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1、广西师范大学硕士学位论文银杏外种皮杀虫活性物质及应用研究姓名:阳振申请学位级别:硕士专业:野生动植物保护与利用指导教师:邓业成20070401银杏外种皮杀虫活性物质及应用研究研究生:阳振导师:邓业成专业:野生动植物保护与利用 年级: 2004摘要从自然界存在的天然化合物中寻找农药活性化合物,直接利用其原料创制新农药,或从天然产物中寻找先导化合物,对其进行人工合成或修饰合成开发成活性更高的化合物,是近年来新农药创制的主要途径之一, 也是农药研究的热点。 长期以来, 银杏外种皮ginkgobiloba l.在农业生产中一直被当作生产垃圾来处理,这不仅浪费资源,也污染环境。基于 变废为宝的目的,本文

2、对银杏外种皮的杀虫活性、有效成分、制剂加工及制剂的田间药效 等方面进行了研究。1在室内分别用微量点滴法、浸虫法、叶片残毒法和生长速率法测定了银杏外种皮甲醇提取物对3 种农业害虫 萝卜蚜 lipaphis erysimi 、 小菜蛾 plutella xylostella 、 柑橘红蜘蛛 panonychus citri 的触杀毒力及对7 种植物病原真菌 西瓜枯萎病菌 fusariumoxysporum f. sp. niveum(e. f. smith)synder & hensen, 芒果叶本古病菌 pestalotia mangiferae p.herm,甘蔗凤梨病菌thielaviops

3、is paradoxa (de seynes) v . hohnel ,香蕉炭疽病菌glorosprium musarum cookeet mass,梨黑斑病菌 alternaria kikuchiana (fr) keissl,梨褐斑 病菌 mycosphaerella sentina(fr.) schroeter, 柑桔疮痂病菌 sphaceloma fawcettiijen kins 的抑 菌活性。结果表明,银杏外种皮甲醇提取物对萝卜蚜、小菜蛾、柑橘红蜘蛛均有较高的触杀毒力,24h致死中浓度lc50 (或致死中量ld50)分别为0.4796仙g序、1.4956 g/l、2.7756g/l

4、。 而银杏外种皮甲醇提取物对所供试的 7种病原真菌的抑菌活性均不高, 在 10g/l 的浓度下,银杏外种皮甲醇提取物对它们的 72h 菌丝生长抑制率均低于30%。2本文以萝卜蚜为试虫,采用生物活性追踪和化学分离相结合的方法,对银杏外种皮中的杀虫活性成分进行系统的研究。从银杏外种皮中分离出两种杀虫活性化合物,利用现代波谱分析技术( ms、 ir、 1h- nmr 、 13c-nmr 等)对它们的化学结构进行分析,将所得数据与参考文献相对照,确定这两个化合物分别是银杏酚( bilobol )和白果酸 ( ginkgoic ) 。进一步测定它们对萝卜蚜、小菜蛾、柑橘红蜘蛛的触杀毒力,结果表明银杏酚对

5、萝卜虾和小菜蛾24h致死中浓度lc50 (或致死中量ld50)分别为0.5824g /?、2.0613g/l,对柑橘红蜘蛛没有杀虫活性。而白果酸对所测定的3种农业害虫均有活性,其对萝卜财、柑橘红蜘蛛、小菜蛾的24h致死中浓度lc50(或致死中量ld50)分别为0.3328g / 2、2.9110 g/l、4.6002 g/l。3以银杏外种皮甲醇提取物为原药,经过一系列溶剂、乳化剂配方筛选,并辅以制剂乳化性能及冷、热贮稳定性的质量检测,根据质量检测结果研制出乳化性能好且冷贮、热贮稳定性高的20%银杏外种皮乳油(ec)和10%银杏外种皮水乳剂(ew)。4用叶片喷雾法测定了20%银杏外种皮ec 和

6、10%银杏外种皮ew 对萝卜蚜的毒力,ii结果显示20%银杏外种皮ec 和 10%银杏外种皮ew 对萝卜蚜的 24h 致死中浓度分别为1.39g/l和2.56g/l。在相同条件下,在室内进一步测定了这两种制剂冷贮、热贮前后对萝卜蚜的杀虫活性,结果表明在贮藏前、冷贮后、热贮后,20%银杏外种皮ec 稀释 500 倍后和10%银杏外种皮ew 稀释 300倍对萝卜蚜的 24h 校正死亡率分别 57.23%、 55.14%、58.77% 和 72.62%、 70.11%、 70.45%,说明冷贮、热贮对这两种制剂的活性均无影响。5田间防治萝卜蚜和柑橘红蜘蛛的药效试验结果表明,20%银杏外种皮ec 分别

