坡柳皂苷对棉铃虫生长发育的抑制作用

张余杰等

摘要：为了评价坡柳皂苷对棉铃虫的生物活性，在室内采用浸渍叶碟饲喂法测定坡柳皂苷对棉铃虫生长发育的影响。结果显示：坡柳皂苷对棉铃虫幼虫有明显的抑制作用，对其发育的抑制率随坡柳皂苷处理浓度的升高而逐渐增高；不同坡柳皂苷处理引起的棉铃虫幼虫拒食率大小为9 mg/mL>7 mg/mL>5 mg/mL>3 mg/mL>1 mg/mL，24 h后9、7、5、3、1 mg/mL坡柳皂苷处理的拒食率分别为73.92%、64.18%、6254%、61.68%、48.02%；坡柳皂苷处理的棉铃虫在化蛹率、羽化率、产卵量及卵的孵化率方面受到一定程度的影响，随着处理浓度的升高，化蛹率、羽化率呈下降趋势，其中不同处理的产卵量与卵的孵化率差异显著。说明坡柳皂苷对棉铃虫的生长发育有明显不利的影响，通过提纯坡柳皂苷活性物质并进行适当的加工，可以开发出绿色环保的鳞翅目害虫抑制剂。

关键词：坡柳；乙醇提取物；棉铃虫；拒食率

中图分类号： S435.622 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）04-0103-03

收稿日期：2013-08-13

基金项目：云南省教育厅科学研究基金（编号：2013Z029）。

作者简介：张余杰（1984—），男，河南柘城人，硕士研究生，主要从事植物源农药研究。E-mail：yujie840704@126.com。

通信作者：秦小萍，女，山东高密人，博士，副教授，主要从事生物农药的研究。Tel：（0871）65227723；E-mail：qxp99@163.com。坡柳[Dodonaea viscosa （L.） Jacq.]别称车桑子、铁扫把等，属无患子科，广泛分布于热带与亚热带区域，在我国的云南、广西、贵州等省有大量分布。目前，国内外对坡柳及其提取物的研究报道并不多见，国外主要集中在医学和成分分离等方面，Sachdev等通过化学研究分离出多种成分，其中包括几种黄酮类化合物和植物酸[1-2]、2种二萜酸[3]及一些生物活性成分[4]；Wagner等从坡柳中提取到生物活性皂苷[5]；Eloff等研究证明坡柳叶的甲醇提取物对几种细菌和病毒具有抗菌活性[6]；Getie等报道了坡柳叶的粗提物对链球菌具有抗菌活性[7]；Khurram等通过对坡柳粗提物进行薄层色谱分析发现，坡柳提取物在不同的Rf值区域内对芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、藤黄微球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、假单胞菌、铜绿假单胞菌具有抑制作用[8]；Pirzada等研究证明，坡柳叶提取物对由黑曲霉、黄曲霉、拟青霉、石膏样小孢子菌、红色毛癣菌引起的皮肤病具有抑制作用，其三氯甲烷、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、水提取物都具有抗真菌活性，其中三氯甲烷提取物的抑菌活性较强[9]。国内对坡柳的研究主要集中在生态环境、水土保持等方面，陈少瑜等报道了坡柳具有较强的抗旱保水能力[10]；李吉跃等研究证明，坡柳在干旱季节可以提高水分利用效率（water use efficiency，WUE），以单位水分消耗换取最大的碳固定，从而节约水分、提高水分利用效率[11]；在农药的开发利用方面，赵红艳等报道了坡柳种子提取物对燕麦镰刀菌、番茄早疫病菌、梨黑星病菌、烟草赤星病菌具有较好的抑制作用，同时还发现坡柳种子三氯甲烷提取物对米象具有较高的触杀活性[12-13]；杨美林等研究证明了坡柳乙醇提取物对小菜粉蝶幼虫具有很强的拒食活性[14]；秦小萍等通过试验发现，坡柳种子乙醇提取物对菜青虫4龄虫具有显著的拒食活性，且对其生长发育的抑制作用明显[15]。

