德国小蠊引诱物质的提取及活性测定

王霞,井永真,邓天福

（河南科技学院,河南新乡453003）

被人们称之为“小强”的蟑螂是世界性的卫生害虫,它们繁殖速度快、食性杂、栖息范围广泛、适应能力极强.其体形扁平,喜欢夜出觅食,白天则藏匿于各处缝隙中,卵荚通常产于角落等不易发现处,目前尚无较好的防治药物可选.蟑螂能够携带多种致病微生物,常常出没于家庭、食品加工厂和宾馆饭店,污染食物和环境,危害人类的健康.更为严重的是,蟑螂的粪便和皮蜕等干燥后极易飘浮在空气中,成为儿童哮喘病的主要过敏源[1-2].

随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高,德国小蠊Blattella germanica的危害也日趋明显和严重.目前对德国小蠊的防治主要以化学防治为主,大量而不合理地使用化学杀虫剂已经导致德国小蠊产生了越来越高的抗药性,从而增加了防治难度,也加大了防治的成本[3-8].因此,国内外学者开始努力探索和研究防治的新途径和新技术,开发新型特异性的高效低毒杀虫剂.德国小蠊是一类“准社会性”昆虫,具有聚集习性,早在20世纪60年代,Ishii等人就发现德国小蠊若虫的聚集依赖于其体表和粪便中含有的化学物质,该化学成分能使德国小蠊在所有虫期都产生聚集[9-10].根据德国小蠊的这一生物习性,利用其自身产生的聚集信息物质开发强力诱杀剂,成为随后很长时间内德国小蠊测报和防治研究领域的重要内容之一[11-16].本研究以不同溶剂对饲养德国小蠊产生的废弃物进行提取,并对提取液的引诱活性进行了测定,以期为德国小蠊引诱剂的开发提供依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料：德国小蠊；2类饲养德国小蠊产生的废弃物（包括排泄物、皮蜕、死蟑螂等的混合物）,一类为新鲜的废弃物（fresh waste,以下简称FW）,一类为放置2 a以上风干后的废弃物（dried waste,以下简称DW）；体积分数为95%的乙醇,体积分数为99.5%的丙酮.

1.2 试验方法

1.2.1 德国小蠊引诱活性成分的提取 分别称取10 g DW和FW于广口瓶中,各加入100 mL自来水,室温下静置24 h后,过滤到100 mL的容量瓶中并定容至100 mL.以乙醇、丙酮作溶剂时的提取方法同前.

1.2.2 德国小蠊引诱活性测定 用移液管从容量瓶中分别吸取10 mL提取液于小烧杯中,然后以10倍的梯度分别稀释 7 次,即配成 100、10、1、0.1、0.01、0.001、0.000 1 和 0.000 01 g/L共 8 个质量浓度.将块状蟑螂饲料分别投入各烧杯中浸泡1 min,取出置60℃烘箱中烘2 h,使溶剂充分挥发.将浸泡过的饲料和未经任何处理的饲料（CK）放入长、宽、高分别为80 cm、50 cm、50 cm的塑料整理箱内,沿底部边缘等距离摆放一圈,引入60头龄期一致的德国小蠊.每隔10 min观察1次不同饲料附近的虫数,共观察10次.

1.3 数据处理

引诱活性大小以引诱率为指标进行判别.引诱率为各处理引诱到的虫数占一组试虫数（60头）的百分比,再求其平均值,平均值是每次观察记录的蟑螂数量总和与观察总次数之比.用Excel软件完成数据整理,使用DPS数据处理系统软件对试验数据进行方差分析[17].

2 结果与分析

2.1 不同溶剂提取的引诱物质对德国小蠊的引诱活性

2.1.1 DW提取液对德国小蠊的引诱活性 分别以水、乙醇和丙酮为溶剂对DW进行提取的活性物质对德国小蠊的引诱活性见表1.

表1 不同溶剂提取的DW对德国小蠊的引诱活性Tab.1 The attractant activity of dry waste extracted with different solvent on Blattella germanica

由表1可知,以水为溶剂对DW进行提取时,100、10、1和0.000 01 g/L质量浓度下对德国小蠊的引诱活性最强,所引诱虫数分别占试虫总数的6.50%、6.00%、5.00%和6.13%,且显著高于其他几个质量浓度与 CK（P＜0.05）,但相互间差异不显著（P＞0.05）.

以乙醇为溶剂提取时,1 g/L质量浓度下对德国小蠊的引诱活性最强,所引诱虫数占试虫总数的16.83%,显著高于其他各质量浓度与CK.其次为0.01 g/L质量浓度,引诱到的虫数占试虫总数的8.50%,也显著高于 CK（P＜0.05）.

以丙酮为溶剂提取时,1 g/L质量浓度下对德国小蠊的引诱活性最强,所引诱虫数占试虫总数的10.18%,接下来是0.001和0.000 01 g/L质量浓度,引诱到的虫数分别占试虫总数的8.00%和6.36%,均显著高于 CK（P＜0.05）.

2.1.2 FW提取液对德国小蠊的引诱活性 分别以水、乙醇和丙酮为溶剂对FW进行提取的活性物质对德国小蠊的引诱活性见表2.

表2 不同溶剂提取的FW对德国小蠊的引诱活性Tab.2 The attractant activity of fresh waste extracted with different solvent on Blattella germanica

由表2可知,以水为溶剂对FW进行提取时,100 g/L质量浓度下对德国小蠊的引诱活性最强,其次是0.000 1 g/L质量浓度,所引诱虫数分别占试虫总数的11.00%和8.40%,均显著高于CK（P＜0.05）.

