昝麗霞,宋王婷,劉佳晨,郭素芬,李會寧,王 宇
(陜西理工大學 生物科學與工程學院,陜西 漢中 723001)
油桐 Vernicia fordii(Hemsl.)Airy Shaw 是大戟科油桐屬的一種落葉喬木,也稱為桐子樹,與油茶、核桃、烏桕并稱為我國四大木本油料植物[1]。油桐原產(chǎn)于中國,其栽培歷史達千年以上,是我國南方地區(qū)特有的一種油料樹種,具有廣闊的發(fā)展前景,近年來在重慶三峽庫區(qū)發(fā)展迅速[2]。桐油具有共軛雙鍵和酯基,主要用于涂料領(lǐng)域[3]。油桐以根、葉、花、果殼及種子入藥。油桐根長年可采,可消積驅(qū)蟲,祛風利濕,用于治療蛔蟲病、食積腹脹、風濕筋骨痛、濕氣水腫等病癥[4]。油桐種子具有吐風痰、消腫毒、利便等功效,可用于治療咽喉炎、肺部積火、痔瘡、消化不良、肚脹等疾病[5]。桐粕有毒,其中有引起動物胃腸炎的毒性皂苷、二萜類、佛波醇多種毒素和抗營養(yǎng)因子[6]。陳義文等[7]認為,桐毒物為毒蛋白和生物堿。球囊線蚓Enchytraeus bulbosus Nielsen &Christensen蛀食于西洋參根部,造成幼苗倒伏、夭折,參田缺苗斷畦或大幅度減產(chǎn),損失嚴重[8]。月季長管蚜Macrosiphum rosirvorum Zhang在春、秋兩季常以若蚜、成蚜群集于新梢、嫩葉和花蕾上混合為害,初期被害的葉片變色失綠、萎縮、縱卷,而后干枯造成植株死亡[9]。為給桐粕植物源農(nóng)藥的開發(fā)利用提供理論參考依據(jù),本研究根據(jù)油桐的毒性作用,分別就原桐粕水提物和醇提后的桐粕水提物對地下害蟲球囊線蚓及地上害蟲月季蚜蟲的急性毒力作用進行了試驗研究,現(xiàn)將研究結(jié)果分析報道如下。
桐粕購自陜西旬陽。球囊線蚓采自漢中留壩縣西洋參根部,沙基培養(yǎng)皿人工飼養(yǎng),以西洋參粉為食物,在溫度為(21±2) ℃、濕度為(80%±5%)和自然光照條件下飼養(yǎng),選用健康均勻的成蚓作為供試昆蟲。月季蚜蟲采自陜西理工大學校園種植月季的葉莖部,利用水培法對新鮮枝條進行保濕處理,常溫條件下培養(yǎng)。
1.2.1 水提物的制備
將200 g桐粕于50 ℃的蒸餾水中熱浸提2 h,將所得濾液于50 ℃回收至干,即可獲得桐粕水提取物1,即樣品1;再以70%乙醇提取其粕渣200 g,于50 ℃的蒸餾水中熱浸提2 h,將所得濾液于50 ℃回收至干,即可得到桐粕水提物2,即樣品2。
1.2.2 樣品中多糖與蛋白質(zhì)含量的測定
蛋白質(zhì)的測定:分別稱取樣品1和樣品2各1 g加入待測管中,依次加入3.2 g催化劑(硫酸銅∶硫酸鉀=1∶15)和10 mL濃硫酸,混勻樣品后,用石墨消解儀于180 ℃下消化90 min,400 ℃下消化180 min,得到待測樣品。使用全自動凱氏定氮儀測定樣品的蛋白質(zhì)含量。
多糖的測定:精確稱取葡萄糖標準品25.0 mg配制成0.5 mg·mL-1母液。依次吸取一定量的母液加蒸餾水配置濃度分別為0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mg·mL-1的葡萄糖溶液,各取2 mL,加入6%苯酚1.0 mL及濃硫酸5.0 mL,搖勻冷卻,室溫放置20 min后,于490 nm測其吸光度,得到葡萄糖標準曲線。分別稱取樣品1和樣品2各10 mg配制成0.10 mg·mL-1溶液,各取2 mL,加入6%苯酚1.0 mL及濃硫酸5.0 mL,搖勻冷卻,室溫放置20 min后,于490 nm測其吸光度,計算樣品的多糖含量。
1.2.3 毒力的測定
球囊線蚓毒力的測定:采用濾紙吸收藥液再接種線蚓的方法[8]測試急性毒力。分別將樣品1、2 配制成 0、10、20、40、50、60、70 mg·mL-1的測試藥液,每次取線蚓成蟲50條,重復5次。接種后放入21 ℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng),72 h后顯微鏡下觀察記錄蟲體死亡率。
月季蚜蟲毒力的測定:采用葉片浸漬法[10]測定月季蚜蟲的急性毒力。分別將樣品1、2配制成0、50、75、100、125、150 mg·mL-1的測試藥液。保留月季嫩葉上的成蚜,用濕潤脫脂棉球包住葉柄,浸于不同濃度藥液10 s,放入保濕培養(yǎng)皿中,記錄蚜蟲數(shù)量,分別于24、48、72 h后檢查死亡情況。每個濃度處理各設(shè)3次重復。
測試藥液濃度c以含量單位mg·mL-1統(tǒng)計;c取常用對數(shù),在線性相關(guān)回歸分析中設(shè)為自變量(x),即x=lg(c)。以Abbott公式對同種藥液處理死亡率進行校正,換算為機率值(查幾率值表),設(shè)為因變量(y)[11]。
利用Statistical Product and Service Solutions(簡稱Spss)軟件,進行成蚓死亡機率值(y)對供試農(nóng)藥劑量對數(shù)(x)的線性相關(guān)回歸分析,再建立毒力回歸分析式,求解致死中濃度LC50及其95%的置信限(FL)。
