珠光香青挥发油对赤拟谷盗的趋避和触杀作用

鞠克升

摘要：采用水蒸气蒸馏法从珠光香青中提取挥发油，采用GC-MS方法分析其化学组成，并进行珠光香青挥发油对赤拟谷盗触杀和趋避的生物活性的测试。珠光香青挥发油的主要化学成分有石竹烯氧化物（35.94%）、八氢1，7-二甲基-4-（甲基乙烯基）-1，4-桥亚甲基-1氢-茚（11.84%）、2-异丙基-5-甲基-9-亚甲基-双环[4.4.0]-1-癸烯（11.78%）、桉油烯醇（7.91%）、喇叭茶醇（7.88%）、α-毕橙茄醇（6.25%）。生物活性测试结果显示，珠光香青挥发油对赤拟谷盗触杀的LD50值为41.25 mg/头，同时珠光香青挥发油对赤拟谷盗具有很强的趋避活性。

关键词：珠光香青；挥发油；赤拟谷盗；触杀；趋避

中图分类号：S379.5 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2017）09-0029-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.09.010

Repellency and Contact Activity of the Essential Oil of Anaphalis margaritacea Against Tribolium castaneum

JU Kesheng

（Jiuquan Supervision and Management Station of Agricultural Product Quality Safety， Jiuquan Gansu 735000， China）

Abstract：The essential oil is extracted from Anaphalis margaritacea by steam distillation method， and the components of essential oil is analyzed by GC-MS method. Repellency and contact activity of the essential oil against Tribolium castaneum are tested. The main components of essential oil of A. margaritacea are caryophyllene oxide （35.94%）， Alloisolongifolene （11.84%）， 2-isopropyl- 5-methyl-9-methylene-Bicyclo [4.4.0] dec-1-ene （11.78%） and espatulenol （7.91%）， palustrol （7.88%）， α-cadinol （6.25%）. The result of the biological activity test shows that the LD50 value of the contact toxicity of the essential oil against T. Castaneum is 41.24 mg， and the essential oil possessed stronger repellency activity against T. Castaneum.

Key words：Anaphalis margaritacea；Essential oil；Tribolium castaneum；Contact activity；Repellency activity

赤擬谷盗（Tribolium castaneum）属鞘翅目拟步甲科，别名拟谷盗，是一种危害严重的世界性仓储害虫。它适应性强、繁殖迅速、食性广，可危害储藏的玉米、小麦、稻谷、高粱、食用菌、油料、豆类、干果、中药材、烟叶等[1 ]。赤拟谷盗除直接取食为害外，其成虫体表的臭腺可分泌含苯醌等致癌物质的臭液[2 ]，使被害物结块、变色、变味而不能食用，从而造成严重的经济损失[3 ]。长期以来，对储粮害虫的防治主要使用合成高功效化学杀虫剂和熏蒸剂[4 - 6 ]，但合成化学杀虫剂若长时间大量使用，不仅会造成害虫抗药性增强，而且会产生粮食品质下降、食品安全风险增加等诸多问题，将会对环境和人类健康产生不利影 响[7 ]。因此，寻找高功效新型绿色环保的仓储害虫防治剂成了重要研究课题。

植物精油作为绿色环保杀虫剂是目前研究较多的一类植物杀虫剂，它能以熏蒸、驱避、拒食、触杀等诸多作用方式防治害虫，并具有低农害、易降解、对人畜安全性高等优点[8 ]。许多植物的挥发油已经被试验出有杀虫活性。如郑雨维等[9 ] 研究发现，香菜、桔皮挥发物及精油对桃蚜行为有影响及趋避作用；陈哲等[10 ] 研究发现28种精油对蓝莓果蝇雌成虫具有趋避效果；吴彦等[11 ] 研究发现短葶山麦冬挥发油对三种烟叶仓储害虫具有触杀及趋避活性。许多植物挥发油富含杀虫活性物质，这一特性意味着我们可以开发出高效、低毒的植物源杀虫剂。

