全 文 ：收稿日期:2010-09-14
基金项目:湖南省教育厅高等学校科学研究重点项目(10A132);林业公益性行业科研专项(201004071);湖南省自然科学基金(08JJ3028)
作者简介:秦巧慧(1985-), 女 , 硕士研究生 , E-mail:qqh-abc@163.com;＊通讯作者 , 博士 , 教授 , E-mai l:pengyh999@163.com。
野胡萝卜果实精油对蚊幼虫的毒杀活性
秦巧慧1 , 彭映辉2＊ , 何建国3 , 熊国红3 , 扶巧梅2
(1.中南林业科技大学林学院 , 长沙 410004;2.中南林业科技大学生命科学与技术学院 , 长沙 410004;
3.国家家用杀虫用品质量监督检验中心 , 益阳 413000)
摘要:采用浸液法研究了野胡萝卜 Daucus carota 果实精油对白纹伊蚊Aedes albopictus 和致倦库蚊Culex pipi-
ens quinquefasciatus幼虫的毒杀活性;利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)对精油的主要成分进行了定性 、定量
分析 。结果发现 , 野胡萝卜果实精油毒杀白纹伊蚊和致倦库蚊 4龄幼虫的 24h LC50值分别为 67.87μg·mL-1
和34.12μg·mL-1;精油中共含有 34 种化合物 , 相对含量最高的是 α-蒎烯(54.72%), 其次为 β-红没药烯
(11.35%)和 β-细辛脑(10.14%);对 6 种活性化合物进行定量分析 , 含量最高的是 α-蒎烯(577.46mg·
mL-1), 其次是月桂烯(80.26mg·mL-1)、柠檬烯(28.95mg·mL-1)、 β-石竹烯(24.38mg·mL-1)、 β-蒎烯
(11.59mg·mL-1)和 γ-萜品烯(2.33mg·mL-1)。研究结果表明 , 野胡萝卜果实精油对蚊幼虫的毒杀效果强于
以往文献报道的多种植物精油 , 是开发高效环保蚊虫杀幼剂的好材料。
关　键　词:野胡萝卜;精油;定性分析;定量分析;蚊虫;毒杀活性
中图分类号:S482.39;R384.1;Q946　文献标识码:A　文章编号:1005-9261(2011)03-0418-05
Larvicidal Activity of Essential Oil from the Fruits of Daucus carota against Mosquitoes
QIN Qiao-hui1 , PENG Ying-hui2＊ , HE Jian-guo3 , XIONG Guo-hong3 , FU Qiao-mei2
(1.College of Forestry , Central South University of Forestry and Technology , Changsha 410004;2 College of Life Science and Technology ,
Central South University of Forestry and Technology , Changsha 410004;3.National Household Insecticide Products Quality Supervision
and Inspection Center , Yiyang 413000 , China)
Abstract:Insecticidal activity of essential oil extracted from fruits of Daucus carota against Aedes albopictus and Culex
pipiens quinquefasciatus was investigated by immersion method and the main compounds of the essential oil were qualita-
tively and quantitatively analyzed with gas chromatography-mass spectrometry .LC50 values of the essential oil against the
4
th
instar larvae of A.albopictus and C.pipiens quinquefasciatus at 24 h were 67.87 μg·mL-1 and 34.12 μg·mL-1 ,
respectively.Thirty-four compounds were identified in the essential oil , including the main component α-Pinene
(54.72%), followed by β-bisabolene (11.35%)and β-asarone(10.14%).Six active compounds were quantitatively
determined , including α-pinene(up to 577.46 mg·mL-1 in the oil), myrcene (80.26 mg·mL-1), limonene (28.95
mg·mL-1), β-caryophyllene(24.38 mg·mL-1), β-pinene(11.59mg·mL-1)and γ-terpinen(2.33mg·mL-1).The
results indicated that the essential oil showed higher larvicidal activity against mosquitoes than many other plant essential
oils which have been documented.It might be considered as a potential source for production of efficient and environ-
ment-friendly mosquito larvicide.
