汪 超, 唐 明, 魏 琴, 李 群*

(1. 四川師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 四川 成都 610101； 2.宜賓學(xué)院 香料植物資源開發(fā)與利用四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川 宜賓 644000)

連香樹(CercidiphyllumjaponicumSieb.et Zucc.)為連香樹科連香樹屬的一種落葉喬木,是國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物種之一[1],具有分布廣、密度低、種群數(shù)量少等特點(diǎn)[2].目前,對(duì)連香樹的研究主要集中在育苗、食品、化工及醫(yī)藥等方面[3-6],尤其在育苗方面,其種子繁殖技術(shù)[7]、扦插繁殖技術(shù)[8]、組培快繁技術(shù)[9]以及人工造林技術(shù)[10]等已逐步成熟,可以大面積栽培.但對(duì)連香樹其他方面的報(bào)道,特別其次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究報(bào)道幾乎空白.植物精油為植物體所產(chǎn)生的一種重要次級(jí)代謝物質(zhì),眾多研究表明其具有抑菌[11]、抑癌[12]、殺蟲[13]等生物活性,且對(duì)人以及環(huán)境的危害較小[14],近年來成為研究熱點(diǎn).連香樹精油作為連香樹的重要次級(jí)代謝產(chǎn)物,對(duì)其化學(xué)成分的分析、穩(wěn)定性試驗(yàn),以及探究提取率高低的研究,國內(nèi)外還沒有報(bào)道.但對(duì)其生物活性方面的研究,筆者在前期曾探究了它的抑菌活性與抑癌活性[15],而對(duì)于其他活性的研究包括殺蟲活性還未見報(bào)道.

蚜蟲是重要的農(nóng)業(yè)害蟲,具有繁殖快、分布廣等特點(diǎn)[16].長久以來,對(duì)于蚜蟲的防治,主要用有機(jī)殺蟲農(nóng)藥.但長期使用農(nóng)藥,不僅提高了蚜蟲的抗藥性,而且使得“農(nóng)藥殘留問題”越來越嚴(yán)重,日益威脅著人們的身心健康及生存環(huán)境[17].因此,研究者們一直在尋找低毒低殘留的天然藥劑來解決此問題.近年來,以植物精油為天然藥物方面的研究引起了越來越多的關(guān)注.

本文首次以連香樹精油作為殺蟲劑,分別對(duì)桃蚜和臺(tái)灣韭蚜進(jìn)行觸殺實(shí)驗(yàn)及熏蒸實(shí)驗(yàn),研究其是否具有殺滅桃蚜和臺(tái)灣韭蚜的活性,旨在為篩選良好的天然殺蟲劑打下基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料連香樹精油,由宜賓學(xué)院香料植物開發(fā)與利用四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供；桃蚜(Myzuspersicae)和臺(tái)灣韭蚜(Neotoxopteraformosana)均采自四川師范大學(xué)成龍校區(qū)月季和生物園所栽培的蒜苗上,并經(jīng)四川師范大學(xué)陳順德副教授鑒定.

1.2供試蚜蟲的飼養(yǎng)桃蚜和臺(tái)灣韭蚜的飼養(yǎng)根據(jù)高新文[18]的報(bào)道略作改動(dòng)后在培養(yǎng)室進(jìn)行：溫度(25±1)℃,光周期L∶D=16∶8,濕度75%±5%.試驗(yàn)時(shí),選取蟲體大小一致,健康無翅的成蚜供試.

1.3連香樹精油對(duì)2種蚜蟲的殺蟲活性測定熏蒸毒力測定參考袁海兵等[19]的報(bào)道,并略作改動(dòng),即在容量為200 mL的具蓋培養(yǎng)瓶中接種20頭供試蚜蟲,并在瓶口懸掛一濾紙條(5 cm×1cm),懸空固定于瓶蓋內(nèi)側(cè)中央.然后,用丙酮將連香樹精油稀釋成不同體積分?jǐn)?shù)(6.25～200 μL/mL),分別吸取50 μL至濾紙條,以加等體積的丙酮和無菌水分別作為溶劑對(duì)照和空白對(duì)照,并迅速蓋好瓶蓋.進(jìn)而,在飼養(yǎng)條件下以不同時(shí)間段(0～96 h)觀察其蚜蟲的死亡情況,并計(jì)算死亡率和校正死亡率.另外,對(duì)于蚜蟲死亡情況的觀測是將供試蚜蟲從培養(yǎng)瓶中輕輕取出后,放在干凈的濾紙上,等待10～15 min,并用毛筆輕輕撥動(dòng)蚜蟲,若蚜蟲無動(dòng)彈現(xiàn)象發(fā)生則可判定其為死亡.

