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Isolation, identification and biological activities of alkaloids from Anisodus tanguticus

唐古特莨菪中生物碱的分离、鉴定与生物活性研究



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015057 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
王玉灵,胡冠芳,刘敏艳,余海涛,牛树君,李玉奇.唐古特莨菪中生物碱的分离、鉴定与生物活性研究.草业学报,2015,24(12):188195.
WANGYuLing,HUGuanFang,LIUMinYan,YUHaiTao,NIUShuJun,LIYuQi.Isolation,identificationandbiologicalactivitiesofalka
loidsfrom犃狀犻狊狅犱狌狊狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊.ActaPrataculturaeSinica,2015,24(12):188195.
唐古特莨菪中生物碱的分离、鉴定与生物活性研究
王玉灵1,胡冠芳2,刘敏艳2,余海涛2,牛树君2,李玉奇2
(1.甘肃农业大学草业学院农药学系,甘肃 兰州730070;2.甘肃省农业科学院植物保护研究所,甘肃 兰州730070)
摘要:研究唐古特莨菪中生物碱对农业害虫(螨)的生物活性,可为利用该植物研制新型植物源杀虫(螨)剂提供理
论依据。本文采用柱色谱分离法从唐古特莨菪地上部分分离得到2个生物碱类化合物,通过 MS、NMR确定了其
化学结构,分别为莨菪碱、东莨菪碱。采用微量点滴法和玻片浸渍法测定了莨菪碱、东莨菪碱对甘蓝蚜、桃蚜等9
种蚜虫和朱砂叶螨、二斑叶螨等4种叶螨的触杀活性。结果表明,莨菪碱对禾谷缢管蚜、桃粉蚜、豆蚜和绣线菊蚜
具有较强的触杀作用,LC50值分别为257.863,275.459,344.645和344.717mg/L。东莨菪碱对豆蚜和禾谷缢管蚜
具有较强的触杀作用,LC50值分别为311.585和392.309mg/L。对照药剂鱼藤酮对甘蓝蚜和棉蚜具有较强的触杀
作用,LC50值分别为399.542和436.124mg/L。对甘蓝蚜等9种蚜虫的触杀作用,莨菪碱强于或与东莨菪碱相当;
对豆蚜、禾谷缢管蚜的触杀作用,莨菪碱和东莨菪碱均强于鱼藤酮;对甘蓝蚜、桃蚜和棉蚜的触杀作用,莨菪碱和东
莨菪碱均弱于鱼藤酮。莨菪碱和东莨菪碱对截形叶螨、山楂叶螨、二斑叶螨和朱砂叶螨具有较强的触杀作用。2种
生物碱对4种叶螨的毒力相当,对二斑叶螨和朱砂叶螨的毒力(201.027~224.172mg/L)均高于截形叶螨和山楂
叶螨(257.014~332.698mg/L)。对照药剂鱼藤酮对截形叶螨、山楂叶螨的LC50值分别为196.847和224.592
mg/L,其毒力高于莨菪碱和东莨菪碱。
关键词:唐古特莨菪;生物碱;分离;鉴定;生物活性  
犐狊狅犾犪狋犻狅狀,犻犱犲狀狋犻犳犻犮犪狋犻狅狀犪狀犱犫犻狅犾狅犵犻犮犪犾犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狅犳犪犾犽犪犾狅犻犱狊犳狉狅犿犃狀犻狊狅犱狌狊狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊
WANGYuLing1,HUGuanFang2,LIUMinYan2,YUHaiTao2,NIUShuJun2,LIYuQi2
1.犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犘犲狊狋犻犮犻犱犲犛犮犻犲狀犮犲,犘狉犪狋犪犮狌犾狋狌狉犪犾犆狅犾犾犲犵犲,犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪;2.犐狀狊狋犻狋狌狋犲
狅犳犘犾犪狀狋犘狉狅狋犲犮狋犻狅狀,犌犪狀狊狌犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Twoalkaloidsfromtheaerialpartsof犃狀犻狊狅犱狌狊狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊wereisolatedbyelutionthroughseriesof
gelcolumns.ThealkaloidchemicalstructuresweredeterminedbyMSandNMRandthealkaloidswereidenti
fiedashyoscyamineandscopolamine.Contacttoxicitiesofthetwoalkaloidsonninespeciesofaphidsincluding
犅狉犲狏犻犮狅狉狔狀犲犫狉犪狊狊犻犮犪犲and犕狔狕狌狊狆犲狉狊犻犮犪犲,andfourspeciesofmitesincluding犜犲狋狉犪狀狔犮犺狌狊犮犻狀狀犪犫犪狉犻狀狌狊and
犜.狌狉狋犻犮犪犲weremeasuredbytopicalapplicationandslidedipmethods.Theresultsshowedthathyoscyamine
hadhighercontacttoxicitythanscopolamineon犚犺狅狆犪犾狅狊犻狆犺狌犿狆犪犱犻,犎狔犪犾狅狆狋犲狉狌狊犪狉狌狀犱犻犿犻狊,犃狆犺犻狊犮狉犪犮
犮犻狏狅狉犪and犃.犮犻狋狉犻犮狅犾犪withLC50valuesof257.863,275.459,344.645and344.717mg/L,respectively.
