皂荚提取物的杀螺活性

张学学，张 雪，徐楷杰，胡 鑫，徐汉虹，田永清

亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室/天然农药与化学生物学教育部重点实验室，华南农业大学，广东 广州510642

福寿螺Pomaceacanaliculata(Lamarck)为瓶螺科福寿螺属软体动物，原产于南美洲的普拉塔流域和亚马逊河流域(Yangetal.,2018)，已成为我国最重要的外来入侵物种的之一(环保总局和中科院,2003)，目前已蔓延至我国30°N以南地区(张海涛等，2016)，且正以每年8～10 km的速度向北蔓延(俞晓平等，2001)。福寿螺可造成水稻OryzasativaL.减产90%(叶建人等，2015)。其次，福寿螺入侵我国后，由于缺少天敌而大量繁殖，导致生态系统失衡，对本地的生态系统造成不可逆的破坏(曾婷婷等，2020)。此外，福寿螺还是广州圆管线虫(Angiostrongyluscantonensis(Chen)的中间宿主，严重威胁人类健康(黄达娜等，2017)。目前，防治福寿螺主要使用化学技术，化学药剂种类较少，长期大规模使用单一化学药剂，易污染水体、破坏水生生态系统，同时还易使福寿螺产生抗药性。因此安全、高效、环保的福寿螺防治技术成为人们关注的方向，植物源杀螺剂的研制是其中重要的一个研究方向(Brito &Joshi,2016)。国内外的学者已经筛选了1500多种植物的杀螺活性(Baptistaetal.,1994)，并研制出了一些对非靶标生物安全、易降解、高效的植物源杀螺剂(Joshietal.,2008;Seuffert &Martin,2010)。

皂角GleditsiasinensisLam，又名皂荚，为豆科皂荚属落叶乔木或小乔木，在我国分布广泛。贵州毕节市大力发展皂角产业，目前在当地已种植皂角3.7万hm2，形成了年产值约1亿元的皂角产业。皂角中含有大量的皂苷类物质，特别是皂角果荚中的皂苷含量可达15.27%～20.43%(李建军等，2018)。目前，大多数学者都聚焦于皂角抗病毒(Lietal.,2007)、抗癌(Caietal.,2018,2019;Shinetal.,2019;Yietal.,2012,2015;Yuetal.,2015，2019;Zhangetal.,2020)、抗炎(Haetal.,2008)等方面的药理活性，关于杀螺方面的研究较少；且目前皂角产业主要生产具有食用价值的皂角仁(又名雪莲子)，而皂角仁只占整个果荚的8%左右，其副产物的利用度不够。为促进皂角资源的综合利用，本文开展皂角各部位杀螺活性的研究，并发现皂角果荚提取物具有显著的杀螺活性，为皂角植物源农药的开发与利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试样品采集

室内试验所用福寿螺成螺于广东省广州市天河区启林农场的水渠中采集，于室内培养3 d后备用；幼螺为成螺产卵孵化7 d后备用。大田试验于湖北省荆州市荆州区的水稻田间进行。皂荚采集于贵州省毕节市织金县猫场镇。

1.2 皂荚提取物制备

5.2 kg皂荚干燥后粉碎过40目筛，使用70%乙醇超声浸提3次，减压浓缩即得1375.9 g皂荚提取物。

1.3 皂荚提取物对福寿螺的毒杀活性

1.3.1 皂荚乙醇提取物对福寿螺幼螺的毒杀活性 在塑料培养箱中开展皂角提取物对福寿螺幼螺的毒杀活性研究，安排空白组(纯水)、20、40、60、80以及100 mg·L-1皂荚乙醇提取物6个处理组，各组设置3个重复。培养缸内药液深度3 cm，每个培养缸内25只福寿螺幼螺(8 mm<螺高<15 mm)。试验期间正常喂食生菜，上爬个体再推回水中，分别记录处理后24、48及72 h各组福寿螺的死亡率。福寿螺死亡标准：厣甲打开，螺肉翻出，且触碰后螺肉不收缩；或螺体漂浮，厣甲紧闭，用枪头轻触即可使螺肉内陷(麻程军等，2021)。计算公式如下：

死亡率/%=死亡螺数/供试总螺数×100

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

1.3.2 皂荚乙醇提取物对福寿螺成螺的毒杀活性 塑料培养箱中开展皂荚提取物对福寿螺成螺毒杀活性研究，安排空白组(纯水)、110、120、130、140以及150 mg·L-1皂荚乙醇提取物6个处理组，各组设置3个平行对照。培养缸内药液深度15 cm，每个培养缸内25只福寿螺成螺(螺高>15 mm)。试验方法同1.3.1。

