紫茎泽兰不同部位提取物对白星花金龟的趋避及毒杀作用

吴学三 田翙 姜霖 杨玉婷 殷郑艳 陈文龙

摘 要：紫茎泽兰能散发刺激性气味，有一定杀虫活性。本文利用室内生物测定及浸渍法，测定紫茎泽兰不同部位对白星花金龟的趋避活性及毒杀作用。结果表明：紫茎泽兰不同部位对成虫的趋避活性存在差异，成虫对茎、叶、花表现出负趋性，对根表现出正趋性;3龄幼虫对紫茎泽兰不同部位提取物表现出负趋性，大小为叶>茎>根>花;1龄幼虫对不同部位提取物差异不显著（P>0.05），2龄及3龄幼虫对花、茎及叶提取物之间差异显著（P<0.05）。紫茎泽兰茎、叶提取物对3龄幼虫具有毒杀作用，且随着处理时间及提取物浓度的增加毒杀作用增强，大小表现为茎>叶。研究结果能为开发防治白星花金龟的植物源杀虫剂提供试验依据。

关键词：紫茎泽兰;白星花金龟;醇提物;行为反应;毒杀作用

中图分类号：S433.5;S476.9

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2021）04-0087-06

国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.04.013

Abstract：Ageratina adenophorum can emit pungent odor，which has certain insecticidal activity.In this paper，the repellent activity and toxic effect of extracts from different parts of A.adenophorum to Protaetia brevitarsis were carried out by laboratory bioassays and impregnation method.The results showed that there were significant differences in the repellent activity of extracts from different parts of A.adenophorum to adults.Adults showed negative tendency to stems，leaves and flowers，and positive tendency to roots.The larvae of three ages showed negative tendency to extracts of different parts of A.adenophorum，with the size of leaves>stems>roots>flowers.The 1st instar larvae had no significant difference in the repellency of extracts from different parts （P>0.05），while the 2nd and 3rd instar larvae had significant differences.The extracts of the stems and leaves of A.adenophorum were toxic to the 3rd instar larvae，and the toxic effect was enhanced with the increase of the treatment time and the concentration of the extracts，with the size of stems>leaves.The results of the research can provide a experimental for the development of plant-derived insecticides for the control of P.brevitarsis.

Keywords：Ageratina adenophora;Protaetia brevitarsis;alcohol extract;repellent activity;toxic effect

白星花金龜Protaetia brevitarsis，属鞘翅目Coleoptera，金龟科Scarabaeidae，花金龟亚科Cetoniinae[1]。分布范围广，寄主种类多，我国及周边国家均有分布，国内以新疆和山东发生较为严重[2-3]。白星花金龟生活史较长，自然条件下1年发生1代[4]，主要以成虫群集为害农作物、瓜果、蔬菜等，能对取食部位造成酸腐现象，产生次生病害，是农、林业生产中的重要害虫[5-6]。幼虫具有趋腐性，适应力强，在畜牧业发展较好的省份发生较严重。目前，白星花金龟的防治方法主要是农业防治、物理防治及化学防治[7]，利用植物源物质防治方面，除王瑞笛等[8]研究过植物挥发物对白星花金龟的嗅觉行为影响外，未见其他相关报道。

紫茎泽兰Ageratina adenophora，是菊科Asteraceae泽兰属Ageratina的多年生半灌木植物，原产墨西哥，上世纪40年代由中缅边境入侵至云南境内[9]。紫茎泽兰并非有意引种，但由于我国没有原生地天敌的制约，才成为入侵物种[10]。现在已扩散至四川、贵州、广西等地，给当地农、林、畜牧业生产带来严重损失和生态灾害，是我国最具入侵性和危害性的杂草之一[11-12]。目前，许多学者研究了紫茎泽兰提取物对夹竹桃蚜Aphis nerii、美洲大蠊Periplaneta americana及米蛾Corcyra cephalonica等具有忌避活性[13-14]。对桔小实蝇Bactrocera dorsalis、棉蚜Aphis gossypii、储粮害虫等具有杀虫活性[15-17];紫茎泽兰中含有的亲脂性杀虫物质，有望开发成植物源杀虫剂应用于害虫的绿色防控。因此，本文研究了紫茎泽兰不同部位对白星花金龟成虫及其提取物对幼虫的趋避及毒杀作用，旨在为研发对白星花金龟具有趋避及毒杀作用的植物源活性物质提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试昆虫

白星花金龟幼虫于2018年10月采自贵州省修文县谷堡镇（26°47′N，106°27′E）。室内繁育备用，饲养条件为温度（26±1） ℃，相对湿度（75±5）%，光周期L∶D=14 h∶10 h。以各个虫态健康虫作为供试昆虫。