However,scopolaminewasmoreeffectiveincontroling犃.犮狉犪犮犮犻狏狅狉犪and犚.狆犪犱犻withLC50 valuesof
第24卷 第12期
Vol.24,No.12
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年12月
Dec,2015
收稿日期:20150127;改回日期:20150409
基金项目:粮食公益性行业科研专项储粮虫霉监测与生态控制技术研究之子任务用于储粮害虫防治的植物源药剂筛选及剂型研究(201330023
5)资助。
作者简介:王玉灵(1988),女,甘肃天水人,在读硕士。Email:wyl19880922@126.com
通信作者Correspondingauthor.Email:huguanfang@126.com
311.585and392.309mg/L,respectively.Thecontrolpesticiderotenonewasmosttoxicto犅.犫狉犪狊狊犻犮犪犲and
犃狆犺犻狊犵狅狊狊狔狆犻犻withLC50valuesof399.542and436.124mg/L,respectively.Contacttoxicitiesofhyoscyamine
ontheninespeciesofaphidsincluding犅.犫狉犪狊狊犻犮犪犲werehigherthanorsimilartoscopolamine.Comparedto
rotenone,hyoscyamineandscopolamineweremoreeffectiveagainst犃.犮狉犪犮犮犻狏狅狉犪and犚.狆犪犱犻.However,ro
tenonewasmoreeffectiveagainst犅.犫狉犪狊狊犻犮犪犲,犕.狆犲狉狊犻犮犪犲and犃.犵狅狊狊狔狆犻犻.Forthefourspeciesofmites
tested(犜.狋狉狌狀犮犪狋犲狊,犜.狏犻犲狀狀犲狀狊犻狊,犜.狌狉狋犻犮犪犲and犜.犮犻狀狀犪犫犪狉犻狀狌狊),hyoscyamineandscopolaminehadsimi
lareffects,whichincludedhighercontacttoxicitieson犜.狌狉狋犻犮犪犲and犜.犮犻狀狀犪犫犪狉犻狀狌狊(LC50:201.027-
224.172mg/L)thanon犜.狋狉狌狀犮犪狋犲狊and犜.狏犻犲狀狀犲狀狊犻狊(LC50:257.014-332.698mg/L).Rotenonewasmore
effectivethanthetwoalkaloidsagainst犜.狋狉狌狀犮犪狋犲狊and犜.狏犻犲狀狀犲狀狊犻狊withLC50valuesof196.847and224.592
mg/L,respectively.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犃狀犻狊狅犱狌狊狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊;alkaloids;biologicalactivity;contacttoxicity
植物中含有丰富的次生代谢产物———生物碱,其在植物次生代谢产物中含量最大,具有高效、低毒、无污染、
对人畜安全、作用方式独特、选择性强、对天敌和有益生物安全及有害生物不易产生抗药性等优点[1],符合人们对
理想农药的要求。生物碱对昆虫的作用方式具有多样性,诸如毒杀、忌避、拒食、抑制生长发育等,同时对多种植
物病菌也具有很强的抑菌活性[23]。莨菪烷类生物碱分布于茄科植物如曼陀罗属植物曼陀罗(犇犪狋狌狉犪狊狋狉犪犿狅狀犻
狌犿)、白花曼陀罗(洋金花,犇.犿犲狋犲犾)、紫花曼陀罗(犇.狋犪狋狌犾犪)、毛曼陀罗(犇.犻狀狀狅狓犻犪)、重瓣曼陀罗(犇.犳犪狊狋狌狅狊犪)
以及莨菪(犎狔狅狊犮狔犪犿狌狊狀犻犵犲狉)、颠茄(犃狋狉狅狆犪犫犲犾犾犪犱狅狀狀犪)、唐古特莨菪(犃狀犻狊狅犱狌狊狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊)、黄花山莨菪(犃.
狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊var.狏犻狉犻犱狌犾狌狊)、三分三(犃.犪犮狌狋犪狀犵狌犾狌狊)、赛莨菪(犛犮狅狆狅犾犻犪犮犪狉狀犻狅犾犻犮狅犻犱犲狊)、铃铛子(犃.犾狌狉犻犱狌狊)等
中,包括莨菪碱(hyoscyamine)、东莨菪碱(scopolamine)、山莨菪碱(anisodamine)、去甲基莨菪碱(norhyoscya
mine)、阿托品(atropine,消旋莨菪碱dlhyoscyamine)、樟柳碱(anisodine)等[4],唐古特莨菪是提取莨菪烷类生物
碱的主要植物资源,王质彬和吴先琪[5]从其地上部分分离获得山莨菪碱和莨菪碱,并明确了含量与物候的关系;
张晓峰和王环[6]采用高效液相色谱(HPLC)技术从其地上和地下部分均分离得到东莨菪碱、山莨菪碱、阿托品
(消旋莨菪碱)和樟柳碱,并研究了4种生物碱含量随物候的变化情况。
唐古特莨菪属茄科(Solanaceae)山莨菪属(犃狀犻狊狅犱狌狊)多年宿根草本植物,为我国所特有,主要分布于甘肃、西