7、稀释100倍、200倍、400倍,施药后7d对萝卜虾的防效分别为100%、93.5%、53.9%。10%银 杏外种皮 ew 分别稀释 50倍、 100倍、 200倍,施药后 7d 的对萝卜蚜防效分别为98.2%、95.3%、48.7%。而这两种制剂对柑橘红蜘蛛的防效则相对较低 ,在20%银杏外种皮ec分别 稀释 100 倍、 200倍、 400倍和 10%银杏外种皮 ew 分别稀释 50倍、 100倍、 200倍的情况下,施药后7d 的防效分别为77 6%、 73.7%、 47.2%和 74.5%、 69.6%、 43.9%。建议田间将20%银杏外种皮ec和10%银杏外种皮ew分别稀释200倍

8、和100倍,可有效的防治 萝卜蚜的危害,具有良好的应用潜力。关键词: 银杏外种皮;银杏酚;白果酸;水乳剂study of insecticidal active ingredient and application of ginkgo biloba l. sarcotestam. d. candidate:yang zhen supervior: deng ye-cheng major: wildlife protection and utilization grade: 2004 abstractin recent years, using insecticidal active compo

9、unds of the natural compounds manufacture new pesticide directly or synthesizing leading compounds manually or improve their activity by modify synthesis after them were searched from the natural compounds has been a hotspot of insecticidal research and one of the major methods to manufacture new pe

10、sticideg. inkgo biloba l. sarcotesta was generally discarded and regarded as waste in the agricultural production, which not only waste material but also pollute environment. for the purpose of utilizing this waste effectively, insecticidal activity, active ingredient and formulation of ginkgo bilob

11、a l. sarcotesta were studied in this paper.1. the topical application, residual toxin method, dipping insect method and growth rate method were used to determined the contact activitise or the inhibitory activities on hyphae growth of the meoh extract of ginkgo biloba l. sarcotesta against lipaphis

12、erysimi , panonychus citri , plutella xylostella and seven species of pathogenic fungi:fusariumoxysporum f. sp. niveum (e. f. smith)synder hensen, pestalotia mangiferae p.herm, thielaviopsis paradoxa (de seynes) v. hohnel, glorosprium musarum cookeet mass,alternaria kikuchiana (fr) keissl, mycosphae

13、rella sentina(fr.) schroeter, sphaceloma fawcettiijen kins , respectively. the result showed the meoh extract of ginkgo biloba l. sarcotesta had high contact toxicity to lipaphis erysimi, panonychus citri and plutella xylostella , with the ld 50 (or lc50) values being 0.4796%1g 1.4956 g -1 and 2.775

14、6 g -1,l respectively. but on theconcentration of 10g/l, its inhibitory activities on hyphae growth against seven species of pathogenic fungi didn t exceed 30%.2. lipaphis erysimi was used as insect to study active ingredient of ginkgo biloba l. sarcotesta with activity-directed isolation method in

15、this paper. two insecticidal active compounds were isolated from ginkgo biloba l. sarcotesta, and they were measured as bilobol and ginkgoic acid after analyzing with ms、 ir、 1h- nmr 、 13c-nmr and consulting literatures. after further testing, bilobol showed high contact toxicity to lipaphis erysimi

16、 and plutella xylostella, with the ld 50 (or lc 50) values being 0.58241 and- 2.0613g -1, respectively. butit don t showed insecticidal active againsptanonychus citri. and ginkgoic acid showed high toxicity to lipaphis erysimi, panonychus citri and plutella xylostella , with the ld 50 (or lc 50) 111

17、values being 0.3328?内 .9110gand 4.6002 g ; respectively.3. the meoh extract ginkgo biloba l. sarcotesta was used as material manufactured insecticides. by screening of solutions and emulsifiers, the 20% ec and 10% ew of ginkgo biloba l. sarcotesta with great emulsibility and stability were manufactu

18、red after the quality examination of hot and cold storage.4. the contact toxicity of 20% ec and 10% ew of ginkgo biloba l. sarcotesta tolipaphis erysimi were determined by leaf spraying method. the result showed 20% ec and 10% ew of ginkgo biloba l. sarcotesta had high contact toxicity tolipaphis er

19、ysimi, with the ld 50 (or lc50) values of 1.39g/l and 2.56g/l, respectively. the indoor insecticidal activities of two preparations and the preparations after storing againstlipaphis erysimi were determined. without storing, the 24h adjust mortality of 500 times 20% ec and 300 times 10% ew of ginkgo

