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        唐古特莨菪中生物堿的分離、鑒定與生物活性研究

        2015-06-01 12:15:18王玉靈胡冠芳劉敏艷余海濤牛樹(shù)君李玉奇
        草業(yè)學(xué)報(bào) 2015年12期
        關(guān)鍵詞:唐古特莨菪魚(yú)藤酮

        王玉靈,胡冠芳,劉敏艷,余海濤,牛樹(shù)君,李玉奇

        (1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院農(nóng)藥學(xué)系,甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,甘肅 蘭州 730070)

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        唐古特莨菪中生物堿的分離、鑒定與生物活性研究

        王玉靈1,胡冠芳2*,劉敏艷2,余海濤2,牛樹(shù)君2,李玉奇2

        (1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院農(nóng)藥學(xué)系,甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,甘肅 蘭州 730070)

        研究唐古特莨菪中生物堿對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)(螨)的生物活性,可為利用該植物研制新型植物源殺蟲(chóng)(螨)劑提供理論依據(jù)。本文采用柱色譜分離法從唐古特莨菪地上部分分離得到2個(gè)生物堿類化合物,通過(guò)MS、NMR確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu),分別為莨菪堿、東莨菪堿。采用微量點(diǎn)滴法和玻片浸漬法測(cè)定了莨菪堿、東莨菪堿對(duì)甘藍(lán)蚜、桃蚜等9種蚜蟲(chóng)和朱砂葉螨、二斑葉螨等4種葉螨的觸殺活性。結(jié)果表明,莨菪堿對(duì)禾谷縊管蚜、桃粉蚜、豆蚜和繡線菊蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用,LC50值分別為257.863,275.459,344.645和344.717 mg/L。東莨菪堿對(duì)豆蚜和禾谷縊管蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用,LC50值分別為311.585和392.309 mg/L。對(duì)照藥劑魚(yú)藤酮對(duì)甘藍(lán)蚜和棉蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用,LC50值分別為399.542和436.124 mg/L。對(duì)甘藍(lán)蚜等9種蚜蟲(chóng)的觸殺作用,莨菪堿強(qiáng)于或與東莨菪堿相當(dāng);對(duì)豆蚜、禾谷縊管蚜的觸殺作用,莨菪堿和東莨菪堿均強(qiáng)于魚(yú)藤酮;對(duì)甘藍(lán)蚜、桃蚜和棉蚜的觸殺作用,莨菪堿和東莨菪堿均弱于魚(yú)藤酮。莨菪堿和東莨菪堿對(duì)截形葉螨、山楂葉螨、二斑葉螨和朱砂葉螨具有較強(qiáng)的觸殺作用。2種生物堿對(duì)4種葉螨的毒力相當(dāng),對(duì)二斑葉螨和朱砂葉螨的毒力(201.027~224.172 mg/L)均高于截形葉螨和山楂葉螨(257.014~332.698 mg/L)。對(duì)照藥劑魚(yú)藤酮對(duì)截形葉螨、山楂葉螨的LC50值分別為196.847和224.592 mg/L,其毒力高于莨菪堿和東莨菪堿。

