樟科植物提取物驅(qū)蟲殺蟲作用研究進(jìn)展

王靜，馮恩友，謝嘉輝，李文胤

1.廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院，廣東湛江524000；

2.湛江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，廣東湛江524000

樟科植物在中國(guó)有24 屬，約430 余種，主要分布在長(zhǎng)江流域以南，其葉片和樹皮均有油細(xì)胞，常有樟腦味或桂油味，或有粘液細(xì)胞，有香氣，在園林上是主要的應(yīng)用樹種，而且樟科的許多種類是天然香料的資源植物，具有驅(qū)蟲、殺菌、抗氧化等效果，在化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)具有重要的價(jià)值。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),樟科、楝科、豆科等植物具有殺蟲活性成分，而中國(guó)作為農(nóng)藥的植物主要集中于楝科、菊科、豆科、衛(wèi)矛科和大戟科等30 多科[1]。該文通過(guò)對(duì)樟科植物提取物的活性成分及驅(qū)蟲殺蟲方式等方面研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，同時(shí)結(jié)合樟科植物提取物開發(fā)現(xiàn)狀，分析目前存在的利用問(wèn)題，以期為樟科植物驅(qū)蟲殺蟲功能的研究提供參考。

1 樟科植物提取物驅(qū)蟲殺蟲成分

樟科植物提取物是以樟科植物為原料，按照對(duì)提取的最終產(chǎn)品的用途的需要，經(jīng)過(guò)物理化學(xué)提取分離過(guò)程，定向獲取和濃集植物中的某一種或多種有效成分，而不改變其有效成分結(jié)構(gòu)而形成的產(chǎn)品。部分樟科植物的根、莖、葉、花、果實(shí)具芳香氣味，多含芳香揮發(fā)油，化學(xué)成分達(dá)60 多種，如芳樟醇、樟腦、黃樟油素、龍腦、檸檬醛、1，8-桉葉油素、橙花叔醛、異橙花叔醛、金合歡醇、甲基丁香酚和α-松油醇等，其中的植物堿、芳樟醇、樟腦、黃樟油素、桉葉油素、桂醛、檸檬醛等有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在植物提取液行業(yè)中有很重要的地位[2]。據(jù)研究統(tǒng)計(jì)有芳香植物130 多種，分屬20 余科，樟科有樟樹、川桂(官桂)、天竺桂、紫楠、檫木、木姜子、黃丹木姜子、三椏烏藥、香葉子、烏藥、綠葉甘樟、紅脈釣樟、香葉樹、釣樟、山胡椒、江浙釣樟等16 種植物[3]。目前在驅(qū)蟲殺蟲方面研究較多的主要有樟屬的樟樹(Cinnamomum camphora(L.))、陰香（Cinnamomum burmannii(C．G.et.TH.Nees.)) 肉 桂 (Cinnamomum cassia Presl.)；月桂屬月桂(Laurus nobilis)；木姜子屬的山蒼子(Litsea cubeba(Lour.))；山胡椒屬的山胡椒(Lindera glauca (Sieb. et Zucc.) Bl)、香葉樹(Lindera communis Hemsl.)； 油 丹 屬 的 油 丹(Alseodaphne hainanensis Merr.)；檫木屬檫木(Sassafras tzumu (Hemsl.) Hemsl)；鱷梨屬鱷梨(Persea americana Mill.)等。按照提取植物的成份不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜類、黃酮、生物堿等；按照性狀不同，可分為植物油、浸膏、粉、晶狀體等。樟科植物大都含有特殊的芳香氣味，含有芳香揮發(fā)油，目前對(duì)提取物質(zhì)進(jìn)行驅(qū)蟲殺蟲研究比較多的是萜烯類化合物、檸檬醛、芳樟醇、黃酮類化合物、木脂素類化合物等成分。

