全 文 ：基金项目：山西省科技攻关项目“利用天然拒食有机物防治传毒昆虫技术研究”（012012）
第一作者简介：李秀岚，女，1976年出生，山西偏关人，讲师，从事农药学研究。通信地址：266109山东省青岛市青岛农业大学化学与药学院，Tel：
0532-88030335，E-mail：sxaulxl@163.com。
通讯作者：李友莲，女，1943年出生，山西大同人，博士生导师，从事农业昆虫与害虫防治研究。E-mail：liyoulian3616@sohu.com。
收稿日期：2009-06-04，修回日期：2009-06-21。
红蓼拒食活性组分的分离及其对
小菜蛾幼虫代谢酶活性的影响
李秀岚 1,2，李友莲 1
（1山西农业大学农学院，太谷 030801；2青岛农业大学化学与药学院，青岛 266109）
摘 要：为研究红蓼（Polygonum orientale L.）的杀虫活性及作用机理，通过萃取、柱层析方法，测定了红蓼
提取物对小菜蛾（Plutella xylostella L.）3龄幼虫拒食活性及对其幼虫体内谷胱甘肽S-转移酶、羧酸酯酶、
酸性磷酸酯酶、碱性磷酸酯酶系活性的影响。结果表明，乙酸乙酯萃取物比其他4种萃取物具有更高的
拒食活性，在5.0 mg/ml的浓度下，24 h和48 h的拒食率分别为68.42%和62.55%。乙酸乙酯萃取物经硅
胶柱层析后，得到 13个组分，比较 13个组分的拒食活性发现，组分 8的活性较高，在浓度为 2.5 mg/ml
时，24 h和48 h的拒食率分别为77.13%和68.53%。同时，组分8对小菜蛾幼虫体内代谢酶存在不同程
度的影响：对谷光肝肽-S-转移酶和碱性磷酸酯酶的活性具有明显的抑制作用；对羧酸酯酶和酸性磷酸
酯酶的活性有一定激活作用。活性物质主要集中在组分8中，是进一步研究的重点内容。
关键词：红蓼；小菜蛾幼虫；拒食活性；代谢酶
中图分类号：TQ453.3 文献标识码：A 论文编号：2009-1179
Isolation of Antifeeding Components from Polygonum orientale L. and
Its Effect on Digestive Enzymes of plutella xylostella Larvae
Li Xiulan1,2, Li Youlian1
(1College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu Shanxi 030801;
2College of Chemistry and Pharmacy, Qingdao Agricultural University, Qingdao Shandong 266109)
Abstract: Insecticidal activity and mechanism of Polygonum orientale L. were studied. The active components
were isolated from P. orientale with column chromatography, thin layer chromatography (TLC). The antifeedant
activity against Plutella xylostella larvae and the effect on their metabolic enzymes were assayed. The results
showed that ethyl acetate extract was the most effective one among the five extracts. In 24 h and 48 h of treat⁃
ment, the antifeedant rate of the ethyl acetate extract against 3rd instar larvae of P. xylostella at 5.0 mg/ml was
68.42% and 62.55%, respectively. The ethyl acetate extract was further separated through silica gel column
and the fractions were monitored with analytical thin layer chromatography (TLC). Thirteen fractions were ob⁃
tained and also tested for their antifeedant activity against P. xylostella larvae. The bioassay results showed
that fraction 8 at 2.5 mg/ml had higher antifeedant activity to 3rd instar larvae of P. xylostella than other frac⁃
tions. The antifeedant rate of fraction 8 was 77.13% in 24 h of treatment and 68.53% in 48 h of treatment. The
inhibiting activity of the 8 fraction against two digestive enzymes glutathion-s-transferase and alkaline phos⁃
phatase from the P. xylostella larvae was tested, but carboxylesterase and acid phosphatase were induced. The
fraction 8 was the most active partition and could be acted as the emphases for further study.
