樟科植物提取物驱虫杀虫作用研究进展

王静，冯恩友，谢嘉辉，李文胤

1.广东海洋大学寸金学院，广东湛江524000；

2.湛江市农业科学研究院，广东湛江524000

樟科植物在中国有24 属，约430 余种，主要分布在长江流域以南，其叶片和树皮均有油细胞，常有樟脑味或桂油味，或有粘液细胞，有香气，在园林上是主要的应用树种，而且樟科的许多种类是天然香料的资源植物，具有驱虫、杀菌、抗氧化等效果，在化工、医药、食品等行业具有重要的价值。据调查统计,樟科、楝科、豆科等植物具有杀虫活性成分，而中国作为农药的植物主要集中于楝科、菊科、豆科、卫矛科和大戟科等30 多科[1]。该文通过对樟科植物提取物的活性成分及驱虫杀虫方式等方面研究进展进行综述，同时结合樟科植物提取物开发现状，分析目前存在的利用问题，以期为樟科植物驱虫杀虫功能的研究提供参考。

1 樟科植物提取物驱虫杀虫成分

樟科植物提取物是以樟科植物为原料，按照对提取的最终产品的用途的需要，经过物理化学提取分离过程，定向获取和浓集植物中的某一种或多种有效成分，而不改变其有效成分结构而形成的产品。部分樟科植物的根、茎、叶、花、果实具芳香气味，多含芳香挥发油，化学成分达60 多种，如芳樟醇、樟脑、黄樟油素、龙脑、柠檬醛、1，8-桉叶油素、橙花叔醛、异橙花叔醛、金合欢醇、甲基丁香酚和α-松油醇等，其中的植物碱、芳樟醇、樟脑、黄樟油素、桉叶油素、桂醛、柠檬醛等有很大的经济价值，在植物提取液行业中有很重要的地位[2]。据研究统计有芳香植物130 多种，分属20 余科，樟科有樟树、川桂(官桂)、天竺桂、紫楠、檫木、木姜子、黄丹木姜子、三桠乌药、香叶子、乌药、绿叶甘樟、红脉钓樟、香叶树、钓樟、山胡椒、江浙钓樟等16 种植物[3]。目前在驱虫杀虫方面研究较多的主要有樟属的樟树(Cinnamomum camphora(L.))、阴香（Cinnamomum burmannii(C．G.et.TH.Nees.)) 肉 桂 (Cinnamomum cassia Presl.)；月桂属月桂(Laurus nobilis)；木姜子属的山苍子(Litsea cubeba(Lour.))；山胡椒属的山胡椒(Lindera glauca (Sieb. et Zucc.) Bl)、香叶树(Lindera communis Hemsl.)； 油 丹 属 的 油 丹(Alseodaphne hainanensis Merr.)；檫木属檫木(Sassafras tzumu (Hemsl.) Hemsl)；鳄梨属鳄梨(Persea americana Mill.)等。按照提取植物的成份不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜类、黄酮、生物碱等；按照性状不同，可分为植物油、浸膏、粉、晶状体等。樟科植物大都含有特殊的芳香气味，含有芳香挥发油，目前对提取物质进行驱虫杀虫研究比较多的是萜烯类化合物、柠檬醛、芳樟醇、黄酮类化合物、木脂素类化合物等成分。

1.1 萜烯类化合物

萜烯类化合物研究较广泛，是植物源农药中含量较多化合物。很多萜类是植物与昆虫协同进化过程中所产生的次生代谢产物，能够吸引传粉动物辅助植物授粉，抑或对昆虫有拒食作用，帮助植物抵御虫害和病原微生物，因此常被用于农药中[4]。一些单萜如柠檬烯(limonene)和香叶烯(myrcene)均有很好的杀虫性，一些单萜烯类的衍生物如除虫菊酯(pyrethrin)则是非常高效的植物性杀虫剂［5］。一些三萜如柠檬苦素类化合物(limonoids)也是很强的昆虫防御剂，被用作农作物的防虫害剂。其他三萜类化合物，如葫芦素C、二萜水蓼二醛(polygodial)均参与了植物的抗虫功能［6-7］。很多的萜类化合物具有一定的驱虫、抗疟、抗菌效果，如：樟脑、驱蛔素，青蒿素，穿心莲内酯等。樟脑为樟科植物的根、干、枝、叶经加工提取制得的颗粒状结晶，难溶于水，溶于醇、醚、氯仿、苯、丙酮、冰醋酸，主要成份是一种右旋性酮。这些萜烯类物质对害虫有忌避、拒食、抑制生长发育、破坏害虫信息传递和交配，兼有触杀和胃毒作用。廖圣良[8]等就对萜类化合物对于蚊虫的驱避效果开展过实验，结果表明，萜类引诱物与驱避化合物的结合与蚊虫驱避率显著相关。