藏、云南、青海等地,生于海拔2800~4200m的山坡、草坡阳处,目前尚未由人工引种栽培[7]。唐古特莨菪性温,
味辛、甘,有毒,其有效成分主要是莨菪烷类生物碱,作为副交感神经抑制剂,具有麻醉、活血化瘀、解痉镇痛、解磷
中毒、止血生肌、止咳平喘等多种功效而被广泛应用于临床[8]。唐古特莨菪既是一种藏药和中草药,也是一种牛
羊不食的天然草场毒草,其地下部分根系发达,地上部分生长茂盛,耐瘠抗旱适应性强,严重影响牧草生长,与另
一种毒草瑞香狼毒(犛狋犲犾犾犲狉犪犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲)均是草原退化的指标。在唐古特莨菪的杀虫活性研究方面,张兴
等[9]、张国洲等[10]分别研究了丙酮、甲醇粗提物对赤拟谷盗(犜狉犻犫狅犾犻狌犿犮犪狊狋犪狀犲狌犿)种群形成的抑制作用,以及对
5龄菜青虫(菜粉蝶犘犻犲狉犻狊狉犪狆犪犲幼虫)的拒食活性,其24和48h的拒食率分别为20.9%和23.4%。胡冠芳
等[11]研究了甘青赛莨菪(唐古特莨菪)不同部位(茎、叶、根皮、根木质部和青果)不同极性溶剂粗提物的杀虫活
性,结果表明,叶甲醇粗提物对粘虫(犕狔狋犺犻犿狀犪狊犲狆犪狉犪狋犲)5龄幼虫和4龄菜青虫的触杀活性最强,其次为茎和根
皮甲醇粗提物;叶、茎和根皮甲醇粗提物对4龄菜青虫的拒食活性均很弱,对麦长管蚜(犛犻狋狅犫犻狅狀犪狏犲狀犪犲)具有一
定的触杀活性,对棉蚜(犃狆犺犻狊犵狅狊狊狔狆犻犻)和桃蚜(犕狔狕狌狊狆犲狉狊犻犮犪犲)无触杀活性。关于莨菪烷类生物碱对农业害虫
(螨)的生物活性研究,国内外迄今未见文献报道[12]。鉴此,本试验对唐古特莨菪地上部分所含生物碱进行分离
提纯,并对分离得到的2种生物碱即莨菪碱和东莨菪碱开展杀蚜[甘蓝蚜(犅狉犲狏犻犮狅狉狔狀犲犫狉犪狊狊犻犮犪犲)、桃蚜、麦长管
蚜等9种蚜虫]、杀螨[朱砂叶螨(犜犲狋狉犪狀狔犮犺狌狊犮犻狀狀犪犫犪狉犻狀狌狊)、二斑叶螨(犜.狌狉狋犻犮犪犲)等4种叶螨]活性测定,旨在
为利用唐古特莨菪研制新型植物源杀虫(螨)剂提供依据。
981第12期 王玉灵 等:唐古特莨菪中生物碱的分离、鉴定与生物活性研究
1 材料与方法
1.1 提取分离实验
1.1.1 植物样品及前处理  唐古特莨菪地上部(盛花期茎、叶),2013年7月20日采自甘肃省甘南藏族自治
州临潭县海拔3420m的天然草地,洗净后切段阴干,粉碎过380μm筛,在室温下保存备用。
1.1.2 试剂  莨菪碱、东莨菪碱、鱼藤酮标准品购于百灵威科技有限公司;氢氧化钠、甲醇、盐酸、氯仿、乙腈、
丙酮、石油醚、三乙胺、氨水等为分析纯;柱层析硅胶(48~75μm)、薄层层析硅胶(GF254)、反相硅胶均购于青岛
海洋有限公司。
1.1.3 实验仪器  Bruker400超导核磁共振仪(Bruker公司);热电 TSQQuantumLC/MS液质联用仪;
26952996型分析 HPLC(美国 Waters公司);Delta6002487型制备 HPLC(美国 Waters公司);SunfirePrep
C18(10μm,19mm×250mm)制备型色谱柱;粉碎机FE220(河北省黄骅市中兴仪器有限公司);旋转蒸发仪
RE52(上海亚荣生化仪器厂);低温冷却循环泵DLSB(郑州长城科工贸有限公司);循环式多用真空泵SHDIII
(上海比朗仪器有限公司)。
1.1.4 提取分离方法  将2.2kg唐古特莨菪茎叶粉碎,用工业甲醇提取,回流提取2次,每次2h,抽滤,减压
浓缩至浸膏,回收甲醇,再将浸膏悬浮于蒸馏水中,用4mol/LHCl调悬浮水溶液pH=1~2,静置过夜;抽滤;再
用4mol/LNaOH溶液调pH=9~10,用氯仿等体积萃取,减压浓缩,回收氯仿,得唐古特莨菪总生物碱粗提物
150g[13]。
将150g总生物碱用硅胶柱分离,分别用甲醇-乙腈-水梯度洗脱(16∶4∶80,26∶4∶70,36∶4∶60,
46∶4∶50),薄层检测收集合并相同组分,得到A、B、C、D4个组分。用标准品作为对照,发现活性生物碱部分存
在B、C2个组分里。将B组分用氯仿-甲醇(含1‰三乙胺)梯度(40∶1,30∶1,20∶1,10∶1)洗脱,合并氯
仿-甲醇(30∶1)流分,再通过石油醚-丙酮(含2%氨水)梯度(8∶1,4∶1,2∶1,1∶1)洗脱,最后通过反向硅
胶(甲醇:水)纯化,活性炭脱色,得到莨菪碱纯品(化合物1,1.23g,通过 MS、NMR确定其化学结构);C组分用
氯仿-甲醇(含1%三乙胺)梯度洗脱(30∶1,20∶1,10∶1),合并氯仿-甲醇(20∶1)流分,经过反复硅胶柱层
析,随后依次用反向硅胶纯化,活性炭脱色,最后得到东莨菪碱纯品(化合物2,3.87g,通过 MS、NMR确定其化
学结构)[14]。
1.2 生物活性测定
1.2.1 供试蚜虫及叶螨  甘蓝蚜、桃粉蚜(犎狔犪犾狅狆狋犲狉狌狊犪狉狌狀犱犻犿犻狊)、麦长管蚜、豆蚜(犃狆犺犻狊犮狉犪犮犮犻狏狅狉犪)、禾
谷缢管蚜(犚犺狅狆犪犾狅狊犻狆犺狌犿狆犪犱犻)、绣线菊蚜(犃狆犺犻狊犮犻狋狉犻犮狅犾犪)、萝卜蚜(犔犻狆犪狆犺犻狊犲狉狔狊犻犿犻)、桃蚜和棉蚜,2014年
5-9月采自甘肃省农业科学院不施药的甘蓝(犅狉犪狊狊犻犮犪狅犾犲狉犪犮犲犪)菜地、桃(犃犿狔犵犱犪犾狌狊狆犲狉狊犻犮犪)树、小麦(犜狉犻狋犻犮
狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)田、蚕豆(犞犻犮犻犪犳犪犫犪)田、玉米(犣犲犪犿犪狔狊)田、苹果(犕犪犾狌狊狆狌犿犻犾犪)树、油菜(犅狉犪狊狊犻犮犪狀犪狆狌狊)田和