Key words:Daucus carota;essential oil;qualitative analysis;quantitative analysis;mosquitoes;larvicidal activity
蚊虫可传播多种疾病 , 其中登革热 、登革出血热 、疟疾 、丝虫病和乙型脑炎等是对人类危害极大的传
染病。蚊幼虫和蛹生活在水中 , 占整个生命周期的三分之一左右 , 是杀蚊剂充分发挥毒性的重要阶段[ 1] ,
在此发育阶段对蚊虫进行控制 , 能有效降低蚊虫的危害 。通常人们使用人工合成的化学杀虫剂来防治蚊
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27(3)418-422　　　　　　　　中国生物防治学报　Chinese Journal of Biological Control　　　　　　　　　　　 2011 年 8 月
虫 , 但长期使用化学杀虫剂导致的高残留不仅对人畜造成了威胁 , 也很容易使蚊虫产生抗性。生物防治作
为蚊虫综合治理的一个组成部分 , 在国内外日益受到重视 , 已成为蚊虫防治研究的重要课题之一[ 2] 。现已
发现不少植物的次生代谢产物中含有杀蚊活性物质[ 3 ～ 6] 。
野胡萝卜 Daucus carota Linn.为伞形科Umbelliferae胡萝卜属二年生草本植物 , 分布广泛 , 野生状态下生
长十分茂盛 。其果实产量高并富含精油 , 具有很好的杀死钩虫和抑制金黄色葡萄球菌 、伤寒杆菌等作用 ,
在医学上有广泛的应用[ 7] , 但迄今未见有关其对蚊虫毒杀作用及其活性化合物分析的研究报道。本文从野
胡萝卜果实中提取精油 , 对其主要的化学成分进行了定性和定量分析 , 测试了精油对白纹伊蚊 Aedes al-
bopictus (Skuse)和致倦库蚊 Culex pipiens quinquefasciatus Say 幼虫与蛹的毒杀效果。结果显示该精油中含有大
量对蚊虫具有毒杀作用的活性化合物 , 对蚊幼虫毒杀效果显著 , 具有开发成植物源蚊虫杀幼剂的潜力。
1　材料与方法
1.1　植物精油
野胡萝卜成熟果实于2009年8月采自陕西省周至县千户村 。采用水蒸汽蒸馏法从风干的野胡萝卜果实
中提取精油 。精油为淡黄色油状物 , 出油率(油/干重)3.1%, 密度为 0.903g·mL-1 。所得精油经无水硫酸钠
干燥后存于棕色玻璃瓶中 , 于 4℃冰箱中保存。
1.2　供试蚊虫
白纹伊蚊和致倦库蚊实验室品系由湖南省疾病预防控制中心提供。
1.3　毒杀活性测试
采用浸液法测试野胡萝卜果实精油对蚊虫的毒杀活性 , 室内温度(25±2)℃。将精油用 99.7%无水乙醇
完全溶解 , 加去氯水稀释成 1000μg·mL-1的母液。通过预试验确定精油毒杀白纹伊蚊和致倦库蚊各龄期幼
虫与蛹的浓度范围 , 在此范围内设定测试精油的浓度梯度 , 见表 1。将20头试虫放入盛有50mL各浓度溶液
的三角瓶中。此过程不喂食 , 24h后观察试虫的死亡数。死亡以用尖头物体刺激后试虫不能移动 , 或者不能
游至水面为准。每个浓度重复 3次 。同时配制与稀释精油时相同量的乙醇溶液作为空白对照 。
表 1　测定蚊虫各龄期幼虫与蛹的 LC50值所需的野胡萝卜果实精油的浓度
Table 1　Concentrations of essential oil from fruits of Daucus carota for testing LC50 values to different larvae and pupae of mosquitoes
试虫
Tested colonies
幼虫龄期和蛹
Larval instar and pupa
精油浓度(μg·mL-1)
Concentrations
试虫
Tested colonies
幼虫龄期和蛹
Larval instar and pupa
精油浓度(μg·mL-1)
Concentrations
白纹伊蚊
Aedes albopictus
1龄 1st instar 5, 10 , 15 , 20 , 25, 30 致倦库蚊
Culex pipiens
quinquefasciatu
1龄 1st instar 5 , 10 , 15 , 20, 25
