中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (19): 3905-3918.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.19.008
收稿日期:
2025-07-23
接受日期:
2025-08-31
出版日期:
2025-10-01
发布日期:
2025-10-10
通信作者:
联系方式:
刘浩凯,E-mail:1121667337@qq.com。
基金资助:
LIU HaoKai1(), FENG YouNa1, LI Jing1,2, LIANG Qian1,2(
)
Received:
2025-07-23
Accepted:
2025-08-31
Published:
2025-10-01
Online:
2025-10-10
摘要:
【目的】揭示八角(Illicium verum)和莪术(Curcuma phaeocaulis)挥发油的活性成分及其对小菜蛾(Plutella xylostella)体内酶活性的影响,为小菜蛾植物源杀虫剂的开发提供理论依据。【方法】采用水蒸气蒸馏法提取挥发油,浸虫法和浸叶法测定八角和莪术挥发油的触杀和胃毒活性;使用气相色谱-质谱(GC-MS)分析化学成分,紫外可见分光光度计测定双戊烯和蓬莪术环氧酮对小菜蛾体内乙酰胆碱酯酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、羧酸酯酶和过氧化氢酶活性的影响。【结果】八角挥发油对小菜蛾4 d触杀活性的LC50为54.40 μg·mL-1;莪术挥发油对小菜蛾4 d胃毒活性的LC50为71.56 μg·mL-1。通过GC-MS分析,八角挥发油主要成分为茴香脑(85.96%)、草蒿脑(6.23%)、对茴香醛(3.73%)和双戊烯(1.19%);莪术挥发油主要成分为表蓬莪术烯酮(50.64%)、吉马酮(14.10%)、莪术烯醇(8.22%)、莪术呋喃二烯酮(3.99%)、莪术烯(2.27%)、桉叶油醇(1.99%)、蓬莪术环氧酮(1.94%)、β-榄香烯(1.40%)、β-桉叶醇(1.06%)和α-石竹烯(1.02%)。八角挥发油的主要化学成分双戊烯、草蒿脑、对茴香醛和茴香脑4 d对小菜蛾触杀活性的LC50分别为57.99、205.21、111.76和86.48 μg·mL-1,莪术挥发油主要化学成分桉叶油醇、β-榄香烯、α-石竹烯、莪术烯、表蓬莪术烯酮、β-桉叶醇、吉马酮、莪术烯醇、莪术呋喃二烯酮和蓬莪术环氧酮4 d对小菜蛾胃毒活性的LC50分别为54.48、350.93、44.75、376.45、497.66、50.94、28.58、7.27、28.36和4.34 μg·mL-1,蓬莪术环氧酮的胃毒活性高于阳性对照除虫菊酯的胃毒活性。随着双戊烯处理浓度的增加,对小菜蛾体内乙酰胆碱酯酶活性表现为抑制→恢复→激活→恢复作用,Ca2+-Mg2+-ATP酶和羧酸酯酶表现为持续激活作用,过氧化氢酶表现为先激活再恢复作用。随着蓬莪术环氧酮处理浓度的增加,小菜蛾体内乙酰胆碱酯酶活性表现为先激活再恢复,Ca2+-Mg2+-ATP酶和过氧化氢酶表现为持续激活作用,羧酸酯酶表现为激活→抑制→激活作用。【结论】八角和莪术挥发油中对小菜蛾具有良好杀虫活性的化合物分别为双戊烯和蓬莪术环氧酮。研究结果可为八角和莪术植物资源的开发利用及小菜蛾种群的防控提供新方向。
刘浩凯, 丰友娜, 李靖, 梁倩. 八角和莪术挥发油对小菜蛾杀虫活性成分及其作用机制[J]. 中国农业科学, 2025, 58(19): 3905-3918.
