甜橙(Citrus sinensis)精油基微乳剂对小菜蛾(Plutella xylostella):杀虫活性的开发 Characterization 与表征

《Journal of Pest Science》:Citrus sinensis essential oil-based microemulsion against Plutella xylostella: development and characterization of insecticidal activity

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月10日 来源:Journal of Pest Science 4.4

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  小菜蛾(Plutella xylostella)是全球十字花科作物上的重要害虫。精油用于其防治已取得一定成效,但精油高挥发性限制了田间应用。将此类化合物包载于微乳化体系可提高田间有效性。研究人员提出开发一种以甜橙(Citrus sinensis)精油为基质的微

  
小菜蛾(Plutella xylostella)是全球十字花科作物上的重要害虫。精油用于其防治已取得一定成效,但精油高挥发性限制了田间应用。将此类化合物包载于微乳化体系可提高田间有效性。研究人员提出开发一种以甜橙(Citrus sinensis)精油为基质的微乳剂用于防治小菜蛾。气相色谱(Gas Chromatography,GC)分析确认精油中 D-柠檬烯为主要成分(88.63%)。该微乳剂流体动力学直径 26.04 ± 0.57 nm,多分散指数(Polydispersity Index,PdI)0.270 ± 0.02,显示单分散性。甜橙精油载药微乳剂对小菜蛾的致死浓度为接触途径 LC30 = 52.23 mg/mL、LC50 = 107.79 mg/mL,摄食途径 LC30 = 48.92 mg/mL、LC50 = 207.29 mg/mL。该微乳剂降低了小菜蛾幼虫和蛹存活能力,并比游离精油更少诱导成虫产卵。研究证实甜橙精油微乳剂具有杀虫潜力,可作为该害虫可持续防控替代方案。
论文解读:《Journal of Pest Science》刊发的甜橙精油微乳剂防治小菜蛾研究
研究背景方面,小菜蛾(Plutella xylostella)为十字花科作物世界性毁灭害虫,年经济损失约 50 亿美元,具有繁殖快、生命周期短、对化学杀虫剂抗性高等特点。尽管植物精油、提取物可作环境友好型防治材料,但精油受光、紫外、温度等 abiotic 因素影响易降解,高挥发性限制田间持效。微乳剂(Microemulsion,ME)为热力学稳定、各向同性、油水两相经表面活性剂稳定的纳米级体系,可改善脂溶性活性物溶解度、控释并抗光解。已有柑橘类精油微乳剂用于粉虱、蚊幼虫等害虫研究,但甜橙精油微乳剂防治小菜蛾尚无报道,因此研究人员开展本研究。
主要关键技术方法上,研究人员使用来自巴西 Sergipe 的 TopFruit Nordeste S/A 捐赠的甜橙果皮冷压精油;通过伪三元相图筛选 12% 油、28% 表面活性剂(Kolliphor EL 与丙二醇 2:1)、60% 水体系;以气相色谱-质谱(GC-MS)定性与相对定量化学成分;以动态光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)测流体力学直径与 PdI;以小角 X 射线散射(Small-Angle X-ray Scattering,SAXS)和偏光显微镜(Polarized Light Microscopy,PLM)确认各向同性与结构;小菜蛾来自 Sergipetec/Emdagro 的 LCBiotec 种群,以有机甘蓝饲养;采用接触与摄食两种生物测定,用 Probit 分析估 LC,用 Kaplan–Meier 估 LT50,用 ANOVA/Tukey 分析生命表与产卵。
研究结果如下。化学组成:GC-MS 鉴定 23 个化合物,D-柠檬烯占 88.63%,次为月桂烯(myrcene)3.49%、芳樟醇(linalool)2.70% 等,印证甜橙精油以单萜为主。微乳剂开发:伪三元相图分出相分离、乳状液、微乳区;选定配方放置 5 天稳定,电导率 218.0 ± 0.1 μS/cm 支持水包油(oil-in-water,o/w)结构;DLS 显示 26.04 ± 0.57 nm、PdI 0.270 ± 0.02;流变呈牛顿流体,黏度 0.11 ± 0.01 Pa·s;PLM 暗场证各向同性,SAXS 低强度 Bragg 峰证经典微乳结构。致死浓度:接触 LC30 52.23、LC50 107.79 mg/mL;摄食 LC30 48.92、LC50 207.29 mg/mL。生存与生命周期:LC50 处理下接触组幼虫期末累积死亡 42.6%、摄食组 58.8%,LT50 为第 7 天;幼虫与蛹存活率显著下降,但幼虫期、蛹期时长未受显著影响。产卵:游离精油与微乳剂均使校正后产卵量高于对照,但微乳剂因控释使诱卵效应弱于游离油;随温室放置时间延长,游离油挥发后诱卵下降,微乳剂挥发慢、效应更持久。
讨论部分总结:研究人员指出接触 LC50 低于摄食,是因微乳剂助渗进入体壁、减少挥发损失;摄食死亡更高则与 D-柠檬烯经消化道和血淋巴代谢有关。实验室 LC50 不应等同于常规合成杀虫剂田间用量, botanical 制剂价值还取决于残留、释放动力学、稳定性与环境行为。微乳剂降低幼虫蛹存活,但 D-柠檬烯对非靶标捕食螨低毒、可与生物防治兼容。产卵增加源于柠檬烯对鳞翅目化学趋向性,微乳剂缓释削弱该效应;叶表蜡质降解也可能促产卵。研究强调未来需做半田间/田间非靶标与持效验证。
结论部分翻译:本研究显示甜橙精油微乳剂对小菜蛾具杀虫作用;施用方式直接影响昆虫 LC50,接触低于摄食。该微乳剂降低幼虫和蛹存活能力但不改变阶段时长。其刺激小菜蛾产卵,但效应弱于游离甜橙精油,因微乳系统缓释。未来应评估半田间与田间条件下释放动力学、挥发行为及对非靶标生物影响,以明确机制与实用价值。
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