苦楝叶与种子粉对赤拟谷盗幼虫的杀虫效果及发育抑制机制研究

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:The Journal of Basic and Applied Zoology 1.1

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  为解决合成杀虫剂的环境毒性及害虫抗药性问题,孟加拉国Rajshahi大学团队开展Aphanamixis polystachya(苦楝)叶粉(Leaf Powder, LP)与种子粉(Seed Powder, SP)对赤拟谷盗(Tribolium castaneum)幼虫的杀虫效果研究。结果表明,20 mg/g剂量SP可完全抑制1-3日龄幼虫化蛹,显著延长发育周期并诱导畸形,为仓储害虫防治提供新型植物源杀虫剂候选。

  

在全球粮食储存领域,赤拟谷盗(Tribolium castaneum)堪称"隐形杀手"。这种隶属于鞘翅目( Coleoptera )的害虫每年导致小麦等谷物损失高达40%,其分泌的代谢物还会使面粉结块霉变。更严峻的是,长期使用合成杀虫剂已引发严重的环境残留和害虫抗药性问题。面对这一双重挑战,科学家们将目光转向植物源杀虫剂——这类天然化合物既能有效杀虫,又对环境友好。

在这一背景下,孟加拉国拉杰沙希大学的研究团队聚焦本土药用植物苦楝(Aphanamixis polystachya)。这种楝科(Meliaceae)植物此前仅见其种子提取物对稻象甲的防治报道,其叶粉与种子粉对赤拟谷盗的作用仍是空白。研究人员通过系统的剂量效应实验,首次揭示该植物不同部位粉末的杀虫潜力,相关成果发表在《The Journal of Basic and Applied Zoology》。

研究采用标准化的昆虫培养体系,从Rajshahi大学IPM实验室获取赤拟谷盗种群,在30±0.5°C条件下用含啤酒酵母的小麦粉培养基饲养。通过精确筛分获取1/3/6/9日龄幼虫(分别对应1-4龄期),将其暴露于经苦楝叶粉(LP)和种子粉(SP)处理的两种小麦品种(Kanchan和Pradip)中,剂量梯度设为1.25-20 mg/g。采用析因方差分析(Factorial ANOVA)评估幼虫年龄、剂量和小麦品种三因素的交互效应,并通过抑制率(Inhibition Rate, IR)公式量化发育抑制效果。

Effect on pupal and adult recoveries
数据显示,20 mg/g SP处理使1-3日龄幼虫化蛹率降为零,9日龄幼虫化蛹率也仅剩36.7%(Kanchan品种)。LP虽效果稍逊,但20 mg/g剂量仍使化蛹率降低23.3-37.3%。成虫羽化抑制趋势相似,SP的IR值显著高于LP(P<0.001),且Kanchan品种的敏感性普遍高于Pradip。

Effect on the developmental periods
发育周期延长呈现剂量依赖性。对照组的幼虫期约24天,而20 mg/g LP处理延长至34.5天,SP处理更达34.67天。化蛹后的发育延迟同样显著,SP处理使蛹期从对照的7.5天延长至15.5天(P<0.001)。

Effect on the production of pupal and adult deformities
高剂量组出现大量发育畸形:6.67%的幼虫-蛹中间体(LP处理)、5.33%的蛹-成虫中间体(SP处理),以及翅鞘畸形的成虫。这些畸形主要发生在年轻幼虫(1-3日龄)和高剂量组(10-20 mg/g)。

这项研究首次系统论证了苦楝粉末对赤拟谷盗的多重抑制作用。其种子粉展现出的完全抑制化蛹效果,堪比某些合成杀虫剂;而诱导发育畸形的作用机制,更暗示其可能干扰昆虫的蜕皮激素(ecdysone)通路。相较于已报道的印楝(Azadirachta indica)或桉树(Eucalyptus globulus)粉末,苦楝种子粉在20 mg/g剂量下的100%抑制率更具优势。

从应用角度看,研究为仓储害虫综合治理(IPM)提供了新选择。苦楝作为药用植物,其副产物可被开发为绿色杀虫剂,尤其适合抗药性严重的地区。但作者也指出,实验室结果需通过中试验证,且需评估其对谷物品质和哺乳动物的安全性。未来研究可聚焦活性成分鉴定,如苦楝素(aphanamixin)类化合物与昆虫生长发育调控的分子互作机制。这项成果不仅为植物源杀虫剂家族增添了新成员,更体现了"以自然之道治虫"的可持续理念。

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