紫莖澤蘭不同部位提取物對(duì)白星花金龜?shù)内叡芗岸練⒆饔?/h1>
2021-09-13 12:03吳學(xué)三田翙姜霖楊玉婷殷鄭艷陳文龍
山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào) 2021年4期
吳學(xué)三 田翙 姜霖 楊玉婷 殷鄭艷 陳文龍
摘 要：紫莖澤蘭能散發(fā)刺激性氣味，有一定殺蟲(chóng)活性。本文利用室內(nèi)生物測(cè)定及浸漬法，測(cè)定紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜?shù)内叡芑钚约岸練⒆饔?。結(jié)果表明：紫莖澤蘭不同部位對(duì)成蟲(chóng)的趨避活性存在差異，成蟲(chóng)對(duì)莖、葉、花表現(xiàn)出負(fù)趨性，對(duì)根表現(xiàn)出正趨性;3齡幼蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭不同部位提取物表現(xiàn)出負(fù)趨性，大小為葉>莖>根>花;1齡幼蟲(chóng)對(duì)不同部位提取物差異不顯著（P>0.05），2齡及3齡幼蟲(chóng)對(duì)花、莖及葉提取物之間差異顯著（P<0.05）。紫莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)3齡幼蟲(chóng)具有毒殺作用，且隨著處理時(shí)間及提取物濃度的增加毒殺作用增強(qiáng)，大小表現(xiàn)為莖>葉。研究結(jié)果能為開(kāi)發(fā)防治白星花金龜?shù)闹参镌礆⑾x(chóng)劑提供試驗(yàn)依據(jù)。
關(guān)鍵詞：紫莖澤蘭;白星花金龜;醇提物;行為反應(yīng);毒殺作用
中圖分類號(hào)：S433.5;S476.9
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1008-0457（2021）04-0087-06
國(guó)際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.04.013
Abstract：Ageratina adenophorum can emit pungent odor，which has certain insecticidal activity.In this paper，the repellent activity and toxic effect of extracts from different parts of A.adenophorum to Protaetia brevitarsis were carried out by laboratory bioassays and impregnation method.The results showed that there were significant differences in the repellent activity of extracts from different parts of A.adenophorum to adults.Adults showed negative tendency to stems，leaves and flowers，and positive tendency to roots.The larvae of three ages showed negative tendency to extracts of different parts of A.adenophorum，with the size of leaves>stems>roots>flowers.The 1st instar larvae had no significant difference in the repellency of extracts from different parts （P>0.05），while the 2nd and 3rd instar larvae had significant differences.The extracts of the stems and leaves of A.adenophorum were toxic to the 3rd instar larvae，and the toxic effect was enhanced with the increase of the treatment time and the concentration of the extracts，with the size of stems>leaves.The results of the research can provide a experimental for the development of plant-derived insecticides for the control of P.brevitarsis.
Keywords：Ageratina adenophora;Protaetia brevitarsis;alcohol extract;repellent activity;toxic effect
