植物源农药研究进展
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茄科植物杀虫活性成分研究进展吴琼【摘要】植物源杀虫剂是当前农药研究的热点。
系统论述茄科植物烟草、辣椒、曼陀罗、龙葵等杀虫植物的杀虫活性及其主要杀虫活性成分的研究进展。
【期刊名称】《植物医生》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】2页(P4-5)【关键词】茄科植物;植物源杀虫剂;活性成分【作者】吴琼【作者单位】贵州省植保植检站,550001【正文语种】中文【中图分类】S482.39在药物发展的早期阶段,利用天然产物防治作物病虫草害几乎是唯一选择。
从天然物质中开发药物和农药已经有十分悠久的历史,例如:除虫菊、鱼藤和烟草三大植物性杀虫剂已经使用了数百年。
植物是生物活性化合物的天然宝库,在生长、发育过程中,特别是在长期与昆虫协同进化过程中,产生的防御昆虫的次生代谢产物,如生物碱、类黄酮、萜烯类、酚类、甾体、特异性的氨基酸和多糖等超过40万种。
其中大多数具有杀虫活性,对昆虫有毒杀、拒食、驱避、麻醉、抑制生长发育或引诱作用。
植物源杀虫剂作为生物农药的重要组成部分,因其具有高效、低毒或无毒、无污染、选择性高、有害生物不易产生抗性等优点,在当今环保及农业生态系统日益受到重视的情况下,被视为害虫生物防治的一种有效手段。
有关植物源杀虫剂的研究和开发利用也成为重要的研究领域之一,并取得了很大进展。
据Grangeand Aimed(1998)报道,全世界有2 400种植物具有控制有害生物的活性成分,但只有10%植物种类的化学成分和性质被研究过。
茄科(Solanaceae)中的一些植物(如烟草)作为杀虫剂有着悠久的历史,至今为止,文献记载和报道的在茄科植物中具有杀虫活性的植物种类有烟草、辣椒、番茄、曼陀罗、龙葵、枸杞、酸浆、千年不烂心等,而对其杀虫活性及成分的研究又主要集中在烟草、辣椒、曼陀罗和龙葵等4种植物上。
笔者现对这4种植物的杀虫活性及其主要杀虫活性成分进行综述。
1 烟草的杀虫活性及其主要杀虫活性成分烟草Nicotiana tabacumL.原产于美洲,在16世纪中叶传入我国,至今已有400多年的栽培历史,其化学成分主要有蛋白质、烟碱、谷氨螵胺、天门冬螵胺、甲酸、柠檬酸、苹果酸、草酸、挥发油等物质。
我国农作物种植面积广阔,种植作物种类多样,在农业生产中,农作物常常受到多种病虫草害的危害。
化学农药因其适用范围广、作用效果迅速、使用方便等被广泛用于防治各类病虫草害,但使用化学农药也容易造成人畜中毒、杀害有益生物等,同时由于化学农药的滥用使得部分害虫、致病菌和杂草的抗药性增强,导致防治难度加大。
相比于化学农药,以真菌、细菌和病毒等生物活体或其代谢产物为主要成分的生物农药对生物和环境更加友好,自20世纪80年代以来,生物农药迅速发展,行业市场规模逐步扩大。
生物农药可分为微生物农药、植物源农药和生物化学农药等,经农业农村部农药检定所查询,截至2022年12月31日,我国在有效登记状态的农药登记产品为45172个,其中生物农药产品2159个 (未包括农用抗生素和天敌),占全部农药总数的4.78%,占比非常低。
在生物农药中,微生物农药是研究热点之一。
在《农药登记资料要求》中规定,微生物农药是指以天然的或经基因修饰的细菌、真菌和病毒等微生物活体为有效成分的农药,按用途可分为微生物杀虫剂、微生物杀菌剂和微生物除草剂等。
该类农药具有有效成分来源广泛、选择性强、对人畜毒性低等优点。
经农业农村部农药检定所查询,截至2016年12月31日,我国已登记微生物农药有效成分42个,到2022年12月31日,已达56种,可见微生物农药呈逐年增长趋势。
我国的微生物农药发展已经进入了一个相对快速发展的阶段,生防微生物不断增多,各种新型微生物农药也不断涌现。
已有研究对微生物农药常见剂型种类及特点、产品质量、安全性评价和使用技术相关标准、助剂研发、管理现状、产业发展等方面进行了详尽的阐述,但尚缺乏典型微生物农药在防治重大病虫害方面应用情况的综述报道。
鉴于此,本文梳理了我国近几年一些原创的、新型的微生物杀虫剂、杀菌剂和除草剂在生防菌株筛选、产品创制与应用等方面的研究进展,并对微生物农药发展提出建议和展望,旨在为行业相关单位和人员提供参考。
植物源农药研究进展摘要:植物源农药中含有多种杀虫活性物质,在世界环境日益恶化的今天,植物源农药以其对有害生物高效、对非靶标生物安全、低毒低残留、来源广、成本低等多种优点,成为近年来农药研究的热点。
本文综述了植物源农药的活性成分、作用特点、研究现状和开发前景.关键词:植物源农药、活性成分、作用特点、研究进展植物源农药,就是直接利用或提取植物的根、茎、叶、花、果、种子等或利用其次生代谢物质制成具有杀虫或杀菌作用的活性物质.植物源农药作为生物农药的重要组成部分,因其具有高效、低毒或无毒、低残留、选择性高、有害物质一般很难对其产生抗性、又易和其他农药相混配等优点, 倍受全世界农药研究及应用部门的广泛重视,已成为其研究热点之一.1.植物源农药的活性成分植物源农药的活性成分可分为生物碱类、萜烯类、酮类和番茄枝内酯类,此外还有木脂类,如乙醚酰透骨草素;甾体类,如牛膝甾酮;羟酸酯类,如除虫菊酯等。
