何玉杰 花日茂 李世廣 李茂業(yè) 黃衍章 沈宗海

(安徽農業(yè)大學植物保護學院1，合肥 230036)

(安徽農業(yè)大學資源與環(huán)境學院2，合肥 230036)

(合肥農產品加工研究院3，合肥 230036)

(安徽中谷國家糧食儲備庫4，合肥 230031)

長角扁谷盜Cryptolestes pusillus(Sch?nherr)屬鞘翅目扁甲科，全世界廣泛分布，中國普遍分布，是一種后期性倉儲害蟲，為害破碎和損傷的糧食、豆類、油籽類、副產品及各種粉類、干果、香料等，是糧食倉庫、加工廠、藥材庫、醬品廠的常見害蟲[1]，經常發(fā)生在玉米象、谷蠹等初期性倉蟲危害之后，條件適宜時，易大量發(fā)生引起儲糧發(fā)熱、結塊、霉變。

由于長期單一使用化學殺蟲劑防治儲糧害蟲，包括長角扁谷盜在內的許多害蟲產生了嚴重的抗藥性[2]，在提高使用劑量與增強抗性之間形成惡性循環(huán)。更嚴重的是，糧食中化學農藥殘留量的嚴重超標及對環(huán)境的污染，直接影響出口和施藥者及消費者的健康，人們對農產品安全問題的擔心和憂慮與日俱增，所以研究和探索使用高效低毒或無毒的物質來防治儲糧害蟲是實現綠色儲糧，保證食品安全與人類健康的要求。植物源殺蟲劑具有諸多優(yōu)點，如選擇性強，對非靶標生物相對安全；易降解，殘留低，一般不污染環(huán)境及農產品；因其是天然的混配復劑，害蟲不易產生抗性；屬于“環(huán)境和諧農藥”，符合農產品安全和人類發(fā)展現代農藥所追求的目標[3]。因此，植物源殺蟲劑的研究和應用得到了國內外專家的極大重視[4－8]，成為現代農藥發(fā)展的主流和熱點之一。

八角茴香(Illicium verumHook.F.)別名八角、大茴香、大料，為木蘭科八角茴香的干燥成熟果實，是衛(wèi)生部2002年3月5日公布的“既是食品又是藥品”的物品之一。八角茴香屬常綠喬木，原產于中國西南地區(qū)和越南等亞熱帶地區(qū)。中國廣西、云南、廣東、福建、貴州等省(區(qū))均有栽培，中國八角種植面積和產量均占世界的80%以上[9]。

目前，對八角茴香的研究主要集中在食品和醫(yī)學領域[9－10]。八角整?？捎糜谂腼冋{味，粉狀可用于肉類制品等，為“五香粉”的主要原料，有去腥、殺菌、防腐的作用。八角茴香精油是用八角的果實、種子、葉提煉出的芳香油，可作香精，是食品、甜酒、飲料、卷煙、香水、香皂、牙膏、化妝品等日化產品的增香劑。八角茴香性辛溫，味甘，具有溫陽散寒、理氣止痛的功效，中醫(yī)臨床用來治療胃寒嘔吐、疝氣腹痛、腎虛腰痛、除干濕腳氣、治神經衰弱等，從八角提取的莽草酸可生產用于治療人禽流感的抗感冒藥——達菲。國內外也有研究表明，八角茴香精油對玉米象(Sitophilos zeamaisMotsehulsky)、德國小蠊(Blattella germanica)等害蟲具有驅避、熏蒸等生物活性[11－12]。

為了進一步確定八角茴香在儲糧害蟲防治中應用的可能性，用3種有機溶劑對八角茴香干果進行提取，驗證提取物對倉儲主要的后期害蟲長角扁谷盜成蟲的觸殺和驅避作用，為今后將八角茴香開發(fā)成為新型綠色儲糧保護劑提供依據。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

DD－120B電動植物粉碎機:浙江溫嶺市大海藥材器械廠；GRX－9071B烘箱:上海?，斣O備有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱:廣東醫(yī)療器械廠；旋轉蒸發(fā)儀(RE52CS－1):上海亞榮生化儀器廠；FA2104電子天平:上海民橋精密科學儀器有限公司。甲醇(沸點64.5℃)、乙酸乙酯(沸點77.2℃)、石油醚(沸程60～90℃)、丙酮(沸點56.0℃):上海振企化學試劑有限公司。

1.2 試蟲的采集與飼養(yǎng)

長角扁谷盜成蟲采自安徽中谷國家糧食儲備庫，在安徽農業(yè)大學植物保護學院養(yǎng)蟲室飼養(yǎng)。將放入烘箱(100℃)中消毒2 h后的小麥，調整含水量至(13±1)%，再粉碎為全麥粉，然后以1/4全麥粉質量的整粒小麥與全麥粉混合分裝于罐頭瓶中。接入試蟲后，置于養(yǎng)蟲室，在溫度(28±1)℃，相對濕度(75±5)%，全黑暗的條件下飼養(yǎng)。7 d后排除成蟲，待新一代成蟲大量羽化后7～10 d，篩出成蟲供試驗用。

