不同基因型生態型除蟲菊中的除蟲菊酯含量分析

許 鳳，張麗芳，蔣亞蓮，王麗花，蘇 艷，楊秀梅，張藝萍

（云南省農業科學院 花卉研究所/國家觀賞園藝工程技術研究中心/云南省花卉育種重點實驗室/昆明市花卉遺傳改良重點實驗室，云南 昆明 650205）

除蟲菊是一種較好的生物農藥原料植物，在云南的種植面積約6666.7萬m2，占世界產量的30%［1-3］。除蟲菊（Tanacetum cinerariifolium）為菊科多年生草本植物，又名白花除蟲菊。其株高可達30～80 cm，全株灰綠色，被白色絨毛。蓮單生或從基部抽枝，葉互生，卵形或長橢圓形，自根部叢生，葉片羽狀全裂，葉柄細長。基部葉具長柄，上部葉幾乎無柄。頭狀花序頂生，具長梗，花中心為黃色管狀花，周圍花為白色舌狀花冠。細小瘦果，成熟時為淡褐色或黃色［4-5］。除蟲菊酯從其花中能夠提取出來，這種具有殺蟲功能的活性物質由6種成分組成，為除蟲菊素Ⅰ（Pyrethrin Ⅰ）、除蟲菊素Ⅱ（Pyrethrin Ⅱ）、瓜葉菊素Ⅰ（Cinerin Ⅰ）、瓜葉菊素Ⅱ（Cinerin Ⅱ）、茉莉菊素I（Jasmoline Ⅰ）和茉莉菊素Ⅱ（Jasmoline Ⅱ），其中除蟲菊素Ⅰ和除蟲菊素Ⅱ的殺蟲活性最強，常被利用制成殺蟲劑［6-8］。除蟲菊酯具有諸多優點，如能迅速將蚊、蠅、蚤、虱等害蟲麻痹與擊倒；高溫強光下容易自然分解；對人類，牲畜等無任何毒副作用；對環境無污染；對害蟲使用不易產生抗性［9-10］。此外，除蟲菊花朵可入藥，外用皮膚可治癬，并且除蟲菊的花朵豐富美麗，其觀賞價值的開發潛力巨大，可用來布置花壇、花境，還可以用作鮮切花。

目前，本研究組收集了不同花色不同地域的除蟲菊品種，通過對除蟲聚酯含量的測定確定各色除蟲菊品種的除蟲菊酯含量，明確提高除蟲聚酯含量的適宜環境條件。由于農戶在采摘過程中采摘標準不統一，通過測定不同開放度的除蟲菊酯含量來摸索出適宜的采摘開放度，最大程度提高除蟲菊酯得率。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

實驗材料玉溪市峨山塔甸鎮、云南省紅河州瀘西縣中樞鎮和白水鎮主栽的除蟲菊，含白花除蟲菊、粉色除蟲菊、淡粉除蟲菊，選擇5種開放程度（圖1）的除蟲菊花樣品進行不同開放度的除蟲菊酯含量研究，采集其中第3種開放程度的除蟲菊花朵，即管狀花開放20%～50%的花朵，開展不同基因型和生態型的除蟲菊酯含量研究。

圖1 除蟲菊不同開放度

實驗用儀器為Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀（配備DAD檢測器）。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理 除蟲菊花頭避光自然陰干，剪下花盤，在研缽中搗碎，稱取1 g，置于25 mL三角瓶中，加入20 mL色譜純乙腈，震蕩，用超聲波處理2次，每次5 min，然后過濾，濾液轉移到圓底燒瓶中，35 ℃減壓濃縮至1 mL，再經0.22 μm微孔濾膜過濾后轉移到棕色樣品瓶中。吸取該提取液3 μL到棕色進樣瓶中，加乙腈稀釋到1 mL體積，用于HPLC分析［11-12］。

1.2.2 高效液相色譜（HPLC）分析條件 色譜條件：實驗用色譜柱為Kinetex （C18），4.6 mm×100 mm，2.6 μm。流動相為乙腈和水的混合溶液。采用梯度洗脫方法，設置為除蟲菊酯分析Kinetex6，具體參數見表1。后運行時間：10 min，柱溫30 ℃，流速為0.5 mL/min，檢測波長 224 nm，參比波長360 nm，進樣量 10 μL；在以上條件下除蟲菊酯6個主要成分的保留時間見表2。