觸殺毒力測定參考梁玉勇等[20]的報(bào)道,并略作修改,即在容量為200 mL的具蓋培養(yǎng)瓶中放置20頭供試蚜蟲,用小型噴霧器定量噴霧于供試蚜蟲的體表,同時(shí)設(shè)立空白和噴霧相同量的丙酮作為對(duì)照,并迅速蓋好瓶蓋.然后,在飼養(yǎng)條件下以不同時(shí)間段(0～96 h)觀測其蚜蟲的死亡情況(觀測蚜蟲死亡方法同熏蒸實(shí)驗(yàn)),并計(jì)算死亡率和校正死亡率.

另外對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中的蚜蟲均需要飼養(yǎng),即對(duì)于桃蚜,應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前在具蓋培養(yǎng)瓶中放入月季葉片作為飼料；對(duì)于臺(tái)灣韭蚜,應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前在具蓋培養(yǎng)瓶中放入蒜苗幼芽作為飼料.另外,對(duì)于在不同時(shí)間段檢測蚜蟲死活情況時(shí),每個(gè)時(shí)間段檢測的供試蚜蟲只可檢測一次,不可作為下一時(shí)間段的供試蚜蟲或者重復(fù)利用.在本實(shí)驗(yàn)中,每種處理平行3次,實(shí)驗(yàn)重復(fù)2次.

校正死亡率=

1.4數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)均通過SPSS 17.00處理所得,采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”進(jìn)行表示；數(shù)據(jù)折線圖和回歸方程均為Office Excel處理所得.

2 結(jié)果與分析

2.1連香樹精油對(duì)2種蚜蟲的熏蒸活性測定連香樹精油對(duì)桃蚜的熏蒸活性測定結(jié)果見圖1(a).由圖可知,連香樹精油對(duì)桃蚜具有一定的熏殺作用,且隨著處理體積分?jǐn)?shù)與處理時(shí)間的延長,其校正死亡率均在逐步升高.精油體積分?jǐn)?shù)為200 μL/mL,處理時(shí)間為72 h時(shí),校正死亡率可達(dá)到100%.另外,100、50、25、12.5與6.25 μL/mL的連香樹精油處理96 h后,校正死亡率分別達(dá)到80%、58%、41%、22%與11%,明顯要高于溶劑對(duì)照丙酮組(0%).

(a) 桃蚜,(b) 臺(tái)灣韭蚜.

圖1連香樹精油熏蒸處理不同時(shí)間后2種蚜蟲的校正死亡率

Fig.1ThefumigatingactivityofCercidiphyllumjaponicumoilagainst2kindsofaphidsindifferenttime

另外,連香樹精油對(duì)臺(tái)灣韭蚜的熏蒸活性測定結(jié)果見圖1(b).從圖中可以看出,連香樹精油對(duì)臺(tái)灣韭蚜仍具有一定的熏殺作用,其校正死亡率隨著處理體積分?jǐn)?shù)與處理時(shí)間的延長均在逐步升高.200 μL/mL的連香樹精油處理12 h時(shí),校正死亡率已經(jīng)達(dá)到100%,明顯高于其他處理組與溶劑對(duì)照丙酮(校正死亡率為0%).而對(duì)于其他處理組來說,在處理96 h時(shí),其校正死亡率也達(dá)到最高.100、50、25、12.5與6.25 μL/mL的連香樹精油處理后,校正死亡率分別達(dá)到81%、69%、52%、42%與35%,明顯要高于溶劑對(duì)照丙酮組(0%).綜上可知,連香樹精油對(duì)桃蚜和臺(tái)灣韭蚜均具有良好的熏蒸殺滅能力,且隨精油體積分?jǐn)?shù)的增加和處理時(shí)間的延長,對(duì)桃蚜和臺(tái)灣韭蚜的校正死亡率均在逐步上升.