白星花金龜Protaetia brevitarsis，屬鞘翅目Coleoptera，金龜科Scarabaeidae，花金龜亞科Cetoniinae[1]。分布范圍廣，寄主種類多，我國(guó)及周邊國(guó)家均有分布，國(guó)內(nèi)以新疆和山東發(fā)生較為嚴(yán)重[2-3]。白星花金龜生活史較長(zhǎng)，自然條件下1年發(fā)生1代[4]，主要以成蟲(chóng)群集為害農(nóng)作物、瓜果、蔬菜等，能對(duì)取食部位造成酸腐現(xiàn)象，產(chǎn)生次生病害，是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)中的重要害蟲(chóng)[5-6]。幼蟲(chóng)具有趨腐性，適應(yīng)力強(qiáng)，在畜牧業(yè)發(fā)展較好的省份發(fā)生較嚴(yán)重。目前，白星花金龜?shù)姆乐畏椒ㄖ饕寝r(nóng)業(yè)防治、物理防治及化學(xué)防治[7]，利用植物源物質(zhì)防治方面，除王瑞笛等[8]研究過(guò)植物揮發(fā)物對(duì)白星花金龜?shù)男嵊X(jué)行為影響外，未見(jiàn)其他相關(guān)報(bào)道。
紫莖澤蘭Ageratina adenophora，是菊科Asteraceae澤蘭屬Ageratina的多年生半灌木植物，原產(chǎn)墨西哥，上世紀(jì)40年代由中緬邊境入侵至云南境內(nèi)[9]。紫莖澤蘭并非有意引種，但由于我國(guó)沒(méi)有原生地天敵的制約，才成為入侵物種[10]?，F(xiàn)在已擴(kuò)散至四川、貴州、廣西等地，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)、林、畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失和生態(tài)災(zāi)害，是我國(guó)最具入侵性和危害性的雜草之一[11-12]。目前，許多學(xué)者研究了紫莖澤蘭提取物對(duì)夾竹桃蚜Aphis nerii、美洲大蠊Periplaneta americana及米蛾Corcyra cephalonica等具有忌避活性[13-14]。對(duì)桔小實(shí)蠅Bactrocera dorsalis、棉蚜Aphis gossypii、儲(chǔ)糧害蟲(chóng)等具有殺蟲(chóng)活性[15-17];紫莖澤蘭中含有的親脂性殺蟲(chóng)物質(zhì)，有望開(kāi)發(fā)成植物源殺蟲(chóng)劑應(yīng)用于害蟲(chóng)的綠色防控。因此，本文研究了紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜成蟲(chóng)及其提取物對(duì)幼蟲(chóng)的趨避及毒殺作用，旨在為研發(fā)對(duì)白星花金龜具有趨避及毒殺作用的植物源活性物質(zhì)提供依據(jù)。
1?材料與方法
1.1?材料
1.1.1?供試?yán)ハx(chóng)
白星花金龜幼蟲(chóng)于2018年10月采自貴州省修文縣谷堡鎮(zhèn)（26°47′N，106°27′E）。室內(nèi)繁育備用，飼養(yǎng)條件為溫度（26±1） ℃，相對(duì)濕度（75±5）%，光周期L∶D=14 h∶10 h。以各個(gè)蟲(chóng)態(tài)健康蟲(chóng)作為供試?yán)ハx(chóng)。
1.1.2供試植物及提取
紫莖澤蘭采自貴陽(yáng)市花溪區(qū)貴州大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，將根、莖、葉及花干燥、粉碎后過(guò)40目篩。取20 g粉末于具塞三角瓶中，加入100 mL 95%乙醇常溫下浸泡12 h，用超聲輔助提取60 min（超聲頻率30 Hz，提取溫度25?℃）。提取結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾殘?jiān)够厝瞧恐?，按上述方法再次提取，合并濾液得到浸提物（料液比1∶10）。采用減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至黏稠狀，置于45 ℃恒溫干燥箱內(nèi)烘干，于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。使用前加入少量無(wú)水乙醇吐溫溶解乳化后，用蒸餾水定容至20 mL，則提取物的質(zhì)量濃度為1g/mL（即1 mL提取液中含有1 g植物提取物）。
1.1.3?供試儀器
人工氣候箱（寧波江南儀器廠）、高速粉碎機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司）、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）、數(shù)控超聲波清洗器（寧波市還屬達(dá)盛超聲波儀器廠）、循環(huán)水式多用真空水泵（上海力辰邦西儀器科技有限公司）、B220恒溫水浴鍋及RE-52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）、自制選擇行為處理裝置。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1?紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜成蟲(chóng)趨避活性測(cè)定
參照J(rèn)ohnston N等[18]使用的“Y”型嗅覺(jué)儀原理，自制選擇行為裝置（圖1）。裝置內(nèi)壁透明，高12 cm，占地約50 cm×200 cm，由1個(gè)昆蟲(chóng)釋放區(qū)、1個(gè)處理區(qū)及1個(gè)對(duì)照區(qū)組成，釋放區(qū)連接抽氣泵，沿另外兩個(gè)區(qū)設(shè)有活動(dòng)通道（D=2.0 cm）;處理區(qū)和對(duì)照區(qū)由遠(yuǎn)及近配有活性炭、加濕器、氣流計(jì)。試驗(yàn)過(guò)程中處理區(qū)和對(duì)照區(qū)交叉設(shè)置。