2龄 2nd instar 10 , 20 , 30, 40 , 50 , 60 2龄 2nd instar 5 , 15 , 25 , 35, 45
3龄 3rd instar 25 , 40 , 55, 70 , 85 , 100 3龄 3rd instar 10 , 20, 30 , 40 , 50 , 60
4龄 4th instar 20 , 40 , 60, 80 , 100 , 120 4龄 4th instar 20 , 40, 60 , 80 , 100, 120
蛹 Pupa 10 , 20 , 30, 40 , 50 蛹 Pupa 20 , 40, 60 , 80 , 100
1.4　精油的化学成分分析
将野胡萝卜果实精油用色谱纯乙酸乙酯稀释 2000倍 , 用 GC-MS(气相色谱-质谱联用)对精油挥发性组
分进行分析 , 所用仪器为 Agilent 6890 GC 和 5973 MS 系统 , 弹性石英毛细柱(HP-5MS , 30m ×250μm ×
0.25μm)。升温程序为:柱温从 40℃保持 1min , 以 20℃·min-1的速度升温至 100℃, 保持 2min;再以 5℃·
min
-1升温至 220℃保持 2min , 最后以 60℃·min-1升至 280℃, 保持 5min。柱子参数:载气为高纯氦 , 总流速
40mL·min-1 , 柱内流速 1.1mL·min-1 , 进样口温度 250℃, 进样量 1μL。GC和 MS接口温度 270℃。质谱条
件:电子轰击能量 70 eV , 离子源温度 230℃, 扫描质量范围(m/z)15 ～ 500amu 。
按照上述试验条件进行检测分析 , 根据所得质谱信息 , 进行联机检索与标准图谱(Wiley275标准谱库)
进行对照 , 鉴定出其中的主要化学成分种类 , 并用面积归一法确定各组分的相对含量 。
定量分析采用上述扫描方式下的相应色谱峰面积和外标法进行 。对精油中的 α-蒎烯 、 β-蒎烯 、月桂烯 、
柠檬烯 、 γ-萜品烯和 β-石竹烯 6种重要成分进行定量分析:用色谱纯乙酸乙酯将这 6种化合物的标准样品
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　第 3 期 　　　　　　　　　　 　秦巧慧等:野胡萝卜果实精油对蚊幼虫的毒杀活性　　　　 　　　　　　　　　　　　
分别稀释成一系列浓度梯度 , 精油用色谱纯乙酸乙酯稀释 2000倍 , 在上述条件下进行GC-MS分析 , 以 6种
标样的峰面积对其质量浓度作回归分析 , 求出回归方程 , 再根据精油中这 6种化合物的离子峰面积 , 通过
回归方程计算其在精油中的质量浓度。6种化合物均被报道对蚊虫或其它昆虫有毒杀作用[ 8～ 11] 。
1.5　数据处理
试虫的死亡数为 3次重复的算术平均值 , 校正死亡率用文献[ 12]的公式进行计算 。采用回归分析中概
率分析的方法 , 用 SPSS18.0软件计算野胡萝卜果实精油毒杀白纹伊蚊和致倦库蚊幼虫与蛹的 LC50和 LC95
值 、毒力回归方程以及 95%置信区间 , 并对毒力回归方程进行卡方检验。化合物占精油的质量百分比=每
毫升精油中化合物的含量/精油密度×100%。
2　结果与分析
2.1　精油的毒杀活性
野胡萝卜果实精油对白纹伊蚊和致倦库蚊幼虫与蛹的毒杀测定结果(表 2)表明:野胡萝卜果实精油对
致倦库蚊的毒杀效果显著 , 其毒杀1 ～ 4龄幼虫的 24h LC50值随着幼虫龄期的增长而增加(5.60 ～ 34.12 μg·
mL-1), 毒杀蛹的 LC50值为 56.08μg·mL-1 。与致倦库蚊相比 , 野胡萝卜果实精油对白纹伊蚊 1 ～ 4龄幼虫的
毒杀效果稍弱(10.39 ～ 67.87μg·mL-1), 然而其对白纹伊蚊蛹的毒杀效果极强 , 24h LC50值仅为 27.07μg·
mL
-1 , 低于毒杀其 2龄幼虫的 LC50值(30.49μg·mL-1)。
表 2　野胡萝卜果实精油对蚊虫幼虫和蛹的毒杀活性
Table 2　Insecticidal activity of essential oil from fruits of Daucus carota against larvae and pupae of mosquitoes
