珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的趨避和觸殺作用

鞠克升

摘要：采用水蒸氣蒸餾法從珠光香青中提取揮發(fā)油，采用GC-MS方法分析其化學(xué)組成，并進(jìn)行珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜觸殺和趨避的生物活性的測(cè)試。珠光香青揮發(fā)油的主要化學(xué)成分有石竹烯氧化物（35.94%）、八氫1，7-二甲基-4-（甲基乙烯基）-1，4-橋亞甲基-1氫-茚（11.84%）、2-異丙基-5-甲基-9-亞甲基-雙環(huán)[4.4.0]-1-癸烯（11.78%）、桉油烯醇（7.91%）、喇叭茶醇（7.88%）、α-畢橙茄醇（6.25%）。生物活性測(cè)試結(jié)果顯示，珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜觸殺的LD50值為41.25 mg/頭，同時(shí)珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜具有很強(qiáng)的趨避活性。

關(guān)鍵詞：珠光香青；揮發(fā)油；赤擬谷盜；觸殺；趨避

中圖分類號(hào)：S379.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-1463（2017）09-0029-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.09.010

Repellency and Contact Activity of the Essential Oil of Anaphalis margaritacea Against Tribolium castaneum

JU Kesheng

（Jiuquan Supervision and Management Station of Agricultural Product Quality Safety， Jiuquan Gansu 735000， China）

Abstract：The essential oil is extracted from Anaphalis margaritacea by steam distillation method， and the components of essential oil is analyzed by GC-MS method. Repellency and contact activity of the essential oil against Tribolium castaneum are tested. The main components of essential oil of A. margaritacea are caryophyllene oxide （35.94%）， Alloisolongifolene （11.84%）， 2-isopropyl- 5-methyl-9-methylene-Bicyclo [4.4.0] dec-1-ene （11.78%） and espatulenol （7.91%）， palustrol （7.88%）， α-cadinol （6.25%）. The result of the biological activity test shows that the LD50 value of the contact toxicity of the essential oil against T. Castaneum is 41.24 mg， and the essential oil possessed stronger repellency activity against T. Castaneum.

Key words：Anaphalis margaritacea；Essential oil；Tribolium castaneum；Contact activity；Repellency activity

赤擬谷盜（Tribolium castaneum）屬鞘翅目擬步甲科，別名擬谷盜，是一種危害嚴(yán)重的世界性倉儲(chǔ)害蟲。它適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖迅速、食性廣，可危害儲(chǔ)藏的玉米、小麥、稻谷、高粱、食用菌、油料、豆類、干果、中藥材、煙葉等[1 ]。赤擬谷盜除直接取食為害外，其成蟲體表的臭腺可分泌含苯醌等致癌物質(zhì)的臭液[2 ]，使被害物結(jié)塊、變色、變味而不能食用，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3 ]。長(zhǎng)期以來，對(duì)儲(chǔ)糧害蟲的防治主要使用合成高功效化學(xué)殺蟲劑和熏蒸劑[4 - 6 ]，但合成化學(xué)殺蟲劑若長(zhǎng)時(shí)間大量使用，不僅會(huì)造成害蟲抗藥性增強(qiáng)，而且會(huì)產(chǎn)生糧食品質(zhì)下降、食品安全風(fēng)險(xiǎn)增加等諸多問題，將會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生不利影 響[7 ]。因此，尋找高功效新型綠色環(huán)保的倉儲(chǔ)害蟲防治劑成了重要研究課題。

植物精油作為綠色環(huán)保殺蟲劑是目前研究較多的一類植物殺蟲劑，它能以熏蒸、驅(qū)避、拒食、觸殺等諸多作用方式防治害蟲，并具有低農(nóng)害、易降解、對(duì)人畜安全性高等優(yōu)點(diǎn)[8 ]。許多植物的揮發(fā)油已經(jīng)被試驗(yàn)出有殺蟲活性。如鄭雨維等[9 ] 研究發(fā)現(xiàn)，香菜、桔皮揮發(fā)物及精油對(duì)桃蚜行為有影響及趨避作用；陳哲等[10 ] 研究發(fā)現(xiàn)28種精油對(duì)藍(lán)莓果蠅雌成蟲具有趨避效果；吳彥等[11 ] 研究發(fā)現(xiàn)短葶山麥冬揮發(fā)油對(duì)三種煙葉倉儲(chǔ)害蟲具有觸殺及趨避活性。許多植物揮發(fā)油富含殺蟲活性物質(zhì)，這一特性意味著我們可以開發(fā)出高效、低毒的植物源殺蟲劑。

