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        試述植物源農(nóng)藥的作用機(jī)理與發(fā)展現(xiàn)狀

        2016-10-19 11:35:03田鳳杰
        中國(guó)科技博覽 2016年18期
        關(guān)鍵詞:發(fā)展現(xiàn)狀作用

        田鳳杰

        [摘 要]隨著社會(huì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境的需要,植物源農(nóng)藥的研究與推廣受到了空前的重視,受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注,植物源農(nóng)藥的開發(fā)成了研究熱點(diǎn)。概述了我國(guó)植物源農(nóng)藥的研究現(xiàn)狀,植物源農(nóng)藥的種類、作用機(jī)理、特點(diǎn)及目前存在的一些問題。

        [關(guān)鍵詞]植物源農(nóng)藥 種類 作用 發(fā)展現(xiàn)狀

        中圖分類號(hào):S4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)18-0397-01

        我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著人們健康意識(shí)的提高,大多數(shù)國(guó)家都非常重視農(nóng)產(chǎn)品的安全性,對(duì)農(nóng)藥殘留的限制十分嚴(yán)格。中國(guó)在加入WTO以后,農(nóng)產(chǎn)品出口面臨著非常嚴(yán)峻的“綠色壁壘”,其中農(nóng)藥殘留超標(biāo)是經(jīng)常遇到的問題,嚴(yán)重影響了我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)標(biāo)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。為了降低農(nóng)藥殘留量,努力開發(fā)新型農(nóng)藥已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

        植物源農(nóng)藥來源于自然,能在自然界降解,一般不會(huì)污染環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品。在環(huán)境和人體中積累毒性的可能性不大,對(duì)人和牲畜相對(duì)安全,對(duì)害蟲天敵傷害小,且害蟲對(duì)其難以產(chǎn)生抗體,具有低毒、低殘留的特點(diǎn),能夠保持農(nóng)產(chǎn)品的高品質(zhì)。再加上使用成本低等的優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的重視與青睞。在全世界面臨人口迅速增長(zhǎng)、環(huán)境污染壓力日趨嚴(yán)重的今天,更深入、更廣泛地研究和開發(fā)安全、無毒、來源廣、成本低的植物源農(nóng)藥具有重要的經(jīng)濟(jì)意義、生態(tài)意義和社會(huì)意義。

        1 植物源農(nóng)藥中的活性成分

        天然植物中的殺蟲活性物質(zhì)極其豐富,依其化學(xué)結(jié)構(gòu),可大體歸納如下。

        1.1 生物堿類(aldaloids)

        此類物質(zhì)對(duì)昆蟲的毒力最強(qiáng),對(duì)昆蟲的作用方式多種多樣:如毒殺、忌避、拒食、麻醉和抑制生長(zhǎng)發(fā)育等。目前人們發(fā)現(xiàn)的生物堿已有6000多種,已證明有殺死害蟲作用的主要有煙堿、喜樹堿、百部堿、藜蘆堿、苦參堿、雷公藤堿、小薛堿、木防已堿、苦豆子堿等。

        1.2 萜類(terpenes)

        這類化合物包括蒎烯、單萜類、倍半萜、二萜類、三萜類。這類物質(zhì)有拒食、內(nèi)吸、麻醉、忌避、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,主要有印楝素、川楝素、茶皂素、苦皮藤素、鬧羊花素等。

        1.3 黃酮類(flavonoids)

        黃酮類化合物多以甙狀態(tài)存在,具有防治害蟲作用的主要有魚藤酮、毛魚藤酮等。作用方式為拒食和毒殺作用。

        1.4 精油類(volatile oils)

        是一類分子量較小的植物次生代謝物質(zhì),此類不僅具有毒殺、熏殺、忌避或引誘、拒食、抑制生長(zhǎng)發(fā)育等作用,還具有昆蟲性外激素的引誘作用,多用于防倉(cāng)庫(kù)害蟲,如菊蒿油、薄荷油、百里香油、肉桂精油、松節(jié)油、蕓香精油、蕪香精油等。

        1.5 其他

        羧酸酯類如除蟲菊酯,木脂素類如乙醚酰透骨草素,甾體類如牛膝甾酮,糖苷類如番茄苷等。

        2 植物源農(nóng)藥的作用機(jī)理

        植物源農(nóng)藥中的殺蟲活性成分主要是次生代謝物質(zhì),許多種次生代謝物質(zhì)對(duì)昆蟲表現(xiàn)為毒殺、行為干擾和生物發(fā)育調(diào)節(jié)作用。由于次生代謝物質(zhì)是植物自身防御與昆蟲的適應(yīng)演變、協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果,昆蟲對(duì)其不易產(chǎn)生抗藥性。研究結(jié)果表明,植物源農(nóng)藥對(duì)害蟲的作用獨(dú)特,作用方式多樣化,作用機(jī)理比較復(fù)雜,歸納起來主要有毒殺作用、拒食和忌避作用、干擾正常的生長(zhǎng)發(fā)育作用和光活化毒殺作用等。