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表1
八角挥发油对小菜蛾的触杀活性和莪术挥发油对小菜蛾的胃毒活性"
处理 Treatment | 时间 Time (d) | 致死中浓度LC50 (μg·mL-1) | 95%置信区间 95%CI (μg·mL-1) | 斜率±标准误 Slope±standard error | 卡方 χ2 | P值 P value |
---|---|---|---|---|---|---|
八角挥发油I. verum essential oil | 1 | 105.40 | 78.36-155.13 | 1.73±0.09 | 110.81 | <0.001 |
2 | 80.03 | 58.82-114.65 | 1.60±0.09 | 106.98 | <0.001 | |
3 | 61.54 | 45.18-84.20 | 1.59±0.09 | 99.13 | <0.001 | |
4 | 54.40 | 39.67-73.50 | 1.51±0.09 | 89.20 | <0.001 | |
莪术挥发油 C. phaeocaulis essential oil | 1 | 238.93 | 187.45-304.24 | 1.45±0.09 | 50.61 | <0.001 |
2 | 101.93 | 62.24-140.89 | 1.37±0.09 | 70.65 | <0.001 | |
3 | 83.11 | 46.42-117.97 | 1.48±0.10 | 82.51 | <0.001 | |
4 | 71.56 | 37.35-103.17 | 1.63±0.11 | 93.78 | <0.001 |
表3
莪术挥发油的主要成分"
序号No. | 保留时间Retention time (min) | 化合物Compound | 相对含量Relative content (%) |
---|---|---|---|
1 | 12.19 | 桉叶油醇Eucalyptol | 1.99 |
2 | 23.67 | β-榄香烯β-elemene | 1.40 |
3 | 25.38 | α-石竹烯α-caryophyllene | 1.02 |
4 | 26.50 | 莪术烯Curzerene | 2.27 |
5 | 29.31 | 表蓬莪术烯酮Epicurzerenone | 50.64 |
6 | 30.41 | β-桉叶醇β-eudesmol | 1.06 |
7 | 31.50 | 吉马酮Germacrone | 14.10 |
8 | 32.29 | 莪术烯醇Curcumenol | 8.22 |
9 | 33.50 | 莪术呋喃二烯酮Furanodienone | 3.99 |
10 | 37.93 | 蓬莪术环氧酮Zederone | 1.94 |
表4
八角主要化学成分对小菜蛾的触杀活性"
处理 Treatment | 时间 Time (d) | 致死中浓度 LC50 (μg·mL-1) | 95%置信区间 95%CI (μg·mL-1) | 斜率±标准误 Slope±standard error | 卡方 χ2 | P值 P value |
---|---|---|---|---|---|---|
双戊烯 Cinene | 1 | 327.90 | 242.44-467.85 | 1.68±0.09 | 105.58 | <0.001 |
2 | 191.27 | 143.04-247.74 | 1.41±0.09 | 57.78 | <0.001 | |
3 | 100.40 | 62.93-137.27 | 1.25±0.09 | 53.86 | <0.001 | |
4 | 57.99 | 32.74-82.41 | 1.34±0.10 | 44.92 | <0.001 | |
草蒿脑 Estragole | 1 | 466.68 | 270.18-1282.34 | 1.30±0.07 | 294.48 | <0.001 |
2 | 275.69 | 174.86-505.37 | 1.14±0.07 | 179.59 | <0.001 | |
3 | 226.55 | 147.44-375.56 | 1.12±0.06 | 153.83 | <0.001 | |
4 | 205.21 | 134.62-327.93 | 1.11±0.06 | 141.53 | <0.001 | |
对茴香醛 p-anisaldehyde | 1 | 1364.43 | 834.64-3333.10 | 0.63±0.08 | 18.72 | 0.132 |
2 | 372.56 | 290.00-504.92 | 0.60±0.08 | 12.07 | 0.522 | |
3 | 178.96 | 133.53-229.48 | 0.60±0.08 | 11.14 | 0.599 | |
4 | 111.76 | 89.04-134.49 | 0.94±0.08 | 9.95 | 0.698 | |
茴香脑 Anethole | 1 | 171.56 | 142.25-207.57 | 2.17±0.09 | 83.67 | <0.001 |
2 | 148.17 | 119.24-183.64 | 1.94±0.08 | 92.87 | <0.001 | |
3 | 104.80 | 78.89-135.55 | 1.79±0.08 | 118.86 | <0.001 | |
4 | 86.48 | 60.34-116.16 | 1.60±0.08 | 129.24 | <0.001 | |
除虫菊酯Pyrethrin | 1 | 27.52 | 14.79-55.82 | 0.37±0.02 | 51.43 | <0.001 |
2 | 5.58 | 2.97-10.26 | 0.38±0.02 | 51.49 | <0.001 | |
3 | 2.22 | 1.20-3.85 | 0.34±0.02 | 33.96 | 0.019 | |
4 | 1.01 | 0.44-1.97 | 0.31±0.02 | 38.29 | 0.005 |
表5
莪术主要化学成分对小菜蛾的胃毒活性"
处理 Treatment | 时间 Time (d) | 致死中浓度 LC50 (μg·mL-1) | 95%置信区间 95%CI (μg·mL-1) | 斜率±标准误 Slope±standard error | 卡方 χ2 | P值 P value |