棉铃虫属于鳞翅目夜蛾科，是棉花的主要害虫，在我国南、北方棉区均有分布，其1～2龄幼虫主要危害棉花的幼蕾、嫩叶或苞叶，3～4龄幼虫主要危害棉花的生殖器官，从而造成大量蕾铃脱落和烂铃，危害严重时甚至可造成棉花严重减产甚至绝收。据报道，由于连年单一无节制地使用化学农药，棉铃虫的抗性迅速增高，多地棉区的棉铃虫对化学农药及菊酯类农药的抗性达到几十倍甚至100倍以上。

目前国内关于棉铃虫的抗性表达和抗性机制方面的研究较多，防治方面的研究主要集中在转基因棉防治、病毒防治、生物防治等方面，有关植物源农药防治棉铃虫的报道较少。本试验以坡柳皂苷为试验材料，研究其对棉铃虫取食和生长发育的影响，以期为进一步在农药中应用坡柳皂苷提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验时间和地点

本研究的室内试验于2013年5—7月在云南农业大学植物保护学院昆虫系的实验室内进行。

1.2材料与仪器

试验用坡柳皂苷由云南农业大学植物保护学院农药系的植物源农药实验室提供。

供试甘蓝叶采集云南农业大学植物保护学院的温室。

供试用棉铃虫（Heliothis armigera Hübner）采集于云南农业大学的后山农场油菜地，采集1～2龄幼虫后，在云南农业大学植物保护学院的养虫室内用饲料扩繁饲养至4龄。选取同一世代、同一虫龄、体重相似的幼虫作为试验用虫。

供试仪器主要有：BCD-215YD冰箱，青岛海尔股份有限公司；HS.Z68.10蒸馏水器，北京中兴伟业仪器有限公司；FA2004上皿电子天平，上海精科仪器有限公司；打孔器、直尺等常用仪器由云南农业大学植物保护学院的植物源农药实验室提供。

1.3试验方法

1.3.1完全拒食活性测定本试验采用浸渍叶碟饲喂法[16]。先在实验室内用分析天平准确称量一定量的坡柳皂苷，再加入适量蒸馏水，分别配制成1、3、5、7、9 mg/mL等5个质量浓度的药液，用封口膜封好，备用。取若干直径为6 cm的小玻璃培养皿，在底部垫入1片滤纸后加入少量的蒸馏水保湿，每个培养皿中放入1头饥饿4 h的4龄棉铃虫幼虫；然后用打孔器将甘蓝叶片打成叶碟，将叶碟分别在5个不同质量浓度的供试药液中浸渍1 s，每个对应处理的培养皿中放入2张，每个处理重复25次；采用蒸馏水处理的叶碟作为对照。当处理组和对照组的试验虫将叶碟取食一定面积后，及时添加新的叶碟。将处理好的培养皿放入室温25 ℃、相对湿度70%的温室内培养，分别于处理后0、24、48 h 用分析天平逐个称量试验虫的体重；于处理后24、48 h后分别用方格纸逐个测量试验虫的取食面积。试验结束后将试验虫按照不同的处理组分别放入指形管中，用饲料饲养至化蛹。当幼虫化蛹后，将蛹取出并放到养虫笼内，然后置于温湿度适宜的环境中等待羽化。将羽化后的成虫在养虫笼内用5%蜂蜜水进行营养补充。详细记录试验中各处理组的蛹数、羽化的蛾数、卵粒数及孵化的幼虫数。

1.3.2数据的计算方法及统计分析各处理的拒食率[17]、发育抑制率[18]、化蛹率、羽化率、孵化率分别按以下公式计算。拒食中浓度通过DPS V6.55软件进行计算。

2结果与分析

2.1坡柳皂苷对棉铃虫幼虫生长发育的影响

由表1可见，坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育抑制率随着其浓度的增加而升高，处理后24 h，9、7、5、3、1 mg/mL坡柳皂苷的抑制率分别为74.24%、7093%、47.16%、3937%、19.55%，抑制顺序为9 mg/mL>7 mg/mL>5 mg/mL>3 mg/mL>1 mg/mL；从处理后48 h的抑制率看，9 mg/mL处理的效果最好，能达到65.69%，1 mg/mL处理效果最差，仅为16.74%，这可能是由于随着处理浓度的升高，棉铃虫幼虫的味觉感受器受到抑制，从而使得取食量减少。可见，坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育具有较好的抑制作用。