棉花(犌狅狊狊狔狆犻狌犿犺犻狉狊狌狋狌犿)田,朱砂叶螨、二斑叶螨和截形叶螨(犜.狋狉狌狀犮犪狋狌狊),2014年9-11月采自温室内种
植的菜豆(犘犺犪狊犲狅犾狌狊狏狌犾犵犪狉犻狊)叶片,山楂叶螨(犜.狏犻犲狀狀犲狀狊犻狊),2014年8月采自苹果树叶片。
1.2.2 供试样品配制  称取生物碱和鱼藤酮样品,加定量丙酮水(体积比为9∶1)溶解,用蒸馏水稀释成2000
mg/L作为母液,在冰箱中2℃条件下保存备用。生物测定前加入1%的表面活性剂JFC(C7~C9烷醇聚氧乙烯
醚),参考预实验将母液稀释成5个不同梯度的浓度待测。
1.2.3 对蚜虫触杀活性的测定  采用微量点滴法[15]。参照已报道的权威经典测试方法———点滴法,挑选大
小相当的无翅成蚜,用0.046μL的微量点滴器将已稀释的不同浓度的药液点滴在蚜虫的前胸背板上,置于已放
入新鲜寄主植物叶片并铺有保湿滤纸的直径12cm的培养皿中,每皿放30头蚜虫,每个浓度重复3次。以等量
的丙酮水+JFC用蒸馏水稀释成同样浓度作为溶剂对照。以同上方法配制的不同浓度梯度的鱼藤酮作为药剂对
照。在温度(25±1)℃、湿度60%~80%、光照(L)∶黑暗(D)=14h∶10h条件下饲养,及时加水保湿。调查24
h后的死亡数,计算死亡率与校正死亡率。计算公式如下:
死亡率(%)=(死亡虫数/处理虫数)×100
091 草 业 学 报 第24卷
校正死亡率(%)=[(处理死亡率-对照死亡率)/(100-对照死亡率)]×100
采用SPSS统计软件(版本17.0)进行分析,得出毒力回归方程(犢=犃+犅犡)、致死中浓度LC50值及其95%
置信限。
1.2.4 对叶螨触杀活性的测定  采用玻片浸渍法[1617]。参照FAO(联合国粮农组织)推荐的测定害螨的标准
方法———玻片浸渍法并加以改进,将双面胶带剪成2~3cm长,贴在显微镜载玻片的一端,用镊子揭去胶带上的
纸片,用零号毛笔挑选大小一致、体色鲜艳、行动活泼的雌成螨,将其背部粘在双面胶带上(注意:不要粘住螨足、
螨须和口器),每片粘3行,每行粘10头。在温度(25±1)℃,相对湿度85%左右的生化培养箱中放置4h后,用
双目镜观察,剔除死亡或不活泼个体。生物碱和鱼藤酮在预试的基础上用蒸馏水稀释成5个浓度,将带螨玻片的
一端浸入药液中,轻轻摇动5s后取出,迅速用吸水纸吸干螨体及其周围多余的药液,每个浓度重复3次。处理
后将试螨置于生化培养箱中,条件同1.2.3。以等量的丙酮水+JFC用蒸馏水稀释成同样浓度作为溶剂对照。
24h后用双目镜调查死亡数,计算死亡率与校正死亡率,计算公式及分析方法同1.2.3。
2 结果与分析
2.1 2种化合物的结构鉴定
化合物1:白色针状结晶,ESIMS(犿/狕):290.21[M+H]+,1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:1.69-2.31
(4H,m,H2,4,6,7),2.74(3H,s,HNCH3),3.81(2H,m,H9′),5.05(1H,m,H3),7.27-7.32
(5H,m,H2′,3′,4′,5′,6′);13CNMR(100MHz,CD3OD)δ:24.7(C6),30.7(C7),35.7(C2,4),
48.4(CNCH3),55.9(C7′),63.7(2C,Cl,5),64.5(C9′),65.9(C3),128.9(C4′),129.3(2C,C2′,
6′),130.0(C3′,5′),137.2(C1′),172.9(C8′)。化合物1的波谱数据与莨菪碱的波谱数据一致,故鉴定化
合物1为莨菪碱(hyoscyamine)[1819](图1)。
化合物2:无色油状液体,ESIMS(犿/狕):306.24[M+H]+,1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:1.45(1H,
d,犑=16.0Hz,H2α),1.66(1H,d,犑=16.0Hz,H2β),2.16(1H,dt,犑=5.2,16.0Hz,H4),2.47
(3H,s,HNCH3),2.99(1H,d,犑=3.2Hz,H7),3.11(1H,m,H1),3.21(1H,m,H5),3.52(1H,
d,犑=3.2Hz,H6),3.75(2H,m,H9′),4.95(2H,m,H3),7.24-7.37(5H,m,H2′,3′,4′,5′,
6′);13CNMR(100MHz,CD3OD)δ:29.7(C2),29.8(C4),39.4(CNCH3),56.0(C7′),56.3(C5),
56.6(2C,C1,C7),58.7(C6),64.5(C9′),67.3(C3),128.8(C4′),129.2(2C,C2′,6′),129.9(2C,
C3′,5′),137.5(C1′),172.8(C8′)。化合物2的波谱数据与东莨菪碱波谱数据一致,故鉴定化合物2为东
莨菪碱(scopolamine)[2021](图2)。
图1 化合物1:莨菪碱
犉犻犵.1 犆狅犿狆狅狌狀犱1:犺狔狅狊犮狔犪犿犻狀犲
 
图2 化合物2:东莨菪碱
犉犻犵.2 犆狅犿狆狅狌狀犱2:狊犮狅狆狅犾犪犿犻狀犲
 
2.2 莨菪碱和东莨菪碱对甘蓝蚜、豆蚜等9种蚜虫的毒力