        唐古特莨菪;生物堿;分離;鑒定;生物活性

        植物中含有豐富的次生代謝產(chǎn)物——生物堿,其在植物次生代謝產(chǎn)物中含量最大,具有高效、低毒、無(wú)污染、對(duì)人畜安全、作用方式獨(dú)特、選擇性強(qiáng)、對(duì)天敵和有益生物安全及有害生物不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點(diǎn)[1],符合人們對(duì)理想農(nóng)藥的要求。生物堿對(duì)昆蟲(chóng)的作用方式具有多樣性,諸如毒殺、忌避、拒食、抑制生長(zhǎng)發(fā)育等,同時(shí)對(duì)多種植物病菌也具有很強(qiáng)的抑菌活性[2-3]。莨菪烷類生物堿分布于茄科植物如曼陀羅屬植物曼陀羅(Daturastramonium)、白花曼陀羅(洋金花,D.metel)、紫花曼陀羅(D.tatula)、毛曼陀羅(D.innoxia)、重瓣曼陀羅(D.fastuosa)以及莨菪(Hyoscyamusniger)、顛茄(Atropabelladonna)、唐古特莨菪(Anisodustanguticus)、黃花山莨菪(A.tanguticusvar.viridulus)、三分三(A.acutangulus)、賽莨菪(Scopoliacarniolicoides)、鈴鐺子(A.luridus)等中,包括莨菪堿(hyoscyamine)、東莨菪堿(scopolamine)、山莨菪堿(anisodamine)、去甲基莨菪堿(norhyoscyamine)、阿托品(atropine,消旋莨菪堿dl-hyoscyamine)、樟柳堿(anisodine)等[4],唐古特莨菪是提取莨菪烷類生物堿的主要植物資源,王質(zhì)彬和吳先琪[5]從其地上部分分離獲得山莨菪堿和莨菪堿,并明確了含量與物候的關(guān)系;張曉峰和王環(huán)[6]采用高效液相色譜(HPLC)技術(shù)從其地上和地下部分均分離得到東莨菪堿、山莨菪堿、阿托品(消旋莨菪堿)和樟柳堿,并研究了4種生物堿含量隨物候的變化情況。

        唐古特莨菪屬茄科(Solanaceae)山莨菪屬(Anisodus)多年宿根草本植物,為我國(guó)所特有,主要分布于甘肅、西藏、云南、青海等地,生于海拔2800~4200 m的山坡、草坡陽(yáng)處,目前尚未由人工引種栽培[7]。唐古特莨菪性溫,味辛、甘,有毒,其有效成分主要是莨菪烷類生物堿,作為副交感神經(jīng)抑制劑,具有麻醉、活血化瘀、解痙鎮(zhèn)痛、解磷中毒、止血生肌、止咳平喘等多種功效而被廣泛應(yīng)用于臨床[8]。唐古特莨菪既是一種藏藥和中草藥,也是一種牛羊不食的天然草場(chǎng)毒草,其地下部分根系發(fā)達(dá),地上部分生長(zhǎng)茂盛,耐瘠抗旱適應(yīng)性強(qiáng),嚴(yán)重影響牧草生長(zhǎng),與另一種毒草瑞香狼毒(Stellerachamaejasme)均是草原退化的指標(biāo)。在唐古特莨菪的殺蟲(chóng)活性研究方面,張興等[9]、張國(guó)洲等[10]分別研究了丙酮、甲醇粗提物對(duì)赤擬谷盜(Triboliumcastaneum)種群形成的抑制作用,以及對(duì)5齡菜青蟲(chóng)(菜粉蝶Pierisrapae幼蟲(chóng))的拒食活性,其24和48 h的拒食率分別為20.9%和23.4%。胡冠芳等[11]研究了甘青賽莨菪(唐古特莨菪)不同部位(莖、葉、根皮、根木質(zhì)部和青果)不同極性溶劑粗提物的殺蟲(chóng)活性,結(jié)果表明,葉甲醇粗提物對(duì)粘蟲(chóng)(Mythimnaseparate)5齡幼蟲(chóng)和4齡菜青蟲(chóng)的觸殺活性最強(qiáng),其次為莖和根皮甲醇粗提物;葉、莖和根皮甲醇粗提物對(duì)4齡菜青蟲(chóng)的拒食活性均很弱,對(duì)麥長(zhǎng)管蚜(Sitobionavenae)具有一定的觸殺活性,對(duì)棉蚜(Aphisgossypii)和桃蚜(Myzuspersicae)無(wú)觸殺活性。關(guān)于莨菪烷類生物堿對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)(螨)的生物活性研究,國(guó)內(nèi)外迄今未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道[12]。鑒此,本試驗(yàn)對(duì)唐古特莨菪地上部分所含生物堿進(jìn)行分離提純,并對(duì)分離得到的2種生物堿即莨菪堿和東莨菪堿開(kāi)展殺蚜[甘藍(lán)蚜(Brevicorynebrassicae)、桃蚜、麥長(zhǎng)管蚜等9種蚜蟲(chóng)]、殺螨[朱砂葉螨(Tetranychuscinnabarinus)、二斑葉螨(T.urticae)等4種葉螨]活性測(cè)定,旨在為利用唐古特莨菪研制新型植物源殺蟲(chóng)(螨)劑提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1提取分離實(shí)驗(yàn)

