CN113749120B - 中亚紫菀木在生物防治方面的应用及其生物防治药剂与制备方法 - Google Patents

中亚紫菀木在生物防治方面的应用及其生物防治药剂与制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明“中亚紫菀木Asterothamnuscentrali‑asiaticus在生物防治方面的应用及其生物防治药剂与制备方法”属于生物防治领域。本发明提供中亚紫菀木在生物防治领域的用途，并基于该用途，本发明进一步提供一种生物防治药剂，其包括活性成分；所述活性成分包括中亚紫菀木精油。利用本发明的中亚紫菀木新用途或采用本发明的杀虫剂/杀虫方法可高效杀灭棉蚜、西花蓟马或木虱，且中亚紫菀木为野生植物，分布范围广泛，简单易得，成本低廉，适于大规模推广应用。

Description

中亚紫菀木在生物防治方面的应用及其生物防治药剂与制备 方法
技术领域
本发明属于生物防治领域，具体涉及中亚紫菀木在生物防治方面的应用及其生物防治药剂与制备方法。
背景技术
中亚紫菀木，学名：Asterothamnuscentrali-asiaticus，是菊科紫菀木属的植物。该植物分布于蒙古以及中国的内蒙古、青海、宁夏、甘肃等地，生长于海拔1,300米至3,900米的地区，一般生于草原及荒漠地区。
木虱为昆虫纲同翅目中的一个重要类群。它也是同翅目木虱科的通称。为渐变态类昆虫，个体发育经过卵、若虫和成虫三个时期。口器刺吸式。成虫体小型，活泼能跳。若虫体圆而扁平，体表覆被蜡质分泌物。多为害木本植物，重要的有为害梨树的梨木虱和为害桑树的桑木虱等。
西花蓟马是蓟马科Thripidae的一类动物，属缨翅目Thysanoptera。西花蓟马食性杂，已知寄主植物多达500余种。该虫原产于北美洲，1955年首先在夏威夷考艾岛发现，曾是美国加州最常见的一种蓟马。
棉蚜，学名：Aphis gossypii Glover，是蚜科蚜属的一种昆虫，俗称腻虫。棉蚜为世界性棉花害虫。中国各棉区都有发生，是棉花苗期的重要害虫之一。寄主植物有石榴、花椒、木槿、鼠李属、棉、瓜类等。
有关中亚紫菀木在生物防治领域尤其是防治木虱、蓟马或棉蚜方面的应用，本领域尚未见报道。
发明内容
针对本领域上述空白，本发明首次提出中亚紫菀木在生物防治领域的应用，尤其是中亚紫菀木在防治木虱、西花蓟马、棉蚜方面的用途。
本发明的技术方案如下：
中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus在生物防治方面的应用。
采用中亚紫菀木精油进生物防治；
优选地，所述中亚紫菀木精油为提取自中亚紫菀木植株地上部分的精油；
优选地，所述中亚紫菀木精油的活性成分包括：2,3,4,6-四甲基苯酚、香芹酚、(R)-α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、芳樟醇、桉油烯醇、(5-甲基-2-丙基-2-苯基)2-甲基丁酸酯、2-莰酮、2-(4-甲基苯基)丙-2-醇、2-甲氧基-3-(2-丙烯基)-苯酚。
所述生物防治指杀虫；
优选地，所述虫指农业害虫；
优选地，所述农业害虫选自木虱、西花蓟马、或棉蚜。
一种生物防治药剂，其特征在于，其活性成分包括：中亚紫菀木精油。
所述中亚紫菀木精油为提取自中亚紫菀木植株地上部分的精油；
优选地，所述中亚紫菀木精油的活性成分包括：2,3,4,6-四甲基苯酚、香芹酚、(R)-α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、芳樟醇、桉油烯醇、(5-甲基-2-丙基-2-苯基)2-甲基丁酸酯、2-莰酮、2-(4-甲基苯基)丙-2-醇、2-甲氧基-3-(2-丙烯基)-苯酚。
所述生物防治指杀虫；
优选地，所述虫指农业害虫；
优选地，所述农业害虫选自木虱、西花蓟马、或棉蚜；
优选地，所述生物防治药剂的剂型选自：喷雾剂、粉剂、片剂、液体剂；
优选地，所述生物防治药剂还包括药学上可接受的辅料。
一种生物防治药剂的制备方法，其特征在于，包括：以中亚紫菀木精油做为生物防治药剂的活性成分。
所述中亚紫菀木精油为提取自中亚紫菀木植株地上部分的精油；
优选地，将中亚紫菀木植株地上部分采用水蒸气蒸馏法提取后再萃取；
优选地，所述水蒸气蒸馏法的提取温度为70-120℃优选100℃；提取时间为3-9h优选6h；
优选地，所述萃取剂为正己烷，萃取时间为2-6h优选3h；
优选地，萃取后的正己烷层干燥、浓缩；优选地，所述干燥指用无水硫酸钠去除正己烷层的水分；所述浓缩指干燥后的产物用旋蒸仪旋转蒸发去除正己烷后得到中亚紫菀木精油；
优选地，水蒸气蒸馏法提取前将中亚紫菀木植株的地上部分自然阴干、粉碎；
优选地，所述水蒸气蒸馏法提取指：将阴干粉碎后的中亚紫菀木植株的地上部分置于挥发油提取器中进行提取；