珠光香青（Anaphalis margaritacea）為菊科香青屬常見植物，在我國甘肅、陜西、青海、云南、貴州、四川等多數(shù)地區(qū)分布廣泛且植被資源豐 富[12 ]。該植物具有化痰鎮(zhèn)咳的作用，對(duì)氣喘、支氣管炎和老年慢性氣管炎有療效[13 ]；還具有清熱解毒、止痢的作用，在四川等地被當(dāng)作白頭翁使 用[14 ]。目前關(guān)于珠光香青的研究主要集中于其揮發(fā)油化學(xué)組分的分析和黃酮類活性成分方面[13 - 17 ]，對(duì)其揮發(fā)油殺蟲方面的研究未見報(bào)道。研究珠光香青揮發(fā)油的殺蟲活性，能夠?yàn)閷⑵溟_發(fā)為綠色環(huán)保、無公害植物源殺蟲劑并應(yīng)用于倉儲(chǔ)害蟲的防治奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 植物材料和揮發(fā)油提取

珠光香青2015年9月采集于甘肅省榆中縣興隆山（北緯35° 48′ 53″ ，東經(jīng)104° 04′ 14″，海拔 2 125 m）。植物物種由西北師范大學(xué)晏民生副教授鑒定。稱取500 g陰干的珠光香青地上部分粉碎，采用水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油，蒸餾6～8 h后收集初始揮發(fā)油，用無水硫酸鈉做干燥處理，得到珠光香青揮發(fā)油0.6 mL，計(jì)算得油率。將提取得到的揮發(fā)油放至玻璃瓶中密封置于4 ℃冰箱保存。

1.2 供試害蟲

在容積為250 mL的玻璃瓶中裝小麥粉與酵母粉的混合物（10∶1，w/w）飼養(yǎng)赤擬谷盜。飼養(yǎng)環(huán)境為溫度（29±1） ℃，相對(duì)濕度為70%～80%。在所有實(shí)驗(yàn)中供試?yán)ハx均為14 d以內(nèi)的成蟲。

1.3 珠光香青揮發(fā)油的GC-MS分析

采用安捷倫6890N 氣相色譜（FID檢測(cè)器）和安捷倫5973N型質(zhì)譜聯(lián)用儀分析珠光香青揮發(fā)油化學(xué)組分。色譜柱為HP-5MS型（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm），升溫程序?yàn)?0 ℃開始并保持2 min，然后以10 ℃/min速度升到180 ℃并保持1 min，再以20 ℃/min速度升到280 ℃并保持15 min；1 μL樣品（用正己烷稀釋到1%）被注射到氣相色譜中，分流比為1∶10；載氣為氦氣；流速為1.0 mL/min。最后采用與正構(gòu)烷烴（C8-C24）的保留指數(shù)進(jìn)行比較鑒定揮發(fā)油的組分。同時(shí)與質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫（NIST 05和Wiley 275 libraries）數(shù)據(jù)比較鑒定揮發(fā)油的組分。揮發(fā)油中每種組分的相對(duì)百分含量通過面積歸一法獲得。

1.4 觸殺活性的測(cè)定

根據(jù)文獻(xiàn)[18 ]記載的方法，對(duì)珠光香青揮發(fā)油進(jìn)行赤擬谷盜的觸殺活性試驗(yàn)。將同一時(shí)間批次的成蟲從培養(yǎng)瓶中轉(zhuǎn)出至培養(yǎng)皿置于冰袋上冷凍。取珠光香青揮發(fā)油溶解于正己烷中進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)（濃度范圍為 2%～50%）。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)置5個(gè)濃度梯度，每個(gè)濃度重復(fù)5次，每個(gè)重復(fù)試蟲10只。用移液槍吸取0.5 μL各濃度梯度的揮發(fā)油樣品滴于試蟲的后胸背板上，處理后放入直徑 2.5 cm、高 5.5 cm的玻璃瓶中擰緊瓶蓋作為處理組。以正己烷和除蟲菊素分別作為陰性對(duì)照和陽性對(duì)照。處理后置于溫度（29 ± 1） ℃、相對(duì)濕度為70%～80%的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，觀察并記錄害蟲死亡情況，計(jì)算死亡率。

