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坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育的抑制活性



全 文 :农药学学报 2014,16(1) :102 - 105
Chinese Journal of Pesticide Science http:/ /www . nyxxb. com. cn
收稿日期:2013-11-17;修回日期:2014-01-04.
作者简介:张余杰,男,硕士研究生,E-mail:yujie840704@ 126. com;* 秦小萍,通信作者(Author for correspondence) ,女,博士,副教授,主要
从事生物农药研究,E-mail:qxp99@ 163. com
基金项目:云南省教育厅科学研究基金(2013Z029).
·研究简报·
坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育的抑制活性
张余杰1, 张 亚2, 董丁铭1, 秦小萍* 1, 孟 霞1
(1.云南农业大学 植物保护学院,昆明 650201;2.湖南农业大学 植物保护学院,长沙 410128)
摘 要:采用浸渍叶碟饲喂法测定了坡柳皂苷对大菜粉蝶的生物活性。结果表明:用 500、1 625、
2 750、3 875 和 5 000 μg /mL 的坡柳皂苷处理 24 h 后,对大菜粉蝶 4 龄幼虫生长发育的抑制率分
别为 14. 47%、31. 54%、49. 70%、62. 48% 和 79. 94%,处理 48 h 后的抑制率分别为 2. 72%、
39. 26%、54. 82%、70. 53%和 86. 39%;坡柳皂苷对大菜粉蝶 4 龄幼虫具有显著的拒食活性,供试
5 种浓度下处理 24 h后,拒食率分别为 30. 21%、40. 62%、54. 33%、72. 47%和 84. 84%,48 h 后的
拒食率为 4. 4% ~ 86. 67%;5 000 μg /mL 处理 14 d 后,幼虫化蛹率为 32%,显著低于对照组
(72%) ;供试 5 种浓度坡柳皂苷处理 23 d后,蛹的羽化率分别为 56%、44%、44%、36%和 32%,均
低于对照组(64%)。研究表明,坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育、取食及化蛹均有明显的抑制作用。
关键词:坡柳;皂苷;大菜粉蝶;生物活性;拒食活性
DOI:10. 3969 / j. issn. 1008-7303. 2014. 01. 17
中图分类号:S481. 9;S482. 39 文献标志码:A 文章编号:1008-7303(2014)01-0102-04
Inhibitory activity of Dodonaea viscosa saponin on the growth and
development of Pieris brassicae
ZHANG Yujie1, ZHANG Ya2, DONG Dingming1, QIN Xiaoping* 1, MENG Xia1
(1. College of Plant Protection,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,China;
2. College of Plant Protection,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)
Abstract:The biological activity of Dodonaea viscosa saponin to Pieris brassicae was determined by
leaf dipping method. The results showed that the growth inhibition rates of 500,1 625,2 750,3 875
and 5 000 μg /mL D. viscosa saponin treatments on the 4th instar larvae of P. brassicae were 14. 47%,
31. 54%,49. 70%,62. 48% and 79. 94% respectively,at 24 h,and were 2. 72%,39. 26%,
54. 82%,70. 53% and 86. 39% respectively,at 48 h. D. viscosa saponin had significantly antifeedant
activity on the 4th instar larvae of P. brassicae,and the antifeedant rates of the 5 treatments of
D. viscosa saponin mentioned above were 30. 21%,40. 62%,54. 33%,72. 47% and 84. 84%
respectively,at 24 h,and were 4. 4% - 86. 67% at 48 h. The P. brassicae larvae pupate rate of
5 000 μg /mL treatment was 32% after 14 d,which was significantly lower than that of the control
(72%). And the P. brassicae emergence rate of the 5 treatments of D. viscosa saponin mentioned
above were 56%,44%,44%,36% and 32% respectively,after 23 d,which was lower than that of
the control (64%). The results showed that D. viscosa saponin had significant inhibitory activity on
growth,development,feeding and pupation of P. brassicae .
