植物源杀虫剂作用方式研究进展

植物源杀虫剂作用方式研究进展 ?30?粮油仓储科技通讯2010(6)有害生物防治 植物源杀虫剂作用方式研究进展 何君谢令德贺艳萍 (武汉工业学院食品科学院430023) 摘要本文就植物源杀虫剂作用于害虫的触杀,胃毒,熏蒸,趋避,拒食,杀卵,光活化毒 杀,干扰生长发育等作用方式的原理及其毒力进行了综述报道,以便为害虫防治研 究开发植物 源农药及有效使用提供资料. 关键词植物源杀虫剂害虫作用方式 长期以来,化学农药因其高效,速效,廉价和使 用方便等特性,在病虫害防治过程中为人类的生存 献[1].然而和生活水平的提高做出了很大贡,在以 生命科学技术和信息科学技术为主导的21世纪,随 着"可持续发展战略"的实施,随着人们环保意识的 加强和化学农药弊病的日益突出,高毒,高残留,污 染较严重的化学农药的使用必将受到限制,而对有 害生物高效,对非靶标生物安全,易分解,产物对环 境无害的生物农药将逐渐被公众认可.近年来, 生物技术,高通量筛选技术和组合化学技术的快速 发展极大地推动了生物农药研发领域中热点之一的 植物源农药的发展[3]. 植物源杀虫剂是从含有杀虫活性物质的植物组 织中提取有效成分,经加工后制成的杀虫剂[4].该 类杀虫剂具有高效,低毒或无毒,无污染,选择性高, 不易使害虫产生抗药性等优点,符合农药从传统的 有机化学物质向环境和谐农药转化的发展趋势. 植物源活性成分的形成和在自然界广泛存在的 客观性是与生物进化过程相适应的结果.植物与害 虫是一对矛盾,害虫要取食,植物要防御,这种防御 包括各种对害虫有毒次生物质的产生和对害虫的有 效作用方式.由于植物活性成分的多样性和自然界 害虫种类及其生活习性的多样性,构成了植物源农 药对储粮害虫作用方式的多样性,根据现有的报道, 其作用方式主要包括以下几方面. 1月毒作用 胃毒是指杀虫剂通过害虫消化系统,特别是中 肠部位,造成消化组织,细胞破裂,损伤,或干扰消化 生理,抑制消化酶活性,引起中毒死亡.食物残渣滞 留结块,并伴有拉稀,体表大量脱水,最后因中肠穿 孔破裂,食物漏出,腐烂而死.具有胃毒作用的植物 *收稿日期:2O1O一1O—l7 通讯地址:湖北省武汉市汉口常青花园中环西路特1号 基金项目:鹤家软科学研究计划资助(2OO9GXS5B093) 源杀虫剂活性物质较多,但作用机理并不完全相同. 从苦楝,川楝中提取的川楝素对菜青虫等具有很强 的胃毒作用,可以破坏中肠组织,阻断神经传导而导 致害虫麻痹,昏迷,死亡[5].苦皮藤根粉对粘虫,稻 苞虫,棉小造桥虫,棉大卷叶螟和菜青虫等幼虫具有 胃毒和麻醉作用,其活性物质是苦皮藤素V,主要是 破坏中肠肠壁细胞膜及细胞器膜,对消化酶系的活 性无影响].雷公藤甲素,闹羊角花素一?均可 影响昆虫中肠酯酶活性,致使中肠细胞变厚且混乱 变形,细胞排列不规则,柱状细胞与杯状细胞排列不 整齐并有纵肌和微绒毛脱落现象,最终导致消化系 统损坏,虫体死亡[8q]. 2触杀作用 触杀是指杀虫剂通过接触虫体,经体表进人体 内,导致害虫死亡.鱼藤根粉的丙酮,苯和乙醇提取 物对菜青虫,萝蚜,桃蚜,桔蚜及柑桔红蜘蛛等表现 出很高的触杀作用.有效成分鱼藤酮主要作用于呼 吸链中的电子转移复合体I;烟碱是烟草的主要杀 虫成分,对蚜虫具有较强的触杀活性,作用于乙酰胆 碱受体口引.徐汉虹等多次报道了植物精油对赤拟 谷盗和黄粉甲等具有熏杀和触杀效果,采用点滴法, 纸药膜法和喷雾法,发现肉桂油,齿叶黄皮油和八角 茴香油等效果优良[1卜]. 3熏蒸作用 利用大蒜素对3种储粮害虫米象,玉米象和谷 蠹的不同虫态进行了熏蒸作用的研究.结果表明, 大蒜素对储粮害虫有明显的熏蒸作用.具有挥发性 的大蒜素穿透性强,毒气分子能钻人粮堆深处的缝 有害生物防治植物源杀虫剂作用方式研究进展?31? 隙中甚至粮粒内部将害虫杀死[1.