1.5 趨避活性的測(cè)定

根據(jù)文獻(xiàn)[19 ]記載的方法，進(jìn)行珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的趨避活性測(cè)試。將珠光香青揮發(fā)油用正己烷依次稀釋成5、1、0.2、0.04、0.008 μL/mL濃度的溶液。取與9 cm培養(yǎng)皿底相同直徑的濾紙，沿中線對(duì)半剪開，一半滴加500 μL不同濃度的揮發(fā)油樣品，相當(dāng)于濾紙上完全吸收量為78.63、15.73、3.15、0.63、0.13 nL/cm2 5個(gè)濃度的樣品，另一半滴加等量的正己烷作空白對(duì)照。等溶劑自然揮發(fā)后，立即用固體膠將處理過的濾紙相向緊粘在培養(yǎng)皿底部，注意粘牢不留縫隙，以防試蟲鉆到濾紙下面，影響觀察。將20只赤擬谷盜從培養(yǎng)皿中央投入，迅速蓋上培養(yǎng)皿蓋子密封。不同濃度的樣品同法處理5個(gè)平行樣。同時(shí)以避蚊胺作為陽性對(duì)照。在2、4 h后分別記錄處理組與對(duì)照組濾紙上停留的赤擬谷盜蟲數(shù)，計(jì)算趨避率。趨避率（PR）用下列方程式計(jì)算。

PR=[（Nc-Nt）/（Nc+Nt）]×100

其中，Nc為出現(xiàn)在陰性對(duì)照區(qū)域的試蟲數(shù)量，Nt為出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)組區(qū)域的試蟲數(shù)量，計(jì)算出PR的平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 揮發(fā)油的化學(xué)組分

分析表明，珠光香青的出油率為0.12%，比重為0.98。用GC-MS法從珠光香青揮發(fā)油中分離鑒定出了16種化學(xué)成分，占揮發(fā)油總量的98.1%。揮發(fā)油組分及含量見表1。其主要成分為氧化石竹烯（35.94%）、八氫1，7-二甲基-4-（甲基乙烯基）- 1，4-橋亞甲基-1氫-茚（11.84%）、2-異丙基-5-甲基-9-亞甲基-雙環(huán)[4.4.0]-1-1-癸烯（11.78%）、桉油烯醇（7.91%）、喇叭茶醇（7.88%）、α-畢橙茄醇（6.25%）。以上結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的有較大差別。封士蘭等[14 ]從珠光香青揮發(fā)油中鑒定出其中14種化學(xué)成分，主要成分為β-石竹烯（19.5%）、香木蘭烯（18.1%）、古云烯（12.7%）等；孫彬等[13 ]提取的珠光香青揮發(fā)油中主要組份為喇叭茶醇（25.7%）、百里酚（10.6%）、氧化石竹烯（4.1%）。這可能與采集時(shí)間、地點(diǎn)和測(cè)試方法不同有關(guān)。

2.2 觸殺活性

珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜觸殺活性結(jié)果見表2。結(jié)果顯示，珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜觸殺活性的半數(shù)致死量為41.25 μg/頭。其觸殺活性低于陽性對(duì)照除蟲菊素。文獻(xiàn)報(bào)道其主要成分氧化石竹烯對(duì)煙草甲的觸殺活性的半數(shù)致死量為31.2 μg/頭[20 ]。其他主要成分對(duì)害蟲的觸殺活性未見報(bào)道。珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的觸殺活性也許與其主要成分氧化石竹烯有關(guān)，其他主要成分對(duì)揮發(fā)油觸殺活性是否有貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)多大，這些還需要深入研究。

2.3 趨避活性

珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜表現(xiàn)的趨避活性見圖1、圖2。珠光香青揮發(fā)油在濃度為78.63 nL/cm2和15.73 nL/cm2時(shí)，對(duì)赤擬谷盜分別作用2 h和4 h后的PR值為100%。這與避蚊胺的趨避活性結(jié)果相似，甚至在15.73 nL/cm2測(cè)試濃度下，作用4 h后珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的趨避活性要強(qiáng)于避蚊胺。當(dāng)作用2 h后，在5個(gè)測(cè)試濃度下，珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的趨避活性與避蚊胺非常相似。當(dāng)作用4 h后，在高濃度（78.63、15.73、3.15 nL/cm2）下，珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的趨避活性高于避蚊胺活性；而在較低濃度（0.63、0.13 nL/cm2）下，珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的趨避活性低于避蚊胺活性。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜表現(xiàn)出一定的觸殺活性和較強(qiáng)的趨避生物活性。雖然珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的觸殺活性低于避蚊胺，但其具有作為低毒、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)珠光香青揮發(fā)油對(duì)赤擬谷盜的趨避活性與避蚊胺很相似，因此將珠光香青揮發(fā)油開發(fā)為新型綠色環(huán)保的植物源害蟲控制劑并運(yùn)用于倉儲(chǔ)害蟲赤擬谷盜具有一定意義。自然界中的植物資源非常豐富，這為研究并開發(fā)新的植物源殺蟲劑提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外雖然對(duì)植物源殺蟲劑在害蟲防治中的應(yīng)用有了很多的研究，但市場(chǎng)開發(fā)很少，這需要深入研究。

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