1.3 供試植物

八角茴香干果:市售，產地為廣西。

1.4 八角茴香提取物的制備

將八角茴香果實在60℃烘箱中烘干，用電動粉碎機將其粉碎成粉末，過40目篩。分別稱取適量粉末干樣，加入5倍的溶劑置于室溫(25℃)下，避光浸提48 h，過濾出溶劑。再按上述步驟浸提2次，集合3次濾液，得到粗提物。將所有的粗提物用旋轉蒸發(fā)儀濃縮，濃縮至再無溶劑滴出，稱重，并計算提取率。提取物裝在棕色瓶內，置于4℃冰箱中備用。

1.5 生物活性測定方法

1.5.1 觸殺作用的測定

采用濾紙藥膜法并稍加改進[4]。將直徑9 cm的濾紙放入相同直徑的培養(yǎng)皿內，在濾紙上放置內徑8 cm，高5 cm內壁涂有聚四氟乙烯的玻璃環(huán)防止試蟲上爬。用丙酮將各溶劑提取物均稀釋成不同濃度的藥液，用移液槍取各稀釋液1 mL，滴入濾紙上藥液被完全吸收，待丙酮完全揮發(fā)后，按每皿30頭接入試蟲，皿內不加飼料，蓋上鐵絲網，防止試蟲逃逸。濾紙滴入純丙酮1 mL作空白對照，每處理重復3次。將各處理放入恒溫培養(yǎng)箱內(T:27～29℃，RH:70%～80%)，分別于處理24、48、72 h調查試蟲死亡數。處理72 h后，將試蟲轉入盛有40 g半碎小麥的廣口瓶內，用白布塊封住管口，置于養(yǎng)蟲室內飼養(yǎng)7 d后，檢查觸殺效果。以毛筆觸及試蟲無任何反應者為死亡標準。計算死亡率，并用 Abbott公式校正。

1.5.2 驅避作用的測定

采用濾紙藥膜法并加以改進[4]。將直徑為9 cm的濾紙剪成相同兩半，一半用移液管分別移取不同濃度的藥液0.5 mL均勻注于濾紙上，室溫下使丙酮揮發(fā)；另一半滴入同體積的丙酮，揮發(fā)干后作為對照。將兩半濾紙重新接上，用黏膠紙固定后置于同直徑培養(yǎng)皿內。皿底涂抹固體膠，防止試蟲鉆入濾紙下面。將內徑8 cm，高5 cm內壁涂有聚四氟乙烯的玻璃環(huán)放入培養(yǎng)皿中，防止試蟲上爬。每皿接入30頭試蟲，皿內不加飼料，加上鐵絲網蓋防止試蟲逃逸。重復3次。將各處理放入養(yǎng)蟲室中，分別于24、48、72 h時后檢查處理邊和對照邊的蟲數，計算驅避率。

1.6 數據處理

提取率＝濃縮后提取物重/植物干粉重×100%

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%

驅避率＝(對照邊蟲數－處理邊蟲數)/對照邊蟲數×100%

分級標準:0級，即無驅避作用；Ⅰ級＝0.01%～20%驅避率；Ⅱ級＝20.01%～40%驅避率；Ⅲ級＝40.01%～60%驅避率；Ⅳ級＝60.01%～80%驅避率；Ⅴ級 ＝80.01%～100%驅避率[13]。

用DPS軟件計算毒力回歸方程、相關系數和致死中量(LD50)，并采用Duncan新復極差法檢驗比較各處理的死亡率和驅避率的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同溶劑對八角茴香干果的提取效果

由表1可以看出，3種有機溶劑對八角茴香干果的提取率以甲醇最高，乙酸乙酯和石油醚次之。在同樣條件下不同溶劑對八角茴香干果的提取效率不同，其原因是溶質在溶劑中溶解符合“相似相容”規(guī)律，待浸取成分與溶劑的分子極性越相似，其溶解度越大。甲醇、乙酸乙酯、石油醚的極性依次為:6.6、4.4、0.0，因此，推測八角茴香干果中極性物質的含量較高。

表1 3種有機溶劑對八角茴香干果的提取率

2.2 八角茴香提取物對長角扁谷盜成蟲的生物活性

2.2.1 觸殺活性

分別設計了5個處理劑量，采用濾紙藥膜法來測定八角茴香3種溶劑提取物對長角扁谷盜成蟲的觸殺效果，結果見表2。從表2中看出，3種提取物對長角扁谷盜成蟲均具有很強的觸殺作用，且3種提取物的觸殺效果均隨著處理劑量的增加而顯著增強；同種溶劑提取物在相同處理劑量下，其觸殺效果隨時間的延長而逐漸增強。用最大劑量148.63μg/cm2處理72 h后，甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物對試蟲的校正死亡率分別為87.85%、90.98%和94.44%。