1.1 萜烯類化合物

萜烯類化合物研究較廣泛，是植物源農(nóng)藥中含量較多化合物。很多萜類是植物與昆蟲協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中所產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，能夠吸引傳粉動(dòng)物輔助植物授粉，抑或?qū)ハx有拒食作用，幫助植物抵御蟲害和病原微生物，因此常被用于農(nóng)藥中[4]。一些單萜如檸檬烯(limonene)和香葉烯(myrcene)均有很好的殺蟲性，一些單萜烯類的衍生物如除蟲菊酯(pyrethrin)則是非常高效的植物性殺蟲劑［5］。一些三萜如檸檬苦素類化合物(limonoids)也是很強(qiáng)的昆蟲防御劑，被用作農(nóng)作物的防蟲害劑。其他三萜類化合物，如葫蘆素C、二萜水蓼二醛(polygodial)均參與了植物的抗蟲功能［6-7］。很多的萜類化合物具有一定的驅(qū)蟲、抗瘧、抗菌效果，如：樟腦、驅(qū)蛔素，青蒿素，穿心蓮內(nèi)酯等。樟腦為樟科植物的根、干、枝、葉經(jīng)加工提取制得的顆粒狀結(jié)晶，難溶于水，溶于醇、醚、氯仿、苯、丙酮、冰醋酸，主要成份是一種右旋性酮。這些萜烯類物質(zhì)對(duì)害蟲有忌避、拒食、抑制生長(zhǎng)發(fā)育、破壞害蟲信息傳遞和交配，兼有觸殺和胃毒作用。廖圣良[8]等就對(duì)萜類化合物對(duì)于蚊蟲的驅(qū)避效果開展過(guò)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，萜類引誘物與驅(qū)避化合物的結(jié)合與蚊蟲驅(qū)避率顯著相關(guān)。

1.2 檸檬醛

檸檬醛是一種典型的無(wú)環(huán)單萜化合物，具有濃郁的檸檬香味，可作為調(diào)味劑、防腐劑和芳香劑等，除了作為原材料供給，有研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛及其衍生物對(duì)植物病原菌有抑制作用，在植物源農(nóng)藥等方面也有很好的應(yīng)用潛力[9］。研究表明，檸檬醛不僅對(duì)蠶蛾(Bombycidae)具有引誘作用，也可以使埃及伊蚊(Aedes aegypti)卵不能正常孵化[10]。檸檬醛對(duì)谷蠢(Laspyresia dominica(Fbricius))有特殊的驅(qū)避功效。當(dāng)檸檬醛在合適的用量范圍內(nèi)，對(duì)玉米象(Sitophilus zeamais Motschulsky) 和 綠 豆 象(Callosoruchus chinensis(Linnaeus))均有較高的熏死率[11]。在樟科植物山蒼子、香樟中發(fā)現(xiàn)有檸檬醛化學(xué)型存在[12］。張海燕[13]等利用聞香法篩選到207 份含有檸檬醛的樟屬植物，結(jié)合GC-MS 分析，確定了36 個(gè)單株為檸檬醛化學(xué)型植株，其中4 株為香樟、17 株為猴樟、13 株為黃樟、1 株為沉水樟、1 株為細(xì)毛樟。

1.3 芳樟醇

又名沉香醇、芫荽醇、伽羅木醇、里那醇等。學(xué)屬于鏈狀萜烯醇類，在不同來(lái)源的精油中，多為異構(gòu)體的混合物。將芳樟醇與其他醇類配成的香精對(duì)鳥類有一定的驅(qū)避效果。莫建光[14]研究發(fā)現(xiàn)芳樟醇型樟樹葉精油中芳樟醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)89.59%，樹葉精油10月份采集的品質(zhì)芳樟醇92.69%。王春[15]在樟科植物精油對(duì)雜擬谷盜成蟲的毒力測(cè)定中結(jié)果表明：在0.01%劑量下，經(jīng)24h 熏殺，芳樟油、川桂枝葉油、尾葉樟油對(duì)雜擬谷盜成蟲的熏殺死亡率達(dá)100%，大葉桂油、油樟葉油、桂皮油對(duì)雜擬谷盜成蟲的熏殺死亡率達(dá)80%～99.3%，山蒼子油對(duì)雜擬谷盜成蟲的熏殺效果為53%。

