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Insecticidal activities of the non-allkaloid extracts from Tripterygium wilfordii against Plutella xylostella

雷公藤非生物碱对小菜蛾的生物活性研究



全 文 :     浙江省重大项目(021102533)资助
      通讯作者
收稿日期 :20050417   改回日期 :20050829
雷公藤非生物碱对小菜蛾的生物活性研究 
徐红星  陈建明  吕仲贤  陈列忠  俞晓平 
(浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所  杭州   310021)
摘  要  试验研究雷公藤非生物碱对小菜蛾( Plutella xylostella)的生物活性结果表明 ,雷公藤非生物碱对小菜蛾
具有较强的拒食 、毒杀以及生长发育抑制作用 。雷公藤非生物碱对 2龄小菜蛾幼虫的选择性与非选择性拒食中浓
度(AFC50)分别为 3489mg/L和 4233mg/L ;毒杀中浓度(LC50)为 4986mg/L ;100mg/L的雷公藤非生物碱对小菜
蛾幼虫的生长发育抑制率达 90 %以上 ;但雷公藤非生物碱的杀卵作用不显著 ,以 400mg/L雷公藤非生物碱处理小
菜蛾卵后 ,其孵化率和孵化后幼虫存活率仍分别达 5348 %和 46 % 。
关键词  雷公藤  非生物碱  小菜蛾  生物活性
Insecticidal activities of the nonallkaloid extracts from Tripterygium wilfordii against Plutella xylostella .XU Hong
Xing ,CHEN JianMing ,LU ZhongXian ,CHEN LieZhong ,YU XiaoPing (Institute of Plant Protection and Microbi
ology ,Zhejiang Academy of Agricultural Sciences ,Hangzhou 310021 ,China) ,CJEA ,2006 ,14(4) :179 ~ 181
Abstract   The tests on insecticidal activities of the nonalkaloid extracts from Tripterygium wil fordii Hook .f .against
Plutella xylostella L .were conducted .The results show that the nonalkaloid extracts from T . wilfordii has a strong
antifeedance toxicity and growth inhibiting activities .The medium antifeedance concentration (AFC50 ) of the nonalka
loid extracts against the 2nd instar larva of P .xylosella are 3489mg/L and 4233mg/L in the choice and nochoice tests ,
respectively .The medium lethal concentration (LC50) against the 2nd instar of P .xylosella is 4986mg/L .The nonalka
loid extracts also shows a strong growth inhibiting activity to the larva of P .xylosella .But the effect of the nonalkaloid
extracts on the eggs of L .xylosella is not obvious . The egg hatchability and survival rate of the newlyhatched larva of
