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Bioassay on insecticidal activity of extracts from Jatropha curcas seedcase

小桐子果壳提取物杀虫活性的生物测定



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 31(1):129— 133 2011年 1月
DOI:10.3969/j.issn.1000—3142.2011.01.026
小桐子果壳提取物杀虫活性的生物测定
李育川1,2,郭巧生z*,王定康1,张学海2,郭 菲2
(1.昆明学院,昆明 650214;2.南京农业大学 中药材研究所 ,南京 210095)
摘 要:以水、乙醇、正丁醇、乙酸乙酯、氯仿和石油醚为溶剂,采用冷浸法对小桐子果壳进行粗提,并分别测
定各粗提物对豌豆长管蚜和菜青虫的毒力,从中筛选出毒力最强的粗提物进一步对菜青虫进行作用方式的测
定。6种溶剂粗提物对豌豆长管蚜和菜青虫的毒力测试结果表明 :三氯甲烷提取物和乙醇提取物的活性显著
高于其它溶剂提取物,且两种提取物对豌豆长管蚜的毒力与 7O 吡虫啉均无显著差异,证明小桐子果壳含有
丰富的杀虫活性物质 ,其所含 的杀虫活性物质可采用乙醇和三氯 甲烷冷浸提取 ;乙醇提取物对菜青虫主要是
拒食作用,而三氯甲烷提取物则既有拒食作用,又有触杀作用。利用小桐子果壳开发植物源农药前景广阔。
关键词:小桐子果壳 ;提取物 ;杀虫活性测定
中图分类号:Q946 文献标识码:A 文章编号 :1OO0—3142(2O11)01-0129-05
Bioassay 0n insecticidal activitv 0f extracts
from Jatropha curcas seedcase
LI Yu-Chuan 一,GUO Qiao—Sheng2 ,WANG Ding-Kang ,
ZHANG Xue_Hai2,GUO Fei2
(1.Kunming University,Kunming 650214,China;2。Insititute of Chinese Medicinal
Materials,Naming Agricultural University,Nanjing 210095,China)
Abstract:Crude extracts from seedcase of Jatropha curcas were obtained using water,ethanol,butanol,ethyl acetate,
chloroform and petroleum ether by cold extracting method,and toxicity of each crude extract against Acyrthosiphon
pisum and PieHs rapae was studied.Then the strongest of them was chosen to measure using 4 age of P.rapae by
leaf dipping method and pest dropping application.The results showed that in the test of the six crude extracts a_
gainst A.pisum and P.rapae,the toxicity of chloroform and ethanol crude extracts were obviously higher than that of
the others.They had no obvious difference comparing to 70% imidacloprid when the toxicity effect A.pisum.It’S
found that the seedcase of Jatropha Curcas contained rich insecticidal activity substance,they were extracted by chlor-
oform and ethano1 with cold extracting method.Furthermore。the main efect of ethanoI extract was antifeedant on
Pieris rapaeand the effect of chloroform extract was not only antifeedant but also contact action.It was a good future
to develop botanical pesticides for seedcase of Jatropha curcas.