20、 biloba l. sarcotesta againstlipaphis erysimi were 57.23% and 72.62%, respectively. after cold and hot storing, the 24h adjust mortality were 55.14%, 58.77% and 70.11%, 70.45%, respectively. this result approved the insecticidal activities of preparations won t change after cold and5. field control

21、efficiency of two preparations on lipaphis erysimi and panonychus citri were measured in this study. after treating of 7d, the control efficiency of 100, 200 and 400 times 20% ec of ginkgo biloba l. sarcotesta onlipaphis erysimi were 100%, 93.5% and 53.9%, respectively. after treating of 7d, the con

22、trol efficiency of 50, 100 and 200 times 10% ew of ginkgo biloba l. sarcotesta on lipaphis erysimi were 98.2%, 95.3% and 48.7%, respectively. and the control efficiency of two preparations on panonychus citri was lower than lipaphis erysimi. after treating of 7d, the control efficiency of 100, 200 a

23、nd 400 times 20% ec of ginkgo biloba l. sarcotesta were on panonychus citri 77.6%, 73.7% and 47.2%, respectively. after treating of 7d, the control efficiency of 50, 100 and 200 times 10% ew of ginkgo biloba l. sarcotesta on panonychus citri were 74.5%, 69.6% and 43.9%, respectively. so we suggested

24、 that 20% ec and 10% ew of ginkgo biloba l. sarcotesta should be diluted to 200 and 100 times to control lipaphis erysimi. and they have great potentialiality to be used on agricultural production.key word: ginkgo biloba l. sarcotesta; bilobol; ginkgoic acid; water emulsioniv论文独创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本

25、人在导师的指导下进行的研究工作及取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含其他个人或其 他机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和 集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。研究生签名:日期:论文使用授权声明本人完全了解广西师范大学有关保留、使用学位论文的规定。广西师范 大学、中国科学技术信息研究所、清华大学论文合作部,有权保留本人所送 交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存 论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密 论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布(包括刊登)论文的全部或部分 内容。论

26、文的公布(包括刊登)授权广西师范大学学位办办理。研究生签名:日期: 导师签名:日期:401 引言1.1 植物源农药的研究意义据统计,目前我国农业病虫草害达2000 余种,农作物因其危害而受严重损失。病虫草每年为害主要农作物而积达2-3.3亿hm2,损失粮食150-200亿kg,棉花约600- 700亿担。通过农药的施用,每年我国可减少经济损失300 亿元左右 1-2 ,但每年我国的农药使用量高达 100 余万吨,居世界首位,其中80%为高毒农药3 。化学农药在农作物病虫害防治方而发挥了不可磨灭的作用,同时,也引起了残留( residue) 、抗性( desistance) 、害虫再猖撅(res

27、urgence)等社会焦点问题。加快提高农产品质量安全水平,既是农业和农村经济结构战略性调整的重要内容,也是应对入世挑战,提高我国农产品市场竞争力的一项重要举措,同时对于保护消费者合法权益和增加农民收入都具有重要意义。为此,我国政府决定,从2002 年开始在全国范围内全面推进“无公害食品行动计划” ,其核心在于控制农药等化学物质的应用, 以有效改善和提高我国农产品质量安全水平。 因此, 符合环保、健康、持续发展理念的高效抵毒、低残留、与环境相容的农药开发就成为当今农药研究的主题。在合成化合物中筛选农药活性成分命中率越来越低的今天,人们更加重视从天然产物中寻找新药的研究途径。近年来,随着生物技术

28、、高通量筛选技术和组合化学技术的快速发展及其在农药研发中的渗透和应用,极大地推动了农药研发领域中热点之一 植物源农药的发展。 植物源农药对于环境有较高的和谐度: 植物源农药施用量对人畜安全;在自然环境下易发生分解,残留量低;植物源农药对害虫有拒食、忌避、抑制生长发育、控制种群等作用,有害生物不易产生抗性。1.2 植物源农药的研究概况植物源杀虫剂按其有效成分活性、 化学结构及用途, 一般分为五大类: 生物碱 ( alkal-oids) :主要有烟碱、苦参碱、百部碱、黎芦碱、小蘖碱、喜树碱等,它们对害虫的作用方式多种多样,如毒杀、忌避、拒食、麻醉和抑制生长发育等。菇烯类( terpenes):包括