1.4 黃酮類化合物

黃酮類化合物中有藥用價(jià)值的化合物很多，對(duì)動(dòng)物的雌激素有雙重調(diào)節(jié)作用，能促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)。王晗[16]等通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明黃酮類化合物對(duì)于驅(qū)避意大利蝗有著明顯的效果。鄭潔旋[17]等通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)陰香葉內(nèi)黃酮素進(jìn)行提取，研究結(jié)果表明，在乙醇濃度90%、溫度40℃、料液比1：35(g/mL)的工藝條件下提取75min，黃酮類化合物的平均提取率為2.38%，由此證明陰香葉含有較高的黃酮類化合物。根據(jù)許名錄[18]等對(duì)蘭嶼肉桂的化學(xué)成分、生物活性方面的研究進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)蘭嶼肉桂富含萜類、黃酮類等化學(xué)成分。但是目前還沒(méi)有專門針對(duì)樟科植物中黃酮類化合物驅(qū)蟲殺蟲的報(bào)道。

1.5 木脂素類化合物

木脂素類化合物對(duì)于驅(qū)避和殺害昆蟲也具有顯著效果，透骨草屬植物種的北美透骨草(Phryma leptostachya L.)當(dāng)中含有的乙酰透骨草脂素對(duì)蠅蟲具有胃毒作用，是殺蠅劑的主要成分之一，木脂素類其他化合物如芝麻素、細(xì)辛素、羅漢松脂素對(duì)于殺蟲劑則有一定的增強(qiáng)作用。據(jù)報(bào)道，樟科的香樟、陰香、潺槁樹等的活性成分中都含有木脂素類化合物[19-21]，但是目前還沒(méi)有專門針對(duì)樟科植物中木脂素類化合物驅(qū)蟲殺蟲的報(bào)道。

2 樟科植物提取物驅(qū)蟲殺蟲方式

樟科植物提取物中的驅(qū)蟲殺蟲活性成分主要是次生代謝物質(zhì)，這些物質(zhì)往往具有某些特異的生物活性，對(duì)害蟲的作用機(jī)理復(fù)雜、作用方式多樣，常見的主要有忌避反應(yīng)、拒食作用、干擾正常的生長(zhǎng)發(fā)育等。根據(jù)目前研究現(xiàn)狀，樟科植物提取物驅(qū)蟲殺蟲的作用方式大概為以下幾種：

2.1 忌避反應(yīng)

通常是指提取物影響昆蟲對(duì)棲息或產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇，對(duì)害蟲產(chǎn)生抑制性刺激，干擾昆蟲的正常行為。伊可兒、林捷[22]等研究表明樟樹葉的乙醇提取液和山蒼子的石油醚提取液，對(duì)菜青蟲處理后28h 的忌避率仍可達(dá)到83%和82%。周瓊、梁廣文[23]用藥膜法測(cè)定8 種常見植物的乙醇提取物對(duì)桃蚜、瓜蚜和蘿卜蚜的忌避和控制作用，結(jié)果表明供試的8 種植物中樟樹乙醇提取物對(duì)3 種蚜蟲的忌避作用效果最好，對(duì)桃蚜、瓜蚜和蘿卜蚜的忌避率分別達(dá)0.549、0.690、0.729。

2.2 拒食作用

昆蟲產(chǎn)生拒食主要是提取物質(zhì)干擾昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),從而影響其取食行為。如印楝素影響昆蟲口器化學(xué)感受，降低感受器的敏感性，抑制引起食欲的神經(jīng)原信號(hào)發(fā)放，產(chǎn)生拒食作用，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，害蟲不再取食，最后因饑餓而死亡[24]。解福雙[25]采用活性追蹤法，對(duì)樟樹枝葉提取物的昆蟲拒食反應(yīng)進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,樟樹枝葉提取物對(duì)菜青蟲具有拒食作用。

2.3 干擾正常的生長(zhǎng)發(fā)育

有些提取物會(huì)干擾昆蟲正常的生長(zhǎng)發(fā)育，如有些具有昆蟲性外激素的作用，可作為引誘劑防治害蟲。劉婷[26]等研究表明肉桂精油及其活性成分肉桂醛和丁香精油及其活性成分丁香酚均嚴(yán)重影響腐食酪螨和伯氏生卡螨表皮層和主要保護(hù)酶活性，干擾螨的正常生長(zhǎng)發(fā)育。

