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《东北师范大学》 2010年
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野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia DC.)精油的生物活性、作用机制及安全性研究

袁海滨  
【摘要】:随着化学农药大量使用引发的环境污染、对非靶标生物的杀伤、害虫抗药性及其再增猖獗等问题越来越受到人们的重视。开发生物合理农药或环境和谐农药、发展害虫综合治理策略(IPM)成为现代植保工作的重要内容。 植物精油气味芬芳,对害虫生物活性很高,作用方式多种多样;对人及哺乳动物低毒,且残留低,不污染粮食和环境,是开发新型绿色杀虫剂及保护剂的重要材料,植物精油作为一种新型的植物源农药有其潜在的价值和广阔的市场,随着精油类农药商品化的成功,可以预见植物精油用于病虫害的防治将是今后的一大趋势。 野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia DC.)为菊科蒿属多年生草本植物,植株有香气。野艾蒿在我国分布甚广,多生于路旁、林缘、山坡、灌丛及河湖滨草地。该植物可入药有散寒、祛湿、温经、止血等作用。野艾蒿在临床上应用于胆囊炎、肝硬化、口腔炎、发热、支气管炎等疾病。 本文主要利用水蒸气蒸馏和超临界二氧化碳萃取法提取野艾蒿精油,对野艾蒿的提取率、生物活性、化学成分以及水蒸馏提取的野艾蒿精油对玉米象(Sitophilus zeamais (Motschulsky))成虫体内各酶系的影响、野艾蒿精油对非靶标生物的影响进行了研究。通过研究,获得了如下结果: 1水蒸气蒸馏法提取野艾蒿精油,提取率为0.45%。利用超临界CO2萃取法提取野艾蒿精油,提取率为1.23%,超临界C02萃取法的提取率是水蒸气蒸馏法的2.73倍。 2水蒸馏提取的野艾蒿精油对玉米象成虫熏蒸活性高于超临界CO2萃取的精油,且差异显著。72h后其LC50分别为25.25μ1/1和33.58gl/l。超临界CO2萃取的野艾蒿精油比水蒸馏提取的精油触杀活性稍高,但差异不显著。24h后其LC50分别为0.0718μl/头和0.0561μl/头。用水蒸馏提取的野艾蒿精油比利用超临界CO2萃取的野艾蒿精油对玉米象成虫表现出更高的忌避效果。 3水蒸汽蒸馏法提取野艾蒿精油,鉴定出相似度80%以上的化合物31个,其主要化学成分为1,8-桉叶油素(含量10.74%)、α-松油醇(含量5.26%)、蒈烯-4(含量4.00%)、4-甲基-1-(1-甲乙基)-双环己烷-3-酮(含量3.63%)、氧化石竹烯(含量2.60%)、石竹烯(含量2.16%)等。超临界CO2萃取法提取野艾蒿精油,鉴定出相似度80%以上的化合物22个,其主要化学成分为环癸烯(含量13.77%)、十六碳酸(含量10.41%)、Z,Z,Z-9,12,15-十八烷三亚乙基四胺-1-醇(含量5.22%)、菠菜烯(含量2.47%)、石竹烯(含量2.24%)等。两种提取方法获得的野艾蒿精油都含有的化学成分为1,8-桉叶油素、α-松油醇、石竹烯、[3aS-(3aα,3bβ,4β,7α,7aS)]-八氢-7-甲基-3-亚甲基-4-(1-甲基乙基)-1H-环戊[1,3]环丙[1,2]苯、橙花叔醇、反式斯巴醇。 4不同浓度的野艾蒿精油处理后,玉米象成虫乙酰胆碱酯酶、α-乙酸萘酯酶、磷酸酯酶、过氧化物酶活力受到明显抑制,变化趋势大致相同,均为先降低后升高,然后趋于平稳。不同浓度处理后,玉米象成虫谷胱甘肽-S-转移酶活力2h之内酶活力升高,与对照组差异显著。处理2h后酶活力迅速下降,在4h时酶活力最低,且低于对照组。 5野艾蒿精油对非靶标生物的安全性。小鼠急性经口毒性试验,野艾蒿精油LD50为2478.25mg/kg。急性经口毒性属于低毒。小鼠急性吸入和急性经皮毒性试验以及家兔的急性吸入试验均无中毒反应和死亡,均属于低毒范围。在家兔皮肤刺激性试验中,刚开始出现轻微刺激性,但14d后的观察结果为无刺激性。在家兔眼刺激性试验中,对家兔的眼睛无损伤。 在亚急性经口毒性试验中,以野艾蒿精油喂饲28d后,雄性大白鼠和雌性大白鼠的体重增加比对照组小,但无显著差异。大白鼠血红蛋白、红细胞数、白细胞数、血小板数、淋巴细胞均在正常范围内变动。各处理组雄性大白鼠血液中的谷草转氨酶、尿素氮、总蛋白均在正常范围内变动,高剂量组的谷丙转氨酶、胆固醇偏高,且差异显著。各处理组雌性大白鼠血液中的谷丙转氨酶、胆固醇、总蛋白均在正常范围内变动,各处理组的谷草转氨酶都偏高,且差异显著;高剂量组的尿素氮也偏高,且差异显著。以上试验结果表明,长时间经口服用野艾蒿精油后可能导致肝功能或者肾功能损伤。对肝脏和肾脏是否存在毒副作用还有待进一步的试验研究。 野艾蒿精油对鹌鹑的急性毒性试验,LD50为3134.15mg/kg、对蜜蜂的接触毒性试验,LD50为3134.15μg/蜂,对蜜蜂的摄入毒性试验,LC50为488.72mg/L、48h对鱼的毒性试验,LC50为31.38ppm。均属于低毒。以上试验结果表明,野艾蒿精油对直接呼吸和皮肤的接触不会带来明显的过敏性和刺激性,其毒性低,对环境及非靶标生物安全,属于环境友好型材料,所以在生产和使用过程中是相对安全的。
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