1.3.3 皂荚乙醇提取物对福寿螺成螺的田间防治效果 2021年7月10日于湖北省荆州市荆州区的水稻田间进行大田试验(施药当日阴，当天平均温度为30.5 ℃，无灾害性天气，种植水稻为宁香优2号，土壤为有机质含量1.5%左右、pH=7.21的壤土)。试验安排空白组、处理组。处理组安排20、40 g·m-22个用药量。每个用药量安排3个4 m2的小区，小区内保水5 cm深，小区间筑田埂分隔。空白对照区用塑料薄膜分隔，小区四周及上部用20目的纱网围住，各处理组小区随机安排。施药前1 d，从水沟及田里采集活螺，预养24 h。施药前2 h每个小区放入40只大小一致的成螺。放螺后2 h，待田水基本澄清后，按试验设计剂量均匀施药。施药后保持2 d不灌水、7 d内不排水。试验小区在试验前未使用其他任何除草剂、杀虫剂等农药。施药后2、7 d在小区外分别检查一次小区内的活、死螺数，并检查产卵块数，并统计受损秧苗数(分蘖被咬断视为受损)。

防治效果/%=[1-(处理区药后活螺数×对照区药前活螺数)/(处理区药前活螺数×对照区药后活螺数)]×100

卵块减少率/%=[(空白对照区卵块数-药剂处理区卵块数)/空白对照区卵块数]×100

秧苗损失率/%=[(施药前总苗数-施药后活苗数)/施药前总秧苗数]×100

2 结果与分析

2.1 皂荚提取物对福寿螺幼螺的毒杀活性

由表1可知，皂荚乙醇提取物对福寿螺幼螺有显著的毒杀活性。当皂荚乙醇提取物浓度小于60 mg·L-1时，幼螺活动、进食正常；而皂荚提取物浓度大于等于60 mg·L-1，幼螺活动、进食均减少；浓度达到100 mg·L-1时，幼螺停止进食和活动。

表1 皂荚提取物对福寿螺幼螺的毒杀活性Table 1 Toxic activity of G. sinensis extract on young P. canaliculata

2.2 皂荚提取物对福寿螺成螺的毒杀活性

由表2可知,皂荚提取物对福寿螺成螺有显著的毒杀活性。当皂荚提取物浓度小于130 mg·L-1时，成螺活动、进食正常；而皂荚提取物浓度大于等于130 mg·L-1，成螺活动和进食均减少；浓度达到150 mg·L-1时，成螺停止进食和活动。

表2 皂荚提取物对福寿螺成螺的毒杀活性Table 2 Poisonous activity of G. sinensis extract on P. canaliculata

2.3 皂荚提取物对福寿螺成螺的田间防治效果

由图1可知，施用皂荚提取物对福寿螺有显著的田间防治效果，而且施用皂荚提取物对秧苗有显著的保护作用，施用20和40 g·m-2皂荚提取物处理2、7 d后的秧苗损失率明显下降(图2)；与空白对照相比,20和40 g·m-2皂荚提取物处理2、7 d后可有效减少福寿螺产卵(图3)。

图1 皂荚乙醇提取物对福寿螺的田间防治效果Fig.1 The control effect of G. sinensis ethanol extract on P. canaliculata

图2 处理后的秧苗损失率Fig.2 The result of seedling loss rate after treatment

图3 处理后的卵块减少率Fig.3 The reduction rate of egg mass after treatment

3 讨论与结论

生物活性测试和大田试验结果表明，皂荚乙醇提取物具有显著的杀螺活性,对幼螺和成螺72 h的半数致死量分别为40.56、109.83 mg·L-1;田间试验表明，皂荚提取物对福寿螺有较好的防效，施用40 g·m-2的皂荚提取物处理7 d后秧苗损失率为0，卵块减少率为100.00%，防治效果为(99.12±1.26)%；其对福寿螺的毒杀活性显著高于蓖麻RicinuscommunisL.籽提取液，蓖麻籽提取液对福寿螺的LC50为3.82 g·L-1(王婵娟等，2021)。而4 g·L-1的博落回Macleayacordata(Willd.) R.Br.、夹竹桃NeriumoleanderL.、魔芋AmorphophallusBlume、乌药Linderaaggregata(Sims) Kosterm和美洲商陆PhytolaccaamericanaL.乙醇提取物对幼螺的相对毒杀率分别为83.15%、55.06%、46.07%、37.08%和34.83%，对成螺的相对毒杀率分别为35.56%、28.89%、26.67%、23.33%和17.78%(闫小红等，2011)，此5种植物乙醇提取物的杀螺活性显著低于皂荚提取物。4 g·L-1的血水草EomeconchionanthaHance乙醇提物对福寿螺幼螺的相对毒杀率为86.67%，对成螺的相对毒杀率为36.67%(周兵等，2011)；此外，茶皂素对福寿螺对成螺、中螺和幼螺的LC50值(有效成分)分别为2.61、2.39和2.68 mg·L-1(麻程军等，2021)，显著高于皂荚提取物的杀螺活性，可能是因为本研究中皂荚提物未经纯化，致使皂荚提物中的有效成分过低，后期将进一步研究皂角果荚的有效成分提取方法，并开发出合适的剂型进行大田试验，充分挖掘其杀螺活性。

综上所述，皂荚提取物具有显著毒杀福寿螺的活性，极具开发为植物源杀螺剂的潜力，有待进一步开发与利用。