连香树精油对2种蚜虫杀虫活性测定的研究

2018-06-04汪超,唐明,魏琴,李群*

四川师范大学学报（自然科学版） 2018年3期

汪超, 唐明, 魏琴, 李群*

(1. 四川师范大学生命科学学院, 四川成都 610101； 2.宜宾学院香料植物资源开发与利用四川省高校重点实验室, 四川宜宾 644000)

连香树(CercidiphyllumjaponicumSieb.et Zucc.)为连香树科连香树属的一种落叶乔木,是国家二级重点保护野生植物种之一[1],具有分布广、密度低、种群数量少等特点[2].目前,对连香树的研究主要集中在育苗、食品、化工及医药等方面[3-6],尤其在育苗方面,其种子繁殖技术[7]、扦插繁殖技术[8]、组培快繁技术[9]以及人工造林技术[10]等已逐步成熟,可以大面积栽培.但对连香树其他方面的报道,特别其次级代谢产物的研究报道几乎空白.植物精油为植物体所产生的一种重要次级代谢物质,众多研究表明其具有抑菌[11]、抑癌[12]、杀虫[13]等生物活性,且对人以及环境的危害较小[14],近年来成为研究热点.连香树精油作为连香树的重要次级代谢产物,对其化学成分的分析、稳定性试验,以及探究提取率高低的研究,国内外还没有报道.但对其生物活性方面的研究,笔者在前期曾探究了它的抑菌活性与抑癌活性[15],而对于其他活性的研究包括杀虫活性还未见报道.

蚜虫是重要的农业害虫,具有繁殖快、分布广等特点[16].长久以来,对于蚜虫的防治,主要用有机杀虫农药.但长期使用农药,不仅提高了蚜虫的抗药性,而且使得“农药残留问题”越来越严重,日益威胁着人们的身心健康及生存环境[17].因此,研究者们一直在寻找低毒低残留的天然药剂来解决此问题.近年来,以植物精油为天然药物方面的研究引起了越来越多的关注.

本文首次以连香树精油作为杀虫剂,分别对桃蚜和台湾韭蚜进行触杀实验及熏蒸实验,研究其是否具有杀灭桃蚜和台湾韭蚜的活性,旨在为筛选良好的天然杀虫剂打下基础.

1 材料与方法

1.1实验材料连香树精油,由宜宾学院香料植物开发与利用四川省高校重点实验室提供；桃蚜(Myzuspersicae)和台湾韭蚜(Neotoxopteraformosana)均采自四川师范大学成龙校区月季和生物园所栽培的蒜苗上,并经四川师范大学陈顺德副教授鉴定.

1.2供试蚜虫的饲养桃蚜和台湾韭蚜的饲养根据高新文[18]的报道略作改动后在培养室进行：温度(25±1)℃,光周期L∶D=16∶8,湿度75%±5%.试验时,选取虫体大小一致,健康无翅的成蚜供试.

1.3连香树精油对2种蚜虫的杀虫活性测定熏蒸毒力测定参考袁海兵等[19]的报道,并略作改动,即在容量为200 mL的具盖培养瓶中接种20头供试蚜虫,并在瓶口悬挂一滤纸条(5 cm×1cm),悬空固定于瓶盖内侧中央.然后,用丙酮将连香树精油稀释成不同体积分数(6.25～200 μL/mL),分别吸取50 μL至滤纸条,以加等体积的丙酮和无菌水分别作为溶剂对照和空白对照,并迅速盖好瓶盖.进而,在饲养条件下以不同时间段(0～96 h)观察其蚜虫的死亡情况,并计算死亡率和校正死亡率.另外,对于蚜虫死亡情况的观测是将供试蚜虫从培养瓶中轻轻取出后,放在干净的滤纸上,等待10～15 min,并用毛笔轻轻拨动蚜虫,若蚜虫无动弹现象发生则可判定其为死亡.

触杀毒力测定参考梁玉勇等[20]的报道,并略作修改,即在容量为200 mL的具盖培养瓶中放置20头供试蚜虫,用小型喷雾器定量喷雾于供试蚜虫的体表,同时设立空白和喷雾相同量的丙酮作为对照,并迅速盖好瓶盖.然后,在饲养条件下以不同时间段(0～96 h)观测其蚜虫的死亡情况(观测蚜虫死亡方法同熏蒸实验),并计算死亡率和校正死亡率.