优选地，所述一种生物防治药剂的制备方法还包括：添加药学上可接受的辅料；例如，在一些实施例中，可将中亚紫菀木精油溶于溶剂中制成中亚紫菀木精油溶液，溶剂可以是有机溶剂，例如乙醇、丙酮。
一种生物防治方法，其特征在于，采用中亚紫菀木进行生物防治。
采用中亚紫菀木精油进行生物防治；
优选地，所述生物防治指杀虫；
优选地，所述虫指农业害虫；
优选地，所述农业害虫选自木虱、西花蓟马、或棉蚜；
优选地，采用中亚紫菀木精油溶液进行杀虫；
优选地，所述杀虫方式选自：触杀或熏杀；
优选地，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭棉蚜的半致死浓度为18.05mg/ml；
优选地，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭西花蓟马的半致死浓度为0.29mg/L；
优选地，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭木虱的半致死浓度为0.99μg/头；
优选地，所述中亚紫菀木精油溶液指中亚紫菀木精油的酒精溶液。
本发明首次提出并请求保护中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus在生物防治方面的新用途，该新用途主要通过中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus精油熏杀或触杀西花蓟马、棉蚜或木虱得以实现。本发明还首次提取并鉴定出中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus精油中的活性杀虫成分，它们包括：2,3,4,6-四甲基苯酚、香芹酚、(R)-α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、芳樟醇、桉油烯醇、(5-甲基-2-丙基-2-苯基)2-甲基丁酸酯、2-莰酮、2-(4-甲基苯基)丙-2-醇、2-甲氧基-3-(2-丙烯基)-苯酚等。同时，本发明通过致死试验证实了中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus精油对西花蓟马、棉蚜或木虱的高致死效率，其半致死浓度均显著低于现有常规杀虫剂的半致死浓度。利用本发明的中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus新用途或采用本发明的杀虫剂/杀虫方法可高效杀灭西花蓟马、棉蚜、木虱，且中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus为野生植物，分布范围广泛，简单易得，成本低廉，适于大规模推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的详细内容做进一步描述，但并不以此限制本发明的保护范围。
第1组实施例、本发明的中亚紫菀木新用途
本组实施例提供中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus在生物防治方面的应用。
在一些实施例中，采用中亚紫菀木精油进生物防治；
优选地，所述中亚紫菀木精油为提取自中亚紫菀木植株地上部分的精油；
优选地，所述中亚紫菀木精油的活性成分包括：2,3,4,6-四甲基苯酚、香芹酚、(R)-α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、芳樟醇、桉油烯醇、(5-甲基-2-丙基-2-苯基)2-甲基丁酸酯、2-莰酮、2-(4-甲基苯基)丙-2-醇、2-甲氧基-3-(2-丙烯基)-苯酚。
在另一些实施例中，所述生物防治指杀虫；
优选地，所述虫指农业害虫；
优选地，所述农业害虫选自木虱、西花蓟马、或棉蚜。
第2组实施例、本发明的生物防治药剂
本组实施例提供一种生物防治药剂。本组所有的实施例都具备如下共同特征：所述一种生物防治药剂的活性成分包括：中亚紫菀木精油。
在一些实施例中，所述中亚紫菀木精油为提取自中亚紫菀木植株地上部分的精油；
优选地，所述中亚紫菀木精油的活性成分包括：2,3,4,6-四甲基苯酚、香芹酚、(R)-α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、芳樟醇、桉油烯醇、(5-甲基-2-丙基-2-苯基)2-甲基丁酸酯、2-莰酮、2-(4-甲基苯基)丙-2-醇、2-甲氧基-3-(2-丙烯基)-苯酚。
在另一些实施例中，所述生物防治指杀虫；
优选地，所述虫指农业害虫；
优选地，所述农业害虫选自木虱、西花蓟马、或棉蚜；
优选地，所述生物防治药剂的剂型选自：喷雾剂、粉剂、片剂、液体剂；
优选地，所述生物防治药剂还包括药学上可接受的辅料。
第3组实施例、本发明的生物防治药剂的制备方法
