林业科学  2005, Vol. 41 Issue (6): 185-189   PDF    
0

文章信息

赵莉蔺, 刘素琪, 曹挥, 师光禄.
Zhao Lilin, Liu Suqi, Cao Hui, Shi Guanglu.
河朔荛花提取物对山楂叶螨生物活性的初步研究
Primary Studies of Acarocidal Activity of Wikstroemia chamedaphne against Tetranychus viennensis
林业科学, 2005, 41(6): 185-189.
Scientia Silvae Sinicae, 2005, 41(6): 185-189.

文章历史

收稿日期:2003-08-08

作者相关文章

赵莉蔺
刘素琪
曹挥
师光禄

河朔荛花提取物对山楂叶螨生物活性的初步研究
赵莉蔺1 , 刘素琪2 , 曹挥2 , 师光禄2,3     
1. 中国科学院动物研究所农业虫鼠害综合治理国家重点实验室 北京 100080;
2. 山西农业大学农学院 太谷 030801;
3. 北京市农业应用新技术重点实验室 北京 102206
关键词: 河朔荛花    山楂叶螨    提取    分离    
Primary Studies of Acarocidal Activity of Wikstroemia chamedaphne against Tetranychus viennensis
Zhao Lilin1, Liu Suqi2, Cao Hui2, Shi Guanglu2,3     
1. Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences State Key Laboratory of Integrated Management of Insects and Rodents Beijing 100080;
2. College of Agriculture, Shanxi Agricultural University Taigu 030801;
3. Key Laboratory of New Technology of Agricultural Application of Beijing Beijing 102206
Abstract: Wikstroemia chamedaphne was investigated for its acarocidal activity against Tetranychus viennensis, a serious pest of many crops including apple trees in China. Its active constitutes were extracted, separated and purified. The results indicated that the extraction of petroleum ether from WCME (Wikstroemia chamaedaphne methanol extract) appeared a strong acarocidal activity. The adjusted mortalities of egg, larva and female mite were 74.48%, 100.00% and 100.00% respectively, while the LC50 values were 2.106 2、0.304 1 and 0.7716 mg·mL-1 respectively.
Key words: Wikstroemia chamedaphne    Tetranychus viennensis    extract    purify    

植食性螨类在世界各地的农作物上都有发现,具有个体小、繁殖快、易产生抗药性等特点。螨类对作物造成的损失,在过去30年有了明显的增加,主要原因之一是使用非专一性杀虫剂。这些杀虫剂往往杀螨活性并不高,在杀螨的同时也消灭了螨类天敌。其次,螨类对原有杀螨剂能迅速产生抗性(唐除痴等,1998)。因此,使用选择性新型杀螨剂成为防治植食性螨类的主要措施。从环保角度考虑,杀螨剂也必然朝着生物农药及昆虫激素型农药方向发展。植物源农药具有广谱、低毒、安全等优点,许多植物中含有杀螨活性物质,植物源杀螨剂的研究开发具有重要的意义。

河朔荛花(Wikstroemia chamedaphne)属瑞香科(Thymelaeaceae)荛花属(Wikstr oemia)的一种有毒植物(中国科学院中国植物志编辑委员会,1999),其枝梗水煮液可以防治多种瓜类害虫及食叶害虫,茎粉对葡萄十星瓢虫也有强烈的击倒作用(中国土农药志编辑委员会,1959),但在杀螨方面未见系统的研究。本文以危害严重的山楂叶螨为研究对象,对河朔荛花的杀螨活性成分的提取和分离等一系列方面进行了研究,目的在于为开发出一种经济、安全、有效的新型杀螨剂提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 材料

试验所用河朔荛花全株采自山西省太谷县大佛山(112°8′E,38°9′N,海拔1500 m)。将采集的河朔荛花全株洗净,于通风处阴干后,放入恒温箱内45 ℃下烘干,磨碎,过60目筛,供提取用。

山楂叶螨(Tetranychus viennensis)为室内饲养的敏感品系:养虫室的温度(25±1)℃,相对湿度(50±10)%,光照(L:D为18 h:6 h) (深见顺一,1981)。

