五加皮丙酮提取物杀虫活性的初步研究

张 洁,李雪娇

(1.咸阳职业技术学院 仪祉农林学院，陕西咸阳 712000；2.西北农林科技大学 无公害农药研究服务中心, 陕西杨凌 712100)

植物在与昆虫长期共存和进化中产生许多次生代谢物[1-3]，这些物质可以对昆虫的不同生长阶段产生拒食、触杀、抑制发育等作用[4-5]。植物源杀虫剂就是从天然植物的不同组织中提取有效的活性成分，确定用量用法后，人为加工成可以防治植物虫害的制剂[6]。植物源杀虫剂具有不易产生药害和抗药性、作用方式多样、对高等动物及天敌生物较为安全及原料易得等优点[7]，符合目前世界农药的发展趋势，其市场无疑是广阔的[8]。西北农林科技大学无公害农药研究服务中心研究发现，多种植物的提取物都具有较高的杀虫活性[9-10]，所以从植物中筛选开发天然的杀虫剂是创制新型农药的有效途径之一[8,11]。

中国植物种类丰富多样，具有优良的条件研究植物源杀虫剂，据统计，目前中国现有高等植物约有3万余种，其中包含470余科，3700余属，居于世界第3位[12]。这其中有毒植物达到1300余种，而且大部分都具有杀虫或抑菌活性[13]。因此，筛选具有杀虫活性的植物对研发植物源杀虫剂具有重要意义。

五加皮为五加科五加属植物细柱五加(Acanthopanaxgracilistylus)的根皮，近年来研究发现五加皮具有抗炎镇痛、抗应激、解热、提高免疫力及抗肿瘤的效果[14-17],但目前少有研究五加皮的农用功效，也仅有其对棉红蜘蛛及蚜虫具有较好的触杀活性的研究报道[18]，基于此，本试验采用室内测定方法测定五加皮丙酮提取物对小菜蛾(PlutellaxylostellaL.)、粘虫(MythimnaseparateW.)、蚜虫(MyzuspersicaeS.)、酢浆草如叶螨(TetranychinahartiE.)、淡色库蚊(Culexpipienspallens)、家蝇(MuscadomesticaL.)和玉米象(Sitophiluszeamais)7种害虫的生物活性，并测定20%的五加皮乳油制剂对小菜蛾的田间药效，为进一步研究五加皮的杀虫生物活性奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 植物样品 细柱五加于2018年5月采自秦岭国家植物园。将其根皮置于室内通风处阴干， 45 ℃恒温烘干，粉碎，过孔径0. 355 mm筛，25 ℃密封，备用。

1.1.2 供试昆虫 小菜蛾(PlutellaxylostellaL.)于室内(饲养要求相对湿度70%±5%，温度25±1 ℃，光暗周期12 L∶12 D，以下各试虫饲养室内条件要求相同)用青菜叶饲养，取健康且大小一致的3龄幼虫供试。

粘虫(MythimnaseparateW.)为咸阳职业技术学院养虫室饲养的品系。试验时选取发育整齐一致且健康的成虫供试。

玉米象(Sitophiluszeamais)为咸阳职业技术学院养虫室饲养的品系。试验时选择发育一致且健康的成虫。用消毒过的小麦(将小麦置于温度为85 ℃烘箱内消毒1.5 h，将其含水量调整至 13%±2%喂养 。

淡色库蚊(Culexpipienspallens)和家蝇(MuscadomesticaL.)为引种自中国军事科学院，试验时选取羽化3 d，健康且未接触过杀虫剂的 成虫。

桃蚜(MyzuspersicaeS.)采于咸阳职业技术学院温室大棚，试验时选取健康活泼，大小一致的无翅成蚜。

酢浆草茹叶螨(TetranychinahartiE.)采于咸阳职业技术学院试验基地，试验时，选取健康活泼的害螨供试。

1.2 方 法

1.2.1 五加皮的提取方法 五加皮采用超声波提取法提取[19]：按“1.1.1”方法将提取的五加皮细干粉加入丙酮(五加皮与丙酮比例为1∶10体积比)，每次35 min左右，重复3次。将提取物过滤，滤液在55±1 ℃内减压、蒸馏后浓缩得丙酮总浸膏，置于4 ℃的冰箱内保存待用。

1.2.2 杀虫活性的测定 测定五加皮丙酮提取物对小菜蛾3龄幼虫及粘虫的拒食及毒杀活性使用小叶碟添加法[20]。将新鲜的且无病虫害的甘蓝叶用圆形打孔器(直径1.0 cm)打成小叶碟，放于药液中浸渍3 s取出，自然晾干后放入直径为 9 cm的培养皿中，每个培养皿接入10头饥饿 3～4 h的试虫。每处理重复3次，每次重复10头试虫，并于处理后的24 h、48 h、72 h分别检查、记录结果，以丙酮处理为对照。以下式(1)计算试虫死亡率。

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%

(1)

