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长柄扁桃叶杀灭指环虫活性部位的研究



全 文 :2009年 37卷第 2期广州化工
(1西北大学化学与材料科学学院新药研究所,合成与天然功能分子化学教育部重点实验室
陕西 西安 710069;2西北农林科技大学,动物科技学院,陕西 杨凌 712100)
长柄扁桃叶杀灭指环虫活性部位的研究 *
田渭花 1,王高学 2,李 聪 1,李 军 2,申烨华 1
摘 要:首次对长柄扁桃叶杀灭中型指环虫的活性进行了研究。采用不同极性的溶剂回流提取长柄扁桃叶,制备粗提
物,并测定各粗提物杀虫活性。结果表明,长柄扁桃叶的水提物有很好的杀灭指环虫作用,为其活性部位。长柄扁桃叶水提物及
经过有机溶剂进一步萃取后的最终水相在浓度为2000.0mg/L时,最高杀虫率均达100.0%,且对金鱼未产生致死作用。
关键词:长柄扁桃;指环虫;活性部位
Study on Active Site of Amygdalus pedunculata Pall
to Control Dactylogyrus of Fish*
TIAN Wei-hua1, WANG Gao-xue2, LI Cong1, LI Jun2, SHEN Ye-hua1
(1 Key Laboratory of Synthetic and Natural Functional Molecule Chemistry of Mintistry of Eduction, College of
Chemistry and Materials Science, Institute of Drug Discovery, Northwest University, Shaanxi Xian 710069;
2 College of Animal Science and Technology, Northwest Sci-Tech University of Agriculture and Forestry, Shaanxi
Yangling 712100, China)
Abstract:The killing active site of Dactylogyrus intermedius by Amygdalus pedunculata Pall was studied in
this paper. The samples were prepared by solvents with different polarity respectively to get solvent extracts. Then
the killing activties of those extracts were tested. The results showed that the water extract had good killing active
effect among the different polarity fractions of A.pedunculata Pall and it was the active site. Both of the initial
water extract and the final water extract exhibited 100.0 % efficacy to against D. intermedius at the concentration
of 2000.0 mg/L and they were harmless to D. intermedius.
Key words:Amygdalus pedunculatus Pall; Dactylogyrus intermedius; active site
基金项目:陕林发[2008]320号08年度推广计划;陕西省科学技术研究发展计划,2005K10-G1(8);陕西省教育厅产业化培育项目,05JC30。