29、蒎烯、单萜类、倍半萜、二萜类、三萜类等,这类物质有忌避、拒食、抑制生长发育 ,破坏害虫信息传递和交配, 兼有触杀和胃毒作用。 黄酮类 ( flavonoids) : 多以甙或甙元、双糖花或三糖花状态存在,主要有鱼藤酮、毛鱼藤酮等。精油类( essentialkoils):此类不仅具有毒杀、 忌避、 拒食、 抑制生长发育等作用, 还具有昆虫性外激素和引诱作用,用于防治仓库害虫,如桉树油、薄荷油、菊蒿油、茼蒿油、芸香精油、肉桂精油、猪毛蒿油等。光活化毒素(photoactiveted toxicity) :这类物质在光照下对害虫杀伤力成几倍甚至上千倍的提高,它们在植物中广泛存在。如嚷酚类的a -三

30、连嚷酚,聚乙烘类的茵陈二炔,醌类的金丝桃素,香豆素类的花椒毒素,呋喃喹啉碱的小蘖碱等。此外,还有羟酸脂类,如除虫菊脂;木脂素类,如乙醚酰透骨草素;甾体类,如牛膝甾酮;糖苷类,如番茄苷等 4 。1.2.1 杀虫植物资源的研究目前,我国杀虫植物中研究较多的主要有楝科、卫矛科、杜鹃花科、瑞香科、柏科等植物。楝科植物杀虫剂应用较早, 其中印楝 (azadirachtaindica ) 、 川楝 ( meliatoosendan ) 和苦楝(meliaazeddacach)是该科中的主要杀虫植物。苦楝和川楝是我国主要的楝科植 物,两者的有效成分均为四环三萜类化合物川楝素。研究发现,川楝素对昆虫活性主要有

31、拒食、胃毒及一定的生长发育抑制作用,可有效防治菜青虫、小菜蛾、柑橘螨类等多种害虫 5 。以川楝素为主要活性成分研制成的杀虫剂(蔬果净) 对多种农业害虫、仓库害虫和蔬菜害虫有较好的防治效果6 。印楝是世界上公认的理想杀虫植物,其活性成分主要分布在种核及叶片中。从其种子中已分离、鉴定出数十种柠檬素类化合物,其中最主要的活性成分是一种四环三萜类化合物印楝素, 对害虫有拒食作用和生长调节作用 5 。云南已开发并生产出新型农药印楝素制剂系列产品 7 。卫矛科植物的杀虫有效成分为二氢沉香呋喃类化合物。雷公藤和苦皮藤是该科中重要的杀虫植物。雷公藤( tripteygium wilfordii )的杀虫有效成

32、分主要为 wilfordine , wilf -orgine , wilfortrine , wilforzine 及雷公碱,多存在于根皮之中 5 。雷公藤对多种害虫 具有胃毒、拒食、抑制生长发育和忌避产卵等杀虫活性,且药效快,为其它一般植物性杀虫剂所不及。苦皮藤(celastrus angulatus )对小菜蛾、粘虫、黄守瓜等多种害虫具有较好的防效6 。 西北农林科技大学利用苦皮藤研制的12%苦皮藤乳油,防治菜青虫有效率达90% ,防治尺蠖效果在95%以上,防治小菜蛾有效率达85%以上7 。杜鹃花科植物黄杜鹃中有3种活性较高的物质:闹羊花素2田(r2ih)、kalmanol和grayano

33、toxin2田,其中以r2ih 为主要杀虫有效成分8 。闹羊花是高效土农药,有触杀、胃毒、熏蒸作用。将花磨成粉可防治稻苞虫、稻螟虫、卷叶虫、叶蝉及精螺等害虫70瑞香科植物瑞香狼毒(stellera cha -maejasme根乙醇提取物(简称scee对菜粉蝶幼虫、亚洲玉米螟幼虫和桃财有很强的 生物活性。采用活性跟踪方法,从sce中已分离鉴定出4种活性成分(伞形花内酯、瑞香 亭、狼毒色原酮和b 2谷番醇)9。研究表明,瑞香亭、狼毒色原酮和 但谷番醇能破坏昆虫 体内环境,干扰昆虫正常代谢 10 。柏科植物砂地柏( sabina vulgaris )是一种杀虫作用 特殊、活性高而稳定的植物,具有很高

34、的研究开发价值。砂地柏对多种害虫具有胃毒、拒 食、熏杀等作用。据研究,砂地柏提取物对棉铃虫的生长发育也有一定程度的影响,其中以其果实提取物对棉铃虫的影响最大11 。 张兴等 12在对其杀虫活性成分的研究中, 分离出的一种活性成分 脱氧鬼臼毒素对害虫具有很高的拒食和毒杀活性。研究表明,砂地柏提取物对羧酸酯酶、蛋白酶及酯酶的活性有不同程度的激活作用,而对主要解毒酶系多功能氧化酶的环氧作用具有强烈的抑制作用 13 。1.2.2 植物源光活化毒素的研究光活化物质用作农药的研究开发日益受到人们重视,一些人工合成染料对哺乳动物的毒性很低,但在光照下它们对害虫却有很强的杀虫活性。与传统的化学杀虫剂相比,光活

