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《西北农林科技大学》 2009年
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梣酮的杀虫活性及作用机理的初步研究

吕敏  
【摘要】: 植物次生代谢产物是植物在长期进化过程中与生物和非生物因素相互作用所产生的,目前从植物次生代谢产物中发现具杀虫活性的化合物并以其为先导进行结构优化已成为新农药创制研究的重要途径之一。本文首先研究了从芸香科植物白鲜(Dictamnus dasycarpus Turcz.)根皮中分离到的梣酮的杀虫活性,然后结合症状学观察、组织病理学观察(组织切片及超微结构观察)、酶学等方法对其杀虫作用机理进行了初步研究。结果如下: 1、梣酮具有缓效杀虫活性。通过症状学观察,处理试虫死亡高峰出现在其取食后第2~3天,且表现为上吐下泻的胃毒作用症状,最终因失水过多而死。 2、梣酮对试虫具有较强的拒食活性。5.0、10.0及20.0 mg/mL的梣酮溶液在2h内对5龄粘虫Mythimna separata幼虫的拒食率均高于60%。梣酮对5龄粘虫幼虫、2龄小菜蛾Plutella xylostella幼虫及2龄小地老虎Agrotis ypsilon幼虫24h时的拒食中浓度(AFC50)值分别为11.47、7.78及13.40 mg/mL。20 mg/mL梣酮溶液对2龄菜青虫Pieris rapae 24h的拒食率达到78.00%;3龄菜青虫48h拒食率达到80.80%;对4龄棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫24h拒食率达到73.20%;对3龄小地老虎幼虫24h拒食率为27.38%。此外,对5龄小地老虎幼虫及6龄粘虫幼虫也具有一定的拒食活性。 3、梣酮对试虫具有较强的胃毒毒杀活性,但触杀活性较差。通过载毒叶片饲喂法,发现梣酮对鳞翅目昆虫,包括粘虫、菜青虫、小菜蛾、棉铃虫及小地老虎具有较强的胃毒毒杀活性。20.0 mg/mL梣酮溶液对粘虫的活性最好。梣酮对2龄小菜蛾幼虫、3龄粘虫幼虫及4龄淡色库蚊Culex pipiens pallens幼虫的致死中浓LC50分别为7.10 mg/mL、15.95 mg/mL及63.80μg/mL,对5龄粘虫幼虫的致死中量LD50为135.70μg/g。 4、梣酮对粘虫幼虫的生长发育有一定的影响。5.0、10.0及20.0 mg/mL三个浓度处理5龄粘虫幼虫,其生长至6龄的发育历期分别延长了1、2及3d,且校正死亡率均大于50%;在浓度为10.0及20.0 mg/mL时,对粘虫的发育抑制率均达到30%以上。其化蛹率及羽化率随浓度的升高而降低。同时,梣酮可使粘虫产生畸形蛹。 5、梣酮对粘虫卵孵化具有较高的抑制活性。经5.0、10.0及20.0 mg/mL三个浓度处理,其卵孵化历期均延长了3-4d,孵化率只有50%左右,且孵化后的幼虫仅少量发育为2龄幼虫,发育抑制率分别为73.94%、86.52%及85.43%。 6、梣酮的毒杀活性与温度(12 oC、22 oC、32 oC)成正相关性,温度(32 oC)越高毒力越强。 7、解剖中毒试虫,未见消化道破损。严重失水的试虫中肠肠壁变薄,缺乏弹性,易破碎。通过制作石蜡切片,在光镜下看到,梣酮处理后的粘虫中肠横断面形状不规则,肠壁细胞层连接不完整,杯状细胞杯腔变大,柱状细胞细胞核肿大。随着中毒程度的加深,围食膜消失,肠内容物散乱地分布于肠腔。 8、透射电镜观察结果表明,梣酮处理后对粘虫中肠细胞内的细胞器影响较大。在试虫尚未表现症状时中肠超微结构与对照差别不大,仅是在细胞内出现大量溶酶体;当试虫出现失水症状时,线粒体肿胀,并出现空白亮区,内质网扩张;严重失水时,细胞质稀薄,线粒体少,细胞核内染色质浓缩成团,次级溶酶体增多,内质网扩张,线粒体嵴模糊或消失,空泡化,但双层膜完好。杯状细胞细胞壁内陷,杯腔内细胞器混乱,柱状细胞内细胞器外溢。梣酮可使中肠微绒毛断裂倒伏,甚至部分脱落缺失。 9、通过对处理前后粘虫中肠消化酶活性的比较,发现梣酮抑制了5龄、6龄粘虫幼虫中肠α-淀粉酶、脂肪酶活性,但却提高了5龄及6龄粘虫幼虫中肠蛋白酶活性。蛋白酶可能参与了梣酮在粘虫中肠的分解作用。进一步对特异性蛋白酶活性进行了测定,结果表明,经梣酮处理后,5龄粘虫幼虫中肠强碱性类胰蛋白酶(BAPNA为底物)及类胰凝乳蛋白酶(BTEE为底物)活性随粘虫中毒程度加深而降低,而弱碱性类胰蛋白酶(TAME为底物)活性被激活;6龄粘虫幼虫中肠强碱性及弱碱性类胰蛋白酶活性均表现出先抑制后激活,而胰凝乳蛋白酶活性受到抑制,且随时间延长其活性越来越低。与粘虫相反,5龄小地老虎幼虫中肠两种类胰蛋白酶活性均表现出受抑制,而类胰凝乳蛋白酶活性被激活。 10、羧酸酯酶及谷胱甘肽S-转移酶在梣酮的代谢中发挥着重要的作用。通过测定梣酮处理前后各时期5龄及6龄粘虫幼虫中肠羧酸酯酶、细胞色素P450及谷胱甘肽S-转移酶活性,发现梣酮可提高粘虫中肠羧酸酯酶及谷胱甘肽S-转移酶的活性,而降低了NADPH-细胞色素P450还原酶及O-脱甲基酶的活性。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S482.39

【引证文献】
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