八角茴香提取物对长角扁谷盗的触杀和驱避活性

何玉杰 花日茂 李世广 李茂业 黄衍章 沈宗海

(安徽农业大学植物保护学院1，合肥 230036)

(安徽农业大学资源与环境学院2，合肥 230036)

(合肥农产品加工研究院3，合肥 230036)

(安徽中谷国家粮食储备库4，合肥 230031)

长角扁谷盗Cryptolestes pusillus(Schönherr)属鞘翅目扁甲科，全世界广泛分布，中国普遍分布，是一种后期性仓储害虫，为害破碎和损伤的粮食、豆类、油籽类、副产品及各种粉类、干果、香料等，是粮食仓库、加工厂、药材库、酱品厂的常见害虫[1]，经常发生在玉米象、谷蠹等初期性仓虫危害之后，条件适宜时，易大量发生引起储粮发热、结块、霉变。

由于长期单一使用化学杀虫剂防治储粮害虫，包括长角扁谷盗在内的许多害虫产生了严重的抗药性[2]，在提高使用剂量与增强抗性之间形成恶性循环。更严重的是，粮食中化学农药残留量的严重超标及对环境的污染，直接影响出口和施药者及消费者的健康，人们对农产品安全问题的担心和忧虑与日俱增，所以研究和探索使用高效低毒或无毒的物质来防治储粮害虫是实现绿色储粮，保证食品安全与人类健康的要求。植物源杀虫剂具有诸多优点，如选择性强，对非靶标生物相对安全；易降解，残留低，一般不污染环境及农产品；因其是天然的混配复剂，害虫不易产生抗性；属于“环境和谐农药”，符合农产品安全和人类发展现代农药所追求的目标[3]。因此，植物源杀虫剂的研究和应用得到了国内外专家的极大重视[4－8]，成为现代农药发展的主流和热点之一。

八角茴香(Illicium verumHook.F.)别名八角、大茴香、大料，为木兰科八角茴香的干燥成熟果实，是卫生部2002年3月5日公布的“既是食品又是药品”的物品之一。八角茴香属常绿乔木，原产于中国西南地区和越南等亚热带地区。中国广西、云南、广东、福建、贵州等省(区)均有栽培，中国八角种植面积和产量均占世界的80%以上[9]。

目前，对八角茴香的研究主要集中在食品和医学领域[9－10]。八角整粒可用于烹饪调味，粉状可用于肉类制品等，为“五香粉”的主要原料，有去腥、杀菌、防腐的作用。八角茴香精油是用八角的果实、种子、叶提炼出的芳香油，可作香精，是食品、甜酒、饮料、卷烟、香水、香皂、牙膏、化妆品等日化产品的增香剂。八角茴香性辛温，味甘，具有温阳散寒、理气止痛的功效，中医临床用来治疗胃寒呕吐、疝气腹痛、肾虚腰痛、除干湿脚气、治神经衰弱等，从八角提取的莽草酸可生产用于治疗人禽流感的抗感冒药——达菲。国内外也有研究表明，八角茴香精油对玉米象(Sitophilos zeamaisMotsehulsky)、德国小蠊(Blattella germanica)等害虫具有驱避、熏蒸等生物活性[11－12]。

为了进一步确定八角茴香在储粮害虫防治中应用的可能性，用3种有机溶剂对八角茴香干果进行提取，验证提取物对仓储主要的后期害虫长角扁谷盗成虫的触杀和驱避作用，为今后将八角茴香开发成为新型绿色储粮保护剂提供依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

DD－120B电动植物粉碎机:浙江温岭市大海药材器械厂；GRX－9071B烘箱:上海福玛设备有限公司；电热恒温培养箱:广东医疗器械厂；旋转蒸发仪(RE52CS－1):上海亚荣生化仪器厂；FA2104电子天平:上海民桥精密科学仪器有限公司。甲醇(沸点64.5℃)、乙酸乙酯(沸点77.2℃)、石油醚(沸程60～90℃)、丙酮(沸点56.0℃):上海振企化学试剂有限公司。

1.2 试虫的采集与饲养

长角扁谷盗成虫采自安徽中谷国家粮食储备库，在安徽农业大学植物保护学院养虫室饲养。将放入烘箱(100℃)中消毒2 h后的小麦，调整含水量至(13±1)%，再粉碎为全麦粉，然后以1/4全麦粉质量的整粒小麦与全麦粉混合分装于罐头瓶中。接入试虫后，置于养虫室，在温度(28±1)℃，相对湿度(75±5)%，全黑暗的条件下饲养。7 d后排除成虫，待新一代成虫大量羽化后7～10 d，筛出成虫供试验用。

