农药学学报  2014, Vol.16 Issue (1): 102-105   PDF    
引用本文
张余杰, 张亚, 董丁铭, 秦小萍, 孟霞. 坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育的抑制活性[J]. 农药学学报,2014,16(1): 102-105  
ZHANG Yujie, ZHANG Ya, DONG Dingming, QIN Xiaoping, MENG Xia . Inhibitory activity of Dodonaea viscosa saponin on the growth anddevelopment of Pieris brassicae[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2014,16(1): 102-105  
坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育的抑制活性
张余杰1  , 张亚2, 董丁铭1, 秦小萍1, 孟霞1    
1. 云南农业大学 植物保护学院, 昆明 650201;
2. 湖南农业大学 植物保护学院, 长沙 410128
收稿日期:2013-11-17;修回日期: 2014-1-4 .
基金项目：云南省教育厅科学研究基金（2013Z029）.
作者简介：张余杰，男，硕士研究生，E-mail：yujie840704@126.com
通讯作者：秦小萍，女，博士，副教授，主要从事生物农药研究，E-mail：qxp99@163.com
摘要：采用浸渍叶碟饲喂法测定了坡柳皂苷对大菜粉蝶的生物活性。结果表明：用500、1 625、2 750、3 875和5 000 μg/mL的坡柳皂苷处理24 h后，对大菜粉蝶4龄幼虫生长发育的抑制率分别为14.47%、31.54%、49.70%、62.48%和79.94%，处理48 h后的抑制率分别为2.72%、39.26%、54.82%、70.53%和86.39%；坡柳皂苷对大菜粉蝶4龄幼虫具有显著的拒食活性，供试 5种浓度下处理24 h后，拒食率分别为30.21%、40.62%、54.33%、72.47%和84.84%，48 h后的拒食率为4.4% ~86.67%；5 000 μg/mL处理 14 d后，幼虫化蛹率为32%，显著低于对照组（72%）；供试 5种浓度坡柳皂苷处理23 d后，蛹的羽化率分别为56%、44%、44%、36%和32%，均低于对照组（64%）。研究表明，坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育、取食及化蛹均有明显的抑制作用。
关键词： 坡柳    皂苷    大菜粉蝶    生物活性    拒食活性    
Inhibitory activity of Dodonaea viscosa saponin on the growth anddevelopment of Pieris brassicae
ZHANG Yujie1  , ZHANG Ya2, DONG Dingming1, QIN Xiaoping1, MENG Xia1    
1. College of Plant Protection, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;
2. College of Plant Protection, Hu'nan Agricultural University, Changsha 410128, China
Abstract: The biological activity of Dodonaea viscosa saponin to Pieris brassicae was determined by leaf dipping method. The results showed that the growth inhibition rates of 500, 1 625, 2 750, 3 875 and 5 000 μg/mL D.viscosa saponin treatments on the 4th instar larvae of P.brassicae were 14.47%, 31.54%, 49.70%, 62.48% and 79.94% respectively, at 24 h, and were 2.72%, 39.26%, 54.82%, 70.53% and 86.39% respectively, at 48 h. D.viscosa saponin had significantly antifeedant activity on the 4th instar larvae of P.brassicae, and the antifeedant rates of the 5 treatments of D.viscosa saponin mentioned above were 30.21%, 40.62%, 54.33%, 72.47% and 84.84% respectively, at 24 h, and were 4.4%-86.67% at 48 h. The P.brassicae larvae pupate rate of 5 000 μg/mL treatment was 32% after 14 d, which was significantly lower than that of the control (72%). And the P.brassicae emergence rate of the 5 treatments of D.viscosa saponin mentioned above were 56%, 44%, 44%, 36% and 32% respectively, after 23 d, which was lower than that of the control (64%). The results showed that D.viscosa saponin had significant inhibitory activity on growth, development, feeding and pupation of P.brassicae.
Key words: Dodonaea viscosa    saponin    Pieris brassicae    biological activity    antifeedant    