本组实施例提供一种生物防治药剂的制备方法。本组所有的实施例都具备如下共同特征：所述一种生物防治药剂的制备方法包括：以中亚紫菀木精油做为生物防治药剂的活性成分。
在一些实施例中，所述中亚紫菀木精油为提取自中亚紫菀木植株地上部分的精油；
优选地，将中亚紫菀木植株地上部分采用水蒸气蒸馏法提取后再萃取；
优选地，所述水蒸气蒸馏法的提取温度为70-120℃优选100℃；提取时间为3-9h优选6h；
优选地，所述萃取剂为正己烷，萃取时间为2-6h优选4h；
优选地，萃取后的正己烷层干燥、浓缩；优选地，所述干燥指用无水硫酸钠去除正己烷层的水分；所述浓缩指干燥后的产物用旋蒸仪旋转蒸发去除正己烷后得到中亚紫菀木精油；
优选地，水蒸气蒸馏法提取前将中亚紫菀木植株的地上部分自然阴干、粉碎；
优选地，所述水蒸气蒸馏法提取指：将阴干粉碎后的中亚紫菀木植株的地上部分置于挥发油提取器中进行提取；
优选地，所述一种生物防治药剂的制备方法还包括：添加药学上可接受的辅料；例如，在一些实施例中，可将中亚紫菀木精油溶于溶剂中制成中亚紫菀木精油溶液，溶剂可以是有机试剂（乙醇、丙酮等）。
在本文中，中亚紫菀木精油也被称为中亚紫菀木挥发油。
第4组实施例、本发明的生物防治方法
本组实施例提供一种生物防治方法。本组所有的实施例都具备如下共同特征：所述一种生物防治方法采用中亚紫菀木进行生物防治。
在进一步的实施例中，采用中亚紫菀木精油进行生物防治；
优选地，所述生物防治指杀虫；
优选地，所述虫指农业害虫；
优选地，所述农业害虫选自木虱、西花蓟马、或棉蚜；
优选地，采用中亚紫菀木精油溶液进行杀虫；
优选地，所述杀虫方式选自：触杀或熏杀；
优选地，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭棉蚜的半致死浓度为18.05mg/mL；
优选地，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭西花蓟马的半致死浓度为0.29mg/L；
优选地，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭木虱的半致死浓度为0.99μg/头；
优选地，所述中亚紫菀木精油溶液指中亚紫菀木精油的酒精溶液。
实验例、本发明中亚紫菀木精油的制备及杀虫效果验证
1、植物精油制备
将中亚紫菀木取植株的地上部分自然阴干，粉碎，称量后置于挥发油提取器中，采用水蒸气蒸馏法进行提取，提取时间一般为6 h，采用正己烷萃取，获得正己烷层，加入无水硫酸钠除去水分，浓缩后，量取体积，将挥发油装入干燥玻璃瓶中，放置于4℃冰箱内保存。
2、GC-MS测试
挥发油样品采用GC-MS分析样品的成分组成，测试条件为：GCMS-QP2010 plus（Shimadzu）；色谱柱：DB-5MS(60m×0.25um×0.32mm)（Agilent）；升温速率：60 ℃-10 ℃/min-300℃-20min；分流比：30：1；恒线速度模式：30cm/sec；载气：He；离子源温度：200 ℃；接口温度：300 ℃；进样口温度：320 ℃；质量扫描范围：m/z 29-650进样量：1 μL；样品前处理：样品经一次性注射器含0.22μm的有机滤膜的滤头过滤；谱库检索：Nist 2017标准谱库。
中亚紫菀木精油经检测其成分如下表1所示：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure 869991DEST_PATH_IMAGE003
上表1中鉴定出来的全部成分的总百分比未到100%，是因为中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus精油中仍存在未知成分，它们可能是新的化合物，无法利用现有的GC-MS检测方法鉴定出来。
3、中亚紫菀木挥发油对棉蚜触杀活性测定
采用叶碟法测定杀虫活性，将聚四氟乙烯涂到12孔板的四壁，晾干后，把琼脂铺到板底，取新鲜未施用农药的棉花叶片，将叶片打孔，制成直径为3cm的圆形叶碟，叶片浸药（中亚紫菀木挥发油酒精溶液）10s后晾干放入孔板，接入10头枸杞棉蚜，置于光/暗=16 h/8h，25 ℃，湿度为60%～70%的培养箱中。以未加挥发油溶剂和除虫菊酯分别为阴性、阳性对照。每个处理6次重复，每重复10头棉蚜，处理后24 h后分别检查各处理的棉蚜死亡数及存活情况，计算死亡率，采用DPS计算半致死浓度LC50。
4、中亚紫菀木挥发油对西花蓟马熏蒸活性测定
采用熏蒸法，取20mL小瓶吸入10头西花蓟马成虫，用网纱套住放入250mL广口瓶中，瓶盖内固定1cm×6cm滤纸条，将滴有20μlL药液（中亚紫菀木挥发油的酒精溶液）的滤纸条晾10-20s，待溶剂挥发后盖上瓶盖，使滤纸条悬于广口瓶中央，用封口膜包住广口瓶盖。处理后将广口瓶放入植物培养箱中，设温度（25±0.5）℃，相对湿度50％，光照L：D为16h：8h的光照气候箱。以未加挥发油溶剂和印楝油分别为阴性、阳性对照。每个处理6次重复，每重复10头蓟马，处理后24h后分别检查各处理的蓟马死亡及存活情况，计算死亡率，采用DPS计算半致死浓度LC50。
