,H-10),2.37(1H,s,
H-8),2.07(1H,m,H-20),1.75,1.71(each 3H,
s,H-26 and H-27),1.19(3H,d,J=6.4Hz,H-21),
1.48,1.12,0.90,0.87(each 3H,s)。13CNMR(C5D5N)
谱数据见表 3。结合文献 [6],确定化合物 1 为
23-O-β-D-glucopyranosyl-3,7-dihydroxycucurbita-5,
24-dien-19-al(MomordicineⅡ,苦瓜素Ⅱ)。
化合物 2 的 ESI-MS:[M+Na]+ 为 m/z 495;
1HNMR(MeOD)δ:9.88(1H,s,H-19),5.91(1H,
d,J=4.0Hz,H-6),5.16(1H,d,J=8.8Hz,H-24),
4.41(1H,dt,J1= J2=8.8Hz,J3=3.2,H-23),4.00
(1H,d,J=5.2Hz,H-7),3.55(1H,brs,H-3),
2.58(1H,m,H-10),2.40(1H,m,H-8),1.98
(1H,m,H-20),1.70,1.67(each 3H,s,H-26 and
H-27),1.00(3H,d,J=6.4Hz,H-21),1.25,1.08,
0.93,0.82(each 3H,s)。13CNMR(MeOD)谱数
3120 中 国 农 业 科 学 41卷

据见表 3。依据以上数据,参考文献[14],确定化合物
2 为 3,7,23-trihydroxycucurbita-5,24-dien-19-al
(MomordicineⅠ,苦瓜素Ⅰ)。化合物 1和 2的分子
结构式见图 2。

表 3 化合物 1和 2的 13CNMR 数据比较
Table 3 Spectral data of 13C NMR of compounds 1 and 2
C 化合物 1
Compound 1
化合物 2
Compound 2
C 化合物 1
Compound 1
化合物 2
Compound 2
1 21.7 22.2 19 207.7 209.7
2 29.8 30.3 20 32.6 33.7
3 75.6 77.1 21 19.4 19.3
4 41.7 42.3 22 43.7 45.6
5 145.7 147.3 23 75.3 66.6
6 124.3 124.0 24 129.1 133.4
7 65.7 66.9 25 132.2 130.5
8 50.5 50.8 26 18.2 18.8
9 50.6 52.1 27 26.2 26.0
10 36.8 37.7 28 25.8 25.9
11 22.7 23.3 29 27.3 27.8
12 29.6 29.8 30 18.2 18.1
13 45.9 46.8 23-glc 1′ 104.1
14 48.2 49.0 23-glc 2′ 75.6
15 34.9 35.6 23-glc 3′ 78.9
16 27.8 28.6 23-glc 4′ 71.9
17 51.2 51.3 23-glc 5′ 78.2
18 14.9 15.3 23-glc 6′ 63.0

2.4 MomordicinⅠ和 MomordicinⅡ对小菜蛾幼虫的
生物活性
2.4.1 MomordicinⅠ和 MomordicinⅡ对小菜蛾幼虫
的拒食活性 在选择性试验中,MomordicinⅠ和
MomordicinⅡ对小菜蛾 2、3龄幼虫的取食有明显的
抑制作用。其中,MomordicinⅡ的拒食活性最高,处
理 24 h和 48 h后,对小菜蛾 2龄幼虫的拒食率分别为


图 2 化合物 1和 2的分子式
Fig. 2 Structural formula of compound 1 and 2

80.39%和 74.35%;对小菜蛾 3龄幼虫的拒食率分别为
75.65%和 53.94%。其次是 MomordicinⅠ,处理 24 h
和 48 h后对小菜蛾 2龄幼虫的拒食率分别为 74.09%
和 65.45%;对小菜蛾 3龄幼虫的拒食率分别为 66.07%
和 45.98%。经差异显著性的多重比较(DMRT法),
MomordicinⅡ和 MomordicinⅠ处理 24 h 后对小菜蛾
2、3龄幼虫的拒食率差异不显著,但处理 48 h后,对
小菜蛾 2龄幼虫的拒食率明显高于 3龄幼虫。说明小
菜蛾3龄幼虫对MomordicinⅠ和MomordicinⅡ有一定
的耐受力。当浓度为 300 µg·ml-1时,MomordicinⅠ和
MomordicinⅡ之间对小菜蛾 2、3龄幼虫的拒食作用差
异不显著(表 4)。
用非选择性试验测定了 MomordicinⅠ和
Momordicin Ⅱ对小菜蛾 2、3龄幼虫 24 h的拒食毒力,
结果见表 5。MomordicineⅡ对小菜蛾 2龄幼虫的拒食
中浓度(AFC50)为 76.69 µg·ml-1,是其对小菜蛾 3龄
幼虫的 1.52倍。Momordicine Ⅱ对小菜蛾 2、3龄幼虫
的拒食活性高于MomordicinⅠ,分别是其活性的 1.87
和 1.45倍。
2.4.2 MomordicinⅠ和 MomordicinⅡ对小菜蛾幼虫
生长发育的影响 以浸叶法处理甘蓝叶碟后饲喂小菜
蛾 3龄幼虫 48 h后,再换用无毒新鲜叶片继续饲喂 72