1。
1 生物碱类目前人们发现的生物碱已有6000 多种,已证明有杀死害虫作用的主要有烟碱、喜树碱、百部碱、藜芦碱、苦参碱、雷公藤碱、小薜碱、木防己碱、苦豆子碱等.该类化合物对昆虫的作用方式多种多样,如毒杀、拒食和忌避及抑制生长发育等。
1。
2 萜烯类萜烯类化合物是植物源农药中含量较多、研究比较广泛的一类化合物,其中精油的大部分组成为萜烯类化合物.目前从植物源农药中发现的萜烯类主要有单萜类、倍半萜类、二萜类和三萜类化合物.单萜类主要有柏科植物砂地柏叶精油中的有效杀虫成分松油烯— 4 —醇,它对害虫的主要作用方式为熏杀作用。
倍半萜类有马桑科植物马桑中所含的羟基马桑毒素 B;卫矛科植物中含有较多的倍半萜类化合物 ,主要有各种β- 二氢沉香呋喃倍半萜型多醇酯;苦皮藤根皮中具有杀虫活性的有近 20 个α—二氢沉香呋喃化合物.该类化合物主要通过拒食、胃毒、内吸作用和影响试虫的产卵、孵化等生殖行为消灭害虫。
二萜类化合物主要有大戟科大戟属、巴豆属及瑞香科植物中的瑞香烷型二萜类化合物 ,另外还有闹羊花中主要杀虫有效成分闹羊花素—Ⅲ。
科技园地2VNKK FO IIK STH Y植物源抑制剂在抑菌方面的研究进展张禄内蒙古广播电视大学在农作物的生产过程中,不可避免会发生植物 病害。
大面积病害的发生是农作物减产的主要原因 之一,作物病害的传统防治方法主要是喷施化学农 药,此方法虽然对病害的防治效果好,但也存在环 境污染、农药残留等问题,尤其是农药残留问题成 为当前威胁粮食安全的一个重要因素。
目前,世界 各国正在着力研究解决化学农药的这些弊端,其中,在替代化学农药的研究中,发现植物源抑制剂是一 种良好的替代品。
植物源抑制剂具有绿色、高效等 特点,这些抑制剂来自植物本身,可降解、残留小,对环境的污染小。
相对于化学制剂来说,植物源抑 制剂的抑菌效果并不差,且其来源广泛,自然界的 植物中普遍存在。
目前,国内学术界己经进行了大量的相关研究。
如冯俊涛等早在2002年就对西北地区的植物源抑制 剂进行了初步筛选,通过对56种植物提取物的抑菌 活性进行研究,综合分析认为,苦豆子、石榴、大 花金挖耳、苍耳、孜然等10余种植物具有明显的抑 菌活性;邵红军等和张应烙等利用丙酮提取物对植 物病原菌的抑制作用进行研宄表明,蒙古蒿、狭叶 艾蒿等植物提取物对菌丝生长的抑制率为100%,对小麦赤霉病菌孢子萌发的抑制率能达到100%;还有 陈仕江、吴倩和孟翔等分别研宄了 10种中药植物的 粗提取物对小麦纹枯病菌、棉花枯萎病菌、玉米小 斑病菌和柑橘绿霉病菌的抑菌活性,番茄茎秆粗提 取物对苹果轮纹病菌、苹果褐腐病菌、玉米小斑病 菌、棉花枯萎病菌、棉花黄萎病菌的生物活性影响,万寿菊根粗提取物对枣缩果病的抑菌稳定性研究;谢仰熹等研究了苍耳内生真菌抗菌活性。
一、植物源抑制剂的主要种类目前,植物中具有抑菌活性的次生代谢产物约 40万种,大致分为酚类化合物、植物挥发油、生物碱、多糖类化合物等。
1.酚类化合物酚类化合物在学术文献中的解释为芳烃的含羟 基衍生物。
按挥发特性可分为挥发性酚和不挥发性 酚。
我国植物源农药研究进展及发展策略我国植物源农药是指使用来自植物源的有机农药制剂进行农药控制。
它不仅有更强的防治作用,而且易于生产,且环境污染低。
与化学农药相比,植物农药具有特定的作用成分,特定的性质,且低毒,无残留性,可以更好、更有效地防治植物病虫害和害虫等有害生物。
随着市场对环保农药的需求不断增加,植物源农药的研究和应用越来越受到重视。
随着植物源农药研究的发展,植物源农药应用领域也不断扩大。
目前,在我国植物源农药的分类和作用方面有大量丰富的研究,对重要作物病虫害的控制也有了较好的效果。
其中,植物生物农药在杀虫、抑菌、抗草及功能农药等领域的应用,有显著的成果,用来防治一些病虫害和害虫已被建议为一种补充农药措施。
研究资料表明,部分植物源农药能够有效控制常见植物病虫害,发挥出Kill both昆虫防治常见病虫害的良好作用。
然而,我国在植物源农药研发方面仍存在一定困难。
首先,植物源农药研究在小麦条锈病和水稻稻瘟病等植物病害防控方面尤其薄弱,且相关研究工作仍尚不够深入和充分。
其次,我国植物源农药的生产仍存在一定的技术问题,诸如制剂的成本低、稳定性低、生产工艺困难等,这也阻碍了植物源农药行业的发展。
此外,植物源农药也受到市场立法的影响。
因此,建立有效的市场立法机制和规范有助于植物源农药的发展。
最后,借助国家技术推广与科普宣传,提高农户对植物源农药的认知,发挥其必要的说服作用,以鼓励农户更多使用植物源农药。
综上所述,我国植物源农药的研究已取得一定成效,但仍然存在一定的不足。
迫切需要突破现有的技术瓶颈,加快植物源农药技术的创新,解决植物源农药行业得到市场认可的重要问题,确保植物源农药有效防治植物病虫害和害虫。
同时,应采取措施强化市场立法的执行,借助技术推广与宣传等工作,打造深受农户欢迎的农药类型。
以上是我国植物源农药研究进展及发展策略的综述。
国内植物源农药研究近年来取得了一定的进展,但仍然存在许多问题和挑战,如技术问题、市场管理及技术推广等。
生物农药研究进展一、概述作为一种源于自然界、具有环境友好和生物相容性的农药类型,近年来受到了广泛的关注与研究。
