茄科植物杀虫活性成分研究进展

茄科植物杀虫活性成分研究进展
吴琼
【摘要】植物源杀虫剂是当前农药研究的热点。

系统论述茄科植物烟草、辣椒、
曼陀罗、龙葵等杀虫植物的杀虫活性及其主要杀虫活性成分的研究进展。

【期刊名称】《植物医生》
【年(卷),期】2012(000)006
【总页数】2页(P4-5)
【关键词】茄科植物;植物源杀虫剂;活性成分
【作者】吴琼
【作者单位】贵州省植保植检站,550001
【正文语种】中文
【中图分类】S482.39
在药物发展的早期阶段，利用天然产物防治作物病虫草害几乎是唯一选择。

从天然物质中开发药物和农药已经有十分悠久的历史，例如：除虫菊、鱼藤和烟草三大植物性杀虫剂已经使用了数百年。

植物是生物活性化合物的天然宝库，在生长、发育过程中，特别是在长期与昆虫协同进化过程中，产生的防御昆虫的次生代谢产物，如生物碱、类黄酮、萜烯类、酚类、甾体、特异性的氨基酸和多糖等超过40万种。

其中大多数具有杀虫活性，对昆虫有毒杀、拒食、驱避、麻醉、抑制生长发育或引诱作用。

植物源杀虫剂作为生物农药的重要组成部分，因其具有高效、低毒或无毒、
无污染、选择性高、有害生物不易产生抗性等优点，在当今环保及农业生态系统日益受到重视的情况下，被视为害虫生物防治的一种有效手段。

有关植物源杀虫剂的研究和开发利用也成为重要的研究领域之一，并取得了很大进展。

据Grangeand Aimed(1998)报道，全世界有2 400种植物具有控制有害生物的
活性成分，但只有10%植物种类的化学成分和性质被研究过。

茄科(Solanaceae)
中的一些植物（如烟草）作为杀虫剂有着悠久的历史，至今为止，文献记载和报道的在茄科植物中具有杀虫活性的植物种类有烟草、辣椒、番茄、曼陀罗、龙葵、枸杞、酸浆、千年不烂心等，而对其杀虫活性及成分的研究又主要集中在烟草、辣椒、曼陀罗和龙葵等4种植物上。

笔者现对这4种植物的杀虫活性及其主要杀虫活性
成分进行综述。

1 烟草的杀虫活性及其主要杀虫活性成分
烟草Nicotiana tabacumL.原产于美洲，在16世纪中叶传入我国，至今已有400多年的栽培历史，其化学成分主要有蛋白质、烟碱、谷氨螵胺、天门冬螵胺、甲酸、柠檬酸、苹果酸、草酸、挥发油等物质。

其中烟碱又名尼古丁，是一种传统的植物性杀虫剂。

1.1 烟草的杀虫活性
烟草整个植株都含有杀虫成分烟碱(Nicotine)，但以叶片中最多、茎中最少，越老熟的烟草烟叶所含的烟碱越多。

一般用来防治果树、蔬菜、茶叶、棉花等作物上的棉蚜、介壳虫、茶叶螨、茶毛虫、茶尺蠖、麦蚜、蓟马、麦蜘蛛和螨类等；用来浇灌作物根部可杀死金龟子幼虫、地老虎、蝼蛄等地下害虫。

对昆虫具有胃毒、触杀、熏蒸、杀卵和抑制生长发育的作用。

烟碱引起昆虫的中毒症状为颤抖、痉挛、麻痹，通常在1 h内死亡。

McIndo(1945)最早描述烟碱对蜜蜂的中毒症状为：麻木，后足、翅麻痹，接着前中足麻痹，引起死亡，因此，烟碱是一种神经毒剂。

昆虫的死亡包括兴奋、抑制
（反复无常的运动）、麻痹和死亡等4个阶段。

烟碱攻击的靶标是乙酰胆碱受体；它是受体的激动剂，在低浓度时刺激受体，使突触后膜产生去极化即虫体表现兴奋；在高浓度时对受体产生脱敏性，抑制虫体表现麻痹。

在烟碱杀虫剂开发研究方面取得了长足的进步，先后开发出10%烟碱乳油、27.5%油酸烟碱乳油和30%茶皂素·烟碱水剂等剂型。

烟碱与其他植物有效成分复配或直接用作天然植物质农药，它与化学农药相比，有以下优点：
1）(含)烟碱植物质农药取之于自然，对它的利用是自然资源的一种循环，不会对
环境造成任何负效应。