珠光香青（Anaphalis margaritacea）为菊科香青属常见植物，在我国甘肃、陕西、青海、云南、贵州、四川等多数地区分布广泛且植被资源丰 富[12 ]。该植物具有化痰镇咳的作用，对气喘、支气管炎和老年慢性气管炎有疗效[13 ]；还具有清热解毒、止痢的作用，在四川等地被当作白头翁使 用[14 ]。目前关于珠光香青的研究主要集中于其挥发油化学组分的分析和黄酮类活性成分方面[13 - 17 ]，对其挥发油杀虫方面的研究未见报道。研究珠光香青挥发油的杀虫活性，能够为将其开发为绿色环保、无公害植物源杀虫剂并应用于仓储害虫的防治奠定基础。

1 材料与方法

1.1 植物材料和挥发油提取

珠光香青2015年9月采集于甘肃省榆中县兴隆山（北纬35° 48′ 53″ ，东经104° 04′ 14″，海拔 2 125 m）。植物物种由西北师范大学晏民生副教授鉴定。称取500 g阴干的珠光香青地上部分粉碎，采用水蒸气蒸馏法提取挥发油，蒸馏6～8 h后收集初始挥发油，用无水硫酸钠做干燥处理，得到珠光香青挥发油0.6 mL，计算得油率。将提取得到的挥发油放至玻璃瓶中密封置于4 ℃冰箱保存。

1.2 供试害虫

在容积为250 mL的玻璃瓶中装小麦粉与酵母粉的混合物（10∶1，w/w）饲养赤拟谷盗。饲养环境为温度（29±1） ℃，相对湿度为70%～80%。在所有实验中供试昆虫均为14 d以内的成虫。

1.3 珠光香青挥发油的GC-MS分析

采用安捷伦6890N 气相色谱（FID检测器）和安捷伦5973N型质谱联用仪分析珠光香青挥发油化学组分。色谱柱为HP-5MS型（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm），升温程序为60 ℃开始并保持2 min，然后以10 ℃/min速度升到180 ℃并保持1 min，再以20 ℃/min速度升到280 ℃并保持15 min；1 μL样品（用正己烷稀释到1%）被注射到气相色谱中，分流比为1∶10；载气为氦气；流速为1.0 mL/min。最后采用与正构烷烃（C8-C24）的保留指数进行比较鉴定挥发油的组分。同时与质谱数据库（NIST 05和Wiley 275 libraries）数据比较鉴定挥发油的组分。挥发油中每种组分的相对百分含量通过面积归一法获得。

1.4 触杀活性的测定

根据文献[18 ]记载的方法，对珠光香青挥发油进行赤拟谷盗的触杀活性试验。将同一时间批次的成虫从培养瓶中转出至培养皿置于冰袋上冷冻。取珠光香青挥发油溶解于正己烷中进行预实验（浓度范围为 2%～50%）。根据预实验结果设置5个浓度梯度，每个浓度重复5次，每个重复试虫10只。用移液枪吸取0.5 μL各浓度梯度的挥发油样品滴于试虫的后胸背板上，处理后放入直径 2.5 cm、高 5.5 cm的玻璃瓶中拧紧瓶盖作为处理组。以正己烷和除虫菊素分别作为阴性对照和阳性对照。处理后置于温度（29 ± 1） ℃、相对湿度为70%～80%的恒温培养箱中培养24 h，观察并记录害虫死亡情况，计算死亡率。

1.5 趋避活性的测定

根据文献[19 ]记载的方法，进行珠光香青挥发油对赤拟谷盗的趋避活性测试。将珠光香青挥发油用正己烷依次稀释成5、1、0.2、0.04、0.008 μL/mL浓度的溶液。取与9 cm培养皿底相同直径的滤纸，沿中线对半剪开，一半滴加500 μL不同浓度的挥发油样品，相当于滤纸上完全吸收量为78.63、15.73、3.15、0.63、0.13 nL/cm2 5个浓度的样品，另一半滴加等量的正己烷作空白对照。等溶剂自然挥发后，立即用固体胶将处理过的滤纸相向紧粘在培养皿底部，注意粘牢不留缝隙，以防试虫钻到滤纸下面，影响观察。将20只赤拟谷盗从培养皿中央投入，迅速盖上培养皿盖子密封。不同浓度的样品同法处理5个平行样。同时以避蚊胺作为阳性对照。在2、4 h后分别记录处理組与对照组滤纸上停留的赤拟谷盗虫数，计算趋避率。趋避率（PR）用下列方程式计算。