其相较于传统化学农药,在保护作物免受病虫害侵害的降低了对生态环境和人体健康的潜在风险,因此被视为绿色农业可持续发展的重要方向之一。
生物农药主要包括微生物农药、植物源农药和动物源农药等几大类。
微生物农药利用细菌、真菌、病毒等微生物或其代谢产物来防治病虫害;植物源农药则提取自植物体内的次生代谢产物,具有天然、高效、低毒的特点;动物源农药则主要利用昆虫、动物等产生的具有杀虫或抗菌活性的物质。
随着生物技术的不断发展,生物农药的研发和应用取得了显著进展。
越来越多的生物农药产品被开发出来,并在农业生产中得到了广泛应用。
对于生物农药的作用机理、生物活性、安全性评价等方面的研究也在不断深入,为生物农药的进一步发展提供了理论基础和技术支撑。
尽管生物农药具有诸多优势,但在实际应用中仍面临一些挑战。
生物农药的活性成分复杂,制备工艺难度较大;其生物活性受环境因素影响较大,稳定性相对较差。
未来生物农药的研究重点将集中在提高生物农药的稳定性、优化制备工艺、增强生物活性等方面,以推动生物农药的进一步发展和应用。
生物农药作为绿色农业的重要组成部分,其研究进展对于促进农业可持续发展具有重要意义。
随着生物技术的不断进步和研究的深入,生物农药有望在农业生产中发挥更大的作用,为人类创造更加健康、安全的食品环境。
1. 生物农药的定义与分类顾名思义,是指利用生物活体或其代谢产物对害虫、病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行防治的一类农药制剂,或者说是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。
与化学农药相比,生物农药具有选择性强、对人畜安全、对生态环境影响小等优点。
微生物源农药:这类农药利用细菌、真菌、病毒等微生物及其代谢产物来防治病虫害。
苏云金杆菌(Bt)是一种广谱性的细菌生物农药,对多种害虫具有胃毒作用;井冈霉素则是一种真菌生物农药,对水稻纹枯病具有良好的防治效果。
我国中药材农药残留、限量及分析方法研究进展摘要:中药材的安全性严重制约着我国中药材现代化和国际化发展。
农药残留问题是影响中药材质量安全的重要因素。
本研究分析了我国中药材中农药残留污染现状,讨论我国农残的限量标准及农残检测方法,以期为中药材质量安全、促进中药材产业科学发展提供理论基础,为突破国际贸易壁垒提供参考。
关键词:中药材;农药残留;限量标准;分析方法随着我国中药材出口量的逐渐增加,其质量及安全性引起了国际市场的关注,尤其是农药残留问题。
据统计,2019年,我国出口中药材中因农药残留问题被退回的占比高达47%[1]。
2020年1-6月,因农药残留、卫生不洁等原因被退回的中药材批次同比增加48%[2]。
农药残留问题已严重影响我国中药材的质量安全,严重限制着我国中药材的贸易出口。
本文对我国中药材中农药残留现状进行分析,总结中药材中农药残留限量相关标准以及农药残留检测手段,旨在为保障我国中药材安全,促进我国中药材产业发展,突破国际贸易壁垒提供参考。
1我国中药材农药残留现状我国中药材中常见的农药残留主要为有机磷类、有机氯类、拟除菊虫酯类、氨基甲酸酯类等。
有机磷类农药是目前应用广泛的一类农药。
花类、叶类和全草类中药材中常有检出。
顾炎等[3]在金银花中检出敌敌畏、马拉硫磷、毒死蜱和水胺硫磷等高毒有机磷农药。
李家春等[4]对三七、川贝母、薏苡仁、桂枝、金银花5种常用中药中35种有机磷农药残留量进行筛查,检出高毒禁用农药甲胺磷。
有机氯类农药曾被大量的生产和使用,虽已被禁用,但是由于其难降解、半衰期长造成了土壤中残留了大量的有机氯类农药。
何清彦等[5]研究发现,30批次的10种药食两用中药材中均不同程度的检出有机氯残留量。
黄靖雯等[6]对542批中药材进行农药残留检测,共检出包括有机氯类农药(如六六六)在内的184种农药。
拟除虫菊酯类农药主要有氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、氰戊菊酯和甲氰菊酯等。
目前,拟除虫菊酯类农药残留超标较多的是菊花、金银花和枸杞等中药材。
万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据植物源农药防治根结线虫研究进展作者:刘计权, 韩晓静, 谢树莲, LIU Ji-quan, HAN Xiao-jing, XIE Shu-lian作者单位:山西大学生命科学学院,太原,030006刊名:农药英文刊名:AGROCHEMICALS年,卷(期):2011,50(6)1.陆秀红;刘志明;刘纪霜白花曼陀罗叶总碱提取物杀线活性及其作用机理研究[期刊论文]-中国农学通报2006(12)2.FIDOYICH I Superoxide Radical:Anendogenons Toxicant 19833.