薰衣草精油及罗勒精油对印度谷螟幼虫的生物活性分析

胡恒志，牛 平，廖江花，刘 娟，刘 霞，阿娜尔古丽·艾尼，李 超

(新疆农业大学农学院，农林有害生物监测与安全防控自治区教育厅重点实验室，乌鲁木齐 830052)

印度谷螟Plodiainterpunctella(Hübener)属鳞翅目斑螟科，作为世界性主要害虫，除南极洲外在全球各地均有分布，在我国许多地区发生频率也较高[1-3]。印度谷螟食性复杂，能危害粮食及其制品，还能危害各种农副产品、动植物药材、干果、皮毛等[4-6]。并且与其他蛀食性害虫不同的是，印度谷螟幼虫在取食的同时可吐丝结网，造成粮粒结块加快变质，危害更为严重[7-9]。目前化学防治仍是印度谷螟防治的最主要手段，由于化学药剂的大量使用导致印度谷螟的抗药性日益严重[10,11]。因此，探寻有效的防治方法以控制印度谷螟的危害势在必行。

相关研究表明，植物精油是一类植物源次生代谢物质，其中单萜和倍半萜及其他衍生物，可作用于昆虫的乙酰胆碱酯酶，对害虫有一定的防治效果[12,13]。可以通过熏蒸、触杀、驱避、引诱、拒食和抑制生长发育对害虫进行防治[14-17]。对薰衣草精油和罗勒精油化学成分活性研究发现，这2种精油不仅具有清除自由基抗氧化、抗癌抗肿瘤、降血压降血糖和抗菌等功能[18-23]。而且这些精油中还含有作用于昆虫的乙酰胆碱酯酶的物质[12,24]，可对害虫产生毒性[25]，可用于熏蒸[13,26]、驱避[24]、触杀[27,28]害虫。郑素慧等[29]在研究中提到几种精油对印度谷螟羽化率有抑制作用；熊立波[30]指出最佳比混合精油作用下对印度谷螟的防治效果最优。利用植物精油防治仓储害虫，符合当前可持续植保发展要求。本实验通过薰衣草精油和罗勒精油研究对印度谷螟幼虫的触杀和驱避活性，筛选高活性精油，为开发仓储害虫新型防控方法提供参考。

1 材料与方法

1.1 印度谷螟的饲养方法

供试虫源：印度谷螟为新疆农业大学昆虫生态实验室人工饲养繁殖的后代，现已连续饲养繁殖11代。

饲养方法：饲养在PXM-258A智能人工气候箱内，饲养条件为温度27～29 ℃，相对湿度45%～55%，24 h黑暗。饲料配比采用麦麸(麦麸使用前放入高压灭菌锅中进行灭菌2 h)、干酵母、甘油和蜂蜜、自制维生素液，按比例混匀，最后分装于密封袋中待用。

植物精油：薰衣草和罗勒精油。

1.2 实验方法

1.2.1 薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的触杀作用

采用浸渍法测定薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的触杀作用[31]。用50%丙酮将薰衣草精油稀释到20、10、5、2.5、1.25 μL/mL；罗勒精油稀释到20、10、5、2.5、1.25、0.625 μL/mL待用，用50%丙酮作为对照。各取10 mL，放在培养皿中，选取同一日龄健康的幼虫，采用浸渍法(每个体积分数5个重复，同一日龄健康幼虫24头)，将幼虫浸渍5 s后拿出，放在24孔细胞培养板中，放置在人工气候箱内正常饲养(24 h;黑暗；温度27～29 ℃；相对湿度45%～55%)。24、48、72、96 h记录幼虫死亡头数。以印度谷螟的死亡率和校正死亡率作为评价指标。

