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        不同基因型生態(tài)型除蟲菊中的除蟲菊酯含量分析

        2022-11-04 07:37:02張麗芳蔣亞蓮王麗花楊秀梅張藝萍
        關(guān)鍵詞:除蟲菊開放度生態(tài)型

        許 鳳,張麗芳,蔣亞蓮,王麗花,蘇 艷,楊秀梅,張藝萍

        (云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 花卉研究所/國(guó)家觀賞園藝工程技術(shù)研究中心/云南省花卉育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/昆明市花卉遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650205)

        除蟲菊是一種較好的生物農(nóng)藥原料植物,在云南的種植面積約6666.7萬m2,占世界產(chǎn)量的30%[1-3]。除蟲菊(Tanacetum cinerariifolium)為菊科多年生草本植物,又名白花除蟲菊。其株高可達(dá)30~80 cm,全株灰綠色,被白色絨毛。蓮單生或從基部抽枝,葉互生,卵形或長(zhǎng)橢圓形,自根部叢生,葉片羽狀全裂,葉柄細(xì)長(zhǎng)?;咳~具長(zhǎng)柄,上部葉幾乎無柄。頭狀花序頂生,具長(zhǎng)梗,花中心為黃色管狀花,周圍花為白色舌狀花冠。細(xì)小瘦果,成熟時(shí)為淡褐色或黃色[4-5]。除蟲菊酯從其花中能夠提取出來,這種具有殺蟲功能的活性物質(zhì)由6種成分組成,為除蟲菊素Ⅰ(Pyrethrin Ⅰ)、除蟲菊素Ⅱ(Pyrethrin Ⅱ)、瓜葉菊素Ⅰ(Cinerin Ⅰ)、瓜葉菊素Ⅱ(Cinerin Ⅱ)、茉莉菊素I(Jasmoline Ⅰ)和茉莉菊素Ⅱ(Jasmoline Ⅱ),其中除蟲菊素Ⅰ和除蟲菊素Ⅱ的殺蟲活性最強(qiáng),常被利用制成殺蟲劑[6-8]。除蟲菊酯具有諸多優(yōu)點(diǎn),如能迅速將蚊、蠅、蚤、虱等害蟲麻痹與擊倒;高溫強(qiáng)光下容易自然分解;對(duì)人類,牲畜等無任何毒副作用;對(duì)環(huán)境無污染;對(duì)害蟲使用不易產(chǎn)生抗性[9-10]。此外,除蟲菊花朵可入藥,外用皮膚可治癬,并且除蟲菊的花朵豐富美麗,其觀賞價(jià)值的開發(fā)潛力巨大,可用來布置花壇、花境,還可以用作鮮切花。

        目前,本研究組收集了不同花色不同地域的除蟲菊品種,通過對(duì)除蟲聚酯含量的測(cè)定確定各色除蟲菊品種的除蟲菊酯含量,明確提高除蟲聚酯含量的適宜環(huán)境條件。由于農(nóng)戶在采摘過程中采摘標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,通過測(cè)定不同開放度的除蟲菊酯含量來摸索出適宜的采摘開放度,最大程度提高除蟲菊酯得率。

        1 材料和方法

        1.1 實(shí)驗(yàn)材料

        實(shí)驗(yàn)材料玉溪市峨山塔甸鎮(zhèn)、云南省紅河州瀘西縣中樞鎮(zhèn)和白水鎮(zhèn)主栽的除蟲菊,含白花除蟲菊、粉色除蟲菊、淡粉除蟲菊,選擇5種開放程度(圖1)的除蟲菊花樣品進(jìn)行不同開放度的除蟲菊酯含量研究,采集其中第3種開放程度的除蟲菊花朵,即管狀花開放20%~50%的花朵,開展不同基因型和生態(tài)型的除蟲菊酯含量研究。

        圖1 除蟲菊不同開放度

        實(shí)驗(yàn)用儀器為Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀(配備DAD檢測(cè)器)。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        1.2.1 樣品前處理 除蟲菊花頭避光自然陰干,剪下花盤,在研缽中搗碎,稱取1 g,置于25 mL三角瓶中,加入20 mL色譜純乙腈,震蕩,用超聲波處理2次,每次5 min,然后過濾,濾液轉(zhuǎn)移到圓底燒瓶中,35 ℃減壓濃縮至1 mL,再經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后轉(zhuǎn)移到棕色樣品瓶中。吸取該提取液3 μL到棕色進(jìn)樣瓶中,加乙腈稀釋到1 mL體積,用于HPLC分析[11-12]。

        1.2.2 高效液相色譜(HPLC)分析條件 色譜條件:實(shí)驗(yàn)用色譜柱為Kinetex (C18),4.6 mm×100 mm,2.6 μm。流動(dòng)相為乙腈和水的混合溶液。采用梯度洗脫方法,設(shè)置為除蟲菊酯分析Kinetex6,具體參數(shù)見表1。后運(yùn)行時(shí)間:10 min,柱溫30 ℃,流速為0.5 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng) 224 nm,參比波長(zhǎng)360 nm,進(jìn)樣量 10 μL;在以上條件下除蟲菊酯6個(gè)主要成分的保留時(shí)間見表2。

        表1 除蟲菊酯分析的Kinetex6參數(shù)

        表2 除蟲菊酯6個(gè)主要成分的保留時(shí)間

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同基因型除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