田慧敏苯并(a)芘对线虫发育和行为的影响及其分子机制(硕士论文)[学位论文] 20084.HAMMOND E M;KAUFMANN M R;GIACCIA A J Oxygen Sensing and the DNA-Damage Response[外文期刊] 2007(06)5.SORDET O;KHAN Q A;POMMIERY Apoptotic Topoisomerase 1-DNA Complexes Induced by Oxygen Radicals and Mitochondrial Dysfunction[外文期刊] 2004(09)6.KONDO N;NAHAMURA H;MASUTANI H Redox Regulation of Human Thioredoxin Network[外文期刊] 2006(9/10)7.RAY G;HUSAIN S A Oxidants,Antioxidants and Carcinogensis[外文期刊] 2002(11)8.赖玉熔;吴巍;陈宏补硒对大鼠谷胱甘肽酶系活性及某些元素水平的影响 1998(02)9.THODEN T C;HALLMANN J;BOPPRE M Effects of Plants Containing Pyrrolizidine Alkaloids on the Northern Root-knot Nematode Meloidogyne hapla 200910.CHANDRAVADANA M V;NIDIRY E S J;KHAN R M Nematicidal Activity of Serpentine against Meloidogyne incognita 1994(02)11.FASSULIOTIS G;SKUCAS G P The Effect of a Pyrrolizidine Alkaloid Ester and Plants Containing Prvrrolizidine on Meloidogyne incognita Acrita 196912.罗万春;蔡立义;李云寿植物源生物碱的杀虫作用 1997(07)13.阮飞;王学贵;张敏四川植物源农药资源的研究进展[期刊论文]-安徽农业科学 2009(19)14.陈根强松油烯-4-醇杀虫作用研究(硕士论文) 200615.文艳华三尖杉对植物寄生线虫作用的研究(博士论文)[学位论文] 200116.文艳华;冯志新三尖杉对花生根结线虫发育的影响[期刊论文]-植物病理学报 2003(06)17.TABA S;SAWADA J;MOROMIZATO Z Nematicidal Activity of Okinawa Island Plants on the Root-knot Nematode Meloidogyne incognito(Kofoid and White)Chitwood[外文期刊] 200818.翁群芳;钟国华;王文祥植物提取物对南方根结线虫的控制作用[期刊论文]-华南农业大学学报 2006(01)19.QIAN Yi-xin The Current and Development of the Botanical Pesticide 2008(增刊)20.于宏伟;刘会茹;常永芳植物源农药的研究进展[期刊论文]-安徽农业科学 2009(16)21.张敏;刘晟;顾玲我国具有杀根结线虫活性的植物资源统计[期刊论文]-安徽农业科学 2009(09)22.杨秀娟;何玉仙;翁启勇利用植物防治植物寄生线虫的研究概况[期刊论文]-福建农业学报 1999(01)23.ZASADA I A;TENUTA M Chemical-mediated Toxicity of N-Viro Soil to Heterodera glycines and Meloidogyne incognita[外文期刊] 2004(03)24.赵江沙;曾兆;熊渊Cu2+胁迫条件对涡虫体内过氧化氢酶活性的影响[期刊论文]-氨基酸和生物资源 2003(03)25.张楠大豆荚壳杀根结线虫活性成分的分离及应用的初步研究(硕士论文)[学位论文] 200826.SALEH M A;ABDEL R F H;IBIAHIM N A Isolation and Structure Determination of New Nematicidal Triglyceride from Atgemone mcxicana[外文期刊] 198727.TADA M;HIROE Y;KIYOHARA S Nematicidal and Antimicrobial Constituents from Allium grayi Regel and Alliuln fistulosura L.var.caespitosum[外文期刊] 198828.SANCHEZ V S;BRODIE B B;RODRIGUEZ E The Potential of Thiarubrine C as a Nematicidal Agent against Plant-parasitic Nematodes 199829.BEGUM S;WAHAB A;SIDDIQUI B S Nematicidal Constituents of the Aerial Parts of Lantana camara 200030.VEECH J A Histochemical Localization and Nematotoxicity of Teerpenoid Aldehydes in Cotton 197931.RAMARETHIBAM S;MARIMUTHU S;LOGANATHAN S Effect of Nimbecidine(0.03%percent Azadirachtin)on Sphingid Caterpillar Deilephila sp.