死亡率=(死亡虫数/供试总虫数)×100%

校正死亡率=[(处理组死亡率-对照组死亡率)/(1-对照组死亡率)]×100%。

1.2.2 薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的驱避作用

采用滤纸药膜法测定薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的驱避作用[32]。将直径为9 cm的圆形滤纸对等裁成两半，用移液枪吸取500 μL精油丙酮稀释液(根据预实验设定为5个梯度：80、40、20、10、5 μL/mL)滴到其中一半滤纸上，另一半用等量50%丙酮作为对照，自然晾干，用固体胶将滤纸黏贴在培养皿的底部，将40头同一日龄印度谷螟幼虫放置在培养皿中间，放置在人工气候箱内正常饲养(24 h黑暗；温度27～29 ℃；相对湿度45%～55%)，两个小时后观察处理和对照滤纸上印度谷螟的虫数，记录观察数据，观察后用毛笔将印度谷螟拨动到培养皿中央，每间隔2 h观察1次，按照公式计算印度谷螟幼虫的驱避率，每个薰衣草精油和罗勒精油的处理重复5次。

幼虫驱避率=(对照部分虫数-处理部分虫数)/总虫数×100%。

驱避活性按照驱避率大小划分为6个等级，分别为0级 (无驱避率)、Ⅰ级(驱避率0%～20%)、Ⅱ级(驱避率20.1%～40%)、Ⅲ级(驱避率40.1%～60%)、Ⅳ级(驱避率60.1%～80%)、Ⅴ级(驱避率80.1%～100%)[32]。

1.3 数据分析

用Excel和SPSS17. 0统计软件对实验所得的结果进行统计分析，用Probit机率值分析法对数据进行回归分析求出LC50，先进行平方根反正弦变换再采用单因素Duncan氏新复极差法检验法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的触杀作用

由表1和表2可见，24、48、72、96 h后不同体积分数下印度谷螟的死亡率呈现出显著差异(P<0.05)，在24 h后10、5、2.5 μL/mL之间无显著性差异(P>0.05)，48、72、96 h后5、2.5 μL/mL之间无显著性差异(P>0.05)。随着浓度的增加死亡率逐渐升高，在96 h后20 μL/mL死亡率为61.67%。同时，随着处理时间的延长，各浓度薰衣草精油的触杀活性逐渐增加，20、10 μL/mL在24、48、72 h后有显著性差异(P<0.05)，72 h后无显著性差异(P>0.05)。24、48、72、96 h后不同体积分数下印度谷螟的死亡率呈现出显著差异(P<0.05)，随着浓度的降低死亡率逐渐下降。24、72 h后10、5、2.5 μL/mL无显著性差异(P>0.05)，48、96 h后10、5、2.5、1.25 μL/mL无显著性差异(P>0.05)。随着体积分数的增加死亡率逐渐升高，在96 h后20 μL/mL死亡率为55%。同时，随着处理时间的延长，各浓度罗勒精油的触杀活性逐渐增加，20、10、5 μL/mL在24、48、72 h后有显著性差异(P<0.05)；2.5、1.25 μL/mL在24 h和72 h后有显著性差异(P<0.05)。

2.2 薰衣草精油与罗勒精油对印度谷螟幼虫的触杀毒力回归分析

根据薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的触杀效果，计算出不同处理时间的回归方程、致死中量及相关系数等(表3)。薰衣草精油触杀24 h印度谷螟幼虫的LC50是96 h的7.13倍。罗勒精油触杀24 h印度谷螟幼虫的LC50是96 h的26.1倍，薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的毒力回归方程中相关系数(R2)均在0.90以上，说明2种精油对印度谷螟幼虫毒力测定的回归方程拟合程度较好。薰衣草精油触杀毒力显著高于罗勒精油；薰衣草精油对印度谷螟幼虫反应比罗勒精油更为敏感。

表1 不同体积分数处理和不同时间下薰衣草精油对印度谷螟幼虫的死亡率

表2 不同体积分数处理和不同时间下罗勒精油对印度谷螟幼虫的死亡率

表3 2种植物精油对印度谷螟的毒力回归分析

2.3 薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的驱避活性

由表4可知，薰衣草精油对印度谷螟幼虫的驱避率在相同体积分数下均差异显著(P<0.05)。80 μL/mL在2、4 h驱避率最高为91%、83%；随着浓度的降低和时间的延长，40、20、10、5 μL/mL的驱避率略有下降。薰衣草精油体积分数80 μL/mL在2、4 h都是Ⅴ级驱避；20、10 μL/mL在8 h无驱避效果；5 μL/mL在6、8 h无驱避效果。