表1表明,莨菪碱对禾谷缢管蚜、桃粉蚜、豆蚜和绣线菊蚜具有较强的触杀作用,LC50值分别为257.863,
275.459,344.645和344.717mg/L,其次为对萝卜蚜和甘蓝蚜,LC50值分别为451.301和538.525mg/L,而对
棉蚜、桃蚜和麦长管蚜的触杀作用较弱,LC50值分别为706.639,875.246和1037.306mg/L。东莨菪碱对豆蚜和
禾谷缢管蚜具有较强的触杀作用,LC50值分别为311.585和392.309mg/L,其次为对萝卜蚜和棉蚜,LC50值分别
191第12期 王玉灵 等:唐古特莨菪中生物碱的分离、鉴定与生物活性研究
为552.626和627.319mg/L,而对甘蓝蚜、桃蚜、麦长管蚜和绣线菊蚜的触杀作用较弱,LC50值分别为835.602,
964.456,1214.125和1320.065mg/L。对照药剂鱼藤酮对甘蓝蚜和棉蚜具有较强的触杀作用,LC50值分别为
399.542和436.124mg/L,其次为对桃蚜和豆蚜,LC50值分别为565.866和616.639mg/L,而对禾谷缢管蚜的
触杀作用较弱,LC50值为1175.201mg/L。从相对毒力来看,对甘蓝蚜的触杀作用,莨菪碱强于东莨菪碱,二者均
不及鱼藤酮,分别为鱼藤酮毒力的0.74(0.74~0.72)倍和0.48(0.48~0.42)倍;对豆蚜的触杀作用,莨菪碱和东
莨菪碱相当,二者均强于鱼藤酮,分别为鱼藤酮毒力的1.79(1.83~1.69)倍和1.98(2.01~1.91)倍;对禾谷缢管
蚜的触杀作用,莨菪碱强于东莨菪碱,二者均强于鱼藤酮,分别为鱼藤酮毒力的4.56(4.14~5.83)倍和3.00
(2.78~3.72)倍;对桃蚜、棉蚜的触杀作用,莨菪碱和东莨菪碱相当,二者均弱于鱼藤酮,分别为鱼藤酮毒力的
0.65(0.63~0.69)倍和0.59(0.71~0.55)倍、0.62(0.63~0.74)倍和0.70(0.64~0.80)倍。
表1 莨菪碱和东莨菪碱对9种蚜虫的毒力
犜犪犫犾犲1 犜狅狓犻犮犻狋犻犲狊狅犳犺狔狅狊犮狔犪犿犻狀犲犪狀犱狊犮狅狆狅犾犪犿犻狀犲犪犵犪犻狀狊狋狀犻狀犲犪狆犺犻犱狊狆犲犮犻犲狊
样品名称
Samplename
蚜虫种类
Aphidspecies
LC50(95%置信限
95%confidencelimit,mg/L)
相对毒力
Relativetoxicity
莨菪碱 Hyoscyamine 甘蓝蚜犅.犫狉犪狊狊犻犮犪犲 538.525(466.405~623.578) 0.74(0.74~0.72)
豆蚜犃.犮狉犪犮犮犻狏狅狉犪 344.645(310.186~396.071) 1.79(1.83~1.69)
禾谷缢管蚜犚.狆犪犱犻 257.863(234.808~282.548) 4.56(4.14~5.83)
桃蚜犕.狆犲狉狊犻犮犪犲 875.246(695.117~1026.399) 0.65(0.63~0.69)
棉蚜犃.犵狅狊狊狔狆犻犻 706.639(547.321~769.614) 0.62(0.63~0.74)
萝卜蚜犔.犲狉狔狊犻犿犻 451.301(411.049~505.543) -
麦长管蚜犛.犪狏犲狀犪犲 1037.306(936.669~1145.425) -
桃粉蚜犎.犪狉狌狀犱犻犿犻狊 275.459(231.554~332.856) -
绣线菊蚜犃.犮犻狋狉犻犮狅犾犪 344.717(316.448~383.228) -
东莨菪碱Scopolamine 甘蓝蚜犅.犫狉犪狊狊犻犮犪犲 835.602(720.829~1060.589) 0.48(0.48~0.42)
豆蚜犃.犮狉犪犮犮犻狏狅狉犪 311.585(282.530~350.416) 1.98(2.01~1.91)
禾谷缢管蚜犚.狆犪犱犻 392.309(349.277~442.730) 3.00(2.78~3.72)
桃蚜犕.狆犲狉狊犻犮犪犲 964.456(617.585~1287.364) 0.59(0.71~0.55)
棉蚜犃.犵狅狊狊狔狆犻犻 627.319(535.631~709.402) 0.70(0.64~0.80)
萝卜蚜犔.犲狉狔狊犻犿犻 552.626(511.741~599.292) -
麦长管蚜犛.犪狏犲狀犪犲 1214.125(1085.041~1388.286) -
桃粉蚜犎.犪狉狌狀犱犻犿犻狊 348.998(310.300~410.427) -
绣线菊蚜犃.犮犻狋狉犻犮狅犾犪 1320.065(1180.676~1526.772) -
鱼藤酮Rotenone 甘蓝蚜犅.犫狉犪狊狊犻犮犪犲 399.542(343.325~446.185) 1.00
豆蚜犃.犮狉犪犮犮犻狏狅狉犪 616.639(567.411~669.064) 1.00
禾谷缢管蚜犚.狆犪犱犻 1175.201(971.598~1646.730) 1.00
桃蚜犕.狆犲狉狊犻犮犪犲 565.866(440.802~709.348) 1.00
棉蚜犃.犵狅狊狊狔狆犻犻 436.124(343.776~568.500) 1.00
 注:相对毒力=鱼藤酮的LC50值/莨菪碱、东莨菪碱的LC50值。下同。
 Note:Relativetoxicity=LC50valueofrotenone/LC50valueofhyoscyamine,scopolamine.Thesamebelow.
