不同基因型生态型除虫菊中的除虫菊酯含量分析

许 凤，张丽芳，蒋亚莲，王丽花，苏 艳，杨秀梅，张艺萍

（云南省农业科学院 花卉研究所/国家观赏园艺工程技术研究中心/云南省花卉育种重点实验室/昆明市花卉遗传改良重点实验室，云南 昆明 650205）

除虫菊是一种较好的生物农药原料植物，在云南的种植面积约6666.7万m2，占世界产量的30%［1-3］。除虫菊（Tanacetum cinerariifolium）为菊科多年生草本植物，又名白花除虫菊。其株高可达30～80 cm，全株灰绿色，被白色绒毛。莲单生或从基部抽枝，叶互生，卵形或长椭圆形，自根部丛生，叶片羽状全裂，叶柄细长。基部叶具长柄，上部叶几乎无柄。头状花序顶生，具长梗，花中心为黄色管状花，周围花为白色舌状花冠。细小瘦果，成熟时为淡褐色或黄色［4-5］。除虫菊酯从其花中能够提取出来，这种具有杀虫功能的活性物质由6种成分组成，为除虫菊素Ⅰ（Pyrethrin Ⅰ）、除虫菊素Ⅱ（Pyrethrin Ⅱ）、瓜叶菊素Ⅰ（Cinerin Ⅰ）、瓜叶菊素Ⅱ（Cinerin Ⅱ）、茉莉菊素I（Jasmoline Ⅰ）和茉莉菊素Ⅱ（Jasmoline Ⅱ），其中除虫菊素Ⅰ和除虫菊素Ⅱ的杀虫活性最强，常被利用制成杀虫剂［6-8］。除虫菊酯具有诸多优点，如能迅速将蚊、蝇、蚤、虱等害虫麻痹与击倒；高温强光下容易自然分解；对人类，牲畜等无任何毒副作用；对环境无污染；对害虫使用不易产生抗性［9-10］。此外，除虫菊花朵可入药，外用皮肤可治癣，并且除虫菊的花朵丰富美丽，其观赏价值的开发潜力巨大，可用来布置花坛、花境，还可以用作鲜切花。

目前，本研究组收集了不同花色不同地域的除虫菊品种，通过对除虫聚酯含量的测定确定各色除虫菊品种的除虫菊酯含量，明确提高除虫聚酯含量的适宜环境条件。由于农户在采摘过程中采摘标准不统一，通过测定不同开放度的除虫菊酯含量来摸索出适宜的采摘开放度，最大程度提高除虫菊酯得率。

1 材料和方法

1.1 实验材料

实验材料玉溪市峨山塔甸镇、云南省红河州泸西县中枢镇和白水镇主栽的除虫菊，含白花除虫菊、粉色除虫菊、淡粉除虫菊，选择5种开放程度（图1）的除虫菊花样品进行不同开放度的除虫菊酯含量研究，采集其中第3种开放程度的除虫菊花朵，即管状花开放20%～50%的花朵，开展不同基因型和生态型的除虫菊酯含量研究。

图1 除虫菊不同开放度

实验用仪器为Agilent 1260 Infinity高效液相色谱仪（配备DAD检测器）。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理 除虫菊花头避光自然阴干，剪下花盘，在研钵中捣碎，称取1 g，置于25 mL三角瓶中，加入20 mL色谱纯乙腈，震荡，用超声波处理2次，每次5 min，然后过滤，滤液转移到圆底烧瓶中，35 ℃减压浓缩至1 mL，再经0.22 μm微孔滤膜过滤后转移到棕色样品瓶中。吸取该提取液3 μL到棕色进样瓶中，加乙腈稀释到1 mL体积，用于HPLC分析［11-12］。

1.2.2 高效液相色谱（HPLC）分析条件 色谱条件：实验用色谱柱为Kinetex （C18），4.6 mm×100 mm，2.6 μm。流动相为乙腈和水的混合溶液。采用梯度洗脱方法，设置为除虫菊酯分析Kinetex6，具体参数见表1。后运行时间：10 min，柱温30 ℃，流速为0.5 mL/min，检测波长 224 nm，参比波长360 nm，进样量 10 μL；在以上条件下除虫菊酯6个主要成分的保留时间见表2。

表1 除虫菊酯分析的Kinetex6参数

表2 除虫菊酯6个主要成分的保留时间

2 结果与分析

2.1 不同基因型除虫菊的除虫菊酯含量分析

由表3可知，6种除虫菊酯总含量以及除虫菊素Ⅰ+Ⅱ总含量在3个不同花色基因型的样品中的顺序为：白花除虫菊＞淡粉除虫菊＞粉色除虫菊。其中除虫菊素Ⅰ、瓜叶菊素Ⅰ的含量在3种花色除虫菊样品中的顺序为：淡粉除虫菊＞白花除虫菊＞粉色除虫菊；除虫菊素Ⅱ、茉莉菊素Ⅱ的含量顺序为：白花除虫菊＞粉色除虫菊＞淡粉除虫菊；瓜叶菊素Ⅱ、茉莉菊素Ⅰ的含量顺序为：白花除虫菊＞淡粉除虫菊＞粉色除虫菊。在不同基因型中除虫菊素Ⅰ+Ⅱ的含量高于瓜叶菊素Ⅰ+Ⅱ和茉莉菊素Ⅰ+Ⅱ的，说明Ⅰ+Ⅱ除虫菊素为除虫菊酯的主要成分。