(Lepidoptera:Sphingidae)in East Indian Rosebay[外文期刊] 2002(04)32.梁媛;叶非植物源农药的活性成分和作用机理[期刊论文]-农药科学与管理 2006(02)33.KAPLAN D T;KEEN N T;THOMASON I J Association of Glyceolin with the Incompatible Response of Soybeanroots of Meloidogyne incognita 198034.丁琦;徐守健;闫磊具有杀线虫作用的植物源化合物研究 2006(02)35.MCHER H C;WALIA S;SETHI C L Efrect of Steroidal and Triterpenic Saponins on the Mobility of Juveniles of Meloidogyne incognita 198836.OSMAN A A;VIGLIERCHIO D R Efficacy of Biologically Active Agents as Nontraditional Nematicidesfor Meloidogyne javanica 198837.韩慧;张平平;吴兆亮植物皂甙、多糖和类黄酮的应用和开发 2005(03)38.THOMAS S H;SCHROEDER J;MURRAY L W Cyerus tubers Protect Meloidogyne incognita from 1,3-Dichloropropene[外文期刊] 2004(02)39.马爱瑛;张靠稳;马岩根结线虫的生物防治[期刊论文]-河北农业科学 2008(02)40.王怀松;张志斌;蒋淑芝土壤热水处理对根结线虫的防治效果[期刊论文]-中国蔬菜 2007(02)41.董道峰;韩利芳;王秀徽番茄抗性品种与黄瓜轮作对番茄根结线虫的防治作用 2007(01)42.李宝聚我国蔬菜病害研究现状与展望[期刊论文]-中国蔬菜 2006(01)43.SASSER J N Worldwide Dissemination and Importance of Root-knot Nematodes,Meloidogyne spp 197744.BIJLOO J D The"Pisum"Test:a Simple Method for the Screening of Substances on Their Therapeutic Nematicidal Activity[外文期刊] 196545.PLOEG A T Effects of Selected Marigold Varieties on Root-knot Nematodes and Tomato and Melon Yields[外文期刊] 200246.丁国春;付鹏;李红梅枯草芽孢杆菌AR11菌株对南方根结线虫的生物防治[期刊论文]-南京农业大学学报2005(02)47.肖顺;张绍升;刘国坤淡紫拟青霉对根结线虫的防治作用[期刊论文]-福建农林大学学报(自然科学版)2006(05)48.刘庆安;甘立军;夏凯茉莉酸甲酯和水杨酸对黄瓜根结线虫的防治[期刊论文]-南京农业大学学报 2008(01)49.WALKER G E Effects of Organic Amendments,Fertilizers and Fenamiphos on Parasitic and Free-living Nematodes,Tomato Growth and Yield 200750.陆秀红;刘志明;黄金玲白花曼陀罗叶提取物对南方根结线虫生长发育的影响[期刊论文]-广西农业生物科学2006(02)51.AIRES A;CARVALHO R;BARBOSA M D C Suppressing Potato Cyst Nematode,Globodera rostochiensis,with Extracts of Brassicacea Plants[外文期刊] 200952.ADDABBO T;AVATO P;TAVA A Nematicidal Potential of Materials from Medicago spp 200953.姚振生药用植物学 200754.刘维志植物病原线虫学 200055.樊颖伦;吕山花;李守国康宁木霉对根结线虫的防治研究初报[期刊论文]-北方园艺 2008(07)56.徐汉虹杀虫植物与植物性杀虫剂 200157.高锦明植物化学 200358.CHANDRAVADANA M V;EUGENE S;NIDIRY J Nematicidal Activity of Some Plant Extracts 1996(02)59.AGBENIN N O;EMECHEBE A M;MARLEY P S Evaluation of Nematicidal Action of Some Botanicals on Meloidogyne incognita in vivo and in vitro 2005(01)60.赵鸿;彭德良;米建兰根结线虫的研究现状[期刊论文]-植物保护 2003(06)61.SASSER J N Plant Parasitic Nematodes:the Farmer's Hidden Enemy 198962.冯志新植物线虫学 200063.陶黎明作物寄生线虫的防治 2000(05)本文链接:/Periodical_ny201106002.aspx。
