四種植物提取物對白紋伊蚊（Aedes albopictus）驅(qū)避作用研究

胡 燁，梁 琴，蘇劍鋒，雷 雨，劉 軒，農(nóng) 向

［1.竹類病蟲防控與資源開發(fā)四川省重點實驗室（樂山師范學(xué)院），四川 樂山 614000；2.成都大學(xué)旅游與文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院，四川 成都 610000］

0 引言

白紋伊蚊（Aedes albopictus）俗稱花蚊子，是一種竹林中常見的蚊子，自然群體中雌雄性比為1：1.103[1]，也是一種重要的傳染?。ǖ歉餆岷突卓涎挪。┽t(yī)學(xué)媒介昆蟲[2]。通常雌蚊交配一次就可多次產(chǎn)卵。雌蚊觸角上的短毛能遠距離感受人和動物的新陳代謝產(chǎn)物如二氧化碳、濕度、氣味分子等，以此尋找獵物。成熟的雌蚊主要吸食人或動物的血液[1]。涂抹驅(qū)避劑是一種有效的個人蚊蟲防護方法。植物源驅(qū)蚊劑因環(huán)保、毒副作用小、易降解等優(yōu)點而受到人們的重視[3]。林業(yè)廢棄物是一種生物質(zhì)資源貯存庫，主要來源于植物類殘余廢棄物和林業(yè)加工類殘余廢棄物，可被利用為生物質(zhì)能源、生物制劑以及基質(zhì)等[4-5]。青花椒是四川特色資源植物，其中竹葉花椒（Zanthoxylum armatum DC.）被大量栽培，葉片常被丟棄處理，造成資源的極大浪費[6]。隨著城市化進程的加速，南天竹（Nandina domestica Thunb.）作為一種園林常見栽培樹種被廣泛栽培[7]。在城市綠化帶園林植物修剪中，大量的南天竹枝葉被修剪后丟棄。紫莖澤蘭（Eupatorium adenophora Spreng）是一種多年生草本植物，屬于危害我國最為嚴重的外來入侵物種之一，現(xiàn)主要分布于云南、四川、貴州等地[8-10]。對現(xiàn)有資源進行開發(fā)再利用是資源植物產(chǎn)生附加值的一種有效途徑。本文研究了竹葉花椒、南天竹以及紫莖澤蘭的提取物對白紋伊蚊成蚊的驅(qū)避活性和活性成分，為篩選驅(qū)蚊植物和林業(yè)廢棄物資源的開發(fā)利用提供一條途徑和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物材料

白紋伊蚊幼蟲在竹類病蟲防控與資源開發(fā)四川省重點實驗室常規(guī)培育，飼養(yǎng)溫度（26±1）℃，相對濕度55 %±5 %，成蟲供以10 %葡萄糖水。測試蚊蟲為4～5 d 未吸血的成蚊。

1.2 植物材料及其提取物

紫莖澤蘭E.adenophora 采自涼山州攀枝花市（緯度27°89′N，經(jīng)度102° 26′ E，海拔1500 m）。取紫莖澤蘭粉末樣品200 g,加入95 %乙醇（料液比為1∶10），常溫浸泡7 d 后，30 ℃恒溫水浴提取24 h，各提取3 次，合并濾液后旋轉(zhuǎn)揮發(fā)濃縮，自然晾干后獲得紫莖澤蘭提取物。

根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果，試驗所需的南天竹果實采摘于樂山市市中區(qū)（緯度29°56′N，經(jīng)度103°74′E，海拔372 m）的南天竹N.domestica（8年生）落花后第4 個月的果實和葉片。竹葉花椒葉片采自涼山州鹽源縣田灣鄉(xiāng)花椒栽培地（緯度27°42′N，經(jīng)度101°51′E，海拔2000 m）的5 年生竹葉花椒Z.armatum 植株。

分別取200 g 南天竹果實粉末、南天竹葉粉末以及竹葉花椒葉粉末，采用95 %乙醇進行索式提?。弦罕葹?∶10），合并濾液后旋轉(zhuǎn)揮發(fā)濃縮，獲得南天竹果實提取物、南天竹葉提取物以及竹葉花椒葉提取物，分別自然晾干后4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 試驗方法

參照國家標準GB/T 13917.9—2009 規(guī)定的測試方法進行驅(qū)蚊效果試驗[11]。

本試驗采用單子因試驗進行驅(qū)蚊效果試驗。每個籠子里投放300 只蚊子。選擇4 名攻擊力合格的測試人員（男女性別比為1:1），戴上背面剪出25 cm2大小窗口的一次性手套，一只手作為空白對照，另一處手背暴露皮膚中央涂抹單提取物浸取膏1.5 mg·cm-2。涂抹后等待15 min，將手深入攻擊力合格的蚊蟲籠中2 min，觀察有無蚊蟲前來停落吸血。每隔15 min 測試1 次，每次測試時間2 分鐘。只要有1 只蚊蟲前來吸血即判作驅(qū)避劑失效。實驗重復(fù)3 次。記錄驅(qū)避劑的有效保護時間（h），即100 %保護時長（h）。