        1.1.1植物樣品及前處理 唐古特莨菪地上部(盛花期莖、葉),2013年7月20日采自甘肅省甘南藏族自治州臨潭縣海拔3420 m的天然草地,洗凈后切段陰干,粉碎過(guò)380 μm篩,在室溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.1.2試劑 莨菪堿、東莨菪堿、魚(yú)藤酮標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于百靈威科技有限公司;氫氧化鈉、甲醇、鹽酸、氯仿、乙腈、丙酮、石油醚、三乙胺、氨水等為分析純;柱層析硅膠(48~75 μm)、薄層層析硅膠(GF254)、反相硅膠均購(gòu)于青島海洋有限公司。

        1.1.3實(shí)驗(yàn)儀器 Bruker-400超導(dǎo)核磁共振儀(Bruker公司);熱電TSQ Quantum LC/MS液質(zhì)聯(lián)用儀;2695-2996型分析HPLC(美國(guó)Waters公司);Delta 600-2487型制備HPLC(美國(guó)Waters公司);Sunfire Prep C18 (10 μm,19 mm×250 mm)制備型色譜柱;粉碎機(jī)FE220(河北省黃驊市中興儀器有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-52(上海亞榮生化儀器廠);低溫冷卻循環(huán)泵DLSB(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司);循環(huán)式多用真空泵SHD-III(上海比朗儀器有限公司)。

        1.1.4提取分離方法 將2.2 kg唐古特莨菪莖葉粉碎,用工業(yè)甲醇提取,回流提取2次,每次2 h,抽濾,減壓濃縮至浸膏,回收甲醇,再將浸膏懸浮于蒸餾水中,用4 mol/L HCl調(diào)懸浮水溶液pH=1~2,靜置過(guò)夜;抽濾;再用4 mol/L NaOH溶液調(diào)pH=9~10,用氯仿等體積萃取,減壓濃縮,回收氯仿,得唐古特莨菪總生物堿粗提物150 g[13]。

        將150 g總生物堿用硅膠柱分離,分別用甲醇-乙腈-水梯度洗脫(16∶4∶80, 26∶4∶70, 36∶4∶60, 46∶4∶50),薄層檢測(cè)收集合并相同組分,得到A、B、C、D 4個(gè)組分。用標(biāo)準(zhǔn)品作為對(duì)照,發(fā)現(xiàn)活性生物堿部分存在B、C2個(gè)組分里。將B組分用氯仿-甲醇(含1‰三乙胺)梯度(40∶1, 30∶1, 20∶1, 10∶1)洗脫,合并氯仿-甲醇(30∶1)流分,再通過(guò)石油醚-丙酮(含2%氨水)梯度(8∶1, 4∶1, 2∶1, 1∶1)洗脫,最后通過(guò)反向硅膠(甲醇:水)純化,活性炭脫色,得到莨菪堿純品(化合物1,1.23 g,通過(guò)MS、NMR確定其化學(xué)結(jié)構(gòu));C組分用氯仿-甲醇(含1%三乙胺)梯度洗脫(30∶1, 20∶1, 10∶1),合并氯仿-甲醇(20∶1)流分,經(jīng)過(guò)反復(fù)硅膠柱層析,隨后依次用反向硅膠純化,活性炭脫色,最后得到東莨菪堿純品(化合物2,3.87 g,通過(guò)MS、NMR確定其化學(xué)結(jié)構(gòu))[14]。