Key words: Polygonum orientale L., plutella xylostella larvae, antifeeding bioactivity, metabolic enzymes
中国农学通报 2009,25(19):231-235
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
0 引言
红蓼（Polygonum orientale L.）属于蓼科蓼属一年
生草本植物，又称东方蓼、狗尾花。目前，对红蓼的研
究以医药为主，有清热解毒、散结消肿、活血止痛等功
能[1-2]。但作为植物源杀虫剂，在国内外研究甚少。笔
者以小菜蛾（plutella xylostella L.）幼虫为试虫，对红蓼
开展了拒食活性成分的分离，提纯以及其对试虫体内
几种代谢酶活性的影响，旨在为初步了解红蓼活性物
质对小菜蛾幼虫代谢活动的作用机制提供科学依据，
为寻找新的昆虫拒食活性物质奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
红蓼采自于山西农业大学农场试验田。试虫为小
菜蛾采自山西农业大学附近甘蓝菜田(未施任何化学
药剂)，在室温为（25±1）℃，相对湿度在（70±10）%，光
周期 14L∶10D条件下人工饲养。幼虫饲喂白菜叶，成
虫饲喂10%蜜糖水，取同一龄期的幼虫供试。
1.2 方法
1.2.1 拒食活性组分的提取、分离与活性测定 将采集
的红蓼洗净，晾干或烘干(45℃)粉碎，过40目筛，采用
冷浸提取法，得到甲醇提取物；采用液-液分配萃取，分
别得到石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇和水层萃取物，
测定各萃取物对试虫的拒食活性。拒食活性测试[3]：
先用打孔器将新鲜的甘蓝叶片打成直径为 1 cm的叶
碟，再放入供试提取物样品溶液中浸 3 s即取出(对照
组叶碟以丙酮溶液作相同处理)。待叶碟晾干后，将其
放入直径 9 cm的培养皿中(内垫滤纸，加少量蒸馏水
保湿)，每个培养皿中放入3片处理叶碟(对照为4片)，
接入1头饥饿6 h的3龄幼虫。每处理重复10次，24 h、
48 h用叶面积测量仪调查取食情况，并计算试虫取食
面积和拒食率：
拒食率(%)=
×100
采用硅胶吸附柱层析的方法，流动相为石油醚丙
酮溶剂，按不同的比例进行洗脱，得到乙酸乙酯萃取物
流分，经硅胶板薄层层析，碘显色，将显色点相同的流
分合并，得到 13个组分并测定其拒食活性，以确定活
性组分。
1.2.2谷光肝肽-S-转移酶（GSTs）活性的测定
（1）试虫处理方法：将新鲜甘蓝叶片用打孔器(直
径 1 cm)打成叶碟，在组分 8用丙酮配制成 2.5 mg/ml
的药液中浸渍 3 s，取出晾干后放入已保湿的培养皿
中，每皿放 8片叶碟，接饥饿 6 h的 3龄小菜蛾幼虫 10
头。对照用丙酮处理。分别在 12 h、24 h、36 h、48 h、
60 h和72 h取处理试虫和对照试虫各10头供试。
（2）活性测定方法：将处理好的试虫整体置于预冷
的玻璃匀浆器中，定量加入Tris-HCl缓冲液(0.1 mol/L
pH8.9，含 10 mmol/L还原型谷胱甘肽)，在冰浴中匀
浆，所得匀浆液在0~4℃下，10 000 r/min离心15 min，
上清液即为待测酶液。酶活性测定参照Brooth[4]的方
法进行。蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G250法 [5]。
每处理重复3次。
1.2.3 羧酸酯酶活性测定 试虫处理方同 1.2.2。将处
理好的试虫整体置于预冷的玻璃匀浆器中，定量加入
0.04 mol/L pH 7.0的磷酸缓冲液,在冰浴中匀浆，所得
匀浆液在0~4℃下，4 000 r/min离心15 min，上清液即
为待测酶液。酶活性测定参照Asperene[6]的方法进
行。蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G250法[5]。以每
毫克蛋白每 30 min催化水解底物的量表示酶比活
力。每处理重复3次。
