中药爵床甲醇提取物对亚洲玉米螟的生物活性

郭明程，李保同*，汤丽梅，李晓花，梁同军

(1.江西农业大学 农学院，江西 南昌 330045;2.中国科学院 庐山植物园，江西 庐山 332900)

中药爵床为爵床科植物爵床(Justicia procumbens L.)的干燥全草，别名小青草、六角英、赤眼老母草、节节寒等，喜栖水沟边或草地阴湿处，在我国南方各省及台湾等地均有分布，资源十分丰富［1－2］。在医学上具有清热解毒、利尿消肿的功效，用于治疗感冒发热、咽痛、咳嗽、疟疾、肾盂肾炎等症，外用治疗痈疮疖肿、跌打损伤［3］。张爱莲等［2－3］报道爵床乙醇提取物主要成分为黄酮、木脂素和三萜类化合物具有抗肿瘤、抗病毒及抗血小板凝集的生物活性［4－6］。因此，爵床提取物作为一种潜在的生物源杀虫杀菌剂，具有重要的研究价值。Grainge等［7］研究发现爵床可用于防治南方根结线虫和爪哇根结线虫，曾志红等［8］报道爵床提取物对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌和沙门氏菌有良好的抑制效果，平新亮等［9－11］报道爵床提取物对白纹伊蚊、菜青虫和家蝇具有较强的杀虫活性。关于爵床的杀虫杀菌活性虽有一些报道，但尚不够深入和系统。为深入了解爵床提取物的杀虫活性，评价爵床的应用价值和开发前景，本研究以亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis Guenee)为试虫，在室内较系统地测定了爵床提取物对其取食、存活、生长发育和产卵忌避的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试虫源 亚洲玉米螟采自江西农业大学科技园玉米地，在温度为(25±1)℃，相对湿度为(75±5)%，光照为14∶10(L∶D)的条件下，参照周大荣［7］方法进行连续饲养。

1.1.2 爵床提取物的制备 爵床(J.procumbens L.)2011年采自江西省·中国科学院庐山植物园，全株经清洗、晾干、40℃干燥后，小型粉碎机粉碎，过80目筛。称取一定量的爵床粉碎物，用甲醇超声波提取30 min后，过滤，将滤渣再用甲醇提取2次，合并滤液，45℃浓缩至干，得到4.0%膏状提取物。加入少量甲醇将膏状提取物溶解后，用0.1%吐温 －80水溶液配制成32，16，8，4，2，1，0.5 mg/mL的药液

1.2 生物活性测定

1.2.1 触杀作用 采用浸渍法［12］。挑取3龄亚洲玉米螟幼虫浸入药液中5 s后，用吸水纸吸取试虫体表多余药液，移入盛有饲料的指行管中单头饲养，置于上述培养箱内，每处理20头，以含少许甲醇的0.1%吐温－80水溶液作对照，重复3次。24，48，72 h后调查死亡虫数，计算死亡率。

1.2.2 拒食作用 采用叶碟法［13］。将直径1 cm的玉米心叶叶碟置于药液内浸渍3 s后，晾干，放入垫有湿润滤纸的培养皿中。选择性试验将药液处理叶碟与对照叶碟各2个等距离放置于皿内，十字交叉型排列;非选择性试验只放置药液处理叶碟或对照叶碟4个。每皿内接入已饥饿4 h的亚洲玉米螟3龄幼虫1头，每处理重复10次，总虫数10头(n=10)。药后24、48 h测量被取食的叶面积，按(1)式计算拒食率。试验中根据幼虫取食情况及时添加经相同处理的叶碟。

1.2.3 胃毒作用 参照赵善欢［14］的方法。移取不同质量浓度的爵床提取物25mL混入一定量人工饲料中，制成含药饲料50g。晾干后，将含药饲料移至垫有湿润滤纸的培养皿中，每皿接入亚洲玉米螟3龄幼虫5头，每处理10头试虫，以含少许甲醇的0.1%吐温－80水溶液处理作对照，重复3次。连续饲喂7d，每日观察试虫中毒死亡情况。

