甘孜州杀螺植物资源的筛选及活性研究
2017-05-25刘建文
刘建文
(四川省甘孜州职业技术学校,四川 泸定 626100)
甘孜州杀螺植物资源的筛选及活性研究
刘建文
(四川省甘孜州职业技术学校,四川 泸定 626100)
本试验以8种植物为对象,研究其不同提取物对福寿螺的毒杀活性,并筛选出具有明显杀螺效果的植物提取物,进一步测定其LC50值,以期为开发和合理利用植物源杀螺剂提供参考。
甘孜州;植物资源;杀螺活性;筛选
近年来,福寿螺(Pomacea canaliculata)对我国农业生产的危害和生物安全的威胁越来越严重。如何有效控制福寿螺的危害,已经成为社会关注的焦点。目前,福寿螺的防治技术逐渐趋于多样化,但化学防治法由于方便快捷,成本低,控螺效果明显,一直是农民控制福寿螺危害的主要方式。常用杀螺剂主要有五氯酚钠、贝螺杀、百螺杀、百螺敌、硫酸铜等。化学杀螺剂的使用或多或少都有副作用,如硫酸铜是重金属盐,会严重污染水体[1]。多数杀螺产品使用过程中产生的环境污染、人畜中毒、杀伤天敌、破坏生态平衡等一系列公害问题,导致化学农药在实际应用中有很大局限性[2-4]。因此,探索高效、经济、安全的植物源杀螺剂,将是未来防控福寿螺的有效途径。本试验利用甘孜州丰富的特种植物资源,开展植物源杀螺植物的筛选,为进一步开发植物源灭螺剂提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试植物 通过查阅文献资料和民间走访调查,以具有毒性和医用价值的植物资源为取样方向,从四川省甘孜州境内采集8种潜在杀螺植物样品,将样品置于室温下晾干后备用。植物名录如下:
狼毒(Stellerachamaejasme)
厚朴(MagnoliaofficinalisRehd. et Wils.)
川牛膝(CyathulaofficinalisKuan)
麻牛膝(CyathulacapitataMoq)
秦艽(GentianamacrophyllaPall.)
泽漆(EuphorbiahelioscopiaLinn.)
毛叶蔷薇(RosamaireiLevl.)
DZN-1
1.1.2 供试福寿螺 福寿螺(Pomaceacanaliculata):市场购买后于实验室标准化饲养7d后,剔除掉活性较差个体,保留活力较好个体用于实验。
1.1.3 供试溶剂 甲醇(A.R.)、乙酸乙酯(A.R.)、石油醚(A.R.)、二甲基亚砜(A.R.60~90℃)等,以上溶剂均由成都市科龙化工试剂厂提供。
1.1.4 仪器 仪器设备如表1所示。
表1 仪器
1.2 试验方法
1.2.1 植物提取物的制备 采用索氏提取法,选用极性差异较大的3种提取溶剂(甲醇、乙酸乙酯、石油醚)依次对植物样本进行提取[5]:将植物样本用粉碎机粉碎至20目,称取一定量装于提取器中,用甲醇提取3次,将提取液过滤,滤液装于旋转蒸发仪中减压浓缩,待浓缩液较粘稠时,倒入烧杯,放进烘箱内烘干至恒重,称重后计算提取率,然后将提取物放入冰箱4℃冷藏备用。甲醇提过的植物样本继续用乙酸乙酯提取3次,后续参考甲醇。接着用石油醚提取植物样本3次,后续参考甲醇。
提取率(%)=[浓缩后各分离成分的质量/植物材料质量]×100%
1.2.2 杀螺活性植物的筛选 参考骆悦等[6]试验方法,采用浸杀法。设置各植物提取液的浓度200μg/mL的悬浮液,进行浸杀实验。每次杀螺活性测定均设置3次重复,取500mL烧杯,然后在烧杯中倒入300mL配好的药液。每个烧杯中放入20只大小均匀,长势相同的福寿螺。并设置对照,清水对照(对照甲醇提取物),二甲亚砜和清水混合液对照(对照乙酸乙酯提取物),石油醚和清水混合液对照(对照石油醚提取物)。最后用纱布将烧杯封口,避免福寿螺逃逸,放在室内培养(温度为25~28℃)。测定处理48h后福寿螺死亡率,以初步筛选具有杀螺活性的植物提取物。选取杀螺活性较高的植物提取物,用200μg/mL提取物悬浮液进行浸杀实验,分别测定24h、48h、72h后福寿螺死亡率,进一步确定其杀螺活性,若在72h死亡率为100%的提取物则进入复筛。复筛配制浓度分别为10μg/mL,50μg/mL,100μg/mL的植物提取物药液进行实验。分别在24h,48h和72h观察各烧杯福寿螺的死亡情况,并做好记录。
表2 各植物提取物对福寿螺的毒杀活性
福寿螺死亡标准[7]:在清水中不伸出触须或脚垫爬行,触碰上浮至水面的福寿螺并不下沉,厣壳完全张开露出头角等部位,触碰也不关闭厣壳。