1.2.4 酸性磷酸酯酶（acid phosphatase，ACP）与碱性磷
酸酯酶（alkaline phosphatase，ALP）活性测定 试虫处
理方同 1.2.2。分别取处理试虫 10头，以相应缓冲液
(ACP，0.2 mol/L pH 4.6醋酸缓冲液；ALP，0.05 mol/L
pH 10.0碳酸钠缓冲液)冰浴匀浆，匀浆液于 0~4℃下
以 4 000 r/min离心 15 min，上清液为待测酶液。酶活
性测定采用Bessey[7]的方法。每处理重复 3次。以每
毫克蛋白每30 min催化水解底物的量表示酶比活力。
2 结果与分析
2.1 不同萃取物对小菜蛾3龄幼虫的拒食活性
根据液-液分配法所得各萃取物配制成浓度为 5
mg/ml，分别对小菜蛾3龄幼虫进行了拒食活性的测定
（表1）。测定结果表明，与其他受试的萃取物比较，乙
酸乙酯对小菜蛾3龄幼虫的拒食活性最高，24 h和48 h
的拒食率分别为68.42%和62.55%。
2.2 不同组分对小菜蛾3龄幼虫的拒食活性
将乙酸乙酯萃取物进行硅胶柱层析，经TLC检测
后，合并Rf值相同的流分，获得13个组分，将所得各组
分配制成浓度为 2.5 mg/ml，对小菜蛾 3龄幼虫进行了
拒食活性作用的测定。其结果表明，在 13个组分中，
对小菜蛾幼虫表现出不同程度的拒食活性，各处理组
与对照组取食面积差异显著。其中组分8的拒食活性
最高，24 h和 48 h的拒食率分别达到了 77.13%和
68.53%（表2）。
2.3 组分8对小菜蛾幼虫代谢酶活性的影响
2.3.1 小菜蛾幼虫谷胱甘肽-S-转移酶活性的影响 图1
是小菜蛾幼虫在不同时间内谷胱甘肽 -S-转移酶
·· 232
（GSTs）活性的变化。结果显示，处理组试虫与对照组
试虫GSTs变化趋势大体相同，处理组的比活力低于对
照组，总体表现出明显的抑制作用。从12 h到24 h之
间，HF-8对试虫体内的GSTs活性影响，表现出先诱导
激活后抑制的作用，但是，从36 h开始表现出一定的规
律性，与对照组的变化趋势基本一致，均表现出抑制作
用，且在 60 h时，达到抑制高峰，说明活性组分 8进入
试虫体内抑制了GSTs的活力。
2.3.2 小菜蛾幼虫羧酸酯酶活性的影响 图2是不同时
间内小菜蛾幼虫体内羧酸酯酶活性测定。结果显示，
在处理后12 h时，处理组的酶活力低于对照组，表现出
抑制作用；随后处理组试虫与对照组试虫羧酸酯酶活
性变化趋势非常相近，处理组的酶活力高于对照组但
差异不显著，说明组分 8对小菜蛾幼虫体内羧酸酯酶
活性有诱导激活作用。
2.3.3 小菜蛾幼虫碱性磷酸酯酶活性的影响 图3是小
菜蛾幼虫在不同时间内碱性磷酸酯酶活性测定。结果
显示，处理组与对照组虫体内碱性磷酸酯酶活性变化
趋势相异。对照组酶活力的变化比较平稳；而处理组
酶活力波动较大，12~36 h呈下降趋势，36~48 h呈上升
趋势，且在48 h时处理组试虫比活力高于对照组，随后
呈下降趋势。组分8对小菜蛾幼虫体内羧酸酯酶活性
有明显的抑制作用。
2.3.4 小菜蛾幼虫酸性磷酸酯酶活性的影响 图4是不
同时间内小菜蛾幼虫体内酸性磷酸酯酶活性测定。结
果显示，处理组试虫与对照组试虫酸性磷酸酯酶活性
变化趋势十分相似，处理组酶活力高于对照组，说明组
分8对小菜蛾幼虫体内的酸性磷酸酯酶有一定诱导激
活作用。
表1 不同处理时间红蓼不同萃取物对小菜蛾3龄幼虫的拒食活性
处理
石油醚层
氯仿层
乙酸乙酯层
正丁醇层
水层
对照
取食面积/mm2
24 h
44.23±2.73a
37.71±7.26ab
15.02±3.21d
21.59±4.26cd
30.34±1.45ab
47.72±5.24a
（x±S.E.）
48 h
56.32±6.01a
53.21±6.69a
25.18±4.62c
50.41±3.38ab
51.05±1.53ab
65.12±6.24a
拒食率/%
24 h
32.45
37.87
68.42
55.18
42.39
48 h
29.15
33.72
62.55
36.22
35.81
组分编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
CK
