北细辛精油对桔小实蝇杀虫活性及其机理研究

摘要  ［目的］对北细辛精油对桔小实蝇的熏蒸和触杀的杀虫活性进行研究，并初步确定北细辛精油对桔小实蝇的杀虫机理，旨在寻找天然有效的植物源杀虫剂。［方法］采用密闭熏蒸法和微量点滴法测定北细辛精油对桔小实蝇的熏蒸及触杀活性，采用微板法测定北细辛精油对桔小实蝇体内乙酰胆碱酯酶（AchE）和羧酸酯酶（CarE）活力的影响。［结果］在杀虫活性试验中，随着北细辛精油浓度的增加，杀虫效果均逐渐增强，且随着时间的延长，毒性也均逐渐增强；在熏蒸试验中，当浓度为1  mL/L且处理时间为12  h时，校正死亡率达到最大为100%；在触杀试验中，当浓度为156.25  μL/L且处理时间为12 h，校正死亡率达到最大为100%；对桔小实蝇进行熏蒸处理、触杀处理12  h的LC50分别为0.243 mL/L、30.884 μL/L；用固定浓度为156.25  μL/L的北细辛精油处理桔小实蝇不同时间后，其体内AchE和CarE整体均表现为抑制作用，用不同浓度的北细辛精油处理桔小实蝇8 h后，虫体内的AchE呈现低浓度诱导高浓度抑制的作用，北细辛精油对桔小实蝇体内CarE的抑制作用随着浓度的增大而不断增强。［结论］北细辛精油对桔小实蝇有较好的触杀和熏蒸活性，且触杀活性较强，北细辛精油对桔小实蝇体内的AchE和CarE均有抑制作用。该研究为天然植物源杀虫剂的研发提供理论依据。

关键词  北细辛；精油；桔小实蝇；乙酰胆碱酯酶；羧酸酯酶

中图分类号  S763.41  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）04-0128-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.028

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Insecticidal Activity and Mechanism of Essential oil of Asarum heterotropoides Against Bactrocera dorsalis

SUN Yu.ting1，2， LI Xue3， ZHANG Guo.hua3 et al

（1.Key Laboratory of Forest Plant Ecology， Ministry of Education/College of Chemistry， Chemical Engineering and Resource Utilization， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040; 2. Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Ecological Utilization of Forestry.based Active Substances， Harbin，Heilongjiang 150040 ;3. College of Chemistry， Chemical Engineering and Resource Utilization， Northeast Forestry University， Harbin，Heilongjiang 150040）

Abstract  ［Objective］To study the insecticidal activities of essential oil of Asarum heterotropoides against Bactrocera dorsalis by fumigation and touch.killing， and preliminarily determine the insecticidal mechanism of the essential oil of Asarum heterotropoides against Bactrocera dorsalis， aimed to find natural and effective botanical insecticides. ［Method］The fumigation activity and touch.killing activity of the essential oil against Bactrocera dorsalis were determined by closed fumigation method and micro spot method， the effects of essential oil of Asarum heterotropoides on acetylcholinesterase（AchE） and carboxylesterase（CarE） activities in Bactrocera dorsalis were determined by microplate method. ［Result］In the insecticidal activity experiment， with the increase of the concentration of the essential oil of Asarum heterotropoides， the insecticidal effect was gradually enhanced， and with the extension of time， the toxicity was also gradually enhanced. In the fumigation experiment， when the concentration was 1 mL/L and the treatment time was 12 h， the corrected mortality rate reached the maximum of 100%. In the touch.killing experiment， when the concentration was 156.25 μL/L and the treatment time was 12 h， the corrected mortality rate reached the maximum of 100%. The LC50 of Bactrocera dorsalis treated with fumigation and touch.killing for 12 h were 0.243 mL/L and 30.884 μL/L. After treating Bactrocera dorsalis with a fixed concentration of essential oil （156.25 μL/L） for different time， AchE and CarE in Bactrocera dorsalis were inhibited as a whole. After treating Bactrocera dorsalis with different concentrations of essential oil for 8 h， the AchE in worm showed induction effect at low concentration and inhibition effect at high concentration. The inhibitory effect of essential oil of Asarum heterotropoides on AchE in Bactrocera dorsalis increased with the increase of concentration.［Conclusion］The essential oil of Asarum heterotropoides has good fumigation and touch.killing activities against Bactrocera dorsalis， and has stronger touch.killing activity. The essential oil of Asarum heterotropoides has inhibitory effects on AchE and CarE in Bactrocera dorsalis. This study can provide theoretical basis for the research and development of natural botanical insecticides.