        1.2生物活性測(cè)定

        1.2.1供試蚜蟲(chóng)及葉螨 甘藍(lán)蚜、桃粉蚜(Hyalopterusarundimis)、麥長(zhǎng)管蚜、豆蚜(Aphiscraccivora)、禾谷縊管蚜(Rhopalosiphumpadi)、繡線菊蚜(Aphiscitricola)、蘿卜蚜(Lipaphiserysimi)、桃蚜和棉蚜,2014年5-9月采自甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院不施藥的甘藍(lán)(Brassicaoleracea)菜地、桃(Amygdaluspersica)樹(shù)、小麥(Triticumaestivum)田、蠶豆(Viciafaba)田、玉米(Zeamays)田、蘋(píng)果(Maluspumila)樹(shù)、油菜(Brassicanapus)田和棉花(Gossypiumhirsutum)田,朱砂葉螨、二斑葉螨和截形葉螨(T.truncatus),2014年9-11月采自溫室內(nèi)種植的菜豆(Phaseolusvulgaris)葉片,山楂葉螨(T.viennensis),2014年8月采自蘋(píng)果樹(shù)葉片。

        1.2.2供試樣品配制 稱取生物堿和魚(yú)藤酮樣品,加定量丙酮水(體積比為9∶1)溶解,用蒸餾水稀釋成2000 mg/L作為母液,在冰箱中2℃條件下保存?zhèn)溆谩I餃y(cè)定前加入1%的表面活性劑JFC(C7~C9烷醇聚氧乙烯醚),參考預(yù)實(shí)驗(yàn)將母液稀釋成5個(gè)不同梯度的濃度待測(cè)。

        1.2.3對(duì)蚜蟲(chóng)觸殺活性的測(cè)定 采用微量點(diǎn)滴法[15]。參照已報(bào)道的權(quán)威經(jīng)典測(cè)試方法——點(diǎn)滴法,挑選大小相當(dāng)?shù)臒o(wú)翅成蚜,用0.046 μL的微量點(diǎn)滴器將已稀釋的不同濃度的藥液點(diǎn)滴在蚜蟲(chóng)的前胸背板上,置于已放入新鮮寄主植物葉片并鋪有保濕濾紙的直徑12 cm的培養(yǎng)皿中,每皿放30頭蚜蟲(chóng),每個(gè)濃度重復(fù)3次。以等量的丙酮水+JFC用蒸餾水稀釋成同樣濃度作為溶劑對(duì)照。以同上方法配制的不同濃度梯度的魚(yú)藤酮作為藥劑對(duì)照。在溫度(25±1)℃、濕度60%~80%、光照(L)∶黑暗(D)=14 h∶10 h條件下飼養(yǎng),及時(shí)加水保濕。調(diào)查24 h后的死亡數(shù),計(jì)算死亡率與校正死亡率。計(jì)算公式如下:

        死亡率(%)=(死亡蟲(chóng)數(shù)/處理蟲(chóng)數(shù))×100
        校正死亡率(%)=[(處理死亡率-對(duì)照死亡率)/(100-對(duì)照死亡率)]×100

        采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件(版本17.0)進(jìn)行分析,得出毒力回歸方程(Y=A+BX)、致死中濃度LC50值及其95%置信限。

        1.2.4對(duì)葉螨觸殺活性的測(cè)定 采用玻片浸漬法[16-17]。參照FAO(聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織)推薦的測(cè)定害螨的標(biāo)準(zhǔn)方法——玻片浸漬法并加以改進(jìn),將雙面膠帶剪成2~3 cm長(zhǎng),貼在顯微鏡載玻片的一端,用鑷子揭去膠帶上的紙片,用零號(hào)毛筆挑選大小一致、體色鮮艷、行動(dòng)活潑的雌成螨,將其背部粘在雙面膠帶上(注意:不要粘住螨足、螨須和口器),每片粘3行,每行粘10頭。在溫度(25±1)℃,相對(duì)濕度85%左右的生化培養(yǎng)箱中放置4 h后,用雙目鏡觀察,剔除死亡或不活潑個(gè)體。生物堿和魚(yú)藤酮在預(yù)試的基礎(chǔ)上用蒸餾水稀釋成5個(gè)濃度,將帶螨玻片的一端浸入藥液中,輕輕搖動(dòng)5 s后取出,迅速用吸水紙吸干螨體及其周圍多余的藥液,每個(gè)濃度重復(fù)3次。處理后將試螨置于生化培養(yǎng)箱中,條件同1.2.3。以等量的丙酮水+JFC用蒸餾水稀釋成同樣濃度作為溶劑對(duì)照。24 h后用雙目鏡調(diào)查死亡數(shù),計(jì)算死亡率與校正死亡率,計(jì)算公式及分析方法同1.2.3。

