中国媒介生物学及控制杂志  2016, Vol. 27 Issue (6): 542-545

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何建国, 熊国红, 徐颖
HE Jian-guo, XIONG Guo-hong, XU Ying
4种植物乙醇提取物对家蝇的毒杀及驱避活性
Insecticidal and repellent activity of ethanol extracts from 4 plants against Musca domestica (Linnaeus) (Diptera: Muscidae)
中国媒介生物学及控制杂志, 2016, 27(6): 542-545
Chin J Vector Biol & Control, 2016, 27(6): 542-545
10.11853/j.issn.1003.8280.2016.06.004

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收稿日期: 2016-07-26
网络出版时间: 2019-06-09 13:42
4种植物乙醇提取物对家蝇的毒杀及驱避活性
何建国1, 熊国红1, 徐颖2     
1 国家家用杀虫用品质量监督检验中心, 湖南 益阳 413000;
2 中南林业科技大学, 湖南 长沙 410004
摘要: 目的 探究香樟叶、天竺桂叶、侧柏叶和雪松叶的乙醇提取物对家蝇的生物活性,为植物源灭蝇剂的开发提供理论依据。 方法 采用白糖载药饲虫法测定4种植物乙醇提取物对家蝇成虫的毒杀作用,采用滤纸药膜法测试4种植物乙醇提取物对家蝇3龄幼虫的驱避作用。 结果 香樟叶、天竺桂叶、侧柏叶和雪松叶的乙醇提取物对家蝇的24 h半数致死浓度(LC50)分别为7.58、16.02、44.08和38.24 mg/ml。在剂量为1.572 mg/cm2时,4种植物乙醇提取物对家蝇3龄幼虫的驱避率:香樟叶为93.33%,天竺桂叶为88.33%,侧柏叶为58.33%,雪松叶为60.00%。 结论 4种植物提取物对家蝇有较好的毒杀和驱避活性,可用于研发绿色环保灭蝇剂。
关键词: 植物提取物     家蝇     毒杀活性     驱避活性    
Insecticidal and repellent activity of ethanol extracts from 4 plants against Musca domestica (Linnaeus) (Diptera: Muscidae)
HE Jian-guo1, XIONG Guo-hong1, XU Ying2     
1 National Household Insecticide Products Quality Supervision and Inspection Center, Yiyang 413000, Hunan Province, China;
2 Central South University of Forestry and Technology
Supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province of China (No. 12JJ2017) and the Scientific Research Project of Hunan Quality and Technique Supervision Bureau (No. 2016KYJH29)
Corresponding author: XIONG Guo-hong, Email:350803838@qq.com
Abstract: Objective We studied the insecticidal and repellent activity of ethanol extracts from 4 plants against Musca domestica so as to provide theoretical basis for eco-friendly Muscacide. Methods The larvicidal activity of 4 plant ethanol extracts against M. domestica was determined by drug loaded sugar feeding method, and the repellent activity of ethanol extracts from 4 plants against M. domestica was evaluated using the impregnated paper assays. Results The results showed that the LC50 values of ethanol extracts from the leaves of Cinnamomum caphoran, C. pedunculatum, Platycladus orientalis, and Cedrus deodara against M. domestica were 7.58, 16.02, 44.08, 38.24 mg/ml, respectively. At the concentration of 1.572 mg/cm2, the repellent percentages of ethanol extracts from the leaves of C. caphoran, C. pedunculatum, P. orientalis, and C. deodara were 93.33%, 88.33%, 58.33%, and 60.00%, respectively. Conclusion The results suggested that the 4 plant ethanol extracts possess high insecticidal and repellent activity against M. domestica, they have a great potential to be developed into a eco-friendly Muscacide.
Key words: Plant extracts     Musca domestica     Insecticidal activity     Repellent activity    

