18种植物乙醇提取物对二斑叶螨的杀螨活性

郭宇俊, 韩俊艳, 李志强, 杨诗博

(沈阳大学 城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)

二斑叶螨(TetranychusurticaeKoch)可寄生于玉米、高粱、苹果、桃、杏、梨、李、葡萄、樱桃、棉、豆类等多种植物中,是一种世界性的有害生物[1-2],由于其具有高繁殖力和一代短的特点,在短期内可以达到非常高的种群密度,对农作物构成严重威胁.二斑叶螨伤害植物后,植物的叶绿素含量减少,从而使农作物大量减产.目前对二斑叶螨的治理主要使用传统的化学农药,长期使用化学农药不仅造成严重的环境污染,同时导致害螨产生抗药性,害螨药物防治效果降低,加重了害螨对农作物造成的损失[3-6].据统计,我国对植物危害严重的螨类约40余种,对杀螨剂的需求量为生产量的4倍,供不应求[7].目前人们越来越重视生态环境问题,在人口迅速增长、环境污染严重的今天,研究和开发高效、低毒和对环境友好的植物源农药具有重要意义.

植物本身含有次生代谢物用于抗御病虫害,次生代谢物能与害虫长期协同进化,不耐受,对环境污染低,对人畜健康无害.我国地大物博,植物资源丰富,植物源杀螨剂开发潜力大,能够为寻找杀螨植物提供坚实的基础.目前我国高精密仪器的研制与生物技术的迅速发展,已经使我国的植物源农药处于国际上游水平.尽管研制植物性杀螨剂的成本相对较高,但随着社会的发展,人们生活水平不断提高,市场需求会越来越大.由此可见,植物源杀螨剂在我国的发展前景十分广阔,在今后的害虫综合防治中具有重要意义[8].笔者在辽宁大连瓦房店市山区采集了14科18种植物,制备了乙醇提取物,对二斑叶螨雌成螨和卵进行了室内触杀活性测定及植物毒力测定,为筛选出高效的杀螨活性物质提供了数据基础.

1 材料与方法

1.1 植物材料

从辽宁省瓦房店市山区采集18种植物作为供试材料,植物名称和供试部位见表1.将植物材料洗净阴干后,分别放入粉碎机中粉碎,过直径0.180 mm的筛子,密封后保存于冷藏柜中备用.

(1) 醇提物的制备.分别称取20 g植物粉碎物,加入5倍体积的体积分数为95%的乙醇,室温下浸提3 d(每隔5 h振荡1次),过滤.重复操作,每种植物浸提3次,将3次滤液合并,用旋转蒸发仪减压浓缩,获得膏状提取物,称重,计算提取率后于冷藏柜中保存.

表1 18种测试植物名录Table 1 List of 18 tested plants

提取率的计算方法为:

(2) 测试物的准备.取膏状提取物置于锥形瓶中,加入少量无水乙醇溶解后,再加入体积分数为0.3%的吐温-80水溶液溶解制成质量浓度为10 mg·mL-1的供试药液,备用.

1.2 供试螨

二斑叶螨由辽宁省城市有害生物治理与生态安全重点实验室饲养.饲养在温度为(25±1)℃、湿度为60%～65%,每天光照与黑暗时间比为 16 h∶8 h的人工气候箱中.

1.3 测试方法

(1) 二斑叶螨触杀活性测定.采用玻片浸渍法[9]并稍加改进,将双面胶粘于载玻片的一端,用细头油画笔轻轻挑取活泼的雌成螨,将其背部粘在双面胶上,保证螨足不被粘在双面胶上,在显微镜下剔除不合格的雌成螨,用油画笔触动螨体,螨足不动者为不合格.最终保留每个载玻片上螨的头数n=30.将载玻片一端置于供试药液或空白对照溶液中,5 s后取出,用滤纸吸干螨四周多余的药液,放入人工气候箱中.24 h后观察螨虫存活数量,用油画笔触动螨体,螨足不动者为死亡,计算校正死亡率.以质量浓度为0.3%吐温-80水溶液为对照,每个处理重复3次.