        2 結(jié)果與分析

        2.12種化合物的結(jié)構(gòu)鑒定

        化合物1:白色針狀結(jié)晶,ESI-MS (m/z):290.21 [M+H]+,1H NMR (400 MHz, CD3OD) δ:1.69-2.31 (4H, m, H-2, 4, 6, 7), 2.74 (3H, s, H-NCH3), 3.81 (2H, m, H-9′), 5.05 (1H, m, H-3), 7.27-7.32 (5H, m, H-2′, 3′, 4′, 5′, 6′);13C NMR (100 MHz, CD3OD) δ:24.7 (C-6), 30.7 (C-7), 35.7 (C-2, 4), 48.4 (C-NCH3), 55.9 (C-7′), 63.7 (2C, C-l, 5), 64.5 (C-9′), 65.9 (C-3), 128.9 (C-4′), 129.3 (2C, C-2′, 6′), 130.0 (C-3′, 5′), 137.2 (C-1′), 172.9 (C-8′)。 化合物1的波譜數(shù)據(jù)與莨菪堿的波譜數(shù)據(jù)一致,故鑒定化合物1為莨菪堿(hyoscyamine)[18-19](圖1)。

        化合物2:無(wú)色油狀液體,ESI-MS (m/z):306.24 [M+H]+,1H NMR (400 MHz,CD3OD) δ:1.45 (1H, d,J=16.0 Hz, H-2α), 1.66 (1H, d,J=16.0 Hz, H-2β), 2.16 (1H, dt,J=5.2, 16.0 Hz, H-4), 2.47 (3H, s, H-NCH3), 2.99 (1H, d,J=3.2 Hz, H-7), 3.11 (1H, m, H-1), 3.21 (1H, m, H-5), 3.52 (1H, d,J=3.2 Hz, H-6), 3.75 (2H, m, H-9′), 4.95 (2H, m, H-3), 7.24-7.37 (5H, m, H-2′, 3′, 4′, 5′, 6′);13C NMR (100MHz, CD3OD) δ:29.7 (C-2), 29.8 (C-4), 39.4 (C-NCH3), 56.0 (C-7′), 56.3 (C-5), 56.6 (2C, C-1, C-7), 58.7 (C-6), 64.5 (C-9′), 67.3 (C-3), 128.8 (C-4′), 129.2 (2C, C-2′, 6′), 129.9 (2C, C-3′, 5′), 137.5 (C-1′), 172.8 (C-8′)?;衔?的波譜數(shù)據(jù)與東莨菪堿波譜數(shù)據(jù)一致,故鑒定化合物2為東莨菪堿(scopolamine)[20-21](圖2)。

