土荊芥提取物對谷蠹和赤擬谷盜的觸殺與熏蒸活性研究

黃九玲 程怡慧 徐艷霞 鐘玉林 肖云麗

(經濟林木種質改良與資源綜合利用湖北省重點實驗室黃岡師范學院化學與生命科學學院，黃岡 438000)

土荊芥(Chenopoidium ambrosioides L.)為藜科植物帶有果穗的全草，一年生或多年生草本，原產于熱帶美洲，現廣泛分布于全世界溫帶至熱帶地區。全草帶有特殊的芳香氣味，具有祛風、除濕、殺蟲、通經、止痛等醫學功效［1－3］。近年來，已有研究表明土荊芥亦有望開發為植物源農藥，土荊芥及其精油對玉米紋枯病菌、水稻稻瘟病菌、小麥赤霉病菌等多種植物病原菌具有抑菌活性［4－7］，對衛生害蟲家蠅、瘧疾媒介害蟲岡比亞按蚊、蔬菜害蟲黃曲條跳甲、小菜蛾和菜青蟲等均具有生物活性［8－11］;同時對儲糧害蟲綠豆象、四紋豆象、菜谷象、谷象、大谷蠹和玉米象等具有明顯的的毒殺或熏蒸作用［12－14］。為進一步研究土荊芥在害蟲防控中的作用，本研究采用100%乙醇、丙酮、乙酸乙酯和石油醚4種不同極性的有機溶劑對土荊芥的有效成分進行粗提，測試不同濃度提取物對谷蠹和赤擬谷盜的觸殺與熏蒸活性，以期為綜合評價土荊芥的生物活性和研究開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

谷蠹(Rhyzopertha dominica Fbricius)以半碎小麥、赤擬谷盜(Tribolium castaneum Herbst)以小麥粉在溫度(27±1)℃，相對濕度(75±5)%條件下飼養。挑選大小一致的成蟲作為供試昆蟲。

1.2 供試植物與藥品

所用植物土荊芥于2011年9月份采自黃州，為帶有果穗和葉片的植株。所用溶劑無水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚均為分析純試劑。

1.3 植物粗提物的制備

以無水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚4種有機溶劑用超聲波輔助冷浸提取法對土荊芥活性成分進行粗提。

將洗凈的土荊芥放于60℃烘箱中烘干后，用植物粉碎機粉碎，過40目篩，得土荊芥粉末。稱取土荊芥粉末100 g置于1 000 mL標本瓶內，加入500 mL有機溶劑后于黑暗處(20～25℃)浸提72 h(浸提過程中不時地用玻璃棒攪拌使萃取更充分)，濾出上清液后在標本瓶中加入250 mL溶劑浸提48 h，濾出上清液后加入150 mL溶劑浸提24 h后，置于超聲波清洗儀中繼續超聲提取30 min，濾出上清液。將3次所得濾液用旋轉蒸發儀在50℃下進行真空濃縮，濃縮至無溶劑滴出后放入通風櫥中通風至恒重，用丙酮將濃縮物溶解至0.2 g/mL，裝入棕色試劑瓶中，置于4℃冰箱中備用。

1.4 觸殺試驗方法

在直徑大小d=7 cm;總面積為s=38.465 cm2的培養皿底盤上滴加400μL丙酮和土荊芥提取物稀釋液(0.2 g/mL)，同面積的另一培養皿中滴入等量純丙酮作為空白對照，將其搖勻，待丙酮揮發后，在培養皿內放置內壁涂有滑石粉的玻璃筒，接入20頭試蟲，在玻璃筒上蓋上扎有小孔的塑料培養皿蓋，上方加壓鐵環。每處理設3個重復，在溫度(27±1)℃、相對濕度(75±5)%的全黑暗培養箱內進行觸殺測試，分別于1、2、3 d后，檢查觸殺結果，計算校正死亡率。

死亡標準:以撥針觸及成蟲觸角、足及尾部，不動者為死亡。

校正死亡率=(處理組死亡率－對照組死亡率)/(1－對照組死亡率)×100%。

1.5 熏蒸試驗方法

在溶劑為250 mL的錐形瓶內裝入適量小麥，接入谷蠹和赤擬谷盜成蟲各20頭。在濾紙條上滴加土荊芥提取物稀釋液 450、500、550、600、650 μL，使藥液均勻地展布在濾紙上，同面積濾紙滴加650μL純丙酮作為空白對照，待溶劑揮發后，將濾紙懸粘貼在保鮮膜上，并用保鮮膜包好瓶口。每處理設3個重復，在溫度(27±1)℃、相對濕度(75±5)%的全黑暗培養箱內進行熏蒸測試，96 h后散氣檢查熏蒸情況，記錄死亡蟲數，計算校正死亡率。

死亡標準:以撥針觸及成蟲觸角、足及尾部，不動者為死亡。

校正死亡率=(處理組死亡率－對照組死亡率)/(1－對照組死亡率)×100%。

2 結果與分析

2.1 土荊芥提取物對2種儲糧害蟲的觸殺作用

2.1.1 土荊芥提取物對谷蠹成蟲的觸殺作用

以供試植物提取液5種不同劑量30、45、60、75、90 μL(分別相當于藥膜藥液量為 0.156、0.234、0.312、0.390、0.468 mg/cm2)對谷蠹的觸殺結果如表1。