1.2 柠檬醛

柠檬醛是一种典型的无环单萜化合物，具有浓郁的柠檬香味，可作为调味剂、防腐剂和芳香剂等，除了作为原材料供给，有研究发现柠檬醛及其衍生物对植物病原菌有抑制作用，在植物源农药等方面也有很好的应用潜力[9］。研究表明，柠檬醛不仅对蚕蛾(Bombycidae)具有引诱作用，也可以使埃及伊蚊(Aedes aegypti)卵不能正常孵化[10]。柠檬醛对谷蠢(Laspyresia dominica(Fbricius))有特殊的驱避功效。当柠檬醛在合适的用量范围内，对玉米象(Sitophilus zeamais Motschulsky) 和 绿 豆 象(Callosoruchus chinensis(Linnaeus))均有较高的熏死率[11]。在樟科植物山苍子、香樟中发现有柠檬醛化学型存在[12］。张海燕[13]等利用闻香法筛选到207 份含有柠檬醛的樟属植物，结合GC-MS 分析，确定了36 个单株为柠檬醛化学型植株，其中4 株为香樟、17 株为猴樟、13 株为黄樟、1 株为沉水樟、1 株为细毛樟。

1.3 芳樟醇

又名沉香醇、芫荽醇、伽罗木醇、里那醇等。学属于链状萜烯醇类，在不同来源的精油中，多为异构体的混合物。将芳樟醇与其他醇类配成的香精对鸟类有一定的驱避效果。莫建光[14]研究发现芳樟醇型樟树叶精油中芳樟醇质量分数89.59%，树叶精油10月份采集的品质芳樟醇92.69%。王春[15]在樟科植物精油对杂拟谷盗成虫的毒力测定中结果表明：在0.01%剂量下，经24h 熏杀，芳樟油、川桂枝叶油、尾叶樟油对杂拟谷盗成虫的熏杀死亡率达100%，大叶桂油、油樟叶油、桂皮油对杂拟谷盗成虫的熏杀死亡率达80%～99.3%，山苍子油对杂拟谷盗成虫的熏杀效果为53%。

1.4 黄酮类化合物

黄酮类化合物中有药用价值的化合物很多，对动物的雌激素有双重调节作用，能促进动物的生长。王晗[16]等通过实验证明黄酮类化合物对于驱避意大利蝗有着明显的效果。郑洁旋[17]等通过正交实验对阴香叶内黄酮素进行提取，研究结果表明，在乙醇浓度90%、温度40℃、料液比1：35(g/mL)的工艺条件下提取75min，黄酮类化合物的平均提取率为2.38%，由此证明阴香叶含有较高的黄酮类化合物。根据许名录[18]等对兰屿肉桂的化学成分、生物活性方面的研究进展，发现兰屿肉桂富含萜类、黄酮类等化学成分。但是目前还没有专门针对樟科植物中黄酮类化合物驱虫杀虫的报道。

1.5 木脂素类化合物

木脂素类化合物对于驱避和杀害昆虫也具有显著效果，透骨草属植物种的北美透骨草(Phryma leptostachya L.)当中含有的乙酰透骨草脂素对蝇虫具有胃毒作用，是杀蝇剂的主要成分之一，木脂素类其他化合物如芝麻素、细辛素、罗汉松脂素对于杀虫剂则有一定的增强作用。据报道，樟科的香樟、阴香、潺槁树等的活性成分中都含有木脂素类化合物[19-21]，但是目前还没有专门针对樟科植物中木脂素类化合物驱虫杀虫的报道。