Key words:seedcase of Jatropha CurCaS;extract;insecticidal activity bioassay
小桐子(Jatropha curcas),又名麻疯树、膏桐
等,属大戟科(Euphiaceae)麻疯树属(Jatropha)落
叶灌木,原产美洲热带,现广泛分布于全球热带地
区,在我国云南、四川等地有大量栽培种或半野生种
(丘华 兴,1996)。小 桐 子 种 仁 的 含 油 量 高 达
61.5 ,是热带地区一种极为适宜的生物柴油原料
植物(Openshaw,2000),如今在云南、四川等地已有
大面积人工栽培。小桐子是国内外传统的药用植物
(江苏省新医学院,1977)和有毒植物(陈冀胜等,
1987),其全株有毒。
收稿 日期:2010—05-04 修回日期 :2010—12-08
作者简介:李育11I(1972一),男(彝族),云南永仁人,博士,高级讲师,主要从事药用植物资源与栽培研究 ,(E-mail)lychuan72@163.corn。
通讯作者:郭巧生(1963一),男 ,博士,教授,博士生导师,中药学专业,(E-mail)gqs@njau.edu.cn。
l30 广 西 植 物 31卷
目前 ,国内外除李静等 (2005)利用种子油和种
子毒蛋白、Fagbenro等(1998)利用茎枝粗提物对小
桐子进行杀虫活性的研究外 ,关于小桐子果壳的化
学成分和生物活性研究尚未见报道。本研究先利用
6种不同溶剂分别对小桐子果壳进行平行冷浸提
取,并对各溶剂粗提物 的杀虫 活性进行测定和 回归
分析 ,然后再选择活性最强的两种粗提物,利用菜青
虫对其进行杀虫作用方式的研究。以确定小桐子果
壳中杀虫活性物质的有效提取溶剂 ,初步明确其作
用方式,为利用小桐予果壳研发植物源杀虫剂提供
科学依据 。
1 材料与方法
1.1材料与试剂
(1)小桐子果壳 :于 2007年 1O月采 自云南永仁
小桐子黄熟果实,经南京农业大学 中药材研究所郭
巧生教授鉴定为小桐子(Jatropha curcas)。新鲜果
实剥下种子后,将果壳晒干保存,粉碎前于 6O℃通
风干燥箱中干燥 12 h,用小型粉碎机粉碎,过 2 mm
筛,待用。(2)试虫:豌豆长管蚜和菜青虫采 自南京
农业大学下马坊附近农 田,经南京农业大学植保学
院孟铃教授鉴定为豌豆长管蚜(Acyrthosiphon pi—
s“研)和菜青虫 (Pieris rapae)。(3)试 剂 与仪 器:
95 乙醇、正丁醇、乙酸 乙酯 、三氯 甲烷、石油醚(60
~ 9O℃沸程),皆为分析纯 AR,国药集 团化学试剂
有限公司生产。必喜 3号(70 毗虫啉水分散粒
剂),由浙江海正股份有限公生产。RE一52A旋转蒸
发仪,上海伊利仪器制造有限公司。
1.2实验方法
1.2.1果壳粗提物的制备 采用系统溶剂冷浸法进
行平行提取。准确称取上述小桐子果壳粉碎样品 6
份 ,每份 100 g,置人 大圆底烧瓶 中,分别 加 1 000
mL蒸馏水、95 乙醇 、正丁醇、乙酸乙酯 、三氯 甲烷
和石油醚,其中蒸馏水提取组另加 1 mL氯仿,密封
后在室温下冷浸,每5 h摇匀 1次,3 d后抽滤,保存
滤液;重复上述操作 3次,合并 3次滤液,用旋转蒸
发仪浓缩得到 6种溶剂粗提物的浸膏,所得浸膏在
室温下敞开放置 4 d,待无溶剂气味后,称重并置于
冰箱中保存、备用。每处理 3次重复,分别计算不同
溶剂粗提物的提取率。
1.2.2菜青虫的饲养 在农田采集菜青虫老龄幼
虫 ,在室内用新鲜甘蓝(Brassica oleracea)叶饲养 ,
