师瑞雪 杨加苹 沈静 李艳萍 王占娣
摘要 为明确不同的有机溶剂对斜纹夜蛾幼虫的致死活性,筛选出对斜纹夜蛾幼虫毒性较小的有机溶剂。采用饲料混毒法对比石油醚、二氯甲烷、乙醇、甲醇、乙酸乙酯这5种有机溶剂对斜纹夜蛾幼虫存活率的影响。结果显示,5种有机溶剂都能显著影响斜纹夜蛾幼虫的存活率,且随着时间的增加,斜纹夜蛾幼虫的死亡率也会增加,这5种有机溶剂对幼虫的致死率从大到小依次:乙酸乙酯>乙醇>甲醇>二氯甲烷>石油醚。结果表明,上述5种有机溶剂对斜纹夜蛾幼虫具有一定的毒害作用,在5种测试的有机溶剂中,对斜纹夜蛾幼虫毒性最小的是石油醚,可以选择其进行斜纹夜蛾幼虫的相关胃毒实验,对幼虫毒性最大的是乙酸乙酯,不建议用于斜纹夜蛾幼虫的相关胃毒实验。
关键词 斜纹夜蛾;有机溶剂;致死性;胃毒
中图分类号:S433.4 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2023)06–0007-03
斜纹夜蛾Prodenia litura (Abricius),又名莲纹夜蛾,属鳞翅目,夜蛾科,是一种世界性分布的重要农业害虫,国外主要分布于东南亚及南亚,国内以长江流域和黄河流域发生较严重[1]。据报道,斜纹夜蛾可以危害的寄主植物达109科389种(包括变种),涉及蕨類植物、裸子植物、双子叶植物和单子叶植物[2]。由于斜纹夜蛾具有发生世代数多、发生量大和易暴发成灾等特点,且近年来,由于斜纹夜蛾的肆虐导致农作物减产,因此对斜纹夜蛾的防治成为世界关注的一个话题。
目前,最常用的防治手段是利用化学农药进行防治,但大量使用化学农药,已经使斜纹夜蛾产生了抗药性,并对农田生态系统产生了环境污染。因此,开发高效低毒的斜纹夜蛾绿色防治产品备受人们关注,从植物中筛选防治斜纹夜蛾的植物源活性成分更是引人注目。骆颖等[3]研究得出,苦瓜叶乙酸乙酯提取物对斜纹夜蛾幼虫的生长发育有明显的抑制作用;钟国华等[4]研究得出,黄杜鹃花甲醇浸提物及其萃取物对斜纹夜蛾4龄幼虫有拒食作用;蒋春先等[5]研究得出,吴茱萸乙醇提取物对斜纹夜蛾幼虫具有较强的拒食活性和生长发育抑制作用;邹向菲等[6]研究得出,温州蜜橘橘皮乙醇提取物对斜纹夜蛾幼虫在拒食、生长抑制和胃毒作用上具有控害活性;刘奎等[7]研究得出,大叶桃花心木的花、叶的乙醇抽提物对斜纹夜蛾均具有良好的拒食活性;庄礼珂等[8]研究得出,海杧果叶乙酸乙酯萃取相对斜纹夜蛾有较强的触杀作用,并有一定的拒食作用。植物次生物质和活性的提取方法多种。这些提取方法各具优缺点。不同类别的植物活性成分往往使用不同的提取方法,常见的提取方法:渗漉法、回流提取法和有机溶剂提取法等,且这些提取方法大多会使用有机溶剂,可能会导致提取物中存在有机溶剂残留的情况;当使用这些植物提取物探究对昆虫的影响进行胃毒实验时,这些残留的或溶解植物活性物质的有机溶剂对斜纹夜蛾幼虫是否具有毒害作用,还未有研究。因此,为明确有机溶剂对斜纹夜蛾幼虫的毒害活性,选择测定乙醇、甲醇、乙酸乙酯、石油醚、二氯甲烷这5种有机溶剂对斜纹夜蛾幼虫的影响,旨在为开发斜纹夜蛾绿色防治产品时有机溶剂的选择提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