3结论与讨论

棉铃虫为杂食性害虫，不仅严重危害棉花，同时还危害西瓜、番茄、烟草、小麦等作物，但尚未有侵害坡柳的报道。本试验证实坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育和取食具有较好的抑制作用，但是随着时间的增加，发育抑制率和拒食率却下降，这可能是因为棉铃虫幼虫能很快适应坡柳皂苷，从而对其不敏感，这是拒食剂所特有的应用问题之一[14]，在以后的研究进程中应改善这一问题。此外，试验中人为操作也会对试验结果产生一定程度的影响。本试验只进行了坡柳皂苷对棉铃虫生长发育影响的研究，未进行坡柳皂苷的进一步纯化、改造、盆栽试验及对害虫作用机制研究，这些是未来研究重点。

本试验证明，坡柳皂苷不仅对棉铃虫幼虫的取食具有较好的抑制作用，也对后期幼虫的化蛹、蛹的羽化、蛾的产卵及卵的孵化有不利影响。因此，将坡柳皂苷进一步纯化和加工就可以用来制造绿色环保的新型植物源农药。同时，将现有的理论和技术手段与其他防治方式相结合，能为棉铃虫的防治提供更多思路。

参考文献：

[1]Sachdev K，Kulshreshtha D K. Aliarin，a new flavonoid from Dodonaea viscosa Linn[J]. Indian Journal of Chemistry，Section B： Organic Chemistry Including Medicinal Chemistry，1982，21B（8）： 798-799.

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[7]Getie M，Gebre-Mariam T，Rietz R，et al. Evaluation of the anti-microbial and anti-inflammatory activities of the medicinal plants Dodonaea viscosa，Rumex nervosus and Rumex abyssinicus[J]. Fitoterapia，2003，74（1/2）： 139-143.

[8]Khurram M，Khan M A，Hameed A，et al. Antibacterial activities of Dodonaea viscosa using contact bioautography technique[J]. Molecules，2009，14（3）： 1332-1341.

[9]Pirzada A J，Shaikh W，Usmanghani K，et al. Antifungal activity of Dodonaea viscosa Jacq extract on pathogenic fungi isolated from superficial skin infection[J]. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences，2010，23（3）： 337-340.

[10]陈少瑜，郎南军，贾利强，等. 干旱胁迫对坡柳等抗旱树种幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的影响[J]. 植物研究，2006，26（1）：88-92.

[11]李吉跃，贾利强，郎南军，等. 金沙江干热河谷坡柳的光合特性[J]. 北京林业大学学报，2003，25（5）：20-24.

[12]赵红艳，秦小萍，杨美林.坡柳种子提取物对米象触杀作用初报[J]. 云南农业大学学报，2007，22（6）：942-944.

[13]赵红艳，杨美林. 坡柳种子提取物对4种植物病原真菌的抑菌作用[J]. 云南农业大学学报，2006，21（4）：467-470.

[14]杨美林，周天雄，顾芳. 瑞香狼毒和坡柳提取物对小菜粉蝶幼虫的拒食活性测定[J]. 云南农业大学学报，2003，18（4）：354-357.

[15]秦小萍，赵红艳，杨美林. 坡柳种子提取物对菜青虫取食和生长发育的影响[J]. 农药，2007，46（7）：494-495，499.

[16]张宗炳. 杀虫剂的毒力测定[M]. 北京：科学出版社，1988：123-128.

[17]慕立义. 植物化学保护研究方法[M]. 北京：中国农业出版社，1994：76-79.

[18]朱九生，乔雄梧，王静，等. 杠柳根皮粗提液对菜青虫生物活性的影响[J]. 中国生态农业学报，2006，14（1）：185-188.

