匍匐大戟和田旋花提取物的植物化学物质及对赤拟谷盗的酶抑制活性

《South African Journal of Botany》：Phytochemical and enzyme inhibitory activities of Euphorbia prostrata and Convolvulus arvensis extracts against Tribolium castaneum

　　- 两种杂草提取物的植物化学与生物活性比较。- *E. prostrata*（地桃花）在80 mg/mL浓度下，72小时后接触死亡率高达97.92%。- *E. prostrata*（地桃花）在80 mg/mL浓度下，F1代出苗率被抑制97.28%。- 乙酰胆碱酯酶是两种提取物最敏感的酶靶标。- 实验室效价需经过残留、非靶标生物及田间验证。**引言**储粮害虫仍然是收获后谷物保护的主要威胁，因为它们会降低谷物的数量和质量，并促进储存期间的污染。赤拟谷盗（*Tribolium castaneum* Herbst，鞘翅目：拟步甲科）是储存谷物中最难根除的害虫之一。合成杀虫剂依然重要，但由于抗药性、残留、环境持久性及消费者安全等问题，人们对具有多种化学作用模式的植物源性干预措施的兴趣再度提升（Campbell等，2022；R?sner等，2020）。植物杀虫剂含有化学多样的成分，包括酚类、黄酮类、萜类、生物碱、皂苷、脂肪酸、甾醇和苷类（Georgiev等，2022；Kalita和Bhola，2021；Ramachandran等，2023）。在药用和芳香植物中，比较化学分析表明，提取方法对测得的成分和酶抑制活性有强烈影响（Angeloni等，2021；Yagi等，2025；Zengin等，2021）。针对储粮害虫，粉末、精油、溶剂提取物和分离化合物均可产生浓度依赖性的致死率、驱避率、拒食率、产卵减少和后代出苗率降低（Azeem等，2022；Gerken和Campbell，2020；Singh等，2021）。仅评估成虫死亡率是不够的，因为存活的昆虫仍可能在储存物品中繁殖。因此，F1代出苗率和种群抑制指数补充了急性毒性评估，表明某种处理是否能限制后续的种群发展（Khalil等，2024；Ngegba等，2022；Rajashekar等，2025）。生化检测还可检验提取物是否与神经、解毒或消化酶系统相互作用。乙酰胆碱酯酶支持胆碱能传递，羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶参与异生物质的解毒，α-淀粉酶支持碳水化合物消化（Attia等，2020；Oyeniyi和Akinnuoye，2025；Zhang等，2023）。以往的研究已分别表征了*E. prostrata*（地桃花）的杀虫成分，或*Convolvulus arvensis*（田旋花）的化学及抗菌特性（Ferdosi等，2021；Mosallaie等，2024；Salamatullah，2022）。其他研究测试了不同植物对*T. castaneum*（赤拟谷盗）的效果，并记录了接触、熏蒸、行为或解毒酶效应（Annaz等，2024；Kanwal等，2021；Kumar等，2026）。然而，这些研究并未在相同的提取和检测条件下直接比较*E. prostrata*（地桃花）和*C. arvensis*（田旋花），同时评估成虫接触死亡率、F1代抑制、四个酶靶标以及成分-生物活性关系。因此，本研究的创新之处在于受控的直接比较整合这些终点，而非声称某种植物或植物杀虫剂从未被研究过。因此，本实验室研究比较了*Euphorbia prostrata*（地桃花）和*Convolvulus arvensis*（田旋花）的水-甲醇提取物对成虫*T. castaneum*（赤拟谷盗）的效果。该设计结合植物化学定量、初步GC–MS谱分析、滤纸接触毒性、处理谷物F1代抑制、酶抑制检测及探索性成分-生物活性分析。具体贡献如下：- 对*Euphorbia prostrata*（地桃花）和*Convolvulus arvensis*（田旋花）提取物的比较化学表征，包括提取率、总酚和总黄酮含量、类别丰度以及主要初步鉴定的GC–MS成分。