1.2 提取方法

1) 冷浸法        分别提取法:准确称取3份植物干粉,每份50 g,分别装入500 mL三角瓶内,加入干粉5倍量的有机溶剂石油醚、氯仿、甲醇,室温下(30±2)℃分别浸提3次,每次3~5 d,过滤,合并3次的提取物,称质量。梯度提取法:准确称取3份植物干粉,每份50 g,分别装入500 mL三角瓶内,加入干粉5倍量的有机溶剂石油醚,室温下浸提3次,每次3~5 d,合并3次的提取液浓缩至稠膏状,称质量;再把石油醚残渣同法依次用氯仿和甲醇浸提,并过滤浓缩至稠膏状,各自称质量。2)温浸法        准确称取3份植物干粉,每份50 g,分别装入500 mL三角瓶内,各自加入干粉5倍量的有机溶剂(同上),置于恒温水浴锅中50 ℃加热2 h后过滤,连续提取3次,合并提取液浓缩至稠膏状,称质量。3)超声波提取法        准确称取3份植物干粉,每份50 g,分别装入500 mL三角瓶内,各自加入干粉5倍量的有机溶剂(同上),放入超声波清洗器中震荡10 min后过滤,连续提取3次,合并提取液浓缩至稠膏状,称质量。

1.3 河朔荛花活性成分的初步分离

室内生测结果表明:甲醇提取物(Wikstroemia chamaedaphne methanol extract,WCME)生物活性最高,因此,选择WCME进行下一步分离纯化。取WCME 5 g,用10倍量的甲醇溶解,装入分液漏斗中,采用液-液分配法依次用石油醚、氯仿和乙酸乙酯3种溶剂各萃取3次,分别合并萃取液,减压浓缩至稠膏状,称质量,具体过程见图 1

图 1 WCME液-液分配法流程图 Fig. 1 Purification using liquid-liquid distribution
1.4 室内生物活性测定

1) 触杀作用        玻片浸渍法(FAO,1980):用双面胶带将健康活泼、大小一致的雌成螨背部向下粘于载玻片的一端,在温度为(25±1) ℃,RH=85%左右的生化培养箱中放置4 h后,镜检剔除死亡或受伤个体,保证每玻片叶螨数为30头,在药液中浸5 s取出,用吸水纸吸掉多余的药液,处理后置于上述生化培养箱中,于24 h后观察其死亡情况,接触动者为活,不动者为死,计算校正死亡率。2)杀卵作用        叶片残毒法(朱丽梅等,2002):采集新鲜的苹果(Malus pumila)叶片,叶柄截去0.5 cm,在叶柄上包上湿棉球,放在水培养台上,每片叶片接雌成螨20头,置于(25±1) ℃下任其产卵24 h,去除雌成螨,检查记录卵粒数后,置于25 ℃恒温培养箱中,当卵龄达到36~48 h时进行测定,将带卵的叶片浸入各处理药液5 s,然后放在吸水纸上阴干,放回水培养台上,待对照组卵孵化并发育至若螨阶段,约120 h后检查统计各处理死亡率。3)对若螨作用        叶片残毒法是将带有同日龄卵的苹果叶片,置22 ℃条件下,当卵发育至5日龄时,取干净的苹果叶片,在药液中浸5 s取出,待叶片阴干后,叶面朝下放到水培养台上,叶片边缘用湿棉条围住,将上述带有5日龄卵的叶片剪成小块,接入其上,每叶片接卵15~20粒,每一重复2片叶。然后将其置于22 ℃条件下,2 d后卵即孵化,刚孵出的幼螨很快爬到浸过药的叶片上,24 h后开始检查幼、若螨的死亡情况,每天检查1次。当对照组的幼螨发育至成螨,约144 h后检查杀若螨情况,统计各处理的死亡率,计算校正死亡率。