將足量白星花金龜成蟲(chóng)置于飼養(yǎng)盒（D=20 cm，h=12 cm）中饑餓12 h。取紫莖澤蘭不同部位放入處理區(qū)作為處理，以潔凈空氣作為對(duì)照。打開(kāi)抽氣泵，氣流量為100 mL/min，通氣30 s后，將饑餓處理后的白星花金龜引入釋放區(qū)，試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)試20頭。記錄10 min內(nèi)停留在每個(gè)區(qū)域的蟲(chóng)數(shù)，如果釋放區(qū)蟲(chóng)數(shù)大于5頭，視為無(wú)效試驗(yàn)，重新進(jìn)行測(cè)定[8]。為避免殘留氣味對(duì)試驗(yàn)造成干擾，每測(cè)完一個(gè)重復(fù)，用酒精對(duì)裝置內(nèi)壁進(jìn)行擦拭，并進(jìn)行氣味驅(qū)散3 min，對(duì)調(diào)處理區(qū)與對(duì)照區(qū)位置后，進(jìn)行下一次測(cè)定。為防止光線對(duì)白星花金龜趨性產(chǎn)生影響，測(cè)試環(huán)境選擇在光照均勻的室內(nèi)進(jìn)行。計(jì)算公式如下[19]：
反應(yīng)率=[（處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)+對(duì)照區(qū)蟲(chóng)數(shù)）/總蟲(chóng)數(shù)]×100%;
選擇反應(yīng)率=[處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)/（處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)+對(duì)照區(qū)蟲(chóng)數(shù)）]×100%;
選擇系數(shù)=（處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)-對(duì)照區(qū)蟲(chóng)數(shù)）/（處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)+對(duì)照區(qū)蟲(chóng)數(shù)）。
1.2.2?紫莖澤蘭不同部位提取物對(duì)白星花金龜幼蟲(chóng)的趨避活性測(cè)定方法
在1.2.1基礎(chǔ)上略有修改。將提取液渦旋振蕩后，取5 mL噴灑在脫脂棉上作為處理，以無(wú)菌水作為對(duì)照。將饑餓處理后的幼蟲(chóng)引入釋放區(qū)，共6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)試10頭。
1.2.3?紫莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)白星花金龜幼蟲(chóng)的毒殺方法
由于紫莖澤蘭的莖、葉在生活中易獲得，對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)具有很好的驅(qū)避效果，因此選取莖、葉提取物進(jìn)行毒殺試驗(yàn)。參照李冠華等[20]的浸漬法，將莖、葉提取物用少量無(wú)水乙醇吐溫溶解乳化后，加入蒸餾水稀釋成50 mg/mL、100 mg/mL、200 mg/mL、400 mg/mL及800 mg/mL 5個(gè)濃度梯度。用小紗袋將試蟲(chóng)裝好置于藥液中浸漬30 s作為處理，取出后用脫脂棉吸干多余藥液，用無(wú)菌水浸漬30 s作為對(duì)照。每個(gè)處理20頭試蟲(chóng)，3次重復(fù)，置于飼養(yǎng)盒中飼養(yǎng)（D=20 cm，h=12 cm），觀察24 h、48 h后的死亡情況。計(jì)算死亡率、校正死亡率及LC[21]50，公式如下：
死亡率=（死亡蟲(chóng)數(shù)/總蟲(chóng)數(shù)）×100%;
校正死亡率=[（處理死亡率-對(duì)照死亡率）/（1-對(duì)照死亡率）]×100%。
1.3?數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計(jì)，用IBM SPSS 26.0完成數(shù)據(jù)分析，采用最小顯著極差法（LSD）進(jìn)行差異顯著性分析及多重比較，顯著水平設(shè)為P<0.05，采用Origin 2018作圖。
2?結(jié)果與分析
2.1?紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜成蟲(chóng)的趨避活性
紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜成蟲(chóng)的趨避活性存在顯著差異（圖2）。成蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭的莖、葉及花的選擇反應(yīng)率均小于50%，分別為38.94%、39.84%、46.02%，選擇系數(shù)為-0.22、-0.20、-0.08，表現(xiàn)為負(fù)趨性，負(fù)趨性大小為莖>葉>花。成蟲(chóng)對(duì)葉與花、莖之間的選擇差異不顯著（P>0.05），但在莖與花差異顯著（P<0.05）;對(duì)紫莖澤蘭根的選擇反應(yīng)率為55.00%，反應(yīng)系數(shù)為0.10，表現(xiàn)為正趨性，根與莖、葉及花差異顯著（P<0.05）。