        圖1 化合物1:莨菪堿

        圖2 化合物2:東莨菪堿

        2.2莨菪堿和東莨菪堿對(duì)甘藍(lán)蚜、豆蚜等9種蚜蟲(chóng)的毒力

        表1表明,莨菪堿對(duì)禾谷縊管蚜、桃粉蚜、豆蚜和繡線菊蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用,LC50值分別為257.863,275.459,344.645和344.717 mg/L,其次為對(duì)蘿卜蚜和甘藍(lán)蚜,LC50值分別為451.301和538.525 mg/L,而對(duì)棉蚜、桃蚜和麥長(zhǎng)管蚜的觸殺作用較弱,LC50值分別為706.639,875.246和1037.306 mg/L。東莨菪堿對(duì)豆蚜和禾谷縊管蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用,LC50值分別為311.585和392.309 mg/L,其次為對(duì)蘿卜蚜和棉蚜,LC50值分別為552.626和627.319 mg/L,而對(duì)甘藍(lán)蚜、桃蚜、麥長(zhǎng)管蚜和繡線菊蚜的觸殺作用較弱,LC50值分別為835.602,964.456,1214.125和1320.065 mg/L。對(duì)照藥劑魚(yú)藤酮對(duì)甘藍(lán)蚜和棉蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用,LC50值分別為399.542和436.124 mg/L,其次為對(duì)桃蚜和豆蚜,LC50值分別為565.866和616.639 mg/L,而對(duì)禾谷縊管蚜的觸殺作用較弱,LC50值為1175.201 mg/L。從相對(duì)毒力來(lái)看,對(duì)甘藍(lán)蚜的觸殺作用,莨菪堿強(qiáng)于東莨菪堿,二者均不及魚(yú)藤酮,分別為魚(yú)藤酮毒力的0.74(0.74~0.72)倍和0.48(0.48~0.42)倍;對(duì)豆蚜的觸殺作用,莨菪堿和東莨菪堿相當(dāng),二者均強(qiáng)于魚(yú)藤酮,分別為魚(yú)藤酮毒力的1.79(1.83~1.69)倍和1.98(2.01~1.91)倍;對(duì)禾谷縊管蚜的觸殺作用,莨菪堿強(qiáng)于東莨菪堿,二者均強(qiáng)于魚(yú)藤酮,分別為魚(yú)藤酮毒力的4.56(4.14~5.83)倍和3.00(2.78~3.72)倍;對(duì)桃蚜、棉蚜的觸殺作用,莨菪堿和東莨菪堿相當(dāng),二者均弱于魚(yú)藤酮,分別為魚(yú)藤酮毒力的0.65(0.63~0.69)倍和0.59(0.71~0.55)倍、0.62(0.63~0.74)倍和0.70(0.64~0.80)倍。

        表1 莨菪堿和東莨菪堿對(duì)9種蚜蟲(chóng)的毒力Table 1 Toxicities of hyoscyamine and scopolamine against nine aphid species

        注:相對(duì)毒力=魚(yú)藤酮的LC50值/莨菪堿、東莨菪堿的LC50值。下同。

        Note:Relative toxicity=LC50value of rotenone/LC50value of hyoscyamine, scopolamine.The same below.

        2.3莨菪堿和東莨菪堿對(duì)朱砂葉螨、二斑葉螨等4種葉螨的毒力

        表2表明,莨菪堿和東莨菪堿對(duì)截形葉螨、山楂葉螨、二斑葉螨和朱砂葉螨具有較強(qiáng)的觸殺作用。2種生物堿對(duì)4種葉螨的毒力相當(dāng),對(duì)二斑葉螨和朱砂葉螨的毒力均高于截形葉螨和山楂葉螨,莨菪堿對(duì)二斑葉螨、朱砂葉螨的LC50值分別為222.950和219.336 mg/L,東莨菪堿對(duì)二斑葉螨、朱砂葉螨的LC50值分別為201.027和224.172 mg/L。對(duì)照藥劑魚(yú)藤酮對(duì)截形葉螨、山楂葉螨的LC50值分別為196.847和224.592 mg/L。從相對(duì)毒力來(lái)看,莨菪堿和東莨菪堿對(duì)截形葉螨、山楂葉螨的觸殺作用相當(dāng),二者均不及魚(yú)藤酮,分別為魚(yú)藤酮毒力的0.59(0.58~0.59)倍和0.62(0.62~0.60)倍、0.75(0.65~0.79)倍和0.87(0.83~0.87)倍。

        表2 莨菪堿和東莨菪堿對(duì)4種葉螨的毒力Table 2 Toxicities of hyoscyamine and scopolamine against four mite species