5、中亚紫菀木挥发油对木虱触杀活性测定
采用微量点滴法测定触杀活性。试虫用冷冻10min麻醉，10头木虱/管，采用点滴法，点滴于虫体前胸背板，每头点滴中亚紫菀木挥发油的酒精溶液2μL。将处理后的木虱放在垫枸杞鲜嫩枝芽的离心管中，用纱网封口。处理后将离心管放入智能人工光照气候箱中，设温度（25±0.5℃），相对湿度60 %，光照L:D为16 h:8 h的光照气候箱。设以未加挥发油溶剂和印楝油分别为阴性、阳性对照。每个处理6次重复，每重复10头木虱，处理后24 h后分别检查各处理的木虱死亡及存活情况，计算死亡率，采用DPS计算半致死浓度LC50。
对比结果如下表2所示：
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE004

Claims (17)

1.中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus精油在生物防治方面的应用；所述生物防治指杀灭植物害虫木虱、西花蓟马、或棉蚜；所述中亚紫菀木精油为中亚紫菀木植株地上部分通过水蒸气蒸馏法提取后再用正己烷萃取得到的精油。
2.根据权利要求1所述的中亚紫菀木Asterothamnuscentrali-asiaticus精油在生物防治方面的应用，其特征在于，所述中亚紫菀木精油的活性成分包括：2,3,4,6-四甲基苯酚、香芹酚、(R)-α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、芳樟醇、桉油烯醇、(5-甲基-2-丙基-2-苯基)2-甲基丁酸酯、2-莰酮、2-(4-甲基苯基)丙-2-醇、2-甲氧基-3-(2-丙烯基)-苯酚。
3.一种生物防治方法，其特征在于，采用中亚紫菀木精油进行生物防治；所述中亚紫菀木精油为中亚紫菀木植株地上部分通过水蒸气蒸馏法提取后再用正己烷萃取得到的精油；所述生物防治指杀灭植物害虫木虱、西花蓟马、或棉蚜。
4.根据权利要求3所述的一种生物防治方法，其特征在于，采用中亚紫菀木精油溶液进行杀虫。
5.根据权利要求4所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述杀虫方式选自：触杀或熏杀。
6.根据权利要求4所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭棉蚜的半致死浓度为18.05mg/ml。
7.根据权利要求4所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭西花蓟马的半致死浓度为0.29mg/L。
8.根据权利要求4所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述中亚紫菀木精油溶液杀灭木虱的半致死浓度为0.99μg/头。
9.根据权利要求6-8任一所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述中亚紫菀木精油溶液指中亚紫菀木精油的酒精溶液。
10.根据权利要求9所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述水蒸气蒸馏法的提取温度为70-120℃；提取时间为3-9h。
11.根据权利要求10所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述水蒸气蒸馏法的提取温度为100℃；提取时间为6h。
12.根据权利要求3所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述萃取的萃取时间为2-6h。
13.根据权利要求12所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述萃取的萃取时间为3h。
14.根据权利要求3所述的一种生物防治方法，其特征在于，萃取后的正己烷层干燥、浓缩。
15.根据权利要求14所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述干燥指用无水硫酸钠去除正己烷层的水分；所述浓缩指干燥后的产物用旋蒸仪旋转蒸发去除正己烷后得到中亚紫菀木精油。
16.根据权利要求3所述的一种生物防治方法，其特征在于，水蒸气蒸馏法提取前将中亚紫菀木植株的地上部分自然阴干、粉碎。
17.根据权利要求16所述的一种生物防治方法，其特征在于，所述水蒸气蒸馏法提取指：将阴干粉碎后的中亚紫菀木植株的地上部分置于挥发油提取器中进行提取。
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