2.2?白星花金龜幼蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭不同部位提取物的選擇行為反應(yīng)
紫莖澤蘭不同部位提取物對(duì)白星花金龜1～3齡幼蟲(chóng)均具有驅(qū)避作用（表1）。3個(gè)齡期幼蟲(chóng)除對(duì)紫莖澤蘭花提取物的選擇反應(yīng)率分別為43.29%、46.22%、46.25%外，對(duì)其他部位提取物的選擇反應(yīng)率均在40 %以下。紫莖澤蘭不同部位提取物對(duì)1齡幼蟲(chóng)無(wú)顯著差異（P>0.05）;花、莖及葉提取物對(duì)2齡及3齡幼蟲(chóng)的趨避活性存在顯著差異（P<0.05）;3齡幼蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭不同部位提取物選擇系數(shù)均小于0，反應(yīng)系數(shù)在-0.43～-0.08之間，表現(xiàn)為負(fù)趨性，負(fù)趨性大小為葉>莖>根>花。
2.3?紫莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)的毒殺作用
莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)具有一定毒殺作用，但均未達(dá)到強(qiáng)活性“++++”（表2）。處理12 h后，莖、葉提取物在800 mg/mL濃度下的校正死亡率分別為55.00%、53.33%，顯著高于其他濃度的殺蟲(chóng)活性（P<0.05），殺蟲(chóng)活性較強(qiáng)，表現(xiàn)為“+++”;處理48 h后，莖、葉提取物在400 mg/mL、800 mg/mL濃度下的校正死亡率均大于50.00%，校正死亡率差異不顯著（P>0.05），殺蟲(chóng)活性較強(qiáng)，表現(xiàn)為“+++”。
致死中濃度結(jié)果顯示，隨著處理時(shí)間的增加，莖、葉提取物的LC50隨之降低（表3），在相同處理時(shí)間下，紫莖澤蘭莖提取物的LC50小于葉的提取物;處理48 h后，莖、葉提取物對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)的LC50分別為193.217 mg/mL、316.068 mg/mL。隨著處理時(shí)間及提取物濃度的增加，不同部位提取物對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)的毒殺活性越強(qiáng)，毒殺活性大小整體表現(xiàn)為莖>葉。
3?結(jié)論與討論
目前在病蟲(chóng)害防治方面，化學(xué)防治仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，隨著“3R”問(wèn)題日益嚴(yán)重，新型植物源化學(xué)藥劑防治害蟲(chóng)的潛力凸顯。紫莖澤蘭是一種世界性的入侵植物，防治比較困難，尚未對(duì)其進(jìn)行有效的開(kāi)發(fā)利用[22-23]。有研究表明，紫莖澤蘭所含次生物質(zhì)有明顯殺蟲(chóng)、拒食和抑菌活性，是一種良好的植物源藥劑原材料[24]。
本試驗(yàn)研究了紫莖澤蘭不同部位及其提取物對(duì)白星花金龜?shù)内叡芑钚?。結(jié)果表明，白星花金龜對(duì)紫莖澤蘭莖、葉及花具負(fù)趨性，對(duì)根具有正趨性;幼蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭不同部位提取物均表現(xiàn)出負(fù)趨性。程麗坤等[14]測(cè)定了紫莖澤蘭提取物對(duì)美洲大蠊和米蛾的忌避活性，得出紫莖澤蘭粗提物和精油均對(duì)美洲大蠊具趨避效果，且精油對(duì)美洲大蠊趨避活性顯著高于粗提物。結(jié)果與本研究類似，說(shuō)明紫莖澤蘭中含有可以趨避多種害蟲(chóng)的有效成分，可開(kāi)發(fā)成對(duì)多種害蟲(chóng)具有趨避作用的忌避劑。
紫莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)白星花金龜?shù)亩練⒆饔醚芯勘砻?，莖、葉對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)均具有毒殺效果，24 h、48 h的毒殺LC50分別為623.564 mg/mL，683.252 mg/mL和193.217 mg/mL，316.068 mg/mL，且隨著時(shí)間和濃度的增加，莖和葉提取物的毒殺效果越好，大小表現(xiàn)為莖>葉。已有研究表明，紫莖澤蘭提取物對(duì)螨蟲(chóng)[25-26]、蚜蟲(chóng)[27]、蛞蝓Agriolimax agrestis[28]、小地老虎Agrotis ypsilon[29]以及煙青蟲(chóng)Heliothis assulta[30]等具有殺蟲(chóng)活性，說(shuō)明紫莖澤蘭對(duì)多種害蟲(chóng)有防治效果。吐努合·哈米提等[31]測(cè)定了3種植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)白星花金龜?shù)亩練⑿Чf(shuō)明植物源殺蟲(chóng)劑防治白星花金龜有較好的前景。