P . xylosella treated with 400mg/L of the nonalkaloid extracts are 5348 % and 46 % , respectively .
Key words   Tripterygium wil fordii ,Nonalkaloid extracts , Plutella xylostella , Insecticidal activity
(Received April 17 ,2005 ; revised Aug .29 ,2005)
小菜蛾( Plutella xylostella L .)属鳞翅目 ,菜蛾科 ,俗称小青虫 、两头尖 ,是十字花科疏菜的主要害虫之
一 ,全世界每年防治费用约需 10亿美元 ,造成产量损失仍有 4000 多万 t 。 目前防治小菜蛾的方法主要为化
学防治 ,但其对一些化学农药的严重抗性给防治带来了极大困难[1] 。 且由于化学杀虫剂的长期不合理使
用 ,产生了严重的“3R”问题 ,特别是在环境保护 、生态平衡和人畜中毒等种种问题的出现及社会舆论的压力
下 ,化学合成杀虫剂受到了严重挑战 ,政府部门已明令禁止多种常用化学农药(如甲胺磷等)的应用 ,使得生
物农药在害虫防治中的应用越来越广泛 。 其中植物源杀虫剂具有对人畜及天敌安全 、在自然环境中易降
解 、残留量低及害虫不易产生抗药性等特点 ,因而受到了广泛关注[2 ~ 4] 。 雷公藤( Tripterygium wil fordii
Hook .f .)为卫矛科雷公藤属植物 ,又名黄藤根 、霹雳木 、菜虫药 ,在我国很早以前就用于医学和防治各种害
虫 。从雷公藤中分离到一系列大环内酯化合物 ,主要包括雷公藤定碱 (Wilfordine) 、雷公藤晋碱 (Wil
forgine) 、雷公藤次碱(Wilfortrine) 、雷公藤灵碱(Wilforine)和雷公藤增碱(Wilforzine)5 种生物碱 ,这些生物
碱对欧洲玉米螟等害虫有很强的毒杀活性[5] 。除了这些生物碱外 ,雷公藤中的二萜类 、三萜类 、倍半萜类等
非生物碱成分的杀虫活性研究还较少[6 ,7] 。 本试验研究了雷公藤根皮中的非生物碱对小菜蛾的杀虫活性 ,
为进一步合理开发雷公藤杀虫剂提供依据 。
1  试验材料与方法
试验所用雷公藤根皮于 2002 年 11 月采自浙江金华毛竹园 ,烘干粉碎后装入索氏提取器中加入 95 %
第 14卷第 4期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14   No .4
2 0 0 6年 1 0月 Chinese Journal of EcoAgriculture Oct .,  2006
EtOH加热回流 4h 。合并提取液 ,减压浓缩 。浓缩液加入 5 % HCl充分提取 ,过滤后将不溶物水洗至中性 ,加
入 EtOAc回流溶解 ,滤除残渣 ,减压浓缩得浅褐色粗提物 。粗提物上硅胶柱层析 ,EtOAc洗脱 ,TLC检测 、显
色 ,收集阳性反应洗脱液 ,干燥后得到略带黄色的雷公藤非生物碱成分粉末[6 ~ 8] 。 称量后用丙酮溶解 ,置于
冰箱中冷藏 ,待用 。小菜蛾为于 2003年采自浙江省农业科学院试验田的第 3 代蛹 ,羽化 、产卵后 ,在养虫室
内用甘蓝叶连续饲养 4代 ,分别选择产后 24h 内的小菜蛾卵和 2龄 2日龄的幼虫供试 。
对卵孵化和 1龄幼虫的影响 。用丙酮将雷公藤非生物碱配制成 100mg/L和 400mg/L的溶液 。将产在塑
料纸上的卵龄为 24h内的小菜蛾卵在供试提取物药液中浸渍 1s ,取出后用吸水纸将粘附在塑料纸和卵上的溶
液吸去 ,置于直径为 9cm 、垫有湿滤纸的培养皿内并放入 25( ± 1) ℃ 、光照时间为 12h∶12h(光照∶黑暗)的培养箱
中 ,待卵将要孵化时加入直径为 7cm的甘蓝叶片 ,每隔 12h记录孵化卵数和未孵化卵数 ,至连续 3d未见孵化时
止 ,每天检查记录发育到 2龄的幼虫数 ,并将其移出 ,用于计算 1龄幼虫的死亡率 。以丙酮处理作对照 。
拒食作用 。将雷公藤非生物碱用丙酮配制成 200mg/L 、100mg/L 、50mg/L 、25mg/L 、125mg/L 5个浓度 ,将
甘蓝叶片切成 2cm × 2cm的叶碟并在配置好的非生物碱丙酮溶液(用纯丙酮作对照)中浸渍 1s后取出晾干 。把