坡柳Dodonaea viscosa (Linn.) Jacq具有解毒、消炎、镇咳等多种功效[1,2]。我国坡柳资源丰富，且已在金沙江干热河谷、秦岭等地进行大规模人工种植，因此用于研究和开发的原料较为充足[3]。

国外对坡柳研究较早，主要集中在其活性成分的分离鉴定方面。1982年，Sachdev等[4]从坡柳中分离出了黄酮类化合物；2009年，Shugeng等[5]利用高效液相色谱从坡柳根部分离出了具有抗卵巢癌活性的新三萜类化合物。杨美林等[6]的研究表明，坡柳种子乙醇提取物对小菜粉蝶3龄幼虫具有很强的拒食活性；秦小萍等[7]研究发现，坡柳种子乙醇提取物对菜青虫4龄幼虫有较好的拒食和生长发育抑制活性。因此，坡柳提取物在生物源农药的开发利用方面具有很好的研究价值。

大菜粉蝶Pieris brassicae是十字花科蔬菜上的主要害虫之一，目前对其仍以化学农药防治为主，不合理的施用方式以及大剂量、多次施药，造成了害虫抗性逐年升高及农药残留等问题。

坡柳皂苷为本实验室自主分离、鉴定的拒食活性物质，目前国内外尚未见有关其在病虫害防治应用方面的研究，对其作用机制的研究更是鲜有报道。笔者在前人工作[8]的基础上，进一步分离纯化了坡柳中的活性物质，以较纯的坡柳皂苷为供试药剂，初步测定了其对大菜粉蝶的拒食活性及对不同虫态的抑制作用。

1 材料与方法
1.1 供试材料

坡柳皂苷(Dodonaea viscosa saponin)，粉末状，纯度为82%，由云南农业大学植物保护学院提供。

大菜粉蝶Pieris brassicae，于云南农业大学后山农场油菜地采集1~2龄幼虫，在该校植物保护学院养虫室内用甘蓝植株和保湿油菜嫩叶扩繁至 4龄。

SZM-7045TR体视显微镜(标准放大倍率7~45倍)；FA2004电子天平(精确到0.000 1 g)。

1.2 试验方法
1.2.1 抑制活性测定

采用浸渍叶碟饲喂法[9]。准确称取坡柳皂苷，用蒸馏水分别配制成500、1 625、2 750、3 875和5 000 μg/mL 的药液。打取直径1.4 cm的甘蓝叶碟，分别在各浓度药液中浸渍1 s，每个培养皿中放入2片叶碟，接入1头饥饿4 h的4龄大菜粉蝶幼虫，每处理25头试虫，重复3次，以蒸馏水处理的叶碟作为对照。将培养皿放入25 ℃±1 ℃，相对湿度70%±5%的温室内培养，分别于0、24及48 h逐个称量试虫质量，并于24 及48 h 后测量其取食面积。48 h后，将不同浓度处理组试虫分别放入不同的养虫箱内，用新鲜无毒甘蓝叶片饲养，每日更换新鲜叶片至化蛹。将蛹置于温湿度适宜的环境中等待羽化。

分别按公式(1)~(4)计算拒食率、发育抑制率、化蛹率及羽化率。

拒食率/%=[(对照组取食量-处理组取食量)／对照组取食量]×100(1)

发育抑制率/%= [(对照组体重增加量-处理组体重增加量)／对照组体重增加量]×100(2)

化蛹率/%=(蛹数／试虫总数)×100(3)

羽化率/%=(羽化的蛹数／试虫总数)×100(4)

1.2.2 数据分析

采用Excel 2003和DPS V6.55软件进行处理。

2 结果与讨论
2.1 坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫生长发育的抑制率及拒食率

表1数据表明，24及48 h内，坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫生长发育的抑制作用方差分析均达到差异显著水平，且随处理浓度的增大活性增强；高浓度下，则随处理时间的延长而增强。表明坡柳皂苷对大菜粉蝶4龄幼虫生长发育具有较好的抑制活性。

