粗茎鳞毛蕨不同部位乙醇提取液对菜青虫的生物活性影响研究*

赵玉敏，刘晓亮，栾志慧，顾地周，何晓燕，乔淑芬，杨丽娟

(通化师范学院 生命科学学院，吉林 通化 134002)

粗茎鳞毛蕨不同部位乙醇提取液对菜青虫的生物活性影响研究*

赵玉敏，刘晓亮，栾志慧，顾地周，何晓燕，乔淑芬，杨丽娟

(通化师范学院 生命科学学院，吉林 通化 134002)

应用均匀设计法研究了粗茎鳞毛蕨全株根、茎、叶不同部位乙醇提取液对菜青虫生物活性的影响.研究结果表明：茎的乙醇提取液对菜青虫具有明显的拒食作用,12h、24h和48h的拒食作用随提取液浓度增高而增强,24h质量浓度为45.0mg/mL时茎的乙醇提取液拒食率最高,可达93.8%.根、叶的乙醇提取液拒食作用均不明显.

粗茎鳞毛蕨；菜青虫；均匀设计；生物活性

粗茎鳞毛蕨(Dryopteriscrassirhizoma)为鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)鳞毛蕨属(DryopterisAdanson)的一种多年生草本植物.药材商品名称“贯众”,高50～100cm；根茎粗大,斜生,密生棕褐色长披针形大鳞片.生于山地阴坡混交林下湿地，分布于东北及华北部分地区.具有清热、解毒、抗炎、抑菌、驱虫、杀虫、止血等作用[1].菜青虫即菜粉蝶(PierisrapaeLinne)的幼虫,分布广泛,每年发生十代左右,严重危害我国蔬菜生长,尤偏嗜十字花科蔬菜,如甘蓝、花椰菜、白菜、萝卜等.幼虫将叶片吃成缺刻和孔洞,危害严重时全叶被吃光,仅剩叶脉和叶柄,致使蔬菜产量严重受损.以往防治菜青虫多采用高效、高毒、高残留等农药.利用植物防治菜青虫的相关研究已有过报道[2-11],但利用粗茎鳞毛蕨防治菜青虫迄今未见报道.鉴此,研究了粗茎鳞毛蕨的不同部位的乙醇提取液对菜青虫生物活性的影响.

1 材料与方法

1.1 供试植物与昆虫

粗茎鳞毛蕨采自于通化市驼道岭山坡上并经鉴定.将采摘的新鲜植株用清水清洗干净,再将植株的根、茎、叶分离备用.菜青虫捕捉于通化师范学院生命科学学院阳光温室外的甘蓝种植田内.选取个体均匀、大小适宜、生活状态良好三龄幼虫作为供试虫.将供试虫置于铺有三层吸水纸的培养皿中饲养待用(培养温度(25±2)℃,相对湿度65%～80%,光照强度600lx).实验前饥饿处理12h.

1.2 药品制备与制备方法

清洗干净的粗茎鳞毛蕨根、茎、叶晒干后,用剪刀剪碎,称取20g放入500mL的烧杯中,然后加入95%的乙醇溶液至没过材料,于室温(24±2)℃下浸制24h.再将提取液用恒温水浴锅(60～70℃)做浓缩处理,再用蒸馏水定容,制成100mg/mL原液,称原液A(粗茎鳞毛蕨根提取液),原液B(粗茎鳞毛蕨茎提取液),原液C(粗茎鳞毛蕨叶提取液).然后用蒸馏水定容,将根、茎、叶提取液均制备成质量浓度为10.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0、45.0、50.0和55.0mg/mL备用.

1.3 粗茎鳞毛蕨根、茎、叶对菜青虫拒食活性测定

采用浸叶法将鲜嫩的甘蓝叶打成直径为2cm的圆形叶碟,放入提取液中浸泡10s后取出,放入垫有保湿滤纸的培养皿中,每皿3片,再将经过12h饥饿处理的菜青虫接入到培养皿中,每皿6只,对照组采用30%乙醇浸泡甘蓝叶碟,实验重复三次.记录菜青虫12h、24h、48h进食情况及所剩甘蓝叶碟面积.利用均匀设计软件求出回归方程进行数据分析.拒食率(%)=(对照组取食面积-处理组取食面积)/对照组取食面积×100%.

1.4 数据分析与处理

采用均匀设计法,利用均匀设计(Uniform Design)软件对实验数据进行分析与处理,快而准确的判断出粗茎鳞毛蕨根、茎、叶的乙醇提取液对菜青虫拒食作用的效果.对实验相关记录进行数据分析,统计不同时间的拒食率如表1,并判断只有茎乙醇提取液对菜青虫具有显著的拒食效果.由图1可看出，茎乙醇提取液与菜青虫的拒食作用呈线性关系，可得粗茎鳞毛蕨茎乙醇提取液拒食活性回归方程(表2),且可知茎乙醇提取液对12h、24h和48h后的拒食作用均显著(P<0.05).

表1 U10(103)均匀设计实验安排及结果分析

注:X1为根乙醇浸提液；X2为茎乙醇浸提液；X3为叶乙醇浸提液.

