鼠黄粉虫(Tenebrio molitor，拟步甲科Tenebrionidae)的Salvia connivens(唇形科Lamiaceae)二氯甲烷提取物生物活性及其对斑马鱼(Danio rerio，鲤科Cyprinidae)的生态毒性评价

《Ecologies》：Biological Activity of Salvia connivens (Lamiaceae) Dichloromethane Extract Against Tenebrio molitor (Tenebrionidae) and its Ecotoxicity on Danio rerio (Cyprinidae)

　　

摘要：黄粉虫[Tenebrio molitor(Linnaeus)]是储粮广谱性害虫，可造成高达15%的损失。鉴于合成熏蒸剂存在环境与健康风险，亟需植物源替代物，但亦需对其开展生态毒理学评估。因此，本研究旨在评估Salvia connivens(Epling)二氯甲烷(CH2Cl2，DCM)提取物的杀虫(insecticidal)、抑虫(insectistatic，即抑制生长/取食)活性及生态毒理效应，并鉴定其化学成分。杀虫与抑虫活性通过饲喂含提取物人工饲料持续30天进行评估。生态毒理活性通过斑马鱼[Danio rerio(Hamilton)]成鱼与胚胎急性毒性试验进行评价。该提取物对T. molitor具杀虫活性，在10,000 ppm时达50%死亡率(LC50＝9367.19 ppm)；此外，10,000 ppm处理组在30 d时幼虫增重较对照组降低53.37%。生态毒理试验显示其对D. rerio成鱼具轻微毒性(LC50＝84.27 ppm)，对胚胎亦有轻微毒性(LC50＝32.60 ppm)。气相色谱-质谱(GC-MS)分析鉴定出十六烷酸(hexadecanoic acid，7.08%)、1-(2-甲氧基苯基)-2,5-二氢-1H-吡咯-2,5-二酮[1-(2-methoxyphenyl)-2,5-dihydro-1H-pyrrole-2,5-dione，6.30%]、顺-9-十八碳烯酸(cis-9-octadecenoic acid，3.91%)、β-谷甾醇(β-sitosterol，3.05%)和二十烷(eicosane，3.00%)为主要成分。上述结果表明S. connivens二氯甲烷提取物是潜在的储粮害虫T. molitor植物源管理产品。

论文解读：Salvia connivens二氯甲烷提取物对Tenebrio molitor的生物活性及对Danio rerio的生态毒性研究

一、研究背景与意义

黄粉虫[Tenebrio molitor(Coleoptera: Tenebrionidae)]是原产欧洲、全球广布的重要储粮次生性害虫，可使谷物及面粉减产达15%。传统防治依赖甲基溴(methyl bromide，受《蒙特利尔议定书》限制)和磷化氢(phosphine，具神经毒性和致癌性且害虫已产生抗性)，开发安全有效的植物源替代药剂成为必要。唇形科(Lamiaceae)Salvia属植物富含次生物质(甾体、黄酮、皂苷、生物碱、酚类、萜类)，具较高杀虫潜力；其中S. connivens为墨西哥特有种，前期研究表明其甲醇提取物对草地夜蛾Spodoptera frugiperda及T. molitor具杀虫活性且对孔雀鱼Poecilia reticulata和斑马鱼Danio rerio成鱼及胚胎无毒。但中等极性馏分——二氯甲烷(dichloromethane，DCM)提取物含有Lamiaceae中常见的生物活性中极性代谢物，其对储粮害虫的杀虫/抑虫效果及对水生非靶标生物的生态毒性尚不明晰。为此，研究人员评估了S. connivens叶DCM提取物对T. molitor的杀虫与抑虫(insectistatic，抑制生长发育/取食)作用、对D. rerio成鱼及胚胎的急性毒性，并通过GC-MS解析其主要化学成分。该论文发表于《Ecologies》。

二、主要关键技术方法概述

研究人员于墨西哥圣路易斯波托西州采集开花期S. connivens叶片，阴干粉碎后以DCM回流提取并旋蒸得浸膏。杀虫/抑虫活性采用F4代五龄T. molitor幼虫，将提取物与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制成固体分散体掺入人工饲料制成胶囊，设500–10,000 ppm浓度梯度饲喂30 d，记录死亡率与体重变化，Probit分析计算LC₅₀。生态毒性试验按OECD指南将成鱼(75–80 dpf)和受精后24 h胚胎暴露于31.2–500 ppm提取物溶液96 h，记录各时间点死亡率计算LC₅₀。GC-MS分析经BSTFA+TMCS衍生化后的提取物，以NIST11数据库比对(相似度＞80%)鉴定半挥发性成分并计算相对丰度。统计学采用Shapiro–Wilk检验正态性、单因素方差分析(one-way ANOVA)及Tukey多重比较(α=0.05)，Probit分析求LC₅₀。

