软枝黄蝉的杀虫活性成分及其致毒机理研究

本项目在前期研究基础上，对南药植物软枝黄蝉的杀虫活性成分的分离及致毒机理进行研究。研究主要包括以下几方面的内容：活性成分的继续分离、鉴定；活性物质的构效关系分析；前期分离出的黄蝉花素对害虫的致毒机理研究。根据上述研究成果，为直接利用植物材料配制农药和创制我国自己的新型农药"模板"提供理论依据。

软枝黄蝉为夹竹桃科黄蝉属植物。项目组在对海南热带杀虫植物资源广泛筛选时发现该植物具有较高的生物活性。为进一步明确其化学成分及其生物活性，本研究对其化学成分进行了分离、鉴定和杀虫机理探讨。结果表明软枝黄蝉提取物对害虫主要表现为拒食、毒杀和抑制生长发育作用。采用生物活性追踪法，从软枝黄蝉提取物中分离获得10种活性物质，其化学结构经MS、1H NMR和13C NMR等波谱数据鉴定为黄蝉花素、黄蝉花定、黄蝉花辛、鸡蛋花甙、山奈酚、豆甾醇、β－谷甾醇、齐墩果酸、熊果酸和百里香酚。活性测定结果表明环烯醚萜类化合物黄蝉花素、黄蝉花定、黄蝉花辛和鸡蛋花甙对菜青虫具有很强的杀虫活性，其对菜青虫5龄幼虫的拒食AFC50值分别为0.071、0.045、0.103和0.167 mg/mL，毒杀活性结果也显示黄蝉花素对菜青虫5龄幼虫的杀虫活性要高于其它活性成分，其LC50值仅为0.026 mg/mL，并高于对照药剂川楝素（LC50值＝0.033 mg/mL）；构效关系分析认为黄蝉花素三元环结构是其毒杀活性的必要的药效团模型。对高活性化合物黄蝉花素的致毒机理深入探讨，发现该化合物对斜纹夜蛾幼虫主要为抑制生长发育作用，可明显影响害虫取食，导致生长受阻，生长期延长，形成大量畸形蛹和畸形成虫。透射电镜观察发现经黄蝉花素处理幼虫表皮层厚度明显低于对照，内表皮分层不清晰，层数也明显少于对照。进一步毒理学研究表明黄蝉花素饲喂处理可导致斜纹夜蛾幼虫表皮成分相对含量发生明显的变化，脂肪相对含量增加，蛋白相对含量显著降低，几丁质相对含量无明显变化；动态分析结果表明体壁水溶性蛋白相对含量变化最大，比对照降低61.6%；另外，黄蝉花素对斜纹夜蛾幼虫部分酶系有一定的影响，对碱性磷酸酯酶表现为先抑制后激活的作用，对酸性磷酸酯酶表现为较弱的激活作用；处理后96h对保护酶中过氧化氢酶抑制率可达94.8%；对中肠蛋白酶和淀粉酶均有一定的抑制作用；结合前期试验结果可以推测，黄蝉花素对斜纹夜蛾幼虫主要表现为生长发育抑制作用，其作用机制可能为干扰昆虫体内激素分泌协调平衡以及正常生理功能，最终抑制昆虫生长发育，而抑制表皮水溶性蛋白的合成进而导致内表皮异常可能是其重要机制之一。