作者简介:田渭花(1983-),女,陕西渭南人,在读硕士,主要从事植物分离提取方面的研究。E-mail:weihua1983lyh@163.com.
通讯作者:申烨华(1964-),女,陕西榆林人,西北大学教授,博士生导师,从事植物有效成分的分析、 离及蛋白质分离纯化与复
性研究。E-mail:yhshen@nwu.edu.cn.
*
我国水产养殖总产量处于世界首位,是农业中的重要产
业之一,水产品出口在农副产品中占很大比重。鱼类体外寄
生指环虫(Dactylogyrus)病是危害水产养殖最为严重的寄生虫
病害之一,每年都给水产业发展带来巨大的经济损失。目
前多将一些化学性农药(如敌百虫、敌敌畏、乙酰甲胺磷等有
机磷类和菊酯类)、染料(如亚甲基蓝等)、氧化剂(如高锰酸
钾等)和重金属盐类(如硫酸铜和硫酸亚铁等)等作为渔药广
泛使用,不但影响了人们的健康,也往往由于抗生素、有机
磷等化学药物的超标,使出口受到很大限制。从天然产物中
寻找具有杀虫活性的物质或药物前体,研制开发无公害杀虫
渔药,不仅可以有效降低药物残留和环境污染,提高杀虫活
性,也是对植物资源的合理开发与利用[1]。我国将中草药应用
于水产养殖由来已久,但多是临床经验的研究,缺乏对有效
成分、药理的研究。王高学[2~4]等通过对多种植物杀灭鱼类指
环虫进行的活性筛选发现,银杏外种皮、博落回、小果博落
回、蛇床、牛心朴子、夹竹桃等中草药对杀灭指环虫有非常好
的效果,为更深入研究中草药活性成分以及作为渔药的应用
提供了基础资料。
长柄扁桃(Amygdalus pedunculataPall),又名巴丹杏,俗称
“野樱桃”或“毛樱桃”,系蔷薇科扁桃亚属落叶灌木[5],它是一
种国内罕见的濒危原始野生树种,主要分布在我国西北干
旱、半干旱地区山地和沙漠地带,具有适应性强、耐旱耐寒、
抗病虫等优点。经过我们研究团队多年的研究和开发现已作
为治沙造林的先锋树种,在陕西榆林等地区推广种植。我们
课题组对长柄扁桃种仁中的氨基酸、微量元素及苦杏仁甙的
含量等[7]进行了报道,并较为系统的研究了长柄扁桃油的成
分和制备生物柴油的工艺。文章首次研究了长柄扁桃叶对指
环虫的杀灭活性,并进一步研究了其活性部位,为研制无公
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害杀虫渔药提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 植物样品
长柄扁桃(AmygdaluspedunculataPall)2006年5月采自
陕西神木,经西北农林科技大学郭春会教授鉴定为长柄扁
桃。将其叶子自然阴干,粉碎,备用。
1.1.2 供试动物
试验用金鱼(Carassiusauratus),平均体重5.0±1.0g,平均
体长40.0±5.0mm,由陕西省水产研究所观赏鱼养殖场提
供。保存中型指环虫(Dactylogyrusintermedius)的保虫金鱼由
西北农林科技大学动物科技学院水产系实验室提供。
1.2 仪器与试剂
BS110S分析天平(德国赛多利斯公司);RE-52A旋转蒸
发仪(上海亚荣生化仪器厂);Olympus-BX41显微镜(Olympus
corporation);乙醇、乙酸乙酯、石油醚、苯(所有试剂均为分析
纯,西安化学试剂厂产品)。
1.3 方法
1.3.1 各种溶剂粗提取物的制备
称取长柄扁桃叶粉末五份各50g,分别用8倍量的石油
醚、苯、乙酸乙酯、乙醇和水热回流提取3次,每次1h,合并
各提取液,减压浓缩得浸膏,并用水定容至50mL,得长柄扁
桃叶的石油醚提取物、苯提取物、乙酸乙酯提取物、乙醇提取
物和水提取物。具体过程如图1所示。
水提
取物
长柄扁桃叶
溶剂分别提取
石油醚
提取物
苯提
取物
乙酸乙酯
提取物
乙醉提
取物
图1长柄扁桃叶的粗分离图
1.3.2 水提物不同溶剂萃取部位的制备
称取长柄扁桃叶粉末50g,用8倍量的水热回流提取3
次,每次1h,趁热过滤,合并滤液,减压浓缩至50mL,加无
水乙醇至醇含量达60%,4℃冰箱静置24h后,过滤,沉淀用
水溶解,并定容至50mL,得沉淀部位。滤液浓缩后依次分别
