王彥陽(yáng) 鄭曉瑞
摘 要:金腰箭[Synedrella nodiflora(L.)Gaertn]是一種繁殖力強(qiáng)的一年生菊科草本植物,其提取物對(duì)多種果蔬害蟲具有趨避、拒食、觸角點(diǎn)位、消炎等生物活性。本文綜述了近年來金腰箭的形態(tài)、化學(xué)成分及其在果蔬保護(hù)中的作用,并對(duì)開發(fā)金腰箭植物保護(hù)劑提出了展望。
關(guān)鍵詞:金腰箭;化學(xué)成分;生物活性;果蔬保護(hù)
金腰箭[Synedrella nodiflora(L.)Gaertn]又名金花草、苦草、黃花苦草,是一種繁殖能力強(qiáng)的一年生菊科草本植物,在世界熱帶地區(qū)均有分布廣泛,在我國(guó)主要分布在華南和西南地區(qū)。金腰箭提取物對(duì)多種果蔬害蟲有較高的驅(qū)避、拒食、毒殺、抑制生長(zhǎng)發(fā)育等生物活性,是一種潛在新型植物保護(hù)劑。化學(xué)農(nóng)藥的種種弊端在近幾十年來已經(jīng)被大量事實(shí)證明,農(nóng)藥使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致果蔬害蟲產(chǎn)生抗藥性,農(nóng)藥殘留會(huì)危害人類健康。而新型植物保護(hù)劑以其廣譜而高效、具有穩(wěn)定的降解途徑從而與人畜安全及生態(tài)環(huán)境相容等特點(diǎn),受到越來越多的重視與應(yīng)用。
1 形態(tài)及研究?jī)r(jià)值
金腰箭高約0.3~1 m,頭狀花序,莖直立,葉對(duì)生,常二歧狀分枝,雌花瘦果寬扁而平滑,兩性花的瘦果較狹。金腰箭的瘦果與總苞間刺隱藏在對(duì)生葉片的葉柄之中,看上去像金箭藏在腰中,金腰箭由此得名,其形態(tài)見圖1。
金腰箭作為華南與西南地區(qū)的雜草主要危害甘蔗、花生等坡地作物及橡膠樹等農(nóng)作物與經(jīng)濟(jì)園林,被認(rèn)為是外來入侵物種。邱寶利等于2001年報(bào)道了金腰箭是煙粉虱眾多寄主植物之一[1];車海彥等2005年報(bào)道了金腰箭作為中間寄主將某雙生病毒傳播給其他植物[2]。用金腰箭提取物對(duì)蔬菜害蟲的生物活性進(jìn)行追蹤,可發(fā)現(xiàn)其對(duì)果蔬害蟲的作用是多位點(diǎn)的,不僅具有拒食活性,而且能干擾其正常生長(zhǎng)發(fā)育,是一種潛在的果蔬植物保護(hù)劑,對(duì)其綜合應(yīng)用進(jìn)行研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2 提取物化學(xué)成分
楊培明(1994年)等[3]對(duì)金腰箭提取物進(jìn)行了分離與提純,其主要流程為:干燥(金腰箭全草)—提取(乙醇、石油醚等有機(jī)溶劑回流)—去除葉綠素(加活性碳)—濃縮—萃?。ㄊ兔?、乙酸乙酯、正丁醇等有機(jī)試劑)—低壓柱色譜分離(石油醚部位)—梯度洗脫—分步結(jié)晶。從金腰箭提取物中分離并鑒定了6種化合物,其中2種三萜皂苷、3種甾體化合物和1種甾體皂苷,分別為齊墩果酸3-O-β-D-吡喃葡萄糖醛酸甲酯(1)、金腰箭苷甲(2)、β-谷甾醇(3)、豆甾醇(4)、扶桑甾醇(5)和豆甾醇3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6)。
Rathi MJ等[4]分別用石油醚、笨、氯仿、甲醇、水提取金腰箭并鑒定了提取物的化學(xué)成分,發(fā)現(xiàn)金腰箭提取物中含有多種具有生物活性的化合物,包括甾族化合物和三萜類化合物、以及還原性糖、生物堿、苯酚衍生物、皂苷、單寧與芳香酸等化學(xué)物,但沒有發(fā)現(xiàn)黃色蛋白和類黃酮。
王彥陽(yáng)從金腰箭提取物中分離并鑒定了2種甾類化合物,分別為(22R,23R,24R)-22,23-亞甲基-23,24一二甲基膽甾醇和Δ22(23)(E)-24,26,26-三甲基-25(30)-亞甲基膽甾醇。且該研究表明,金腰箭提取物對(duì)果蔬害蟲小菜蛾寄生性天敵擬澳洲赤眼蜂成蜂的存活率沒有影響,在處理后72 h內(nèi),擬澳洲赤眼蜂的存活率均在為90%以上[5]。
3 生物活性
Szafranski F等研究了金腰箭葉的石油醚、正己烷、氯仿和甲醇提取物在果蔬貯藏期的保護(hù)作用,發(fā)現(xiàn)其對(duì)貯藏期間的果蔬幼蟲和成蟲有抑制活性,以氯仿提取物的活性最高[6]。Forestieri A M等的研究證明金腰箭全草的煎劑、石油醚、乙醇和水提取物對(duì)老鼠有鎮(zhèn)痛、抗炎和解熱藥理活性[7]。Abad M J等研究了金腰箭提取物對(duì)ACII(adjuvant carrageenan induced inflammation)的消炎活性,其提取物對(duì)慢性或急性炎癥均有抑制作用,消炎活性與常見的保泰松以及茚甲新無顯著差異[8]。