表 4 苦瓜活性成分对小菜蛾幼虫的拒食作用
Table 4 Antifeedant effect of the active compounds of M. charantia on P. xylostella larvae
拒食率 AFI (%)
2龄幼虫 Second instar larvae 3龄幼虫 Third instar larvae
化合物
Compounds
浓度
Concentration (µg·ml-1)
24 h 48 h 24 h 48 h
MomordicineⅠ 300 74.09±8.23a 65.45±8.69a 66.07±8.25a 45.98±1.93b
Momordicine Ⅱ 300 80.39±9.77a 74.35±8.37a 75.65±5.56a 53.94±2.57b
表中数据为 3次重复平均值 Means of three replicates
10期 凌 冰等:苦瓜叶提取物对小菜蛾的拒食活性及有效成分研究 3121

表 5 MomordicinⅠ和 MomordicinⅡ对小菜蛾幼虫的拒食活性
Table 5 Antifeedant effect of MomordicinⅠand MomordicinⅡon P. xylostella larvae
化合物
Compounds
幼虫龄期
Instar of larvae
毒力回归方程
Toxicity regression equation
AFC50 (95%置信限)(µg·ml-1)
AFC50 (95% confidence interval)
2龄幼虫 Second larvae y=0.4336+2.1154x (r=0.9470) 144.08±10.61(124.72~166.45) MomordicineⅠ
3龄幼虫 Third larvae y=2.1704+1.2709x (r=0.9771) 168.42±17.75(136.98~207.06)
2龄幼虫 Second larvae y=2.9115+1.1081x (r=0.9795) 76.69±10.07(59.29~99.21) Momordicine Ⅱ
3龄幼虫 Third larvae y=2.3599+1.2783x (r=0.9879) 116.24±13.68 (92.29~146.41)

h。2 种化合物在 250~500 µg·ml-1浓度时对小菜蛾 3
龄幼虫生长发育均有明显的抑制作用,且随着浓度的
增加抑制作用也明显增强。2种化合物之间对小菜蛾 3
龄幼虫生长发育的抑制作用没有明显差异。
MomordicinⅠ和MomordicinⅡ在500 µg·ml-1浓度时对
小菜蛾虫体重增长抑制率分别为 61.35%和 54.17%。2
种化合物在 250~500 µg·ml-1浓度时对小菜蛾 3 龄幼
虫 的 存 活 也 有 明 显 的 影 响 , MomordicinⅠ 和
MomordicinⅡ的 500 µg·ml-1处理,对小菜蛾 3龄幼虫
5 d的校正死亡率分别为 37.03%和 36.11%(表 6)。

表 6 MomordicineⅠ和 Momordicine Ⅱ对小菜蛾 3龄幼虫生长发育的抑制作用
Table 6 Deterrent effects of MomordicineⅠand MomordicineⅡon development of P. xylostella larvae
虫体重增长抑制率 Inhibition rate of weight gain (%) 校正死亡率 Corrected mortality (%) 化合物
Compounds
浓度
Concentration (µg·ml-1) 5 d 3 d 5 d
250 32.50±7.56b 20.37±9.45b 25.99±6.35b MomordicineⅠ
500 54.17±6.4 a 33.33±7.72a 37.03±6.41a
250 33.38±11.46b 13.70±5.48c 19.91±6.56b Momordicine Ⅱ
500 61.35±6.31a 30.74±8.91a 36.11±2.41a
表中数据为 5次重复平均值 Means of five replicates