2.4 毒殺作用

毒殺包括胃毒、熏蒸和觸殺。肉桂油對(duì)粘蟲、小菜蛾、棉鈴蟲、玉米象都有較強(qiáng)的熏蒸作用。實(shí)倉(cāng)模擬試驗(yàn)中，0.02%肉桂油處理4 個(gè)月后能完全防止赤擬谷盜、玉米象、鋸谷盜和谷蠹對(duì)小麥的侵染，保護(hù)效果達(dá)100%，處理8 個(gè)月后，對(duì)小麥的保護(hù)效果仍然維持100%[27]。處理麻袋試驗(yàn)中，0.45mg/cm2肉桂油在4 個(gè)月內(nèi)都能完全忌避赤擬谷盜、玉米象、鋸谷盜和谷蠹對(duì)小麥的侵染，處理8 個(gè)月后防治效果仍在60%以上[28]。鄧永學(xué)[29]等研究發(fā)現(xiàn)黃樟油對(duì)玉米象的熏蒸作用效果最佳。

根據(jù)目前的研究得出植物源殺蟲劑的作用機(jī)理因其作用活性成分的復(fù)雜性而各有不同, 對(duì)昆蟲的作用方式也是多樣的，特別是在干擾昆蟲正常的生長(zhǎng)發(fā)育方面可能是多靶標(biāo)位點(diǎn)。

3 樟科植物植物源殺蟲劑的利用現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)的樟科植物提取物的研究較活躍，其驅(qū)蟲殺蟲作用的開發(fā)應(yīng)用可分為兩方面：一是直接對(duì)植物中的殺蟲活性物質(zhì)進(jìn)行粗提后，加工成可利用的制劑，如精油。二是通過(guò)研究活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制、結(jié)構(gòu)與活性間的關(guān)系，進(jìn)行人工模擬合成篩選，從中開發(fā)新型植物源農(nóng)藥制劑。目前，中國(guó)在直接應(yīng)用方面做的工作較多，已開發(fā)出多種商品化制劑。植物源農(nóng)藥是間接應(yīng)用研發(fā)的重點(diǎn)，植物性農(nóng)藥是備受人們重視的第三代農(nóng)藥藥源之一。

3.1 精油

精油是存在于植物體中，有特殊氣味的揮發(fā)性油狀有機(jī)物質(zhì)的總稱，是植物體內(nèi)通過(guò)次生代謝途徑形成的小分子化合物，通常沸點(diǎn)較低，易揮發(fā)。精油或其成分釋放化學(xué)信息，與其他生物產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng)，如有些精油吸引昆蟲前來(lái)傳粉作為繁殖后代的媒介，有些精油的特殊氣味對(duì)昆蟲有忌避、驅(qū)逐和毒殺作用，有些精油還能抑制蟲體內(nèi)的多功能氧化酶，做為有機(jī)合成殺蟲劑的增效劑[30]。王春[15]等采用密閉熏蒸方法, 測(cè)定了7 種植物精油對(duì)雜擬谷盜害蟲的熏殺活性,結(jié)果表明供試精油中芳樟油、川桂枝葉油、尾葉樟油的殺蟲效果最好。徐漢虹、趙善歡[31-32]研究表明200μg/cm2～800μg/cm2的肉桂精油對(duì)赤擬谷盜成蟲的忌避率都大于60%，在2001tg/em～8001tg/em 的劑量時(shí)，對(duì)赤擬谷盜成蟲的驅(qū)避作用都能達(dá)到60%以上,其持效期至少可維持8 周。楊長(zhǎng)龍[33]的蕓香科及樟科8 種植物提取液對(duì)荔枝蒂蛀蟲的產(chǎn)卵趨避作用的研究結(jié)果表明，幾種植物提取液對(duì)荔枝的蒂蛀蟲產(chǎn)卵有比較大的趨避作用等。楊超偉[34]采用選擇性葉碟法研究香樟和雜種馬褂木的葉片粗提物及其共有的主成分芳樟醇和樟腦對(duì)菜青蟲的拒食作用，結(jié)果表明香樟葉片的乙醇提取物對(duì)菜青蟲有極顯著的拒食作用。樟科的純種芳樟葉油、香葉油，牻牛兒苗科的天竺葵油等9 種精油，對(duì)白紋伊蚊具有一定的驅(qū)避效果[35]。