表2 粗茎鳞毛蕨茎的乙醇提取液

图1 粗茎鳞毛蕨茎的乙醇提取液对菜青虫拒食率影响

2 观察结果与讨论

粗茎鳞毛蕨不同部位乙醇提取液制备完毕后,可以闻到一种特殊的气味,其中茎的提取液味道最浓,根部提取液次之,叶片部位提取液味道最淡.饥饿处理后的菜青虫放到培养皿中时, A组(根提取液浸泡叶碟)中菜青虫仅少数靠近叶碟,进食量少；B组(茎提取液浸泡叶碟)中菜青虫远离叶碟,在培养皿的边缘活动,且活动状态不佳,几乎不靠近叶碟进食；C组(叶提取液浸泡叶碟)中菜青虫的活动较为正常,进食量正常；对照组(30%乙醇浸泡叶碟)中的菜青虫活动正常,且食欲很高.

由表1可知，粗茎鳞毛蕨的茎部乙醇提取液对菜青虫拒食活性最强,且拒食活性随溶液浓度的升高而增强,在茎的乙醇溶液浓度为45.0 mg/mL时，24h拒食率达到最大值为93.8%.在试验中,试虫取食高浓度处理叶碟后,会产生痉挛、头尾翘、虫体扭曲、虫体翻滚、虫体侧卧、最后麻痹等症状.处理组试虫大多远离叶碟,反应迟钝,大部分虫体不能恢复正常状态,直至死亡;而对照组试虫大多爬于叶碟上,对刺激反应灵敏.说明：一是粗茎鳞毛蕨中含有一种物质,低浓度时可以扰乱虫体的正常新陈代谢,生长发育,当浓度达到一定高度时会直接导致虫体的死亡；二是引起虫体代谢紊乱的物质易溶于乙醇溶液,提取较为方便；三是该物质能够在乙醇溶液中保持较好的稳定性；四是根和叶的乙醇提取液拒食作用不明显可能的原因是：根和叶中该物质的含量较低,或根和叶中的拒食物质不易被乙醇提取,在乙醇溶液中不稳定等原因.

3 结论

目前,国内外有关粗茎鳞毛蕨不同部位对菜青虫生物活性物质利用乙醇溶液提取并分别测定的研究未见报道.本实验研究结果一方面证实了粗茎鳞毛蕨不仅具有药用价值,也具有杀虫效果,因而可成为植物源农药资源.另一方面也可以为粗茎鳞毛蕨的综合开发,提高粗茎鳞毛蕨资源的利用率提供理论依据.有关粗茎鳞毛蕨植株不同部位起杀虫作用的生物活性物质有效成分的分析及作用机理等方面有待进一步研究.

[1]林红梅,韩忠明,吴劲松,等.粗茎鳞毛蕨种群形态性状及其生态可塑性的研究[J].吉林农业大学学报,2006,28(4):398-401.

[2]赵玉敏,王凯,顾地周,等.北乌头不同提取液对菜青虫快速变态的影响[J].贵州农业科学,2013,41(10):109-111.

[3]赵玉敏,马艳.益母草不同部位乙醇提取液对菜青虫变态的影响[J].通化师范学院学报,2014,35(8):10-12.

[4]赵玉敏,顾地周,何晓燕,等.白头翁不同部位乙醇提取液对菜青虫快速变态的影响[J].吉林农业科学,2014,39(1):56-57.

[5]顾地周,车喜全,王立斌,等.半夏提取液对大豆蚜虫生物活性及活性剂量的初步筛选[J].农药,2008,47(12):927-929.

[6]翟兴礼,杨霞.苦楝果实甲醇提取液对菜青虫、小菜蛾致死活性研究[J].河南农业科学,2007(7):70-71.

[7]顾地周,赵玉敏,乔淑芬,等.一种促进菜青虫幼虫快速变态的植物源配方及药液制备[J].农药,2013,52(7):494-496.

[8]李水清,张钟宁.艾蒿提取物对菜青虫的生物活性[J].昆虫知识,2004,41(5):439-442.

[9]秦小萍,赵红艳,杨美林.坡柳种子提取物对菜青虫取食和生长发育的影响[J].农药,2007,46(7):494-495.

[10]肖波,周俗,张可君,等.瑞香狼毒中杀灭菜青虫活性成分的提取与分离[J].四川大学学报,2005,42(3):605-609.

[11]邓志勇,邓业成,刘艳华.木荷提取物对小菜蛾或菜青虫的拒食活性[J].农药,2007,46(12):845-856.

(责任编辑:陈衍峰)

Study of Impact on the Biological Activity of Pieris Rapae on the Different Parts of the Ethanol Extract of Dryopteris Crassirhizom

ZHAO Yu-min,Liu Xiao-liang,Luan Zhi-hui,Gu Di-zhou,He Xiao-yan,Qiao Shu-fen,Yang Li-luan

(CollegeoflifeSciensce,TonghuaNormalUniversity,Tonghua,Jilin134002,China)

In this paper, the uniform design method was used for studying the biological activity in different parts of root, stem, leaf ethanol of Dryopteris crassirhizoma extract to Pieris rapa. The results show that the stem ethanol extracted has antifeedant effect on Pieris rapae. The antifeedant effect with 12h, 24h and 48h increase with the extract concentration. 45 mg/mL stems the ethanol extracted have the highest antifeedant rate of 24 h, up to 93.8%. However, the antifeedant effect in root, leaf ethanol extracted was not obvious.

Dryopteris crassirhizoma; Pieris rapae; uniform design; biological activity

10.13877/j.cnki.cn22-1284.2015.08.004

2015-05-12

吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目“促使菜青虫快速变态的长白山地区植物源杀虫剂筛选”(吉教科合字[2012]第356号)

赵玉敏,女,吉林通化人,教授.

S482.3+9

A

1008-7974(2015)04-0009-03