虎杖花對(duì)絲光綠蠅毒殺活性成分及致毒機(jī)理研究.pdf

1、絲光綠蠅(Lucilia sericata)，俗稱綠豆蠅，能傳播痢疾、傷寒、霍亂、結(jié)核等多種疾病。在對(duì)其進(jìn)行化學(xué)防治過(guò)程中常造成食品、環(huán)境污染及人體中毒等事故，同時(shí)隨著化學(xué)藥劑的長(zhǎng)期大量地連續(xù)使用，蠅類已對(duì)諸多化學(xué)殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生了抗藥性。因此，從天然產(chǎn)物中尋找新的殺蟲(chóng)活性物質(zhì)是開(kāi)發(fā)綠色新型殺蟲(chóng)劑以減少害蟲(chóng)抗藥性的有效途徑之一。課題組發(fā)現(xiàn)，絲光綠蠅對(duì)活體虎杖花具有和天然除蟲(chóng)菊相似的中毒癥狀，表現(xiàn)為吸引、取食、興奮、癱軟麻痹（麻醉）、死亡等系列

2、行為。經(jīng)進(jìn)一步藥化實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)虎杖花甲醇提取物的乙醚部位和甲醇部位具有較強(qiáng)的毒殺活性同時(shí)具有和活體花類似的中毒癥狀。為此，本文采用生物活性跟蹤法對(duì)其中的殺蟲(chóng)活性成分進(jìn)行提取、分離、純化及結(jié)構(gòu)鑒定，并初步探討其毒殺作用機(jī)制。以期尋找和發(fā)現(xiàn)防治絲光綠蠅的天然活性物質(zhì)和先導(dǎo)化合物，為植物源農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
　　1、虎杖花對(duì)絲光綠蠅毒殺現(xiàn)象生物學(xué)觀察
　　本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)深入觀察了虎杖對(duì)絲光綠蠅成蟲(chóng)具有的特

3、異毒殺現(xiàn)象。在虎杖未開(kāi)花之前，絲光綠蠅對(duì)其沒(méi)有任何興趣，但一到虎杖花開(kāi)花之時(shí)，絲光綠蠅就會(huì)受到虎杖花氣味的吸引陸續(xù)從四面八方大量聚集于花頭上進(jìn)行吸食。吸食一段時(shí)間后絲光綠蠅進(jìn)入為興奮狀態(tài)，表現(xiàn)為亂飛、亂撞、不斷搓動(dòng)前足、并伴有流涎、抽搐等癥狀。隨著取食時(shí)間的延長(zhǎng)和取食量的增大，絲光綠蠅逐漸進(jìn)入抑制狀態(tài)，表現(xiàn)為行動(dòng)緩慢、麻醉等中毒癥狀，最終死亡。活體花對(duì)絲光綠蠅的毒力曲線為Y=2.1534X-8.8414，相關(guān)系數(shù)r=0.9872，其LT

4、50為27.32 h。
　　2、虎杖花對(duì)絲光綠蠅引誘物質(zhì)的化學(xué)分析
　　在全面觀察了虎杖花對(duì)絲光綠蠅特異毒殺現(xiàn)象基礎(chǔ)上，應(yīng)用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定了引誘絲光綠蠅取食的揮發(fā)性成分。從虎杖花中鑒定出21個(gè)化合物，占總峰面積的99.29％。2-己烯酸甲酯，苯戊酮，4-己烯酸甲酯，順-3-己烯酸甲酯，2-甲基-6-次甲基-1，7-辛二烯-3-醇等5種物質(zhì)是虎杖花頭香的主要成分，占總揮發(fā)性成分的63.23％。從成分的類別來(lái)看，酯類成分

5、占總揮發(fā)性成分的52.09％，以己烯酸甲酯類衍生物為最多，己烯酸甲酯占總酯類成分的85.66％，其中2-己烯酸甲酯的相對(duì)百分含量為24.41％;另外一類揮發(fā)性成分為苯戊酮和苯乙酮，含量分別為16.30％和4.33％，占揮發(fā)性成分總量的20.63％。
　　3、虎杖花殺蟲(chóng)活性物質(zhì)的分離
　　為了尋找和明確虎杖花對(duì)絲光綠蠅的殺蟲(chóng)活性成分，對(duì)虎杖花甲醇提取物的石油醚、乙醚、正丁醇、甲醇和水部位進(jìn)行殺蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)。石油醚、乙醚和甲醇部位具有