叶碟放入直径为 9cm 、垫有湿滤纸的培养皿内 。选择性拒食试验时 ,将 2片处理叶碟和两片对照叶碟呈十字型
相间摆放 ;非选择性拒食试验时 ,每培养皿中摆放 4片相同处理叶碟 ,在另外皿中放对照叶碟 。在每皿中接 10
头饥饿 05h的小菜蛾 2龄幼虫 ,并放入漫光照射的生化培养箱内 。 48h后用方格纸测定取食叶面积并计算拒
食率 ,将拒食率转化为几率值 、浓度转化成对数后进行线性回归 ,然后根据回归方程计算拒食中浓度 AFC50 。
拒食率( % ) = (对照组取食叶面积 -处理组取食叶面积)/对照组取食叶面积 × 100 % (1)
毒杀作用 。将直径为 9cm 的甘蓝叶片浸入 200mg/L 、100mg/L 、50mg/L 、25mg/L 、125mg/L 5 个浓度
的雷公藤非生物碱丙酮溶液中 1s后 ,待丙酮挥发完 ,放入直径为 9cm 、垫有湿滤纸的培养皿内 ,接入 10 头小
菜蛾 2龄幼虫 ,连续饲喂 48h后换用新鲜叶片 ,3d后观察并记录小菜蛾幼虫的存活情况 。
对生长发育影响 。将雷公藤非生物碱用丙酮配制成 100mg/L 、50mg/L 和 25mg/L 3 个浓度 ,将直径为
7cm的甘蓝叶片在配制好的溶液中浸 1s后取出 ,晾干后置于直径为 9cm 、垫有湿滤纸的培养皿中 ,每皿接入
10头已称重的小菜蛾 2龄幼虫 ,3d后将存活幼虫称重 ,计算小菜蛾虫体体重增长抑制率 。以丙酮处理作对照 。
增长抑制率( % ) = (对照组平均增加质量 -处理组平均增加质量)/对照组平均增加质量 × 100 % (2)
表 1  雷公藤非生物碱对小菜蛾卵孵化与 1龄幼虫的影响
Tab .1   Effects of the nonealkaloid extracts from T . wilfordii on egg
hatchability and survival rate of 1st instar larvae of P . xylostella
浓度/mg·L - 1
Concent ration
孵化率/ %
Rate of
egg hatchability
1 龄幼虫存活率/ %
Survival rate of the 1 st instar larvae
0 8779 ± 1046a 8013 ± 1708a
100 7347 ± 469b 6667 ± 1297ab
400 5348 ± 723c 4600 ± 2014b
2  结果与分析
21  对卵孵化和 1 龄幼虫的影响
由表 1可知雷公藤非生物碱对小菜蛾卵
的孵化有一定影响 。 雷公藤非生物碱浓度为
100mg/L 时 ,2653 % 的小菜蛾卵不能孵化 ,
孵化幼虫的存活率为 6667 % ,而浓度为
400mg/L 时 4652 %的小菜蛾卵不能孵化 ,孵
化幼虫的存活率为 4600 % 。
22  拒食作用
由表 2 可知无论是在选择性
条件还是非选择性条件下 ,雷公
藤非生物碱对 2 龄小菜蛾均有很
强的拒食作用 ,且随处理浓度的增
大而增强 。在选择性条件下 ,拒食
中浓度 AFC50为 3489mg/L ;在非
选择性条件下 ,拒食中浓度 AFC50
为 4233mg/L 。
23  毒杀作用
由表 3可知雷公藤非生物碱对
表 2  雷公藤非生物碱对 2龄小菜蛾的拒食作用
Tab .2   Antifeedant activity of the nonalkaloid extracts form
T .wil fordii against the 2nd instar larvae of P .xylostella
处   理
T reatments 浓度/mg·L
- 1
Concentration
拒食率/ %
Antifeedant
rate
回归方程
LDP line
拒食中浓度
/mg·L - 1
AFC50
相关系数
Correlation
coefficient
选 择 性 试 验 125 731 y = 32267 x + 00208 3489 09972
25 3180
50 6791
100 9515
200 9902
非选择性试验 125 1748 y = 21575 x + 14904 4233 09803
25 2670
50 5115
100 7300
200 9551
180  中 国 生 态 农 业 学 报 第 14卷
2龄小菜蛾有较强的毒杀作用 ,