由表5可知，罗勒精油对印度谷螟幼虫的驱避率在不同时间和不同体积分数下均差异显著(P<0.05)。80 μL/mL在2 h驱避率最高为87%；随着时间的延长，40、20、10、5 μL/mL的驱避率随着浓度的降低略有下降。罗勒精油体积分数80 μL/mL在2 h后驱避活性最高为Ⅴ级驱避；10 μL/mL在8 h后无驱避效果；5μL/mL在6、8 h后无驱避效果。

3 讨论

植物精油对斜纹夜蛾[33]、小绿叶蝉[34]、小菜蛾[35]、朱砂叶螨[28]、粉虱[36]、角蝇[24]、葡萄粉蚧[27]、玉米象[12]、赤拟谷盗[37]、印度谷螟[13]等害虫，具有较好的杀虫、驱避、熏蒸、抑制生长发育、抑制产卵、控制种群等活性。Keith 等[12]指出用量在0.01～0.4 mg/cm3时罗勒精油对玉米象和赤拟谷盗的成虫具有接触毒性，在本实验中罗勒用量在0.625 μL/mL以上均对印度谷螟幼虫有接触毒性，但由于所选的靶标害虫和研究方法存在差异，需进一步验证研究。Jesser 等[13]在研究中发现使用薰衣草精油24 h后76.3 μg/cm2对印度谷螟具有接触毒性；黄衍章等[39]苏云金芽孢杆菌剂量≤20 000 IU/g时，处理7 d后对印度谷螟幼虫的毒杀率与对照没有显著差异，表明苏云金芽孢杆菌对印度谷螟幼虫没有明显的毒杀作用，本实验中薰衣草精油在24 h后1.25 μL/mL以上均对印度谷螟幼虫有接触毒性。Han 等[40]用二氧化氯分别作用48、24 h，导致印度谷螟成虫、幼虫、蛹、卵的死亡率为100%，本研究使用体积分数高于二氧化氯。

Kheloul 等[25]在文章中指出薰衣草精油对赤拟谷盗成虫具有驱避作用，在用量0.01 mg时驱避作用最好；Lachance 等[24]证明了14 μL/cm2的薰衣草和罗勒精油对苍蝇有明显的驱避作用，本研究使用80 μL/mL时对印度谷螟的驱避作用最好，证明薰衣草精油和罗勒精油对害虫具有驱避效果。

本研究表明薰衣草和罗勒精油具有较好的触杀、驱避等活性，表示2种植物精油均具有较好的生物活性。薰衣草和罗勒在我国新疆种植面积广泛[41,42]，容易获得，精油对人类有较好的保健效果[18-20]，对人、畜无任何毒副作用。因此2种植物精油是理想可开发的天然植物源农药。据文献报道薰衣草精油的关键活性成分为桉叶油醇、α-松油醇、芳樟醇、樟脑、β-蒎烯、α-蒎烯等[13,18]，罗勒精油的关键活性成分为α-蒎烯、左旋-β-蒎烯、4-萜烯醇、水合桧烯、罗勒烯和茴香脑等[24,43]。这些关键活性成分可作为先导化合物，为合成新型植物源药剂提供化学结构。

表4 不同薰衣草精油浓度对印度谷螟幼虫处理不同时间的驱避率(%)和驱避活性等级

表5 不同浓度的罗勒精油处理不同时间后印度谷螟幼虫的驱避率(%)和驱避活性等级

4 结论

本研究测定了薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟幼虫的触杀和驱避作用。研究表明，薰衣草精油和罗勒精油体积分数20 μL/mL在96 h后的死亡率分别为61.67%、55%；但是在其他浓度下，薰衣草精油处理印度谷螟幼虫的死亡率低于罗勒精油。薰衣草精油和罗勒精油2 h后80 μL/mL时的驱避率分别为91%、87%。薰衣草精油在对印度谷螟幼虫的触杀和驱避作用在高浓度时均显著高于罗勒精油；在印度谷螟的防治中薰衣草精油的应用潜力高于罗勒精油，薰衣草精油具有更高的应用价值。

由于印度谷螟幼虫在实验室接触的剂量、方式以及环境条件与外界条件存在差异，因此，还需进一步进行相关实仓实验，以便更精确地评价薰衣草精油和罗勒精油对印度谷螟的防控效果，从而为开发印度谷螟的新型防控方法提供科学参考。