表 1 連香樹精油在不同時(shí)間段熏蒸處理2種蚜蟲后殺蟲效果比較

以熏蒸活性測定結(jié)果的校正死亡率和不同測試體積分?jǐn)?shù)做直線回歸方程,求出LC50值.比較不同時(shí)間段連香樹精油對(duì)2種受試蟲的殺蟲效果,結(jié)果見表1.從表1中的回歸方程可以看出,2種蚜蟲的校正死亡率與連香樹精油的體積分?jǐn)?shù)均呈線性正比關(guān)系.另外,從LC50值發(fā)現(xiàn),連香樹精油熏蒸處理桃蚜的LC50值范圍為61.00～232.36 μL/mL,臺(tái)灣韭蚜的LC50值范圍為24.20～85.27 μL/mL；且隨著處理時(shí)間的延長,連香樹精油對(duì)桃蚜和臺(tái)灣韭蚜的LC50值均在降低,表明殺蟲效果越好.此外,在同一處理時(shí)間段,臺(tái)灣韭蚜的LC50值均低于桃蚜的LC50,表明連香樹精油對(duì)臺(tái)灣韭蚜具有更好的殺蟲活性.

2.2連香樹精油對(duì)2種蚜蟲的觸殺活性測定連香樹精油對(duì)桃蚜的熏蒸毒力結(jié)果見圖2(a).結(jié)果同樣表明,連香樹精油對(duì)2種蚜蟲均具有較好的殺傷作用.對(duì)于桃蚜組來說,隨著處理體積分?jǐn)?shù)與處理時(shí)間的延長校正死亡率均在逐步升高或保持最高校正死亡率不變.數(shù)據(jù)表明,200 μL/mL的連香樹精油在處理48 h以后校正死亡率已達(dá)到100%.另外,100、50、25、12.5與6.25 μL/mL的連香樹精油處理96 h后,校正死亡率分別達(dá)到87%、69%、59%、50%與44%,明顯要高于溶劑對(duì)照丙酮組(0%).

同樣,對(duì)于臺(tái)灣韭蚜組來說,隨著處理體積分?jǐn)?shù)與處理時(shí)間的延長校正死亡率均在逐步升高或保持最高校正死亡率不變.從圖2(b)中可以看出,200 μL/mL的連香樹精油處理12 h后就已經(jīng)將臺(tái)灣韭蚜完全殺死.而對(duì)于100 μL/mL的連香樹精油和50 μL/mL的連香樹精油對(duì)臺(tái)灣韭蚜也有著較好殺滅性.100 μL/mL的連香樹精油在處理72 h后,校正死亡率就可以達(dá)到100%；50 μL/mL的連香樹精油在處理96 h后,校正死亡率也可以達(dá)到100%.另外,對(duì)于其他體積分?jǐn)?shù)的精油(6.25～25 μL/mL)處理臺(tái)灣韭蚜96 h后,同樣也有較高的校正死亡率(53%～82%),明顯的要高于溶劑對(duì)照丙酮組(0%).

以觸殺活性測定結(jié)果的校正死亡率和不同測試體積分?jǐn)?shù)做直線回歸方程,求出LC50值.這里需要注意,對(duì)于臺(tái)灣韭蚜來說,處理72 h時(shí),100 μL/mL的連香樹精油就能使臺(tái)灣韭蚜的校正死亡率達(dá)到100%,故應(yīng)以連香樹精油體積分?jǐn)?shù)6.25～100 μL/mL處理所得的校正死亡率做出直線回歸方程.同理,對(duì)于臺(tái)灣韭蚜來說,處理96 h時(shí),應(yīng)以連香樹精油體積分?jǐn)?shù)6.25～50 μL/mL處理所得的校正死亡率做出直線回歸方程.