表2 八角茴香干果的3種溶劑提取物對長角扁谷盜成蟲的觸殺作用(均值±標準差)

將表2中八角茴香干果的甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物的處理劑量與長角扁谷盜成蟲處理72 h的平均死亡率之間的關系，進行毒力回歸直線分析，得到這3種提取物對長角扁谷盜成蟲的觸殺毒力回歸方程和LD50(見表3)。由表3可知，八角茴香干果的甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物處理長角扁谷盜成蟲72 h后的LD50分別為28.21、23.51和19.23μg/cm2，觸殺效果最好的是石油醚提取物，其次是乙酸乙酯提取物，最后是甲醇提取物。

表3 八角茴香干果的3種溶劑提取物對長角扁谷盜成蟲處理72 h后的觸殺毒力回歸分析

2.2.2 驅避活性

由表4可知:八角茴香的同種溶劑提取物的劑量越高，其對長角扁谷盜成蟲驅避作用越大；甲醇、乙酸乙酯和石油醚3種溶劑提取物的最高劑量(123.46μg/cm2)的平均驅避率分別為:62.23%、73.22%和40.16%，其驅避等級分別為Ⅳ級、Ⅳ級和Ⅲ級；八角茴香3種有機溶劑提取物對長角扁谷盜成蟲驅避作用大小依次為:乙酸乙酯提取物＞甲醇提取物＞石油醚提取物。同種溶劑提取物在相同劑量下，隨著處理時間的延長，其驅避作用整體呈現下降趨勢，這是由于藥液的揮發(fā)導致濃度下降，使得驅避作用下降；另外，試驗中發(fā)現，八角茴香的3種溶劑提取物對試蟲均有一定的麻痹作用，這可能與驅避率的下降也有一定的關系。

表4 八角茴香干果的3種溶劑提取物對長角扁谷盜成蟲的驅避作用(均值±標準差)

3 討論與結論

3.1 甲醇、乙酸乙酯和石油醚3種有機溶劑對八角茴香干果的提取率分別為:23.67%、14.21%和14.00%。根據相似相容的原理，待浸取成分與溶劑的分子極性越相似，其溶解度越大。物質的極性與其分子結構和分子大小有關，根據生物活性追蹤結果，對于已知活性較高的成分，可根據其分子結構判斷其極性，再選擇合適的溶劑進行浸取分離，從而提高提取效率[14]。

3.2 從八角茴香的3種溶劑提取物的觸殺活性可以看出:3種提取物對長角扁谷盜成蟲均具有很強的觸殺作用，觸殺效果隨處理劑量的增加而顯著增強，隨時間的延長而逐漸增強。用148.63μg/cm2劑量處理72 h后，甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物對試蟲的致死率分別為87.85%、90.98%和94.44%。從致死中量上看，甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物對長角扁谷盜成蟲處理72 h后的LD50分別為28.21、23.51和19.23μg/cm2，因此，八角茴香3種溶劑提取物對長角扁谷盜成蟲的觸殺效果依次為:石油醚提取物＞乙酸乙酯提取物＞甲醇提取物。

3.3 從3種提取物的驅避活性可以看出:同種溶劑提取物的劑量越高，對長角扁谷盜成蟲的驅避作用越大；甲醇、乙酸乙酯和石油醚3種溶劑提取物的最高劑量(123.46μg/cm2)的平均驅避率分別為:62.23%、73.22%和40.16%，其驅避等級分別為Ⅳ級、Ⅳ級和Ⅲ級；對長角扁谷盜成蟲驅避作用大小依次為:乙酸乙酯提取物＞甲醇提取物＞石油醚提取物。徐漢虹等[15]報道八角茴香精油在200～800μL/cm2劑量下，對赤擬谷盜成蟲的驅避作用也能達到Ⅳ級以上，但比本試驗的處理劑量明顯要高。

3.4 對八角茴香的化學成分分析發(fā)現，干果含精油約8%～12%，精油的主要成分為反式茴香腦——茴香醚(C10H12O)，含量達 80%以上，尚含茴香醛(C8H8O2)、茴香酮(C10H12O2)、黃樟醚(C10H10O2)等[9]。所以，今后在研制新型殺蟲劑的過程中，若對其提取物或精油中高活性化合物進行分離和鑒定，采用生物活性追蹤的方法研究其活性成分及構效關系，選擇其活性成分較高且結構式相對簡單的化合物，進行仿生合成和結構改造或直接利用其粗提品，進行制劑加工，可望加工成對原糧和成品糧均有效的谷物保護劑，既可達到經濟、高效防治害蟲的目的，又可減少化學農藥的使用量，控制害蟲抗藥性的發(fā)展，而且對于推動八角及其相關產業(yè)的發(fā)展，也具有重要的生產實踐意義。

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