家蝇(Musca domestica)是常见的传染病媒介生物,因其携带大量的致病菌如大肠埃希菌(Escherichia coli)、口腔纤毛菌(Leptotrichia buccalis)和结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)等,严重危及人类身体健康[1]。目前对家蝇的防治以使用化学合成杀虫剂为主,长期大量使用化学杀虫剂致使家蝇的抗药性日益增强,吕锡宏等[2]测定了上海市松江区家蝇对5种杀虫剂的抗性,显示家蝇对菊酯类杀虫剂的抗性系数均>20,最高者甚至达到60。魏绪强等[3]研究不同选择压力下家蝇对溴氰菊酯的抗性发展速率,结果显示,经过21代室内选育,家蝇对溴氰菊酯的抗性倍数上升了2 197.55倍。目前被广泛使用的蝇香,其有效成分主要是菊酯类,含量比蚊香高几倍甚至几十倍,这类蝇香在封闭的室内使用,使用者会出现头昏、头痛等症状。相比菊酯类杀虫剂,植物提取物对害虫具有独特的作用机制且对环境安全,不易使害虫产生抗药性,在防治家蝇方面的优势十分明显。开发环保的植物源灭蝇剂,将大大降低化学杀虫剂对人体产生的毒害,同时有效缓解其对环境造成的威胁。本文研究了4种植物乙醇提取物对家蝇的毒杀和驱避作用,为家蝇的绿色防治提供基础资料。

1 材料与方法 1.1 家蝇的养殖

家蝇实验室品系由国家家用杀虫用品质量监督检验中心提供,饲养环境及实验条件为相对湿度(70±5)%,温度(26±2)℃,光周期14 L:10 D [4]

幼虫饲料配方:麦麸250.0 g、面粉12.5 g、奶粉8.0 g、酵母粉2.5 g和水500 ml。成虫饲料:方糖、奶粉和水。

取家蝇幼虫饲料放入一次性塑料杯,饲料约占杯容积的1/2,将塑料杯置于家蝇成虫饲养笼内,24 h后取出,将含有蝇卵的饲料倒入铁质不锈钢饭盒中孵化,塑料纱网封口。每天添加定量幼虫食物,喷洒适量水保持湿度,定时用汤匙翻动饲料。待幼虫成蛹后,将蛹挑入塑料杯(蛹埋于适量饲料,可提高羽化率),放入空蝇笼内,取羽化5 d成虫供试。

1.2 植物提取物的制备

将香樟(Cinnamomum caphora)叶、天竺桂(C. pedunculatum)叶、侧柏(Platycladus orientalis)叶和雪松(Cedrus deodara)叶4种植物的叶阴干,分别粉碎,过40目筛,获得筛下粉碎物;按料液比1:10的比例向粉碎物中加入75%乙醇进行浸提,浸提温度为28~32℃,浸提时间为30~50 h,过滤得滤液,用纤维素膜细菌滤器将滤液除菌,再将滤液真空浓缩至含水量为4%的浸膏,分别得到4种植物的乙醇提取物样品。

1.3 家蝇的毒杀作用测定

白糖载药饲虫法[5]:称取1 g白砂糖于250 ml三角瓶(实际容积为345 ml),然后将样品用乙醇溶解,用去氯水配成所需浓度的样品液,取1 ml样品液滴入盛有白砂糖的试管中,摇匀,使样品能均匀地附着在白砂糖上,待溶剂自然风干后备用。根据不同植物提取物的毒性大小,浓度梯度取3.25、6.25、12.50、25.00、50.00和100.00 mg/ml连续6个浓度。挑选羽化后4 d的家蝇,每个三角瓶中接入15只家蝇,用纱布将三角瓶蒙口,纱布上面放一小的吸水海绵。每个处理设3次重复,乙醇作空白对照。分别在24、48 h观察试虫反应。

家蝇死亡标准:家蝇被击倒、触之不动判定为死亡;记录死亡虫数。根据以下公式计算校正死亡率:

死亡率(%)=死亡虫数/处理死亡虫数×100

校正死亡率(%)=(处理死亡率-对照死亡率)(/ 1-对照死亡率)×100

1.4 家蝇幼虫的驱避活性测试

采用滤纸药膜法(在聂霄艳等[6]滤纸药膜法的基础上稍作改进):ϕ9 cm培养皿洗净、烘干,将ϕ9 cm的圆形滤纸裁成两半,将样品用乙醇溶解,用去氯水配成所需浓度的样品液(各提取物根据预实验取3个浓度梯度,取值范围在0.3~3.0 mg/cm2之间),均匀滴加在半圆形滤纸上,另一半滤纸用乙醇作空白对照,室温下使乙醇挥发。将两半滤纸重新无缝对接,用胶纸固定后置于同直径培养皿内,每个培养皿内接入家蝇3龄幼虫20只,加盖。放置在温度(26±2)℃、相对湿度(75±5)%的环境中,每个处理重复3次。接虫6、12、24、48和72 h后各检查1次处理组和对照组的虫数,按下列公式计算驱避率。

驱避率(%)=(对照虫数-处理虫数)/对照虫数×100

1.5 统计学处理

毒杀活性测定结果采用概率值分析方法,用SPSS 16.0软件分别计算出半数致死浓度(LC50)、95%置信区间(95%CI)和毒力回归方程,并对毒力回归方程进行χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 植物乙醇提取物对家蝇的毒杀作用

家蝇舔食样品液白糖约18 min左右,表现异常活跃,不停地迅速起飞或快速爬来爬去,相互撞挤,过后家蝇两后足支撑在白糖上,前四足不停地在瓶壁上下划动,有行动失常、翻倒在白糖上的现象,且其喙管和生殖器不时伸缩,呈痉挛状态,随后逐渐麻痹,不动,且喙管和生殖器伸出,有的麻痹一段时间又恢复活动,之后再麻痹,最后逐渐死亡。

在4种植物乙醇提取物作用下,家蝇成虫24和48 h的校正死亡率见表 1。在25.00 mg/ml浓度下,香樟叶、天竺桂叶、侧柏叶、雪松叶的乙醇提取物对家蝇的24 h校正死亡率分别为91.11%、66.67%、31.11%和33.33%。各植物提取物随着浓度的增加,对试虫的毒杀作用表现增强,见表 1。4种植物乙醇提取物对家蝇的24 h毒杀LC50值分别为7.58、16.02、44.08和38.24 mg/ml,见表 2

表 1 4种植物乙醇提取物对家蝇成虫的毒杀死亡率 Table 1 Adjusted mortality of M. domestica in response to 4 plant ethanol extracts
表 2 4种植物提取物对家蝇的毒杀活性(24 h) Table 2 Toxicity of 4 plant extracts against M. domestica(24 h)
2.2 植物乙醇提取物对家蝇3龄幼虫的驱避性

4种植物乙醇提取物处理家蝇3龄幼虫,初始阶段试虫在培养皿内无目的地频繁移动,一段时间后试虫聚集在对照滤纸处,活动减少,并慢慢化蛹。72 h后取出待其化蛹,蛹期延长,多数能正常羽化。由表 3可以看出,处理后的同一时间内,4种乙醇提取物对试虫驱避活性差异较大,随着浓度梯度的升高,试虫驱避活性均表现增强,但24 h后呈现缓慢下降趋势。

表 3 4种植物乙醇提取物对家蝇3龄幼虫的驱避作用 Table 3 Repellence of 4 plant ethanol extracts against 3rd instar larvae of M. domestica
3 讨论