紫莖澤蘭在我國(guó)泛濫成災(zāi)，可輕易獲取，且具有低成本、方便、防效好等特點(diǎn)，可作為開(kāi)發(fā)防治害蟲(chóng)的植物源藥劑。本研究為將紫莖澤蘭產(chǎn)品化提供依據(jù)，但將其開(kāi)發(fā)成為可應(yīng)用的控制白星花金龜種群的植物源藥劑仍有許多工作要做，關(guān)于紫莖澤蘭提取物有效生物活性的提取及其機(jī)理仍有待進(jìn)一步的研究。
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吳學(xué)三 田翙 姜霖 楊玉婷 殷鄭艷 陳文龍
摘 要：紫莖澤蘭能散發(fā)刺激性氣味，有一定殺蟲(chóng)活性。本文利用室內(nèi)生物測(cè)定及浸漬法，測(cè)定紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜?shù)内叡芑钚约岸練⒆饔?。結(jié)果表明：紫莖澤蘭不同部位對(duì)成蟲(chóng)的趨避活性存在差異，成蟲(chóng)對(duì)莖、葉、花表現(xiàn)出負(fù)趨性，對(duì)根表現(xiàn)出正趨性;3齡幼蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭不同部位提取物表現(xiàn)出負(fù)趨性，大小為葉>莖>根>花;1齡幼蟲(chóng)對(duì)不同部位提取物差異不顯著（P>0.05），2齡及3齡幼蟲(chóng)對(duì)花、莖及葉提取物之間差異顯著（P<0.05）。紫莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)3齡幼蟲(chóng)具有毒殺作用，且隨著處理時(shí)間及提取物濃度的增加毒殺作用增強(qiáng)，大小表現(xiàn)為莖>葉。研究結(jié)果能為開(kāi)發(fā)防治白星花金龜?shù)闹参镌礆⑾x(chóng)劑提供試驗(yàn)依據(jù)。
關(guān)鍵詞：紫莖澤蘭;白星花金龜;醇提物;行為反應(yīng);毒殺作用
中圖分類號(hào)：S433.5;S476.9
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1008-0457（2021）04-0087-06
國(guó)際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.04.013
Abstract：Ageratina adenophorum can emit pungent odor，which has certain insecticidal activity.In this paper，the repellent activity and toxic effect of extracts from different parts of A.adenophorum to Protaetia brevitarsis were carried out by laboratory bioassays and impregnation method.The results showed that there were significant differences in the repellent activity of extracts from different parts of A.adenophorum to adults.Adults showed negative tendency to stems，leaves and flowers，and positive tendency to roots.The larvae of three ages showed negative tendency to extracts of different parts of A.adenophorum，with the size of leaves>stems>roots>flowers.The 1st instar larvae had no significant difference in the repellency of extracts from different parts （P>0.05），while the 2nd and 3rd instar larvae had significant differences.The extracts of the stems and leaves of A.adenophorum were toxic to the 3rd instar larvae，and the toxic effect was enhanced with the increase of the treatment time and the concentration of the extracts，with the size of stems>leaves.The results of the research can provide a experimental for the development of plant-derived insecticides for the control of P.brevitarsis.
Keywords：Ageratina adenophora;Protaetia brevitarsis;alcohol extract;repellent activity;toxic effect