用石油醚、乙酸乙酯萃取,所得各萃取液减压浓缩至浸膏,并
用水对浸膏进行溶解,定容到50mL,分别得石油醚萃取部
位、乙酸乙酯萃取部位。最终水相浓缩定容至50mL。具体过
程见图2。
1.3.3 测定方法
按照文献[2]建立好染虫金鱼模型后,按照文献[2,4]测定长
柄扁桃叶各种提取物的杀虫活性。具体方法是:首先对各测
试样品进行预试验,在此基础上,再确定各样品的杀虫浓度。
长柄扁桃叶粗提物设定的浓度在 400.0 mg/L~2000.0 mg/L
之间,长柄扁桃叶水提物及其各萃取部位设定浓度在1000.0
mg/L~2000.0mg/L之间,在这个范围内,样品浓度按照浓度
梯度设定。
长柄扁桃叶(50g)
水煮
水提取物
浓缩至V:m=1:1
加无水乙醇至含醇量达60%
沉淀 醇沉液
浓缩至无乙醇后
石油醚萃取
石油醚萃取部位 水相
乙酸乙酯萃取
乙酸乙酯萃取部位 最终水相
图2 长柄扁桃叶水提物的进一步分离图
药效试验时,向8~10L的玻璃缸内盛入充分曝气的地下
水,pH7.0~7.5,水温25±1℃。按照设定好的浓度向水体中
加入前述制备的各样品,并搅拌均匀。每个玻璃缸投放感染
有中型指环虫的金鱼30尾,在48h时取出金鱼,将其全鳃
制片、镜检,统计每尾金鱼在鳃部中型指环虫存活数量,计算
平均杀虫率,并同时进行对照试验。
杀虫率(%)=(对照组的指环虫平均存活数量-试验组的
指环虫平均存活数量)/对照组的指环虫平均存活数量×100
%
最高杀灭浓度的杀虫率最大的样品所对应的溶剂提取
物便是长柄扁桃叶杀灭指环虫的活性部位。
1.3.4 数据处理
用SPSS16.0处理药效数据,以平均数±标准误表示,采
用方差分析进行差异显著性分析。
参照Spearman–K rber法[8],计算活性部位的半致死浓
度(LC50)。
2 结果与分析
2.1 长柄扁桃叶各溶剂粗提物杀灭指环虫活性研究
分别用石油醚、苯、乙酸乙酯、乙醇、水对长柄扁桃叶进
行提取,得到各提取液浓缩物,考察了各提取物杀灭指环虫
的活性,结果见表1和图3。由表1和图3可知,在实验所考
察的 400.0 mg/L~2000.0 mg/L 浓度范围内,2000 mg/L 为各
粗提物的最高有效浓度,而杀灭活性的顺序则依次是水提物
>乙醇提取物>乙酸乙酯提取物>苯提取物>石油醚提取
物。其中水提物的最高平均杀虫率为100%。杀虫活性与提
取溶剂的极性表现出一定的相关性,即随着溶剂极性的增
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大,杀虫活性提高。这说明长柄扁桃叶中的有效成分可能为
极性较大的化合物。
实验结果表明,水提物、乙醇提取物、乙酸乙酯提取物、
苯提取物、石油醚提取物的对照组平均存活指环虫数分别为
17.92个/尾、17.20个/尾、30.80个/尾、30.90个/尾、31.25
个/尾,SPSS16.0分析结果表明水提取物、乙醇提取物、乙
酸乙酯提取物在最高有效浓度时,各实验组均与对照组存在
极显著差异(P<0.01),而苯提取物、石油醚提取物在最高有效
浓度时,各实验组均与对照组存在显著差异(P<0.05)。在实验
范围内鱼体无死亡。
由图3还可知,长柄扁桃叶的不同溶剂提取物中,水提
物的平均杀虫率明显优于其他溶剂提取物,在1200.0mg/L~
2000.0mg/L浓度范围内,平均杀虫率均高于90%,最高平均
杀虫率可达100.0%。
表1 48h时长柄扁桃叶提取物杀灭指环虫活性跟踪结果
石油醚提取物
苯提取物
乙酸乙酯提取物
乙醇提取物
水提取物
2000
2000
2000
2000
2000
溶剂提取物 最高有效浓度/(mg/L) 最高平均杀虫率/% 平均存活虫数±标准误 鱼平均死亡率/%
0
0
0
0
0
25.81
28.23
29.03
54.24
100
23.00±3.03*
22.25±3.28*
22.00±2.04**
8.20± .66**
0.00± .00**
注:*与对照组相比差异显著p<0.05;**与对照组相比差异极显著p<0.01.