---|---|---|---|---|---|---|
桉叶油醇 Eucalyptol | 1 | 1553.63 | 797.67-5671.38 | 0.67±0.09 | 19.42 | 0.111 |
2 | 392.34 | 273.88-691.57 | 0.52±0.08 | 13.00 | 0.448 | |
3 | 98.63 | 77.58-122.54 | 0.68±0.08 | 15.43 | 0.281 | |
4 | 54.48 | 33.01-76.00 | 0.74±0.08 | 23.81 | 0.033 | |
β-榄香烯 β-elemene | 1 | 2043.45 | 1073.77-6900.68 | 1.03±0.11 | 24.91 | 0.024 |
2 | 1264.52 | 616.16-6280.57 | 0.67±0.09 | 28.93 | 0.007 | |
3 | 485.05 | 295.50-1278.52 | 0.60±0.08 | 24.38 | 0.028 | |
4 | 350.93 | 236.07-684.94 | 0.58±0.08 | 18.50 | 1.139 | |
α-石竹烯α-caryophyllene | 1 | 7164.46 | 2080.49-143392.98 | 0.38±0.08 | 8.24 | 0.827 |
2 | 843.14 | 386.80-7862.66 | 0.29±0.08 | 15.13 | 0.299 | |
3 | 125.00 | 67.05-233.02 | 0.28±0.08 | 10.79 | 0.629 | |
4 | 44.75 | 21.49-67.93 | 0.59±0.08 | 21.58 | 0.062 | |
莪术烯 Curzerene | 1 | 2085.62 | 971.97-11233.87 | 0.96±0.11 | 34.52 | 0.001 |
2 | 3101.97 | 1043.95-61338.01 | 0.44±0.08 | 18.35 | 0.145 | |
3 | 725.90 | 440.05-1780.71 | 0.48±0.08 | 13.33 | 0.423 | |
4 | 376.45 | 248.09-777.43 | 0.43±0.08 | 12.09 | 0.521 | |
表蓬莪术烯酮 Epicurzerenone | 1 | 11791.08 | 2107.36-12613023.50 | 0.55±0.10 | 33.40 | 0.001 |
2 | 17496.95 | 3132.00-3664519.09 | 0.31±0.08 | 15.38 | 0.284 | |
3 | 1837.08 | 625.60-78593.01 | 0.26±0.08 | 7.35 | 0.883 | |
4 | 497.66 | 213.01-54204.18 | 0.20±0.08 | 8.50 | 0.810 | |
β-桉叶醇 β-eudesmol | 1 | 778.24 | 499.21-1633.54 | 0.80±0.09 | 20.03 | 0.094 |
2 | 245.92 | 184.19-365.84 | 1.01±0.08 | 35.51 | 0.001 | |
3 | 109.57 | 93.12-128.14 | 0.96±0.08 | 10.56 | 0.648 | |
4 | 50.94 | 30.45-71.34 | 0.68±0.08 | 19.31 | 0.114 | |
吉马酮 Germacrone | 1 | 3534.41 | 1198.69-54711.27 | 0.35±0.08 | 14.06 | 0.370 |
2 | 325.81 | 207.88-747.88 | 0.37±0.08 | 8.08 | 0.839 | |
3 | 55.35 | 33.22-77.57 | 0.48±0.08 | 15.04 | 0.305 | |
4 | 28.58 | 12.54-45.24 | 0.61±0.08 | 18.45 | 0.141 | |
莪术烯醇 Curcumenol | 1 | 778.48 | 529.15-1399.86 | 0.69±0.08 | 17.21 | 0.190 |
2 | 335.22 | 219.27-710.42 | 0.40±0.08 | 11.61 | 0.560 | |
3 | 45.29 | 27.75-62.74 | 0.55±0.08 | 11.82 | 0.543 | |
4 | 7.27 | 1.23-16.67 | 0.42±0.08 | 6.47 | 0.927 | |
莪术呋喃二烯酮 Furanodienone | 1 | 1129.53 | 634.32-3211.13 | 0.50±0.08 | 17.25 | 0.188 |
2 | 213.19 | 142.02-397.25 | 0.36±0.08 | 14.87 | 0.316 | |
3 | 64.44 | 45.43-83.83 | 0.60±0.08 | 11.93 | 0.534 | |
4 | 28.36 | 15.38-41.70 | 0.57±0.08 | 7.53 | 0.873 | |
蓬莪术环氧酮 Zederone | 1 | 743.92 | 485.81-1498.95 | 0.89±0.09 | 23.12 | 0.040 |
2 | 429.96 | 282.09-898.33 | 0.70±0.08 | 25.20 | 0.022 | |
3 | 65.86 | 33.79-99.39 | 0.37±0.08 | 16.52 | 0.222 | |
4 | 4.34 | 0.05-15.67 | 0.27±0.08 | 13.96 | 0.377 | |
除虫菊脂 Pyrethrin | 1 | — | — | — | — | — |
2 | 223.80 | 119.69-488.71 | 0.26±0.02 | 22.53 | 0.259 | |
3 | 59.40 | 34.22-113.80 | 0.25±0.02 | 23.35 | 0.222 | |
4 | 6.65 | 3.95-11.11 | 0.32±0.02 | 27.31 | 0.098 |
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