印楝农药的安全性研究进展摘要印楝素是世界上公认最有潜力的杀虫植物,由于印楝植物源农药的研究和使用不断受到人们重视,所以对印楝植物源农药使用后安全性研究就显得十分必要。
综述了印楝植物源农药制剂对脊椎动物的毒性,对生态环境和非靶标生物的影响。
关键词印楝农药;毒性;影响;建议我国是人口众多的农业大国,为确保农业丰收,每年约有80多万吨近400种农药加工成1 000多种剂型施用于农作物。
化学农药的广泛使用,在保障农作物高产和稳产方面发挥了巨大的作用。
然而传统化学农药的长期使用导致害虫产生的抗药性迫使人们加大用药剂量,引起了越来越严重的环境问题。
如土壤、农产品中农药残留逐年增加,危害人、畜安全等[1,2]。
使用化学农药的弊端也越来越明显,一是害虫和病原菌不断产生抗性;二是化学农药在消灭病虫害的同时,也大量杀伤天敌,破坏了生态平衡,引起主要病虫再猖獗,次要病虫上升为主要病虫;三是污染大气、水域、土壤等生态环境和农产品,造成了“公害”;四是由于有害生物的抗药性增强,农药的施用次数增多,用量加大,防治成本提高。
这些问题已引发了严重社会问题和环境问题,受到世界各国的广泛关注[3]。
所以,从20世纪70年代开始了新一轮植物源农药的开发,它们既能有效抑制有害生物,又对高等动物安全,对益虫和天敌昆虫无害,对环境无污染(在环境中易分解并且分解产物对环境亦无影响),符合人类发展现代农药所追求的目标[4]。
1985年,以印楝素为主要成分的首个商品药剂Margosan-O在美国登记,迄今已有多种商品化的含印楝素的制剂。
虽然目前已有一些印楝素相关毒理学研究的文献,以及以印楝素为主要有效成分的杀虫剂产品登记的毒性研究材料,但对某一特定药剂的毒理学研究数据尚非常有限[5]。
近年来人们对印楝质农药的不断研究,并开发了很多种印楝质农药,在农业生产上的使用也不断的增加,所以我们对印楝植物源农药使用后的安全性研究就显得十分重要。
可以通过对印楝植物源农药的安全性研究为今后印楝质农药的研究和开发提供全面的安全性科学依据。
植物病原真菌对杀菌剂抗性的研究进展作者:吴小美王海霞云英子等来源:《植物保护》2023年第05期关键词植物病原真菌;杀菌剂抗性机制;抗性检测;抗性治理对策中图分类号:S 481.4 文献标识码:A DOI: 10.16688/j.zwbh.2023057杀菌剂在植物病害防治中发挥着重要作用,然而随着药剂的长期使用,病原菌抗药性问题也日趋严重,成为制约药剂防治效果和使用寿命的重要因素之一。
20世纪70年代之前所使用的杀菌剂几乎都是保护性杀菌剂,作用位点多,不易引发病原菌产生抗药性,但是随着杀菌剂的发展进入高效、内吸、作用位点较为单一的内吸型杀菌剂时代以来,杀菌剂抗性问题愈发普遍和严重,已成为化学防治所面临的一大挑战。
由于病原菌对杀菌剂的抗性可以随着病原菌的繁殖而稳定遗传给后代,病原菌的抗性群体在药剂的选择压力下会逐步扩展,进而使得病菌群体对杀菌剂的敏感性整体下降。
病原菌的抗药性主要是由病原菌的单个或者多个基因突变造成的,在自然条件下抗性菌株在病菌群体中出现的频率很低,因此不会影响杀菌剂对病害的防治效果。
但是,由于杀菌剂的连续使用,在持续的药剂选择压力下,敏感菌株生长繁殖受到抑制,抗药菌株得以迅速生长和繁殖,在病菌群体中逐渐占优势地位,从而导致杀菌剂的防效下降甚至失效。
抗性菌株的适合度(包括温度适应性、产孢和致病能力等)决定了抗性菌株群体的发展趋势。
如果抗性菌株适合度低,在自然环境中生存力弱,那么一旦停止使用杀菌剂,抗性菌株的种群比例就会下降;但是如果抗性菌株与敏感菌株的适合度相似,在自然界能够保持良好的生长繁殖和致病能力,则容易导致田间杀菌剂抗性问题。
总体来说,病原菌对杀菌剂产生抗性的机制主要包括以下几种情况:1)杀菌剂作用靶点突变导致药剂与靶标的结合能力降低;2)杀菌剂靶标基因的过量表达;3)病菌对杀菌剂外排能力或代谢分解能力增强。
除此之外,近来研究发现,表观遗传在病菌抗药性中也发挥重要作用。
本文对几类常用杀菌剂的抗药性现状及抗性机制进行综述,包括:苯并咪唑类杀菌剂(benzimid-azole,BZD)、肌球蛋白抑制剂(myosin inhibitor)、甾醇脱甲基抑制剂(sterol demethylation inhibitor,DMI)、QoI类抑制剂(quinone outside inhibitor,QoI)、琥珀酸脱氢酶抑制剂(succinate dehydrogen-ase inhibitor,SDHI)以及二甲酰亚胺类杀菌剂(di-carboximide,DC)。