3 讨论
以前国内外对苦瓜的研究主要集中在其果实的医
疗保健作用方面[15],近年来,国内外研究发现苦瓜叶
提取物对多种农业害虫具有拒食、抑制生长发育和致
死作用[4~7]。苦瓜鲜叶乙醚提取物对家蚕幼虫和菜青虫
的取食、生长速率和体重增长都有显著的抑制作用,
用苦瓜叶提取物(0.5 g FW·ml-1)处理的桑叶和甘蓝
叶片分别饲喂家蚕幼虫和菜青虫 17d,家蚕幼虫的取
食量降低了 83.47%~88.7%, 试虫死亡率达 100%;菜
青虫的取食量降低了 72.2%~77.8%,试虫死亡率达
75%~80%[5]。苦瓜鲜叶丙酮提取物对美洲斑潜蝇成虫
有触杀作用,用 0.5 g FW·ml-1喷雾处理,美洲斑潜蝇
成虫的校正死亡率达 50.48%。将提取液喷洒在黄瓜苗
后,与对照相比,黄瓜叶片上的美洲斑潜蝇取食痕、
着卵数、孵化率和羽化率都明显减少[7]。苦瓜叶甲醇
提取物对五带淡色库蚊(Culex quinquefasciatus)幼虫
有毒杀作用,致死中浓度 LC50为 465.85 mg·kg-1[16]。
Chandravadana 等[17]研究发现 MomordicinⅡ是苦瓜叶
片中抑制南瓜黄守瓜(Aulacophora foveicollis)取食
的主要拒食剂。MomordicinⅡ在人工饲料中的浓度为
0.02%~0.5%时对黏虫有显著的拒食作用,拒食率达
45%~60%;当浓度为 0.5%~2.5%时对斜纹夜蛾也有
明显的拒食作用[6]。苦瓜叶片中的 MomordicinⅠ和
MomordicinⅡ以及 MomordicinⅣ(化合物 3)和 7,
23-二羟-3-O-丙二酰葫芦烷-5-24 二烯-19-醛(化合物
4)(图 3)对三叶草斑潜蝇成虫的产卵均有显著的抑
制作用 [18,19]。本研究结果表明,MomordicinⅡ和
MomordicinⅠ对小菜蛾幼虫有很强的拒食作用和抑制
生长发育的作用,为该植物的综合开发利用提供了依
据。成熟期的苦瓜叶片含有丰富的 MomordicinⅡ
(2.7~3 mg·g-1鲜重)[6,19]和MomordicinⅠ(1.2 mg·g-1
鲜重)[17],苦瓜收获后其叶片可直接利用开发为植物
保护剂。Momordicins 是一类葫芦烷三萜化合物,对
昆虫的作用方式多种多样[5,7,16~19],其结构与现有化学
杀虫剂不同,可为创制新型结构的杀虫剂提供新的先
导化合物,具有很好的开发应用前景。
4 结论
苦瓜叶乙醇提取物对小菜蛾幼虫的取食有明显的
3122 中 国 农 业 科 学 41卷


化合物 3(MomordicinⅢ):R1 = R3=H,R2= Glc
化合物 4(MomordicinⅣ)(7,23-二羟-3-O-丙二酰葫芦烷-5-24二烯-19-
醛):R2= R3=H,R1= COCH2COOH
Compound 3 (MomordicinⅣ): R1 = R3=H, R2= Glc
Compund 4 (7, 23-dihydroxy-3-O-malonylcucurbita-5-24-dien-19-al): R2=
R3=H, R1= COCH2COOH

图 3 化合物 3和 4的分子式
Fig. 3 Structural formula of compounds 3 and 4

抑制作用,其活性成分主要存在于乙酸乙酯萃取物中。
采用活性跟踪法,从苦瓜叶乙酸乙酯萃取物中分离鉴
定出活性成分苦瓜素Ⅰ(MomordicinⅠ)和苦瓜素Ⅱ
(MomordicinⅡ),它们对小菜蛾 2、3龄幼虫有明显
的拒食作用。用MomordicinⅠ和MomordicinⅡ处理的
甘蓝叶碟饲喂小菜蛾 3龄幼虫,对其生长发育和存活
也有明显的抑制作用。