红桔油,柠檬叶 油,红河橙油,山苍子油,留兰香油,松节油,黄樟油, 互叶白干层油,蓝桉叶油9种植物精油,在浓度为 40L/L及熏蒸时间为12h,24h,36h,48h,60h 下,对长角扁谷盗成虫的熏蒸活性测定表明,蓝桉叶 油,互叶白干层油,柠檬叶油,留兰香油及红桔油的 熏杀效果较好,尤以蓝桉叶油的效果最佳[1引.龙柏 精油对土耳其扁谷盗的卵,幼虫,成虫均有十分显着 的熏蒸效果L】. 4干扰害虫生长发育 植物源杀虫剂可以干扰害虫的正常生长发育. 达到控制害虫的目的.如:卵不能正常孵化,幼虫不 能正常化蛹,出现畸形或蜕皮时死亡等.许多植物 精油具有保幼激素的活性,菖蒲油能抑制昆虫性腺 的发育,欧洲菖蒲油能明显地阻碍大马利筋长蝽卵 巢的发育和成熟[1引.鱼藤酮及其类似物影响昆虫 旧表皮的分解和新表皮的合成,使虫体发生畸 变[18I. 5杀卵作用 杀卵作用指药剂与虫卵接触后进入卵内,降低 卵的孵化率或直接进入卵壳使幼虫或虫胚中毒致死 的作用方式.钟国华等报道了闹羊花素一?和黄杜 鹃花乙酸乙酯萃取物等对小菜蛾的杀卵作用,研究 结果表明卵孵化率明显降低. 6驱避作用 驱避作用指化学物质挥发的气体分子在一定的 范围内能刺激害虫的嗅觉器官,使之做出离开或逃 避的行为反应.苦楝籽油,柑桔皮二甲苯提取液都 对储粮害虫有很好的忌避作用[1.苦槛蓝对一些 储粮害虫,卫生害虫也具有忌避作用__2...蓖麻,曼 陀罗,番茄和杏树4种植物叶的乙醇提取物对赤拟 谷盗和锈赤扁谷盗的成虫均具有较好的驱避活性, 它们在12h的驱避率都在85以上,72h后的驱 避率也能保持在50%以上r2.蒋小龙[翻测试了谷 象成虫对部分植物油的趋性反应,结果表明冷榨未 精炼的麦芽油,燕麦油对该虫有较强的引诱作用. 吕建华等【2.]研究表明柑桔皮精油对赤拟谷盗成虫 具有一定的引诱作用.夏传国等]研究发现:药材 甲,玉米象,谷蠹,赤拟谷盗,锯谷盗5种仓虫的成虫 对丹皮的正已烷提取物处理的忌避率达8O, 100.印度的HarishChander等研究发现,赤拟 谷盗对苦楝籽有显着的忌避作用,且还发现郁金香 提取物也有很好的驱避效果[2引.Sighamony等 1984年发现赤拟谷盗对杉木油和黑胡椒子油有很 好的忌避作用.巴豆4种溶剂提取物对玉米象,谷 蠢,长角扁谷盗,锯谷盗4种试虫均具有一定的驱避 作用.其中,对谷蠹,长角扁谷盗,锯谷盗3种试虫 的驱避作用要明显高于对玉米象的作用,均达到V 级[引. 7拒nl乍用 拒食作用指药剂通过抑制昆虫味觉感受器,影 响害虫对嗜好食物的识别,使其找不到食物或憎恶 食物,定向离开,直至饥饿死亡的作用方式.引起害 虫拒食作用的机理是通过对害虫的化学感觉器和对 中枢神经系统双重作用的结果.徐汉虹[2]研究发 现:土木香内酯,堆心菊素对谷象,赤拟谷盗的成虫 和谷斑皮蠹的幼虫均具有拒食活性.王健[2.发现 其所提取的几种植物精油对赤拟谷盗具有一定的拒 食活性:随着处理浓度的增加,拒食指数缓慢增加, 植物精油对成虫的拒食活性比对幼虫的拒食指数要 高,在浓度为72.88mg/g时,成虫的拒食指数为 68.4,幼虫的则为4O.4.Khan等[.]测试了分 属于20个科的5O种植物的精油对赤拟谷盗的生物 活性,发现10种精油具有拒食活性,其中酒饼叶和 无患子科植物的精油最有效.Daniewski[..]从欧洲 红豆杉中发现了9种具有昆虫拒食活性的二萜化合 物,其中10一deacetyl—baccatiHI,10一deacetyl— baccatin?对谷象,赤拟谷盗和谷斑皮蠹有很强的 拒食活性.Harmatha等_31]从小檗科植物鬼臼根茎 中分离的鬼臼毒素对多种储粮害虫,如玉米象,赤拟 谷盗有拒食活性.Champange等通过研究发现: 苦楝酮对墨西哥豆甲也表现较强的拒食活性. Nawrot等-3.