35、化杀虫剂具有对害虫高效、对非靶标生物安全、在环境中易分解、选择性强等优点,因而将其作为新型无公害杀虫剂有很大的开发潜力。现今已发现的植物源光活化毒素主要有:味喃香豆素类、a -嚷吩和聚乙烘类、酶类以及由色氨酸和酪氨酸衍生出来的生物碱(味 喃喹啉碱)和异喹啉碱。目前,关于光活化毒素的作用机理有光动力作用( phytodynamication )和光诱发毒性( photohenotoxic )两种。徐汉虹等14 从猪毛蒿( artemisia scoparia )精油中分离出杀虫有效成分茵陈二炔,并发现其对斜蚊夜蛾有明显的光活化杀虫活性。乐海洋等15 对 8 种菊科作物 20 种提取物的光活化活性

36、进行筛选,进一步证实了万寿菊根中的甲醇浸提物、全株的乙醇浸提物以及花的石油醚萃取物对白纹伊蚊和致倦库蚊4 龄幼虫有非常明显的光活化毒杀作用。1. 2.3 植物精油的研究植物精油是一类植物源次生代谢物质,是植物体内分子量较小,可随水蒸气蒸出,具有一定挥发性的油状液体物质。一些植物精油具有良好的驱虫、杀虫作用,对昆虫有一定的引诱、驱避、抑制生长发育等作用。吴照华等16 报道,筒篙精油对小菜粉蝶幼虫有拒食作用,其有效成分主要为丁香酚。李石寿等17 指出,黄花篙精油对米象、玉米象、绿豆象和蚕豆象等4 种重要仓库害虫有很强的熏杀活性。此外,研究发现,猪毛篙精油、芸香精油、肉桂油、齿叶黄皮精油、沉水樟精油

37、及八角茴香对仓库害虫均有较好的防治效果。植物精油除对害虫有较高的活性外,还具有对人畜无毒、不污染环境、害虫不易产生抗药性等优点,因此是一种有广阔应用前景的植物源杀虫剂。1.3 农药剂型的发展动态1.3.1 农药新剂型的研究农药原药,除少数挥发性大的和水中溶解度大的可以直接使用外,绝大多数必须加工成各种剂型方可使用。在原药中加人适当的辅助剂;制成便于使用的形态,这一过程叫做农药加工。 加工后的农药, 具有一定的形态、 组分、 规格, 称作农药剂型( pesticides formul-ation )。一种剂型可以制成不同含量和不同用途的产品。这些产品统称为制剂( pestic -ides per

38、parations )。近年来,新农药的开发难度不断增大、成本大幅度上升,成功率明显下降。20世纪 60年代约3000个化合物可筛得1个,而今则数万个化合物方能获得1个。另外,随着人们对环境的关注,各国均建立起严格的登记制度 ,这也加大了农药研究开发的难度。因此,目前世界上只有少数几个综合实力雄厚的化工公司才能继续从事新农药的创制筛选工作,而大多数的农药生产厂家都将农药研究的重点转移到加工制剂的改进上 18 。农药剂型一般以制剂的物理性状而定名,如粉剂、可湿粉剂、粒剂和乳油等。国际农药工业协会(gifab对国际上通用的农药剂型名称进行了规范化命名,给予定义和代号。根据 198处gifa心布的代

39、号如下:ecv由(emulsifiable concentrate ) ; d即齐(dustable powder; w对湿粉剂(wettable powder) ; gr8粒齐1j (granules) ; slm溶性浓剂(solable concenteate ) ; wgt 分散粒(water dispersible granules ) ; sck 悬齐1j (suspension concentrate ) ; ewk乳剂(emulsion , oil in water ) ; m酸乳剂(microemulsion ); seb 乳剂(suspo emulsion) ; fs中衣剂(

40、flowable concentrate for seed treatment );cs散囊剂(capsule suspension ) ; sgk溶性粒剂(water soluble granules )等。乳油是传统农药剂型的代表,技术经济发达国家约占整个农药剂型的 2030。而在我国,乳油所占比例更高,约为50以上。但是近年来,由于石化产品的升值和人们对农药二次污染的重视,乳油受到极大的冲击,这主要集中在它使用了大量的二甲苯等芳烃类溶剂。生产和应用时,这些溶剂会对人体造成危害并严重污染环境。随着人们环保意识的提高,对农药及其使用手段的要求也越来越高。上世纪80年代以来,国际农药技术领域正