表3 不同基因型除虫菊的除虫菊酯含量 mAu×s

2.2 不同开放度除虫菊的除虫菊酯含量分析

由表4可知，6种除虫菊酯总含量以及除虫菊素Ⅰ+Ⅱ总含量在不同开放度除虫菊中的顺序为：管状花开放20%～50%＞管状花开放至20%＞管状花开放70%以上＞管状花开放50%～70%＞花蕾；其中除虫菊素Ⅰ的含量在不同开放度除虫菊样品的含量顺序为：管状花开放20%～50%＞管状花开放至20%＞管状花开放50%～70%＞花蕾＞管状花开放70%以上，而除虫菊素Ⅱ的含量顺序为：管状花开放至20%＞管状花开放20%～50%＞管状花开放70%以上＞管状花开放50%～70%＞花蕾。其他除虫菊酯主要成分在管状花开放50%～70%和70%以上开放度时无法测定。

表4 不同开放度除虫菊的除虫菊酯含量 mAu×s

2.3 不同生态型除虫菊的除虫菊酯含量分析

由表5可知，6种除虫菊酯总含量以及除虫菊素Ⅰ+Ⅱ总含量在不同生态型除虫菊中的顺序依次为：峨山塔甸镇＞泸西中枢镇＞泸西白水镇，其中除虫菊素Ⅰ、瓜叶菊素Ⅰ的含量与总除虫菊酯含量排序相同。除虫菊素Ⅱ、瓜叶菊素Ⅱ在3种不同生态型除虫菊的顺序为：泸西白水镇＞峨山塔甸镇＞泸西中枢镇，茉莉菊素Ⅰ、茉莉菊素Ⅱ的含量顺序为：泸西白水镇＞峨山塔甸镇＞泸西中枢镇。在不同生态型中除虫菊素Ⅰ+Ⅱ的含量高于瓜叶菊素Ⅰ+Ⅱ和茉莉菊素Ⅰ+Ⅱ的。

表5 不同生态型除虫菊的除虫菊酯含量 mAu×s

3 结论与讨论

王平华等［1］从美国、日本、肯尼亚等国引进8份除虫菊种质材料，包括红花、黄花、白花等不同花色的品种，分析了8个除虫菊种质干花中的除虫菊素含量，发现白花的除虫菊素含量最高。本研究分析了3种不同花色基因型即白花、淡粉和粉色除虫菊的除虫菊酯含量，发现白花除虫菊中的除虫菊酯含量最高，这与王平华等的研究结论一致的。

张晓霞等［4］采用高效液相色谱法分析了16个白花除虫菊同源四倍体株系干花中的总除虫菊酯含量及其动态变化规律。采集的样品来自孕蕾盛期（花蕾呈扁圆形，为多层绿色苞片所包围）、舌状花开放期 （舌状花直立）、管状花始开期 （第1轮管状花开放）、管状花开放初期 （舌状花平展，3轮管状花开放）、管状花开放盛期 （舌状花平展，1/2的管状花开放）、开花末期 （管状花全部开放）、子房充实期（管状花留存，部分萎蔫呈棕色）及瘦果成熟期 （管状花枯萎脱落，子房由绿转黄）等8个时期，结果发现在除虫菊的管状花开放初期，同源四倍体株系干花中的除虫菊酯含量最高。本研究分析的5个除虫菊开放度中管状花开放20%～50%时总除虫菊酯含量最高，这与张晓霞的研究结论基本一致。王平华等的研究是在边花凋谢，盘花开放5、6 圈时除虫菊素含量最高，即花开放的多一点，这可能与测定的方法有关［1］。王平华等采用气相色谱（GC） 内标法，张晓霞采用高效液相色谱法，本研究也采用高效液相色谱法，则与张晓霞研究的结果基本一致。因此管状花开放20%～50%时是白花除虫菊花序的最佳采收期。

本研究通过分析了来自云南省红河州泸西县中枢镇、白水镇和玉溪市峨山县塔甸镇的主栽除虫菊，发现塔甸镇的总除虫菊酯含量最高，这可能与当地的气候、品种、环境条件、栽培管理等有关，但3个生态型的总除虫聚酯含量差异不大。以往的文献报道中对不同生态型除虫菊的总除虫聚酯含量分析较少，本研究可为不同地区除虫菊的种植提供一定参考。