取食面积/mm2
24 h
36.32± 2.91cde
41.13± 3.38bcd
48.33± 8.54bc
53.12± 1.53ab
28.31± 8.29def
22.67± 5.21ef
36.01± 7.02cde
14.45± 1.45fg
44.22± 4.06bc
18.64± 2.19f
21.71± 3.28ef
20.02± 2.52f
47.33± 5.78bc
62.68± 2.91a
48 h
75.66± 7.88bcd
66.55± 6.36cd
89.03± 11.06abc
83.59± 5.81abc
43.41± 4.10de
61.10± 13.01cd
65.72± 12.73cd
40.01± 7.02e
67.67± 8.51cd
60.58± 5.24cd
69.11± 15.39cd
73.05± 4.62bcd
101.54± 20.04ab
109.69± 7.97a
拒食率/%
24 h
42.02
44.85
23.40
15.43
54.79
63.83
42.55
77.13
29.26
70.21
65.43
68.09
24.47
48 h
31.10
39.21
18.85
23.71
59.49
44.38
40.12
68.53
38.30
44.69
37.08
33.44
20.06
注：同列相同字母表示经方差分析（DMRT法）在5%水平上差异不显著。
表2 不同处理时间红蓼乙酸乙酯萃取物各组份对小菜蛾3龄幼虫的拒食活性
注：同列相同字母表示经方差分析（DMRT法）在5%水平上差异不显著。
李秀岚等：红蓼拒食活性组分的分离及其对小菜蛾幼虫代谢酶活性的影响 ·· 233
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
3 结论与讨论
植食性昆虫对寄主植物的选择是由于不同植物中
含有不同的次生物质所造成，这些物质一般有防御昆
虫取食的作用，引起昆虫离弃植物或拒绝取食。当昆
虫对某些次生物质不能适应时，便不以含有这种成分
的植物为食。从植物中分离出来的次生物质多数对昆
虫会引起拒食作用。次生物质对昆虫作用性质、方式
和强度上的差异，是决定于植物不同抗性水平的重要
化学基础[8]，如对昆虫有拒食作用的植物次生代谢物
质生物碱、酚类和萜类等化合物。笔者通过对红蓼拒
食活性物质的分离，在5种溶剂萃取物中，乙酸乙酯萃
取物对小菜蛾 3龄幼虫的拒食活性较高，24 h和 48 h
的拒食率分别为 68.42%和 62.55%。表明红蓼拒食活
性物质主要存在于乙酸乙酯溶剂中，将乙酸乙酯萃取
物进行硅胶柱层析，经TLC检测，对相同成分者合并
后所得的 13个组分并对其进行拒食活性测试。结果
表明小菜蛾幼虫表现出不同程度的拒食活性，其中组
分 8的拒食活性较高，24 h和 48 h的拒食率分别达到
了77.13%和68.53%。由此可以看出，植物红蓼中含有
对小菜蛾3龄幼虫拒食活性的物质。对活性组分8进
一步分离提纯得到3个化合物(另发文章)。
植物中广泛存在的次生代谢物质常导致代谢酶及
其他降解酶系活性降低，谷胱甘肽转移酶在动物组织
体内广泛存在，是一类重要的解毒酶系。它能参与许
多分子的解毒机制，并可转运一些重要的亲脂化合物，
在保护组织以抵御氧化侵害及氧化压力中起重要作
用[9]。苦豆子生物碱能不同程度地抑制小菜蛾体内磷
酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶的活性[10]。笔者的研究结
果与之相似，活性组分 8对小菜蛾幼虫体内的谷胱甘
肽-S-转移酶和碱性磷酸酯酶具有明显的抑制作用，这
两种酶活性受到抑制可能会使试虫体内的正常解毒代
谢功能受到影响，从而导致有毒物质在试虫体内积累，
引起死亡。
外源性有毒物质在生物体内的代谢要先经过氧
化、还原、水解等原发性代谢过程降解，排出体外，其中
水解是昆虫解毒代谢的重要方式，由一系列酶系催化
完成，酯酶具有广泛的底物专一性，在杀虫药剂代谢中
不需要额外能量即可催化酯类化合物水解，当外源有
0
5
10
15
20
25
30
12 24 36 48 60 72
时间/h
对照 组分8
