药用植物东方糙苏提取物对二斑叶螨的防控潜力:酚类化合物与生物活性的关联研究

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Crop Protection 2.5

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  本研究针对农业害虫二斑叶螨(Tetranychus urticae)抗药性及化学农药环境风险问题,首次系统评估了东方糙苏(Trachystemon orientalis)提取物的杀螨与驱避活性。结果表明,烘箱干燥水提物(ES)杀螨率达92.93%(10%浓度),遮阴干燥甲醇-甲酸提取物(GF)驱避活性达86.67%,其生物活性与迷迭香酸、水杨酸等酚类物质显著相关,为可持续农业害虫防控提供了天然解决方案。

  

论文解读

在农业生产中,二斑叶螨(Tetranychus urticae)堪称"植物吸血鬼",其通过吸食叶片汁液导致作物光合能力下降,全球每年造成数十亿美元损失。更棘手的是,这种害虫已对超过95种化学农药产生抗性,且传统农药对生态系统和非靶标生物的威胁日益凸显。面对这一困境,植物源农药因其环境友好特性成为研究热点,但来自紫草科(Boraginaceae)的东方糙苏(Trachystemon orientalis)——这种土耳其民间称为"kaldirik"的多年生草本植物,其抗螨潜力却长期未被挖掘。

为解决这一科学空白,布尔萨乌鲁达大学的研究团队在《Crop Protection》发表了一项开创性研究。他们系统比较了不同干燥方式(遮阴/烘箱)和溶剂(水/甲醇/甲醇-甲酸)提取物的生物活性,结合LC-MS/MS(液相色谱-串联质谱)酚类成分分析与DPPH(2,2-二苯基-1-苦基肼)抗氧化活性检测,揭示了植物化学物质与抗螨效应的内在关联。

关键技术方法
研究采用离体生测法评估杀螨率与驱避率,以草莓源二斑叶螨实验室种群为对象;通过LC-MS/MS定量分析迷迭香酸、咖啡酸等12种酚类物质;采用DPPH法和Folin-Ciocalteu法测定抗氧化活性(AA)与总酚含量(TPC);统计方法包括主成分分析(PCA)和Pearson相关性检验。

研究结果
急性毒性
烘箱干燥水提物(ES)展现最强杀螨活性,10%浓度下24小时死亡率达92.93%,其效应与水杨酸含量呈正相关(r=0.82)。遮阴干燥甲醇提取物(GM)和烘箱干燥甲醇提取物(EM)则表现出剂量依赖性杀螨效果,10%浓度死亡率分别为73.69%和68.14%。

驱避活性
含0.1%甲酸的遮阴干燥甲醇提取物(GF)驱避效果最显著,1%浓度即可产生86.67%驱避率,且持续超过24小时。该提取物中迷迭香酸含量高达1,842 μg/g dm(干重),与驱避活性显著相关(P<0.01)。

生化特性
抗氧化活性分析显示,GF提取物的TPC值达2,073.42 mg GAE/100 g dm,DPPH自由基清除能力最强。LC-MS/MS鉴定出7种关键酚类物质,其中迷迭香酸、原儿茶酸和对香豆酸在驱避性提取物中富集,而杀螨活性提取物则富含水杨酸异构体。

讨论与意义
该研究首次证实东方糙苏可作为高效植物源杀螨剂,其价值体现在三方面:

  1. 工艺优化指导:证明烘箱干燥增强水提物杀螨性,遮阴干燥提升甲醇提取物驱避性,为工业化生产提供参数依据;
  2. 作用机制线索:发现水杨酸与杀螨活性、迷迭香酸与驱避活性的特异性关联,为靶向开发新型农药指明方向;
  3. 生态兼容性:植物本身可食用且含抗病毒成分,兼具害虫防控与作物健康管理的双重潜力。

研究团队建议后续应开展田间药效试验,并探索与白僵菌(Beauveria bassiana)等生物农药的协同效应。这项成果不仅为有机农业提供了土耳其本土植物的应用范例,更通过"干燥-提取-活性"关联模型的建立,为其他药用植物的农业化开发提供了方法论参考。

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