1.1.2供试植物及提取

紫茎泽兰采自贵阳市花溪区贵州大学教学实验场，将根、茎、叶及花干燥、粉碎后过40目筛。取20 g粉末于具塞三角瓶中，加入100 mL 95%乙醇常温下浸泡12 h，用超声辅助提取60 min（超声频率30 Hz，提取温度25 ℃）。提取结束后进行过滤，将过滤残渣倒回三角瓶中，按上述方法再次提取，合并滤液得到浸提物（料液比1∶10）。采用减压旋转蒸发仪浓缩至黏稠状，置于45 ℃恒温干燥箱内烘干，于4 ℃冰箱中保存备用。使用前加入少量无水乙醇吐温溶解乳化后，用蒸馏水定容至20 mL，则提取物的质量浓度为1g/mL（即1 mL提取液中含有1 g植物提取物）。

1.1.3 供试仪器

人工气候箱（宁波江南仪器厂）、高速粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）、电热恒温鼓风干燥箱（北京市永光明医疗仪器厂）、数控超声波清洗器（宁波市还属达盛超声波仪器厂）、循环水式多用真空水泵（上海力辰邦西仪器科技有限公司）、B220恒温水浴锅及RE-52旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）、自制选择行为处理装置。

1.2试验方法

1.2.1 紫茎泽兰不同部位对白星花金龟成虫趋避活性测定

参照Johnston N等[18]使用的“Y”型嗅觉仪原理，自制选择行为装置（图1）。装置内壁透明，高12 cm，占地约50 cm×200 cm，由1个昆虫释放区、1个处理区及1个对照区组成，释放区连接抽气泵，沿另外两个区设有活动通道（D=2.0 cm）;处理区和对照区由远及近配有活性炭、加湿器、气流计。试验过程中处理区和对照区交叉设置。

将足量白星花金龟成虫置于饲养盒（D=20 cm，h=12 cm）中饥饿12 h。取紫茎泽兰不同部位放入处理区作为处理，以洁净空气作为对照。打开抽气泵，气流量为100 mL/min，通气30 s后，将饥饿处理后的白星花金龟引入释放区，试验设置6个重复，每个重复测试20头。记录10 min内停留在每个区域的虫数，如果释放区虫数大于5头，视为无效试验，重新进行测定[8]。为避免残留气味对试验造成干扰，每测完一个重复，用酒精对装置内壁进行擦拭，并进行气味驱散3 min，对调处理区与对照区位置后，进行下一次测定。为防止光线对白星花金龟趋性产生影响，测试环境选择在光照均匀的室内进行。计算公式如下[19]：

反应率=[（处理区虫数+对照区虫数）/总虫数]×100%;

选择反应率=[处理区虫数/（处理区虫数+对照区虫数）]×100%;

选择系数=（处理区虫数-对照区虫数）/（处理区虫数+对照区虫数）。

1.2.2 紫茎泽兰不同部位提取物对白星花金龟幼虫的趋避活性测定方法

在1.2.1基础上略有修改。将提取液涡旋振荡后，取5 mL喷洒在脱脂棉上作为处理，以无菌水作为对照。将饥饿处理后的幼虫引入释放区，共6个重复，每个重复测试10头。

1.2.3 紫茎泽兰茎、叶提取物对白星花金龟幼虫的毒杀方法

由于紫茎泽兰的茎、叶在生活中易获得，对白星花金龟3龄幼虫具有很好的驱避效果，因此选取茎、叶提取物进行毒杀试验。参照李冠华等[20]的浸渍法，将茎、叶提取物用少量无水乙醇吐温溶解乳化后，加入蒸馏水稀释成50 mg/mL、100 mg/mL、200 mg/mL、400 mg/mL及800 mg/mL 5個浓度梯度。用小纱袋将试虫装好置于药液中浸渍30 s作为处理，取出后用脱脂棉吸干多余药液，用无菌水浸渍30 s作为对照。每个处理20头试虫，3次重复，置于饲养盒中饲养（D=20 cm，h=12 cm），观察24 h、48 h后的死亡情况。计算死亡率、校正死亡率及LC[21]50，公式如下：

死亡率=（死亡虫数/总虫数）×100%;

校正死亡率=[（处理死亡率-对照死亡率）/（1-对照死亡率）]×100%。

1.3 数据处理

数据用Microsoft Excel 2010统计，用IBM SPSS 26.0完成数据分析，采用最小显著极差法（LSD）进行差异显著性分析及多重比较，显著水平设为P<0.05，采用Origin 2018作图。