2 樟科植物提取物驱虫杀虫方式

樟科植物提取物中的驱虫杀虫活性成分主要是次生代谢物质，这些物质往往具有某些特异的生物活性，对害虫的作用机理复杂、作用方式多样，常见的主要有忌避反应、拒食作用、干扰正常的生长发育等。根据目前研究现状，樟科植物提取物驱虫杀虫的作用方式大概为以下几种：

2.1 忌避反应

通常是指提取物影响昆虫对栖息或产卵场所的选择，对害虫产生抑制性刺激，干扰昆虫的正常行为。伊可儿、林捷[22]等研究表明樟树叶的乙醇提取液和山苍子的石油醚提取液，对菜青虫处理后28h 的忌避率仍可达到83%和82%。周琼、梁广文[23]用药膜法测定8 种常见植物的乙醇提取物对桃蚜、瓜蚜和萝卜蚜的忌避和控制作用，结果表明供试的8 种植物中樟树乙醇提取物对3 种蚜虫的忌避作用效果最好，对桃蚜、瓜蚜和萝卜蚜的忌避率分别达0.549、0.690、0.729。

2.2 拒食作用

昆虫产生拒食主要是提取物质干扰昆虫中枢神经系统信号转导,从而影响其取食行为。如印楝素影响昆虫口器化学感受，降低感受器的敏感性，抑制引起食欲的神经原信号发放，产生拒食作用，当达到一定浓度时，害虫不再取食，最后因饥饿而死亡[24]。解福双[25]采用活性追踪法，对樟树枝叶提取物的昆虫拒食反应进行了研究,结果表明,樟树枝叶提取物对菜青虫具有拒食作用。

2.3 干扰正常的生长发育

有些提取物会干扰昆虫正常的生长发育，如有些具有昆虫性外激素的作用，可作为引诱剂防治害虫。刘婷[26]等研究表明肉桂精油及其活性成分肉桂醛和丁香精油及其活性成分丁香酚均严重影响腐食酪螨和伯氏生卡螨表皮层和主要保护酶活性，干扰螨的正常生长发育。

2.4 毒杀作用

毒杀包括胃毒、熏蒸和触杀。肉桂油对粘虫、小菜蛾、棉铃虫、玉米象都有较强的熏蒸作用。实仓模拟试验中，0.02%肉桂油处理4 个月后能完全防止赤拟谷盗、玉米象、锯谷盗和谷蠹对小麦的侵染，保护效果达100%，处理8 个月后，对小麦的保护效果仍然维持100%[27]。处理麻袋试验中，0.45mg/cm2肉桂油在4 个月内都能完全忌避赤拟谷盗、玉米象、锯谷盗和谷蠹对小麦的侵染，处理8 个月后防治效果仍在60%以上[28]。邓永学[29]等研究发现黄樟油对玉米象的熏蒸作用效果最佳。

根据目前的研究得出植物源杀虫剂的作用机理因其作用活性成分的复杂性而各有不同, 对昆虫的作用方式也是多样的，特别是在干扰昆虫正常的生长发育方面可能是多靶标位点。

3 樟科植物植物源杀虫剂的利用现状

目前国内的樟科植物提取物的研究较活跃，其驱虫杀虫作用的开发应用可分为两方面：一是直接对植物中的杀虫活性物质进行粗提后，加工成可利用的制剂，如精油。二是通过研究活性物质的结构、作用机制、结构与活性间的关系，进行人工模拟合成筛选，从中开发新型植物源农药制剂。目前，中国在直接应用方面做的工作较多，已开发出多种商品化制剂。植物源农药是间接应用研发的重点，植物性农药是备受人们重视的第三代农药药源之一。