待其化蛹后,将蛹转移到定植有甘蓝的养虫笼中,让
其羽化,补充蜂蜜水,使其在甘蓝叶上产卵。采集粘
有卵粒的叶片,在光照培养 中培养,待其孵化后,在
培养箱(温度 25℃,相对湿度 8O ,L:D==14:
10)用新鲜甘蓝叶饲养到 4龄供试。
i.2.3不同溶剂粗提物室内毒力测定 分别准确地
称取以上 6种溶剂粗提物浸膏各 2 g,加2 mL吐温一
8O,拌匀,使其充分乳化,再用蒸馏水溶解并定容至
i00 mL,制成 20 g·L 的不同溶剂粗提物原液;分
别取每溶剂 的粗提物原液 5、1O、15、2O、25、3O mL,
用蒸馏水定容 至 5O mL,配制成梯度 为 2、4、6、8、
1O、12 g·L 处理药液,摇匀后待用;取 2 mL吐温一
8O,加蒸馏水定容至i00 mL,制成2 的吐温一8O对
照原液。分别取对照原液 5、lO、15、2O、25、30 mL,
用蒸馏水定容至 50 mL,配制成相应梯度的对照处
理液 。
粗提物对豌豆长管蚜的毒力测定参考吴文君等
(1998)和曾宪儒等(2005)的喷雾法进行 。采集带有
豌豆长管蚜 的蚕豆 (Vicia ba)植株,剪下带虫叶
片,用 3号毛笔刷去若蚜和有翅蚜,每叶保留5O头
健壮且大小一致的干母;分别用上述不同溶剂粗提
物的处理液和相应浓度的对照液对带虫叶的正反面
进行喷雾 ;用吸水纸吸去多余药液,待溶液 自然挥发
干后 ,带虫的叶面向上,置人铺有 2层滤纸具盖的培
养皿(直径为 15 cm)中,每个培养皿加 4滴蒸馏水
保湿,盖好盖子;将培养皿置于温度为25℃、相对湿
度 80 、L:D=12:12的培养箱中培养。培养 24
h后统计各处理组和相应对照组的死亡虫数,每处
理 3次重复,结果取平均值并计算半致死浓度
(LC 。)和相对毒力指数 ,进行 回归分析和差异显著
性分析。
粗提物对菜青虫的毒力测定参考袁林(2004)浸
虫法进行。选择大小一致 ,经 4 h饥饿处理的菜青
虫 4龄幼虫 ,每 10头为一处理同时挑人浸虫器 中,
放入配制好的药液中浸沾 3 s,取出擦干药液后倒入
垫有滤纸的培养皿中,将新鲜的叶片在稀释好的溶
液中浸渍 3 S,晾干后,饲喂试虫,每处理 3次重复。
在培养箱中培养 72 h后,统计各处理组和相应对照
组的死亡虫数,采用同样的方法计算半致死浓度
(LC。)和相对毒力指数,进行回归分析和差异显著
性分析。根据毒力测定结果筛选出毒力最强的粗提
物再用菜青虫进行作用方式的测定。
1.2.4果壳提取物对菜青虫非选择性拒食 参考李
l期 李育川等 :小桐子果壳提取物杀虫活性的生物测定 131
典鹏等(2007)叶碟法测试供样品对 4龄菜青虫的拒
食活性。具体方法为:首先将新鲜甘蓝叶剪成 4 cm
×4 cm的叶块,然后将叶块浸到配制好的药液中 3
~ 4 S后取出晾干 ,置入铺有二层滤纸直径为 15 cm
培养皿 中,每个培养皿放 4片经药液处理后 的甘蓝
叶;然后在每个 培养皿 中放人 2头饥饿 4 h后 大小
一 致 4龄菜青虫,加蒸馏水 2滴保湿,盖好盖子,置
于培养箱中培养,于 24 h、48 h后用坐标纸测量取
食叶格数(每格记为 1),每处理重复 3次,每重复 10
头试虫 ,计算 出平均取食 面积 。同时 以吐温一80液
为对照 ,最后采用公式 1-1分别计算 出非选择性拒
食率 。
取食面积一叶碟面积x 1一器暮需萍 塞缥箸
非选择性拒食率(%)一[(CK取食面积~处理取食面
积)÷CK取食面积]x 100 (公式 1-I)
1.2.5果壳提取物对菜青虫触杀性试验 参照吴文
君等(1998)的点滴法测定对 4龄菜青虫的触杀作