斜纹夜蛾幼虫采集于玉溪市红塔区周边的蔬菜种植田,在室内使用人工饲料繁殖幼虫,5%蜂蜜水喂养成虫,连续饲养2~3代,饲养条件为室内温度控制在25±1 ℃,湿度控制在30%~40%,光照L∶D=12 h∶12 h,定期对其饲养环境进行杀菌消毒,及时添加饲料、清理粪便。选取大小相同的4龄幼虫进行实验。
1.2 方法
将石油醚、二氯甲烷、乙醇、甲醇、乙酸乙酯这5种有机溶剂稀释成浓度分别为95%、75%、60%、50%、40%的溶液,每10 g饲料加入1 mL稀释后的溶剂制成含药饲料;在消毒的圆盒(Φ上=15.3 cm,Φ下=10.5 cm)中,放入30 g含有机溶剂的饲料,以不含溶剂的人工饲料为空白对照,圆盒内引入生长健康、活跃度好、龄期相同的20条四龄幼虫,每个溶剂每个浓度重复3次。为了防止幼虫从圆盒中爬出来,盖上扎过小孔的保鲜膜,每隔24 h记录1次斜纹夜蛾幼虫的存活数量,并计算存活率。
1.3 数据处理与统计分析
使用Excel2010软件统计实验结果,并进行数据分析,计算出斜纹夜蛾幼虫的存活率。
存活率(%)=(存活虫数÷实验总虫数)×100%
2 结果与分析
当测试浓度为95%时,随着取食时间的增加,斜纹夜蛾幼虫的存活率下降,给药72 h之前,取食含有石油醚和二氯甲烷人工饲料的幼虫存活率与ck组之间的差异不显著,其他处理组幼虫的存活率明显低于ck组,尤其是取食含有乙酸乙酯人工饲料的幼虫,其存活率最低(图1)。当测试浓度为75%时,随着取食时间的增加,斜纹夜蛾幼虫存活率逐渐下降。在给药96 h后,取食含有石油醚人工饲料幼虫存活率与ck组的差异不显著,其他处理组幼虫的存活率明显低于ck组,尤其是取食含乙酸乙酯人工饲料幼虫存活率逐渐下降。在给药120 h后,斜纹夜蛾幼虫的存活率为0,取食含乙醇人工饲料的幼虫的存活率较其他处理组也显著低于ck组(图2)。当测试浓度为60%时,随着取食时间的增加,幼虫存活率逐渐下降,尤其是取食含乙酸乙酯人工饲料的幼虫存活率显著低于对照组,趋近于0。在给药96 h前,取食含石油醚人工饲料的幼虫存活率与ck组差异不显著,其他处理组的幼虫存活率低于ck组。给药96 h后,处理组的存活率逐渐下降且低于ck组(图3)。当测试浓度为50%时,随着取食时间的增加,处理组幼虫存活率逐渐下降,且低于ck组。给药72 h之前,取食含有石油醚、甲醇和二氯甲烷人工饲料的幼虫存活率与对照组的差异不显著。给药72 h后,取食含二氯甲烷和甲醇人工饲料的幼虫存活率迅速下降,而取食含有乙酸乙酯人工饲料的幼虫存活率显著低于ck组(图4)。当测试浓度为40%时,随着取食时间的增加,处理组幼虫存活率逐渐下降,尤其是幼虫取食含乙酸乙酯的饲料,存活率随着取食时间增至120 h后逐渐趋近于0,给药72 h以内,取食含石油醚和二氯甲烷人工饲料的幼虫存活率与ck组的差异不显著。在给药72 h以后,取食含乙酸乙酯人工饲料的斜纹夜蛾幼虫存活率显著低于ck组,其他处理组幼虫的存活率均低于ck组(图5)。
