免费文献传递   相关文献

瑞香狼毒粗提物对朱砂叶螨的生物活性



全 文 :0 引言
朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)是农林生产上
危害严重的有害生物,危害的果树、农作物已达百余
种。长期以来,化学杀螨剂的使用使得螨对各种杀螨
剂产生了抗药性,不但杀死了螨类的天敌,也对环境造
成了破坏[1-2]。目前,从植物中提取活性物质是国内外
研究的热点。因为植物源农药具有残留少、对哺乳动
物低毒、对环境和非靶标生物的不良影响小的特点[3]。
许多高效的植物源杀剂如植物精油已经大量普及并商
业化[4]。
瑞香狼毒(Stelera chamaejasme),别名断肠草、红
狼毒、闷头花、红火柴头花、馒头花等,隶属于瑞香科
(Thymelaeaceae)。该植物的根部应用历史悠久,《中药
大辞典》记载其主治水肿腹胀,痰、食、虫积,心腹疼痛,
淋巴结、皮肤、骨、附睾等结核,慢性气管炎,咳嗽气喘,
疥癣,痔瘘[5],是传统的中药材。目前,国内外对其化
学成分[6]以及杀虫活性、抑菌活性、抗肿瘤活性[7]都有
了深入的研究和报道。瑞香狼毒总黄酮提取物,对小
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30872029);北京市自然科学基金重点项目(6071001);北京市自然科学基金项目(6092007)、北京市教委重点项
目(KZ201010020016);北京市教委平台建设项目;北京市属高校人才强教深化计划资助项目(PHR20090516,PHR200906134)。
第一作者简介:王伟,男,1984年出生,山西晋城人,硕士,主要从事植物源农药研究。通信地址:102206北京市昌平区回龙观镇北农路7号北京农学
院植物科学技术学院,E-mail:wwei048100@163.com。
通讯作者:王有年,男,1954年出生,北京市人,教授,博士生导师,主要研究方向:果品优质生态安全。发表研究论文100余篇,出版专著10余部。通
信地址:102206北京市昌平区回龙观镇北农路7号北京农学院。Tel:010-80799006,E-mail:wyn1951@126.com。
收稿日期:2010-01-11,修回日期:2010-01-28。
瑞香狼毒粗提物对朱砂叶螨的生物活性
王 伟 1,仝宝胜 2,师光禄 1,王有年 1
(1北京农学院,农业部都市农业(北方)重点开放实验室,北京 102206;
2内蒙古永业生物技术有限责任公司,内蒙古 010010)
摘 要:测定了瑞香狼毒的石油醚、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、乙醇、甲醇 6种粗提物对朱砂叶螨
(Tetranychus cinnabarinus)的触杀活性。6种粗提物对成螨触杀的 LC50分别为 3.2 066、4.2 477 mg、5.5
588、3.9 356、5.9 913、6.1 026 mg/mL;石油醚粗提物的触杀效果最好,但对卵的作用效果最差,校正死亡
率仅为32.30 %;二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇、甲醇提取物的校正死亡率分别为72.90 %、86.89 %、69.72 %、
61.53 %;氯仿提取物较高,达到了89.19 %(P<0.05)。
关键词:瑞香狼毒;粗提物;朱砂叶螨;杀螨活性
中图分类号:S433.1 文献标志码:A 论文编号:2010-0085
Acaricidal Activity of Extracts from Stellera chamaejasme against Tetranychus cinnabarinus
Wang Wei1, Tong Baosheng2, Shi Guanglu1, Wang Younian1
(1Key Laboratory of Urban Agriculture (North) of Ministry of Agriculture P. R. China, Beijing 102206;
2Inn Mongolia Yongye Biotechnology Co., Ltd., Neimenggu 010010)
Abstract: The acaricidal effective of Stelera chamaejasme crude extracts desolved by petroleum either,
methylene dichloride,chloroform,ethyl acetate,ethanol and methanol were evaluated against Tetranychus
cinnabarinus.The LC50 value in the bioassay of contact toxicity were 3.2 066, 4.2 477, 5.5 588, 3.9 356, 5.9 913,
6.1 026 mg/mL, which indicated the PE extracts was the best acaricide. But the PE extract’s corrected
mortality of eggs,32.30 %, was the lowest of all. Chloroform extracts has the maximum mortality of 89.19% (P<
0.05), while the four other’s were 72.90 %, 86.89 %, 69.72 %, 61.53 %, respectively.