References
[1] 张彦萍. 苦瓜优质高产栽培. 北京: 金盾出版社, 2001: 1-2.
Zhang Y P. Bitter Melon’ Cultivation of High Quality and Yield.
Beijing: Jindon Press, 2001: 1-2. (in Chinese)
[2] Subratty A H, Gurib-Fakim A, Mahomoodally F. Bitter melon: an
exotic vegetable with medicinal values. Nutrition and Food Science,
2005, 35(3/4): 143-147.
[3] Sharma S S, Bhanot J P, Kalra V K. Host preference, extent of damage
and control of red pumpkin beetle, Raphidopalpa foveicollis (Lucas).
Journal of Insect Science Ludhiana, 1999, 12(2): 168-170.
[4] Chandravadana M V. Identification of triterpenoid feeding deterrent of
red pumpkin beetles (Aulacophora foveicollis) from Momordica
charantia. Journal of Chemical Ecology, 1987, 13: 1689-1694.
[5] 陈 宏, 刘映红, 邓新平, 赵志模. 苦瓜叶片提取液对家蚕和菜青
虫取食生长和存活率的影响. 西南农业学报, 1996, 9(3): 68-71.
Chen H, Liu Y H, Den X P, Zhao Z M. Effects of the extracts of
balsam pear leaves on feeding, growth and survival of larvae of
Bombyx mori and Pieris rapae. Southwest China of Agricultural
Sciences, 1996, 9(3): 68-71. (in Chinese)
[6] Yasui H, Kato A, Yazawa M. Antifeedants to armyworms, Spodoptera
litura and Pseudaletia separata, from bitter ground leaves. Momordica
charantia. Journal of Chemical Ecology, 1998, 24; 803-813.
[7] 李绍勤, 邓喜望, 张求东. 苦瓜叶片提取物对美洲斑潜蝇杀虫作用
与生长发育的影响. 华中农业大学学报, 2001, 20(6): 539-543.
Li S Q, Den X W, Zhang Q D. The killing action and growth influence
of Momordica charantia extracts on Liriomyz sativae. Journal of
Huazhong Agricultural University, 2001, 20(6): 539-543. (in Chinese)
[8] Koehn F E, Carter G T. The evolving role of natural products in grug
discovery. Nature Review Discovery, 2005, 4(3): 206-220.
[9] Liu S S, Chen F Z, Zalucki M P. Development and survival of the
diamondback moth (Lepidoptera: Plutellidae) at constant and
alternating temperatures. Environment Entomology, 2002, 31(2): 221-231.
[10] Liang G M, Chen W, Liu T X. Effects of three neem-based
insecticides on diamondback moth (Lepidoptera: Plutellidae). Crop
Protection, 2003, 22: 333-340.
[11] Shelton A M, Wyman J A, Cushing N L. Insecticide resistance of
diamondback moth (Lepidoptera: Plutellidae)in North America.
Journal of Economic Entomology, 1993, 86(1): 11-19.
[12] Talekar N S. Biological control of diamond back moth in Taiwan - a
review. Plant Protection Bulletin, 1996, 38(3): 167-189
[13] 陈 宏, 靳 阳, 董 华, 彭永康. 不同浓度苦瓜叶片提取液对小
菜蛾幼虫行为和存活率的影响. 华北农学报, 1999, 14(4): 117-121.
Chen H, Jing Y, Dong H, Peng Y K. Effects of extracts of balsam pear
leaves on life and behavior of Plulella xylostella. Acta Agriculturae
Boreali-Sinica, 1999, 14(4): 117-121. (in Chinese)
[14] Abe M, Matsuda K. Feeding deterrents from Momordica charantia
leaves to cucurbitaceous feeding beetle species. Apply Entomology
and Zoology, 2000, 35: 143-149.
[15] Grover J K, Yadav S P. Pharmacological actions and potential uses of
Momordica charantia: a review. Journal of Ethnopharmacology, 2004,
93: 123-132.
[16] Prabakar K, Jebanesan A. Larvicidal efficacy of some cucurbitacious
plant leaf extracts against Culex quinquefasciatus (Say). Bioresource
Technology, 2004, 95: 113-114.
[17] Chandravadana M V, Pai A B. Triterpenoid feeding deterrent of
Raphidopalpa foveicollis L. (red pumpkin beetles ) from Momordica
charantia L. Current Science, 1983, 52(2): 87-88.
[18] Mekuria D B, Kashiwagi T, Tebayashi S, Kim C-S. Cucurbitane
triterpenoid oviposition deterrent from Momordica charantia to the
leafminer, Liriomyza trifolii. Bioscience Biotechnology Biochemistry,
2005, 69: 1706-1710.
[19] Mekuria D B, Kashiwagi T, Tebayashi S, Kim C S. Cucurbitane
glucosides from Momordica charantia leaves as oviposition deterrents
to the leafminer, Liriomyza trifolii. Verlag der Zeitschrift fur
Naturforschung, 2006, 61c: 81-86.

(责任编辑 毕京翠)