用 :将处理药稀释成 8 g·L ,用 5 L移液枪将稀
释液点滴到试虫的前胸背板,对照组点滴吐温一8O
稀释液。每头点滴 2 L,每处理 3个重复 ,每重复
1O头试虫 。处理后 的试虫置人铺有 二层滤纸直径
为 15 cm培养皿 中培养,用新鲜甘蓝叶饲喂,连续观
察 3 d,统计 72 h死亡率 ,并用 Abbot公式(公式 1—
2)计算 72 h校正死亡率。
校正死亡率(%)一 堡塑誊 毳 ~lo~
1.3数据处理与分析
蚜虫和菜青虫的室 内毒力测定数据采用南京农
业大学植保学院编制的抗药性生物测计数据处理及
管理系统 Version 2.5(沈晋良等,1995),计算 LD—P
回归方程、L 。及 95 置信限,两个药剂的 L 。值
比较时,如其 95 置信限重叠,则两 L 。值差异不
显著。其它数据采用 SPSS 13.0统计软件对原始数
表 l 小桐子果壳提取物对豌豆长管蚜的室内毒力
Table 1 Toxicity of extracts from Jatropha Curca$seedcase to adults of A.pisum
注:表内数据为 3次重复平均值;P异,标有不同的字母具有显著性差异,数值按标注的字母顺序递减。下同。
据进行处理和方差分析。
2 结果与分析
2.1小桐子果壳提取物对豌豆长管蚜毒力分析
利用不同极性溶剂对小桐子果壳进行提取,其
提取率随着溶剂极性的减小而降低,且各溶剂对样
品的提取率差异显著 。提取率最高 的是水粗提物,
其次是乙醇粗提物,提取率均在 l3 以上;各提取
物对豌豆长管蚜的毒力测定结果表明,各溶剂提取
物的毒力:三氯甲烷提取物>乙醇提取物>乙酸乙
酯提取物>正丁醇提取物>水提取物>石油醚提取
物;毒力最强的是三氯甲烷提取物,其毒力与 7O
吡虫啉相近 ,两者差异不显著 (根据 LC 。值 的 95%
置信限重叠为差异不显著,下同);其次为乙醇提取
物,其毒力与三氯甲烷提取物无显著差异;三氯甲烷
提取物和乙醇提取物对豌豆长管蚜的毒力显著高于
其它溶剂提取物(表 1)。
2.2小桐子果壳提取物对菜青虫的毒力分析
小桐子果壳不同溶剂提取物对菜青虫的毒力测
定结果见表 2。结果表明:各溶剂提取物对菜青虫
的 72 h毒力 :三氯甲烷提取物>乙醇提取物>乙酸
乙酯提取物>正丁醇提取物>水提取物>石油醚提
取物 ;毒力最强的是三氯 甲烷提取物,其次为乙醇提
取物,两者差异不显著;三氯甲烷提取物和乙醇提取
物对菜青虫的 72 h毒力显著高于其它溶剂提取物。
对上述实验结果进行比较看出,在小桐子果壳
的不同溶剂粗提物中,三氯甲烷提取物对豌豆长管
蚜和菜青虫的 LC 。值均最小 ,毒力指数最高 ,表 明
三氯甲烷提取物对豌豆长管蚜和菜青虫毒杀活性最
132 广 西 植 物 31卷
高;其次为乙醇提取物;三氯甲烷提取物和乙醇提取
物对豌豆长管蚜和菜青虫的LG。值的95 置信限均
重叠,表明两种提取物对豌豆长管蚜和菜青虫的毒杀
活性无显著差异 ,因此,选择三氯 甲烷提取物和乙醇
表 2 小桐子果壳提取物对菜青虫的室内毒力
Table 2 Toxicity of extracts from Jatropha cuFca$seedcase to adults of Pieris rapae
表 3 8 g·L 小桐子果壳三氯甲烷提取物和乙醇提取物对菜青虫的拒食和触杀活性毒力
Table 3 Antifeeding action and contact action of 8 g·L一 chloroform extract and ethanol