试虫
Tested
colonies
幼虫龄期和蛹
Larval instar
and pupa
LC50(LC95)
μg·mL-1
　
回归方程
Regression equation
　
95%可信限区间 95%confidence limit
LCL LC50(LC95) UCL LC50(LC95)
卡方值
Chi-square
value(χ2)
白纹伊蚊
Aedes albopictus
1龄 1st instar 10.39(17.02) Y=0.193X-2.007 8.37(14.89) 12.14(20.76) 0.48＊＊
2龄 2nd instar 30.49(43.48) Y=0.098X-3.008 27.01(39.15) 33.99(50.78) 0.55＊＊
3龄 3rd instar 56.51(79.31) Y=0.056X-3.176 51.98(73.45) 61.01(87.78) 1.65＊
4龄 4th instar 67.87(101.04) Y=0.039X-2.622 62.41(92.98) 73.55(112.65) 1.25＊＊
蛹 Pupa 27.07(48.73) Y=0.059X-1.602 21.68(42.77) 31.65(58.74) 1.44＊＊
致倦库蚊
Culex pipiens
quinquefasciatus
1龄 1st instar 5.60(9.36) Y=0.429X-1.913 4.38(7.97) 6.79(11.86) 0.36＊
2龄 2nd instar 14.64(18.99) Y=0.162X-2.091 8.02(13.71) 17.89(27.32) 0.59＊＊
3龄 3rd instar 21.33(46.42) Y=0.107X-2.710 16.41(39.09) 29.61(47.12) 0.46＊＊
4龄 4th instar 34.12(74.55) Y=0.052X-1.082 19.18(63.12) 43.74(96.77) 0.69＊＊
蛹 Pupa 56.08(84.06) Y=0.046X-2.569 48.66(75.03) 63.26(99.50) 3.81＊＊
　　注:＊死亡率与精油浓度相关性在 P<0.05水平上显著 Correlation betweenmortality and concentration was signif icant at 0.05 level;＊＊死亡率
与精油浓度相关性在 P<0.01水平上显著Correlation between mortality and concent ration was significant at 0.01 level.
2.2　精油的化学成分
精油定性分析结果见表 3。共鉴定出 34种化合物 , 其峰面积占精油总离子峰面积的 97.9%。这些化合
物主要由单萜 、倍半萜和醚 3类物质组成 , 相对含量最高的化合物为 α-蒎烯 , 占总离子峰面积的 54.7%,
其次是 β-红没药烯(11.35%)、β-细辛脑(10.14%)、月桂烯(6.7%)和柠檬烯(4.1%)等。
精油中 6 种化合物定量分析结果表明:含量最高的是 α-蒎烯(577.46mg·mL-1), 其次是月桂烯
(80.26mg·mL-1)、柠檬烯(28.95mg·mL-1)、β-石竹烯(24.38mg·mL-1)、 β-蒎烯(11.59mg·mL-1)和 γ-萜品烯
(2.33mg·mL-1)。这6种化合物总含量为724.97mg·mL-1 , 精油密度为 903 mg·mL-1 , 因此 , 这 6种化合物占
精油的质量百分比为 80.28%。
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中 国 生 物 防 治 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 27 卷
表 3　野胡萝卜果实精油的化学成分
Table 3　Chemical compositions of essential oil from fruits of Daucus carota
序号
No.