据研究,常用植物源农药有生物碱类化合物、黄酮类化合物、萜类化合物、挥发油等,不同类型的化合物具有不同的骨架结构,根据化合物特性的的不同,选择不同方式进行提取,不同的化合物也具有不同的抑菌及提高植物抗氧化力等生理特性。
本文综述了植物源农药中常见活性成分的结构表征、提取方式及其抑菌研究进展,旨为植物源农药的开发提供技术支撑......01植物源农药常用的活性提取物1、生物碱类化合物目前已发现的21,000多种生物碱类化合物,多分布在茄科植物的种、果、花、茎等植物部位。
生物碱类化合物大多为环状结构,氮素被包含在碳环内。
在抑菌时C1、C2、C9和C10中的羟基作为取代基会出现结构取代的情况。
生物碱常见类型有异喹啉类生物碱、喹啉类生物碱、吲哚类生物碱、哌啶类生物碱等,其中N-甲基四氢原小檗碱、原小檗碱和苯胺类生物碱的C2和C3的4阶碳和亚甲二氧基在提高N-甲基四氢原小檗碱的抗病毒、抗菌和抗真菌活性方面起着重要作用。
当进行生物碱类化合物的结构优化时,可重点优化生物碱的C2和C3的4阶碳和亚甲二氧基,从而提高该类型化合物的抑菌效果。
2、黄酮类化合物黄酮类化合物目前已发现800余种,属于植物的次生代谢物质。
黄酮类的化学结构类型较多,一般以C6-C3-C6的形式为基础。
黄酮类化合物是苯并-γ-pyrone衍生物,当病菌对其进行侵染时,它会根据其侧组位置和换位进行分类;其药理作用主要是根据它的结构类别、羟基化程度、其他取代和共轭以及聚合程度相互协同合作,其中类黄酮在生物系统中保护作用归因于它们传递氢或电子自由基的能力;而芳香环上特殊位置的羟基能够提高抑菌作用。
在进行黄酮类化合物的结构优化时,可先寻找到该物质芳香环的羟基,调整其位置,再查看该羟基在新位置上与它的结构类别、其他取代和共轭以及聚合程度互相协作的效果,从而达到整体提高黄酮类化合物的抑菌效果。
3、萜类化合物在天然产物中,萜类化合物是结构最多、结构最大的化合物之一,目前已发现50,000多种。
萜类化合物可根据异戊二烯进行分类,即将不同碳数量及组成结构进行线性排列,形成多个异戊二烯单元组成的头尾相连的异戊二烯聚合体,少部分萜类化合物也会以各种含氧衍生物的形式存在。
萜类化合物主要由甲羟戊酸途径生成,但也可能来源于2-C-甲基-D-赤藓糖醇4-磷酸,而缺少吡喃环时,则一般被认为没有活性,不具备抑菌作用。
在进行萜类化合物的结构优化时,可以吡喃环为切入点进行研究,来提高萜类化合物的抑菌效果。
4、挥发油挥发油又称植物精油,主要来自芳香植物,是脂溶性的天然化合物。
植物精油成分复杂,按化学结构分为芳香族、脂肪族和萜类,其中以萜类成分为主,主要包括单帖、倍半萜以及醇类、酚类、醚类、醛、酮、羧酸和酯等含氧衍生物。
挥发油的活性可能是由某些小化合物如香芹酮的存在所致。
挥发油所含成分太多,可推测出抑菌作用主要源于它的组成成分的协同作用,并非一种物质的作用。
进行结构优化太过复杂。
02活性物质提取方式植物会通过自身的代谢功能合成不同的化学物质以及衍生物,这些物质具有抑菌、抗病、抗氧化等作用。
因此可以根据不同成分的特性选择合适提取方式进行成分提取。
1 生物碱类化合物在提取生物碱时,生物碱的溶解性能是提取方式选择依据,因此根据不同生物碱在不同溶剂中的溶解度进行溶剂选择,在进行亲水性生物碱的提取时要注意溶剂酸碱度的调节。
Wei等将白屈菜粉碎后超声波提取,固液比为1∶8,提取液为75%乙醇,85%超声频率提取35 min得到白屈菜红碱;白屈菜红碱浓度为1.7×10-6mg/mL时,抑菌活性最高,对番茄枯萎病菌Z0413、黄瓜枯萎病菌Z0418等具有使用量少、抑菌性强的特点。
Han 等将延胡索粉碎后用正乙烷、乙酸乙酯、氯仿浸提分馏,纯化后得到3种异喹啉生物碱脱氢木犀草碱、针刺碱和虫草碱,3种碱对小麦叶锈病菌、花椒炭疽病菌均有一定的抑制作用,研究发现C-13和季铵盐中甲基的缺失氮原子在抗真菌药物中起着重要作用。
陈伟等依次使用乙酸、氨水、正丁醇和甲醇对马铃薯薯芽与薯皮进行粉碎萃取,不断调节溶剂酸碱度,最后得到马铃薯糖苷生物碱;随着浓度增大,马铃薯糖苷生物碱对枸杞致腐病原菌镰孢菌的抑制作用随之增强,但浓度不能高于0.15 g/mL。
周兵等按照醇-酸水-有机溶剂提取(95%乙醇回流提取2 h后,依次用酸性水溶液和浓氨水进行酸碱处理,最后用氯仿萃取)法对碎米莎草茎进行总生物碱提取;随着浓度的增加,总生物碱对水稻稻瘟病菌、油菜菌核病菌、番茄早疫病菌和杨树溃疡病菌的抑制作用随之增加,但对水稻苗高有严重抑制作用。
因此,在提取生物碱时,不光要根据溶剂极性来提取对应的生物碱类化合物,还要在提取过程中不断调节溶剂的酸碱度。
不同类型的生物碱对不同的植物病害有一定的抑制作用,总生物碱类化合物不能用于水稻田,会影响水稻幼苗的生长。
2、黄酮类化合物黄酮类化合物提取的关键在于所提取的黄酮类物质是游离苷元还是苷类化合物,不同的化合物使用极性不同的溶剂,极性越大的溶剂所提取的极性化合物含量会越多,不同极性的溶剂混合提取会出现协同作用。
Bartma ńska等使用不同极性的溶剂分别从废除的啤酒花残渣中浸提得到7种黄酮类化合物,其中2种为天然黄酮(α,β-二羟基胡萝卜素和8-丙基柚皮素),提取黄腐醇含量最多的溶剂是甲醇+二氯甲烷;丙酮、乙酸乙酯、甲醇的粗提物对镰刀菌的抑制所差无几,而亚甲基氯化物则对灰霉病菌有较强的抑制作用。