对斜纹夜蛾幼虫存活率的影响从大到小的顺序依次:乙酸乙酯、乙醇、甲醇、二氯甲烷、石油醚。因此,乙酸乙酯对斜纹夜蛾幼虫的影响最大,石油醚和二氯甲烷这2种有机溶剂对斜纹夜蛾幼虫的影响最小,可用于药物溶剂对斜纹夜蛾幼虫胃毒实验的活性评价,且石油醚和二氯甲烷的最佳浓度为50%~75%。
3 讨论
有机溶剂是生物学实验中最常用的溶剂,其在植物次生物质的提取和植物次生物质对昆虫作用的相关实验中起着不可替代的作用。例如,肿柄菊的乙酸乙酯、乙醇提取物对果蝇具有明显的驱避作用[9];核桃叶的乙醇和二氯甲烷粗提物均对马铃薯块茎蛾的产卵与幼虫钻蛀表现出强烈的抑制效果[10];院息半夏皮乙醇提取物对小菜蛾幼虫具有显著的拒食和胃毒作用[11];核桃叶95%乙醇冷提物对小菜蛾具有明显的拒食作用,提取物的乙酸乙酯萃取部分对黏虫具有明显的拒食作用,但这些有机溶剂本身具有的毒性可能会直接影响实验结果的准确性[12]。在前期研究中,使用有机溶剂稀释的植物次生物质作用于斜纹夜蛾幼虫,以有机溶剂进行对照,发现对照组的幼虫有较高的致死率。因此,选择石油醚、二氯甲烷、乙醇、甲醇、乙酸乙酯这5种有机溶剂探究其对斜纹夜蛾幼虫存活率的影响,对比选择出最佳溶剂,减少实验误差。
实验结果表明,在给药24 h以后,这5种有机溶剂对斜纹夜蛾幼虫的存活率基本没有影响。但是给药48 h以后,5种有机溶剂能够显著降低斜纹夜蛾幼虫的存活率。其中,以乙酸乙酯对斜纹夜蛾幼虫的影响最大,并且随着浓度的增加和给药时间的增加,其对斜纹夜蛾幼虫的存活率影响也变得显著。出现这种现象的原因,可能是有机溶剂具有一定的毒性,而随着有机溶剂在昆虫体内的积累达到一定的量而导致昆虫致死率上升[13-17]。
由此可见,在研究植物次生物质或其他物质对昆虫的影响时,选用有机溶剂对植物次生物质或活性物质进行溶解或提取時,需要考虑有机溶剂本身对昆虫的影响,以此减轻有机溶剂对昆虫的影响,从而提高植物次生物质和活性物质对昆虫影响活性评价实验结果的准确性。
参考文献
[1] 姚文辉.斜纹夜蛾的生物学特性[J].华东昆虫学报,2005(2):122-127.
[2] 秦厚国,汪笃栋,丁建,等.斜纹夜蛾寄主植物名录[J].江西农业学报,2006(5):51-58.
[3] 骆颖,凌冰,谢杰锋,等.苦瓜叶乙酸乙酯提取物对斜纹夜蛾实验种群的抑制作用[J].生态学报,2012,32(13):4173-4180.
[4] 钟国华,胡美英,赵善欢,等.黄杜鹃花杀虫成分及其对斜纹夜蛾的活性[J].植物保护学报,2001(3):269-273.
[5] 蒋春先,熊忠梅,李庆,等.用吴茱萸乙醇提取物对斜纹夜蛾的生物活性进行研究[J].西南大学学报(自然科学版), 2008(2):105-108.
[6] 邹向菲,施祖华,施英利.桔皮提取物对斜纹夜蛾与甜菜夜蛾幼虫的生物活性作用[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2005(1):79-84.
[7] 刘奎,符悦冠,彭正强,等.大叶桃花心木的花、叶抽提物对斜纹夜蛾的拒食活性[J].热带作物学报,2004(2):28-32.