1.2.4 生长发育抑制作用 采用饲喂称重法。饲料处理同胃毒作用，每皿接入1头已饥饿3 h的3龄亚洲玉米螟幼虫，每处理10头试虫，以含少许甲醇的0.1%吐温－80水溶液处理作对照，重复3次。药前和药后24、48 h分别称量试虫体质量，按(2)式计算生长抑制率。

1.2.5 产卵忌避作用 采用蜡纸接卵法［15］。用移液枪吸取240μL各处理浓度提取物均匀涂在剪成12 cm2的方形蜡纸上，晾干，将处理蜡纸与对照蜡纸各1张放置于1张大纸上，一起放入养虫笼(30 cm×20 cm×20 cm)中，每笼接入20对羽化1 d并于实验当天配对的亚洲玉米螟成虫，用滴加10%的蜜糖水棉球补充营养。以含少许甲醇的0.1%吐温－80水溶液作对照，重复3次。药后24，48，72 h检查处理蜡纸和对照蜡纸上产卵量，按(3)式计算忌避率。

2 结果与分析

2.1 对亚洲玉米螟的触杀作用

爵床提取物对亚洲玉米螟具有一定的触杀作用，其活性随提取物质量浓度增加而升高，但作用表现缓慢。32 mg/mL处理药后24h死亡率仅为28.33%，药后72 h死亡率达43.33%(表1)。

表1 爵床提取物对亚洲玉米螟的触杀作用Tab.1 The contact toxic activity of extract from J.procumbens L.against O.furnacalis

2.2 对亚洲玉米螟的拒食作用

爵床提取物对亚洲玉米螟具有显著的拒食作用，其拒食率与提取物的浓度呈正相关。选择性拒食作用大于非选择性拒食作用，药后24h的拒食活性明显高于药后48 h。在选择性条件下，药后24、48 h拒食中浓度(AFC50)分别为3.10 mg/mL、3.90 mg/mL，在非选择性条件下，药后24、48 h的拒食中浓度(AFC50)分别为4.44 mg/mL、5.77 mg/mL(表2)。

表2 爵床提取物对亚洲玉米螟的拒食作用Tab.2 Antifeedant effects of extract from J.procumbens L.against O.furnacalis

2.3 对亚洲玉米螟的胃毒作用

爵床提取物对亚洲玉米螟具有较强的胃毒作用，死亡率随提取物质量浓度的增加而升高，但作用缓慢。高浓度8 mg/mL处理药后2 d未出现试虫死亡，药后3 d死亡率仅为23.33%，药后5 d死亡率为46.67%，药后6 d和7d致死中浓度(LC50)分别为5.09 mg/mL、2.73 mg/mL(表3)。

表3 爵床提取物对亚洲玉米螟的胃毒作用Tab.3 The stomach toxic activity of extract from J.procumbens L.against O.furnacalis

2.4 对亚洲玉米螟生长发育的抑制作用

爵床提取物对亚洲玉米螟生长发育具有显著的抑制作用，其抑制率与提取物的浓度呈正相关。幼虫的体质量随提取物浓度的增加而减小，药液处理组与对照组间幼虫体质量的差异显著。药后24、48 h的抑制中浓度(IC50)分别为0.84 mg/mL、0.53 mg/mL(表4)。

表4 爵床提取物对亚洲玉米螟生长发育的抑制作用Tab.4 Inhibitory growth of extract from J.procumbens L.against O.furnacalis

2.5 对亚洲玉米螟的产卵忌避作用

爵床提取物对亚洲玉米螟成虫产卵具有显著的忌避作用，其产卵忌避率与提取物的浓度呈正相关成虫在处理蜡纸上的产卵量随提取物浓度的增加而减小，且各处理间差异显著。同时，各药液处理产卵忌避率随着处理时间的延长而降低。药后24，48，72 h的忌避中浓度(AOC50)分别为6.73，9.71，12.29 mg/mL(表5)。

表5 爵床提取物对亚洲玉米螟的产卵忌避作用Tab.5 Oviposition deterrent of extract from J.procumbens L.against O.furnacalis