Key words  Asarum heterotropoides;Essential oil;Bactrocera dorsalis;Acetylcholinesterase;Caroxylesterase

基金项目  东北林业大学大学生省级创新训练计划项目（202210.225509）；国家林草局野生植物保护管理项目（2019073060）。

作者简介  孙宇婷（1993—），女，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，研究方向：药用植物资源的开发与利用。*通信作者，副教授，博士，硕士生导师，从事药用植物资源的开发与利用研究。

收稿日期  2023-02-17；修回日期  2023-05-24

桔小实蝇Bactrocera dorsalis（Hendel），又名东方果实蝇，是世界性重要农业入侵性有害生物之一［1］，其特征是寄主范围较宽、繁殖力强且较难控制［2］。由于桔小实蝇对农产品有严重损害，所以桔小实蝇在许多国家都被列为主要的检疫性害虫［3］。桔小实蝇可对多种果树造成危害，对农业造成严重影响，因此对桔小实蝇的有效防治行动刻不容缓。

目前，对桔小实蝇的防治主要有物理防治和化学防治［4］。物理防治主要通过黏虫板来杀灭桔小实蝇［5］，但只能杀死一定区域内的桔小实蝇，当害虫大面积暴发时，还需结合化学防治才能起到较好效果；化学防治是目前杀灭桔小实蝇的主要手段，但研究表明，随着杀虫剂的大量使用，桔小实蝇已对不同的化学合成类杀虫剂（如有机磷类、阿维菌素、拟除虫菊酯类等）产生抗药性［6］，而且其污染环境、损害食物品质、农药残留等问题也日益严峻［7-8］，严重影响了水果的品质和人类的健康，因此开发既能快速高效杀灭害虫又安全无污染的新型农药刻不容缓。植物源杀虫剂选择性高、环保且害虫不易产生抗药性［9］。因此，开发植物源杀虫剂对害虫防治具有重要意义。

北细辛（Asarum heterotropoides var.Mandshuricum）为马兜铃科植物，又称为辽细辛，主要分布在中国的东北部地区，包括黑、吉、辽等省区。目前研究表明辽细辛精油对桔小实蝇有良好的引诱效果，使杨桃虫果率显著降低，防治率高达90%以上［10］；另有研究表明，辽细辛精油对淡色库蚊有毒杀和熏蒸作用［11］；细辛精油对菜豆象成虫也有较好的熏蒸和触杀作用［12］。因此，北细辛精油在农业害虫防治方面应用前景良好，但目前关于北细辛精油对桔小实蝇的杀虫活性和杀虫机理鲜见报道，笔者研究了北细辛精油对桔小实蝇的杀虫活性及对桔小实蝇体内的乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的影响，旨在为桔小实蝇的绿色高效防控和新型植物源杀虫剂的开发提供新的思路。

1  材料与方法

1.1  试验仪器

恒温恒湿培养箱、SUS 304中药粉碎机、全温振荡培养箱、Gragon Lab D3024R高速冷冻离心机、Stat Fax-3200酶标仪、AchE、CarE、考马斯亮蓝试剂盒

1.2  试验材料

北细辛购自亳众堂大药房，经国药集团黑龙江省药材公司中药师张军鉴定为北细辛（Asarum heterotropoides）。

供试桔小实蝇购自福建农林大学实验研究所，取虫蛹在室内饲养至成虫，成虫羽化后以人工饲料继代饲养，取羽化后生长健康、形态大小一致的5～8日龄桔小实蝇成虫作为供试虫源。饲养温度（28±2）℃，相对湿度（70±10）%，光照周期（L∶D=14 h∶10 h）。

1.3  试验方法

1.3.1  北细辛精油的制备。采用水蒸气蒸馏法制备北细辛精油，无水硫酸钠脱水后备用。

1.3.2  杀虫活性。

1.3.2.1  熏蒸毒力的测定。

采用密闭熏蒸法［13］进行熏蒸毒力的测定，用丙酮将精油配成浓度分别为1.25、1.00、0.75、0.50、0.25 mL/L的北细辛精油溶液，并以纯丙酮组作为空白对照组，每个浓度3个重复，分别取30头（雌雄各半）桔小实蝇试虫，将其放于容量为250  mL的广口瓶中，取等量的精油滴在大小约2 cm×6 cm的滤纸条的一头，将滤纸条放进广口瓶中，使滤纸条悬挂在广口瓶中不能接触瓶身，迅速将瓶口密封，将广口瓶放入培养箱中，分别放置1、2、4、8、12 h后，检查并记录死亡虫数，并对不同处理时间进行毒力回归分析。

按公式（1）和（2）计算死亡率和校正死亡率［14］：

死亡率=死亡虫数/总虫数×100%（1）

校正死亡率=（处理死亡率-对照死亡率）/（1-对照死亡率）×100%（2）

1.3.2.2  触杀毒力的测定。

采用微量点滴法［12］进行触杀毒力的测定，用丙酮将精油配成浓度分别为312.50、156.25、78.13、39.06、19.53 μL/L的北细辛精油溶液，并以纯丙酮作为空白对照，每个浓度3个重复，先用冷冻法麻醉桔小实蝇，用毛笔轻轻翻动桔小实蝇，使其背部朝上，再分别取1 μL的精油溶液滴于桔小实蝇体背，每组20头（雌雄各半）桔小实蝇试虫，将处理后的桔小实蝇置于250 mL广口瓶中，将广口瓶放入培养箱中，分别放置1、2、4、8、12 h后，检查并记录死亡虫数，按公式（1）和（2）计算死亡率和校正死亡率，并对不同处理时间进行毒力回归分析。

1.3.3  北细辛精油对桔小实蝇体内2种酶活力的影响。

时间效应：因浓度为156.25 μL/L，触杀12 h内，校正死亡率随着时间的延长不断增加且最高校正死亡率达100%，所以选择156.25 μL/L作为试验浓度，处理桔小实蝇1、2、4、8、12 h，对照组为丙酮处理的不同时间。