丹參丙酮提取物對小菜蛾幼蟲的致死和拒食作用

張惠麗，楊雨娟，李曉軍

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太谷030801）

丹參丙酮提取物對小菜蛾幼蟲的致死和拒食作用

張惠麗，楊雨娟，李曉軍

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太谷030801）

采用丙酮作為溶劑，對丹參粉末進行索氏提取和濃縮，再用丹參丙酮提取物作為藥劑對小菜蛾進行致死性和拒食性試驗。結(jié)果表明，丹參丙酮提取物對小菜蛾有明顯的致死作用和拒食作用，其濃度與致死效果及拒食效果呈負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.973和-0.976。該結(jié)果可為丹參作為生物農(nóng)藥有效成分提供依據(jù)。

小菜蛾；丹參丙酮提取物；致死作用；拒食作用；植物源

丹參（Salvia mitiorrhizae）是一種經(jīng)典的活血化瘀中藥[13]，具有保護心臟、抗血栓、抗炎作用[14]。近年來有研究表明，丹參具有抗腫瘤[15]、促進骨生成、抗骨質(zhì)疏松[13]、改善腎功能和記憶的功能[16]。其對生長要求不高，來源廣，主要化學(xué)成分包括脂溶性和水溶性成分，脂溶性的主要成分是丹參酮類物質(zhì)、二萜類、三萜類、甾醇等，有研究表明，這些脂溶性成分是能夠引起害蟲拒食、趨避、觸殺、抑制生長發(fā)育等作用的殺蟲活性物質(zhì)[17]。丹參提取物的有效成分對小菜蛾有一定的拒食作用，能夠抑制其味覺感受器，影響其對食物的識別和偏好，使小菜蛾產(chǎn)生厭食效應(yīng)饑餓而死。

本試驗主要以丹參的丙酮提取物為有效成分研究對小菜蛾的生態(tài)學(xué)防治效果，包括驅(qū)避作用和拒食作用，將中藥材重要的藥用活性用于害蟲治理，開發(fā)新的、穩(wěn)定的植物源殺蟲劑，從而實現(xiàn)對小菜蛾的可持續(xù)治理，同時為今后應(yīng)用藥用植物研發(fā)廣譜、高效、穩(wěn)定、無污染甚至有益于人體健康、親環(huán)境的植物源殺蟲劑奠定基礎(chǔ)，為農(nóng)業(yè)害蟲的科學(xué)防治增添新的內(nèi)容。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試昆蟲 試驗所用小菜蛾是山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)實驗室內(nèi)無藥劑飼養(yǎng)的繼代小菜蛾，參照WANG等[18]的方法進行改進。

1.1.2 供試材料 供試丹參由安國市祁州中藥飲片有限公司生產(chǎn)。

1.1.3 供試植物 供試小白菜品種為富士春，由北京天諾泰隆科技發(fā)展有限公司提供。

1.2 試劑及器材

1.2.1 主要試劑 丙酮（分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；蒸餾水。

1.2.2 主要器材 研磨機、冰箱（BCD-207美菱）、電子天平（BSA2235型，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司）、干燥箱、BSXT-02型索氏提取器（上海鑫翁科學(xué)儀器有限公司）、RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）、SPX-300B-G型微電腦光照培養(yǎng)箱（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）、GZX-9246型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）、藥材粉碎機。

1.3 試驗方法

1.3.1 丹參提取物的制備

1.3.1.1 丹參藥材的粉碎 取定量干燥的丹參切段放入研磨機，研磨30～60 s后關(guān)掉開關(guān)，反復(fù)3～4次，使丹參充分研磨，為避免機體發(fā)熱，每次研磨后休息60 s使機體降溫后方可研磨；最后一次研磨結(jié)束后，要等到機體冷卻，粉末盡量不漂浮方可打開蓋子，將丹參粉末收集到干燥燒杯中，用濾紙封口，備用。

