Eplingiella fruticosa (Lamiaceae) 叶片的精油：化学表征及对玉米象 *Sitophilus zeamais* (Coleoptera: Dryophthoridae) 的杀虫活性

《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》：Essential oil from leaves of Eplingiella fruticosa (Lamiaceae): Chemical characterization and insecticidal activity against Sitophilus zeamais (Coleoptera: Dryophthoridae)

　　

EfLEO 通过接触对玉米粒上的 *S. zeamais* 具有毒性（24 h 的 LC₅₀ 为 1.202 mg/g）。EfLEO 通过摄入具有毒性（7 天的 LC₅₀ 为 112.75 mg/g），并显示出抗营养效应。在空气中浓度为 1870 和 2500 mg/L 时，EfLEO 可持续驱避长达 96 h。在密闭室中挥发时，EfLEO 引起暂时性的亚致死效应。EfLEO 降低了 α-淀粉酶（α-amylase）和乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性，破坏了消化和神经传递。

**论文解读：Eplingiella fruticosa 叶片精油对玉米象的杀虫活性研究**

**研究背景与目的**

玉米是全球最重要的粮食作物之一，在减贫与粮食安全中扮演关键角色。然而，在储藏过程中，玉米象（*Sitophilus zeamais* Motschulsky, 1855，鞘翅目：Dryophthoridae）是主要害虫，每年造成 15%–30% 的产量损失，导致籽粒品质下降、营养降低、发芽率与重量减少，并促进黄曲霉等真菌生长。目前常用的合成杀虫剂（如有机磷、有机氯、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯）虽能控制种群，但过度使用带来环境与健康风险，并促使害虫产生抗药性。因此，寻找天然替代品成为研究热点，植物精油（essential oils, EOs）因其可生物降解、多组分协同作用、不易产生抗性等特点而备受关注。

巴西植物 *Eplingiella fruticosa*（Salzm. ex Benth.）Harley & J.F.B. Pastore（唇形科）俗称“alecrim do campo”，分布于卡廷加、塞拉多和大西洋森林，传统上用作镇痛和抗惊厥药。已有研究报道其叶片精油（EfLEO）具有神经保护、抗痛觉过敏以及对埃及伊蚊（*Aedes aegypti*）和 *Acromyrmex balzani* 的杀虫活性，但尚未有关于储粮害虫的报道。因此，本研究旨在获得并表征 EfLEO 的化学组成，通过接触、摄入、熏蒸毒性和驱避实验评估其对玉米象成虫的杀虫活性，并探究其抗营养和神经毒性机制。

**技术方法概述**

研究人员于 2024 年 9 月在巴西伯南布哥州 Catimbau 国家公园采集 *E. fruticosa* 叶片（ICMBio 授权号 72024，SisGen 登记号 A140679），采用 Clevenger 型水蒸气蒸馏装置提取精油（5 h，100 °C），得率 1.81%。通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）和火焰离子化检测器（GC-FID）鉴定并定量 36 种化合物。生物测定采用玉米象实验室种群（28 ± 2 °C，70 ± 10% RH，全暗），分别进行：间接接触毒性（玉米粒处理，0.75–1.75 mg/g，24–48 h 死亡率）、摄入毒性（小麦粉饼，50–125 mg/g，7–14 天死亡率并计算拒食指数 FDI、相对摄食率 RCR、相对生物量增益率 RBGR、食物转化效率 ECIF）、熏蒸毒性（密闭容器，1250–3120 mg/L 空气，96 h 观察行为与死亡率）、驱避性（双选择装置，1000–2500 mg/L 空气，96 h）。体外酶活性测定：将 EfLEO 与昆虫酶提取物共孵育，分别测定胰蛋白酶（trypsin）、α-淀粉酶（α-amylase）和乙酰胆碱酯酶（AChE）的残留活性。

**研究结果**

**3.1 化学表征（Chemical characterization of EfLEO）**
通过 GC-MS 和 GC-FID 分析，鉴定出 36 种化合物，占总组成的 99.41%。单萜类占 28.21%，含氧单萜占 45.79%，倍半萜占 22.60%，含氧倍半萜占 2.81%。主要成分为香芹酚（carvacrol，25.36%）、1,8-桉叶素（1,8-cineole，15.22%）、(E)-石竹烯（(E)-caryophyllene，10.73%）和对伞花烃（ρ-cymene，10.12%）。这是首次在 *E. fruticosa* 精油中报道香芹酚作为主要成分。