1.5 统计分析方法

将所得数据用Finney机率分析法求出毒力回归式,并对该方程式进行卡方适合性检验。当回归式符合实际情况后,求出LC50,以及LC50的95%置信限。

2 结果与分析 2.1 最佳提取法的确定

表 1可以看出:3种溶剂对河朔荛花进行提取,甲醇的提取率最高,氯仿次之,石油醚最差。比较4种方法,提取率由高到低依次为温浸法、分别冷浸法、超声波提取法和梯度冷浸法。从由不同的溶剂采用不同的方法所得到的提取物的有效物质来看,使用甲醇溶剂进行温浸法提取所得的杀螨有效物质最多[提取率为(14.79±0.003)%,校正死亡率为(97.48±0.445)%],而使用石油醚的各种提取法所得的杀螨有效物质最少,而且无论从提取率还是校正死亡率之间均没有明显差异。

表 1 河朔荛花4种提取法不同溶剂的提取率和对山楂叶螨的校正死亡率 Tab.1 The extract rates of W. chamedaphne with different solvents and the mortality of T. viennensis contacted with the extracts
2.2 最佳提取物的确定

表 2结果显示,WCME对山楂叶螨的卵、若螨和雌成螨的生物活性最高,24 h后校正死亡率分别高达66.85%、100%和100%。将WCME稀释成5个不同浓度(4,2,1,0.5,0.25 mg·mL-1),对山楂叶螨进行生测,分别求出毒力回归方程及致死中量(LC50),结果见表 3,由此说明,若螨对WCME最为敏感,LC50值达到1.009 7 mg·mL-1;成螨的LC50值较高,为2.185 5 mg·mL-1;但WCME杀卵活性较弱。

表 2 河朔荛花提取物对山楂叶螨各虫态的生物活性 Tab.2 The mortality of T. viennensis contacted with the extracts of W. chamedaphne
表 3 WCME对山楂叶螨各虫态的生物活性 Tab.3 The mortality of T. viennensis contacted with WCME
2.3 最佳萃取物的确定

将WCME的各种萃取物配制成浓度为4 mg·mL-1的溶液进行生物活性测定(所有生物活性测定对照均为为1%吐温80溶液)。表 4结果表明,石油醚萃取物的萃取率最低,但对各虫态的活性最强。对卵、若螨和成螨的死亡率分别达到74.48%、100.00%和100.00%,与其他萃取物相比差异显著(P<0.05),而且其LC50值分别比WCME降低为2.106 2、0.304 1和0.7716 mg·mL-1(表 56)。因此,石油醚为最佳萃取溶媒。

表 4 液-液分配法对WCME初步分离效果 Tab.4 The extracted situation of WCME
表 5 WCME萃取物对山楂叶螨的生物活性 Tab.5 The mortality of T. viennensis contacted with extracts of WCME
表 6 WCME石油醚萃取物对山楂叶螨的生物活性 Tab.6 The mortality of T. viennensis contacted with extracts of petroleum ether
3 结论与讨论

目前,对河朔荛花的研究以医药为主。其味辛、苦,性寒,可以治疗水肿胀满、痰饮咳喘、急慢性肝炎、精神分裂症、癫痫和人工引产等(鱼爱和等,1999吴凤简等,1993王振海等,1979)。作为土农药的历史也已久远。本文首次报道了河朔荛花的杀螨活性。其中,WCME的石油醚萃取物生物活性最强,当浓度为4 mg·mL-1时,对卵、若螨和雌成螨的校正死亡率分别达到了74.48%、100.00%和100.00%;LC50值分别为2.106 2、0.304和0.7716 mg·mL-1。研究发现,用WCME处理成螨后,体表明显皱缩,变成黑色,部分螨的胴部内含物外泄;若螨皱缩,成微红色。而且药剂对不同虫态的作用效果不同,其中若螨对提取物最为敏感,这与成螨对常用化学农药最为敏感有较大差别,可能其理化性质方面和常用化学农药有所不同,需进一步研究其作用方式和生化机理。