1.3.1.2 丹參的提取 稱取5 g丹參粉末，用濾紙包成圓柱狀，放入索氏提取器的回流瓶中，取300 mL丙酮作為虹吸試劑裝入圓底燒瓶中，設(shè)置沸點為50℃，進行提取，待虹吸試劑顏色變?yōu)闇\黃或無色時，關(guān)閉提取裝置；待水浴鍋中的溫度降至室溫時方可關(guān)閉冷凝裝置，將圓底燒瓶小心取下，提到的溶液倒入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的旋轉(zhuǎn)瓶中進行濃縮。

1.3.1.3 丹參提取物的濃縮 設(shè)置水浴溫度為50℃；使旋轉(zhuǎn)瓶中的溶液沒過水浴鍋中的水進行減壓蒸餾；待旋轉(zhuǎn)瓶中的溶液只剩下5 mL時，關(guān)閉熱機和電機開關(guān)，將旋轉(zhuǎn)瓶稍微調(diào)高，待溫度降至室溫時，緩慢打開閥門，并關(guān)閉真空泵和冷凝裝置；將旋轉(zhuǎn)剩余的溶液小心倒入50 mL離心管中，用移液管吸取少量丙酮刷洗旋轉(zhuǎn)瓶，將殘留在瓶壁上的物質(zhì)充分洗掉并溶解；將回收的丙酮回收到另一個瓶子當(dāng)中；濃縮后的丹參提取物放入冰箱中進行冷藏保存。

1.3.2 葉碟法測試丹參提取物對小菜蛾的作用本試驗將丹參提取物稀釋后對試蟲進行處理，共設(shè)置6個濃度梯度，每個處理10頭試蟲，每組重復(fù)3次，葉碟法喂養(yǎng)幼蟲，觀察試蟲的存活情況。

將丹參提取物按表1分別稀釋5倍、10倍、15倍和20倍。選取生長良好、無黃斑、無害蟲的小白菜葉片，洗凈晾干，避開主脈，用手術(shù)剪剪成3 cm2的葉碟，每個培養(yǎng)皿放1片，共18片，盡量選取平整的葉片，便于受試幼蟲的取食和觀察。選取生長良好、大小一致的3齡幼蟲，饑餓處理2 h。

將葉碟在蒸餾水稀釋的不同濃度的丹參提取物溶液中浸漬10 s，對照組的葉碟在蒸餾水中浸漬10 s，再接入經(jīng)饑餓處理的小菜蛾，加蓋后放在微電腦光照培養(yǎng)箱中，觀察幼蟲36 h的死亡個數(shù)，并記錄數(shù)據(jù)，計算幼蟲的死亡率。

表1 丹參提取物稀釋倍數(shù)

1.3.3 盆栽模擬田間試驗

1.3.3.1 小白菜的種植 將白菜種子放入蒸餾水中浸泡2 h以解除休眠，將普通土壤和營養(yǎng)土按體積比1∶1混合烘干消毒，分裝到直徑15 cm的花盆中，淋水至飽和后，播種白菜種子，只用水澆灌，不噴灑任何藥劑。

1.3.3.2 模擬田間試驗 將生長至5片真葉的小白菜菜苗移栽成一盆一株，每株的真葉上用軟毛筆蘸取相應(yīng)稀釋倍數(shù)的丹參提取物進行涂抹，將葉片的正反面都涂抹均勻，待葉片上的溶劑揮發(fā)完全，每株菜苗上接入20頭大小一致的3齡小菜蛾，各處理重復(fù)3次，72 h后觀察并用方格坐標紙記錄小菜蛾的取食面積，計算拒食率。

拒食率＝（對照組取食面積－處理組取食面積）/對照組取食面積×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉碟法處理小菜蛾

表2 幼蟲平均死亡率 %

由表2可知，丹參的丙酮提取物對小菜蛾幼蟲有一定的致死作用，且隨著稀釋倍數(shù)的增大致死作用減少。0倍、5倍、10倍、15倍、20倍和空白對照對小菜蛾幼蟲的致死率分別是73.33%，63.33%，30.00%，20.03%，10.00%和0。