EL-Hefny等使用乙酸乙酯和甲醇分别对大黄的根部进行萃取,分馏分离后物质用蒸馏水配制成含有黄酮-3-醇和二苯乙烯的药液,并对田间感染稻瘟菌的小麦进行抑菌试验;结果显示,其能显著抑制病菌孢子的萌发。
3、萜类化合物萜类化合物常用的提取方式为压榨法、水蒸气蒸馏法、脂浸润法、超灵界流体萃取法和溶剂提取法。
前4种方法可用于提取精油,一般萜类提取都是根据提取物质的苷元形式选择不同极性、不同沸点的溶剂。
Oludemi 等将灵芝先进行乙醇回流提取,干燥后按照提取时间78.9 min、提取温度90℃、溶剂62.5%乙醇进行热萃取,得到提取率为(4.9±0.6)%,含量为(435.6±21.1)mg/g的三萜。
Popov等研究发现,乙酸乙酯提取白桦醇的纯度比95%乙醇提取的白桦醇纯度高,并且可以在乙酸乙酯提取完白桦醇之后,使用水蒸馏法将提取残渣中的乙酸乙酯回收,形成绿色萃取。
Qun 等通过使用蒸馏水,保证1∶55 (g/mL)的固液比,在超声波-微波辐照功率90W,提取周期75 s的条件下对角果进行三萜类化合物提取,得到16.789 mg/g,与预期相符。
4、挥发油挥发油最常见的成分就是单帖及倍半萜,因此提取精油时常用水蒸气法和超临界流体萃取法。
Bammou等通过水精蒸馏装置对蚤草属进行水蒸气蒸馏,提取精油对尖孢镰刀菌有一定的抗性。
Shukla等使用超临界CO2对干姜进行多分离器在线分馏,CO2回收率为96.15%。
工业生产中的工艺优化及其验证标度单位表明,超临界CO2萃取和同步萃取分馏可用于一系列天然生物活性化合物,如维生素、必需脂肪酸。
Agha等采用二维气相色谱法和简易气相色谱法对天竺葵提取挥发油的化学成分进行检测,挥发油的主要成分是香茅醇、香叶醇和芳樟醇。
挥发油也多用于果蔬保鲜及美妆行业中,所以使用超临界CO2作为萃取剂,既价格低廉,又无残留,且不破坏化合物结构。
在提取各类化合物时,除了根据不同提取物质选择不同极性的溶剂外,可以采用微波辅助提取或超声波辅助提取方式。
对比传统的溶剂提取法,通过超声或微波产生切向力,使溶剂渗入,加速有效成分进入提取溶剂中,从而提高提取率,且不降低提取物的活性。
郭孝武分别使用超声波辅助提取法、回流提取法、浸提法对益母草的总生物碱进行提取,发现超声波辅助提取法的提取率较其他2种方法要高,且未改变提取物的化学结构。
图1白屈菜红碱的化学结构图图2马铃薯糖苷生物碱的化学结构图图3针刺碱(A)、脱氢木犀草碱(B)和虫草碱(C)的化学结构图图4啤酒花黄酮的化学结构图图5黄酮-3-醇的化学结构图图6二苯乙烯的化学结构图03活性物质抑菌机制1、生物碱类化合物生物碱类化合物可以在需要保护的细胞上形成一层保护膜,从而减少其他病菌对细胞的破坏。
Zhao等使用异喹啉生物碱对稻瘟病菌进行抑制试验,结果表明,菌丝体弯曲、崩解,细胞膜完整性受损,同时还抑制菌丝的活性氧生成,破坏了菌丝的膜功能和细胞增殖。
对于病菌抑制,生物碱类化合物可对病菌细胞基因及酶类进行影响,或者对细胞膜、菌丝生长形态造成影响,从而达到抗病的作用。
2、黄酮类化合物黄酮类化合物的抗病性可能是非特异性的,通过黄酮类化合物的抗氧化性,使致病菌因缺氧而失去活性,影响生物膜的形成、膜的通透性等生理特性,影响某些酶对细胞质的抑制。
Rachmawaty等对干燥的可可果进行粉碎后使用7∶3的丙酮水溶液浸提3次,得到黄酮类化合物,发现其对尖孢菌的孢子有强烈的抑制作用。
Chen等研究发现黄芩素在32和64μg/mL时对病菌具有下调群体感应系统调节因子及基因细胞间粘附素在生物膜中的表达生产细胞的能力。
3、萜类化合物萜类化合物对真菌的抑制作用主要表现在对真菌菌丝的生长抑制,使其尖端膨胀、分支形成孢子梗或使菌丝断裂,对细胞造成破坏以及对真菌细胞蛋白的下调。
杨婷等对13种萜类化合物进行抑菌筛选,其中,香芹酚、丁香酚、异丁香酚、枯茗醛、百里香酚对孢炭疽菌的最佳抑制浓度为50μg/mL。
Alexa等对丹参和百里香分别进行萃取,得到γ-松油烯和p-百里香酚,两者混合对禾谷镰刀菌有一定的抑制协同作用。
丁兰等从香茶菜属中分离出4种萜类物质(leukamein E、weisiensin B、熊果酸和2-α-羟基熊果酸),并考察几种物质对蝴蝶兰茎腐病中分离出的镰孢属真菌的抑制活性;发现真菌的菌丝简短膨大成为囊泡,出现断裂,逐渐变为空泡;菌丝体细胞膜结构被严重破坏,且大大改变了其通透性。
图7 具有抗菌性的常见萜类结构(从左至右依次为广藿香醇、穿心莲内酯、齐墩果酸)4、挥发油挥发油是通过精油及其组分对细胞膜造成破坏,增大膜的通透性,致使细胞内的物质泄漏,或直接破坏病菌的酶系统,致其死亡。
Moghaddam 等发现从山羊草种子中提取的精油对青枯病菌有较强的抑制活性,能够显著抑制菌丝的生长。
Yu等考察从茶树中提取的精油对灰霉病菌的抑制活性,研究发现精油中的α-松油醇、1,8-桉叶素混合后能穿透病菌细胞,破坏细胞器而不影响细胞膜透性。
相比之下,松油烯破坏了膜的完整性,增加了膜的通透性,导致离子渗漏和膜功能障碍。
04展望目前研究人员对各类植物源化合物已有一定的研究,但不同类型化合物的生物功能和生态化学功能尚未被充分研究,例如化合物在植物体内代谢过程、所具有的功能,以及在生态环境中的存在形式与归宿途径等。