Key words: Stelera chamaejasme; crude extracts; Teranychus cinnabarinus; acaricidic activities
中国农学通报 2010,26(11):36-39
Chinese Agricultural Science Bulletin
鼠移植性肿瘤S180和H22的生长也有显著的抑制作
用,而且急性毒性较小[8]。瑞香狼毒的乙醇提取液对
油菜菌核病菌、辣椒疫病菌、番茄早疫病菌、草莓灰霉
病菌有抑制作用[9]。在杀虫方面,候太平从狼毒根中
分离出2种杀蚜活性物质:1,5-二苯基-1-戊酮和1,5-二
苯基-2-烯-1-戊酮[10],并利用以上 2种物质为主体成分
制成了生物除蚜剂。此外,瑞香狼毒还对水稻大螟幼
虫[11]和菜粉蝶幼虫[12]有很强的拒食活性。此文测定了
瑞香狼毒提取物对朱砂叶螨的触杀作用,并首次研究
了不同提取物对其卵的触杀毒力,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 材料
瑞香狼毒(Stelera chamaejasme)采自山西大同金
沙滩,将采集到的瑞香狼毒洗干净并充分阴干,取根和
茎用粉碎机粉碎,置于阴凉干燥处密封保存备用。朱
砂叶螨(Teranychus cinnabarinus)雌成虫于室内用芸豆
幼苗饲养,多代繁殖培养的敏感品系(养虫室温度
(25±1)℃,相对湿度为60 %±10 %,L/D=18 h/6 h),选取
健康活泼、日龄及大小一致试螨进行实验。
1.2 方法
1.2.1 提取物制备 采用冷浸法制备提取物,称取 6份
干粉,每份 50 g,装入广口瓶中,按照材料和溶剂 1:5
(w/v)的比例分别加入石油醚(60~90 ℃)、乙酸乙酯、甲
醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿。所有试剂来自北京化工厂,
均为分析纯。室温(25±1)℃浸泡 3~5天,过滤得到浸
提液。再加入相同体积的溶剂,浸提 3~5天,过滤,合
并2次的浸提液通过RE-52C旋转蒸发仪(上海亚荣生
化仪器厂生产)减压浓缩得到瑞香狼毒浸膏,于冰箱
4 ℃保存待用。
1.2.2 生物活性的测定 称取一定量的瑞香狼毒粗提
物,加入一滴对应溶剂以增溶。然后用蒸馏水每 100
mL加 1滴吐温 80稀释,配成一定浓度的药液。对照
为 1 %吐温-80溶液;玻片法(slide-dip method)[13]。将
双面胶带剪成与玻片等宽长2~3 cm的小条,粘贴于玻
片一端,揭去上面的纸片,用零号毛笔挑取将健康活
泼、大小一致的雌成螨背部向下粘于双面胶上。不可
粘住螨足、口器及须肢,保证螨足自由活动。2 h后在
体视镜下(浙江舜宇光电有限公司SZM-45B3)剔除死
亡或不活泼个体,保证每玻片成螨数为 30头,在药液
中浸泡5 s后取出,迅速用滤纸吸掉多余的液体。24 h
后观察其死亡情况:以零号毛笔轻触,动者为活,不动
者为死。每个处理设置3个重复。对卵的触杀毒力测
定参照任建军[14]的方法。取新鲜的芸豆叶片,洗净晾
干,将叶背朝上放置在垫有湿棉花的培养皿中,使叶片
紧贴棉花。在叶背划出一个约3 cm2的区域,区域两侧
用湿棉花覆盖,防止成螨跑出划定区域。用零号毛笔
往划定区域内接15头活泼雌成螨,置养虫室中任其产
卵,12 h后移去成螨。用微型喷雾器将药液喷于叶片
背面。以1%吐温80溶液为对照,每个浓度设置3次重
复。每 24 h观察卵孵化情况 1次,记录孵化卵数移去
已孵化出的幼螨。连续观察 5天(以对照组大部分孵
化为准)。
1.2.3 数据处理 对所得数据用Abbott[15]公式进行校
正;对结果进行方差分析,并用Duncan方法比较各处
理间的效果差异;线性回归按照机率值分析法求得;用
DPSv7.05专业版完成试验数据的方差分析和Duncan’s
检验,用Excel求出LC50及95%置信区间[16]。
死亡率(%)=死虫数×100 /试虫数
校正死亡率 (%)=(处理组死亡率 -对照组死亡
率)×100 /(1-对照组死亡率)
2 结果与分析
2.1 6种溶剂的提取物
6种溶剂提取物的提取率见表 1。从表中可以看