三、研究结果

3.1 S. connivens二氯甲烷提取物的杀虫活性(Insecticidal Activity of S. connivens Dichloromethane Extract)

30 d摄食试验表明，对照组无死亡；500 ppm始见10%死亡率，7000 ppm显著升至45%(F=6.14, p=0.002)，10,000 ppm达最大50%死亡率。Probit分析得对T. molitor幼虫的LC₅₀=9367.19 ppm，证实DCM提取物具剂量依赖性杀虫活性。

3.2 S. connivens二氯甲烷提取物的抑虫活性(Insectistatic Activity of S. connivens Dichloromethane Extract)

幼虫体重动态监测显示：第10 d低浓度(500、1000 ppm)与对照无显著差异，1000 ppm甚至略高于对照(提示低剂量兴奋效应hormetic response)；第20 d 5000 ppm以上显著抑制增重；第30 d对照组达最大体重(9.92 mg)，10,000 ppm组最低(4.62 mg)，较对照减少53.37%，说明提取物具明显抑虫(生长抑制)效应，长期摄入抑制黄粉虫发育。

3.3 S. connivens二氯甲烷提取物的生态毒理活性(Ecotoxicological Activity of S. connivens Dichloromethane Extract)

D. rerio成鱼96 h暴露：对照无死亡，31.2 ppm于72 h现8.33%死亡，62.5 ppm 3 h始死(累计33.3%)，≥125 ppm显著致死(F=31.74, p<0.001)，250与500 ppm分别6 h和1 h致全死；LC₅₀=84.27 ppm(略有毒slightly toxic)。胚胎96 h暴露：31.2–62.5 ppm 6 h达75%死亡，125 ppm及以上6 h内全死；LC₅₀=32.60 ppm，胚胎敏感性约为成鱼2.6倍。表明该DCM提取物对斑马鱼具轻微毒性，胚胎更敏感。

3.4 GC-MS半挥发性成分分析(Profiling of Semi-Volatiles via GC-MS)

共鉴定56个化合物占总峰面积42.01%，主要成分为：十六烷酸(hexadecanoic acid，7.08%)、1-(2-甲氧基苯基)-2,5-二氢-1H-吡咯-2,5-二酮(maleimide衍生物，6.30%)、顺-9-十八碳烯酸(cis-9-octadecenoic acid / oleic acid，3.91%)、β-谷甾醇(β-sitosterol，3.05%)及二十烷(eicosane，3.00%)。其中maleimide类化合物为首次在S. connivens及Salvia属中报道，文献提示maleimide可抑制昆虫几丁质合酶(chitin synthase)。

四、讨论与结论总结

讨论部分指出：相较同科植物DCM提取物熏蒸LC₅₀，本摄取方式所需浓度更高可能与作用模式及试虫敏感性差异有关；Lepidoptera比Coleoptera对Lamiaceae提取物敏感性更低。抑虫效应与鼠尾草精油拒食研究相近，低浓度早期体重略升符合低剂量外源物刺激代谢的兴奋效应，黄粉虫解毒酶系(P450、GST)可短期代偿但最终因解毒耗能致生长抑制。生态毒性方面，DCM提取物归为"略有毒(slightly toxic，LC₅₀10–100 ppm)"，胚胎因II相解毒(如葡萄糖醛酸化glucuronidation)未成熟而更敏感；杀虫有效浓度(LC₅₀≈9367 ppm)远高于鱼类LC₅₀，提示野外直接使用存水生生态风险，须防止进入水体。首次检出的maleimide衍生物具潜在几丁质合酶抑制杀虫机制，整体活性可能源于多组分协同而非单一成分。

结论(Conclusion)翻译：

S. connivens叶片二氯甲烷提取物对T. molitor具杀虫活性(LC₅₀=9367.19 ppm)与抑虫活性(10,000 ppm处理30 d时幼虫增重抑制53.37%)；对D. rerio成鱼(LC₅₀=84.27 ppm)及胚胎(LC₅₀=32.60 ppm)呈轻微毒性。尽管该提取物可作为储粮害虫管理的潜在植物源产品，未来田间应用须采取防止其渗入水体的措施。所观察到的杀虫与抑虫活性可能与其主要成分(十六烷酸7.08%、1-(2-甲氧基苯基)-2,5-二氢-1H-吡咯-2,5-二酮6.30%、顺-9-十八碳烯酸3.91%、β-谷甾醇3.05%、二十烷3.00%)相关，但因未用单体化合物验证，确切作用归属仍为推测，生物活性可能源自粗提物多组分协同或相加效应，后续应针对单一成分开展杀虫、抑虫及生态毒性评价。