驱蚊的植物

仲恺农业技术学院学报,18

(

2

)

:65～71,2005

JournalofZhongkaiUniversityofAgricultureandTechnology

文章编号:1006-0774

(

2005

)

02-0065-07

收稿日期:2004-10-11

基金项目:国家重点基础研究发展计划(

973

)资助项目(

G200001609

)

;农业部农业结构调整重大技术研究专项资助项目(

2002-01-05A

)

.

作者简介:董红霞(

1977-

)

,女,山东德州人,在读硕士研究生.3通讯作者:E-mail:LingbingLB@.

植物次生化合物在害虫防治中的作用

董红霞,王敬淑,刘光华,凌 冰

3

(华南农业大学昆虫生态研究室,广东广州510642

)

摘要:在化学生态学领域,植物次生化合物的研究一直是十分活跃的.在植物与昆虫的关系中,植物次生化合物起

着重要的作用.文章对植物次生化合物与植食性昆虫的关系、植物次生化合物在害虫防治中的作用、植物次生化

合物在害虫防治中的研究方法以及不同作用的评价指标进行了综述,并对植物次生化合物在害虫防治中的主要应

用进行了讨论.

关键词:植物次生化合物;杀虫剂;害虫防治

中图分类号:Q946.8;S43 文献标识码:A

Therolesofplantcondarymetabolitesininctpestcontrol

DONGHong2xia,WANGJing2shu,LIUGuang2hua,LINGBing

3

(

LaboratoryofInctEcology,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China

)

Abstract:Theationshipbe2

tluationmethodandindex,

theefficancyofplantcondarymetabolitesininctpestcontrolwerealsodiscusd.

Keywords:plantcondarymetabolite;pesticide;pestcontrol

几乎没有一种植物能够避免昆虫的取食为害,同时也没有一种植物能被所有植食性昆虫取食为害[1].

后一种情况反映了任何植物对于昆虫的侵害总有一种防御机制使昆虫无法突破.在植物对昆虫的防御机制

中,最重要的是化学因素,其次是形态结构[1].在植物与昆虫的长期进化过程中,植物为避免植食性昆虫的

为害,形成或诱导产生本身特有的次生化合物,对大多数昆虫起着化学防御作用.这些植物次生化合物又可

称为植物次生代谢物质或植物次生物质.

植物对昆虫化学防御的类型主要有:①产生能引起昆虫忌避或抑制昆虫取食的物质,使觅食昆虫避开、

离去或者阻碍正在取食的昆虫继续取食;②产生阻碍昆虫对食物进行消化和利用的化学物质;③产生某些

物质使昆虫中毒死亡,或延迟其生长发育,降低繁殖率,从而使植物本身免于蒙受更大的损害[1];④产生某

些挥发性物质致害昆虫的天敌,这种方式又被称作间接防御[2,3].

植食性昆虫诱导被害植物产生的挥发性次生物质(

Herbivore2inducedvolatiles,HIV

)的许多成分能直接作

用于致害昆虫,如柠烯、蒎烯、香叶烯等对有些昆虫可起忌避或抗生作用,法尼烯有保幼激素活性等.关于植

物次生化合物对昆虫不同作用的研究,为害虫综合防治提供了依据.

1 植物次生化合物对植食性昆虫的作用

根据植物对昆虫的化学防御类型,植物次生化合物对植食性昆虫的作用可分为、驱避、毒杀和拒食

作用.

111 作用

有些植物次生化合物对昆虫取食有和刺激作用,或对昆虫产卵有刺激作用[4],如十字花科植物中

含有的葡糖硫苷和烯丙异硫氰酸对菜粉蝶(

PierisrapaeL.

)的取食有作用和产卵刺激作用[5];甘蓝蚜

(

Brevicorynebrassicae

)对植物体内的葡糖硫苷和各种氨基酸平衡有反应,引导其在合适的叶片上取食;柑桔凤

蝶(

PapilioxuthusL.

)、美凤蝶(

L.

)、玉带凤蝶(

sL.

)等与马兜铃(

Aristolochiasspp.

)组织

内的马蔸铃酸有密切的联系.成虫依赖于这些化合物找到寄主,选择幼嫩的叶片产卵,这些化合物对幼虫取

食起作用和刺激取食作用.另外,有些植物在受到昆虫取食为害后产生的一些挥发性次生化合物对害

虫天敌具有强烈的作用.例如Potting等[6]发现受玉米螟(

Chilopartellus

)幼虫为害的玉米植株上,受伤害

的叶片能产生对螟黄足绒茧蜂(

Cotesiaflavipes

)有作用的挥发性物质.现在认为,植物被昆虫侵害后,不

仅其受伤部位产生HIV,没有被侵害的叶片也产生这样的物质,也能害虫的天敌[7,8].

茉莉花(

Cestrumnoctumum

)所产生的挥发性化合物对斜纹夜蛾(

Spodopteralitura

(

F.

))有明显的作

用,而且斜纹夜蛾夜晚的取食时间与茉莉花产生香味的时间一致,茉莉花对斜纹夜蛾起取食作用的主

要成分是苯乙醛[9].从日本女贞(

Ligustrumjaponicum

)中分离出的苯乙醛222苯乙醇262甲基252庚烯222酮、醋酸

苯甲酯、苯甲醛能明显地刺激诱导菜粉蝶产生伸出喙的取食行为,在田间和风洞试验中也表现出对成虫行

为的剌激作用,这是典型的取食作用[10].胡萝卜花对1～2日龄棉铃虫(

Heliothisarmigera

)成虫有活

性,表明胡萝卜花的气味对棉铃虫有取食作用[11].