1.2.3 毒力测定 采用浸杀法。设置提取物浓度分别为10μg/mL,20μg/mL,40μg/mL,80μg/mL,160μg/mL,进行实验。分别在24h和48h观察各烧杯福寿螺的死亡情况,并做好记录,计算校正死亡率。根据结果,建立毒力回归方程,并计算植物提取物的LC50。
2 结果与分析
2.1 植物提取物杀螺活性的初步筛选
采用浸杀法对8种植物提取物进行了杀螺活性的初步筛选,并以福寿螺的校正死亡率为指标。由表2可知,狼毒、厚朴、川牛膝、麻牛膝、秦艽、泽漆、毛叶蔷薇、DZN-1这8种植物样本甲醇、乙酸乙酯、石油醚提取率大小依次为:甲醇>乙酸乙酯>石油醚,其中石油醚对厚朴、秦艽、毛叶蔷薇的提取率为0。
用200μg/mL的24种提取物悬浮液对福寿螺进行浸杀处理。在甲醇提取物中,麻牛膝的甲醇提取物杀螺活性最高,达到了73.66%,远高于其他植物甲醇提取物;其次为狼毒,杀螺活性为20.51%;而川牛膝甲醇提取物对福寿螺的校正死亡率为0,表明该植物甲醇提取物对福寿螺并没有任何影响。乙酸乙酯提取物中,川牛膝和麻牛膝的乙酸乙酯提取物杀螺活性较高,分别为40.85%和56.23%,其余6种植物乙酸乙酯提取物的杀螺活性都较低,24h校正死亡率小于10%。石油醚对各植物的提取率较低,且其基本无杀螺活性。综上所述,川牛膝乙酸乙酯提取物和麻牛膝甲醇、乙酸乙酯提取物表现出明显的杀螺活性。
2.2 牛膝植物不同提取物对福寿螺的毒杀活性
根据活性初筛结果确定川牛膝乙酸乙酯提取物和麻牛膝甲醇、乙酸乙酯提取物有较高的杀螺活性,因此,设置3种提取物浓度为200μg/mL,进一步对福寿螺进行浸杀实验,测定牛膝不同提取物处理24h、48h、72h后福寿螺死亡率,其校正死亡率测定结果如下表3所示。
表3 不同提取物作用下福寿螺的校正死亡率
根据表3可知,牛膝不同提取物的杀螺活性大小为:麻牛膝甲醇提取物>麻牛膝乙酸乙酯提取物>川牛膝乙酸乙酯提取物。其中,在麻牛膝甲醇提取物处理72h后福寿螺校正死亡率为100%,故对麻牛膝甲醇提取物进行复筛,设置麻牛膝甲醇提取物的浓度为10μg/mL,50μg/mL,100μg/mL,进一步测定其对福寿螺的毒杀活性,测定结果如下表4所示。
表4 麻牛膝甲醇提取物对福寿螺的校正死亡率
注:同列中字母不同者,表示在0.05水平上差异性显著(Duncan新复极差法)
根据表4结果所示,处理浓度为10μg/mL、50μg/mL、100μg/mL时,这3个不同浓度之间福寿螺死亡率差异性显著,并且随着浓度的增加,死亡率显著提高。参考表4数据,设置麻牛膝甲醇提取物浓度为10μg/mL、20μg/mL、40μg/mL、80μg/mL、160μg/mL,测定麻牛膝甲醇提取物对福寿螺的毒力。
2.3 麻牛膝甲醇提取物对福寿螺的毒力测定
设置麻牛膝甲醇提取物浓度为10μg/mL,20μg/mL,40μg/mL,80μg/mL,160μg/mL,测定提取物对福寿螺的毒力。测定结果如表5所示。
表5 麻牛膝甲醇提取物对福寿螺的毒力测定结果
根据表5可知,麻牛膝甲醇提取物处理福寿螺24h,LC50值为76.15μg/mL,处理福寿螺48h,LC50为53.36μg/mL。
3 讨论
甘孜州因其独特的地形地貌与气候特征,具有丰富的植物资源,尤以横断山区被誉为植物资源的宝库。已有大量植物用于动物和昆虫方面的研究,并成效显著,但至今尚未报道对福寿螺的活性研究。通过多种途径,积极挖掘、筛选新的杀螺植物,不仅充分利用了甘孜州丰富的植物资源优势,而且对于进一步开发高效、经济、安全的植物源杀螺剂有着积极的参考价值。
植物源杀螺剂作为目前生物灭螺研究的一个重要方向,已得到学者们的广泛重视。如今对福寿螺有毒杀作用的植物提取物已达上千种,但绝大多数植物提取物因杀螺效果差而未能进一步开发成商品在生产实践中加以利用。因此,在今后的一段时间内,筛选高活性植物灭螺材料是促进植物灭螺剂产业化开发的重要方向。本试验,在四川甘孜州境内采集了8种具有潜在杀螺活性的植物样品,进行杀螺活性研究与毒力测定,成功筛选出具有明显杀螺活性的植物——麻牛膝。麻牛膝既是常用中药材,又是重要的出口品种,具有逐瘀通经、通利关节、利尿通淋等功效。目前已有报道麻牛膝在动物和昆虫方面的研究,而尚未见麻牛膝的灭螺活性报道。因此,我们人为麻牛膝的甲醇提取物具有较高的杀螺活性,值得深入进行毒力测定、明确其活性成分及毒理机制研究。
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