近年来,利用植物活性物质防控家蝇的研究大多集中在植物精油对家蝇的生物活性,如Rossi等[7]研究了黑藻(Mintostachys verticillata)精油对家蝇的熏杀活性,其LC50为0.5 mg/dm3。Rossi和Palacios[8]报道了银叶桉(Eucalyptus cinerea)精油和1,8-桉叶素1,8-cineole对家蝇的毒杀作用,银叶桉精油对家蝇成虫的LC50值为5.5 mg/dm3,即5.5 μg/cm3,1,8-桉叶素的LC50值为3.3 mg/dm3,即3.3 μg/cm3。Sharma等[9]比较了多种植物精油对家蝇的作用,发现南亚篙(Artemisia nigirica)和番荔枝(Annona spuamosa)两种植物对各龄期家蝇具有杀灭活性,香奈毛花(Blumea eriantha)、百花牛角瓜(Calotropis procera)等植物也能使家蝇死亡。Morey和Khandagle[10]测试了辣薄荷(Mentha piperita)、生姜(Zingiber officinalis)、余干子(Emblica officinalis)和肉桂(C. verum)精油对家蝇的杀卵、引诱、驱避及产卵引诱活性,发现辣薄荷的杀卵和产卵抑制活性最强,在1%浓度下,辣薄荷对家蝇的驱避率为96.8%。Kumar等[11]研究表明,蓝桉(Eucalyptus globulus)精油对家蝇幼虫熏杀,24 h的LC50值为66.1 μl/L,48 h的LC50值为50.1 μl/L。本研究所用的4种植物提取物对家蝇的毒杀和驱避活性接近或略高于上述植物精油,同时,本研究采用的是4种植物的乙醇提取物,相对植物精油来说资源更加丰富,具有实际应用到植物源家蝇防控中的潜力。植物提取物往往含有多种活性成分,并以不同的作用机制发挥作用[12],害虫难以产生抗药性,同时还具有易降解、无残留、对人畜及其他非靶标生物安全等特点,在今后的研究工作中需进一步筛选对家蝇具有生物活性的植物提取物,同时分离其有效成分,并研究其作用机制。

参考文献
[1] 贾海燕, 刘小可, 苗元, 等. 食堂越冬家蝇体表携带细菌的初步研究[J]. 北京农学院学报, 2011, 26(1): 13–15.
[2] 吕锡宏, 费胜军, 许海根, 等. 上海市松江区家蝇对5种杀虫剂的抗性测定及分析[J]. 医学动物防制, 2015, 31(4): 365–367.
[3] 魏绪强, 李宗麟, 潘京海, 等. 北京市东城区家蝇对溴氰菊酯抗性风险评估与预报[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2013, 24(5): 402–405.
[4] 董存柱, 吴清照, 徐汉虹, 等. 海南40种植物甲醇提取物对家蝇的活性筛选[J]. 江西农业大学学报, 2011, 33(3): 476–481.
[5] 周利娟, 黄继光, 徐汉虹, 等. 从华蟹甲草中分离的两种活性成分对家蝇的杀虫活性[J]. 昆虫学报, 2006, 49(1): 74–79.
[6] 聂霄艳, 邓永学, 王进军, 等. 花椒精油和麻素对赤拟谷盗成虫的控制作用[J]. 中国粮油学报, 2008, 23(4): 185–188.
[7] Rossi YE, Canavoso L, Palacios SM. Molecular response of Musca domestica L. to Mintostachys verticillata essential oil, (4R) (+)-pulegone and menthone[J]. Fitoterapia, 2012, 83(2) : 336–342 .DOI:10.1016/j.fitote.2011.11.019.
[8] Rossi YE, Palacios SM. Insecticidal toxicity of Eucalyptus cinerea essential oil and 1, 8-cineole against Musca domestica and possible uses according to the metabolic response of flies[J]. Ind Crops Prod, 2015: 133–137 .DOI:10.1016/j.indcrop.2014.10.019.
[9] Sharma PP, Pardeshi AB, Vijigiri D. Bioactivity of some medicinal plant extracts against Musca domestica L[J]. J Ecobiotechnol, 2011, 3(9) : 14–16 .
[10] Morey RA, Khandagle AJ. Bioefficacy of essential oils of medicinal plants against housefly, Musca domestica L[J]. Parasitol Res, 2012, 111(4) : 1799–1805 .DOI:10.1007/s00436-012-3027-2.
[11] Kumar P, Mishra S, Malik A, et al. Compositional analysis and insecticidal activity of Eucalyptus globulus (family:Myrtaceae) essential oil against housefly (Musca domestica)[J]. Acta Trop, 2012, 122(2) : 212–218 .DOI:10.1016/j.actatropica.2012.01.015.
[12] 徐河山. 植物源杀虫剂作用方式和机理的研究进展[J]. 热带医学杂志, 2006, 6(6): 743–744.