3.1 精油

精油是存在于植物体中，有特殊气味的挥发性油状有机物质的总称，是植物体内通过次生代谢途径形成的小分子化合物，通常沸点较低，易挥发。精油或其成分释放化学信息，与其他生物产生化学效应，如有些精油吸引昆虫前来传粉作为繁殖后代的媒介，有些精油的特殊气味对昆虫有忌避、驱逐和毒杀作用，有些精油还能抑制虫体内的多功能氧化酶，做为有机合成杀虫剂的增效剂[30]。王春[15]等采用密闭熏蒸方法, 测定了7 种植物精油对杂拟谷盗害虫的熏杀活性,结果表明供试精油中芳樟油、川桂枝叶油、尾叶樟油的杀虫效果最好。徐汉虹、赵善欢[31-32]研究表明200μg/cm2～800μg/cm2的肉桂精油对赤拟谷盗成虫的忌避率都大于60%，在2001tg/em～8001tg/em 的剂量时，对赤拟谷盗成虫的驱避作用都能达到60%以上,其持效期至少可维持8 周。杨长龙[33]的芸香科及樟科8 种植物提取液对荔枝蒂蛀虫的产卵趋避作用的研究结果表明，几种植物提取液对荔枝的蒂蛀虫产卵有比较大的趋避作用等。杨超伟[34]采用选择性叶碟法研究香樟和杂种马褂木的叶片粗提物及其共有的主成分芳樟醇和樟脑对菜青虫的拒食作用，结果表明香樟叶片的乙醇提取物对菜青虫有极显著的拒食作用。樟科的纯种芳樟叶油、香叶油，牻牛儿苗科的天竺葵油等9 种精油，对白纹伊蚊具有一定的驱避效果[35]。

3.2 植物源农药制剂

植物源农药就是直接利用植物提取物或利用其次生代谢物质，利用其活性物质杀虫或杀菌。重庆某科技有限责任公司发明一种生物农药组合物，包括A 组分、B 组分及C 组分，其中A 组分由樟脑、大黄、肉桂醛和川楝子的提取物和辅料组成。该发明多种组分组合具有协同增效作用，属杀虫、驱虫及杀菌兼用农药，可用于蔬菜、果树、花卉等方面的病害虫防治。对农作物无要害、无残留，不污染环境及农产品，对哺乳动物无致畸、致癌、致突变的危害，对病害虫杀伤作用强、防效好[36]。上海某科技发展有限公司发明一种以肉桂为主要原料的杀虫剂，其一为以天然樟科植物肉桂的一种主要成分桂醛为主要原料，配以拟除虫菊酯、微生物源的阿维菌素或伊维菌素、乳化剂、溶剂、助溶剂和稳定剂组成微乳剂型；其二为以天然樟科植物肉桂的另一种主要成分甲位己基桂醛为原料，配以拟除虫菊酯、微生物源的阿维菌素或伊维菌素、乳化剂、溶剂、助溶剂和稳定剂组成微乳剂型,既可用于卫生害虫防治,也可用于观赏植物的保护[37]。

4 存在问题与展望

4.1 存在的问题

（1）精油的提取率较低，总体经济效益不高，一直未能推广应用。樟科植物间精油的化学成分相近，含量差异较大。曾春山、李文峰[38]等采用水蒸气蒸馏法对樟属的樟、阳春樟、肉桂和阴香4 种植物鲜叶的精油进行提取，表明4 种樟属植物精油相同成分较少，种间精油成分差异较大。4 种樟属植物精油的毒杀活性大小依次为：香桂精油＞蜀桂精油＞香樟精油＞天竺桂精油。同种植物不同环境和个体间精油中各化学成分的含量也存在显著差异。

（2）有效成分含量不稳定。植物提取物的活性物质有些是在植物抗御有害生物袭击的过程中产生的，这些物质可能局限在植物的个别器官或个别部位,而且同一植物由于生长环境、采集时间、年龄、部位不同均会影响其有效成分的含量。

（3)有效成分中的具体成分不确定。如樟科植物乙醇提取物中初步确定其有效活性成分分布在氯仿层和乙酸乙酯层提取物中，具体是哪种化合物起作用，还有待进一步深入研究。

（4）杀虫植物中活性成分结构复杂、含量低且易降解等特点，与现在市场商品开发的实用性和经济性的要求难以适应。

4.2 展望

中国樟科植物资源丰富且大部分樟科精油含量较高，如肉桂在中国广东和广西广泛栽培，粤西地区是中国肉桂油的主要产地之一。植物源杀虫剂活性成分的复杂性以及独特的作用机理，使害虫较难产生抗药性，并且植物源农药对害虫天敌安全。国家农业产业结构调整、农药品种结构调整为植物源农药产业化发展提供了政策上的引导和实施上的有力支持，人民生活水平的提高对植物源农药的发展产生迫切要求。因此樟科植物提取物驱虫杀虫作用的研究具有重要的理论意义和广阔的应用前景。