        3 結(jié)論與討論

        采用柱色譜分離法從唐古特莨菪地上部分分離得到2個(gè)生物堿類化合物,通過(guò)MS、NMR確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu),分別為莨菪堿、東莨菪堿。生物活性測(cè)定結(jié)果表明,莨菪堿對(duì)禾谷縊管蚜、桃粉蚜、豆蚜和繡線菊蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用,東莨菪堿對(duì)豆蚜和禾谷縊管蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用,對(duì)照藥劑魚(yú)藤酮對(duì)甘藍(lán)蚜和棉蚜具有較強(qiáng)的觸殺作用。對(duì)甘藍(lán)蚜的觸殺作用,莨菪堿強(qiáng)于東莨菪堿,二者均不及魚(yú)藤酮;對(duì)豆蚜的觸殺作用,莨菪堿和東莨菪堿相當(dāng),二者均強(qiáng)于魚(yú)藤酮;對(duì)禾谷縊管蚜的觸殺作用,莨菪堿強(qiáng)于東莨菪堿,二者均強(qiáng)于魚(yú)藤酮;對(duì)桃蚜、棉蚜的觸殺作用,莨菪堿和東莨菪堿相當(dāng),二者均弱于魚(yú)藤酮。2種生物堿對(duì)4種葉螨具有較強(qiáng)的觸殺作用,對(duì)二斑葉螨和朱砂葉螨的毒力均高于截形葉螨和山楂葉螨,對(duì)照藥劑魚(yú)藤酮對(duì)截形葉螨和山楂葉螨毒力高于莨菪堿和東莨菪堿。

        唐古特莨菪是特產(chǎn)于我國(guó)青藏高原的中草藥,其形成東莨菪堿的能力較強(qiáng),是提取山莨菪堿和東莨菪堿的主要資源植物,為重要的藏藥和中藥藥用植物。由于多年來(lái)一直處于過(guò)度采挖狀態(tài),不僅破壞了野生植物生存的自然生態(tài)環(huán)境,而且導(dǎo)致了植物資源的潛在滅絕[22]。李小偉等[23]在其綜述論文中從對(duì)家畜的毒性角度認(rèn)為,唐古特莨菪全株有毒,根毒較大,但從對(duì)昆蟲(chóng)的毒性研究結(jié)果來(lái)看,地上部分莖葉對(duì)粘蟲(chóng)和菜青蟲(chóng)的觸殺活性高于其根部[11],這可能是莖葉的殺蟲(chóng)生物堿含量高于根部所致,張曉峰和王環(huán)[6]研究得出的地上部分生物堿含量高于地下部分的結(jié)論證實(shí)了這一推斷。本研究結(jié)果表明,莨菪堿和東莨菪堿對(duì)豆蚜和禾谷縊管蚜的觸殺活性優(yōu)于著名植物源殺蟲(chóng)劑魚(yú)藤酮,對(duì)甘藍(lán)蚜、桃蚜和棉蚜的觸殺活性與魚(yú)藤酮相當(dāng),對(duì)朱砂葉螨、二斑葉螨等4種葉螨的觸殺活性與魚(yú)藤酮相當(dāng),表明莨菪烷類生物堿在研制新型植物源殺蟲(chóng)(螨)劑方面具有廣闊的應(yīng)用前景。從利用唐古特莨菪研制植物源殺蟲(chóng)(螨)劑而言,可直接采收其地上部莖葉,而無(wú)需挖根,這有利于保護(hù)野生資源,避免挖根對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的嚴(yán)重破壞。張曉峰和王環(huán)[6]研究結(jié)果表明,唐古特莨菪植物地上部分在生長(zhǎng)發(fā)育的盛花期,其體內(nèi)4種莨菪烷類生物堿含量總和明顯高于其他物候期,同時(shí)也高于地下部分不同物候期的總生物堿含量。因此,應(yīng)根據(jù)物候期合理利用唐古特莨菪的地上部分提取生物堿,避免挖根對(duì)植物的掠奪性采掘,以利于該植物的生物可持續(xù)利用。

        王威等[24]研究證實(shí),甘青賽莨菪(唐古特莨菪)乙醇粗提物在1000 mg/kg濃度下對(duì)水稻白葉枯病菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)具有一定的抑制作用。因此,今后有必要研究莨菪堿、東莨菪堿等莨菪烷類生物堿對(duì)主要農(nóng)作物病原菌的抑菌作用,以探明其在植物源殺菌劑開(kāi)發(fā)利用方面的前景。同時(shí)還應(yīng)研究探明此類生物堿對(duì)蚜蟲(chóng)和葉螨的作用機(jī)理,為新型植物源殺蟲(chóng)(螨)劑的研制提供依據(jù)。