No. 1 张余杰等:坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育的抑制活性 103
Key words:Dodonaea viscosa;saponin;Pieris brassicae;biological activity;antifeedant
坡柳 Dodonaea viscosa (Linn.)Jacq 具有解
毒、消炎、镇咳等多种功效[1–2]。我国坡柳资源丰
富,且已在金沙江干热河谷、秦岭等地进行大规模人
工种植,因此用于研究和开发的原料较为充足[3]。
国外对坡柳研究较早,主要集中在其活性成分
的分离鉴定方面。1982 年,Sachdev 等[4]从坡柳中
分离出了黄酮类化合物;2009 年,Shugeng 等[5]利用
高效液相色谱从坡柳根部分离出了具有抗卵巢癌活
性的新三萜类化合物。杨美林等[6]的研究表明,坡
柳种子乙醇提取物对小菜粉蝶 3 龄幼虫具有很强的
拒食活性;秦小萍等[7]研究发现,坡柳种子乙醇提
取物对菜青虫 4 龄幼虫有较好的拒食和生长发育抑
制活性。因此,坡柳提取物在生物源农药的开发利
用方面具有很好的研究价值。
大菜粉蝶 Pieris brassicae 是十字花科蔬菜上的
主要害虫之一,目前对其仍以化学农药防治为主,不
合理的施用方式以及大剂量、多次施药,造成了害虫
抗性逐年升高及农药残留等问题。
坡柳皂苷为本实验室自主分离、鉴定的拒食活
性物质,目前国内外尚未见有关其在病虫害防治应
用方面的研究,对其作用机制的研究更是鲜有报道。
笔者在前人工作[8]的基础上,进一步分离纯化了坡
柳中的活性物质,以较纯的坡柳皂苷为供试药剂,初
步测定了其对大菜粉蝶的拒食活性及对不同虫态的
抑制作用。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
坡柳皂苷(Dodonaea viscosa saponin) ,粉末状,
纯度为 82%,由云南农业大学植物保护学院提供。
大菜粉蝶 Pieris brassicae,于云南农业大学后山
农场油菜地采集 1 ~ 2 龄幼虫,在该校植物保护学院
养虫室内用甘蓝植株和保湿油菜嫩叶扩繁至 4龄。
SZM-7045TR体视显微镜(标准放大倍率 7 ~
45 倍) ;FA2004 电子天平(精确到 0. 000 1 g)。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 抑制活性测定 采用浸渍叶碟饲喂法[9]。
准确称取坡柳皂苷,用蒸馏水分别配制成 500、
1 625、2 750、3 875 和 5 000 μg /mL 的药液。打取
直径 1. 4 cm 的甘蓝叶碟,分别在各浓度药液中浸渍
1 s,每个培养皿中放入 2 片叶碟,接入 1 头饥饿 4 h
的 4 龄大菜粉蝶幼虫,每处理 25 头试虫,重复 3 次,
以蒸馏水处理的叶碟作为对照。将培养皿放入
25 ℃ ±1 ℃,相对湿度70% ±5%的温室内培养,分
别于 0、24 及 48 h 逐个称量试虫质量,并于 24 及
48 h 后测量其取食面积。48 h 后,将不同浓度处理
组试虫分别放入不同的养虫箱内,用新鲜无毒甘蓝
叶片饲养,每日更换新鲜叶片至化蛹。将蛹置于温
湿度适宜的环境中等待羽化。
分别按公式(1)~ (4)计算拒食率、发育抑制
率、化蛹率及羽化率。
拒食率 /% = [(对照组取食量 - 处理组取食
量)/对照组取食量]× 100 (1)
发育抑制率 /% =[(对照组体重增加量 -处理
组体重增加量)/对照组体重增加量]× 100 (2)
化蛹率 /% =(蛹数 /试虫总数)× 100 (3)
羽化率 /% =(羽化的蛹数 /试虫总数)× 100
(4)
1. 2. 2 数据分析 采用 Excel 2003 和 DPS V6. 55
软件进行处理。
2 结果与讨论
2. 1 坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫生长发育的抑制率
及拒食率
表 1 数据表明,24 及 48 h 内,坡柳皂苷对大菜
粉蝶幼虫生长发育的抑制作用方差分析均达到差异
显著水平,且随处理浓度的增大活性增强;高浓度
下,则随处理时间的延长而增强。表明坡柳皂苷对
大菜粉蝶 4 龄幼虫生长发育具有较好的抑制活性。
由表 2 可看出:24 及 48 h 内,坡柳皂苷对大菜
粉蝶幼虫的拒食活性方差分析结果差异显著,且均
随处理浓度的升高活性依次增强;随处理时间延长,
低浓度处理组拒食活性降低,高浓度处理组则表现
为增强。
本研究中,随处理时间延长,坡柳皂苷低浓度处
理组对大菜粉蝶 4 龄幼虫生长发育的抑制率及拒食
率均有不同程度的降低,这可能是由于试虫对坡柳皂
苷逐渐产生了适应性。据报道,昆虫能很快适应拒食