由表2可看出：24及48 h内，坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫的拒食活性方差分析结果差异显著，且均随处理浓度的升高活性依次增强；随处理时间延长，低浓度处理组拒食活性降低，高浓度处理组则表现为增强。

本研究中，随处理时间延长，坡柳皂苷低浓度处理组对大菜粉蝶4龄幼虫生长发育的抑制率及拒食率均有不同程度的降低，这可能是由于试虫对坡柳皂苷逐渐产生了适应性。据报道，昆虫能很快适应拒食剂，从而对其变得不敏感，这也是目前拒食剂应用中所特有的问题之一[10]。但高浓度坡柳皂苷处理组则一直表现出较强的拒食活性及生长抑制活性。

回归分析结果及拒食中浓度(AFC50)见表3。相关系数r分别为0.913 5和0.994 6，回归方程线性关系良好。

表1 坡柳皂苷对大菜粉蝶4龄幼虫生长发育的抑制率

Table 1 Growth inhibition rate of D.viscosa saponin on larvae of P.brassicae


表2 坡柳皂苷对大菜粉蝶4龄幼虫的拒食率

Table 2 Antifeedant rate of D.viscosa saponin on larvae of P.brassicae


表3 坡柳皂苷对大菜粉蝶4龄幼虫的拒食作用回归分析

Table 3 Regression analysis of D.viscosa saponin against larvae of P.brassicae

2.2 坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫化蛹率及羽化率的影响

从表4中可看出：随坡柳皂苷处理浓度升高，试虫化蛹率及羽化率均依次降低，其中5 000 μg/mL处理组化蛹率及羽化率与对照相比均下降了约50%。表明坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫化蛹及蛹的羽化均具有一定的抑制活性，且抑制作用随药剂处理浓度的升高而增强。

据报道，植物源农药不仅具有破坏害虫信息传递的作用[11]，而且具有干扰昆虫内分泌系统分泌蜕皮激素的作用[12]。因此，坡柳皂苷有可能抑制了大菜粉蝶幼虫的信息传递，或者干扰到其蜕皮激素的分泌，亦或是拒食致使试虫后期营养不良，从而造成经坡柳皂苷处理过的大菜粉蝶幼虫化蛹进程受阻，化蛹率下降。具体作用机制有待进一步研究确定。

2.3 对照与处理组试虫消化道解剖比较

处理48 h后，迅速取对照和5 000 μg/mL坡柳皂苷处理组试虫各1头，分别在40倍体视显微镜下进行解剖拍照(图1)。由图中可见，5 000 μg/mL坡柳皂苷处理组试虫的消化道内仅有少量食物，与对照形成鲜明对比，证明坡柳皂苷对大菜粉蝶4龄幼虫的拒食效果明显。

表4 坡柳皂苷对大菜粉蝶化蛹率及羽化率的影响

Table 4 Effects of D.viscosa saponin on pupation and emergence rate of P.brassicae


图1 对照与5 000 μg/mL坡柳皂苷处理组大菜粉蝶 4龄幼虫取食(48 h)后消化道解剖图比较(40×)

Fig.1 Comparison of the alimentary tract anatomy graph of 4th instar larvae of P.brassicae between CK and 5 000 μg/mL treatment after feeding 48 h(40×)

3 结论

本文中只研究了坡柳皂苷对大菜粉蝶的拒食活性及对其几种虫态的抑制作用，后续还需进行温室内小区试验及坡柳皂苷对其他鳞翅目害虫作用效果的研究。试验表明，坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫具有较好的拒食效果，但其究竟是影响到大菜粉蝶幼虫的味觉系统还是嗅觉系统，尚有待进一步研究。此外，坡柳皂苷对大菜粉蝶化蛹及羽化亦有较好的抑制活性。因此，未来进一步对坡柳皂苷进行结构改造和加工，有望得到活性更好的新型植物源农药。

参考文献
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