6、較好的殺蟲(chóng)活性，其LC50分別達(dá)到1.31，0.30，0.64 mg/mL。而正丁醇和水提取部位沒(méi)有檢測(cè)到殺蟲(chóng)活性。為了進(jìn)一步探明殺蟲(chóng)活性物質(zhì)，作者對(duì)其中兩個(gè)殺蟲(chóng)活性較強(qiáng)的乙醚部位和甲醇部位的化學(xué)成分進(jìn)行了分離。從乙醚部位分離得到7個(gè)天然產(chǎn)物，從甲醇部位分離得到22個(gè)天然產(chǎn)物。其中蘆薈大黃素、山奈酚、根皮苷、木犀草素、橙皮素、4-羥基苯乙酮、蔗糖、染料木素、橙皮苷、表兒茶素、1-苯乙基-葡萄糖苷等11個(gè)化合物為首次從植物虎杖中分離得到。

7、
　　4、單體化合物的殺蟲(chóng)活性
　　為了尋找真正的殺蟲(chóng)物質(zhì)和先導(dǎo)化合物，作者對(duì)分離得到的大部分天然產(chǎn)物均進(jìn)行了殺蟲(chóng)活性篩選。研究中發(fā)現(xiàn)以蘆薈大黃素為代表的蒽醌類化合物具有較好的殺蟲(chóng)活性，從試蟲(chóng)的中毒癥狀來(lái)看和提取物相近。大黃素、大黃素甲醚、大黃酸、大黃酚在5h的擊倒作用隨著試藥濃度的增大而增大，但僅蘆薈大黃素的擊倒率超過(guò)50％。絲光綠蠅在用藥10h的死亡頭數(shù)（死亡率）均有較大幅度提升，尤其是大黃酚和蘆薈大黃素最為明顯，死亡率

8、達(dá)到了56.67％和86.67％。大黃素、大黃素甲醚、大黃酸、大黃酚、蘆薈大黃素的濃度均為3.75 mg/mL時(shí)，絲光綠蠅在10 h的死亡率分別為43.33％，20.00％，30.00％，56.67％和86.67％;在20 h的死亡率分別為50.00％，30.00％，53.33％，70.00％和90.00％。絲光綠蠅成蟲(chóng)經(jīng)大黃素、大黃素甲醚、大黃酸、大黃酚、蘆薈大黃素給藥10 h后，其LC50值分別為3.74，5.90，4.89，3.0

9、6，2.44mg/mL。給藥20 h后，其LC50值分別為3.36，5.29，3.17，1.90，2.26 mg/mL。
　　5、虎杖花中蒽醌類化合物對(duì)絲光綠蠅的毒殺機(jī)制
　　殺蟲(chóng)活性實(shí)驗(yàn)證明蒽醌類化合物是虎杖花中起到殺蟲(chóng)作用的重要的物質(zhì)，對(duì)絲光綠蠅成蟲(chóng)具有較強(qiáng)的神經(jīng)毒殺作用。叢試蟲(chóng)的中毒癥狀推測(cè)虎杖花中的蒽醌類化合物可能作用于絲光綠蠅的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在興奮期，給藥組和活體花相對(duì)于對(duì)照來(lái)說(shuō)均顯示乙酰膽堿酯酶活性降低，即酶比活

10、力降低。大黃素、大黃素甲醚、大黃酸、大黃酚、蘆薈大黃素和活體花對(duì)乙酰膽堿酯酶的抑制率分別為7.03％，8.59％，24.02％，11.13％，32.62％和36.13％。在此時(shí)期絲光綠蠅體內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿含量快速升高，分別為同期對(duì)照組的9.45，8.41，9.24，8.98和3.23倍，這和活體化的趨勢(shì)一致。絲光綠蠅在興奮期由于乙酰膽堿酯酶酶活力被抑制而導(dǎo)致乙酰膽堿無(wú)法被乙酰膽堿酯酶迅速水解為乙酸和膽堿，這會(huì)使得大量乙酰膽堿蓄積而無(wú)

11、法有效終止神經(jīng)信號(hào)的傳遞。這時(shí)腦神經(jīng)細(xì)胞處于持續(xù)興奮之中，表現(xiàn)為亂飛、亂撞、不斷搓動(dòng)前足、并伴有流涎、抽搐等癥狀。隨著取食時(shí)間的延長(zhǎng)，取食量增大，乙酰膽堿酯酶酶活性升高，乙酰膽堿被迅速降解，乙酰膽堿釋放不足，導(dǎo)致神經(jīng)傳遞受阻，試蟲(chóng)由興奮期轉(zhuǎn)為抑制期（麻醉期），從而表現(xiàn)為行動(dòng)緩慢、麻醉等中毒癥狀。絲光綠蠅進(jìn)入麻醉期至即將死亡期，行動(dòng)遲緩，取食量進(jìn)一步增大，蒽醌化合物對(duì)絲光綠蠅體內(nèi)的乙酰膽堿酯酶表現(xiàn)出快速激活作用。在此時(shí)期，大黃素、大黃素甲