41、经历着从传统农药向现代农药的变革,其科技创新的核心部分体现在:( 1)运用计算机、组合化学等现代科技手段筛选和研制一大批具有超高活性的农药;( 2)运用现代分子生物学理论把植保功能与遗传基因相结合,实现了种药一体化;( 3)运用现代表面化学、表面物理、超微材料等领域的一系列新的理论成果研究开发和投产了一大批对环境和食品安全的农药新剂型,形成水基化农药制剂的新体系 19 。目前农药加工制剂的基本发展方向是20 :( 1)以水替代现有制剂中使用的有机溶剂,以降低毒性,减轻药害和环境污染,使之变成非危险品;( 2)将微粉剂造粒以防止人吸入粉尘和漂移;( 3)控制药剂的释放使之合乎目的,改进施用方法等

42、,从而使制剂功能化。1.3.2 农药水乳剂研制动态随着人们环境保护意识的增强,希望革除乳油中的有害溶剂的呼声越来越高。从对环境和食品安全的要求出发,水乳剂当前正日益受到人们的重视,水乳剂以水为载体,故与有机溶剂为基础的乳油相比,无论在加工、运输、仓储、费用、安全等方面,都有明显长处,它以水代替了大量有机溶剂,降低了制剂的毒性,减少了作物中有毒物质的残留,并能减少有效成分的漂移。耗用助剂量较少,活性物含量调控范围大,甚至可以高达60以上。水乳剂的生产成本相对较低,物耗成本低于乳油,与微乳剂相比,表面活性剂用量也较低。因此,水乳剂越来越受到人们的重视,发展速度加快,其专利报道及评论性、研究类文章逐

43、步增多,商品化水乳剂品种也日益增加。国外的各大农药研究机构和农药大型企业均对水乳剂进行研究和产业化,并取得了很好的销售业绩。国外农业上使用的已商品化的有矿油、氰戊菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、醚菊酯、乙硫苯威、禾草灵、吡螨胺等水乳剂。特别是在英国发展尤为迅速,1993年ewj型仅占农药市场不到1%而5年后即1998年其比例已增加到 5%。在卫生害虫防治方面也广泛使用水乳剂 21 。1.4 银杏外种皮的研究概况银杏( ginkgo biloba l. )为银杏属多年生落叶乔木,是世界上珍贵的药用植物资源,由银杏叶开发的银杏提取物(egb主要活性成份为黄酮和内酯)制剂是目前国内外畅销的天然药物之一,而

44、由白果开发的各种营养食品也很多。银杏外种皮是种子硬壳外面的肉质部分。我国是银杏大国 22 ,据估计每年至少有3万吨新鲜银杏外种皮,若除去其中60%的水分,干银杏外种皮每年约有1.2万吨。1.4.1 银杏外种皮主要化学成分黄酮、内酯类:银杏外种皮中的银杏黄酮,主要是双黄酮类23 ,包括银杏黄素、异银杏黄素、金松双黄酮、1-5-甲氧基白果素及白果素。龚跃新等24用分光光度法对银杏外 种皮中的黄酮含量进行了测定,结果表明银杏外种皮中黄酮含量为1.3%。楼凤昌23 等首次从银杏外种皮中分离得到银杏内酯 a和银杏内酯b的混合物以及银杏内酯c。吴红菱25测得 银杏外种皮提取物中总内酯平均含量为5.6%。表

45、明银杏外种皮中内酯成分与银杏叶相似。银杏酚酸:银杏外种皮中含有多种银杏酚酸。银杏酸是一类水杨酸的衍生物,其6位上的侧链碳原子数为1317,侧链双键数为03个,是一同系混合物。jaggy h26等报道, 银杏外种皮中含有4种银杏酸:g3:0、g5: 1、。7: 2和。7: 1,并测出含量分别为0.19%、3.10%、0.03咐口0.22%,总银杏酸含量为3.54%。仰榴青等27用rp-hplct测得银杏外种皮 中银杏酸含量为5.46%,用lc-esi-ms鉴定出5种银杏酸成分(cn:0、c15:0、c5 : 1、c17: 1和c7: 2)。可见,银杏外种皮中银杏酸含量较高。多糖和氨基酸:宋根萍等