        由表3可知,6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在3個(gè)不同花色基因型的樣品中的順序?yàn)椋喊谆ǔx菊>淡粉除蟲菊>粉色除蟲菊。其中除蟲菊素Ⅰ、瓜葉菊素Ⅰ的含量在3種花色除蟲菊樣品中的順序?yàn)椋旱鄢x菊>白花除蟲菊>粉色除蟲菊;除蟲菊素Ⅱ、茉莉菊素Ⅱ的含量順序?yàn)椋喊谆ǔx菊>粉色除蟲菊>淡粉除蟲菊;瓜葉菊素Ⅱ、茉莉菊素Ⅰ的含量順序?yàn)椋喊谆ǔx菊>淡粉除蟲菊>粉色除蟲菊。在不同基因型中除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ的含量高于瓜葉菊素Ⅰ+Ⅱ和茉莉菊素Ⅰ+Ⅱ的,說明Ⅰ+Ⅱ除蟲菊素為除蟲菊酯的主要成分。

        表3 不同基因型除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

        2.2 不同開放度除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

        由表4可知,6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在不同開放度除蟲菊中的順序?yàn)椋汗軤罨ㄩ_放20%~50%>管狀花開放至20%>管狀花開放70%以上>管狀花開放50%~70%>花蕾;其中除蟲菊素Ⅰ的含量在不同開放度除蟲菊樣品的含量順序?yàn)椋汗軤罨ㄩ_放20%~50%>管狀花開放至20%>管狀花開放50%~70%>花蕾>管狀花開放70%以上,而除蟲菊素Ⅱ的含量順序?yàn)椋汗軤罨ㄩ_放至20%>管狀花開放20%~50%>管狀花開放70%以上>管狀花開放50%~70%>花蕾。其他除蟲菊酯主要成分在管狀花開放50%~70%和70%以上開放度時(shí)無法測(cè)定。

        表4 不同開放度除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

        2.3 不同生態(tài)型除蟲菊的除蟲菊酯含量分析

        由表5可知,6種除蟲菊酯總含量以及除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ總含量在不同生態(tài)型除蟲菊中的順序依次為:峨山塔甸鎮(zhèn)>瀘西中樞鎮(zhèn)>瀘西白水鎮(zhèn),其中除蟲菊素Ⅰ、瓜葉菊素Ⅰ的含量與總除蟲菊酯含量排序相同。除蟲菊素Ⅱ、瓜葉菊素Ⅱ在3種不同生態(tài)型除蟲菊的順序?yàn)椋簽o西白水鎮(zhèn)>峨山塔甸鎮(zhèn)>瀘西中樞鎮(zhèn),茉莉菊素Ⅰ、茉莉菊素Ⅱ的含量順序?yàn)椋簽o西白水鎮(zhèn)>峨山塔甸鎮(zhèn)>瀘西中樞鎮(zhèn)。在不同生態(tài)型中除蟲菊素Ⅰ+Ⅱ的含量高于瓜葉菊素Ⅰ+Ⅱ和茉莉菊素Ⅰ+Ⅱ的。

        表5 不同生態(tài)型除蟲菊的除蟲菊酯含量 mAu×s

        3 結(jié)論與討論

        王平華等[1]從美國(guó)、日本、肯尼亞等國(guó)引進(jìn)8份除蟲菊種質(zhì)材料,包括紅花、黃花、白花等不同花色的品種,分析了8個(gè)除蟲菊種質(zhì)干花中的除蟲菊素含量,發(fā)現(xiàn)白花的除蟲菊素含量最高。本研究分析了3種不同花色基因型即白花、淡粉和粉色除蟲菊的除蟲菊酯含量,發(fā)現(xiàn)白花除蟲菊中的除蟲菊酯含量最高,這與王平華等的研究結(jié)論一致的。

        張曉霞等[4]采用高效液相色譜法分析了16個(gè)白花除蟲菊同源四倍體株系干花中的總除蟲菊酯含量及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。采集的樣品來自孕蕾盛期(花蕾呈扁圓形,為多層綠色苞片所包圍)、舌狀花開放期 (舌狀花直立)、管狀花始開期 (第1輪管狀花開放)、管狀花開放初期 (舌狀花平展,3輪管狀花開放)、管狀花開放盛期 (舌狀花平展,1/2的管狀花開放)、開花末期 (管狀花全部開放)、子房充實(shí)期(管狀花留存,部分萎蔫呈棕色)及瘦果成熟期 (管狀花枯萎脫落,子房由綠轉(zhuǎn)黃)等8個(gè)時(shí)期,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在除蟲菊的管狀花開放初期,同源四倍體株系干花中的除蟲菊酯含量最高。本研究分析的5個(gè)除蟲菊開放度中管狀花開放20%~50%時(shí)總除蟲菊酯含量最高,這與張曉霞的研究結(jié)論基本一致。王平華等的研究是在邊花凋謝,盤花開放5、6 圈時(shí)除蟲菊素含量最高,即花開放的多一點(diǎn),這可能與測(cè)定的方法有關(guān)[1]。王平華等采用氣相色譜(GC) 內(nèi)標(biāo)法,張曉霞采用高效液相色譜法,本研究也采用高效液相色譜法,則與張曉霞研究的結(jié)果基本一致。因此管狀花開放20%~50%時(shí)是白花除蟲菊花序的最佳采收期。

        本研究通過分析了來自云南省紅河州瀘西縣中樞鎮(zhèn)、白水鎮(zhèn)和玉溪市峨山縣塔甸鎮(zhèn)的主栽除蟲菊,發(fā)現(xiàn)塔甸鎮(zhèn)的總除蟲菊酯含量最高,這可能與當(dāng)?shù)氐臍夂?、品種、環(huán)境條件、栽培管理等有關(guān),但3個(gè)生態(tài)型的總除蟲聚酯含量差異不大。以往的文獻(xiàn)報(bào)道中對(duì)不同生態(tài)型除蟲菊的總除蟲聚酯含量分析較少,本研究可為不同地區(qū)除蟲菊的種植提供一定參考。

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