保留时间
(min)
Retention time
化合物
Compound
分子式
Molecular
formula
分子量
Molecular
weight
CAS号
CAS No.
峰面积百分比(%)
Percentage of
peak area
匹配度
Match
quality
1 5.25 三环萜 Tricyclene C10H16 136.13 508-32-7 0.10 94
2 5.37 α-蒎烯 α-pinene C10H16 136.13 80-56-8 54.72 96
3 5.58 莰烯 Camphene C10H16 136.13 79-92-5 2.58 98
4 5.82 桧烯 Sabinene C10H16 136.13 3387-41-5 0.52 96
5 5.92 β-蒎烯 β-pineae C10H16 136.13 127-91-3 2.53 96
6 5.95 月桂烯 Myrcene C10H16 136.13 123-35-3 6.67 97
7 6.39 松油烯 α-terpinene C10H16 136.13 99-86-5 0.02 91
8 6.50 4-异丙基甲苯 4-isopropyltoluene C10H16 134.11 99-87-6 0.10 95
9 6.57 柠檬烯 Limonene C10H16 136.13 138-86-3 4.11 99
10 6.62 β-水芹烯 β-phellandrene C10H16 136.13 555-10-2 0.58 94
11 6.73 反式罗勒烯 Trans-ocimene C10H16 136.13 502-99-8 0.04 91
12 6.98 γ-萜品烯γ-terpinene C10H16 136.13 99-85-4 0.15 96
13 7.43 萜品油烯α-terpinolene C10H16 136.13 586-62-9 0.13 96
14 7.59 芳樟醇 Linalool C10H18O 154.14 78-70-6 0.24 91
15 8.08 别罗勒烯 Alloocimene C10H16 136.13 673-84-7 0.03 91
16 8.71 异薄荷酮 Isomenthone C10H18O 154.14 491-07-6 0.19 98
17 8.89 胡薄荷酮 Menthone C10H18O 154.14 89-80-5 0.03 94
18 9.19 4-萜烯醇 Terpineol-4 C10H18O 154.14 562-74-3 0.07 94
19 9.45 丙酸芳樟酯 Linalyl propionate C13H22O2 210.16 144-39-8 0.17 91
20 13.42 树兰烯 Aglaiene C15H24 204.19 3856-25-5 0.04 91
21 14.46 β-石竹烯 β-caryophyllene C15H24 204.19 87-44-5 1.19 99
22 14.66 α-反式香柠檬α-trans-bergamotene C15H24 204.19 13474-59-4 0.09 87
23 15.04 (E)-β-金合欢烯(E)-β-farnesene C15H24 204.19 28973-97-9 0.09 98
24 15.11 (+)-柏木萜烯(+)-β-funebrene C15H24 204.19 79120-98-2 0.06 90
25 15.28 α-律草烯α-humulene C15H24 204.19 6753-98-6 0.16 97
26 15.9 大根香叶烯 Germacrene-d C15H24 204.19 23986-74-5 0.21 99
27 16.05 β-瑟林烯 β-selinene C15H24 204.19 17066-67-0 0.52 99
28 16.20 α-芹子烯α-selinene C15H24 204.19 473-13-2 0.27 97
29 16.38 β-红没药烯 β-bisabolene C15H24 204.19 495-61-4 11.35 99
30 16.64 +(-)δ-杜松烯 +(-)δ-cadinene C15H24 204.19 483-76-1 0.04 80
31 16.75 β-倍半水芹烯 β-sesquiphellandrene C15H24 204.19 20307-83-9 0.05 90
32 17.10 顺-α-红没药烯 Cis-α-bisabolene C15H24 204.19 17627-44-0 0.74 98
33 18.64 α-细辛脑α-asarone C12H16O3 208.11 2883-98-9 0.02 98
34 20.03 β-细辛脑 β-asarone C12H16O3 208.11 5273-86-9 10.14 99
表 4　野胡萝卜果实精油中 6种化合物的含量
Table 4　Content of 6 compounds in the essential oil from fruits of Daucus carota
序号
No.