extract from Jatropha curcas seedcase against the larve of P.rapae
注:表中数据为 3次重复 的平均僵士标 准差,每重复 lO头试虫 。
提取物进行进一步的作用方式研究。
2.3小桐子果壳三氯甲烷提取物和乙醇提取物对菜
青虫非选择性拒食和触杀活性测定
在浓度为 8 g·L- 时,分别采用浸叶法和点滴
法测试了三氯甲烷提取物、乙醇提取物 、7O 吡虫啉
和空白对照对 4龄菜青虫 24 h、48 h的非选择性拒
食和触杀作用。测试结果(表 3)表明:经三氯甲烷
提取物和乙醇提取物处理的4龄菜青虫,24 h、48 h
取食量都显著低于空白对照,72 h拒食死亡率与
7O 吡虫啉无显著差异,说明三氯甲烷提取物和乙
醇提取物都表现出极高的拒食活性;三氯甲烷粗提
物对 4龄菜青虫的触杀 活性与拒食活性无显著差
异,且其 48 h拒食率与 7O 吡虫啉点滴法元显著差
异,表明三氯甲烷粗提物对菜青虫既有触杀作用又
有拒食,且拒食活性较高;乙醇粗提物对 4龄菜青虫
的作用方式则为拒食显著强于触杀,其 48 h拒食率
与7o 吡虫啉元显著差异,且强于三氯甲烷粗提物
拒食活性,证明乙醇粗提物对 4龄菜青虫主要作用
方式为拒食。
3 讨论
小桐子果壳的 6种不同溶剂提取物对豌豆长管
蚜和菜青虫都具有一定的杀灭活性,其中三氯甲烷
提取物和乙醇提取物对豌豆长管蚜和菜青虫的毒杀
活性显著高于其它溶剂提取物,说明两个方面的问
题:一是小桐子果壳中含有丰富的杀虫活性物质,这
一 结果与 Fagbenro等(1998)报道发现小桐子茎枝
粗提物含有杀虫活性物质相似;二是小桐子果壳中
所含的杀虫活性物质种类多,成分复杂,可分别用氯
仿和乙醇冷浸平行或依次提取 。
在 6种提取物高浓度处理蚜虫时,三氯甲烷提
取物和乙醇提取物处理的蚜虫都没有移动,其死体
都依附在原来的叶片上,而其它处理的蚜虫 12 h以
后,则有近5O 9,6的蚜虫离开处理过的叶片;用高浓
度提取液采用浸虫法处理菜青虫时,三氯甲烷提取
物和乙醇提取物处理过的菜青虫口吐黑色液体,多数
虫体瘫痪不动,无取食或极少取食,12 h内死亡率较
1期 李育川等:小桐子果壳提取物杀虫活性的生物测定 133
高,而其它处理则处理前后变化不大,试虫活动和取
食基本正常;由以上两种现象说明两种提取物的毒
性强而且药效快,其所含活性物质有待进一步研究。
另外还观察到 ,三氯 甲烷提取物和乙醇提取物
对菜青虫进行非选择性拒食处理时,菜青虫都远离
处理过的叶片,3 h后停止取食或取食量明显减少,
试虫体色发黄,停止生长 ,出现明显 的饥饿症状,死
虫中部先发黑,然后死亡等现象 ,其作用物质和作用
机理有待深入研究。
利用小桐子果壳提取杀虫活性物质 ,采用 95
乙醇冷浸法提取 ,其提取率高达 13.63 ,提取物活
性强,生产中可采用 95 乙醇冷浸法提取其所含的
杀虫活性物质 。
随着我国生物柴油小桐子产业的不断推进,小
桐子副产物资源将大量增加,占小桐子干果重 30 9/6
~ 45 被作为废物丢弃的小桐子果壳,仅云南省“十
一 五”期间,每年将产生 9o多万吨果壳,利用小桐子
果壳制备植物源农药,将会有很好的发展前景。
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一 步开展相关研究。
致谢 在植物区系考察过程中得到广西林业勘
测设计院、广西大学林 学院等单位的 同行 专家的大
力支持和指导,在此一并表示衷心感谢!
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