雷公藤杀虫生物碱的分离、鉴定及应用研究

来源 :杭州师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuzhoucumt
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本论文以杀虫植物雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.f.)作为主要研究对象,首先对雷公藤植物中的杀虫活性成分进行了提取、分离和鉴定,在此基础上展开了雷公藤杀虫活性物质作为植物源农药开发与应用的系统研究,并最终开发了相关植物源农药产品,完成了产品的安全性和药效评价。主要研究结果如下:  (1)雷公藤中的主要杀虫活性成分:雷公藤中主要杀虫活性成分为一类倍半萜类生物碱(Sesquiterpenoid Alkaloids),从中共分离鉴定了雷公藤次碱(wilforine)、雷公藤晋碱(wilforgine)以及雷公藤定碱(wilfordine)等三种生物碱单体。结果表明,三种生物碱单体均具有一定的生物活性,但都明显低于雷公藤总生物碱和三种单体的混合物,说明生物碱单体之间存在一定协同效应。  (2)雷公藤生物碱的杀虫谱、杀虫活性和作用机理:雷公藤生物碱对鳞翅目害虫具有毒杀、拒避和抑制生长发育作用。其中对二化螟、小菜蛾、菜青虫和大螟幼虫的拒食作用AFC50分别为188.3、42.44、17.42、22.78mg/L(选择性拒食)和46.1、46.6、11.44、41.77mg/L(非选择性拒食),毒杀作用LC50分别为313.91(48h)、104.99(72h)、15.94(24h)、148.59(48h)mg/L,对斜纹夜蛾幼虫的毒杀作用LC50为144.69mg/L(48h),对二化螟和小菜蛾幼虫的生长抑制作用EC50分别为39.38和123.3mg/L。雷公藤生物碱对鳞翅目害虫的生物活性具一定的广谱性,但速效性和对高龄幼虫的活性相对较差。在雷公藤生物碱作用机理的初步研究中发现,该类生物碱对小菜蛾体内GSTs和CarEs两种解毒酶系活力的影响十分明显,低浓度连续处理(LC10)下,低龄虫体内GSTs酶活力被明显诱导升高,而在2龄以后则被显著抑制,但处理组幼虫CarEs酶活力则一直显著高于对照;在高浓度处理(LC90)下,小菜蛾幼虫体内的两种酶活力均被诱导升高,显著高于对照组。  (3)雷公藤生物碱的分析检测及产品工艺:用紫外分光光度和RP-HPLC相结合建立了雷公藤原材料及产品中总生物碱和生物碱活性单体的分析测定方法;经提取溶剂、提取时间、酸碱种类和浓度以及提取装置等多个影响生物碱提取率的重要指标的考察得出:雷公藤根皮中杀虫生物碱的最佳提取溶剂为乙醇,时间以12h为宜,酸和碱采用稀盐酸和氨水,浓度分别控制在5%和10%左右;所设计和采用的改进型索氏提取装置不但有效提高了提取率,且所使用的提取溶剂仅为常规方法的1/3,溶剂回收率可达85%以上;以雷公藤总生物碱为主要成分所研发的1%雷公藤总碱乳油和微乳剂产品质量均达到农药生产质量标准要求;雷公藤生物碱盐酸盐具有水溶性和酯溶性,也具有典型半倍萜生物碱紫外吸收特征,但峰值与原生物碱相比有所改变;生物碱盐酸盐对菜青虫具有明显的拒食和毒杀活性,拒食作用AFC50在选择性和非选择性条件下分析为23.25 mg/L和15.90mg/L,毒杀活性LC50为63.20mg/L(3龄幼虫,24h),高于总生物碱。  (4)药效、安全性及毒理学研究:1%雷公藤总碱乳油和微乳剂500倍液对菜青虫均有良好的防治效果,3d防效可达97.93%和98.95%;主要成分雷公藤次碱在蔬菜及土壤中降解较快,残留极低,14d后在蔬菜中残留量仅0.0031mg/L,而5d后在土壤中的残留量仅为0.002mg/L;雷公藤总生物碱对小菜蛾绒茧蜂和螟黄足绒茧蜂等两种天敌基本无毒,较为安全。经毒理学研究发现,雷公藤总生物碱和乳油产品对哺乳类动物十分安全,按GB15670-1995《农药登记毒理学试验方法》的分级标准该农药的原药及制剂均属低毒。  (5)雷公藤植物的采集标准:雷公藤植株的各个部位所含的生物碱种类及其含量均有所不同,其中以雷公藤根皮中的含量最高;不同产地的雷公藤所含的生物碱也有不同,浙江、福建、广西、湖南等地的雷公藤,虽然在生物碱总量上相差不明显,但几种生物碱单体的差异显著,其中浙江雷公藤中的雷公藤次碱含量最高;雷公藤生物碱的含量存在明显的季节性,秋季雷公藤根中生物碱的含量达到峰值;雷公藤叶中存在总生物碱,在一年中以春季含量最高,逐渐下降,但含量均远低于根。因此,雷公藤植物的最佳采集标准为:采集季节为10月左右,最佳产地为浙江省,采集部位应以根为主。
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