2 结果与分析

2.1 紫茎泽兰不同部位对白星花金龟成虫的趋避活性

紫茎泽兰不同部位对白星花金龟成虫的趋避活性存在显著差异（图2）。成虫对紫茎泽兰的茎、叶及花的选择反应率均小于50%，分别为38.94%、39.84%、46.02%，选择系数为-0.22、-0.20、-0.08，表现为负趋性，负趋性大小为茎>叶>花。成虫对叶与花、茎之间的选择差异不显著（P>0.05），但在茎与花差异显著（P<0.05）;对紫茎泽兰根的选择反应率为55.00%，反应系数为0.10，表现为正趋性，根与茎、叶及花差异显著（P<0.05）。

2.2 白星花金龟幼虫对紫茎泽兰不同部位提取物的选择行为反应

紫茎泽兰不同部位提取物对白星花金龟1～3龄幼虫均具有驱避作用（表1）。3个龄期幼虫除对紫茎泽兰花提取物的选择反应率分别为43.29%、46.22%、46.25%外，对其他部位提取物的选择反应率均在40 %以下。紫茎泽兰不同部位提取物对1龄幼虫无显著差异（P>0.05）;花、茎及叶提取物对2龄及3龄幼虫的趋避活性存在显著差异（P<0.05）;3龄幼虫对紫茎泽兰不同部位提取物选择系数均小于0，反应系数在-0.43～-0.08之间，表现为负趋性，负趋性大小为叶>茎>根>花。

2.3 紫茎泽兰茎、叶提取物对白星花金龟3龄幼虫的毒杀作用

茎泽兰茎、叶提取物对白星花金龟3龄幼虫具有一定毒杀作用，但均未达到强活性“++++”（表2）。处理12 h后，茎、叶提取物在800 mg/mL浓度下的校正死亡率分别为55.00%、53.33%，显著高于其他浓度的杀虫活性（P<0.05），杀虫活性较强，表现为“+++”;处理48 h后，茎、叶提取物在400 mg/mL、800 mg/mL浓度下的校正死亡率均大于50.00%，校正死亡率差异不显著（P>0.05），杀虫活性较强，表现为“+++”。

致死中浓度结果显示，随着处理时间的增加，茎、叶提取物的LC50随之降低（表3），在相同处理时间下，紫茎泽兰茎提取物的LC50小于叶的提取物;处理48 h后，茎、叶提取物对白星花金龟3龄幼虫的LC50分别为193.217 mg/mL、316.068 mg/mL。随着处理时间及提取物浓度的增加，不同部位提取物对白星花金龟3龄幼虫的毒杀活性越强，毒杀活性大小整体表现为茎>叶。

3 结论与讨论

目前在病虫害防治方面，化学防治仍然占据主导地位，随着“3R”问题日益严重，新型植物源化学药剂防治害虫的潜力凸显。紫茎泽兰是一种世界性的入侵植物，防治比较困难，尚未对其进行有效的开发利用[22-23]。有研究表明，紫茎泽兰所含次生物质有明显杀虫、拒食和抑菌活性，是一种良好的植物源药剂原材料[24]。

本試验研究了紫茎泽兰不同部位及其提取物对白星花金龟的趋避活性。结果表明，白星花金龟对紫茎泽兰茎、叶及花具负趋性，对根具有正趋性;幼虫对紫茎泽兰不同部位提取物均表现出负趋性。程丽坤等[14]测定了紫茎泽兰提取物对美洲大蠊和米蛾的忌避活性，得出紫茎泽兰粗提物和精油均对美洲大蠊具趋避效果，且精油对美洲大蠊趋避活性显著高于粗提物。结果与本研究类似，说明紫茎泽兰中含有可以趋避多种害虫的有效成分，可开发成对多种害虫具有趋避作用的忌避剂。

紫茎泽兰茎、叶提取物对白星花金龟的毒杀作用研究表明，茎、叶对白星花金龟3龄幼虫均具有毒杀效果，24 h、48 h的毒杀LC50分别为623.564 mg/mL，683.252 mg/mL和193.217 mg/mL，316.068 mg/mL，且随着时间和浓度的增加，茎和叶提取物的毒杀效果越好，大小表现为茎>叶。已有研究表明，紫茎泽兰提取物对螨虫[25-26]、蚜虫[27]、蛞蝓Agriolimax agrestis[28]、小地老虎Agrotis ypsilon[29]以及烟青虫Heliothis assulta[30]等具有杀虫活性，说明紫茎泽兰对多种害虫有防治效果。吐努合·哈米提等[31]测定了3种植物源杀虫剂对白星花金龟的毒杀效果，说明植物源杀虫剂防治白星花金龟有较好的前景。

紫茎泽兰在我国泛滥成灾，可轻易获取，且具有低成本、方便、防效好等特点，可作为开发防治害虫的植物源药剂。本研究为将紫茎泽兰产品化提供依据，但将其开发成为可应用的控制白星花金龟种群的植物源药剂仍有许多工作要做，关于紫茎泽兰提取物有效生物活性的提取及其机理仍有待进一步的研究。

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