齿叶薰衣草精油对赤拟谷盗的功效：杀虫活性、行为驱避及分子对接见解

《Journal of Stored Products Research》：Efficacy of Lavandula dentata essential oil against Tribolium castaneum: Insecticidal activity, behavioral deterrence, and molecular docking insights

　　

摘要

赤拟谷盗（Tribolium castaneum）是世界各地储藏谷物和加工食品的主要次要害虫。本研究评估了齿叶薰衣草（Lavandula dentata）精油（EO）对赤拟谷盗成虫的多方面杀虫、驱避及多代抑制效力，并结合分子对接模拟阐明其潜在作用机制。化学分析显示，该精油主要由含氧萜类化合物（86.41%）主导，主要是薄荷二醇（46.09%）和trans-二氢香芹酮（18.69%）。在生物测定中，油剂在残留膜试验中表现出剂量依赖的接触毒性（LC₅₀?=?0.165?mg/cm²），在 0.786?mg/cm² 时致死率达 84.0%，而作为熏蒸剂效力较低。此外，精油表现出强大的驱避活性；在 1.57?mg/cm² 时，初始驱避率达 96.0%，在统计上等同于 DEET（驱避阳性对照），并在 24?h 内于较低阈值下保持显著的残留优越性。长期评估（30–45 天）显示，在 LC₉₀ 基线（12.44?mg/g）下，F₁ 后代完全抑制（100%），效力与毒死蜱（毒性阳性对照）相当。为证实这些发现，针对关键昆虫靶标：乙酰胆碱酯酶（AChE）和信息素结合蛋白 12（TcOBP C12）进行了分子对接。薄荷二醇和trans-二氢香芹酮在活性位点内表现出中等的结合能，其中薄荷二醇对 AChE 和 TcOBP C12 的最高亲和力得分分别高达 ?6.56?kcal/mol 和 ?6.91?kcal/mol。这些计算见解与观察到的神经毒致死和行为避免动态一致。总体而言，这些发现突出了齿叶薰衣草精油作为储藏谷物害虫可持续管理的生物理性替代品的潜力。

引言

赤拟谷盗（Tribolium castaneum (Herbst)）（鞘翅目：拟步甲科）是世界各地加工食品的主要次要害虫。它侵害超过 246 种商品，主要损坏面粉和淀粉类食品（Duarte et al., 2021a, 2021b），以及高粱、水稻、玉米和小麦的破碎谷物和加工衍生物（Annaz et al., 2025）。该物种主要分布在热带和亚热带地区，造成显著的定性和定量损失，从而威胁粮食价值链的稳定性（Hu et al., 2019; Abou-Taleb et al., 2015）。成虫和幼虫均通过取食造成严重损坏，导致谷物变坏和发芽能力降低。此外，其快速的人口繁殖和显著的适应能力如果不管控可能导致毁灭性的财务影响（Rahman et al., 2014; Kannan and Chandrasekaran, 2025）。除了直接取食外，腹部分泌物和发育蜕皮物以难闻的气味和变色污染产品，需要严格的监测和管理协议（Hu et al., 2019; Abou-Taleb et al., 2015）。

目前对T. castaneum的管理策略严重依赖合成杀虫剂和熏蒸剂，特别是有机磷、磷化氢和拟除虫菊酯（Awan et al., 2012）。然而，这种密集的化学依赖引发了严重的环境污染，增加了运营成本，并助长了广泛的抗性（Khemis et al., 2023）。该甲虫对马拉硫磷和磷化氢等关键活性成分已证实的耐受性使这些挑战进一步复杂化（Talukder, 2009）。因此，增加剂量以克服抗性的做法不仅降低了治疗效果，还加剧了生态污染、经济压力和公共卫生风险（Feroz, 2020）。

因此，开发具有最小生态和健康足迹的新型杀虫剂势在必行（Boukouvala et al., 2016）。植物植物化学物凭借其多方面的生物活性，提供了可行且环保的替代品，支持全球可持续发展目标而不损害对目标害虫的效力（Boyer et al., 2011; Cantrell et al., 2012; Benelli, 2015）。最近，芳香植物的精油（EOs）因其多方面的生物特性而受到广泛关注（Miladi et al., 2013）。具体而言，齿叶薰衣草（Lavandula dentata）（唇形科）的精油表现出广泛的抑制谱，包括抗菌、抗真菌和抗氧化作用（Zuzarte et al., 2011）。虽然该物种的某些地理种群已被评估其一般生物活性（Wagner et al., 2021），但替代的、特定地点化学谱的杀虫效力仍未被充分探索。因此，调查源自独特栖息地的L. dentata的独特萜类谱系代表了一个关键的研究空白。因此，本研究旨在表征来自塔伊夫地区的L. dentata的化学谱，并评估其对T. castaneum的多方面杀虫潜力。

章节摘要

化学试剂

乙醇（70%）购自 PIOCHEM 化学公司（埃及十月六城），而毒死蜱（25%）和丙酮（99.9%）购自 KZ 化学工业（埃及吉萨）。此外，DEET（N,N-二乙基-m-甲苯酰胺，97%）购自 Sigma-Aldrich（埃及开罗）。

植物采集与分类鉴定

齿叶薰衣草（Lavandula dentata L.）的地上生物量于 2025 年 5 月在其活跃营养生长阶段从沙特阿拉伯塔伊夫地区采集。分类学验证正式由 Flora & 进行

Lavandula dentata提取物的 GC-MS 分析

L. dentata精油（EO）的 GC-MS 分析鉴定出 85 种化合物，代表总成分的 98.54%。该精油以高含量的含氧萜类化合物组为特征，合计占谱图的 86.41%。在该组中，薄荷二醇（p-薄荷烷 -1,2-二醇）（46.09%）和trans-二氢香芹酮（18.69%）是最丰富的单个成分，其次是芬醇（9.42%）和冰片（3.35%）。此外，单萜

讨论

我们的研究结果表明，齿叶薰衣草精油（EO）对赤拟谷盗成虫具有双重杀虫和行为特性。这种植物提取物作为一种有效的接触毒剂、熏蒸剂和驱避剂，同时抑制 F1 后代发育，从而破坏害虫的繁殖周期。这项工作代表了对L. dentata精油对该特定储藏产品甲虫的多方面、多途径效力的首次文献评估。

结论

本研究的发现表明，富含薄荷二醇和trans-二氢香芹酮的齿叶薰衣草精油，可作为管理赤拟谷盗的一种有前景的、生物理性的替代品。观察到的接触毒性、驱避性和长期后代抑制表明其作为可持续谷物保护剂的潜在可行性。此外，分子对接模拟为其杀虫和行为威慑效应提供了 plausible 解释

知情同意声明

不适用。

机构审查委员会声明

不适用。

CRediT 作者贡献声明

Shrouk E. Al-Sayed: 写作 – 审查 & 编辑。Hassan M. Eltalawy: 写作 – 原始草稿。Abdelaziz S.A. Abuelsaad: 概念化，形式分析，监督。Mohamed Y. Zaky: 方法学，验证。Hossam Ebaid: 概念化，可视化。

竞争性利益声明

作者声明他们没有任何利益冲突。

致谢

作者感谢研究人员支持项目编号（RSP2026R366），沙特阿拉伯利雅得沙特阿拉伯国王大学。

Shrouk E. Al-Sayed|Hassan M. Eltalawy|Abdelaziz S.A. Abuelsaad|Mohamed Y. Zaky|Hossam Ebaid

埃及本苏夫大学，本苏夫，62521，寄生虫学分部