四种植物提取物对白纹伊蚊（Aedes albopictus）驱避作用研究

胡 烨，梁 琴，苏剑锋，雷 雨，刘 轩，农 向

［1.竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室（乐山师范学院），四川 乐山 614000；2.成都大学旅游与文化产业学院，四川 成都 610000］

0 引言

白纹伊蚊（Aedes albopictus）俗称花蚊子，是一种竹林中常见的蚊子，自然群体中雌雄性比为1：1.103[1]，也是一种重要的传染病（登革热和基孔肯雅病）医学媒介昆虫[2]。通常雌蚊交配一次就可多次产卵。雌蚊触角上的短毛能远距离感受人和动物的新陈代谢产物如二氧化碳、湿度、气味分子等，以此寻找猎物。成熟的雌蚊主要吸食人或动物的血液[1]。涂抹驱避剂是一种有效的个人蚊虫防护方法。植物源驱蚊剂因环保、毒副作用小、易降解等优点而受到人们的重视[3]。林业废弃物是一种生物质资源贮存库，主要来源于植物类残余废弃物和林业加工类残余废弃物，可被利用为生物质能源、生物制剂以及基质等[4-5]。青花椒是四川特色资源植物，其中竹叶花椒（Zanthoxylum armatum DC.）被大量栽培，叶片常被丢弃处理，造成资源的极大浪费[6]。随着城市化进程的加速，南天竹（Nandina domestica Thunb.）作为一种园林常见栽培树种被广泛栽培[7]。在城市绿化带园林植物修剪中，大量的南天竹枝叶被修剪后丢弃。紫茎泽兰（Eupatorium adenophora Spreng）是一种多年生草本植物，属于危害我国最为严重的外来入侵物种之一，现主要分布于云南、四川、贵州等地[8-10]。对现有资源进行开发再利用是资源植物产生附加值的一种有效途径。本文研究了竹叶花椒、南天竹以及紫茎泽兰的提取物对白纹伊蚊成蚊的驱避活性和活性成分，为筛选驱蚊植物和林业废弃物资源的开发利用提供一条途径和理论依据。

1 材料与方法

1.1 动物材料

白纹伊蚊幼虫在竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室常规培育，饲养温度（26±1）℃，相对湿度55 %±5 %，成虫供以10 %葡萄糖水。测试蚊虫为4～5 d 未吸血的成蚊。

1.2 植物材料及其提取物

紫茎泽兰E.adenophora 采自凉山州攀枝花市（纬度27°89′N，经度102° 26′ E，海拔1500 m）。取紫茎泽兰粉末样品200 g,加入95 %乙醇（料液比为1∶10），常温浸泡7 d 后，30 ℃恒温水浴提取24 h，各提取3 次，合并滤液后旋转挥发浓缩，自然晾干后获得紫茎泽兰提取物。

根据预实验结果，试验所需的南天竹果实采摘于乐山市市中区（纬度29°56′N，经度103°74′E，海拔372 m）的南天竹N.domestica（8年生）落花后第4 个月的果实和叶片。竹叶花椒叶片采自凉山州盐源县田湾乡花椒栽培地（纬度27°42′N，经度101°51′E，海拔2000 m）的5 年生竹叶花椒Z.armatum 植株。

分别取200 g 南天竹果实粉末、南天竹叶粉末以及竹叶花椒叶粉末，采用95 %乙醇进行索式提取（料液比为1∶10），合并滤液后旋转挥发浓缩，获得南天竹果实提取物、南天竹叶提取物以及竹叶花椒叶提取物，分别自然晾干后4 ℃保存备用。

1.3 试验方法

参照国家标准GB/T 13917.9—2009 规定的测试方法进行驱蚊效果试验[11]。

本试验采用单子因试验进行驱蚊效果试验。每个笼子里投放300 只蚊子。选择4 名攻击力合格的测试人员（男女性别比为1:1），戴上背面剪出25 cm2大小窗口的一次性手套，一只手作为空白对照，另一处手背暴露皮肤中央涂抹单提取物浸取膏1.5 mg·cm-2。涂抹后等待15 min，将手深入攻击力合格的蚊虫笼中2 min，观察有无蚊虫前来停落吸血。每隔15 min 测试1 次，每次测试时间2 分钟。只要有1 只蚊虫前来吸血即判作驱避剂失效。实验重复3 次。记录驱避剂的有效保护时间（h），即100 %保护时长（h）。