經(jīng)過Excel線性回歸分析可知，丹參提取物濃度與小菜蛾幼蟲平均死亡率之間呈線性回歸關(guān)系，回歸方程為 y＝-3.066 5x＋71.108（圖 1）。

經(jīng)過相關(guān)系數(shù)分析可知，不同稀釋倍數(shù)的丹參提取物對小菜蛾幼蟲的致死作用呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.973。經(jīng)過單因素方差分析，F(xiàn)檢驗，得到F＝49.000＞F0.05（5，10）＝3.326，所以，丹參提取物的濃度與小菜蛾幼蟲平均死亡率之間的相關(guān)關(guān)系在0.05水平上差異顯著。

2.2 模擬田間試驗處理小菜蛾

由表3可知，丹參的丙酮提取物對小菜蛾幼蟲有一定的拒食作用，且隨著稀釋倍數(shù)的增大拒食作用減弱。拒食率越小，說明蟲害越嚴重。0倍、5倍、10倍、15倍、20倍對小菜蛾幼蟲的拒食率分別是54.77%，36.09%，23.98%，18.90%和9.19%。

表3 小菜蛾的平均拒食率分析 %

經(jīng)過Excel線性回歸分析可知，丹參提取物濃度與小菜蛾幼蟲平均拒食率之間呈線性回歸關(guān)系，回歸方程為 y＝-2.167x＋50.256（圖 2）。

經(jīng)過相關(guān)系數(shù)分析可知，不同稀釋倍數(shù)的丹參提取物對小菜蛾幼蟲的致死作用呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.976。經(jīng)過單因素方差分析，F(xiàn)檢驗，得到F＝81.947＞F0.05（5，10）＝3.326，所以，丹參提取物的濃度與小菜蛾幼蟲拒食率之間的相關(guān)關(guān)系在0.05水平上差異顯著。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，丹參提取物的稀釋倍數(shù)越大，對小菜蛾的影響越小，在10倍以后的稀釋倍數(shù)幼蟲幾乎不死亡?？烧J為，丹參提取物對小菜蛾具有致死或趨避作用以及拒食作用，丹參丙酮提取物能夠通過對小菜蛾種群的拒食作用影響小菜蛾的生長發(fā)育，說明丹參提取物可能影響小菜蛾的世代周期，減慢其繁殖速度，從而降低對蔬菜的危害。本試驗結(jié)果可以為中藥丹參提取物作為植物源殺蟲劑應(yīng)用到實踐中提供一定的依據(jù)。

害蟲防治，除了選擇合適的農(nóng)藥之外，適期用藥、選擇合適的噴藥點或部位、合理科學(xué)混配藥劑、保持安全的用藥間隔等也是十分必要的。隨著人們環(huán)保意識的提高、法制法規(guī)的完善和現(xiàn)代高科技在農(nóng)業(yè)上的發(fā)展利用和滲透，生物農(nóng)藥尤其是植物源農(nóng)藥的開發(fā)將得到高速發(fā)展。

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聲明

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《山西農(nóng)業(yè)科學(xué)》編輯部

Study on the Repellent and Antifeedant Effects of Salvia miltirrhiza Acetone Extract toward the Larvae of Plutella xylostella

ZHANGHuili，YANGYujuan，LI Xiaojun
（College of Life Science，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

In this paper,Salvia miltiorrhiza powder was extracted by soxhlet extractor method and concentrated with acetone as solvent,observation of lethal and antifeedant experiment on Plutella xylostella was carried out with Salvia miltiorrhiza acetone extract as agent.The results showed that the Salvia miltiorrhiza acetone had a significant lethal effect and antifeedant effect against Plutella xylostella,and its density was negatively correlated with the lethal effect and avoidant effect,the correlation coeffcient were-0.973,-0.976.The results can provide scientific basis for the use of Salvia miltiorrhiza as an effective biopesticide component.