研究发现,鱼藤酮对谷象,杂拟谷盗和 谷斑皮蠹的幼虫也具有拒食活性. 8光活化毒杀作用 植物光活化杀虫剂是植物杀虫剂中较独特的一 个分支,它是指一些来源于植物的天然产物,在无光 的情况下对昆虫没有活性或者活性很低,但在光照下 则有很强的活性.据报道,这类杀虫剂的作用机制十 分特别,不同于传统的任何一类杀虫剂,因此不会发 生交叉抗性问趣..另外,这类化合物在植物上及 环境中很易光解为无毒产物,没有残留问题.目前, 美国和加拿大在该领域已进行了较有成效的研究,并 已有部分产品获准使用或登记[3引.我国自20世纪 90年代初开始进行光活化杀虫剂的研究[3,现也有 了相当的进展.徐汉虹等采用人工紫外光源测定了 采自广东省的14科44种植物材料对致倦库蚊幼虫 ?32?粮油仓储科技通讯2010(6)有害生物防治 的光活化毒杀作用,结果发现,万寿菊,孔雀草和鲤肠 对蚊幼虫有明显的光活化毒杀作用[3. 植物源杀虫剂具有多种作用方式,这为其应用 提供了广阔的前景.在害虫防治中,根据不同害虫 所处的环境,部位,应采用相应作用方式的药剂.如 果害虫在粮粒内部,采用触杀作用方式的药剂效果 明显较差,而改用熏蒸作用方式的药剂效果明显要 好.如果在密闭性很差或完全暴露的环境中施药, 最好不用熏蒸剂,或首先改善密闭条件再使用熏蒸 剂.如果使用干扰幼虫生长发育的干扰素,选择在 幼虫期使用,而不要在其它虫态使用.针对作用对 象,作用环境,作用虫态,作用部位等,采用具有适宜 作用方式的药剂会收到理想效果,否则事倍功半. 参考文献 1王甘树,陈洪国,汪华.中国植物源农药的研究和应用 综述[刀.成宁学院,2004,24(3):123~125 2孙小洁,李庆,易成波.植物源杀虫剂开发利用现状及 前景展望[刀.经济林研究,2004,22(2):73~78 3周仕涛.中国植物源农药的研究及前景[J].西南农业学 报,2004,17(4):525~530 4张一宾.农药[M3.北京:中国物质出版社,1997 5张兴.川楝索引致菜青虫中毒症状研究[J].西北农业 大学,1993,21(1):27~30 6吴文君,李绍白.新化合物苦皮藤素v的分离与结构鉴 定简报[J].西北农业大学.1994.22(4):116~117 7高红明,王兆龙,张彪.等.植物提取液对菜青虫的杀虫 活性研究[J].江苏农业研究,1999,20(4):32~34 8罗都强,秦建春,张兴.雷公藤甲素对粘虫中肠消化酶及 其组织结构的影响[J].西北农林科技大学,2001, 29(6):57~60 9钟国华,胡美英,林进添,等.闹羊角花素一?对菜粉蝶 幼虫血淋巴和中肠酯酶的影响口].华中农业大学学 报.2001.20(1):15~19 1O孙小洁,李庆,易成波.植物源杀虫荆开发利用现状及前 景展望[J].经济林研究,2004.22(2):73~77 11徐汉虹,赵善欢.肉桂油的杀虫作用和有效成份分析 口].华南农业大学.1994,15(1):27~33 12徐汉虹,朱亮锋.齿叶黄皮精油的杀虫作用与有效成分 研究口].华南农业大学,1994,15(2):56~60 13徐汉虹,赵善欢,周倪等.八角茴香精油的杀虫活性与化 学成分研究口].植物保护,1996,23(4):338~342 14仲建锋,鲁玉杰,李兴奎.等.大蒜素对储量害虫熏蒸作 用的研究.河南农业大学,2007 15张海燕,邓永学,王进军.几种植物精油对长角扁谷盗 成虫的熏蒸作用.植物保护.2005 16曾建德,龙柏精油对土耳其扁谷盗的熏蒸作用.湘潭师 范学院.2007 17郝乃斌,戈巧英.中国植物源杀虫剂的研制与应用[J]. 植物学通报,1999,16(5):495~503 18孔祥海.植物源杀虫荆的研究进展I二I口.龙岩师专, 2004,22(3):63,66 l9姚康.国外植物性谷物保护荆研究简介.