在 125mg/L 浓度下 ,小菜蛾幼
虫死亡率为 953 % ,而当浓度为
200mg/L 时 ,小菜蛾幼虫死亡率
已达到 8889 % ,其回归方程为
y = 22565 x + 11691 ,LC50 =
4986mg/L 。
24  生长发育抑制作用
由表 4可知雷公藤非生物碱
对小菜蛾具有明显的生长发育抑
表 3  雷公藤非生物碱对菜蛾的毒杀作用
Tab .3   Toxicity activity of the nonalkaloid extracts from
T .wilfordii against the 2nd instar larvae of P .xylostella
浓度/mg·L - 1
Concent ration
校正死亡率/ %
Corrected
mortality
回归方程
LDP line
LC 50(95 % F .L)/mg·L - 1 相关系数Correlation
coefficient
125 953 y = 22565 x + 11691 4986(3361 ~ 6611) 09884
25 2180
50 4734
100 8288
200 8889
表 4  雷公藤非生物碱对小菜蛾的生长发育抑制作用
Tab .4   Growth inhibition effect of the nonalkaloid extracts from
T .wil fordii on the 2nd instar larvae of P .xylostella
浓度/mg·L - 1
Concent ration
体重平均增加量/mg
Net increasing of body weight
生长发育抑制率/ %
Grow th inhibition rate
0 214 -
25 125 416 ± 2035a
50 066 692 ± 590ab
100 019 911 ± 538b  
制作用 ,且随非生物碱浓度的升高 ,抑制作用相应
加强 。 100mg/L 的雷公藤非生物碱丙酮溶液对小
菜蛾幼虫的生长发育抑制率可高达 90 %以上 。
3  小结与讨论
雷公藤根皮的乙醇粗提物和雷公藤生物碱对
多种害虫如二化螟 、三化螟 、小菜蛾 、蓖麻夜蛾 、蝽
尺蠖 、菜青虫等有拒食 、胃毒 、麻痹和种群抑制等作
用[5 ,9 ~ 13] 。此外 ,罗都强等报道了雷公藤非生物碱
   对菜青虫 、粘虫具有杀虫活性[6 ,7] ,并认为其主要杀虫活性成分为总萜内酯 。 本研究认为雷公藤非生物碱对
小菜蛾具有较强的杀虫活性 ,其作用方式包括拒食 、毒杀 、生长发育抑制作用等 ,但杀卵作用较弱 。 另外 ,雷
公藤非生物碱处理后的小菜蛾中毒症状与雷公藤生物碱相似 。 雷公藤非生物碱中的有效成分及其作用机
制尚待进一步研究 。
参  考  文  献
1   黄   剑 ,吴文君 .小菜蛾抗药性研究进展 .贵州大学学报(自然科学版) ,2003 ,20(1) :97 ~ 103
2   李永夫 ,罗安程 .植物源农药研究和应用进展 .科技通报 ,2003 ,19(5) :434 ~ 438
3   马志卿 ,张   兴 .植物源杀虫物质的特点 .植物保护 ,2000 ,26(4) :37 ~ 40
4   汪华源 .近十年我国植物农药专题文献综述 .农药 ,2003 ,42(3) :11 ~ 13
5   陈冀胜 ,郑   硕 .中国有毒植物 .北京 :科学出版社 ,1987
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7   罗都强 ,张   兴 .雷公藤非生物碱分离及对粘虫作用方式研究 .西北农林科技大学学报(自然科学版) ,2001 ,29(4) :81 ~ 84
8   徐礼桑 .中草药有效成分分析法(下) .北京 :人民卫生出版社 ,1984 .374 ~ 376
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12 赵善欢 ,张   兴 .植物性杀虫剂对水稻三化螟拒食及内吸毒力试验 .中国农业科学 ,1982 ,3(2) :55 ~ 62
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第 4期 徐红星等 :雷公藤非生物碱对小菜蛾的生物活性研究 181