图3 48h时长柄扁桃叶提取物杀灭指环虫活性跟踪结果比较
2.2 长柄扁桃叶水提物杀灭指环虫活性部位研究
长柄扁桃叶水提物经乙醇沉淀后,得沉淀部分和溶液部
分。将溶液部分浓缩至无乙醇后分别用石油醚、乙酸乙酯依
次萃取,各萃取液浓缩后得到了石油醚萃取部位、乙酸乙酯
萃取部位和最终水相,考察了醇沉部位和这三个部位的杀虫
活性,结果见表2和图4。由表2和图4可知,在实验所考察
的1000.0mg/L~2000.0mg/L浓度范围内,2000mg/L为各粗
提物的最高有效浓度,而杀灭活性的顺序则依次是最终水相
>乙酸乙酯提取物>石油醚提取物>醇沉部位。其中最终水
相的最高平均杀虫率为100%。杀虫活性与提取溶剂的极性
表现出一定的相关性,即随着溶剂极性的增大而增大,这与
2.1的实验结果相吻合。
实验结果表明,最终水相、乙酸乙酯萃取物、石油醚萃取
物、水提醇沉物的对照组平均存活指环虫数分别为11.20个
/尾、11.41个/尾、11.31个/尾11.25个/尾,SPSS16.0分析
结果表明最终水相在最高有效浓度时,实验组与对照组存在
极显著差异(P<0.01),而乙酸乙酯提取物、石油醚提取物、水
提醇沉物在最高有效浓度时,各实验组均与对照组无显著差
异(P>0.05)。在实验范围内鱼体无死亡。
数据分析结果表明最终水相与对照组的平均杀虫率之
间存在极显著差异(P<0.01),其余三组与对照组的平均杀虫
率之间无显著差异。在实验范围内鱼体无死亡。
由图4还可知,长柄扁桃叶水提物的各萃取部位中,最
终水相部位平均杀虫率最高,在1500.0mg/L~2000.0mg/L
浓度范围内,平均杀虫率均高于 90 %,最高杀虫率可达
100.0%。可见,经过醇沉和溶剂萃取的进一步分离后,长柄
扁桃叶杀灭指环虫的活性部位仍在水相。
图4 48h时长柄扁桃叶水提取物各萃取物杀灭指环虫活性
跟踪结果比较
2.3 长柄扁桃最终水相部位对指环虫的杀灭效果
试验数据用 Spearman–K rber 方法计算出 LC50=924.
181 mg/L (即 Prob = 0.50 时),95 %置信区间为 786.166~
1015.459mg/L。由此可知长柄扁桃最终水相部位对指环虫的
半致死浓度为924.181mg/L。
3 结 论
实验结果表明,长柄扁桃叶提取物对指环虫的杀灭活性
与溶剂极性正相关,随溶剂极性增大,提取物杀虫活性也增
大,其中水提物的活性最高。浓度梯度实验表明,2000mg/L
水提物的最高平均杀虫率为100%,而鱼的致死率为零。利
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用醇沉法和萃取法对初步水提物进一步分离,结果表明,与
溶剂对照组相比,醇沉物、水提物石油醚萃取物、水提物乙酸
乙酯萃取物的平均杀虫率无显著差异,而最终水提物的平均
杀虫率有极显著差异,且与初步水提物相似,也为100%,而
鱼的致死率为零。这一结果进一步证实了初步试验的结论,
并为进一步的单体追踪试验提供了依据。经 Spearman–
Karber方法计算,长柄扁桃叶最终水提物对指环虫的半致死
浓度为924.181mg/L。
表2 48h时长柄扁桃叶水提物杀灭指环虫活性跟踪结果
溶剂提取物 最高有效浓度/(mg/L) 最高平均杀虫率/% 平均存活虫数±标准误 鱼平均死亡率/%
水提醇沉物 2000 12.28 10.00±2.59 0
水提物石油醚萃取物 2000 21.05 9.00±2.72 0
水提物乙酸乙酯萃取物 2000 43.86 6.40±2. 0 0
最终水相 2000 100 0±0** 0
注:**与对照组相比差异极显著p<0.01.
文献已报道[4],曼佗罗氯仿活性部位的最高平均杀虫率
为84.5%、木通正丁醇活性部位的最高平均杀虫率为81.4
%、鸦胆子石油醚活性部位的最高平均杀虫率为68.9%。长
柄扁桃最终水提物的最高平均杀虫率显然优于这些植物。在
鱼病的实际防治中,常用甲苯咪唑治疗鱼类指环虫疾病[9],
但甲苯咪唑在杀灭指环虫的同时,也对鱼有一定的毒害作
用。长柄扁桃最终水提物可达到甲苯咪唑的杀虫效果,并且
对鱼无害,有进一步开发为渔药的潜力。当然,长柄扁桃最终
水提物需要2000mg/L才能达到100%的杀灭活性,而甲苯
咪唑在2.8mg/L~3.4mg/L,对中型指环虫平均杀灭率可达
95.22%~99.01%之间[10]。这可能是由于最终水提物仍为混
合物所致。所以,需要进一步进行活性单体的追踪试验,以考
察其与甲苯咪唑治疗效果的优劣。
长柄扁桃的树叶如果开发为杀虫渔药,将形成长柄扁桃
产业链,会极大地提高农民的种植热情,使沙漠治理可持续
发展,这将对利用长柄扁桃治理沙漠产生重要影响。
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