白星花金龜Protaetia brevitarsis，屬鞘翅目Coleoptera，金龜科Scarabaeidae，花金龜亞科Cetoniinae[1]。分布范圍廣，寄主種類多，我國(guó)及周邊國(guó)家均有分布，國(guó)內(nèi)以新疆和山東發(fā)生較為嚴(yán)重[2-3]。白星花金龜生活史較長(zhǎng)，自然條件下1年發(fā)生1代[4]，主要以成蟲(chóng)群集為害農(nóng)作物、瓜果、蔬菜等，能對(duì)取食部位造成酸腐現(xiàn)象，產(chǎn)生次生病害，是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)中的重要害蟲(chóng)[5-6]。幼蟲(chóng)具有趨腐性，適應(yīng)力強(qiáng)，在畜牧業(yè)發(fā)展較好的省份發(fā)生較嚴(yán)重。目前，白星花金龜?shù)姆乐畏椒ㄖ饕寝r(nóng)業(yè)防治、物理防治及化學(xué)防治[7]，利用植物源物質(zhì)防治方面，除王瑞笛等[8]研究過(guò)植物揮發(fā)物對(duì)白星花金龜?shù)男嵊X(jué)行為影響外，未見(jiàn)其他相關(guān)報(bào)道。
紫莖澤蘭Ageratina adenophora，是菊科Asteraceae澤蘭屬Ageratina的多年生半灌木植物，原產(chǎn)墨西哥，上世紀(jì)40年代由中緬邊境入侵至云南境內(nèi)[9]。紫莖澤蘭并非有意引種，但由于我國(guó)沒(méi)有原生地天敵的制約，才成為入侵物種[10]?，F(xiàn)在已擴(kuò)散至四川、貴州、廣西等地，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)、林、畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失和生態(tài)災(zāi)害，是我國(guó)最具入侵性和危害性的雜草之一[11-12]。目前，許多學(xué)者研究了紫莖澤蘭提取物對(duì)夾竹桃蚜Aphis nerii、美洲大蠊Periplaneta americana及米蛾Corcyra cephalonica等具有忌避活性[13-14]。對(duì)桔小實(shí)蠅Bactrocera dorsalis、棉蚜Aphis gossypii、儲(chǔ)糧害蟲(chóng)等具有殺蟲(chóng)活性[15-17];紫莖澤蘭中含有的親脂性殺蟲(chóng)物質(zhì)，有望開(kāi)發(fā)成植物源殺蟲(chóng)劑應(yīng)用于害蟲(chóng)的綠色防控。因此，本文研究了紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜成蟲(chóng)及其提取物對(duì)幼蟲(chóng)的趨避及毒殺作用，旨在為研發(fā)對(duì)白星花金龜具有趨避及毒殺作用的植物源活性物質(zhì)提供依據(jù)。
1?材料與方法
1.1?材料
1.1.1?供試?yán)ハx(chóng)
白星花金龜幼蟲(chóng)于2018年10月采自貴州省修文縣谷堡鎮(zhèn)（26°47′N，106°27′E）。室內(nèi)繁育備用，飼養(yǎng)條件為溫度（26±1） ℃，相對(duì)濕度（75±5）%，光周期L∶D=14 h∶10 h。以各個(gè)蟲(chóng)態(tài)健康蟲(chóng)作為供試?yán)ハx(chóng)。
1.1.2供試植物及提取
紫莖澤蘭采自貴陽(yáng)市花溪區(qū)貴州大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，將根、莖、葉及花干燥、粉碎后過(guò)40目篩。取20 g粉末于具塞三角瓶中，加入100 mL 95%乙醇常溫下浸泡12 h，用超聲輔助提取60 min（超聲頻率30 Hz，提取溫度25?℃）。提取結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾殘?jiān)够厝瞧恐?，按上述方法再次提取，合并濾液得到浸提物（料液比1∶10）。采用減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至黏稠狀，置于45 ℃恒溫干燥箱內(nèi)烘干，于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。使用前加入少量無(wú)水乙醇吐溫溶解乳化后，用蒸餾水定容至20 mL，則提取物的質(zhì)量濃度為1g/mL（即1 mL提取液中含有1 g植物提取物）。
1.1.3?供試儀器
人工氣候箱（寧波江南儀器廠）、高速粉碎機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司）、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）、數(shù)控超聲波清洗器（寧波市還屬達(dá)盛超聲波儀器廠）、循環(huán)水式多用真空水泵（上海力辰邦西儀器科技有限公司）、B220恒溫水浴鍋及RE-52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）、自制選擇行為處理裝置。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1?紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜成蟲(chóng)趨避活性測(cè)定
參照J(rèn)ohnston N等[18]使用的“Y”型嗅覺(jué)儀原理，自制選擇行為裝置（圖1）。裝置內(nèi)壁透明，高12 cm，占地約50 cm×200 cm，由1個(gè)昆蟲(chóng)釋放區(qū)、1個(gè)處理區(qū)及1個(gè)對(duì)照區(qū)組成，釋放區(qū)連接抽氣泵，沿另外兩個(gè)區(qū)設(shè)有活動(dòng)通道（D=2.0 cm）;處理區(qū)和對(duì)照區(qū)由遠(yuǎn)及近配有活性炭、加濕器、氣流計(jì)。試驗(yàn)過(guò)程中處理區(qū)和對(duì)照區(qū)交叉設(shè)置。