由表1可知，每種溶劑提取物隨著測試濃度的升高，對谷蠹的觸殺作用明顯增強，校正死亡率均隨之升高;隨著處理時間的延長，校正死亡率也明顯增加。石油醚提取物對谷蠹觸殺活性最強，0.312 mg/cm2劑量處理3 d后即引試蟲85%的死亡，0.468 mg/cm2劑量處理下致試蟲全部死亡;其他3種提取物對谷蠹的觸殺活性也較強，在0.468 mg/cm2劑量處理3 d后均致試蟲校正死亡率達80%以上。

表1 土荊芥4種溶劑提取物對谷蠹成蟲的觸殺作用

2.1.2 土荊芥提取物對赤擬谷盜成蟲的觸殺作用

以供試植物提取液5種不同劑量120、150、180、220、250 μL(分別相當于藥膜藥液量為 0.624、0.78、0.936、1.144、1.299 mg/cm2)對赤擬谷盜的觸殺結果如表2。

由表2可知，乙醇提取物以1.144 mg/cm2和1.299 mg/cm2劑量處理1 d后即引起試蟲80%以上的死亡，2 d后達94%以上，3 d后達98% ～100%。丙酮提取物在1.299 mg/cm2劑量處理1 d和2～3 d后分別引起試蟲高達80.00%和98%的死亡，在1.144 mg/cm2劑量處理3 d后引起試蟲高達96%的死亡。石油醚提取物以1.144 mg/cm2和1.299 mg/cm2劑量處理3 d后引起試蟲88.33% ～91.67%的死亡;這有異于李取華等［15］僅引起試蟲35%死亡的研究結果，可能與土荊芥采集地及活性物質提取方式不同有關，在李取華等［15］的研究中，土荊芥購自由鄭州市醫藥商店，石油醚提取物為索式提取物。乙酸乙酯提取物對赤擬谷盜的觸殺活性較弱，在試驗最高劑量處理3 d后也僅引起試蟲61.02%的死亡。

表2 土荊芥4種溶劑提取物對赤擬谷盜成蟲的觸殺作用

另外，乙醇提取物和石油醚提取物最高劑量1.299 mg/cm2致試蟲赤擬谷盜的死亡率反而比1.144 mg/cm2低，這可能與試蟲大小、雌雄性別比未嚴格控制有關，也可能是試蟲對土荊芥活性成分劑量存在最大閾值。

2.2 土荊芥4種溶劑提取物對2種儲糧害蟲的熏蒸作用

2.2.1 土荊芥提取物對谷蠹成蟲的熏蒸作用

以供試植物提取液5種不同劑量450、500、550、600、650 μL(分別相當于藥液量為 0.36、0.40、0.44、0.48、0.52 g/mL)對谷蠹持續熏蒸 72 h 后，結果如表3。

表3 土荊芥4種溶劑提取物谷蠹成蟲的熏蒸作用

由表3可看出，丙酮提取物和100%乙醇提取物對谷蠹試蟲具有明顯的熏蒸活性，丙酮提取物在最低劑量0.36 g/mL處理下致試蟲全部死亡，乙醇提取物在較高劑量0.48 g/mL和0.52 g/mL處理下致試蟲校正死亡率高達92%以上。石油醚提取物次之，致試蟲校正死亡率達58.33% ～76.67%。乙酸乙酯提取物最弱，最高僅引起試蟲約40%的死亡。

2.2.2 土荊芥提取物對赤擬谷盜成蟲的熏蒸作用

以供試植物提取液5種不同劑量450、500、550、600、650 μL(分別相當于藥液量為 0.36、0.40、0.44、0.48、0.52 g/mL)對赤擬谷盜持續熏蒸72 h 后，結果如表4。

表4 土荊芥4種溶劑提取物對赤擬谷盜成蟲的熏蒸作用

由表4可知，在本試驗劑量處理下土荊芥提取物對赤擬谷盜沒有明顯的熏蒸活性，4種溶劑致赤擬谷盜的最高校正死亡率僅達43.86%。

3 結論

對試蟲谷蠹而言，石油醚提取物具有明顯的觸殺活性，在0.468 mg/cm2劑量處理致試蟲全部死亡，其他3種溶劑提取物也具有較強的觸殺活性。丙酮提取物具有非常顯著的熏蒸活性，所有試驗劑量均引起試蟲全部死亡;乙醇提取物也具有明顯的熏蒸活性，在0.48 g/mL和0.52 g/mL處理下致試蟲校正死亡率高達92%和94%以上。對試蟲赤擬谷盜而言，土荊芥提取物沒有明顯的熏蒸活性，4種溶劑提取物的觸殺活性總體表現為乙醇提取物＞丙酮提取物＞石油醚提取物＞乙酸乙酯提取物，乙醇、丙酮和石油醚提取物在1.144 mg/cm2和1.299 mg/cm2劑量處理下，具有明顯的觸殺活性，致試蟲高達88% ～100%的死亡。

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