1.3 供试植物

八角茴香干果:市售，产地为广西。

1.4 八角茴香提取物的制备

将八角茴香果实在60℃烘箱中烘干，用电动粉碎机将其粉碎成粉末，过40目筛。分别称取适量粉末干样，加入5倍的溶剂置于室温(25℃)下，避光浸提48 h，过滤出溶剂。再按上述步骤浸提2次，集合3次滤液，得到粗提物。将所有的粗提物用旋转蒸发仪浓缩，浓缩至再无溶剂滴出，称重，并计算提取率。提取物装在棕色瓶内，置于4℃冰箱中备用。

1.5 生物活性测定方法

1.5.1 触杀作用的测定

采用滤纸药膜法并稍加改进[4]。将直径9 cm的滤纸放入相同直径的培养皿内，在滤纸上放置内径8 cm，高5 cm内壁涂有聚四氟乙烯的玻璃环防止试虫上爬。用丙酮将各溶剂提取物均稀释成不同浓度的药液，用移液枪取各稀释液1 mL，滴入滤纸上药液被完全吸收，待丙酮完全挥发后，按每皿30头接入试虫，皿内不加饲料，盖上铁丝网，防止试虫逃逸。滤纸滴入纯丙酮1 mL作空白对照，每处理重复3次。将各处理放入恒温培养箱内(T:27～29℃，RH:70%～80%)，分别于处理24、48、72 h调查试虫死亡数。处理72 h后，将试虫转入盛有40 g半碎小麦的广口瓶内，用白布块封住管口，置于养虫室内饲养7 d后，检查触杀效果。以毛笔触及试虫无任何反应者为死亡标准。计算死亡率，并用 Abbott公式校正。

1.5.2 驱避作用的测定

采用滤纸药膜法并加以改进[4]。将直径为9 cm的滤纸剪成相同两半，一半用移液管分别移取不同浓度的药液0.5 mL均匀注于滤纸上，室温下使丙酮挥发；另一半滴入同体积的丙酮，挥发干后作为对照。将两半滤纸重新接上，用黏胶纸固定后置于同直径培养皿内。皿底涂抹固体胶，防止试虫钻入滤纸下面。将内径8 cm，高5 cm内壁涂有聚四氟乙烯的玻璃环放入培养皿中，防止试虫上爬。每皿接入30头试虫，皿内不加饲料，加上铁丝网盖防止试虫逃逸。重复3次。将各处理放入养虫室中，分别于24、48、72 h时后检查处理边和对照边的虫数，计算驱避率。

1.6 数据处理

提取率＝浓缩后提取物重/植物干粉重×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%

驱避率＝(对照边虫数－处理边虫数)/对照边虫数×100%

分级标准:0级，即无驱避作用；Ⅰ级＝0.01%～20%驱避率；Ⅱ级＝20.01%～40%驱避率；Ⅲ级＝40.01%～60%驱避率；Ⅳ级＝60.01%～80%驱避率；Ⅴ级 ＝80.01%～100%驱避率[13]。

用DPS软件计算毒力回归方程、相关系数和致死中量(LD50)，并采用Duncan新复极差法检验比较各处理的死亡率和驱避率的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同溶剂对八角茴香干果的提取效果

由表1可以看出，3种有机溶剂对八角茴香干果的提取率以甲醇最高，乙酸乙酯和石油醚次之。在同样条件下不同溶剂对八角茴香干果的提取效率不同，其原因是溶质在溶剂中溶解符合“相似相容”规律，待浸取成分与溶剂的分子极性越相似，其溶解度越大。甲醇、乙酸乙酯、石油醚的极性依次为:6.6、4.4、0.0，因此，推测八角茴香干果中极性物质的含量较高。

表1 3种有机溶剂对八角茴香干果的提取率

2.2 八角茴香提取物对长角扁谷盗成虫的生物活性

2.2.1 触杀活性

分别设计了5个处理剂量，采用滤纸药膜法来测定八角茴香3种溶剂提取物对长角扁谷盗成虫的触杀效果，结果见表2。从表2中看出，3种提取物对长角扁谷盗成虫均具有很强的触杀作用，且3种提取物的触杀效果均随着处理剂量的增加而显著增强；同种溶剂提取物在相同处理剂量下，其触杀效果随时间的延长而逐渐增强。用最大剂量148.63μg/cm2处理72 h后，甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物对试虫的校正死亡率分别为87.85%、90.98%和94.44%。