        2.1 毒殺作用

        植物對(duì)昆蟲最直接、最有效的作用方式就是毒殺作用。

        2.1.1胃毒毒殺作用。毒理學(xué)研究表明,具有胃毒毒殺作用的物質(zhì)都可以破壞昆蟲的中腸組織,使中腸亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,也可阻斷昆蟲的神經(jīng)傳導(dǎo),抑制多種解毒酶,發(fā)揮神經(jīng)申報(bào)作用。胃毒毒殺作用的癥狀為蟲體脫水縮短,拉稀糞便,甚至拉出直腸或囊泡狀物,直至死亡。

        2.1.2觸殺作用。害蟲接觸到具有觸殺用的物質(zhì),表現(xiàn)出興奮狀,其神經(jīng)中樞即被麻醉,并且使害蟲的蛋白質(zhì)凝固堵死蟲體的氣孔,從而使害蟲窒息死亡。

        2.1.3熏殺作用。大部分精油都具有熏殺作用。精油可使割表皮蠟質(zhì)層顆粒排列發(fā)生變化,破壞中腸組織,抑制中樞此電位自發(fā)放。鑒于熏殺的特殊方式,可將精油用于防治倉(cāng)儲(chǔ)害蟲和大棚溫室害蟲。

        2.1.4內(nèi)吸毒殺作用。內(nèi)吸作用是一種特殊的胃毒方式,與噴霧相比,這種方式對(duì)環(huán)境污染小,不易殺傷天敵。許多植物源殺蟲物質(zhì)具有典型的內(nèi)吸毒殺活性。

        2.2 拒食和忌避作用。具有拒食作用和忌避作用的物質(zhì)并不直接殺死害蟲,而是允許其存在,但是迫使害蟲轉(zhuǎn)移選擇目標(biāo)。任何生物的行為都是在接受體內(nèi)外信息后,由神經(jīng)和肌肉系統(tǒng)綜合反應(yīng)的結(jié)果,能夠被外來化學(xué)物質(zhì)所調(diào)節(jié)。具有拒食和忌避作用的物質(zhì)即是改變害蟲的體內(nèi)外信息,然后影響神經(jīng),迫使害蟲做出柜食和忌避的行為。

        2.3 干擾正常的生長(zhǎng)發(fā)育作用

        許多植物源農(nóng)藥能夠干擾害蟲的生長(zhǎng)發(fā)育,使卵不能正常孵化,幼蟲不能正常蛻皮化蛹,蛹不能正常羽化或出現(xiàn)畸形,在害蟲的整個(gè)生長(zhǎng)過程中起到主導(dǎo)調(diào)節(jié)作用。目前認(rèn)為該類活性成分是干擾了昆蟲正常的內(nèi)分泌系統(tǒng),導(dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)育出現(xiàn)異常。這種方式對(duì)當(dāng)代或當(dāng)年的害蟲影響不太明顯,但可以控制下一代害蟲的發(fā)生。

        2.4 光活化毒殺作用

        光活化毒殺作用是植物源農(nóng)藥的活性物質(zhì)借助于光敏化劑發(fā)揮作用,光敏化劑是光活化毒殺作用的關(guān)鍵。目前被普遍接受的機(jī)制是光動(dòng)力作用和光誘導(dǎo)毒性,即光敏化劑接受一定波長(zhǎng)的光子,產(chǎn)生自由基或誘發(fā)單線態(tài)氧攻擊生物大分子,如脂蛋白、酶和核酸等,從而導(dǎo)致害蟲的死亡或損傷。

        3 植物源農(nóng)藥的特點(diǎn)

        3.1 優(yōu)點(diǎn)

        3.1.1植物源殺蟲劑活性成分復(fù)雜,能夠作用于昆蟲的多個(gè)器官系統(tǒng),有利于克服抗藥性。

        3.1.2植物源農(nóng)藥在自然界有其自然的降解途徑,不污染環(huán)境。

        3.1.3由于自然界植物種類繁多,僅目前報(bào)道過的2400余種具有控制有害物生活性的高等植物尚未完全開發(fā),故植物源農(nóng)藥有很大的開發(fā)潛力。

        3.2 特點(diǎn)

        3.2.1大多數(shù)植物源農(nóng)藥發(fā)揮藥效慢,有害生物大面積爆發(fā)時(shí),不能滿足迅速救災(zāi)的需要。

        3.2.2制劑成分復(fù)雜,活性成分易分解,且對(duì)光不穩(wěn)定,需要在有光條件下才有作用。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        目前,以植物源活性物質(zhì)作為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)合成新農(nóng)藥的成功例子基本上都是有有較大經(jīng)費(fèi)投入的國(guó)外農(nóng)藥大公司,而我國(guó)目前尚未真正形成一個(gè)自主創(chuàng)新農(nóng)藥的體系,沒有達(dá)到世界公認(rèn)的GLP(Good Laboratory Practice,藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范)水平。導(dǎo)致這一現(xiàn)狀的主要原因是我國(guó)缺乏相應(yīng)的資金、人力投入和創(chuàng)新平臺(tái),在植物源農(nóng)藥的研究和合理配伍上,還非常短缺。我國(guó)擁有非常豐富的植物資源,在植物源農(nóng)藥研究方面具有很大的優(yōu)勢(shì),只要加大人力和物力的投入,必將取得可喜的成果。

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