**3.2 间接接触毒性（Indirect contact toxicity）**
接触毒性实验显示，EfLEO 在 0.75–1.75 mg/g 浓度范围内对玉米象成虫具有显著致死作用。24 h 后，1.25、1.50、1.75 mg/g 浓度死亡率分别为 52%、73%、76%；48 h 后分别升至 57%、78%、84%。毒力回归分析得到 24 h 的 LC₅₀ 为 1.202 mg/g（95% CI: 1.135–1.271），48 h 的 LC₅₀ 为 1.134 mg/g（95% CI: 1.073–1.195），表明毒性呈剂量依赖性，但时间依赖性不显著。

**3.3 摄入毒性（Ingestion toxicity）**
摄入毒性实验表明，EfLEO 在 50–125 mg/g 浓度下显著增加死亡率。7 天后，125 mg/g 浓度死亡率达 53%，14 天达 95%。7 天 LC₅₀ 为 112.77 mg/g，14 天 LC₅₀ 为 49.93 mg/g，呈剂量和时间依赖性。抗营养效应方面，所有浓度均表现出中到强拒食作用（FDI 最高达 74.65%），相对摄食率（RCR）显著降低，相对生物量增益率（RBGR）为负值，食物转化效率（ECIF）显著下降，提示昆虫体质量损失且无法有效转化摄入食物。

**3.4 熏蒸实验（Fumigation assay）**
EfLEO 在 1250–3120 mg/L 空气浓度下未引起显著致死（死亡率均低于 1%），但暴露后 1–4 h 内昆虫出现过度兴奋、抽搐、运动失调等中毒症状，24 h 后部分恢复，48–96 h 完全恢复，表明仅产生可逆的亚致死效应。

**3.5 驱避活性（Repellence activity）**
双选择装置实验中，EfLEO 在 1000–2500 mg/L 浓度下表现出驱避作用。24 h 时所有浓度驱避效果相似；48 h 时高浓度（1870 和 2500 mg/L）保持驱避，低浓度（1000 mg/L）在 72 h 后转为中性或吸引，表明驱避性随时间和浓度变化。DEET 阳性对照在 24–48 h 有驱避性，但更长时间后丧失。

**3.6 EfLEO 对玉米象酶活性的影响（Effects of EfLEO on *S. zeamais* enzymes）**
体外酶活性测定显示，EfLEO 对胰蛋白酶活性无显著影响（残留活性 93.61% vs 对照 100%），但显著抑制 α-淀粉酶活性（51.15% vs 100%）和乙酰胆碱酯酶（AChE）活性（33% vs 100%），且 AChE 抑制在 1 min 内快速发生。

**讨论与结论**

讨论部分指出，EfLEO 得率（1.81%）高于前人报道，可能与更长的蒸馏时间（5 h）及地理环境差异有关。化学组成中香芹酚首次成为主要成分，提示可能存在化学型差异。接触毒性可能源于香芹酚等单萜的神经毒性和角质层破坏作用；摄入毒性则与拒食和消化酶抑制（尤其是 α-淀粉酶）相关，导致营养利用障碍。熏蒸仅产生亚致死效应，说明挥发物经呼吸吸收未达致死浓度，可能因活性成分间拮抗或解毒代谢。驱避性随时间减弱，可能与挥发性成分的逐渐释放或昆虫适应性有关。研究结果初步证明了 EfLEO 作为储粮害虫防治剂的潜力。

研究结论部分翻译如下：
**结论**
本研究首次评估了 *E. fruticosa* 叶片精油对储藏害虫的活性，也是首次报道以香芹酚为主要成分的该来源精油。EfLEO 对玉米象 *S. zeamais* 通过间接接触和摄入表现出致死杀虫活性，并通过熏蒸表现出亚致死效应。这些发现提供了 EfLEO 对储粮害虫生物活性的初步证据，支持进一步研究以全面评估其潜在应用和实际有效性。