112 驱避作用

植物中含有昆虫所不喜欢或讨厌的某些次生化合物,对植物来说是它们的保护剂,有防御取食者的作

用.许多不同的次生物质,如萜类、生物碱和黄酮类都有对昆虫产卵和取食的驱避作用.

植物对昆虫的防御机制中最重要的是化学因素,植物的化学防御与昆虫的适应生理过程很复杂,如马

兜铃组织内的马蔸铃酸对大多数生物有毒性,起着忌避、拒食和致毒作用[12].金裳凤蝶(

Troidesaeacus

(

Felder

etFelder

))成虫选择马兜铃的叶片产卵,幼虫取食叶片,其体内储存的马蔸铃酸(硝基菲类化合物)可于蛹及

成虫体内继续储存,对其他生物的侵害具有防御作用.柑桔(

Citrusspp.

)的组织内含有柠烯等一系列特有的

化学物质,这些化学物质对大多数生物的侵害起着防御作用.柑桔凤蝶、美凤蝶、玉带凤蝶等的取食与这些

化合物有密切的联系,它们取食叶片组织的同时,也使这些化合物进入食道,并被吸收到血液之中.这些化

合物对于凤蝶幼虫并不是必需的营养需求,当凤蝶幼虫遇到敌害时,可将翻缩腺翻出体外,排出这些挥发性

的化合物,对敌害起着警戒作用.

我国早在古代就开始利用植物散发的气味来驱除住宅内的害虫.其中研究得较多的是植物气味的驱蚊

作用.现在已经证明具有驱蚊作用的植物有香茅(

Cymbopogoncitrates

)、雪松(

Cedrnudeodara

)、松树(

Pinus

spp.

)、柏树(

CupressusFunebrisEndl.

)、桉树(

Eucalyptusspp.

)、肉桂(

CinamomumcassiaPresl

)、百里香(

Thymus

mongolicusRonn.

)、夜来香(

Telosmacordatum

(

Burm.F.

)

Merr.

)、罗勒(

OcimumbasilicumL.

)、薄荷(

Menthahap2

localyxBriq.

)、天竺葵(

PelargoniumhortorumBailcy.

)、多香果(

Pimentadioica

)、大蒜(

Alliumstativum

)等.最近

从具有驱蚊作用的植物柠檬香草(

Cymbopogoncitrates

)中鉴定出两种具有驱蚊活性的组分[13]:香叶醛和橙花

醛,对淡色库蚊(

Culexpipienspallens

)和伊蚊(

Aedesalbopictus

)等有驱避作用.

大量事实说明,植物次生化合物对大多数植食性昆虫起防御作用,能适应其中一个植物分类单元(科、

属、种)的次生化合物的只是昆虫中的极少数种.在数十万种植食性昆虫中,每种仅能取食30余万种植物中

的极少数,在不被取食的植物中,化学防御物质起着重要的作用.

113 毒杀作用

植物次生化合物对昆虫的毒杀作用也即对昆虫的抗生作用或致死作用.这方面的研究比较多,有些植

物次生化合物已经制成产品生产销售.植物次生化合物对昆虫的毒杀作用,常被用作植物性杀虫剂防治害

虫.如烟碱对昆虫有神经毒性常被用作杀虫剂;禾本科杂草母麦(

Loliumtemulentum

)和芦竹属植物芦竹

(

Arundodonax

)穗状花提取物中的芦竹碱对玉米蚜(

RhopalosiphummaidisFitch

)有胃毒作用[14];印楝

(

Azadirachtaindica

)中的抽提物或印楝素对烟青虫(

Chlorideaassulta

)、禾草螟(

Chilopartellus

)和三叶草斑潜蝇

66

仲恺农业技术学院学报第18卷

(

Liriomyzatrifolii

(

Burgess

))等有内吸毒杀作用[15];楝科植物中的大叶桃花心木(

Swieteniamacrophylla

)的叶提

取物对菜青虫(

Pierisrapae

)和中华稻蝗(

OxyachinensisThunberg

)等具有毒杀活性[16～18].植物次生化合物对

昆虫的毒杀作用是在一定浓度和范围条件下才实现的,即使是同一种植物产生的次生化合物也可因不同生

长期、不同器官或同一器官的不同部位而不同.气候和土壤等外部条件也会使植物次生化合物对昆虫的作

用产生影响.

114 拒食作用

植物还能够产生阻碍昆虫消化吸收和利用的化学物质,使昆虫避开、离去或者阻碍昆虫开始取食或进

一步取食.植食性昆虫对寄主植物的选择是由于不同植物中含有不同的次生化合物所造成的,当昆虫对某

些次生化合物不适应时便不会以这种植物为食.

茄科植物中的生物碱如垂茄碱、番茄碱等对马铃薯叶甲(

Leptinotarsadecemlineata

)有取食和生长抑制作

用.植物中很多分子量较大、结构较复杂的萜类物质对昆虫有拒食作用.从印楝中分离的印楝素对沙皇

(

Schistocercagregaria

)、粘虫(

Mythimnaparata

(

Walker

))和稻褐飞虱(

Nilaparvatalugens

(

St