2.3 莨菪碱和东莨菪碱对朱砂叶螨、二斑叶螨等4种叶螨的毒力
表2表明,莨菪碱和东莨菪碱对截形叶螨、山楂叶螨、二斑叶螨和朱砂叶螨具有较强的触杀作用。2种生物
碱对4种叶螨的毒力相当,对二斑叶螨和朱砂叶螨的毒力均高于截形叶螨和山楂叶螨,莨菪碱对二斑叶螨、朱砂
291 草 业 学 报 第24卷
叶螨的LC50值分别为222.950和219.336mg/L,东莨菪碱对二斑叶螨、朱砂叶螨的LC50值分别为201.027和
224.172mg/L。对照药剂鱼藤酮对截形叶螨、山楂叶螨的LC50值分别为196.847和224.592mg/L。从相对毒
力来看,莨菪碱和东莨菪碱对截形叶螨、山楂叶螨的触杀作用相当,二者均不及鱼藤酮,分别为鱼藤酮毒力的0.59
(0.58~0.59)倍和0.62(0.62~0.60)倍、0.75(0.65~0.79)倍和0.87(0.83~0.87)倍。
表2 莨菪碱和东莨菪碱对4种叶螨的毒力
犜犪犫犾犲2 犜狅狓犻犮犻狋犻犲狊狅犳犺狔狅狊犮狔犪犿犻狀犲犪狀犱狊犮狅狆狅犾犪犿犻狀犲犪犵犪犻狀狊狋犳狅狌狉犿犻狋犲狊狆犲犮犻犲狊
样品名称
Samplename
叶螨种类
Mitespecies
LC50(95%置信限
95%confidencelimit,mg/L)
相对毒力
Relativetoxicity
莨菪碱 Hyoscyamine 截形叶螨犜.狋狉狌狀犮犪狋狌狊 332.698(305.945~362.499) 0.59(0.58~0.59)
山楂叶螨犜.狏犻犲狀狀犲狀狊犻狊 298.953(262.612~341.935) 0.75(0.65~0.79)
二斑叶螨犜.狌狉狋犻犮犪犲 222.950(197.956~245.755) -
朱砂叶螨犜.犮犻狀狀犪犫犪狉犻狀狌狊 219.336(193.815~242.230) -
东莨菪碱Scopolamine 截形叶螨犜.狋狉狌狀犮犪狋狌狊 318.730(288.034~355.240) 0.62(0.62~0.60)
山楂叶螨犜.狏犻犲狀狀犲狀狊犻狊 257.014(204.923~311.541) 0.87(0.83~0.87)
二斑叶螨犜.狌狉狋犻犮犪犲 201.027(170.487~225.939) -
朱砂叶螨犜.犮犻狀狀犪犫犪狉犻狀狌狊 224.172(203.349~243.689) -
鱼藤酮Rotenone 截形叶螨犜.狋狉狌狀犮犪狋狌狊 196.847(178.157~212.986) 1.00
山楂叶螨犜.狏犻犲狀狀犲狀狊犻狊 224.592(169.696~271.014) 1.00
3 结论与讨论
采用柱色谱分离法从唐古特莨菪地上部分分离得到2个生物碱类化合物,通过 MS、NMR确定了其化学结
构,分别为莨菪碱、东莨菪碱。生物活性测定结果表明,莨菪碱对禾谷缢管蚜、桃粉蚜、豆蚜和绣线菊蚜具有较强
的触杀作用,东莨菪碱对豆蚜和禾谷缢管蚜具有较强的触杀作用,对照药剂鱼藤酮对甘蓝蚜和棉蚜具有较强的触
杀作用。对甘蓝蚜的触杀作用,莨菪碱强于东莨菪碱,二者均不及鱼藤酮;对豆蚜的触杀作用,莨菪碱和东莨菪碱
相当,二者均强于鱼藤酮;对禾谷缢管蚜的触杀作用,莨菪碱强于东莨菪碱,二者均强于鱼藤酮;对桃蚜、棉蚜的触
杀作用,莨菪碱和东莨菪碱相当,二者均弱于鱼藤酮。2种生物碱对4种叶螨具有较强的触杀作用,对二斑叶螨
和朱砂叶螨的毒力均高于截形叶螨和山楂叶螨,对照药剂鱼藤酮对截形叶螨和山楂叶螨毒力高于莨菪碱和东莨
菪碱。
唐古特莨菪是特产于我国青藏高原的中草药,其形成东莨菪碱的能力较强,是提取山莨菪碱和东莨菪碱的主
要资源植物,为重要的藏药和中药药用植物。由于多年来一直处于过度采挖状态,不仅破坏了野生植物生存的自
然生态环境,而且导致了植物资源的潜在灭绝[22]。李小伟等[23]在其综述论文中从对家畜的毒性角度认为,唐古
特莨菪全株有毒,根毒较大,但从对昆虫的毒性研究结果来看,地上部分茎叶对粘虫和菜青虫的触杀活性高于其
根部[11],这可能是茎叶的杀虫生物碱含量高于根部所致,张晓峰和王环[6]研究得出的地上部分生物碱含量高于
地下部分的结论证实了这一推断。本研究结果表明,莨菪碱和东莨菪碱对豆蚜和禾谷缢管蚜的触杀活性优于著
名植物源杀虫剂鱼藤酮,对甘蓝蚜、桃蚜和棉蚜的触杀活性与鱼藤酮相当,对朱砂叶螨、二斑叶螨等4种叶螨的触
杀活性与鱼藤酮相当,表明莨菪烷类生物碱在研制新型植物源杀虫(螨)剂方面具有广阔的应用前景。从利用唐
古特莨菪研制植物源杀虫(螨)剂而言,可直接采收其地上部茎叶,而无需挖根,这有利于保护野生资源,避免挖根
对生态环境造成的严重破坏。张晓峰和王环[6]研究结果表明,唐古特莨菪植物地上部分在生长发育的盛花期,其
体内4种莨菪烷类生物碱含量总和明显高于其他物候期,同时也高于地下部分不同物候期的总生物碱含量。因
此,应根据物候期合理利用唐古特莨菪的地上部分提取生物碱,避免挖根对植物的掠夺性采掘,以利于该植物的
生物可持续利用。
391第12期 王玉灵 等:唐古特莨菪中生物碱的分离、鉴定与生物活性研究
王威等[24]研究证实,甘青赛莨菪(唐古特莨菪)乙醇粗提物在1000mg/kg浓度下对水稻白叶枯病菌(犡犪狀