出,从石油醚到甲醇,随着溶剂极性的提高,提取的颜
色不断加深,而提取率也随之增加,即提取率与极性变
化一致。石油醚的极性最低,其提取物颜色最浅,状态
近似于流体。极性同样较小的二氯甲烷的氯仿提取物
的质量也不高,颜色稍比石油醚的深,提取物状态为膏
状。乙酸乙酯的极性适中,其提取物是唯一呈粉状的
固体。极性较大的乙醇和甲醇的提取物颜色很深,质
量高,说明他们提取到的物质比较多。甲醇提取物的
颜色要深于乙醇提取物,浸提物更多,浸提效果最好。
实验中,乙醇和甲醇的提取浓缩液在静置的过程
中有方块状的结晶体析出,应过滤除去。
2.2 提取物对朱砂叶螨成螨的触杀活性
由表2可知,极性较低的提取物的触杀活性好要于
极性大的醇类。极性小的一组中,二氯甲烷的提取物
的活性要低于石油醚。无论是2 mg/mL还是8 mg/mL
二氯甲烷的校正死亡率都低于石油醚提取物,1 mg/mL
甚至不表现活性。氯仿与乙酸乙酯提取物的效果基本
相似,只不过在8 mg/mL,乙酸乙酯要更高一些。这可
能是由于浓度高时,乙酸乙酯提取物的溶液没有完全
乳化,而是呈混浊状态,大颗粒堵塞螨虫口器有关。醇
类极性大,提取物多,物质彼此作用复杂,其触杀活性
不明显。
组合回归分析(表3),除二氯甲烷外,随着溶液极
性的增大,LC50也逐渐增大。石油醚提取物的LC50为
3.2 066 mg/mL,是所有提取物中最低的,推测杀螨活
王 伟等:瑞香狼毒粗提物对朱砂叶螨的生物活性 ·· 37
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
性物质可能存在于瑞香狼毒极性小的成分中。这可能
是由于极性小的毒物更容易穿透螨虫表皮的蜡质层,
进而进入螨虫体内发生作用所致。醇类提取物虽多,
但活性不高,可能是其中一些物质抑制了极性小的毒
物作用的发挥的缘故。
2.3 不同提取物对朱砂叶螨卵的触杀活性
从表4可以看到,当提取物浓度为2 mg/mL时,石
油醚提取物的校正死亡率最低,乙酸乙酯的最高,氯仿
次之,随后是二氯甲烷和醇。极性与校正死亡率并无
关联。当浓度提高到4 mg/mL时,除石油醚外,其余提
取物的校正死亡率均有了显著的提高。石油醚提取物
两个浓度的校正死亡率只有26.51%和32.30%,其对卵
的触杀效果不好,与其它植物[14,17]的石油醚提取物的效
果不一样。二氯甲烷在2 mg/mL时并没有显示好的触
杀能力,而在4 mg/mL却达到了72.9 %,跨跃最大。乙
酸乙酯和氯仿的杀卵效果最好,无论是低浓度或高浓
度都要优于其它提取物。据此推测杀卵的活性物质可
能存在于极性适中的部分。
表3 瑞香狼毒根的6种溶剂提取物对朱砂叶螨成螨的毒杀效应的回归分析
表1 不同溶剂提取物的形态及提取率
注:同一列数值后面字母相同表示邓肯氏新复极差法检验差异不
显著(P<0.05,Duncan’s检验)。
表2 提取物在不同浓度时对朱砂叶螨成螨触杀活性
注:同一列数值后面字母相同表示邓肯氏新复极差法检验差异不
显著(P<0.05,Duncan’s检验);表中平均值为Abbott公式的校正值,表
中数据为3个重复的平均值。
提取物
石油醚提取物
二氯甲烷提取物
氯仿提取物
乙酸乙酯提取物
乙醇提取物
甲醇提取物
提取物的性状
黄色浸膏
棕黄色浸膏
棕色浸膏
棕色粉状固体
红褐色硬胶状固体
红褐色硬胶状固体
提取物的质量/g
0.80 f
1.05 e
1.29 d
3.50 c
6.62 b
7.34 a
提取率/%
1.60 f
2.09 e
2.56 d
7.01 c
13.25 b
14.68 a
提取物
石油醚提取物
二氯甲烷提取物
氯仿提取物
乙酸乙酯提取物
乙醇提取物
甲醇提取物
校正死亡率/%(24 h) (mean±SE %)
1 /(mg/mL)
10.53±2.08
0
6.72±1.69
5.36±1.31
0
0
2 /(mg/mL)
32.05±1.38 a
6.64±1.27 cd
20.41±2.06 b
11.18±1.89 c
4.01±0.90 cd
7.03±3.94 d
8 /(mg/mL)
87.46±3.05 a
60.43±5.28 c
72.20±0.44 b
83.09±3.89 ab
53.26±1.64 c