校正死亡率计算公式如下:

(2) 螨卵触杀活性测定.选用叶片浸渍法[10]并略加改良,在培养皿中放入具有一定湿度的棉花,将新鲜的黑豆叶片放在棉花上,用细头油画笔轻轻挑取活泼的雌成螨,用湿棉花将叶片围好,以防止害螨逃逸.待雌成螨产卵后,在显微镜下剔除多余的卵,留下30枚卵,将叶片浸入植物提取物供试药液或质量浓度为0.3%吐温-80对照药液中,5 s后取出,用滤纸小心吸去多余药液.置于人工气候箱中培养,7 d后观察孵化情况,没有孵化的卵视为死亡,统计各测试组螨卵的孵化率,每个处理重复3次.

(3) 高效杀螨活性植物提取物对二斑叶螨的毒力测定.将波斯菊、银杏、紫花地丁、四季海棠和烟草提取物配制成12.8、6.4、3.2、1.6和0.8 mg·mL-15个不同质量浓度的供试药液,采用玻片浸渍法对二斑叶螨的雌成螨进行毒力活性测定.

1.4 数据统计分析

使用SPSS 18软件Probit分析,并计算毒力回归方程、半数致死质量浓度(LC50)及95%置信区间.利用DPS软件进行Duncan显著性分析.

2 结果分析

2.1 18种植物的乙醇提取物提取率

由表2可见,植物用体积浓度为95%的乙醇浸提,槐树的浸提率最低,仅为6.4%,蒲公英的浸提率最高,为17.05%.18种供试植物的乙醇提取率由高到低依次为:蒲公英、酸枣、爬山虎、狗尾巴草、苍耳、三叶草、紫花地丁、艾草、回回蒜、楸树、四季海棠、银杏、烟草、龙葵、波斯菊、平车前、水柳、槐树.

2.2 18种植物乙醇提取物对二斑叶螨的触杀作用

由表2可见,当质量浓度为10 mg·mL-1的18种植物乙醇提取物处理二斑叶螨24 h后,所测试的18种植物乙醇提取物对二斑叶螨雌成螨有不同程度的触杀作用.波斯菊、烟草、银杏杀螨作用较强,校正死亡率达到90%以上.四季海棠、紫花地丁、平车前、龙葵、狗尾巴草、三叶草、爬山虎、蒲公英和回回蒜的乙醇提取物也有一定的杀螨活性,校正死亡率在50%～80%.槐树、楸树、艾草、酸枣、苍耳、水柳的乙醇提取物杀螨作用较弱,校正死亡率低于50%.

表2 18种植物乙醇提取物对二斑叶螨雌成螨的触杀活性(n=30)Table 2 Toxicity of ethanol extracts of 18 plants against adult female mites of Tetranychus urticae Koch (n=30)

注: 表中纵列数据后字母,小写字母相同者表示在5%水平差异不显著,大写字母相同者表示在1%水平极不显著.

2.3 18种植物乙醇提取物对二斑叶螨卵的触杀作用

18种植物乙醇提取物对二斑叶螨卵的触杀活性结果见表3.波斯菊、苍耳、烟草、龙葵、银杏、紫花地丁和酸栆的乙醇提取物对二斑叶螨卵的孵化有较好的抑制作用,四季海棠、槐树、艾草、三叶草、爬山虎、蒲公英的乙醇提取物对螨卵的触杀活性较弱,楸树、狗尾巴草、平车前、回回蒜、水柳的乙醇提取物对二斑叶螨卵无触杀作用.

表3 18种植物乙醇提取物对二斑叶螨卵的触杀活性(n=30)Table 3 Contact toxicity of 18 Plant ethanol extracts against eggs of Tetranychus urticae Koch(n=30)

续表3

植 物 名 称孵化率/%水柳Homonoia ripari93.30士1.96abcABC紫花地丁Viola philippica77.77士3.87ghiFGH三叶草Trifolium sp84.43士1.96efDEF爬山虎Parthenocissus tricuspidata87.80士1.91deBCDE烟草Nicotiana tabacum L73.33士5.77ijH0.3%吐温-80水溶液97.80士1.91aA

注: 表中纵列数据后字母,小写字母相同者表示在5%水平差异不显著,大写字母相同者表示在1%水平极不显著.