狋犺狅犿狅狀犪狊狅狉狔狕犪犲pv.狅狉狔狕犪犲)具有一定的抑制作用。因此,今后有必要研究莨菪碱、东莨菪碱等莨菪烷类生物碱
对主要农作物病原菌的抑菌作用,以探明其在植物源杀菌剂开发利用方面的前景。同时还应研究探明此类生物
碱对蚜虫和叶螨的作用机理,为新型植物源杀虫(螨)剂的研制提供依据。
作者采用柱色谱分离法从唐古特莨菪盛花期地上部分分离得到4个莨菪烷类生物碱,即莨菪碱、东莨菪碱、
山莨菪碱和樟柳碱,通过 HPLCDAD检测了其在生物碱总碱样品中的含量,分别为3.46%,12.40%,13.09%和
10.34%(论文待发表),本文是莨菪碱和东莨菪碱对蚜虫和叶螨触杀活性测定结果的报道。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
[1] XueGH,FanHY,LiH,犲狋犪犾.Advancesinapplicationresearchonalkaloidsinthebotanicalpesticides.NorthernHorticul
ture,2009,(6):131134.
[2] LvMX,ZengHP,WangXJ,犲狋犪犾.Recentprogressinpesticidalalkaloids.ChineseJournalofPesticides,2004,43(6):
249253.
[3] WuQ,TanJJ,LiuY M,犲狋犪犾.Researchprogressofplantalkaloidsinsecticides.JournalofAnhuiAgriculturalSciences,
2011,39(15):90339034.
[4] HuGF.InsecticidalActivities,SeparationandIdentificationofActiveCompositionsonBudsandFlowersof犛狅犾犪狀狌犿狋狌犫犲狉狅狊狌犿[D].
Lanzhou:GansuAgriculturalUniversity,2012.
[5] WangZB,WuXQ.Thevariationofthecontentsoftwoalkaloidsin犃狀犻狊狅犱狌狊狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊.JournalofIntegrativePlantBiolo
gy,1979,21(1):8587.
[6] ZhangXF,WangH.Thevariationofthecontentsoffourtropanealkaloidsin犃狀犻狊狅犱狌狊狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊.ActaBotanicaBorealiOc
cidentaliaSinica,2002,22(3):630634.
[7] TheChineseAcademyofSciences“TheFloraofChinese”EditorialCommittee.TheFloraofChinese(sixtyseventhvolume
firstvolume)[M].Beijing:SciencePress,1978:26.
[8] YangCL.PoisonHerbs[M].Beijing:ChinesePressofTraditionalChineseMedicine,1993:134.
[9] ZhangX,YangCZ,WangXL.ScreeningontheresourcesofbotanicalinsecticidesinNorthwesternChina.TheJournalof
NorthwestAgriculturalUniversity,1999,27(2):2127.
[10] ZhangGZ,XuH H,ZhaoSH,犲狋犪犾.Biologicalactivitiesofextractsofplantsfrom Qinhai-TibetPlateau.Journalof
QinghaiUniversity(NaturalScience),2000,18(1):36.
[11] HuGF,LiuMY,YuHT,犲狋犪犾.Insecticidalactivityofextractsfrom犃狀犻狊狅犱狌狊狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊.GrasslandandTurf,2013,(1):11
15.
[12] EfstrationsAC,MauriceJ.Toxicityofmethylketonesfromtomatotrichomesto犜犲狋狉犪狀狔犮犺狌狊狌狉狋犻犮犪犲Koch.Experimental
&AppliedAcarology,1977,21:473484.
[13] CaoCL.PharmacyofTraditionalChineseMedicine[M].Shanghai:ScienceandTechnologyPress,1988:6072.