PR=[（Nc-Nt）/（Nc+Nt）]×100

其中，Nc为出现在阴性对照区域的试虫数量，Nt为出现在实验组区域的试虫数量，计算出PR的平均值。

2 结果与讨论

2.1 挥发油的化学组分

分析表明，珠光香青的出油率为0.12%，比重为0.98。用GC-MS法从珠光香青挥发油中分离鉴定出了16种化学成分，占挥发油总量的98.1%。挥发油组分及含量见表1。其主要成分为氧化石竹烯（35.94%）、八氢1，7-二甲基-4-（甲基乙烯基）- 1，4-桥亚甲基-1氢-茚（11.84%）、2-异丙基-5-甲基-9-亚甲基-双环[4.4.0]-1-1-癸烯（11.78%）、桉油烯醇（7.91%）、喇叭茶醇（7.88%）、α-毕橙茄醇（6.25%）。以上结果与文献报道的有较大差别。封士兰等[14 ]从珠光香青挥发油中鉴定出其中14种化学成分，主要成分为β-石竹烯（19.5%）、香木兰烯（18.1%）、古云烯（12.7%）等；孙彬等[13 ]提取的珠光香青挥发油中主要组份为喇叭茶醇（25.7%）、百里酚（10.6%）、氧化石竹烯（4.1%）。这可能与采集时间、地点和测试方法不同有关。

2.2 触杀活性

珠光香青挥发油对赤拟谷盗触杀活性结果见表2。结果显示，珠光香青挥发油对赤拟谷盗触杀活性的半数致死量为41.25 μg/头。其触杀活性低于阳性对照除虫菊素。文献报道其主要成分氧化石竹烯对烟草甲的触杀活性的半数致死量为31.2 μg/头[20 ]。其他主要成分对害虫的触杀活性未见报道。珠光香青挥发油对赤拟谷盗的触杀活性也许与其主要成分氧化石竹烯有关，其他主要成分对挥发油触杀活性是否有贡献，贡献多大，这些还需要深入研究。

2.3 趋避活性

珠光香青挥发油对赤拟谷盗表现的趋避活性见图1、图2。珠光香青挥发油在浓度为78.63 nL/cm2和15.73 nL/cm2时，对赤拟谷盗分别作用2 h和4 h后的PR值为100%。这与避蚊胺的趋避活性结果相似，甚至在15.73 nL/cm2测试浓度下，作用4 h后珠光香青挥发油对赤拟谷盗的趋避活性要强于避蚊胺。当作用2 h后，在5个测试浓度下，珠光香青挥发油对赤拟谷盗的趋避活性与避蚊胺非常相似。当作用4 h后，在高浓度（78.63、15.73、3.15 nL/cm2）下，珠光香青挥发油对赤拟谷盗的趋避活性高于避蚊胺活性；而在较低浓度（0.63、0.13 nL/cm2）下，珠光香青挥发油对赤拟谷盗的趋避活性低于避蚊胺活性。

3 结论

研究结果表明，珠光香青挥发油对赤拟谷盗表现出一定的触杀活性和较强的趋避生物活性。虽然珠光香青挥发油对赤拟谷盗的触杀活性低于避蚊胺，但其具有作为低毒、环保的优点，同时珠光香青挥发油对赤拟谷盗的趋避活性与避蚊胺很相似，因此将珠光香青挥发油开发为新型绿色环保的植物源害虫控制剂并运用于仓储害虫赤拟谷盗具有一定意义。自然界中的植物资源非常丰富，这为研究并开发新的植物源杀虫剂提供了坚实基础。目前，国内外虽然对植物源杀虫剂在害虫防治中的应用有了很多的研究，但市场开发很少，这需要深入研究。

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