剂,从而对其变得不敏感,这也是目前拒食剂应用中
所特有的问题之一[10]。但高浓度坡柳皂苷处理组则
一直表现出较强的拒食活性及生长抑制活性。
回归分析结果及拒食中浓度(AFC50)见表 3。
相关系数 r 分别为 0. 913 5 和 0. 994 6,回归方程线
性关系良好。
104 农 药 学 学 报 Vol. 16
表 1 坡柳皂苷对大菜粉蝶 4 龄幼虫生长发育的抑制率
Table 1 Growth inhibition rate of D. viscosa saponin on larvae of P. brassicae
处理
Treament /
(μg /mL)
处理前平均体重
Average weight
before treatment /g
24 h 48 h
平均体重
Average weight /g
发育抑制率
Growth inhibition rate /%
平均体重
Average weight /g
发育抑制率
Growth inhibition rate /%
CK 0. 197 2 ± 0. 015 7 a 0. 297 4 ± 0. 022 4 a - 0. 406 5 ± 0. 028 3 a -
500 0. 181 1 ± 0. 013 1 a 0. 266 8 ± 0. 019 3 ab 14. 47 0. 364 3 ± 0. 020 6 a 2. 72
1 625 0. 182 0 ± 0. 010 9 a 0. 250 7 ± 0. 010 4 bc 31. 54 0. 309 3 ± 0. 010 4 b 39. 26
2 750 0. 179 5 ± 0. 013 7 a 0. 229 9 ± 0. 012 8 bcd 49. 70 0. 274 1 ± 0. 010 3 bc 54. 82
3 875 0. 181 1 ± 0. 036 1 a 0. 218 7 ± 0. 012 8 cd 62. 48 0. 242 8 ± 0. 012 5 cd 70. 53
5 000 0. 160 6 ± 0. 014 3 a 0. 180 6 ± 0. 016 8 d 79. 94 0. 189 1 ± 0. 017 0 d 86. 39
注:表中数据为平均值 ±标准误差(n = 100)。同列数据后不同小写字母表示经 Duncans新复极差法检验在 0. 05 水平差异显著。
Note:Data in the table are expressed as mean ± SE(n = 100). Data in the same column followed by different lowercase letters are significantly
different at the 0. 05 level by DMRT.
表 2 坡柳皂苷对大菜粉蝶 4 龄幼虫的拒食率
Table 2 Antifeedant rate of D. viscosa saponin on larvae of P. brassicae
处理
Treatment /
(μg /mL)
24 h 48 h
取食叶面积
Area of leaf consumption /mm2
拒食率
Antifeedant rate /%
取食叶面积
Area of leaf consumption /mm2
拒食率
Antifeedant rate /%
CK 973. 85 ± 92. 10 a - 1 303. 39 ± 130. 21 a -
500 679. 62 ± 88. 05 b 30. 21 1 246. 00 ± 107. 59 a 4. 40
1 625 578. 27 ± 68. 02 bc 40. 62 843. 55 ± 69. 06 b 35. 28
2 750 444. 76 ± 62. 63 cd 54. 33 538. 44 ± 65. 46 c 58. 69
3 875 268. 10 ± 52. 63 de 72. 47 399. 10 ± 57. 06 c 69. 38
5 000 147. 60 ± 29. 06 e 84. 84 173. 68 ± 33. 71 d 86. 67
注:表中数据为平均值 ±标准误差(n = 100)。同列数据后不同小写字母表示经 Duncans新复极差法检验在 0. 05 水平差异显著。
Note:Data in the table are expressed as mean ± SE(n = 100). Data in the same column followed by different lowercase letters are significantly
different at the 0. 05 level by DMRT.