图2 组分8对小菜蛾幼虫羧酸酯酶活力的影响
图3 组分8对小菜蛾幼虫碱性磷酸酯酶的影响 图4 组分8对小菜蛾幼虫酸性磷酸酯酶活性的影响
图1 组分8对小菜蛾幼虫GSTs活性的影响
1020
3040
5060
7080
90100
12 24 36 48 60 72
时间/h
比
活
力
/(U/m
g)
组分8 对照
比
活
力
(μm
ol
/(
m
g·3
0m
in
))
比
活
力
/(
nm
ol
/(
m
gp
ro
·30
m
in
))
比
活
力
/(
nm
ol
/(
m
gp
ro
·30
m
in
))
0
5
10
15
20
25
30
12 24 36 48 60 72
时间/h
组分8 对照
0
5
10
15
20
25
12 24 36 48 60 72
时间/h
组分8 对照
·· 234
害物质侵入生物体内时，会引起代谢酶活性的增高来
加强代谢作用，对其进行分解，保证生物体的正常生理
活动[11]，这种高效的解毒代谢体系在生物体与外界不
良环境因子的斗争过程中很可能发挥重要作用。在该
试验中，羧酸酯酶活性和酸性磷酸酯酶的活性升高，可
能是由于红蓼活性组分8中的有毒物质在其体内的增
多而导致其解毒代谢的增加。但是，谷胱甘肽-S-转移
酶和碱性磷酸酯酶的活性受到一定程度的抑制，使小
菜蛾幼虫的解毒能力下降，这可能是引起试虫死亡的
一个重要原因，值得进一步研究。
参考文献
[1] 陈冀胜,郑硕.中国有毒植物[M].北京:科学出版社,1987:242-244.
[2] 郑尚珍,王定勇,孟军才,等.红蓼中木脂素成分的研究[J].植物学报,
1998,40(5):466-469.
[3] 龙丽萍,凌炎,唐文伟.三种植物性杀虫剂对菜青虫的毒效[J].湖南
农业大学学报:自然科学版,2006,32(4):402-405.
[4] Brooth J, Conner J, Meteauf RA, et al. A comparative study of the
effect of selective inhibitors on esterase from the mosquito Anophe⁃
les punctipennis[J]. Comp. Biochem. Physiol.,1973,44B:1185-1195.
[5] Bradford MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of
microgram quantities of protein utilizing the principle of pro-
tein-dye binding[J]. Anal. Biochem.,1976,72:248-254.
[6] Asperene KVA. Study of housefly esterase by means of a sensitive
colormetric method[J]. J. Insect Physiol.,1962,8:401-406.
[7] Bessey OA, Lowry OH, Brock MJ. A method for the rapid determi-
nation of alkaline phosphatase with five cubic millimeters of serum
[J]. J.Biol.Chem.,1964,164:321-329.
[8] 王琛柱,张青文,杨奇华,等.植物抗虫性的化学基础[J].植物保护,
1993,19(6):39-41.
[9] 张红英,赤国彤,张金林.昆虫解毒酶系与抗药性研究进展[J].河北
农业大学学报,2002,25(增刊):193-195.
[10] 罗万春,张强.苦豆子生物碱对小菜蛾体内部分杀虫剂代谢酶活性
的影响[J].昆虫学报,2003,46(1):122-125.
[11] 宗静,张帆.繁殖寄主对赤眼蜂羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶的影响
[J].昆虫学报,2000,43(增刊):70-76.
李秀岚等：红蓼拒食活性组分的分离及其对小菜蛾幼虫代谢酶活性的影响 ·· 235