烟碱经日光照射易被氧化分解成无毒物质，烟碱农药无残毒，不污染环境，特别适用于绿色食品作物害虫的防治，保证人民的安全。

2）(含)烟碱植物质农药对人畜安全，不杀伤天敌，不破坏自然生态防御系统。

3）对作物无药害，害虫不产生抗药性。

4）对作物害虫兼有触杀及胃毒2种作用，是神经毒剂，它高效广谱，适用于小麦、水稻、蔬菜、果树等作物多种害虫的防治。

1.2 烟草的杀虫活性成分
烟碱在植物体内常以柠檬酸盐、苹果酸盐和草酸盐形式存在，因此极易被水浸出。

纯烟碱为无色油状液体，熔点80℃，沸点246.1℃(在9.7 kPa)，稍有气味，易溶于水、乙醇、乙醚、苯及轻质石油中。

水溶液呈碱性，它的有机酸盐及无机酸盐均溶于水。

水蒸气蒸馏时很稳定，暴露于空气中渐变成棕褐色黏液。

25℃时蒸汽压
为5.648 Pa，挥发性较小。

烟碱在水中易解离，可与无机酸作用生成盐（如盐酸
烟碱，硫酸烟碱等）；也易与多种有机酸作用生成盐（如酒石酸盐，苦味酸盐等）；各种脂肪酸与烟碱作用所形成的盐均溶于水。

烟碱遇空气或紫外光即变暗褐色，并发出特殊的臭味，这是因为烟碱被分解成氧化烟碱、烟酸和甲胺的缘故。

2 辣椒的杀虫活性及其主要杀虫活性成分
2.1 辣椒的杀虫活性
辣椒Capsicum annuumL.包括辣椒和甜椒，属茄科辣椒属植物，其主要杀虫活性成分为辣椒碱。

辣椒碱对害虫的触杀作用明显，害虫与辣椒碱接触后即表现麻痹(不活动、不取食)、瘫痪，最终死亡；辣椒碱对害虫具有胃毒作用，害虫取食后，则抑制解毒酶系，影响消化吸收，干扰呼吸代谢，害虫因正常的生理活动受阻而引起生理病变，使生长发育受到抑制而死亡。

福建厦门南草坪生物工程有限公司在2001年成功研制了以辣椒碱为原药的杀虫剂。

邹华娇应用9%辣椒碱·烟碱微乳剂防治菜青虫和菜蚜的田间试验表明，辣椒碱·烟碱微乳剂对菜青虫和菜蚜均有良好的防治效果。

在菜青虫和菜蚜发生期，每667 m2应用9%辣椒碱·烟碱微乳剂50～60 g喷雾防治，防效可达90%以上，对菜青虫和菜蚜的持效期分别在7 d和14 d以上。

刘新等用辣椒碱对桃蚜的生物活性及其几种杀虫剂的联合作用进行了研究，结果表明，辣椒碱对桃蚜具有较强的毒力和良好的防治效果，辣椒碱与阿维菌素和三唑磷复配增效明显，而辣椒碱与高效氯氰菊酯复配，拮抗作用明显。

2.2 辣椒的杀虫活性成分
辣椒碱又名辣椒素或辣椒辣素，是一种极辛辣的香草酰胺类生物碱。

其化学结构名称为：[(4-羟基-3-甲氧基苯基)-甲基]-8-甲基-(反)-6-壬烯酰胺。

纯品为白色片状结晶，熔点为65～66℃。

易溶于甲醇、乙醇、丙酮、氯仿及乙醚中，也可溶于碱性水溶液，在高温下会产生刺激性气体。

它可被水解为香草基胺和癸烯酸，因其具有酚羟基而呈弱酸性，且可与斐林试剂发生呈色反应。

3 曼陀罗的杀虫活性及其主要杀虫活性成分
曼陀罗Datura stramoniumL.为茄科曼陀罗属植物，一年生大型草本，广泛分布于全国各地。

曼陀罗具有平喘、止咳、解痉、镇痛、麻醉等作用，可用于治疗关节痛、哮喘、咳嗽、胃肠痉挛、神经性偏头痛、跌打损伤等症。

《中国有毒植物》记载，曼陀罗全草有毒，以果实特别是种子毒性最大，嫩叶片次之，干叶片的毒性比鲜叶片小。

曼陀罗一般在食后半小时中毒，最快20 min出现症状，最迟3 h，症
状多在24 h内消失或基本消失，严重者在24 h后进入晕睡、痉挛、紫绀，最后
昏迷死亡；各种家畜都能中毒，以猫最敏感，牛和马次之，绵羊和兔耐受性较强；植株地上部分对牛的致死量为150～300 g，马为 150～200 g，绵羊为 75～200 g，对鱼也有毒。