粘虫成虫于处理后的24 h和48 h分别记录其取食叶片数，以下式(2)计算拒食率。

拒食率=(对照取食叶碟数-处理取食叶碟数)/对照取食叶碟数×100%

(2)

计算试虫拒食率采用叶片分级法[21]。参考分级标准为零级：叶片完整，未被试虫取食；Ⅰ级：叶片上被取食有痕迹，但不明显；Ⅱ级：叶片被试虫取食缺刻明显；Ⅲ级：叶片被试虫取食超过 1/3；Ⅳ级：试虫取食叶片超过1/2；Ⅴ级：试虫将叶片取食仅剩残渣。待试虫取食完成后，记录取食等级，以下式(3)和(4)计算小菜蛾及粘虫的取食指数和拒食率。

每虫取食指数=∑(为害级别×各级叶碟数)/(总叶碟数×最高为害级别×参试总数)

(3)

拒食率=(对照取食指数-处理取食指数)/对照取食指数×100%

(4)

采用浸虫浸叶法[22]测定五加皮丙酮提取物对蚜虫的毒杀活性。取一定量的丙酮提取物用吐温-80水溶液稀释到供试质量浓度(50 mg/mL、100 mg/mL)，将蚜虫和供试叶片分别在药液中浸渍5 s后取出，吸干多余药液，放置于直径为10 cm的培养皿(底部铺滤纸)中，每处理重复3次，每次重复50头试虫，于药液处理后的24 h、48 h、72 h分别检查记录结果，同时以吐温-80水溶液作为空白对照(以下均以此为空白对照)，计算校正死亡率。

采用玻片浸渍法[22]测定五加皮丙酮提取物对酢酱草茹叶螨的毒杀活性。取一定量的丙酮提取物用吐温-80水溶液稀释到供试质量浓度(200 mg/mL、100 mg/mL)，将酢酱草茹叶螨放置于玻片上，将玻片在药液中浸渍5 s后取出，置于吸水纸上迅速吸干多余药液，每处理重复3次，每次重复50头，于处理后的24 h、48 h、72 h分别检查记录结果，计算校正死亡率。

采用浸液法[20]测定五加皮丙酮提取物对淡色库蚊的毒杀活性。取一定量的丙酮提取物用吐温-80水溶液稀释到供试质量浓度(1 mg/mL、 5 mg/mL、2.5 mg/mL)。每重复引入供试的淡色库蚊20头，每处理重复3次，于处理后的24 h、48 h、72 h分别检查结果，计算校正死亡率。

采用点滴法[20]测定五加皮丙酮提取物对玉米象成虫、家蝇成虫的毒杀活性。用微量点滴仪将所需的不同质量浓度的药液点滴于家蝇成虫的前胸背板(每头用量为0.125、0.25、0.5、1 mg)；玉米象成虫的腹面(每头用量为0.125、0.25、 0.5、1 mg)。每处理重复3次，每次重复30头供试昆虫，于处理后的24 h、48 h分别检查结果，并以点滴同等量的丙酮作为空白对照，计算校正死亡率。

上述试虫处理后均放于培养箱内培养观察(相对湿度70%±5%，温度25±1 ℃，光暗周期12 L∶12 D)。

1.2.3 田间药效试验 配制20%的五加皮乳油用于田间药效试验，配方为20%五加皮丙酮提取物+70%丙酮+10%吐温-80。使用时用清水分别稀释200、400和600倍液喷施，以1.8%阿维菌素乳油稀释4 500倍(有效成分质量浓度为 4 mg/L)作药剂对照，以清水为空白对照，共5个处理，喷药剂量为60 L/667m2，每处理重复4次，试验共设20个小区，每小区面积为10 m2，随机区组排列。于小菜蛾发生危害初期喷药防治1次，用手动喷雾器喷雾，以叶片湿润为度。每小区内连续选择10株白菜苗分别于施药前和施药后定期、定株检查活虫数(不分虫龄)，按下列公式计算防治效果。

防治效果=1-(对照区施药前活虫数×处理区施药后活虫数)/(对照区施药后活虫数×处理区施药前活虫数)×100%

(5)

1.3 试验数据处理

采用SPSS 16.0软件的机率值分析法求出AFC50、LC50及95%的置信限，采用Duncan’s新复极差法(P=0.05)进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 五加皮丙酮提取物对7种害虫的拒食及触杀活性测定结果

根据“1.2.2”中的测定方法测定五加皮丙酮提取物对7种害虫的拒食活性及触杀活性，结果见表1～表4。

表1 五加皮丙酮提取物对粘虫和小菜蛾3龄幼虫的拒食活性Table 1 Antifeedant of acetone extracts against from Acanthopanar gracilistylus of Mythimna separate W. and 3rd larva of Plutella xylostella L.

Note:If measured equationχ2is less than the value, the equation is in line with reality(The same as table 2).

表2 五加皮丙酮提取物对粘虫及小菜蛾3龄幼虫的触杀活性Table 2 Poisoning activity of acetone extracts from A.gracilistylus against 3rd larva of Mythimna separate W. and P.xylostella L.