46、28 对银杏外种皮中的多糖进行了成分分析,粗多糖得率为6.58%,总糖含量为89.7%,其中还原糖为5.1%,多糖为84.6%。粗多糖水解物中含葡萄糖、果糖、半乳糖及鼠李糖。吴向阳等29 用氧化还原法测定了银杏外种皮中总糖和还原糖的含量, 其值分别为 85.12% 和7.74%。 银杏外种皮含有较多的氨基酸, 余碧钰等 30 测定出银杏外种皮中17种氨基酸的含量为7.15%。1.4.2 银杏外种皮的药理作用抗过敏作用:银杏外种皮水溶性药用成分能抑制小鼠被动性皮肤过敏反应(jca和大鼠颅骨骨膜肥大细胞的脱颗粒释放作用,并能直接对抗抗原诱发的致敏豚鼠回肠平滑肌的收缩和肺灌量的减少。当银杏外种皮水溶

47、性药用成分浓度为 3x10-22x10时,能抑制组 胺和srs-a(慢反应物质)的释放,同时也能拮抗过敏介质组胺和srs-a寸豚鼠回肠的收缩, 其抗过敏作用与地塞米松相似,这一作用在免疫抑制中也有类似之处,与现有的抗过敏药物皮质激素色甘酸钠相比较,具有毒性较小的优点 31 。抗炎作用:银杏外种皮中的白果酸含量达 2040mg/kg时,能明显抑制二甲苯所致的小 鼠耳廓肿胀,角叉菜胶所致的大鼠足跖肿胀和酸所致的小鼠腹腔毛细血管通透性增高,对大鼠棉球肉芽组织增生和完全福氏佐剂所致的大鼠足跖肿胀亦有明显的抑制作用,其效果与阳性对照组地塞米松相似。对炎症早期的毛细血管渗透性增高,炎性渗出和水肿有很强抑制

48、作用,对慢性炎症和免疫性炎症同样有效。动物豚鼠临床实验表明,可治疗支气管哮 喘32-33。抗菌作用:从银杏外种皮中分离提取的白果酸类及黄酮类化合物,有较强的抑菌和杀菌作用,实验研究表明,对枯草菌、大肠杆菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌、绿脓杆菌等25种菌类均有明显的抑制生长的作用。这种作用不仅对浅部的真菌,而且对深部的真菌也有明显的抑制作用。0.1%的白果酸抑制真菌的有效率达92%,而 0.5%的克霉唑抑制真菌的有效率仅为68%。同时对各种革兰氏阴性和阳性细菌也均有抑制作用33-34 。抗病毒和抗癌作用:银杏外种皮酸性成分中的十七碳烯链水杨酸和白果黄素均有很强的抑制ebw毒的活性。对致癌启

49、动因子有很强的抑制效果。银杏外种皮中的酸性成分对小鼠肉瘤si80表现出明显的抗月中瘤活性33 o从银杏外种皮的氯仿提取物中分离得到银杏酸、 银杏酚和银杏二酚,这些物质能抑制多种人体癌细胞的生长,而对正常结肠细胞的细胞毒性小于相应的结肠癌细胞35 。抗衰老作用:据测定,银杏外种皮中同样含有黄酮类化合物,它是抗人体衰老的拮抗剂 36 。银杏外种皮水溶性成分有直接清除超氧离子的作用,可延长常压缺氧条件下小鼠存活时间及耗氧量等作用。在此基础上,进行的人体抗疲劳和抗衰老实验表明,银杏外种皮水溶性成分是致人体衰老最好的自由基清除剂,具有明显的拮抗血小板活化因子(paf)的活性,抑制化学发光,能阻止皮肤组织

50、老年色素颗粒的形成,并使已形成的色素颗粒变得分散,数量减少,从而使银杏外种皮水溶性成分达到抗衰老的作用 37 。对免疫功能的影响:银杏外种皮多糖对荷瘤小鼠细胞免疫和体液免疫功能低下状态有显著调节作用;可促进t淋巴细胞介导的细胞免疫功能,这对防癌抗癌具有重要的意义 38-39。koch唐40试验了银杏酸的免疫毒素作用,发现银杏酸引起小鼠淋巴组织增生反应。 可见,银杏外种皮多糖可增强免疫功能,而银杏酚酸却具有免疫毒性。抗植物病虫害作用:我国民间早有将银杏外种皮提取液作为农药使用的历史,据本草纲目记载:“白果消毒杀虫,嚼浆涂鼻面手脚,去疥鲜阴虱”。近年来,国内外研 究学者对银杏外种皮的杀虫抑菌活性进

51、行了大量的研究,结果表明银杏外种皮对螨虫、蚜虫、菜青虫等蔬菜害虫具有较高的触杀活性或拒食活性41-43,对水稻纹枯病菌、玉米大斑病菌、番茄青枯病菌等植物病原真菌有良好的抑菌活性44-45。1.5 选题依据和研究思路桂林市是全国著名的银杏主产区之一,年产银杏4000吨左右,新鲜银杏外种皮1000吨左右。目前对银杏外种皮的开发利用率低,银杏外种皮一般被当成废弃物丢弃,这既浪费了资源, 又严重污染了环境。 因此, 开发利用农业废弃物银杏外种皮对综合利用银杏资源、保护生态环境具有重要意义。银杏外种皮提取物对多种病虫害有较好的活性,是开发无公害植物源农药的理想原料,但目前国内很少有单位将其开发为农药应用