3.1 曼陀罗的杀虫活性
从曼陀罗中提取的东莨菪碱及阿托品等对多种害虫 (害螨)具有毒杀、驱避等作用。

防治对象有萝卜蚜、棉蚜、菜蚜、豆蚜、斜纹夜蛾、玉米螟、黏虫、稻螟蛉、菜青虫、缘点黄毒蛾、红蜘蛛、小造桥虫、菜粉蝶、黑尾叶蝉、带棉红蝽、菜无缘叶甲、稻纵卷叶螟、温室白粉虱、黄刺蛾等多种害虫及害螨。

曼陀罗叶片的乙醇提取液对菜青虫的触杀率为84.4%，胃毒活性为92%，且对菜青虫表现出一定的拒食活性(拒食率为62.5%)及较强的抑制生长发育作用。

曼陀罗的茎、叶、果实对多种农业害虫具有毒杀作用。

据《中国土农药志》记载，曼陀罗对蚜虫、玉米螟、黏虫、稻螟、红蜘蛛、小造桥虫、棉蚜等多种农业害虫都具有毒杀作用。

3.2 曼陀罗的杀虫活性成分
20世纪60年代，Watt等研究表明，曼陀罗种子中含有茵芋碱 (skimmianine)、2，6- 二羟莨菪碱 (2，6-dihydroxyhyoscyamine)、红古豆碱(cuskohy-grine)和 7-羟基-3，6-二惕各酰氧托烷等生物碱，后来研究者又从曼陀罗中分离出东莨
菪碱(天仙子碱，scopolamine，hyoscine)、莨菪碱(hyoscyamine)、阿托品(atropine)、阿朴阿托品(apoatropine)、降阿托品(noratropine)、曼陀罗素(daturine)、曼陀罗碱(meteloidine)、惕各酰莨菪碱(tigloidine)等生物碱。

Szepczynska等人的研究表明，曼陀罗总生物碱的含量在开花末期最高，种子成
熟时迅速下降；Kil-patrick还从曼陀罗种子中分离到血球凝集素。

姚士岩等人用
气相色谱和毛细管色谱-质谱联用的方法从曼陀罗叶片和花中分离出2种生物碱，经鉴定为莨菪碱和东莨菪碱。

江恒测定曼陀罗种子中托烷类生物碱的含量为
0.597%。

曼陀罗含有脂肪油，主要为亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、肉豆蔻酸、脂肪酸，还含有二氢荧光素。

其中主要有毒成分莨菪碱、阿托品及东莨菪碱等生物碱，主要对昆虫中枢神经先兴奋后抑制，阻断乙酰胆碱反应，昆虫中毒后呈现交感神经高度兴奋状态。

王强认为，曼陀罗的主要中毒机制为麻痹副交感神经，对中枢神经产生兴奋作用，尤其对下丘脑和延髓，特别是运动和语言功能产生兴奋作用。

4 龙葵的杀虫活性及其主要杀虫活性成分
4.1 龙葵的杀虫活性
龙葵Solanum nigrumL.属多年生草本植物，生于田边、路旁、荒地等，全国各地均有。

在我国有5个不同形态类型：黄果龙葵、紫茎龙葵、绿茎龙葵、绿脉少花
龙葵和褐脉少花龙葵，目前主要研究的是我国北方野生龙葵，属紫茎龙葵。

赵博光报道，龙葵对马铃薯甲虫雌成虫具有特殊的产卵引诱力，但龙葵并不能支持其幼虫的生长，而把龙葵称作马铃薯甲虫的“死亡陷阱”。

据《中国土农药志》记载，龙葵草水浸液对棉蚜和红蜘蛛防治效果达60%。

4.2 龙葵的杀虫活性成分
龙葵全草含苷类甾体生物碱(质量分数约0.04%)、龙葵多糖、矿物质、维生素、色素、氨基酸等，龙葵浆果中的提取物还含有酯、羧基化合物、甾醇、酚性化合物(其主要成分为黄色不饱和酯)，此外还含有皂苷，而起关键作用的化学成分主要为生物碱，其次为多糖。

龙葵中是否含有龙葵碱以及含量多少目前从查询的资料来看尚未明确，中国药典认为，龙葵碱为茄碱，目前报道，龙葵碱只有在马铃薯芽中提取出纯品龙葵碱。

龙葵的主要成分是生物碱。

刘颖等报道，龙葵总生物碱包括澳洲茄碱、澳洲茄边碱和β-澳洲茄边碱；而李秀霞等认为，葵总生物碱含有澳洲茄边碱、澳洲茄碱、茄微碱和茄达碱，在生物碱的成分上存在着微小的差异。