1.4 GC -MS 分析四种提取物成分

采用气相色谱-质谱联用仪（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC -MS）对竹叶花椒叶、南天竹果实和叶以及紫茎泽兰提取物进行了定性和相对定量分析。采用安捷伦7890B 气相色谱仪和HP -5MS 毛细管柱进行分析[12]。质量选择探测器工作在电子碰撞电离（EI）模式。注射器和MS 输送线温度分别设定在260 ℃和280 ℃。以氦气为载气，流速1.5 ml·min-1，程序升温至50 ℃，6 ℃·min-1升温至110 ℃，10 ℃·min-1升温至260 ℃，260 ℃保持5 min，用样条手动注射1.0 μl 的样品。南天竹果实提取物保留时间为35 min，竹叶花椒、南天竹叶、紫茎泽兰提取物保留时间均为30 min。通过比较粗提物的GC保留指数（Retention Index，RI）、NIST14质谱检索程序（国家标准与技术研究所）和质谱与已发表的数据，对各提取物的成分进行了鉴定。采用峰面积归一化法计算各组分含量。

1.5 数据统计与分析

用SPSS 对四种提取物驱避白纹伊蚊的100 %保护时长进行单因素方差分析，进而用LSD 法对其进行多重比较检验。通过比较GC 保留指数RI、NIS14 质谱、相对百分含量（大于或等于0.01 %）、匹配因子（大于90 %）、GESTIS 物质数据库和化学搜索引擎确定提取物的主要组分。

2 结果与分析

2.1 四种植物提取物的提取率

四种提取物均采用95 %乙醇提取，青花椒叶片、南天竹果、南天竹叶以及紫茎泽兰提取物的提取率分别为13.56 %、17.96 %、34.89 %和22.54 %。青花椒叶提取物、南天竹叶提取以及紫茎泽兰提取物均为墨绿色浸膏，南天竹果提取物为黄褐色油状物。

2.2 四种植物提取物成分及百分比含量

采用GC -MS 联用仪分析，得到四种提取物总离子流色谱图（图1），峰面积相对含量分析通过HPMSD 化学工作站数据处理系统，按不校正的峰面积归一法进行，化合物定性分析结果见表1。

表1 GC -MS 对四种植物提取物的成分分析

图1 四种植物提取物总离子流色谱图

续表1

四种提取物已检测出的成分种类和含量不

同。青花椒叶、南天竹叶、南天竹果以及紫茎泽兰提取物分别检测出主要成分有5种、7种、7种和8种。由此推测，四种提取物活性成分种类和含量的不同可能导致对白纹伊蚊驱避效果的不同。

2.3 四种植物提取物对白纹伊蚊的驱避效果比较

由表2 可知，基于中位数的方差齐性检验显示L（3，12）=0.426（p ＞0.05）因此数据满足方差齐性假设。

表2 方差齐性检验结果

参照农药登记卫生用杀虫剂的室内药效评价方法，4 名受试者以提取物涂抹皮肤，测试结果如表3。在1.5 mg·cm-2的涂抹剂量下，紫茎泽兰、南天竹果、南天竹叶以及竹叶花椒叶提取物处理对白纹伊蚊的100 %保护时间分别为3.63 h、3.125 h、2.94 h 以及1.49 h。由此可知，作为涂抹剂趋避蚊虫，驱蚊效果最好的是紫茎泽兰提取物，其次是南天竹果提取物、南天竹叶提取物，效果最差的是竹叶花椒叶提取物。紫茎泽兰提取物对白纹伊蚊的100 %保护时间显著大于其它三个处理。根据国际驱避剂评价的B 级标准，15 %避蚊胺对白纹伊蚊的100 %保护时间为4 h，紫茎泽兰提取物对白纹伊蚊的驱避效果（3.63 h）略低于15 %避蚊胺（4 h）。综上可知，紫茎泽兰是一种较好的驱蚊剂植物材料，其次是南天竹果、南天竹叶、青花椒叶。