另外对上述实验中的蚜虫均需要饲养,即对于桃蚜,应在实验前在具盖培养瓶中放入月季叶片作为饲料；对于台湾韭蚜,应在实验前在具盖培养瓶中放入蒜苗幼芽作为饲料.另外,对于在不同时间段检测蚜虫死活情况时,每个时间段检测的供试蚜虫只可检测一次,不可作为下一时间段的供试蚜虫或者重复利用.在本实验中,每种处理平行3次,实验重复2次.

校正死亡率=

1.4数据处理数据均通过SPSS 17.00处理所得,采用“平均值±标准误”进行表示；数据折线图和回归方程均为Office Excel处理所得.

2 结果与分析

2.1连香树精油对2种蚜虫的熏蒸活性测定连香树精油对桃蚜的熏蒸活性测定结果见图1(a).由图可知,连香树精油对桃蚜具有一定的熏杀作用,且随着处理体积分数与处理时间的延长,其校正死亡率均在逐步升高.精油体积分数为200 μL/mL,处理时间为72 h时,校正死亡率可达到100%.另外,100、50、25、12.5与6.25 μL/mL的连香树精油处理96 h后,校正死亡率分别达到80%、58%、41%、22%与11%,明显要高于溶剂对照丙酮组(0%).

(a) 桃蚜,(b) 台湾韭蚜.

图1连香树精油熏蒸处理不同时间后2种蚜虫的校正死亡率

Fig.1ThefumigatingactivityofCercidiphyllumjaponicumoilagainst2kindsofaphidsindifferenttime

另外,连香树精油对台湾韭蚜的熏蒸活性测定结果见图1(b).从图中可以看出,连香树精油对台湾韭蚜仍具有一定的熏杀作用,其校正死亡率随着处理体积分数与处理时间的延长均在逐步升高.200 μL/mL的连香树精油处理12 h时,校正死亡率已经达到100%,明显高于其他处理组与溶剂对照丙酮(校正死亡率为0%).而对于其他处理组来说,在处理96 h时,其校正死亡率也达到最高.100、50、25、12.5与6.25 μL/mL的连香树精油处理后,校正死亡率分别达到81%、69%、52%、42%与35%,明显要高于溶剂对照丙酮组(0%).综上可知,连香树精油对桃蚜和台湾韭蚜均具有良好的熏蒸杀灭能力,且随精油体积分数的增加和处理时间的延长,对桃蚜和台湾韭蚜的校正死亡率均在逐步上升.

表 1 连香树精油在不同时间段熏蒸处理2种蚜虫后杀虫效果比较

以熏蒸活性测定结果的校正死亡率和不同测试体积分数做直线回归方程,求出LC50值.比较不同时间段连香树精油对2种受试虫的杀虫效果,结果见表1.从表1中的回归方程可以看出,2种蚜虫的校正死亡率与连香树精油的体积分数均呈线性正比关系.另外,从LC50值发现,连香树精油熏蒸处理桃蚜的LC50值范围为61.00～232.36 μL/mL,台湾韭蚜的LC50值范围为24.20～85.27 μL/mL；且随着处理时间的延长,连香树精油对桃蚜和台湾韭蚜的LC50值均在降低,表明杀虫效果越好.此外,在同一处理时间段,台湾韭蚜的LC50值均低于桃蚜的LC50,表明连香树精油对台湾韭蚜具有更好的杀虫活性.

2.2连香树精油对2种蚜虫的触杀活性测定连香树精油对桃蚜的熏蒸毒力结果见图2(a).结果同样表明,连香树精油对2种蚜虫均具有较好的杀伤作用.对于桃蚜组来说,随着处理体积分数与处理时间的延长校正死亡率均在逐步升高或保持最高校正死亡率不变.数据表明,200 μL/mL的连香树精油在处理48 h以后校正死亡率已达到100%.另外,100、50、25、12.5与6.25 μL/mL的连香树精油处理96 h后,校正死亡率分别达到87%、69%、59%、50%与44%,明显要高于溶剂对照丙酮组(0%).

同样,对于台湾韭蚜组来说,随着处理体积分数与处理时间的延长校正死亡率均在逐步升高或保持最高校正死亡率不变.从图2(b)中可以看出,200 μL/mL的连香树精油处理12 h后就已经将台湾韭蚜完全杀死.而对于100 μL/mL的连香树精油和50 μL/mL的连香树精油对台湾韭蚜也有着较好杀灭性.100 μL/mL的连香树精油在处理72 h后,校正死亡率就可以达到100%；50 μL/mL的连香树精油在处理96 h后,校正死亡率也可以达到100%.另外,对于其他体积分数的精油(6.25～25 μL/mL)处理台湾韭蚜96 h后,同样也有较高的校正死亡率(53%～82%),明显的要高于溶剂对照丙酮组(0%).