將足量白星花金龜成蟲(chóng)置于飼養(yǎng)盒（D=20 cm，h=12 cm）中饑餓12 h。取紫莖澤蘭不同部位放入處理區(qū)作為處理，以潔凈空氣作為對(duì)照。打開(kāi)抽氣泵，氣流量為100 mL/min，通氣30 s后，將饑餓處理后的白星花金龜引入釋放區(qū)，試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)試20頭。記錄10 min內(nèi)停留在每個(gè)區(qū)域的蟲(chóng)數(shù)，如果釋放區(qū)蟲(chóng)數(shù)大于5頭，視為無(wú)效試驗(yàn)，重新進(jìn)行測(cè)定[8]。為避免殘留氣味對(duì)試驗(yàn)造成干擾，每測(cè)完一個(gè)重復(fù)，用酒精對(duì)裝置內(nèi)壁進(jìn)行擦拭，并進(jìn)行氣味驅(qū)散3 min，對(duì)調(diào)處理區(qū)與對(duì)照區(qū)位置后，進(jìn)行下一次測(cè)定。為防止光線對(duì)白星花金龜趨性產(chǎn)生影響，測(cè)試環(huán)境選擇在光照均勻的室內(nèi)進(jìn)行。計(jì)算公式如下[19]：
反應(yīng)率=[（處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)+對(duì)照區(qū)蟲(chóng)數(shù)）/總蟲(chóng)數(shù)]×100%;
選擇反應(yīng)率=[處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)/（處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)+對(duì)照區(qū)蟲(chóng)數(shù)）]×100%;
選擇系數(shù)=（處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)-對(duì)照區(qū)蟲(chóng)數(shù)）/（處理區(qū)蟲(chóng)數(shù)+對(duì)照區(qū)蟲(chóng)數(shù)）。
1.2.2?紫莖澤蘭不同部位提取物對(duì)白星花金龜幼蟲(chóng)的趨避活性測(cè)定方法
在1.2.1基礎(chǔ)上略有修改。將提取液渦旋振蕩后，取5 mL噴灑在脫脂棉上作為處理，以無(wú)菌水作為對(duì)照。將饑餓處理后的幼蟲(chóng)引入釋放區(qū)，共6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)試10頭。
1.2.3?紫莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)白星花金龜幼蟲(chóng)的毒殺方法
由于紫莖澤蘭的莖、葉在生活中易獲得，對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)具有很好的驅(qū)避效果，因此選取莖、葉提取物進(jìn)行毒殺試驗(yàn)。參照李冠華等[20]的浸漬法，將莖、葉提取物用少量無(wú)水乙醇吐溫溶解乳化后，加入蒸餾水稀釋成50 mg/mL、100 mg/mL、200 mg/mL、400 mg/mL及800 mg/mL 5個(gè)濃度梯度。用小紗袋將試蟲(chóng)裝好置于藥液中浸漬30 s作為處理，取出后用脫脂棉吸干多余藥液，用無(wú)菌水浸漬30 s作為對(duì)照。每個(gè)處理20頭試蟲(chóng)，3次重復(fù)，置于飼養(yǎng)盒中飼養(yǎng)（D=20 cm，h=12 cm），觀察24 h、48 h后的死亡情況。計(jì)算死亡率、校正死亡率及LC[21]50，公式如下：
死亡率=（死亡蟲(chóng)數(shù)/總蟲(chóng)數(shù)）×100%;
校正死亡率=[（處理死亡率-對(duì)照死亡率）/（1-對(duì)照死亡率）]×100%。
1.3?數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計(jì)，用IBM SPSS 26.0完成數(shù)據(jù)分析，采用最小顯著極差法（LSD）進(jìn)行差異顯著性分析及多重比較，顯著水平設(shè)為P<0.05，采用Origin 2018作圖。
2?結(jié)果與分析
2.1?紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜成蟲(chóng)的趨避活性
紫莖澤蘭不同部位對(duì)白星花金龜成蟲(chóng)的趨避活性存在顯著差異（圖2）。成蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭的莖、葉及花的選擇反應(yīng)率均小于50%，分別為38.94%、39.84%、46.02%，選擇系數(shù)為-0.22、-0.20、-0.08，表現(xiàn)為負(fù)趨性，負(fù)趨性大小為莖>葉>花。成蟲(chóng)對(duì)葉與花、莖之間的選擇差異不顯著（P>0.05），但在莖與花差異顯著（P<0.05）;對(duì)紫莖澤蘭根的選擇反應(yīng)率為55.00%，反應(yīng)系數(shù)為0.10，表現(xiàn)為正趨性，根與莖、葉及花差異顯著（P<0.05）。
2.2?白星花金龜幼蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭不同部位提取物的選擇行為反應(yīng)