[14] LiZY,YangBY,XiaYG,犲狋犪犾.Isolationandidentificationofchemicalconstituentsofalkaloidsfromthe犇犪狋狌狉犪犿犲狋犲犾.
ActaChineseMedicineandPharmacology,2010,38(5):9293.
[15] ChenHX,ChenY,DuP.Structuralelucidationof犻狀狏犻狏狅and犻狀狏犻狋狉狅metabolitesofanisodinebyliquidchromatography
tandemmassspectrometry.JournalofPharmaceuticalandBiomedicalAnalysis,2007,44:773778.
[16] JingL,Belkum MJ,JohnCV.Functionalcharacterizationofrecombinanthyoscyamine6βhydroxylasefrom犃狋狉狅狆犪犫犲犾犾犪
犱狅狀狀犪.Bioorganic& MedicinalChemistry,2012,20:43564363.
[17] HuGF,LiuMY,ShenH M,犲狋犪犾.Astudyofcontacttoxicityofextractsfrom犘狅犾狔犵狅狀狌犿狅狉犻犲狀狋犪犾犲against13speciesof
agriculturalpests.ActaPrataculturaeSinica,2011,20(4):229235.
[18] ChenHX,ChenY,WangH,犲狋犪犾.Analysisofscopolamineanditseighteenmetabolitesinraturinebyliquidchromatogra
phytandemmassspectrometry.Talanta,2005,67:984991.
[19] PramodKK,SinghS,JayabaskaranC.Biochemicalandstructuralcharacterizationofrecombinanthyoscyamine6βhydroxy
lasefromDaturametel.PlantPhysiologyandBiochemistry,2010,48:966970.
[20] ZhaoQQ,LiYQ,XiongLX,犲狋犪犾.Design,synthesisandinsecticidalactivityofnovelphenylpyrazolescontaininga2,2,
2trichloro1alkoxyethylmoiety.JournalofAgriculturalandFoodChemistry,2010,58(8):49924998.
[21] WangYJ,OuXM,PeiH,犲狋犪犾.Toxicitiesofnovelinsecticidechlorfenpyragainstseveralinsectsinlab.Agrochemicals
Research&Application,2006,10(3):2023.
[22] ShiSB,LiHP,WangXY,犲狋犪犾.Utilizationanddissipationofstrongsolarradiaradiationintwoalpineplants,犃狀犻狊狅犱狌狊
491 草 业 学 报 第24卷
狋犪狀犵狌狋犻犮狌狊and犚犺犲狌犿狋犪狀犵狌狋犻犮狌犿.JournalofPlantEcology(Chineseversion),2007,31(1):129137.
[23] LiXW,SunK,MaRJ,犲狋犪犾.Gannannaturalgrasslandpoisonousplantsandpreventionandcurecountermeasures.Pratac
ulturalSciences,2003,20(10):6063.
[24] WangW,GengYC,YangQ.Antibacterialactivecomponentsofextractsof28speciesofendemicplantsfromQinghai-Ti
betPlateau.HeilongjiangScienceandTechnologyInformation,2009,(33):14.
参考文献:
[1] 薛广厚,范海延,李航,等.生物碱在植物源农药中的应用研究.北方园艺,2009,(6):131134.
[2] 吕梅香,曾和平,王晓娟,等.农药用生物碱的研究进展.农药,2004,43(6):249253.
[3] 吴琼,谭娟娟,刘业明,等.植物生物碱杀虫剂研究进展.安徽农业科学,2011,39(15):90339034.
[4] 胡冠芳.马铃薯花与芽杀虫活性的研究及活性成分的分离鉴定[D].兰州:甘肃农业大学,2012.
[5] 王质彬,吴先琪.山莨菪植物体内2种生物碱含量的变化.植物学报,1979,21(1):8587.
[6] 张晓峰,王环.山莨菪植物体内4种莨菪烷类生物碱含量的变化.西北植物学报,2002,22(3):630634.
[7] 中国科学院“中国植物志”编辑委员会.中国植物志(第六十七卷第一分册)[M].北京:科学出版社,1978:26.
[8] 杨仓良.毒药本草[M].北京:中国中医药出版社,1993:134.
[9] 张兴,杨崇珍,王兴林.西北地区杀虫植物的筛选.西北农业大学学报,1999,27(2):2127.
[10] 张国洲,徐汉虹,赵善欢,等.青藏高原18种植物的杀虫活性筛选.青海大学学报(自然科学版),2000,18(1):36.
[11] 胡冠芳,刘敏艳,余海涛,等.甘青赛莨菪粗提物的杀虫活性研究.草原与草坪,2013,(1):1115.
[13] 曹春林(主编).中药药剂学[M].上海:科学技术出版社,1988:6072.
[14] 李振宇,杨炳友,夏永刚,等.洋金花中生物碱类成分的分离与鉴定.中医药学报,2010,38(5):9293.
[17] 胡冠芳,刘敏艳,沈慧敏,等.红蓼提取物对13种农业害虫触杀活性的研究.草业学报,2011,20(4):229235.
[22] 师生波,李和平,王学英,等.高山植物唐古特山莨菪和唐古特大黄对强太阳辐射光能的利用和耗散特性.植物生态学报,
2007,31(1):129137.
[23] 李小伟,孙坤,马瑞君,等.甘南州天然草场有毒植物及其防治对策.草业科学,2003,20(10):6063.
[24] 王威,耿宇聪,杨茜.青藏高原28种特有植物提取物抑菌成分活性研究.黑龙江科技信息,2009,(33):14.
591第12期 王玉灵 等:唐古特莨菪中生物碱的分离、鉴定与生物活性研究