表 3 坡柳皂苷对大菜粉蝶 4 龄幼虫的拒食作用回归分析
Table 3 Regression analysis of D. viscosa saponin against larvae of P. brassicae
时间
Time /h
回归方程
Regression equation
相关系数
Correlation coefficient,r
拒食中浓度(95%置信限)
AFC50(95% CL)/(μg /mL)
24 y = 1. 44x + 0. 40 0. 913 5 1 553. 71(1 000. 57 ~ 2 412. 62)
48 y = 2. 69x - 3. 99 0. 994 6 2 216. 33(2 012. 32 ~ 2 441. 02)
2. 2 坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫化蛹率及羽化率的
影响
从表 4 中可看出:随坡柳皂苷处理浓度升高,试
虫化蛹率及羽化率均依次降低,其中 5 000 μg /mL
处理组化蛹率及羽化率与对照相比均下降了约
50%。表明坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫化蛹及蛹的羽
化均具有一定的抑制活性,且抑制作用随药剂处理
浓度的升高而增强。
据报道,植物源农药不仅具有破坏害虫信息
传递的作用[11],而且具有干扰昆虫内分泌系统分
泌蜕皮激素的作用[12]。因此,坡柳皂苷有可能抑
制了大菜粉蝶幼虫的信息传递,或者干扰到其蜕
皮激素的分泌,亦或是拒食致使试虫后期营养不
良,从而造成经坡柳皂苷处理过的大菜粉蝶幼虫
化蛹进程受阻,化蛹率下降。具体作用机制有待
进一步研究确定。
2. 3 对照与处理组试虫消化道解剖比较
处理 48 h后,迅速取对照和 5 000 μg /mL 坡柳
皂苷处理组试虫各 1 头,分别在 40 倍体视显微镜下
进行解剖拍照(图 1)。由图中可见,5 000 μg /mL
No. 1 张余杰等:坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育的抑制活性 105
坡柳皂苷处理组试虫的消化道内仅有少量食物,与
对照形成鲜明对比,证明坡柳皂苷对大菜粉蝶 4 龄
幼虫的拒食效果明显。
表 4 坡柳皂苷对大菜粉蝶化蛹率及羽化率的影响
Table 4 Effects of D. viscosa saponin on pupation
and emergence rate of P. brassicae
处理 Treatment /
(μg /mL)
化蛹率
Pupation rate /%
羽化率
Emergence rate /%
CK 72 64
500 68 56
1 625 52 44
2 750 48 44
3 875 40 36
5 000 32 32
图 1 对照与 5 000 μg /mL坡柳皂苷处理组大菜粉蝶
4 龄幼虫取食(48 h)后消化道解剖图比较(40 ×)
Fig. 1 Comparison of the alimentary tract anatomy
graph of 4th instar larvae of P. brassicae between
CK and 5 000 μg /mL treatment after
feeding 48 h(40 ×)
3 结论
本文中只研究了坡柳皂苷对大菜粉蝶的拒食
活性及对其几种虫态的抑制作用,后续还需进行
温室内小区试验及坡柳皂苷对其他鳞翅目害虫作
用效果的研究。试验表明,坡柳皂苷对大菜粉蝶
幼虫具有较好的拒食效果,但其究竟是影响到大
菜粉蝶幼虫的味觉系统还是嗅觉系统,尚有待进
一步研究。此外,坡柳皂苷对大菜粉蝶化蛹及羽
化亦有较好的抑制活性。因此,未来进一步对坡
柳皂苷进行结构改造和加工,有望得到活性更好
的新型植物源农药。
参考文献(Reference):
[1] 李时珍. 本草纲目精译[M]. 北京:科学技术文献出版社,
1992:213.