        作者采用柱色譜分離法從唐古特莨菪盛花期地上部分分離得到4個(gè)莨菪烷類生物堿,即莨菪堿、東莨菪堿、山莨菪堿和樟柳堿,通過(guò)HPLC-DAD檢測(cè)了其在生物堿總堿樣品中的含量,分別為3.46%,12.40%,13.09%和10.34%(論文待發(fā)表),本文是莨菪堿和東莨菪堿對(duì)蚜蟲(chóng)和葉螨觸殺活性測(cè)定結(jié)果的報(bào)道。

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        Isolation, identification and biological activities of alkaloids fromAnisodustanguticus

        WANG Yu-Ling1, HU Guan-Fang2*, LIU Min-Yan2, YU Hai-Tao2, NIU Shu-Jun2, LI Yu-Qi2

        1.DepartmentofPesticideScience,PrataculturalCollege,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China; 2.InstituteofPlantProtection,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China

        Two alkaloids from the aerial parts ofAnisodustanguticuswere isolated by elution through series of gel columns.The alkaloid chemical structures were determined by MS and NMR and the alkaloids were identified as hyoscyamine and scopolamine .Contact toxicities of the two alkaloids on nine species of aphids includingBrevicorynebrassicaeandMyzuspersicae, and four species of mites includingTetranychuscinnabarinusandT.urticaewere measured by topical application and slide dip methods.The results showed that hyoscyamine had higher contact toxicity than scopolamine onRhopalosiphumpadi,Hyalopterusarundimis,AphiscraccivoraandA.citricolawith LC50values of 257.863 , 275.459, 344.645 and 344.717 mg/L, respectively.However, scopolamine was more effective in controllingA.craccivoraandR.padiwith LC50values of 311.585 and 392.309 mg/L, respectively.The control pesticide rotenone was most toxic toB.brassicaeandAphisgossypiiwith LC50values of 399.542 and 436.124 mg/L, respectively.Contact toxicities of hyoscyamine on the nine species of aphids includingB.brassicaewere higher than or similar to scopolamine.Compared to rotenone, hyoscyamine and scopolamine were more effective againstA.craccivoraandR.padi.However, rotenone was more effective againstB.brassicae,M.persicaeandA.gossypii.For the four species of mites tested (T.truncates,T.viennensis,T.urticaeandT.cinnabarinus), hyoscyamine and scopolamine had similar effects, which included higher contact toxicities onT.urticaeandT.cinnabarinus(LC50:201.027-224.172 mg/L) than onT.truncatesandT.viennensis(LC50:257.014-332.698 mg/L).Rotenone was more effective than the two alkaloids againstT.truncatesandT.viennensiswith LC50values of 196.847 and 224.592 mg/L, respectively.

        Anisodustanguticus; alkaloids; biological activity; contact toxicity

        10.11686/cyxb2015057

        http://cyxb.lzu.edu.cn

        2015-01-27;改回日期:2015-04-09

        糧食公益性行業(yè)科研專項(xiàng)儲(chǔ)糧蟲(chóng)霉監(jiān)測(cè)與生態(tài)控制技術(shù)研究之子任務(wù)用于儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治的植物源藥劑篩選及劑型研究(20133002-3-5)資助。

        王玉靈(1988-),女,甘肅天水人,在讀碩士。E-mail:wyl19880922@126.com

        *通信作者Corresponding author.E-mail:huguanfang@126.com

        王玉靈, 胡冠芳, 劉敏艷, 余海濤, 牛樹(shù)君, 李玉奇.唐古特莨菪中生物堿的分離、鑒定與生物活性研究.草業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 24(12):188-195.

        WANG Yu-Ling, HU Guan-Fang, LIU Min-Yan, YU Hai-Tao, NIU Shu-Jun, LI Yu-Qi.Isolation, identification and biological activities of alkaloids fromAnisodustanguticus.Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(12):188-195.

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