以触杀活性测定结果的校正死亡率和不同测试体积分数做直线回归方程,求出LC50值.这里需要注意,对于台湾韭蚜来说,处理72 h时,100 μL/mL的连香树精油就能使台湾韭蚜的校正死亡率达到100%,故应以连香树精油体积分数6.25～100 μL/mL处理所得的校正死亡率做出直线回归方程.同理,对于台湾韭蚜来说,处理96 h时,应以连香树精油体积分数6.25～50 μL/mL处理所得的校正死亡率做出直线回归方程.

将上述直线回归方程求出LC50值后,比较不同时间段连香树精油对2种受试虫的杀虫效果,结果见表2.从回归方程同样可以看出,2种蚜虫的校正死亡率与连香树精油的体积分数均呈线性正比关系.而对于2种蚜虫组来说,随着处理时间的增加,桃蚜的LC50值(0.68～133.12 μL/mL)和台湾韭蚜的LC50值(0.21～53.66 μL/mL)在逐渐减小,可见随着时间的增加杀虫效果在逐渐增强.另外,在同一处理时间段,台湾韭蚜的LC50值同样要明显的低于桃蚜的LC50值,可见连香树精油对台湾韭蚜的杀伤作用要远远高于桃蚜,这与连香树精油对桃蚜和台湾韭蚜熏蒸作用的结果是一致的.

3 讨论

蚜虫是重要的农业害虫,具有数量庞大、繁殖快、分布广等特点,在农业生产中主要是采取化学农药防治,而长期使用化学农药又会使蚜虫的抗药

(a) 桃蚜, (b) 台湾韭蚜.

图 2 连香树精油触杀处理2种蚜虫不同时间段的校正死亡率

性问题日益突出[21].因此,寻找天然抗虫剂成为当前急需解决的重要课题.众所周知,植物源性物质源于植物,害虫对其难以产生抗体,加之其具有低毒、低残留的优势[22],因而以植物源性物质作为天然杀虫剂是防治农业害虫的一种重要手段.本研究以连香树精油作为杀虫剂,通过熏蒸和触杀2种受试蚜虫,可以得出结论：1) 连香树精油对桃蚜和台湾韭蚜均有一定的杀灭作用.本文研究结果与张玲等[23]和姚晓宝等[24]的研究结果一致.张玲等[23]指出,丁草提取物对桃蚜有较高的触杀活性；同样,姚晓宝等发现毛竹、杭白菊粗提物对蚜虫具有较好的触杀活性.另外,连香树精油对台湾韭蚜的杀灭作用明显大于桃蚜,可能是连香树精油对2种蚜虫体内不同的酶系有不同的影响,导致了结果的差异性,但还有待于进一步考证.孙红霞[25]在植物精油对几种杀虫剂触杀毒力的影响及增效机理的研究中指出,不同种类及体积分数的植物精油影响着小菜蛾幼虫体内部分酶系活性.2) 随着连香树精油体积分数和处理时间的增加,其杀灭效果越明显.这与李进步等[26]在半夏乙醇提取物对桃蚜的控制作用的研究是一致的.李进步等[26]指出,半夏乙醇提取物对桃蚜有较好毒杀活性,提取物体积分数越高,效果越明显.同样,刘顺等[27]在花椒提取物对桃蚜的生物活性的研究中也指出,随着花椒提取物体积分数升高,对桃蚜触杀活性增强,随着处理时间的延长,对桃蚜的触杀作用也呈上升趋势.结合于本研究,可以大致推测,植物精油对蚜虫的杀灭作用呈体积分数依赖性与时间依赖性.

通过连香树精油对桃蚜和台湾韭蚜的熏蒸和触杀实验,及前期对连香树精油在抑癌和抑菌方面的研究[15],发现连香树精油具有良好的杀虫、杀菌及抑癌活性.研究结果表明了连香树精油具有较多的生物学功能,有进一步开发的必要性.该研究在医药及农业等方面均具有重要的意义.

致谢四川师范大学实验技术与管理项目(SYJS2015-05)对本文给予了资助,谨致谢意.

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