1.4 GC -MS 分析四種提取物成分

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC -MS）對竹葉花椒葉、南天竹果實和葉以及紫莖澤蘭提取物進行了定性和相對定量分析。采用安捷倫7890B 氣相色譜儀和HP -5MS 毛細管柱進行分析[12]。質(zhì)量選擇探測器工作在電子碰撞電離（EI）模式。注射器和MS 輸送線溫度分別設(shè)定在260 ℃和280 ℃。以氦氣為載氣，流速1.5 ml·min-1，程序升溫至50 ℃，6 ℃·min-1升溫至110 ℃，10 ℃·min-1升溫至260 ℃，260 ℃保持5 min，用樣條手動注射1.0 μl 的樣品。南天竹果實提取物保留時間為35 min，竹葉花椒、南天竹葉、紫莖澤蘭提取物保留時間均為30 min。通過比較粗提物的GC保留指數(shù)（Retention Index，RI）、NIST14質(zhì)譜檢索程序（國家標準與技術(shù)研究所）和質(zhì)譜與已發(fā)表的數(shù)據(jù)，對各提取物的成分進行了鑒定。采用峰面積歸一化法計算各組分含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

用SPSS 對四種提取物驅(qū)避白紋伊蚊的100 %保護時長進行單因素方差分析，進而用LSD 法對其進行多重比較檢驗。通過比較GC 保留指數(shù)RI、NIS14 質(zhì)譜、相對百分含量（大于或等于0.01 %）、匹配因子（大于90 %）、GESTIS 物質(zhì)數(shù)據(jù)庫和化學(xué)搜索引擎確定提取物的主要組分。

2 結(jié)果與分析

2.1 四種植物提取物的提取率

四種提取物均采用95 %乙醇提取，青花椒葉片、南天竹果、南天竹葉以及紫莖澤蘭提取物的提取率分別為13.56 %、17.96 %、34.89 %和22.54 %。青花椒葉提取物、南天竹葉提取以及紫莖澤蘭提取物均為墨綠色浸膏，南天竹果提取物為黃褐色油狀物。

2.2 四種植物提取物成分及百分比含量

采用GC -MS 聯(lián)用儀分析，得到四種提取物總離子流色譜圖（圖1），峰面積相對含量分析通過HPMSD 化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按不校正的峰面積歸一法進行，化合物定性分析結(jié)果見表1。

表1 GC -MS 對四種植物提取物的成分分析

圖1 四種植物提取物總離子流色譜圖

續(xù)表1

四種提取物已檢測出的成分種類和含量不

同。青花椒葉、南天竹葉、南天竹果以及紫莖澤蘭提取物分別檢測出主要成分有5種、7種、7種和8種。由此推測，四種提取物活性成分種類和含量的不同可能導(dǎo)致對白紋伊蚊驅(qū)避效果的不同。

2.3 四種植物提取物對白紋伊蚊的驅(qū)避效果比較

由表2 可知，基于中位數(shù)的方差齊性檢驗顯示L（3，12）=0.426（p ＞0.05）因此數(shù)據(jù)滿足方差齊性假設(shè)。

表2 方差齊性檢驗結(jié)果

參照農(nóng)藥登記衛(wèi)生用殺蟲劑的室內(nèi)藥效評價方法，4 名受試者以提取物涂抹皮膚，測試結(jié)果如表3。在1.5 mg·cm-2的涂抹劑量下，紫莖澤蘭、南天竹果、南天竹葉以及竹葉花椒葉提取物處理對白紋伊蚊的100 %保護時間分別為3.63 h、3.125 h、2.94 h 以及1.49 h。由此可知，作為涂抹劑趨避蚊蟲，驅(qū)蚊效果最好的是紫莖澤蘭提取物，其次是南天竹果提取物、南天竹葉提取物，效果最差的是竹葉花椒葉提取物。紫莖澤蘭提取物對白紋伊蚊的100 %保護時間顯著大于其它三個處理。根據(jù)國際驅(qū)避劑評價的B 級標準，15 %避蚊胺對白紋伊蚊的100 %保護時間為4 h，紫莖澤蘭提取物對白紋伊蚊的驅(qū)避效果（3.63 h）略低于15 %避蚊胺（4 h）。綜上可知，紫莖澤蘭是一種較好的驅(qū)蚊劑植物材料，其次是南天竹果、南天竹葉、青花椒葉。