以乙醇为溶剂提取时,0.01 g/L质量浓度下对德国小蠊的引诱活性最强,所引诱虫数占试虫总数的14.60%,略高于CK的11.60%,二者间差异不显著（P＞0.05）.其次为1 g/L和0.000 01 g/L质量浓度,均略低于CK.其余质量浓度下对德国小蠊均表现出了明显的驱避作用.

以丙酮为溶剂提取时,10 g/L质量浓度下对德国小蠊的引诱活性最强,所引诱虫数占试虫总数的17.82%,其次是0.000 01 g/L质量浓度,引诱到的虫数占总数的11.27%,均显著高于CK.其余质量浓度下引诱效果与CK差异不显著（P＞0.05）.

2.2 溶剂对提取物引诱效果的影响

3种溶剂提取的DW/FW活性成分对德国小蠊的引诱效果见图1、图2.

图1 不对溶剂对DW提取物引诱活性的影响Fig.1 The effect of different solvent on attractant activity of drywaste extract

图2 不对溶剂对FW提取物引诱活性的影响Fig.2 The effect of different solvent on attractant activity of fresh waste extract

由图1、图2可知,无论是DW还是FW,以水为溶剂时,均是100 g/L质量浓度下引诱效果最好；以乙醇为溶剂时,DW与FW提取物最佳引诱效果分别出现在1 g/L和0.01 g/L质量浓度；以丙酮为溶剂时,DW与FW提取物最佳引诱效果分别出现在1 g/L和10 g/L3质量浓度.说明在3种极性溶剂中,水的提取能力最弱,必须在提取物的最高质量浓度下才有最好的引诱效果,而乙醇和丙酮由于对许多有机成分的溶解能力更强,所提取的成分的种类和量均较水为多,所以在相对较低的质量浓度下也表现出了较佳的引诱效果.

2.3 蟑螂废弃物的干湿状态对提取物引诱效果的影响

由图1、图2可以看出,德国小蠊的DW用乙醇和丙酮作溶剂提取时,均是在1 g/L质量浓度下表现出了最佳引诱效果,但是FW用乙醇和丙酮作溶剂提取时,引诱效果最佳的质量浓度分别为0.01 g/L和10 g/L,说明不仅溶剂的种类会影响到提取物的引诱效果,废弃物的干湿状态同样会产生一定影响.DW的干燥时间已经长达2 a,许多活性成分可能已经挥发散失,而FW中活性成分相对较多,因此提取后生物活性更加明显.例如用乙醇提取FW时,100 g/L和10 g/L等较高质量浓度表现出了明显的驱避活性,与昆虫信息素类物质的活性规律非常吻合.

3 结论与讨论

通过比较水、乙醇、丙酮分别作为提取溶剂提取饲养德国小蠊的废弃物活性成分对其产生的引诱效果的不同可知：用乙醇、丙酮作为提取溶剂时诱到的虫数整体上高于用水作为提取溶剂时诱到的虫数,而且与CK比有明显差异,说明用乙醇和丙酮作为提取溶剂比用水的效果好.在提取FW时,对德国小蠊引诱活性最强的提取溶剂是乙醇,最佳作用质量浓度为1 g/L；在提取DW时,对德国小蠊引诱活性最强的提取溶剂是丙酮,最佳作用质量浓度为10 g/L.

除了溶剂对蟑螂废弃物提取活性的大小有影响外,代谢物的干湿状态也会产生一定影响.由于蟑螂自身及排泄物中含有的信息物质多具有挥发性,放置2 a的干废弃物中许多活性成分可能已经丧失,因此提取物的引诱活性相对欠佳.以乙醇作为溶剂为例,与DW提取物在1 g/L质量浓度引诱活性最佳相较,FW提取物在0.01 g/L质量浓度下便表现出了最佳引诱活性,较高的质量浓度下反而表现出明显的驱避活性,这也与生物信息物质的作用特点相吻合,同时说明新鲜的废弃物中活性成分可能在种类和含量上都更加丰富.

目前开发应用的防治蟑螂的饵剂都加入了一些蟑螂喜食的物质,如糖、麦芽、酵母之类.由于引诱剂的种类、用量和加工工艺的不同,饵剂的实际使用效果差别很大.某些饵剂中使用的杀虫成分为一些合成菊酯类或腙类化合物,这些化合物中有些对蟑螂有一定的驱避作用,会明显降低饵剂的使用效果[18-19].而在杀虫效果一般的蟑螂毒饵中加入蟑螂自身分泌物粗提物后,由于蟑螂自身分泌物抵消或遮蔽了毒饵中的杀虫成分对德国小蠊的驱避性,显著地提高了杀虫效率[20].本研究也表明饲养蟑螂的废弃物中含有对其自身具有引诱活性的化学成分,因此蟑螂代谢物在蟑螂的防治中具有广阔的应用前景,但还需要对环境温、湿度等影响实际使用效果的因素和蟑螂自身代谢物在自然界中的持效时间等做进一步的研究,方能使其在蟑螂的科学防治中发挥出更大作用.

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