2.4 5种植物乙醇提取物对二斑叶螨的毒力作用比较

18种植物乙醇提取物通过对二斑叶螨雌成螨和卵进行触杀活性测定,发现波斯菊、银杏、烟草、四季海棠和紫花地丁5种植物提取物对二斑叶螨表现出较好的生物活性.将5种植物的乙醇提取物分别配成12.8、6.4、3.2、1.6、和0.8 mg·mL-15个不同质量浓度的供试药液,对二斑叶螨雌成螨的触杀毒力进行线性回归分析,进一步评价这5种植物提取物对二斑叶螨的毒力.

由表4可见,波斯菊、银杏、烟草、紫花地丁、四季海棠5种植物乙醇提取物物对二斑叶螨雌成螨均表现出较好的触杀效果,LC50分别为3.178、3.642、3.200、5.535和5.522 mg·mL-1.

表4 5种植物乙醇提取物对二斑叶螨雌成螨的毒力(n=30)

注: 计算对雌成螨的LC50时用处理 24h后的实验数据.

3 讨论与结论

本文对在辽宁大连瓦房店市山区采集的14科18种植物的乙醇提取物进行了杀螨活性测定,试验结果显示,波斯菊、烟草、银杏杀螨作用较强,校正死亡率达到 90%以上.18种植物乙醇取物对二斑叶螨卵的触杀试验结果显示,波斯菊、龙葵、苍耳、烟草、银杏、紫花地丁和酸枣的乙醇提取物对二斑叶螨卵的孵化有较好的抑制作用;波斯菊的乙醇提取物对二斑叶螨雌成螨与卵的触杀作用均较明显.波斯菊(Cosmos bipinnatus),又叫秋英,喜光喜温暖,为菊科秋英属1年生或多年生草本植物,其既是一种重要的观赏性植物[11],也是一种中药材.波斯菊因其花期短、花色种类多,生命力强,易于生长,环境效益好等特点,常以草花混播的形式广泛应用于园林绿化中[12].王丹等[13]发现波斯菊的根、茎叶和花序等不同部位的浸液对矢车菊和硫磺菊的幼苗根的生长具有抑制作用,对硫磺菊苗高有促进作用.低浓度的波斯菊浸液对矢车菊和鸡冠花幼苗生长有明显的促进作用[14].波斯菊药用价值很高,常外用治痈疮肿毒,因其能够治疗慢、急性痢疾, 民间常称其为“痢疾草”,刘丹丹等[15]研究波斯菊水提物对糖尿病小鼠肝脏组织的形态影响,发现波斯菊种子水提物能够调节糖尿病小鼠肝脏糖代谢作用;朱浩等[16]发现波斯菊种子水提物能够延缓糖尿病小鼠肝肾损伤;贾利红等[17]发现质量浓度为0.5mg·mL-1的波斯菊种子水提物能够控制糖尿病小鼠血糖接近正常水平;杨春华等[18]发现混有波斯菊成分的药品能够促进小鼠皮肤缺损性创伤愈合.波斯菊属于菊科植物,近年来菊科植物在开发杀虫植物源农药方面的价值日益受到关注,菊科植物含有多种光活化毒素,万寿菊、孔雀蓝等对致倦库蚊有很好的光活化活性[19].张天柱等[20]发现鲤肠和万寿菊提取物在近紫外光下对淡色库蚊和松材线虫表现出较强的光活化毒杀作用.李云寿等[21]对14种菊科植物分别用6种溶剂提取活性成分进行菜青虫的杀虫活性实验,发现黄花蒿和鱼眼草等乙醇和甲醇的提取物的杀虫活性成分较高.菊科植物紫茎泽兰提取物能够有效防治粘虫[22].本试验发现波斯菊提取物具有杀叶螨作用,可能与其他菊科杀虫植物具有相似的活性成分与作用机制.

总之,本试验结果表明波斯菊具有杀螨活性,有必要进行深入研究.试验只选择1种害螨即二斑叶螨为研究对象,试验结果不能完全替代所有螨类均成立,为了完善波斯菊提取物的杀螨谱,应在未来的试验中增加其他螨类作为试验对象.试验应进一步研究其他有机溶剂提取物对二斑叶螨的杀螨活性,以及进一步通过纯化有效成分,寻找活性单体,阐明毒理机制,为开发新型植物杀螨剂奠定基础.