3.2 植物源農(nóng)藥制劑

植物源農(nóng)藥就是直接利用植物提取物或利用其次生代謝物質(zhì)，利用其活性物質(zhì)殺蟲或殺菌。重慶某科技有限責(zé)任公司發(fā)明一種生物農(nóng)藥組合物，包括A 組分、B 組分及C 組分，其中A 組分由樟腦、大黃、肉桂醛和川楝子的提取物和輔料組成。該發(fā)明多種組分組合具有協(xié)同增效作用，屬殺蟲、驅(qū)蟲及殺菌兼用農(nóng)藥，可用于蔬菜、果樹、花卉等方面的病害蟲防治。對(duì)農(nóng)作物無(wú)要害、無(wú)殘留，不污染環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品，對(duì)哺乳動(dòng)物無(wú)致畸、致癌、致突變的危害，對(duì)病害蟲殺傷作用強(qiáng)、防效好[36]。上海某科技發(fā)展有限公司發(fā)明一種以肉桂為主要原料的殺蟲劑，其一為以天然樟科植物肉桂的一種主要成分桂醛為主要原料，配以擬除蟲菊酯、微生物源的阿維菌素或伊維菌素、乳化劑、溶劑、助溶劑和穩(wěn)定劑組成微乳劑型；其二為以天然樟科植物肉桂的另一種主要成分甲位己基桂醛為原料，配以擬除蟲菊酯、微生物源的阿維菌素或伊維菌素、乳化劑、溶劑、助溶劑和穩(wěn)定劑組成微乳劑型,既可用于衛(wèi)生害蟲防治,也可用于觀賞植物的保護(hù)[37]。

4 存在問(wèn)題與展望

4.1 存在的問(wèn)題

（1）精油的提取率較低，總體經(jīng)濟(jì)效益不高，一直未能推廣應(yīng)用。樟科植物間精油的化學(xué)成分相近，含量差異較大。曾春山、李文峰[38]等采用水蒸氣蒸餾法對(duì)樟屬的樟、陽(yáng)春樟、肉桂和陰香4 種植物鮮葉的精油進(jìn)行提取，表明4 種樟屬植物精油相同成分較少，種間精油成分差異較大。4 種樟屬植物精油的毒殺活性大小依次為：香桂精油＞蜀桂精油＞香樟精油＞天竺桂精油。同種植物不同環(huán)境和個(gè)體間精油中各化學(xué)成分的含量也存在顯著差異。

（2）有效成分含量不穩(wěn)定。植物提取物的活性物質(zhì)有些是在植物抗御有害生物襲擊的過(guò)程中產(chǎn)生的，這些物質(zhì)可能局限在植物的個(gè)別器官或個(gè)別部位,而且同一植物由于生長(zhǎng)環(huán)境、采集時(shí)間、年齡、部位不同均會(huì)影響其有效成分的含量。

（3)有效成分中的具體成分不確定。如樟科植物乙醇提取物中初步確定其有效活性成分分布在氯仿層和乙酸乙酯層提取物中，具體是哪種化合物起作用，還有待進(jìn)一步深入研究。

（4）殺蟲植物中活性成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜、含量低且易降解等特點(diǎn)，與現(xiàn)在市場(chǎng)商品開發(fā)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的要求難以適應(yīng)。

4.2 展望

中國(guó)樟科植物資源豐富且大部分樟科精油含量較高，如肉桂在中國(guó)廣東和廣西廣泛栽培，粵西地區(qū)是中國(guó)肉桂油的主要產(chǎn)地之一。植物源殺蟲劑活性成分的復(fù)雜性以及獨(dú)特的作用機(jī)理，使害蟲較難產(chǎn)生抗藥性，并且植物源農(nóng)藥對(duì)害蟲天敵安全。國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)藥品種結(jié)構(gòu)調(diào)整為植物源農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了政策上的引導(dǎo)和實(shí)施上的有力支持，人民生活水平的提高對(duì)植物源農(nóng)藥的發(fā)展產(chǎn)生迫切要求。因此樟科植物提取物驅(qū)蟲殺蟲作用的研究具有重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。