编辑推荐:
温室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)严重危害蔬菜和观赏作物,化学杀虫剂的过度使用引发诸多问题。研究人员评估俄罗斯蓟(Acroptilon repens)水提物和甲醇提取物对温室白粉虱的作用。结果显示其提取物可影响白粉虱生物学和种群特征,有望用于害虫治理。
在农业生产的大舞台上,温室白粉虱堪称 “反派主角”。这种小小的昆虫,却给蔬菜和观赏作物带来了巨大的灾难。它们不仅直接吸食植物韧皮部汁液,让植物 “元气大伤”,还会分泌大量蜜露,滋生煤污病,间接影响植物的光合作用和呼吸作用。更糟糕的是,它还是多种植物病毒的 “搬运工”,像菜豆金色花叶病毒(Bean Golden Mosaic Virus,BGMV)、番茄黄化曲叶病毒(Tomato Yellow Leaf Virus,TYLCV)等,让农作物减产甚至绝收。
为了对付温室白粉虱,人们长期依赖化学杀虫剂。但随着时间推移,问题接踵而至。白粉虱对多种传统杀虫剂,如拟除虫菊酯、新烟碱类和酮烯醇类,产生了抗药性。化学杀虫剂的大量使用还破坏了生态平衡,减少了非靶标昆虫的数量,比如害虫的天敌和传粉昆虫,还造成了环境污染,威胁着农民和消费者的健康。在追求有机、健康农产品的今天,开发新的害虫防治策略迫在眉睫。
在这样的背景下,来自伊朗乌尔米耶大学(Urmia University)和西阿塞拜疆农业与自然资源研究中心(West Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research Center)的研究人员挺身而出。他们把目光投向了俄罗斯蓟(Acroptilon repens),这种在伊朗西北部广泛生长的植物,虽常被视为杂草,却有着成为天然杀虫剂的潜力。研究人员开展了一系列研究,评估俄罗斯蓟水提物和甲醇提取物对温室白粉虱的接触毒性、亚致死效应,以及对其生物学、种群特征和种群预测的影响。
研究结果令人振奋,这些提取物展现出了显著的防治效果。相关研究成果发表在了《Scientific Reports》上,为温室白粉虱的防治提供了新的思路和方向。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是样品采集与处理,他们从伊朗西阿塞拜疆采集俄罗斯蓟的地上部分,经过干燥、粉碎后进行提取。利用气相色谱 - 质谱联用(GC - MS)技术,分析俄罗斯蓟的化学成分;采用特定的化学分析方法,测定其中黄酮类、酚类和生物碱等次生代谢物的含量。通过叶浸法进行生物测定,获取提取物对温室白粉虱的致死中浓度(LC50)和亚致死浓度(LC25)。借助两性生命表理论,分析提取物对温室白粉虱生命史和种群增长参数的影响,并运用计算机程序对种群增长进行预测。
下面来具体看看研究结果:
- 俄罗斯蓟的化学成分:通过 GC - MS 分析,鉴定出俄罗斯蓟含有约 23 种化合物,其中石竹烯氧化物(30.67%)和 α - 古巴烯(15.05%)是主要成分。甲醇提取物中的黄酮类、酚类和生物碱含量显著高于对照组。
- 提取物对温室白粉虱的杀虫活性:水提物对温室白粉虱成虫的毒性比甲醇提取物更强,水提物的 LC50为 1802.59 ppm,甲醇提取物的 LC50为 3849.15 ppm。
- 亚致死效应影响温室白粉虱生物学特性:亚致死浓度的提取物会延长温室白粉虱的发育时间,缩短成虫寿命,降低繁殖率。例如,对照组的繁殖率为 35.52 ± 2.47 eggs/female,而水提物和甲醇提取物处理组分别降至 7.23 ± 1.04 eggs/female 和 6.35 ± 1.41 eggs/female。
- 亚致死效应影响温室白粉虱种群增长参数:提取物会降低温室白粉虱的净生殖率(R0)、内禀增长率(r)和周限增长率(λ),但甲醇提取物会延长平均世代时间(T) 。在对照组中,R0为 11.10 ± 1.98 offspring/individual,r 为 0.0920 ± 0.0070 day-1,λ 为 1.090 ± 0.007 day-1;而在甲醇提取物处理组中,R0降至 1.47 ± 0.44 offspring/individual,r 为 0.0120 ± 0.0010 day-1,λ 为 1.010 ± 0.010 day-1,T 延长至 30.55 ± 0.92 天 。
- 种群预测:根据生命表数据进行的种群预测显示,俄罗斯蓟的甲醇提取物和水提物均能显著抑制温室白粉虱的种群增长。在 60 天的观察期内,对照组的白粉虱种群数量持续增加,而经提取物处理的种群数量则明显减少。
综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它首次报道了俄罗斯蓟水提物和甲醇提取物对温室白粉虱的亚致死效应,为开发新型植物源天然杀虫剂提供了理论依据。从化学成分上看,俄罗斯蓟中的石竹烯氧化物等成分可能是其发挥杀虫作用的关键。而且,无论是水提物还是甲醇提取物,都展现出了控制温室白粉虱的潜力,尤其是水提物,因其成本效益优势,在害虫管理项目中更具应用前景。不过,研究人员也指出,后续还需进一步研究俄罗斯蓟提取物对温室白粉虱天敌的影响,以及其在温室和露天环境中的纳米配方功效,为农业生产中的害虫防治提供更全面、更安全、更有效的解决方案,推动绿色农业的发展。