Plutella xylostella;Salvia miltiorrhiza acetone extract;lethal effect;antifeedant effect;plant source

S436.3

A

1002-2481（2017）10-1682-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.10.26

目前，市場上的殺蟲劑以穩(wěn)定性強的化學(xué)殺蟲劑為主，不易降解，造成水土、大氣污染，害蟲天敵、有益蟲均被殺死，害蟲抗性增強，生態(tài)制約失衡，農(nóng)藥殘留嚴重，導(dǎo)致人畜產(chǎn)生各種疾病[1]。國際上許多國家提高了農(nóng)藥殘留標準，對我國農(nóng)副產(chǎn)品進入國際市場形成了巨大阻礙[2]。2007年1月，國家有關(guān)部門禁止了部分高毒農(nóng)藥的生產(chǎn)、銷售和使用，為新型高效安全的生物農(nóng)藥帶來了廣闊市場[3]。

小菜蛾（Plutella xylostella（L.））主要危害蘿卜、小白菜、芥菜等十字花科蔬菜[4]。剛孵化的小菜蛾幼蟲會鉆入葉片組織，在其中啃食葉肉組織，吸取汁液，最后只留有一層表皮，嚴重時蔬菜葉片莖葉全無，影響蔬菜的經(jīng)濟價值和食用價值[5]。傳統(tǒng)防治小菜蛾主要依靠化學(xué)防治、物理防治和天敵昆蟲，但是已有研究結(jié)果表明，小菜蛾已經(jīng)對有機磷類、擬除蟲菊酯類、氨基甲酸酯類、沙蠶毒素類、苯甲酸脲類等殺蟲劑都有了不同程度的抗性[6-9]。物理防治有時對人和害蟲天敵也不是很安全，而且費用比較昂貴，一般用來處理大范圍的突發(fā)性蟲害[10]。長期使用化學(xué)農(nóng)藥進行害蟲防治，許多天敵會被殺死，再加上小菜蛾世代重疊嚴重，導(dǎo)致小菜蛾成為嚴重影響葉菜產(chǎn)業(yè)的害蟲。近年來研究表明，有機殺蟲劑可以導(dǎo)致人體及動物的分子、細胞、組織等發(fā)生病變，對神經(jīng)細胞產(chǎn)生損傷，降低精子密度和精子活力等[11]。

生物農(nóng)藥通過直接或間接的方式防治害蟲、雜草、病害等。其低毒、人畜無害，不污染環(huán)境；特異性強，不會連帶殺死害蟲天敵及有益生物，易于降解，保證生物循環(huán)穩(wěn)定；非單因素作用，不易產(chǎn)生抗性。因此，生物農(nóng)藥成為替代傳統(tǒng)有機農(nóng)藥的理想選擇，但是我國生物農(nóng)藥仍有許多制約因素，如生物農(nóng)藥本身資源不足，品種局限，防治見效慢，技術(shù)要求又比較高[12]。所以，來源于自然的植物源農(nóng)藥被認為是化學(xué)合成殺蟲劑最好的替代品[2]。而且植物源殺蟲劑具有的優(yōu)勢有：天然環(huán)保，對環(huán)境的壓力小，幾乎可忽略不計；殺蟲的作用方式多種多樣，降低了害蟲抗藥的可能性，保證了殺蟲質(zhì)量；殺蟲針對性強，不具有廣譜性，可減小對害蟲天敵的傷害，有利于保持生態(tài)平衡，不會造成再次污染；資源豐富，潛力巨大。從某種意義上說，生物農(nóng)藥，尤其是植物源農(nóng)藥是生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器[3]，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提條件。

2017-06-14

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201610113034）

張惠麗（1994-），女，山西平遙人，在讀本科，研究方向：生物科學(xué)。李曉軍為通信作者。