49.44±5.34 c
表4 不同溶剂提取物对卵的触杀毒性(120 h)
注:同一列数值后面字母相同表示邓肯氏新复极差法检验差异不显著(P<0.05,Duncan’s检验);表中平均值为Abbott公式的校正值,表中数据
为3个重复的平均值。
提取物
石油醚提取物
二氯甲烷提取物
氯仿提取物
乙酸乙酯提取物
乙醇提取物
甲醇提取物
回归方程
y= 2.5 515x+ 2.7 088
y= 4.9 222x+ 0.3 330
y= 2.3 730x+ 2.5 094
y= 3.0 113x+ 2.2 082
y= 5.2 562x- 0.0 868
y= 5.0 464x+ 0.0 359
相关系数
0.9 873
0.9 467
0.9 959
0.9 813
0.9 420
0.9 192
LC50及95%置信区间/(mg/mL)
3.2 066( 2.5 374~ 4.0 525)
5.5 588( 4.6100~ 6.7 028)
4.2 477( 3.1 968~ 5.6 439)
3.9 356( 3.1 198~ 4.9 847)
5.9 913( 4.9 692~ 7.2 236)
6.1 026( 5.0 249~ 7.4 113)
提取物
石油醚提取物
二氯甲烷提取物
氯仿提取物
乙酸乙酯提取物
乙醇提取物
甲醇提取物
浓度/(mg/mL)
2
2
2
2
2
2
校正死亡率/%
26.51±4.05 c
29.35±2.00 c
49.77±4.49 ab
55.44±2.88 a
38.08±6.68 bc
38.88±5.33 bc
浓度/(mg/mL)
4
4
4
4
4
4
校正死亡率/%
32.30±6.27 d
72.90±7.66 abc
89.19±6.98 a
86.89±5.33 ab
69.72±2.44 bc
61.53±1.46 c
mean±SE %
·· 38
3 讨论
瑞香狼毒根系发达,能通过抢夺营养物质来扩大
其生物量[18],而且具有良好的抗寒、抗旱特性。强大的
生命力国使它在中国的广泛地分布,资源非常得丰
富。这为瑞香狼毒的研究工作及其开发应用提供了良
好的物质基础。
有关瑞香狼毒用于杀螨的研究已经很多[19-21],他们
研究表明瑞香狼毒中的杀螨物质主要集中于石油醚和
氯仿提取物中。但其实验范围仅限于对成螨的活性测
定,对螨类卵的活性报道还很少。一个新农药不仅要
能够毒杀成螨,最好还要能够杀死害螨的卵,从而完全
抑制螨类危害的发生。这显然是瑞香狼毒杀螨研究中
的一个空白区域。研究表明,瑞香狼毒的石油醚、氯仿、
乙酸乙酯提取物对朱砂叶螨成虫有较好的触杀活性,石
油醚提取物的最好。与同类的研究相比,各类提取物的
LC50有所不同,可能是取材的时间和部位不同造成的。
该实验中石油醚提取物的LC50为 3.2066 mg/mL,低于
陈梅[22]的 3.8183 mg/mL,暗示瑞香狼毒的茎中亦含有
对螨类的活性物质。对朱砂叶螨的卵的活性实验中,
石油醚提取物的校正死亡率仅为32.30 %,远远低于氯
仿、乙酸乙酯提取物的 89.19%,86.89%。综合两组数
据得知,瑞香狼毒最佳杀螨物质可能存在于氯仿、乙酸
乙酯提取物中。
瑞香狼毒作为杀虫植物,相关的报道已经有了很
多,其研究工作已经进入开发阶段[23-24]。应该注意到,
植物中对昆虫高活性的化合物对螨类不一定也具有高
活性,没有证据能证明杀虫与杀螨的成分是一样的。
因此,分离提取和鉴定瑞香狼毒的杀螨活性物质是下
一步工作的重点。
参考文献
[1] 申照静,王海香,师光禄,等.三种植物提取物对朱砂叶螨生物活性
的影响[J].北京农学院学报,2008,23(1):22-24.
[2] Sang SK, Sang GS. Relative toxicity of some acaricides to the
phytophagous mite, Amblyseius womersleyi and the two spotted
spider mite,Tetranychus urticae(Acari:Phytoseiidae,Tetranychidae)
[J]. Appl Entomol Zool, 2001, 36(4):509-514.