化合物
Components
保留时间(min)
Retention time
分子式
Molecular formula
峰面积百分比(%)
Percentage of peak area
含量(mg·mL-1)
Content
1 α-蒎烯α-pinene 5.37 C10H16 54.72 577.46
2 β-蒎烯 β-pineae 5.92 C10H16 2.53 11.59
3 月桂烯 Myrcene 5.95 C10H16 6.67 80.26
4 柠檬烯 Limonene 6.57 C10H16 4.11 28.95
5 γ-萜品烯γ-terpinene 6.98 C15H24 0.15 2.33
6 β-石竹烯 β-caryophyllene 14.46 C10H16 1.19 24.38
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　第 3 期 　　　　　　　　　　 　秦巧慧等:野胡萝卜果实精油对蚊幼虫的毒杀活性　　　　 　　　　　　　　　　　　
3　讨论
有不少关于植物精油对蚊幼虫与蛹毒杀活性的报道 , 如曾冬琴等[ 13]研究表明广藿香 Pogostemon cablin
精油毒杀白纹伊蚊 4龄幼虫的 LC50值为 60μg·mL-1;Cheng 等[ 14]研究了芳樟醇型和樟脑型两种类型的土肉桂
Cinnamomum osmophloeum 精油和对白纹伊蚊幼虫的毒杀作用 , 其对 4龄幼虫 24h LC50值分别为 77.7μg·mL-1
和144.4μg·mL-1;彭映辉等[ 15]研究显示 , 一摸香 Zanthoxylum beecheyanum var.alatum 叶精油对致倦库蚊 4
龄幼虫的 24h LC50值为 119.02μg·mL-1;Gleiser和 Zygadlo[ 16]研究表明 , Lippia turbinate 和Lippia polystachya两
种棘枝(马鞭草科)植物精油对致倦库蚊 4龄幼虫的 24h LC50值分别为 121μg·mL-1和 74.9μg·mL-1 。与以上
植物精油相比 , 野胡萝卜果实精油对白纹伊蚊和致倦库蚊幼虫具有更强的毒杀活性 , 故该精油在蚊虫的生
物防治方面具有更好的利用价值 , 更具开发成高效环保的植物源蚊虫杀幼剂的潜力。
本文定量分析的 6种化合物均被报道对蚊幼虫或其它昆虫具有毒杀活性 , 如 Michaelakis等[ 8]研究显
示 , (1R)-(+)-α-蒎烯和(1R)-(+)-β-蒎烯对淡色库蚊 Culex pipiens pattens幼虫的毒杀效果显著 , 其48h LC50
值分别为 61.46μg·mL-1和 66.52μg·mL-1;Batish等[ 9]研究了桉属植物精油中具有杀虫活性的物质 , 其中包
含 α-蒎烯和γ-萜品烯;Cheng 等[ 10]在研究两种桉属植物精油对蚊虫毒杀效果时发现 , α-蒎烯 、月桂烯 、柠
檬烯和 γ-萜品烯对蚊幼虫均有很好的毒杀作用;Rodilla 等[ 11]研究发现 , β-石竹烯对马铃薯甲虫Leptinotarsa
decemlineata 和海灰翅夜蛾Spodoptera littoralis有很强的拒食作用 。而本研究表明野胡萝卜果实精油中上述 6
种化合物总含量高达 724.97μg·mL-1 , 占精油的 80.28%, 可见这些化合物对野胡萝卜果实精油毒杀蚊幼虫
发挥着重要作用 。
参 考 文 献
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中 国 生 物 防 治 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 27 卷