死亡率=死亡蟲數(shù)/總蟲數(shù)×100%;
校正死亡率=(處理死亡蟲數(shù)-對照死亡蟲數(shù))/(100%-對照死亡蟲數(shù))×100%[12]。
對原桐粕和醇提后的桐粕殘渣分別進行水浸提,得到的樣品1為14.02 g,樣品2為7.31 g,然后對其中的多糖和蛋白質(zhì)進行定量分析,結(jié)果如圖1所示。由圖1可知,樣品2中粗蛋白和多糖的含量均遠高于樣品1。
2.2.1 樣品1對球囊線蚓和月季蚜蟲的毒殺作用
不同濃度的原桐粕水提物(樣品1)藥液對球囊線蚓和月季蚜蟲毒力的測定結(jié)果分別如表1與表2所示。
圖1 兩種樣品中多糖與粗蛋白的含量Fig.1 Contents of polysaccharides or proteins in two samples
表1 樣品1對球囊線蚓毒力的測定結(jié)果Table1 Determination results of toxicity of sample1on E. bulbosus
表2 樣品1對月季蚜蟲毒力的測定結(jié)果Table2 Determination results of toxicity of sample1on M. rosirvorum
由表1可知,隨著樣品1濃度的增高,50頭供試線蚓的死亡率隨之提高;當樣品1的濃度為20~70 mg·mL-1時,原油桐粕水提物對球囊線蚓的半致死濃度為38.32 mg·mL-1,其毒力回歸方程為y=-8.817+5.568x,其卡方檢驗值為6.901,概率分布為0.141。
由表2可知,50頭供試蚜蟲的死亡率隨著樣品1濃度的增高而提高;原油桐粕水提物對月季蚜蟲的半致死濃度為73.79 mg·mL-1,其毒力回歸方程為y=-5.931+3.175x,其卡方檢驗值為5.756,概率分布為0.124。
由表1和表2可知,當樣品1的濃度為70~75 mg·mL-1時,球囊線蚓的死亡率為96%,而月季蚜蟲的死亡率為46%,對比分析其半致死濃度(LC50)后可以發(fā)現(xiàn),樣品1對球囊線蚓的LC50小于其對月季蚜蟲的LC50,說明樣品1對球囊線蚓的毒殺效果要好于其對月季蚜蟲的毒殺效果。
2.2.2 樣品2對球囊線蚓和月季蚜蟲的毒殺作用
取經(jīng)70%乙醇提取后的桐粕殘渣進行水提后得到的水提液(樣品2)進行試驗,不同濃度的醇提后的桐粕殘渣水提物(樣品2)藥液對球囊線蚓和月季蚜蟲毒力的測定結(jié)果分別如表3與表4所示。
由表3可知,供試蚜蟲的死亡率隨著樣品2濃度的增高而增高,經(jīng)過70%乙醇提取后的桐粕殘渣水提物對蚜蟲的半致死濃度為27.86 mg·mL-1,毒力回歸方程為y=-7.677+5.313x,其卡方檢驗值為7.978,概率分布是0.092。
由表4可知,50頭供試蚜蟲的死亡率隨著樣品2的濃度增高而增高,樣品2對月季蚜蟲的半致死濃度是54.03 mg·mL-1,毒力回歸方程是y=-6.741+3.890x,其卡方檢驗為6.663,概率分布是0.083。
當樣品2的濃度為50 mg·mL-1時,球囊線蚓的死亡率為92%,而月季蚜蟲的死亡率為52%,對比分析其半致死濃度(LC50)后可以發(fā)現(xiàn),樣品2對球囊線蚓的LC50小于其對月季蚜蟲的LC50,說明樣品2對球囊線蚓的毒殺效果要好于其對月季蚜蟲的毒殺效果。
表3 樣品2對球囊線蚓毒力的測定結(jié)果Table3 Determination results of toxicity of sample2on E. bulbosus
表4 樣品2對月季蚜蟲毒力的測定結(jié)果Table4 Determination results of toxicity of sample2on M. rosirvorum
研究結(jié)果表明,桐粕水提物對地下害蟲和地上害蟲均有一定的毒殺作用。兩個樣品對地下害蟲球囊線蚓的毒殺效果均優(yōu)于其對地上害蟲月季蚜蟲的毒殺效果。樣品2對兩種供試害蟲的LC50均高于樣品1,且為樣品1的1.9倍,說明樣品2的殺蟲活性要遠高于樣品1的殺蟲活性,即醇提后桐粕殘渣的水提物比原桐粕水提物的殺蟲效果強,可能因為70%乙醇將桐粕中皂苷類成分已提取出來,而殘渣水提物中的多糖和粗蛋白作為主要毒性成分被保留下來,油桐粕中起毒殺作用的成分主要可能為多糖和粗蛋白。
近年來植物源殺蟲劑因具有安全、高效、低毒、低殘留的特點已成為創(chuàng)新型農(nóng)藥研制的熱點。但是,大部分植物源殺蟲劑不具有廣譜性,也有一定的限制性[13]。油桐是我國的重要經(jīng)濟植物之一,經(jīng)過榨油以后所得的桐粕其毒性大于桐油,但是,由于目前桐粕中的毒性成分尚不明確,本研究對桐粕水提取物的殺蟲活性進行了初步研究,而對其成分和毒殺機理還有待于進一步的研究,今后應在此研究的基礎(chǔ)上分離毒性單體成分開展活性毒性研究,從而為植物源農(nóng)藥的研制提供理論依據(jù)。
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