[3] George DR, Smith TJ, Shiel RS, et al. Mode of action and
variability in efficacy of plant essential oils showing toxicity against
the poultry red mite, Dermanyssus gallinae[J]. Veterinary
Parasitology, 2009, 161:276-282.
[4] In-Sook RIM, Cha-Ho JEE. Acaricidal effects of herb essential oils
against Dermatophagoides farinaeand D.pteronyssinus(Acari:
Pyroglyphidae) and qualitative analysis of a herb Mentha pulegium
(pennyroyal) [J]. Korean,Journal of Parasitology, 2006, 44(2):
133-138.
[5] 江苏新医学院.中药大辞典(下册)[M].上海:上海人民出版社,1977:
1898-1900.
[6] 卓兆莲,高英,李卫民.蒙药瑞香狼毒化学成分研究进展[J].民族医
药,2007,18(27):2152-2153.
[7] Ikegawa T, Ikegawa A. Extraction of antitumor diterpenes from
Stellera chamaejasme L.[P]. Jpn Kokai Tokkyo Koho,JP 08310,993
[96310,993](Cl.C07C69/21), 1996-04-26.
[8] 王敏,贾正平,马骏,等.瑞香狼毒总黄酮提取物的抗肿瘤作用[J].中
国中药杂志,2005,30(8):603-606.
[9] 康晓慧.瑞香狼毒根提取物对植物病原真菌的抑菌效果研究[J].中
国植保导刊,2007,27(12):31-32.
[10] Gao Ping, Hou Tai-ping, Liu Shi-gui, et al. Activity of the botanical
aphicides 1,5-diphenyl-1-pentanone and 1,5-diphenyl-2-penten-1
-one on two species of Aphididnae[J]. Pest Management Science,
2001, 57(3):307-310.
[11] 田仁君,马均,周丽,等.瑞香狼毒对稻螟的生物活性研究[J].四川大
学学报:自然科学版,2005,42(6):1266-1270.
[12] 王亚维,张国洲,徐汉虹,等.瑞香狼毒对菜粉蝶生物活性的研究[J].
安徽农业科学,2004,32(2):264-268.
[13] Dittrich V, Cranham JE, Jepson LR, et al. Revised method for
spider mites and their eggs (Tetranychus spp·and Panonychusulmi)
[J].·FAO Plant Production,1980,21:49-53.
[14] 任建军,师光禄,王建文,等.薄荷中杀螨活性物质的分离与鉴定[J].
林业科学,2009,45(6):77-82.
[15] Abbott WS. A method of computing the effectiveness of an
insecticide[J]. Economic Entomology,1925,18:265-267.
[16] 张志祥,徐汉虹,程东美.EXCEL在毒力回归计算中的应用[J].昆虫
知识,2002,39(1):67-70.
[17] 王 燕,师光禄,吴振宇,等.牵牛子提取物对朱砂叶螨的生物活性
[J].林业科学,2009,45(3):79-84.
[18] Sun Geng, Luo Peng, Wu Ning, et al. Stellera chamaejasme L.
increases soil N availability, turnover rates and microbial biomass
in an alpine meadow ecosystem on the eastern Tibetan Plateau of
China[J]. Soil biology & Biochemistry,2009,41(1):86-91.
[19] 曹挥,刘素琪,赵莉蔺,等.瑞香狼毒提取物对山楂叶螨的生物活性
及酶活性影响[J].林业科学,2003,39(1):98-102.
[20] 潘为高,高平,刘燕萍,等.瑞香狼毒各组分杀螨活性及组分间相互
作用的研究[J].四川大学学报:自然科学版,2004,41(1):208-211.
[21] 李捷,,赵飞,刘素琪,等.瑞香狼毒根提取物对山楂叶螨的生物活性
[J].植物资源与环境学报,2007,16(3):31-34.
[22] 陈梅,师光禄,李照会.瑞香狼毒的CO2超临界提取工艺及其杀螨
活性的研究[J].北京农学院学报,2008,23(3):40-42.
[23] Jin Hong, Geng Yu-cong, Yu Zhi-yi, et al. Lead optimization and
anti-plant pathogenic fungi activities of daphneolone analogues
from Stellera chamaejasme L.[J]. Pesticide Biochemistry and
Physiology,2009,93(3):133-137.
[24] Liu Wei, Shi Hui-min, Jin Hong, et al. Design, synthesis and
antifungal activity of a series of novel analogs based on diphenyl
ketones[J]. Chem Biol Drug Des,2009,73(6):661–667.
王 伟等:瑞香狼毒粗提物对朱砂叶螨的生物活性 ·· 39