表3 四種植物提取物人體涂膚有效保護時間

3 討論

0.1 ml·30cm?2野花椒Zanthoxylum simulans精油、0.1ml·30cm?2胡椒木Zanthoxylum piperitum精油以及468 ug·cm?2貓薄荷Nepeta catana 精油分別對白紋伊蚊成蚊具有驅(qū)避效果，其100 %保護時間分別為2 h、1.5 h 以及4 h[13-15]。本試驗結(jié)果表明，1.5 mg·cm?2劑量的紫莖澤蘭提取物、南天竹果提取物、南天竹葉提取物處理對白紋伊蚊的100 %保護時間分別為3.63 h、3.125 h、2.94 h。由此可知，紫莖澤蘭、南天竹果以及葉提取物的驅(qū)蚊效果均優(yōu)于野花椒精油和胡椒木精油，但均略低于貓薄荷精油。與國際驅(qū)避劑評價的B 級標準（15 %避蚊胺驅(qū)避效果為4 h）[11]相比較，紫莖澤蘭提取物對白紋伊蚊的驅(qū)避效果略差于15%避蚊胺。因此紫莖澤蘭是一種較好的驅(qū)蚊劑植物材料，其次是南天竹果、南天竹葉、竹葉花椒葉。

本試驗四種提取物均是乙醇提取物，提取方法的差異可能導(dǎo)致驅(qū)蚊活性成分種類和含量不同。植物精油對蚊蟲具有明顯的驅(qū)避作用。迷迭香植物精油采用2種提取方法獲得揮發(fā)油驅(qū)蚊效果存在差異，水蒸氣蒸餾法提取物的迷迭香精油對白紋伊蚊100 %保護時間是3.67 h，驅(qū)避效果遠低于用超臨界CO2萃取法提取的迷迭香精油（5.82 h）[16]。本文中紫莖澤蘭、南天竹果和葉以及竹葉花椒葉提取物已檢測出的成分種類和含量不同，這可能是導(dǎo)致白紋伊蚊驅(qū)避效果不同的主要原因。因此，接下來應(yīng)通過純化紫莖澤蘭、南天竹果和葉以及竹葉花椒葉提取物，從而延長驅(qū)蚊有效保護時間，達到國際驅(qū)避劑評價的B 級標準。

蚊蟲趨避性主要與揮發(fā)性物質(zhì)有關(guān)。醇類、醛類、酯類化合物一般是帶香氣低沸點的化合物，其豐度和種類不同會賦予植物提取物不同的香氣。香氣物質(zhì)芳香醇、α -松油烯、香葉醇、薄荷醇等對蚊子有較好的趨避效果[17]。由表4 可知，四種植物提取物醇類、醛類、酯類化合物的含量和種類不同。在本試驗中，對白紋伊蚊驅(qū)蚊效果最好的紫莖澤蘭。紫莖澤蘭精油的主要包含半萜類、黃酮類、苯丙素酚類、醇類等化合物。倍半萜類化合物具有驅(qū)蟲和殺蟲的作用。此外，正三十二醇有除螨作用。因此，紫莖澤蘭醇類、酯類、倍半萜類化合物可能是驅(qū)蚊的主要成分，且倍半萜類化合物如植酮（2-Pentadecanone,6,10,14-trimethyl-）具有進一步提取分離研究的價值。

表4 四種植物提取物成分的化學(xué)性質(zhì)

續(xù)表4

我國有不少關(guān)于植物驅(qū)蚊活性的報道，如唇形科石香薷Mosla chinensis[18]、廣藿香Pogostemon cablin[19]、迷迭香Rosmarinus officinalis[12]、樟科山雞椒Litsea cubeba[20]對白紋伊蚊或成蚊具有較好的驅(qū)避活性。將這些植物材料開發(fā)成植物源蚊蟲驅(qū)殺劑面臨的最大障礙是不易獲取或資源不足，無法滿足工廠化生產(chǎn)的原料需用量。入侵植物紫莖澤蘭分布廣、資源數(shù)量巨大[10]。四川省青花椒（包括竹葉花椒）栽植范圍已擴展到21 個市（州）133 個縣，面積近20 萬hm2，約占全國總產(chǎn)量的17.6 %，近5 年內(nèi)呈指數(shù)增長，面積和產(chǎn)量躍居全國第一[21]。竹葉花椒葉片常被丟棄，造成資源的極大浪費。園林常見栽培樹種南天竹可收獲大量的南天竹果實，同時修剪將產(chǎn)生大量的廢棄的南天竹枝葉[7]。綜上可知，本文選用了4種來源豐富的植物材料。將以上四種材料采用適宜的方法開發(fā)成植物源蚊蟲驅(qū)殺劑，對緩解目前化學(xué)滅蚊劑所面臨的抗藥性和生態(tài)環(huán)境方面的雙重壓力具有重要意義，既能帶來較大的經(jīng)濟效益，又可產(chǎn)生顯著的生態(tài)效益和社會效益。

4 結(jié)論

1.5 mg·cm?2劑量的紫莖澤蘭提取物對白紋伊蚊的100 %保護時間為3.63 h，紫莖澤蘭提取物對白紋伊蚊的驅(qū)避效果略低于國際驅(qū)避劑評價的B 級標準（15 %避蚊胺），說明紫莖澤蘭是一種較好的驅(qū)蚊植物材料，可進一步深入地開發(fā)研究。