由表1可见，小菜蛾3龄幼虫在药剂处理 24 h和48 h时，拒食中浓度分别为9.89 mg/mL和4.32 mg/mL，证明五加皮丙酮提取物对小菜蛾具有较强的拒食活性。

从表2可见，粘虫成虫及小菜蛾3龄幼虫的致死中浓度在72 h时低于48 h，表明药剂对供试昆虫的毒杀活性随着时间的增加明显升高；在处理48 h后，小菜蛾3龄幼虫和粘虫成虫的致死中浓度分别为77.52 mg/mL、15.32 mg/mL，表明五加皮丙酮提取物对小菜蛾3龄幼虫的触杀活性高于粘虫成虫。

由表3可见，五加皮丙酮提取物在质量浓度为200 mg/mL ，24 h时对酢酱草茹叶螨的毒杀率为(61.71±1.32)%，触杀活性较强，48 h、72 h时毒杀活性呈下降趋势；对淡色库蚊成虫触杀活性较强，而且随着时间的延长和浓度的升高，死亡率增高，在质量浓度为5 mg/mL，时间为72 h时，淡色库蚊的死亡率为(89.23±0.22)%。

由表4可见，五加皮丙酮提取物在每头用量为1 mg，玉米象和家蝇48 h的死亡率分别为(18.17± 0.65)%和(10.02±1.32)%，证明五加皮丙酮提取物对玉米象成虫和家蝇成虫具有一定的触杀活性，但效果不明显。

2.2 大田药效试验结果

表5结果表明，20%的五加皮乳油的200倍和400倍稀释液喷施后3 d防治效果分别为 70.23%和51.35%；7 d后防治效果分别达 65.42%和42.47%，其中200倍稀释液与对照药剂阿维菌素4 500倍稀释液的药效无显著差异，对于防治白菜上的小菜蛾具有较好的效果；600倍的20%五加皮乳油防治小菜蛾效果不显著(试验期间未观察到本试验所用处理药液对白菜的生长有不良影响)。

表3 五加皮丙酮提取物对蚜虫、酢酱草茹叶螨和淡色库蚊的触杀活性Table 3 Toxic of acetone extracts from A.gracilistylus of T.hani,M.persicae and Culex pipiens pallens

注：“-”表示未有试验结果，以下各表标注均同。表中数据为3次重复的“平均值± 标准差”(表4同)。

Note:“-” no test result，the same as following tables.Data represent “means ± standard deviation” of the 3 measurement in the table(The same as table 4).

表4 五加皮丙酮提取物对玉米象和家蝇成虫的触杀活性Table 4 Toxic of acetone extracts from A.gracilistylus against S.zeamais and M.domestica

表5 20%的五加皮乳油对白菜上小菜蛾的田间防治效果Table 5 The results of field trials of 20% A.gracilistylus EC against P.xylostella in cabbages

注：表中数值为4次重复的平均值。

Note:The data in the table are the average of 4 replicates.

3 讨 论

通过对五加皮丙酮提取物杀虫活性研究发现，药剂处理24 h和48 h时，小菜蛾3龄幼虫的AFC50分别为9.89 mg/mL和4.32 mg/mL，在药剂处理48 h后，小菜蛾3龄幼虫的LC50为 77.51 mg/mL，证明五加皮丙酮提取物对其具有较强的拒食活性和触杀活性；在药剂处理24 h时对酢酱草茹叶螨的毒杀率为(61.71±1.32)%，在药剂处理72 h时，淡色库蚊的死亡率为(89.23±0.22)%，证明其对酢酱草茹叶螨害螨、淡色库蚊成虫均有较好的触杀活性；田间药效试验结果表明，20%的五加皮乳油的200倍和400倍稀释液喷施后3d防治效果分别为70.23%和51.35%；证明20%五加皮乳油200倍稀释液对白菜上小菜蛾具有较强的防治效果。

近年来，由于化学类杀虫剂的大量不理性使用，使得许多害虫产生了抗药性，如何在害虫防治上降低其抗药性成为研究的热点[23-24]。五加皮属天然植物，其丙酮提取物具有较好的拒食及触杀活性，且低毒，易降解，不易产生抗药性。五加皮在医学中因其作用方式多样，作用谱广，越来越受到重视[25]，但目前其在农用功效方面研究较少，具有一定开发空间。

4 结 论

五加皮丙酮提取物对小菜蛾3龄幼虫具有较好的拒食及触杀活性；对酢酱草茹叶螨、淡色库蚊、粘虫3龄幼虫均表现出触杀活性；20%五加皮乳油对白菜上小菜蛾具有良好的防治效果，有望研发为新型的植物源杀虫剂。

但本试验对五加皮丙酮提取物只进行了初步的杀虫活性研究，且五加皮在中国西北地区资源丰富，对害虫作用方式多样，所以还需进一步研究其活性成分及作用机理，以期为其开发利用奠定基础。