紫莖澤蘭不同部位提取物對(duì)白星花金龜1～3齡幼蟲(chóng)均具有驅(qū)避作用（表1）。3個(gè)齡期幼蟲(chóng)除對(duì)紫莖澤蘭花提取物的選擇反應(yīng)率分別為43.29%、46.22%、46.25%外，對(duì)其他部位提取物的選擇反應(yīng)率均在40 %以下。紫莖澤蘭不同部位提取物對(duì)1齡幼蟲(chóng)無(wú)顯著差異（P>0.05）;花、莖及葉提取物對(duì)2齡及3齡幼蟲(chóng)的趨避活性存在顯著差異（P<0.05）;3齡幼蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭不同部位提取物選擇系數(shù)均小于0，反應(yīng)系數(shù)在-0.43～-0.08之間，表現(xiàn)為負(fù)趨性，負(fù)趨性大小為葉>莖>根>花。
2.3?紫莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)的毒殺作用
莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)具有一定毒殺作用，但均未達(dá)到強(qiáng)活性“++++”（表2）。處理12 h后，莖、葉提取物在800 mg/mL濃度下的校正死亡率分別為55.00%、53.33%，顯著高于其他濃度的殺蟲(chóng)活性（P<0.05），殺蟲(chóng)活性較強(qiáng)，表現(xiàn)為“+++”;處理48 h后，莖、葉提取物在400 mg/mL、800 mg/mL濃度下的校正死亡率均大于50.00%，校正死亡率差異不顯著（P>0.05），殺蟲(chóng)活性較強(qiáng)，表現(xiàn)為“+++”。
致死中濃度結(jié)果顯示，隨著處理時(shí)間的增加，莖、葉提取物的LC50隨之降低（表3），在相同處理時(shí)間下，紫莖澤蘭莖提取物的LC50小于葉的提取物;處理48 h后，莖、葉提取物對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)的LC50分別為193.217 mg/mL、316.068 mg/mL。隨著處理時(shí)間及提取物濃度的增加，不同部位提取物對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)的毒殺活性越強(qiáng)，毒殺活性大小整體表現(xiàn)為莖>葉。
3?結(jié)論與討論
目前在病蟲(chóng)害防治方面，化學(xué)防治仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，隨著“3R”問(wèn)題日益嚴(yán)重，新型植物源化學(xué)藥劑防治害蟲(chóng)的潛力凸顯。紫莖澤蘭是一種世界性的入侵植物，防治比較困難，尚未對(duì)其進(jìn)行有效的開(kāi)發(fā)利用[22-23]。有研究表明，紫莖澤蘭所含次生物質(zhì)有明顯殺蟲(chóng)、拒食和抑菌活性，是一種良好的植物源藥劑原材料[24]。
本試驗(yàn)研究了紫莖澤蘭不同部位及其提取物對(duì)白星花金龜?shù)内叡芑钚?。結(jié)果表明，白星花金龜對(duì)紫莖澤蘭莖、葉及花具負(fù)趨性，對(duì)根具有正趨性;幼蟲(chóng)對(duì)紫莖澤蘭不同部位提取物均表現(xiàn)出負(fù)趨性。程麗坤等[14]測(cè)定了紫莖澤蘭提取物對(duì)美洲大蠊和米蛾的忌避活性，得出紫莖澤蘭粗提物和精油均對(duì)美洲大蠊具趨避效果，且精油對(duì)美洲大蠊趨避活性顯著高于粗提物。結(jié)果與本研究類似，說(shuō)明紫莖澤蘭中含有可以趨避多種害蟲(chóng)的有效成分，可開(kāi)發(fā)成對(duì)多種害蟲(chóng)具有趨避作用的忌避劑。
紫莖澤蘭莖、葉提取物對(duì)白星花金龜?shù)亩練⒆饔醚芯勘砻?，莖、葉對(duì)白星花金龜3齡幼蟲(chóng)均具有毒殺效果，24 h、48 h的毒殺LC50分別為623.564 mg/mL，683.252 mg/mL和193.217 mg/mL，316.068 mg/mL，且隨著時(shí)間和濃度的增加，莖和葉提取物的毒殺效果越好，大小表現(xiàn)為莖>葉。已有研究表明，紫莖澤蘭提取物對(duì)螨蟲(chóng)[25-26]、蚜蟲(chóng)[27]、蛞蝓Agriolimax agrestis[28]、小地老虎Agrotis ypsilon[29]以及煙青蟲(chóng)Heliothis assulta[30]等具有殺蟲(chóng)活性，說(shuō)明紫莖澤蘭對(duì)多種害蟲(chóng)有防治效果。吐努合·哈米提等[31]測(cè)定了3種植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)白星花金龜?shù)亩練⑿Чf(shuō)明植物源殺蟲(chóng)劑防治白星花金龜有較好的前景。
紫莖澤蘭在我國(guó)泛濫成災(zāi)，可輕易獲取，且具有低成本、方便、防效好等特點(diǎn)，可作為開(kāi)發(fā)防治害蟲(chóng)的植物源藥劑。本研究為將紫莖澤蘭產(chǎn)品化提供依據(jù)，但將其開(kāi)發(fā)成為可應(yīng)用的控制白星花金龜種群的植物源藥劑仍有許多工作要做，關(guān)于紫莖澤蘭提取物有效生物活性的提取及其機(jī)理仍有待進(jìn)一步的研究。
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