將上述直線回歸方程求出LC50值后,比較不同時(shí)間段連香樹精油對(duì)2種受試蟲的殺蟲效果,結(jié)果見表2.從回歸方程同樣可以看出,2種蚜蟲的校正死亡率與連香樹精油的體積分?jǐn)?shù)均呈線性正比關(guān)系.而對(duì)于2種蚜蟲組來說,隨著處理時(shí)間的增加,桃蚜的LC50值(0.68～133.12 μL/mL)和臺(tái)灣韭蚜的LC50值(0.21～53.66 μL/mL)在逐漸減小,可見隨著時(shí)間的增加殺蟲效果在逐漸增強(qiáng).另外,在同一處理時(shí)間段,臺(tái)灣韭蚜的LC50值同樣要明顯的低于桃蚜的LC50值,可見連香樹精油對(duì)臺(tái)灣韭蚜的殺傷作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于桃蚜,這與連香樹精油對(duì)桃蚜和臺(tái)灣韭蚜熏蒸作用的結(jié)果是一致的.

3 討論

蚜蟲是重要的農(nóng)業(yè)害蟲,具有數(shù)量龐大、繁殖快、分布廣等特點(diǎn),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要是采取化學(xué)農(nóng)藥防治,而長期使用化學(xué)農(nóng)藥又會(huì)使蚜蟲的抗藥

(a) 桃蚜, (b) 臺(tái)灣韭蚜.

圖 2 連香樹精油觸殺處理2種蚜蟲不同時(shí)間段的校正死亡率

性問題日益突出[21].因此,尋找天然抗蟲劑成為當(dāng)前急需解決的重要課題.眾所周知,植物源性物質(zhì)源于植物,害蟲對(duì)其難以產(chǎn)生抗體,加之其具有低毒、低殘留的優(yōu)勢[22],因而以植物源性物質(zhì)作為天然殺蟲劑是防治農(nóng)業(yè)害蟲的一種重要手段.本研究以連香樹精油作為殺蟲劑,通過熏蒸和觸殺2種受試蚜蟲,可以得出結(jié)論：1) 連香樹精油對(duì)桃蚜和臺(tái)灣韭蚜均有一定的殺滅作用.本文研究結(jié)果與張玲等[23]和姚曉寶等[24]的研究結(jié)果一致.張玲等[23]指出,丁草提取物對(duì)桃蚜有較高的觸殺活性；同樣,姚曉寶等發(fā)現(xiàn)毛竹、杭白菊粗提物對(duì)蚜蟲具有較好的觸殺活性.另外,連香樹精油對(duì)臺(tái)灣韭蚜的殺滅作用明顯大于桃蚜,可能是連香樹精油對(duì)2種蚜蟲體內(nèi)不同的酶系有不同的影響,導(dǎo)致了結(jié)果的差異性,但還有待于進(jìn)一步考證.孫紅霞[25]在植物精油對(duì)幾種殺蟲劑觸殺毒力的影響及增效機(jī)理的研究中指出,不同種類及體積分?jǐn)?shù)的植物精油影響著小菜蛾幼蟲體內(nèi)部分酶系活性.2) 隨著連香樹精油體積分?jǐn)?shù)和處理時(shí)間的增加,其殺滅效果越明顯.這與李進(jìn)步等[26]在半夏乙醇提取物對(duì)桃蚜的控制作用的研究是一致的.李進(jìn)步等[26]指出,半夏乙醇提取物對(duì)桃蚜有較好毒殺活性,提取物體積分?jǐn)?shù)越高,效果越明顯.同樣,劉順等[27]在花椒提取物對(duì)桃蚜的生物活性的研究中也指出,隨著花椒提取物體積分?jǐn)?shù)升高,對(duì)桃蚜觸殺活性增強(qiáng),隨著處理時(shí)間的延長,對(duì)桃蚜的觸殺作用也呈上升趨勢.結(jié)合于本研究,可以大致推測,植物精油對(duì)蚜蟲的殺滅作用呈體積分?jǐn)?shù)依賴性與時(shí)間依賴性.

通過連香樹精油對(duì)桃蚜和臺(tái)灣韭蚜的熏蒸和觸殺實(shí)驗(yàn),及前期對(duì)連香樹精油在抑癌和抑菌方面的研究[15],發(fā)現(xiàn)連香樹精油具有良好的殺蟲、殺菌及抑癌活性.研究結(jié)果表明了連香樹精油具有較多的生物學(xué)功能,有進(jìn)一步開發(fā)的必要性.該研究在醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等方面均具有重要的意義.

致謝四川師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理項(xiàng)目(SYJS2015-05)對(duì)本文給予了資助,謹(jǐn)致謝意.

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