LI Shizhen. Precision Translation of Compendium of Materia
Medica[M]. Beijing: Science and Technology Literature
Publishing House,1992:213. (in Chinese)
[2] 江苏新医学院. 中药大词典:上册[M]. 上海:上海人民出版
社,1977:579.
University of Michigan. Dictionary of Chinese Traditional
Medicine:Vol. 1[M]. Shanghai:Shanghai Peoples Publishing
House,1977:579. (in Chinese)
[3] 中国科学院昆明植物研究所. 云南植物志:第 1 卷,种子植物
[M]. 北京:科学出版社,1977:282.
Kunming Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences.
Flora of Yunnan:The First Volume,Seed Plants[M]. Beijing:
Sciences Press,1977:282. (in Chinese)
[4] SACHDEV K, KULSHRESHTHA D K. Aliarin, a new
flavonoid from Dodonaea viscosa linn[J]. Indian J Chem:Sect
B,1982,21(8) :798 - 799.
[5] CAO S G,BRODIE P. Antiproliferative triterpenoid saponins of
Dodonaea viscosa from the Madagascar dry forest[J]. J Nat
Prod,2009,72(9) :1705 - 1707.
[6] 杨美林,周天雄,顾芳. 瑞香狼毒和坡柳提取物对小菜粉蝶
幼虫的拒食活性测定[J]. 云南农业大学学报,2003,18(4) :
354 - 357.
YANG Meilin, ZHOU Tianxiong, GU Fang. Antifeeding
activity determination of Stellera chamaejasme and Dodonaea
viscosa extracts to Pieris rapae larvae[J]. J Yunnan Agric Univ,
2003,18(4) :354 - 357. (in Chinese)
[7] 秦小萍,赵红艳,杨美林. 坡柳种子提取物对菜青虫取食和
生长发育的影响[J]. 农药,2007,46(7) :494 - 495.
QIN Xiaoping, ZHAO Hongyan,YANG Meilin. Effect of
extracts from Dodonaea viscosa seed on feeding and growth and
development of Pieris rapae (L.) [J]. Agrochemicals,2007,
46(7) :494 - 495. (in Chinese)
[8] 代玉玲,杨美林,秦小萍,等. 正交试验优选坡柳总皂苷提取
工艺[J]. 农药,2012,51(7) :499 - 500.
DAI Yuling,YANG Meilin,QIN Xiaoping,et al. Optimizing
extraction technology of Dodonaea viscosa con-saponin by
orthogonal test[J]. Agrochemicals,2012,51(7) :499 - 500.
(in Chinese)
[9] 张宗炳. 杀虫剂的毒力测定[M]. 北京:科学出版社,1988:
123 - 128.
ZHANG Zongbing. Determination of Insecticide Toxicity[M].
Beijing:Science Press,1988:123 - 128. (in Chinese)
[10] 张翼翾. 昆虫拒食剂[J]. 世界农药,2003,25(2) :36 - 39.
ZHANG Yixuan. Insect antifeedant[J]. World Pestic,2003,25
(2) :36 - 39. (in Chinese)
[11] 周仕涛. 我国植物源农药的研究及前景[J]. 西南农业学报,
2004,17(4) :525 - 529.
ZHOU Shitao. Status and prospects of studies on botanical
pesticides in China[J]. Southwest China J Agric Sci,2004,17
(4) :525 - 529. (in Chinese)
[12] 杜小凤,徐建明,王伟中,等. 植物源农药研究进展[J]. 农
药,2000,39(11) :8 - 10.
DU Xiaofeng,XU Jianming,WANG Weizhong,et al. Research
progress of plant pesticide[J]. Agrochemicals,2000,39(11) :
8 - 10. (in Chinese) ]
(责任编辑:唐 静)