第二次全国粮 油储藏专业学术交流会文献选编,1981:28~38 20A1--Bashari久苦槛蓝抽提物对菜青虫生物活性的影 响.华南农业大学,1999,20:28 21邓天福,王争艳,尉吉乾,等.4种植物提取物对两种储量 害虫的趋避作用.安徽农业科技,.2008,36(2):614~615 22蒋小龙,寸东义,扬晶焰.香茅精油,香茅醛,香茅醇对储 粮霉菌和害虫抑制与熏杀效果的试验研究口].郑州粮 食学院,1994,15(1):39,47 23吕建华,任信升,许建双,等.三种植物精油对米象的控 制作用[J].湖北农业科学,2006b,45(4):470~473 24夏传国,陈杰林,李隆术,等.丹皮及其提取物对几种中 药材储粮害虫的忌避作用研究[J].粮食储藏,2000,29 (1):3,9 25HarishChander,Ahufa,DF,NagenderARepelleney ofdifferentplantextractsandcommercialformulations usedasprophylacticSpraystoprotectbaggedgraina— galnstTriboliumCastaneum--afieldstudy.Journalof storedProductsResearch2000,37(6):582,585 26姚英娟,杨长举,薛东.等.巴豆提取物对4种储量害虫 的生物活性研究.江西农业大学.2008 27徐汉虹.杀虫植物与植物性杀虫荆.北京:中国农业出 版,2001 28王健.植物精油的提取分离及其对病虫生物活性的研究 [D].华中农业大学硕士 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ,2003 29Khan^/LW.Y.etC.Nonedibleseedoilsasinsectrepel— lent.J.0iLChem.Soc.,1983,60:949 3ODaniewskiWMytheyewtree(WaxHsbaccam)is, ntattackedbyinsects!Paytochemlstry,1998,49:1279 31HarmarthaJ.Comparisonofthefeed~deterrentac— tlvityofSomesesquiterpenelactonesandalignanlac— tonetowardssdectedinsectstoragepests,Bioehem. System.EcoL1984,12:95 32Champang觇Biologicalactivityoflimonoidesfrom Rutales.Phytochemistry1992,31:377 33NawrotJ.AntifeedingactivityofrotenoneandSomede— rlvativestowardsselectedinsectstoragepest.Bioehem. System.EcoL1989,17:55 34Christophel"SF.TypeIandtypeiimech~_rlisIns0fpho— todynamicaction.In:Light—activedpesticides[M]. JamesRH&Kesleyrd.(eds)ACSWashingtonI]LC, 1987,22~38 35周卫平编译.光敏杀虫剂一焰红燃料B[J].农药译丛, 1998,23(3):24,27 36徐汉虹.植物光活化毒素与光活化杀虫剂一一个植物保 护研究的新领域[A].全国首届新学说,新观点学术讨 论会论文集[C].北京:中国科学技术出版社,1993.103 —, 107 37王新国,徐汉虹,赵善欢.广东省光活化杀虫植物资源初 探'广东农业科学.2001