[8] 庄礼珂,朱文,胡坚,等.海杧果叶提取物对斜纹夜蛾毒杀和拒食活性初探[J].植物保护,2009,35(4):114-117.
[9] 刘琦,杨美林,秦小萍,等.肿柄菊粗提物对果蝇胃毒、驱避、触杀、熏蒸效果的研究[J].中国农学通报,2012,28(33): 253-256.
[10] 王春娅,胡纯华,刘燕,等.核桃叶粗提物对马铃薯块茎蛾产卵选择以及幼虫钻蛀性的影响[J].江西农业学报,2018, 30(4):14-19.
[11] 谷清义,刘林东,王博宇,等.息半夏皮乙醇提取物对小菜蛾的杀虫活性[J].现代农业科技,2022(19):108-111.
[12] 翟梅枝,张凤云,刘朝斌,等.核桃叶提取物对粘虫和小菜蛾的拒食活性研究[J].西北林学院学报,2005(2):138-140.
[13] 徐广增.植物提取物对斜纹夜蛾酚氧化酶抑制作用研究[D].聊城:聊城大学,2015.
[14] 刘红芳.假蒟提取物对斜纹夜蛾幼虫拒食及成虫产卵的驱避活性[J].贵州农业科学,2014,42(6):64-68.
[15] 孔庆彪,葛安明,陈卫民.斜纹夜蛾幼虫对蔬菜的危害与防治方法[J].江苏农机与农艺,2000(5):23.
[16] 苏志坚,陈其津,李广宏,等.斜纹夜蛾核多角体病毒与增效剂混配对斜纹夜蛾幼虫的防治效果[J].中国生物防治, 2001(1):23-25.
[17] 袁小华,王学平,杨玉洁,等.大白菜田斜纹夜蛾幼虫发生特点与防治技术[J].上海蔬菜,2007(3):71-72.
责任编辑:黄艳飞
Effects of Different Solvents on Spodoptera litura Larvae
Shi Rui-xue et al(School of Chemistry, Biology and Environment of Yuxi Normal University, Yuxi, Yunnan 653100)
Abstract In order to determine the lethal activity of different organic solvents to Spodoptera litura larvae, the organic solvents with less toxicity to Spodoptera litura larvae were selected. The effects of five organic solvents, petroleum ether, dichloromethane, ethanol, methanol and ethyl acetate, on the survival rate of Spodoptera litura larvae were compared by the method of feed mixing. The results showed that the five organic solvents could significantly affect the survival rate of Spodoptera litura larvae, and the mortality rate of Spodoptera litura larvae also increased with the increase of time. The lethal rates of the five organic solvents to the larvae were as follows: ethyl acetate>ethanol>methanol>dichloromethane>petroleum ether. The results showed that the five organic solvents mentioned above had certain toxic effects on Spodoptera litura larvae. Among the five organic solvents tested, petroleum ether was the least toxic to Spodoptera litura larvae, which could be selected for the relevant gastric toxicity test of Spodoptera litura larvae, and ethyl acetate was the most toxic to larvae, which was not recommended for the relevant gastric toxicity test of Spodoptera litura larvae.
Key words Spodoptera litura; Organic solvent; Lethality; Gastrotoxin
基金项目 玉溪师范学院大学生创新创业训练项目“肿柄菊对斜纹夜蛾幼虫亚致死效应及作用机制”(2021A042);玉溪师范学院大学生创新创业训练项目“肿柄菊次生代谢物质对斜纹夜蛾肠道菌群的影响及作用机制”(2021A043);兴滇人才支持计划——青年人才(YNWR-QNBJ-2020282)。
作者简介 师瑞雪(2000—),女,云南保山人,主要从事植物保护工作。*通信作者:王占娣(1981—),女,河北任丘人,讲师,主要从事农业害虫绿色防控和药物制剂研究,E-mail:zhdwang@yxnu.edu.cn。
收稿日期 2023-03-12