表3 四种植物提取物人体涂肤有效保护时间

3 讨论

0.1 ml·30cm−2野花椒Zanthoxylum simulans精油、0.1ml·30cm−2胡椒木Zanthoxylum piperitum精油以及468 ug·cm−2猫薄荷Nepeta catana 精油分别对白纹伊蚊成蚊具有驱避效果，其100 %保护时间分别为2 h、1.5 h 以及4 h[13-15]。本试验结果表明，1.5 mg·cm−2剂量的紫茎泽兰提取物、南天竹果提取物、南天竹叶提取物处理对白纹伊蚊的100 %保护时间分别为3.63 h、3.125 h、2.94 h。由此可知，紫茎泽兰、南天竹果以及叶提取物的驱蚊效果均优于野花椒精油和胡椒木精油，但均略低于猫薄荷精油。与国际驱避剂评价的B 级标准（15 %避蚊胺驱避效果为4 h）[11]相比较，紫茎泽兰提取物对白纹伊蚊的驱避效果略差于15%避蚊胺。因此紫茎泽兰是一种较好的驱蚊剂植物材料，其次是南天竹果、南天竹叶、竹叶花椒叶。

本试验四种提取物均是乙醇提取物，提取方法的差异可能导致驱蚊活性成分种类和含量不同。植物精油对蚊虫具有明显的驱避作用。迷迭香植物精油采用2种提取方法获得挥发油驱蚊效果存在差异，水蒸气蒸馏法提取物的迷迭香精油对白纹伊蚊100 %保护时间是3.67 h，驱避效果远低于用超临界CO2萃取法提取的迷迭香精油（5.82 h）[16]。本文中紫茎泽兰、南天竹果和叶以及竹叶花椒叶提取物已检测出的成分种类和含量不同，这可能是导致白纹伊蚊驱避效果不同的主要原因。因此，接下来应通过纯化紫茎泽兰、南天竹果和叶以及竹叶花椒叶提取物，从而延长驱蚊有效保护时间，达到国际驱避剂评价的B 级标准。

蚊虫趋避性主要与挥发性物质有关。醇类、醛类、酯类化合物一般是带香气低沸点的化合物，其丰度和种类不同会赋予植物提取物不同的香气。香气物质芳香醇、α -松油烯、香叶醇、薄荷醇等对蚊子有较好的趋避效果[17]。由表4 可知，四种植物提取物醇类、醛类、酯类化合物的含量和种类不同。在本试验中，对白纹伊蚊驱蚊效果最好的紫茎泽兰。紫茎泽兰精油的主要包含半萜类、黄酮类、苯丙素酚类、醇类等化合物。倍半萜类化合物具有驱虫和杀虫的作用。此外，正三十二醇有除螨作用。因此，紫茎泽兰醇类、酯类、倍半萜类化合物可能是驱蚊的主要成分，且倍半萜类化合物如植酮（2-Pentadecanone,6,10,14-trimethyl-）具有进一步提取分离研究的价值。

表4 四种植物提取物成分的化学性质

续表4

我国有不少关于植物驱蚊活性的报道，如唇形科石香薷Mosla chinensis[18]、广藿香Pogostemon cablin[19]、迷迭香Rosmarinus officinalis[12]、樟科山鸡椒Litsea cubeba[20]对白纹伊蚊或成蚊具有较好的驱避活性。将这些植物材料开发成植物源蚊虫驱杀剂面临的最大障碍是不易获取或资源不足，无法满足工厂化生产的原料需用量。入侵植物紫茎泽兰分布广、资源数量巨大[10]。四川省青花椒（包括竹叶花椒）栽植范围已扩展到21 个市（州）133 个县，面积近20 万hm2，约占全国总产量的17.6 %，近5 年内呈指数增长，面积和产量跃居全国第一[21]。竹叶花椒叶片常被丢弃，造成资源的极大浪费。园林常见栽培树种南天竹可收获大量的南天竹果实，同时修剪将产生大量的废弃的南天竹枝叶[7]。综上可知，本文选用了4种来源丰富的植物材料。将以上四种材料采用适宜的方法开发成植物源蚊虫驱杀剂，对缓解目前化学灭蚊剂所面临的抗药性和生态环境方面的双重压力具有重要意义，既能带来较大的经济效益，又可产生显著的生态效益和社会效益。

4 结论

1.5 mg·cm−2剂量的紫茎泽兰提取物对白纹伊蚊的100 %保护时间为3.63 h，紫茎泽兰提取物对白纹伊蚊的驱避效果略低于国际驱避剂评价的B 级标准（15 %避蚊胺），说明紫茎泽兰是一种较好的驱蚊植物材料，可进一步深入地开发研究。