1.3.2数据的计算方法及统计分析各处理的拒食率[17]、发育抑制率[18]、化蛹率、羽化率、孵化率分别按以下公式计算。拒食中浓度通过DPS V6.55软件进行计算。

2结果与分析

2.1坡柳皂苷对棉铃虫幼虫生长发育的影响

由表1可见，坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育抑制率随着其浓度的增加而升高，处理后24 h，9、7、5、3、1 mg/mL坡柳皂苷的抑制率分别为74.24%、7093%、47.16%、3937%、19.55%，抑制顺序为9 mg/mL>7 mg/mL>5 mg/mL>3 mg/mL>1 mg/mL；从处理后48 h的抑制率看，9 mg/mL处理的效果最好，能达到65.69%，1 mg/mL处理效果最差，仅为16.74%，这可能是由于随着处理浓度的升高，棉铃虫幼虫的味觉感受器受到抑制，从而使得取食量减少。可见，坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育具有较好的抑制作用。

3结论与讨论

棉铃虫为杂食性害虫，不仅严重危害棉花，同时还危害西瓜、番茄、烟草、小麦等作物，但尚未有侵害坡柳的报道。本试验证实坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育和取食具有较好的抑制作用，但是随着时间的增加，发育抑制率和拒食率却下降，这可能是因为棉铃虫幼虫能很快适应坡柳皂苷，从而对其不敏感，这是拒食剂所特有的应用问题之一[14]，在以后的研究进程中应改善这一问题。此外，试验中人为操作也会对试验结果产生一定程度的影响。本试验只进行了坡柳皂苷对棉铃虫生长发育影响的研究，未进行坡柳皂苷的进一步纯化、改造、盆栽试验及对害虫作用机制研究，这些是未来研究重点。

本试验证明，坡柳皂苷不仅对棉铃虫幼虫的取食具有较好的抑制作用，也对后期幼虫的化蛹、蛹的羽化、蛾的产卵及卵的孵化有不利影响。因此，将坡柳皂苷进一步纯化和加工就可以用来制造绿色环保的新型植物源农药。同时，将现有的理论和技术手段与其他防治方式相结合，能为棉铃虫的防治提供更多思路。

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1.3.2数据的计算方法及统计分析各处理的拒食率[17]、发育抑制率[18]、化蛹率、羽化率、孵化率分别按以下公式计算。拒食中浓度通过DPS V6.55软件进行计算。

2结果与分析

2.1坡柳皂苷对棉铃虫幼虫生长发育的影响

由表1可见，坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育抑制率随着其浓度的增加而升高，处理后24 h，9、7、5、3、1 mg/mL坡柳皂苷的抑制率分别为74.24%、7093%、47.16%、3937%、19.55%，抑制顺序为9 mg/mL>7 mg/mL>5 mg/mL>3 mg/mL>1 mg/mL；从处理后48 h的抑制率看，9 mg/mL处理的效果最好，能达到65.69%，1 mg/mL处理效果最差，仅为16.74%，这可能是由于随着处理浓度的升高，棉铃虫幼虫的味觉感受器受到抑制，从而使得取食量减少。可见，坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育具有较好的抑制作用。

3结论与讨论

棉铃虫为杂食性害虫，不仅严重危害棉花，同时还危害西瓜、番茄、烟草、小麦等作物，但尚未有侵害坡柳的报道。本试验证实坡柳皂苷对棉铃虫幼虫的生长发育和取食具有较好的抑制作用，但是随着时间的增加，发育抑制率和拒食率却下降，这可能是因为棉铃虫幼虫能很快适应坡柳皂苷，从而对其不敏感，这是拒食剂所特有的应用问题之一[14]，在以后的研究进程中应改善这一问题。此外，试验中人为操作也会对试验结果产生一定程度的影响。本试验只进行了坡柳皂苷对棉铃虫生长发育影响的研究，未进行坡柳皂苷的进一步纯化、改造、盆栽试验及对害虫作用机制研究，这些是未来研究重点。

本试验证明，坡柳皂苷不仅对棉铃虫幼虫的取食具有较好的抑制作用，也对后期幼虫的化蛹、蛹的羽化、蛾的产卵及卵的孵化有不利影响。因此，将坡柳皂苷进一步纯化和加工就可以用来制造绿色环保的新型植物源农药。同时，将现有的理论和技术手段与其他防治方式相结合，能为棉铃虫的防治提供更多思路。

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