3 结论与讨论

一般认为，植物源活性物质对昆虫有多种作用方式。如川楝素对菜青虫具有胃毒、拒食和抑制生长发育等作用［16］;苦皮藤根皮粉提取物对昆虫具有拒食、麻醉、毒杀等作用［17］;闹羊花素－Ⅲ对黏虫、马铃薯甲虫、杂拟谷盗、菜青虫、亚洲玉米螟等害虫作用方式较为复杂，具有拒食、毒杀、生长发育抑制、产卵忌避作用及内吸作用［18］。本研究结果表明，爵床提取物对亚洲玉米螟具有较强的拒食、胃毒、生长发育抑制和产卵忌避作用，且有一定的胃毒作用。平新亮等［9－11］报道爵床对白纹伊蚊、菜青虫和家蝇有较强的胃毒作用。可见，爵床提取物对鳞翅目和双翅目的多种昆虫可能具有一种或几种不同的作用方式，其杀虫谱有必要通过扩大测试昆虫范围进一步确定。

大量研究表明，同一种植物源物质作用方式的差异与处理剂量及供试虫种有关。如印楝素对鳞翅目不同种类幼虫具有明显拒食效果的含量阈值为1～50 mg/kg，而对鞘翅目、半翅目、同翅目、等翅目幼虫的阈值为100～600 mg/kg;抑制美洲脊胸长蝽和普热猎蝽生长发育的ED50分别为0.6 μg/g和0.2 μg/g［19］。本研究表明，爵床提取物对3龄亚洲玉米螟幼虫拒食中浓度(AFC50)为3.10～5.77 mg/mL胃毒致死中浓度(LC50)为2.73～5.09 mg/mL;生长发育抑制中浓度(IC50)为0.53～0.84 mg/mL;产卵忌避中浓度(AOC50)为6.73～12.29 mg/mL。可见，爵床提取物对亚洲玉米螟的拒食、胃毒、生长发育抑制和产卵忌避作用与处理剂量间也存在一定的相关性，其作用方式与植物源农药低浓度表现为毒杀作用和高浓度表现为拒食作用的一般情况相符。

昆虫内分泌系统的激素平衡失调、生长发育期的营养缺乏或昆虫遗传上发生变化均可使昆虫生长发育受阻［20］。本研究表明，爵床提取物可造成试虫正常的生长发育受阻，表现在幼虫体质量、体质量增加量和相对生长率的明显降低，龄期明显延长，幼虫存活率、成虫产卵量也有所下降等。但试验中发现爵床提取物处理亚洲玉米螟幼虫后所有存活幼虫均可正常化蛹、羽化、产卵，并未观察到畸形蛹和畸形成虫，这说明爵床提取物抑制亚洲玉米螟生长发育可能是试虫因拒食而在幼虫期不能获取足够的食物和营养造成的。但本研究只是用爵床提取物处理亚洲玉米螟幼虫后得出的初步结果，要真正探明爵床提取物对亚洲玉米螟生长发育抑制机制，尚需对其卵、幼虫、蛹、成虫几个虫态进行系统、深入地研究。

植物中具有杀虫活性的化合物有四大类:萜类化合物及其衍生物;生物碱、酰胺及蛋白质等含氮含硫化合物;脂肪类化合物，主要是长链碳烷和脂肪酸;芳香族化合物，包括酚类、黄酮类以及芪类等，其中香精油(酯、醛、酮、萜烯等的化合物)是高等植物中最常见的杀虫有效成分［21－22］。爵床属植物的根茎主要含木脂素、三萜、黄酮、香豆素、生物碱和脂肪酸等类型的化合物，已经鉴定出的有120种，其中木脂素类90种，三萜类6种，黄酮类7种，香豆素类2种，生物碱类4种，脂肪酸类4种。此外，还有甾醇类多肽类及微量元素［23］。作者前期研究发现，爵床甲醇提取物对白纹伊蚊、菜青虫和家蝇具有较强的生物活性［24］，本试验证实爵床甲醇提取物对亚洲玉米螟具有良好的毒杀作用，其单体的生物活性和作用机理有待进一步研究。

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