- 成虫*T. castaneum*（赤拟谷盗）剂量-时间分辨滤纸接触生物测定，以校正死亡率和Probit推导的LC??和LC??估计值总结。- 处理谷物F1代成虫出苗率和后代抑制评估，以评价超出急性成虫死亡率以外的种群抑制。- 乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶和α-淀粉酶抑制评估，作为提取物活性的候选生化关联指标。- 探索性地将植物化学暴露与死亡率、后代抑制和酶抑制整合，包括显式共线性诊断和交叉验证。**章节摘要****研究设计**本实验室研究比较了*Euphorbia prostrata* Aiton和*Convolvulus arvensis* L.的水-甲醇提取物的植物化学成分和生物活性对*Tribolium castaneum* Herbst（鞘翅目：拟步甲科）的效果。所有实验采用完全随机设计。生物测定在两天内独立进行两次，每次使用新分组的昆虫群体。每次试验中，每个处理包含四个生物学重复，处理单元随机分配。**Euphorbia prostrata和Convolvulus arvensis的提取率和植物化学成分**如图4所示，*Euphorbia prostrata*（地桃花）的提取率高于*Convolvulus arvensis*（田旋花）（13.84 ± 0.42% vs. 10.96 ± 0.37%；p = 0.004）。*E. prostrata*的总酚含量高于*C. arvensis*（92.64 ± 3.81 mg GAE/g提取物 vs. 74.31 ± 3.26 mg GAE/g提取物；p = 0.006）。总黄酮含量呈相同趋势（48.72 ± 2.14 vs. 35.91 ± 1.82 mg QE/g提取物；p = 0.003）。类别级谱分析显示*E. prostrata*中脂肪酸及其衍生物丰度更高（35.50% vs. …）**讨论**本实验室研究直接比较了*Euphorbia prostrata*和*Convolvulus arvensis*提取物对*Tribolium castaneum*（赤拟谷盗）的化学谱、成虫接触毒性、处理谷物后代抑制及酶抑制活性。在指定检测条件下，两种提取物均有效，且*E. prostrata*在各项测量终点上产生更大效应。这些数据建立了受测系统内的比较活性；它们并未确立田间表现、产品…**结论**在实验室滤纸接触和处理谷物条件下，*E. prostrata*和*C. arvensis*的水-甲醇提取物提高了成虫死亡率，降低了F1代出苗率，并抑制了乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶和α-淀粉酶，其中*E. prostrata* consistently表现出更高效力。化学注释和探索性成分-生物活性模型为分级分离确定了优先事项，但未确立因果关系化合物或机制。由于田间效力、配方稳定性…**伦理批准与参与同意**本研究涉及*赤拟谷盗*（*Tribolium castaneum* Herbst，鞘翅目：拟步甲科）作为模式昆虫害虫。未使用人类参与者或脊椎动物，依据适用的机构或国家指南，昆虫生物测定无需伦理批准。野生植物材料采集自山东省泰安市岱宗街61号山东农业大学邻近的农业田间边缘，经山东农业大学机构许可…**出版同意**不适用。本稿件不包含任何个人数据。**数据与材料可用性**支撑死亡率、后代、酶及成分-生物活性分析的重复水平观测数据见补充表S1–S3。相关散点图规范见补充图S1。额外的色谱文件和分析脚本可向通讯作者合理请求获取。**资金**本研究未获得公共、商业或非营利部门任何具体资助机构的资助。**CRediT作者贡献声明****XU Yu-ce**：撰写–审阅与编辑、撰写–原稿、可视化、验证、监督、软件、资源、项目管理、方法学、调查研究、资金获取、正式分析、数据管理、概念构思。**利益冲突声明**作者声明他们不存在已知的可能影响本文工作的竞争性经济利益或个人关系。**致谢**作者感谢机构标本馆对植物鉴定的帮助以及实验室人员对昆虫饲养和生化检测的协助。XU Yu-ce