章玉蘋等研究了金腰箭、野茼蒿、三葉鬼針草、鱧腸、小飛蓬、鋪地菊、勝紅薊、蒼耳與野苦莫9種菊科植物甲醇提取物對(duì)3種蔬菜的保護(hù)作用,發(fā)現(xiàn)金腰箭提取物對(duì)3種蔬菜重要害蟲(菜粉蝶、小菜蛾和斜紋夜蛾)均有拒食活性[9]。之后,章玉蘋還發(fā)現(xiàn)金腰箭提取物對(duì)果蔬害蟲具有干擾控制作用(見表1),以及對(duì)果蔬重要害蟲蚜蟲的毒殺作用很強(qiáng),隨時(shí)間、濃度的增加,對(duì)蚜蟲的殺死率增大[10]。
秦玉潔等研究了十幾種非嗜食植物次生化合物對(duì)節(jié)瓜薊馬實(shí)驗(yàn)種群的影響,研究結(jié)果表明金腰箭乙醇提取物對(duì)薊馬成蟲有很好的拒食效果(拒食率為70.53%)[11]。
Rathi MJ等[4]發(fā)現(xiàn)金腰箭的石油醚、笨、氯仿、甲醇以及水提取物均對(duì)斜紋夜蛾幼蟲有毒殺作用,甲醇提取物的毒殺活性優(yōu)于苯提取物和氯仿提取物,苯提取物和氯仿提取物優(yōu)于石油醚提取物,水提取物的效果相對(duì)較低,LC50值依次為0.003、0.028、0.028、0.018與0.061。
王彥陽(yáng)[12]在金腰箭提取物對(duì)果蔬植物活性的保護(hù)作用跟蹤研究過程中,發(fā)現(xiàn)小菜蛾試驗(yàn)種群對(duì)金腰箭提取物具有不同程度的產(chǎn)卵忌避作用(見表2)。金腰箭6種不同溶劑提取物在0.01 gDW/mL濃度下對(duì)蔬菜害蟲小菜蛾試驗(yàn)種群具有不同程度的產(chǎn)卵忌避作用,用金腰箭乙醇、丙酮、氯仿、乙酸乙酯與石油迷提取物處理24 h后對(duì)小菜蛾的產(chǎn)卵忌避率(CK溶劑+輔助劑)分別是73.41%、72.72%、68.84%、39.02%、22.34%于42.56%。6種提取物中乙醇提取物和氯仿提取物的產(chǎn)卵忌避作用較強(qiáng)。繼續(xù)跟蹤發(fā)現(xiàn)其化合物(22R,23R,24R)-22,23-亞甲基-23,24一二甲基膽甾醇對(duì)蔬菜害蟲小菜蛾有較強(qiáng)的飼喂拒食活性和內(nèi)吸拒食活性,無顯著的點(diǎn)滴拒食作用。用四壁嗅覺儀測(cè)定小菜蛾對(duì)金腰箭揮發(fā)油的嗅覺反應(yīng),表明金腰箭揮發(fā)油對(duì)小菜蛾成蟲有驅(qū)避作用。當(dāng)氣體流速為300 mL/min時(shí),金腰箭揮發(fā)油對(duì)小菜蛾成蟲驅(qū)避作用與其他流速呈顯著差異。用觸角電位儀測(cè)定小菜蛾對(duì)金腰箭揮發(fā)油的觸角電位反應(yīng)表明小菜蛾成蟲對(duì)金腰箭揮發(fā)油有一定的觸角電位反應(yīng),且小菜蛾雌蟲對(duì)金腰箭揮發(fā)油觸角電位反應(yīng)強(qiáng)度與劑量成正比,隨著濃度的增大,小菜蛾對(duì)金腰箭揮發(fā)油的觸角電位反應(yīng)增強(qiáng),差異顯著(P<0.01)。可見金腰箭提取物對(duì)果蔬植物有較好的保護(hù)作用,同時(shí)對(duì)果蔬害蟲的天敵無毒副作用,金腰箭作為一種潛在的植物保護(hù)劑,對(duì)其進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
4 啟示與展望
綜上所述,金腰箭提取物對(duì)數(shù)種果蔬植物害蟲小菜蛾、菜粉蝶、斜紋夜蛾與蚜蟲等有較強(qiáng)驅(qū)避、拒食、毒殺與抑制生長(zhǎng)發(fā)育等生物活性,其有效成分和機(jī)制有待進(jìn)一步探討??梢灶A(yù)測(cè),由金腰箭開發(fā)出的植物保護(hù)劑是高效、廣譜的植物保護(hù)劑。與此同時(shí),金腰箭的繁殖能力相當(dāng)強(qiáng)且分布廣泛,可開采的資源非常豐富,開發(fā)金腰箭潛在的生物活性既可除雜以變害為寶,又可消滅害蟲保護(hù)果蔬植物。并且由于植物提取物中的活性物質(zhì)在長(zhǎng)期演化過程中已經(jīng)形成了穩(wěn)定的降解途徑而不污染環(huán)境,金腰箭的開發(fā)應(yīng)受到越來越多的重視。
參考文獻(xiàn)
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