表1 除蟲菊酯分析的Kinetex6參數

表2 除蟲菊酯6個主要成分的保留時間

2 結果與分析

2.1 不同基因型除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

由表3可知，6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在3個不同花色基因型的樣品中的順序為：白花除蟲菊＞淡粉除蟲菊＞粉色除蟲菊。其中除蟲菊素Ⅰ、瓜葉菊素Ⅰ的含量在3種花色除蟲菊樣品中的順序為：淡粉除蟲菊＞白花除蟲菊＞粉色除蟲菊；除蟲菊素Ⅱ、茉莉菊素Ⅱ的含量順序為：白花除蟲菊＞粉色除蟲菊＞淡粉除蟲菊；瓜葉菊素Ⅱ、茉莉菊素Ⅰ的含量順序為：白花除蟲菊＞淡粉除蟲菊＞粉色除蟲菊。在不同基因型中除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ的含量高于瓜葉菊素Ⅰ+Ⅱ和茉莉菊素Ⅰ+Ⅱ的，說明Ⅰ+Ⅱ除蟲菊素為除蟲菊酯的主要成分。

表3 不同基因型除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

2.2 不同開放度除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

由表4可知，6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在不同開放度除蟲菊中的順序為：管狀花開放20%～50%＞管狀花開放至20%＞管狀花開放70%以上＞管狀花開放50%～70%＞花蕾；其中除蟲菊素Ⅰ的含量在不同開放度除蟲菊樣品的含量順序為：管狀花開放20%～50%＞管狀花開放至20%＞管狀花開放50%～70%＞花蕾＞管狀花開放70%以上，而除蟲菊素Ⅱ的含量順序為：管狀花開放至20%＞管狀花開放20%～50%＞管狀花開放70%以上＞管狀花開放50%～70%＞花蕾。其他除蟲菊酯主要成分在管狀花開放50%～70%和70%以上開放度時無法測定。

表4 不同開放度除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

2.3 不同生態型除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

由表5可知，6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在不同生態型除蟲菊中的順序依次為：峨山塔甸鎮＞瀘西中樞鎮＞瀘西白水鎮，其中除蟲菊素Ⅰ、瓜葉菊素Ⅰ的含量與總除蟲菊酯含量排序相同。除蟲菊素Ⅱ、瓜葉菊素Ⅱ在3種不同生態型除蟲菊的順序為：瀘西白水鎮＞峨山塔甸鎮＞瀘西中樞鎮，茉莉菊素Ⅰ、茉莉菊素Ⅱ的含量順序為：瀘西白水鎮＞峨山塔甸鎮＞瀘西中樞鎮。在不同生態型中除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ的含量高于瓜葉菊素Ⅰ+Ⅱ和茉莉菊素Ⅰ+Ⅱ的。

表5 不同生態型除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

3 結論與討論

王平華等［1］從美國、日本、肯尼亞等國引進8份除蟲菊種質材料，包括紅花、黃花、白花等不同花色的品種，分析了8個除蟲菊種質干花中的除蟲菊素含量，發現白花的除蟲菊素含量最高。本研究分析了3種不同花色基因型即白花、淡粉和粉色除蟲菊的除蟲菊酯含量，發現白花除蟲菊中的除蟲菊酯含量最高，這與王平華等的研究結論一致的。

張曉霞等［4］采用高效液相色譜法分析了16個白花除蟲菊同源四倍體株系干花中的總除蟲菊酯含量及其動態變化規律。采集的樣品來自孕蕾盛期（花蕾呈扁圓形，為多層綠色苞片所包圍）、舌狀花開放期 （舌狀花直立）、管狀花始開期 （第1輪管狀花開放）、管狀花開放初期 （舌狀花平展，3輪管狀花開放）、管狀花開放盛期 （舌狀花平展，1/2的管狀花開放）、開花末期 （管狀花全部開放）、子房充實期（管狀花留存，部分萎蔫呈棕色）及瘦果成熟期 （管狀花枯萎脫落，子房由綠轉黃）等8個時期，結果發現在除蟲菊的管狀花開放初期，同源四倍體株系干花中的除蟲菊酯含量最高。本研究分析的5個除蟲菊開放度中管狀花開放20%～50%時總除蟲菊酯含量最高，這與張曉霞的研究結論基本一致。王平華等的研究是在邊花凋謝，盤花開放5、6 圈時除蟲菊素含量最高，即花開放的多一點，這可能與測定的方法有關［1］。王平華等采用氣相色譜（GC） 內標法，張曉霞采用高效液相色譜法，本研究也采用高效液相色譜法，則與張曉霞研究的結果基本一致。因此管狀花開放20%～50%時是白花除蟲菊花序的最佳采收期。

本研究通過分析了來自云南省紅河州瀘西縣中樞鎮、白水鎮和玉溪市峨山縣塔甸鎮的主栽除蟲菊，發現塔甸鎮的總除蟲菊酯含量最高，這可能與當地的氣候、品種、環境條件、栽培管理等有關，但3個生態型的總除蟲聚酯含量差異不大。以往的文獻報道中對不同生態型除蟲菊的總除蟲聚酯含量分析較少，本研究可為不同地區除蟲菊的種植提供一定參考。