荆芥对锈赤扁谷盗的熏蒸活性及其机理研究

锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)属鞘翅目(Coleoptera)扁谷盗科(Laemophloeidae),是一种全球普遍存在的储粮害虫。锈赤扁谷盗直接取食为害储粮外,其取食易导致粮堆发热、霉变等严重危害粮食储藏和品质。本研究旨在研究荆芥对于锈赤扁谷盗的熏蒸活性及其杀虫机理。本文测定了荆芥穗粉末以及挥发物洗脱液对于锈赤扁谷盗成虫和幼虫的熏蒸活性;通过GC-MS对挥发物洗脱液中的主要成分进行分析。测定了挥发物洗脱液对锈赤扁谷盗成虫的乙酰胆碱酯酶(ACh E)、谷胱甘肽S转移酶(GSTs)、羧酸酯酶(Car E)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等活性的影响。主要研究结果如下:1、测定了荆芥穗粉末对锈赤扁谷盗的驱避及熏蒸活性,结果表明荆芥穗粉末对成虫具有很好的驱避以及熏蒸活性,且随着剂量的逐渐加大,锈赤扁谷盗的死亡率也在逐渐提高。比较了不同吸附剂以及不同流速提取的荆芥穗挥发物的熏蒸活性,发现Porapak?Q吸附剂在600 m L/min的流速条件下提取的挥发物洗脱液对锈赤扁谷盗成虫24 h的致死率达78.89%,48 h死亡率达到91.11%。2、分析了不同产地、温度等因子对荆芥熏蒸活性的影响,发现安徽、江苏、云南产地的荆芥穗挥发物洗脱液的熏蒸活性在4-12 h显著高于浙江和河北产地的,但在24 h五个产地之间的熏蒸活性无显著差异。随后来自安徽产地的荆芥被用于实验,其挥发物洗脱液对锈赤扁谷盗成虫和幼虫24 h的LC_(50)分别是10.25μL/L和68.64μL/L。此外,荆芥穗挥发物洗脱液对其他四种储粮害虫也具有一定的杀虫活性,熏蒸48 h后,米象的死亡率与锈赤扁谷盗相同,均为100.00%,而锯谷盗、烟草甲以及赤拟谷盗的死亡率分别是96.67%、32.22%、21.11%。在相对较低温度下荆芥穗挥发物洗脱液的杀虫效果显著增强,15℃下成虫在4 h的死亡率达到100.00%。荆芥穗挥发物洗脱液对不同日龄锈赤扁谷盗成虫均具有很好的熏蒸活性,其熏蒸效果并没有显著差异。3、采用GC-MS对Dolutegravir供应商荆芥穗挥发物洗脱液的成分进行分析,结果表明挥发物洗脱液中有10种主要成分,峰面积占比最大的前四种分别为胡薄荷酮(62.62%)、异薄荷酮(18.34%)、2-异丙基-2,5-二甲基环己酮(2.45%)和异胡薄荷酮(1.32%)。Empagliflozin作用其中对胡薄荷酮和异薄荷酮的毒力测定结果显示,仅胡薄荷酮起到杀虫作用,其对锈赤扁谷盗成虫和幼虫24 h的LC_(50)分别是12.62 m L/L、29.38 m L/L。胡薄荷酮的温度测定结果与洗脱液一致,在1medial oblique axis5℃对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸效果显著高于30℃。4、为进一步探究荆芥穗挥发物洗脱液对锈赤扁谷盗的作用机理,测定了ACh E、Car E、GSTs、POD、SOD五种酶的活性。结果显示,荆芥穗洗脱液和胡薄荷酮在四个时间点均显著抑制了锈赤扁谷盗成虫的羧酸酯酶活性,其在体内对羧酸酯酶的抑制率分别达到84.87%和63.82%。而荆芥穗洗脱液和及胡薄荷酮仅在24 h显著抑制了ACh E、POD和SOD的活性,但对谷胱甘肽S转移酶的活性没有显著影响。综上所述,本文确定了荆芥对储粮害虫锈赤扁谷盗具有很好的驱避以及杀虫活性,在较低温度下其挥发物洗脱液的杀虫活性显著增加。并进一步通过GC-MS分析得到胡薄荷酮是其主要的杀虫成分。荆芥穗挥发物洗脱液以及胡薄荷酮可以显著抑制锈赤扁谷盗成虫的Car E活性,而且其对SOD和POD保护酶也具有一定的影响。