据报道,河朔荛花的次生代谢物主要有油脂、生物碱、酚类、甙类、黄酮类等(曹娟云等,2001)。其中,河朔荛花的2种药理活性成分:芫花酯甲(yuanhuacine)(康少文等,1985)和河朔荛花素(simplexin)(王成瑞等,1981)(从种子乙醇液中分离出的单体)都属于二萜原酸酯类结构。李迎武(1980)测得其乙醇提取液在小鼠腹腔注射的LD50为1.47 g·kg-1蔡文娟等(1989)测得为3.0g·kg-1(生药或籽),而鱼爱和等(1997)测得为2.16g·kg-1(籽)。到目前为止,河朔荛花的化学成分分离还处于研究阶段,而其杀螨活性成分是否与药理活性成分相同,还需作进一步的分离提纯和结构鉴定。为了避免损失活性成分,本试验选用了2种冷浸法。梯度提取法将分子结构和理化性质相差很大的活性物质进行了分离纯化,对分别提取法的生测结果进行了检验(吴文君,1998)。采用液-液分配法筛掉了许多非活性物质。是否还有其他更有效的方法对WCME的石油醚萃取物进行分离、纯化和提高活性物质回收率,有待进一步观察和研究。

河朔荛花广泛分布于河北、山西、河南、陕西、甘肃、四川、湖北等省区(中国科学院中国植物志编辑委员会,1999),是一种多年生灌木,多生长于海拔500~1 900 m的山坡及路旁,不会因为开发此种资源而使环境遭受破坏,因此,在植物性杀螨剂的研究开发方面有巨大的潜力。

参考文献(References)
蔡文娟, 徐铎, 董彩金, 等. 1989. 黄芫花醇提物的引产作用和毒性及有效成分的研究. 河北医学院学报, 10(3): 137-140, 145.
曹娟云, 郑宏春, 白重炎. 2001. 河朔荛花花的化学成分的初步检测. 延安大学学报(自然科学版), 20(2): 68-70. DOI:10.3969/j.issn.1004-602X.2001.02.023
李迎武. 1980. 中期引产药黄芫花注射液的研制. 药学通报, 15(2): 21.
康少文, 于永芳, 魏清波, 等. 1985. 从黄芫花中分离出芫花酯甲. 中草药, 16(6): 37.
深见顺一. 1981. 农药实验法——杀虫剂篇. 北京: 农业出版社, 99-103.
唐除痴, 李煜昶, 陈彬, 等. 1998. 农药化学. 天津: 南开大学出版社, 3, 225.
王成瑞, 黄慧珠, 韩玫, 等. 1981. 抗生育有效成分河朔荛花素的分离与鉴定. 中草药, 12(8): 1-3.
王振海, 陈文磊, 应国华. 1979. 黄芫花醇液引产机理的探讨. 中华妇产科杂志, 14(2): 125-126.
吴凤简, 陶成, 赵惠兰, 等. 1993. 黄芫花水提物的中枢药理作用. 中草药, 24(10): 528-531. DOI:10.3321/j.issn:0253-2670.1993.10.011
吴文君. 1998. 天然产物杀虫剂——原理·方法·实践. 西安: 陕西文艺出版社, 153-154.
鱼爱和, 范武峰, 冯方波, 等. 1999. 黄芫花乙醇液的毒性及质量标准研究. 中成药, 21(3): 119-121.
鱼爱和, 范武峰, 蔡淑英, 等. 1997. 黄芫花乙醇液研究进展. 中草药, 28(1): 55-57. DOI:10.3321/j.issn:0253-2670.1997.01.022
中国科学院中国植物志编辑委员会. 1999. 中国植物志五十二卷第一分册. 北京: 科学出版社, 322.
中国土农药志编辑委员会编著. 1959. 中国土农药志. 北京: 科学出版社, 103-105.
朱丽梅, 倪钰萍, 黄春霞, 等. 2002. 螨的综合测试方法的研究. 南京农专学报, 17(1): 13-17. DOI:10.3969/j.issn.1672-755X.2002.01.003
FAO. 1980. Plant Production and Protection 21, Recommended Methods for Measurement of Resistance to Pesticides, 49-54