植物源杀虫剂开发利用现状及其前景展望
马等多种害虫有强力触杀作用 ,美中不足的是鱼藤酮易光解氧化,在作物上残留时间短。此外,还有一些研究报道,鱼藤根有效成分对植物的生长有刺激作用 。
(4)卫矛科植物 卫矛科植物约有30属450种,中国有12属200种以上。该科植物的杀虫有效成分为二氢沉香呋喃类化合物。雷公藤和苦皮藤是该科中重要的杀虫植物。雷公藤(Tripteryiumwilfordii)的杀虫有效成分主要为wilfordine、wilforgine、wilfortrine、wiforzine及雷公藤碱,多存在于根皮之中。雷公藤对多种害虫具有胃毒、拒食、抑制生长发育和忌避产卵等杀虫活性,且药效快,为其它一般植物性杀虫剂所不及。苦皮藤(Celastrusangulatus)的杀虫活性物质主要分布于根皮中,其次分布于叶中。苦皮藤对小菜蛾、粘虫、黄守瓜等多种害虫具有较好的防效。
(5)杜鹃花科植物 杜鹃花科植物约50属1300余种,中国有14属700种。该科植物黄杜鹃(Rhodendron molle)在中国作为杀虫植物使用的历史较早。黄杜鹃(又称闹羊花)中有3种活性较高的物质:闹羊花素-Ⅲ(简称R-Ⅲ)、Kalmanol和Grayanotoxin-Ⅲ,其中以R-Ⅲ为主要杀虫有效成分。R-Ⅲ属于四环三萜类化合物,在黄杜鹃的花、嫩叶、根、茎不同部位含量各异,以花中含量最高(0.20%)。闹羊花毒素对昆虫有触杀、胃毒和熏蒸作用 。用黄杜鹃可加工制作黄杜鹃粉剂和黄杜鹃水剂两种植物农药,可用于防治叶蝉、稻飞虱、蓟马、蚜虫、黄守瓜、盲蝽象、地老虎等害虫。
除上述植物外,近10多年来国内工作者还对瑞香科植物、柏科植物、黄花蒿、竹、夹竹桃、豆薯(地瓜、凉薯)、百部、毒藜、大黄、藜芦、苦参、银杏、番茄、苦木、白头翁、黄芩、辣椒等植物的杀虫活性进行了相关的研究和报道。
2.活性成分
植物源农药的活性成分多种多样,从成分的化学分类角度看,几乎涵盖所有成分类别,主要包括:
(1)生物碱:生物碱作为植物源农药的有效成分最为重要,如烟碱、苦参碱、藜芦碱、雷公藤碱等。
(2)氨基酸、蛋白质类:如甘氨酸、天门冬氨酸、碱性蛋白、蛋白质类似物等。
(3)萜类与挥发油(精油):除虫菊酯,雷公藤素甲、乙,雷公藤酮,香茅醛,柠檬醛,樟脑等。
(4)三萜类与甾体类化合物:如川楝素、海葱糖苷等。(5)其它:糖甙类有异硫氰酸酯甙、硫甙芥子甙;黄酮类,如鱼藤酮等。
3.作用 机理
(1)影响昆虫激素的代谢:如印楝素抗昆虫蜕皮激素,干扰昆虫蜕皮,导致昆虫产生形态上的缺陷;另外印楝素还可影响昆虫的交配及卵子的发育。
(2)影响昆虫的神经系统:如烟碱作用 于昆虫神经细胞上的乙酰胆碱烟碱型受体,使神经体持续激活,虫体持续痉挛,麻痹死亡;植物香油通过抑制乙酰胆碱酯酶,也可产生同样的效果。
(3)影响昆虫的呼吸系统:鱼藤酮是呼吸作用 电子传递链中的Ⅰ位点抑制剂,从而影响昆虫的呼吸系统;奈醌类物质作用 于线粒体复合体,抑制呼吸作用 。
(4)影响昆虫的消化系统:植物蛋白酶抑制剂与昆虫肠道内的蛋白酶结合并抑制其活力,影响昆虫的消化功能;川楝素通过破坏菜青虫的中肠组织而起作用 。
(5)影响离子通道:除虫菊酯与细胞膜上的钠离子通道结合,延长其开放时间,引起昆虫休克死亡,相同机理的尚有西藜芦生物碱、胡椒素、阿素宁、墙草碱等;鱼尼丁能与肌质网上的钙离子通道结合,使钙离子进入肌细胞,很快引起细胞死亡,对特定种类昆虫的防治确实有效。
(6)其它:油菜素内酯可以增强植物的抗性;苦豆子中的金雀花碱和苦豆碱对昆虫的同工酶有显著的抑制作用 等。
4.作用 方式
(1)胃毒作用 具有胃毒作用 的植物源杀虫物质较多,但它们的作用 机理并不完全相同。如苦皮藤素V主要是破坏中肠肠壁细胞膜及细胞器膜;而川楝素则破坏中肠组织,阻断神经传导而导致害虫麻痹、昏迷、死亡。
(2)触杀作用 目前,具有触杀作用 的植物源杀虫植物不多,主要有除虫菊、鱼藤、烟草等。研究认为,除虫菊中的除虫菊素作用 于昆虫神经系统,但其具体作用 机理比较复杂,尚有许多问题不清楚;鱼藤中的有效杀虫成分鱼藤酮主要作用 于呼吸链中电子转移复合体Ⅰ;烟碱是烟草中的主要杀虫成分,作用 于乙酰胆碱受体。
(3)忌避和拒食作用 忌避主要是利用某些药剂(如茼蒿精油、菊蒿精油)散发出的特殊气味,使昆虫感觉器官难以忍受而离去。拒食产生的主要原因是某些药剂(如印楝素、川楝素、R-m、脱氧鬼臼毒素等)抑制了昆虫的味觉功能而表现出拒食效应。
(4)麻醉作用 某些植物源杀虫物质对害虫具有特殊的麻醉作用 。如雷公藤总碱对5龄菜青虫有很强的麻醉作用 (麻醉中量ND50为2.29μgg-1)。
(5)其它作用 除上述几种作用 方式外,植物源杀虫剂还有其它生物活性。如砂地柏、黄花蒿等精油对害虫有熏杀作用 ,从喜树中分离出来的喜树碱具有极强的不育作用 ,还有一些植物精油对具有引诱作用 。