表2 八角茴香干果的3种溶剂提取物对长角扁谷盗成虫的触杀作用(均值±标准差)

将表2中八角茴香干果的甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物的处理剂量与长角扁谷盗成虫处理72 h的平均死亡率之间的关系，进行毒力回归直线分析，得到这3种提取物对长角扁谷盗成虫的触杀毒力回归方程和LD50(见表3)。由表3可知，八角茴香干果的甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物处理长角扁谷盗成虫72 h后的LD50分别为28.21、23.51和19.23μg/cm2，触杀效果最好的是石油醚提取物，其次是乙酸乙酯提取物，最后是甲醇提取物。

表3 八角茴香干果的3种溶剂提取物对长角扁谷盗成虫处理72 h后的触杀毒力回归分析

2.2.2 驱避活性

由表4可知:八角茴香的同种溶剂提取物的剂量越高，其对长角扁谷盗成虫驱避作用越大；甲醇、乙酸乙酯和石油醚3种溶剂提取物的最高剂量(123.46μg/cm2)的平均驱避率分别为:62.23%、73.22%和40.16%，其驱避等级分别为Ⅳ级、Ⅳ级和Ⅲ级；八角茴香3种有机溶剂提取物对长角扁谷盗成虫驱避作用大小依次为:乙酸乙酯提取物＞甲醇提取物＞石油醚提取物。同种溶剂提取物在相同剂量下，随着处理时间的延长，其驱避作用整体呈现下降趋势，这是由于药液的挥发导致浓度下降，使得驱避作用下降；另外，试验中发现，八角茴香的3种溶剂提取物对试虫均有一定的麻痹作用，这可能与驱避率的下降也有一定的关系。

表4 八角茴香干果的3种溶剂提取物对长角扁谷盗成虫的驱避作用(均值±标准差)

3 讨论与结论

3.1 甲醇、乙酸乙酯和石油醚3种有机溶剂对八角茴香干果的提取率分别为:23.67%、14.21%和14.00%。根据相似相容的原理，待浸取成分与溶剂的分子极性越相似，其溶解度越大。物质的极性与其分子结构和分子大小有关，根据生物活性追踪结果，对于已知活性较高的成分，可根据其分子结构判断其极性，再选择合适的溶剂进行浸取分离，从而提高提取效率[14]。

3.2 从八角茴香的3种溶剂提取物的触杀活性可以看出:3种提取物对长角扁谷盗成虫均具有很强的触杀作用，触杀效果随处理剂量的增加而显著增强，随时间的延长而逐渐增强。用148.63μg/cm2剂量处理72 h后，甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物对试虫的致死率分别为87.85%、90.98%和94.44%。从致死中量上看，甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物对长角扁谷盗成虫处理72 h后的LD50分别为28.21、23.51和19.23μg/cm2，因此，八角茴香3种溶剂提取物对长角扁谷盗成虫的触杀效果依次为:石油醚提取物＞乙酸乙酯提取物＞甲醇提取物。

3.3 从3种提取物的驱避活性可以看出:同种溶剂提取物的剂量越高，对长角扁谷盗成虫的驱避作用越大；甲醇、乙酸乙酯和石油醚3种溶剂提取物的最高剂量(123.46μg/cm2)的平均驱避率分别为:62.23%、73.22%和40.16%，其驱避等级分别为Ⅳ级、Ⅳ级和Ⅲ级；对长角扁谷盗成虫驱避作用大小依次为:乙酸乙酯提取物＞甲醇提取物＞石油醚提取物。徐汉虹等[15]报道八角茴香精油在200～800μL/cm2剂量下，对赤拟谷盗成虫的驱避作用也能达到Ⅳ级以上，但比本试验的处理剂量明显要高。

3.4 对八角茴香的化学成分分析发现，干果含精油约8%～12%，精油的主要成分为反式茴香脑——茴香醚(C10H12O)，含量达 80%以上，尚含茴香醛(C8H8O2)、茴香酮(C10H12O2)、黄樟醚(C10H10O2)等[9]。所以，今后在研制新型杀虫剂的过程中，若对其提取物或精油中高活性化合物进行分离和鉴定，采用生物活性追踪的方法研究其活性成分及构效关系，选择其活性成分较高且结构式相对简单的化合物，进行仿生合成和结构改造或直接利用其粗提品，进行制剂加工，可望加工成对原粮和成品粮均有效的谷物保护剂，既可达到经济、高效防治害虫的目的，又可减少化学农药的使用量，控制害虫抗药性的发展，而且对于推动八角及其相关产业的发展，也具有重要的生产实践意义。

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