52、。本项目以银杏外种皮为原料,以蔬菜蚜虫、小菜蛾、柑橘红蜘蛛等为供试昆虫,采用活性跟踪法对银杏外种皮的活性成分进行提取、分离及鉴定,以明确银杏外种皮中的活性成分。通过农药制剂的配方及加工工艺研究,用银杏外种皮提取物制备出无公害植物源农药农药样品。 并对农药样品进行田间药效试验, 明确其对病虫的防治效果及田间应用技术。2 材料与方法2.1 试验材料2.1.1 供试植物材料银杏(ginkgo biloba l.)外种皮,2005年9月采自广西兴安县。在室内通风处阴干,放入60 恒温鼓风干燥箱内烘干至发脆,用植物粉碎机将其粉碎,过40 目筛,保存备用。2.1.2 供试试虫和病菌试虫: 萝卜蚜lipap

53、his erysimi、 小菜蛾 plutella xylostella , 从田间蔬菜上采集成虫于室内饲养12代,萝卜财挑取无翅成虫,小菜蛾挑取23龄幼虫进行毒力测定。柑橘红蜘蛛 panonychus citri 采自广西师大生物园柑橘地。病菌:西瓜枯萎病菌 fusarium oxysporumf. sp. niveum( e. f. smith) synder hensen ;芒果叶枯病菌pestalotia mangiferae p. herm;甘蔗凤梨病菌thielaviopsis paradoxa ( de seynes) v. hohnel;香蕉炭疽病菌glorosprium mu

54、sarum cookeet mass;梨黑斑病菌alternaria kikuchiana ( fr) keissl;梨褐斑病菌mycosphaerella sentina( fr.) schroeter;柑桔疮痂病菌sphaceloma fawcettiijen kins;病原菌由从田间采集的植物发病部位经室内分离纯化获得。2.1.3 主要供试试剂与仪器2.1.3.1 供试仪器:lrh-250g 型光照培养箱101-2 型电热恒温鼓风干燥箱re52-2 旋转蒸发器fz-102 型植物粉碎机wg900yesl23-k6 微波炉vs-840-1 型洁净工作台kq5200e 型超声波清洗器dy89

55、-ii 型电动玻璃匀浆机hh-s 型水浴锅auto spec-3000 型质谱仪am-500 超导核磁共振仪pe spectrum 傅立叶变换红外光谱仪arterius 电子天平,硅胶板, 玻璃层析柱,三角瓶,定性滤纸,点样毛细管,标本缸,培养皿等。广东省医疗器械厂上海南阳仪器有限公司上海沪西分析仪器厂泰斯特仪器有限公司佛山市顺德区格兰仕微波炉电器有限公司上海博迅实业有限医疗设备厂昆山市超声仪器有限公司宁波新芝生物科技股份有限公司郑州长城科工贸有限公司英国 vg 公司瑞士 bruk亦司美国珀金埃尔默公司布氏漏斗, 分液漏斗, 微量移液器, 玻璃棒,培养皿等。2.1.3.1 供试试剂:( 1)分

56、离用试剂:甲醇,乙醇,丙酮,氯仿,乙醚,石油醚,乙酸乙酯,正丁醇等均为分析纯(ar),由汕头市西陇化工厂生产。36-38%hcl, nahcos,由广州化学试剂 二厂生产。柱层析硅胶(100-200目及200-300目),薄板层析硅胶gf254,由青岛海洋化工厂生产。反相硅胶(ods-a) (12nm, $-75小),由日本ymc公司生产。(2)制剂用试剂:各种溶剂由汕头市西陇化工厂生产。各种乳化剂均由江苏钟山化 工有限公司生产。(3)标准对照药剂:40%氧乐果ec (山东大成农药股份有限公司),40%福蛾灵ec (南 阳市福来石油化学有限公司)2.2 试验方法2.2.1 银杏外种皮活性物质的提取分离方法1.1.1.2 活性成分的粗提称取一定量银杏外种皮干粉放入三角瓶中,加入5倍量甲醇,在室温下浸提(其间每隔12h振摇一次)48h,抽滤。共浸提2次,将2次滤液合并,用旋转蒸发器减压浓缩, 蒸干溶剂,得膏状提取物。称重,置于 4c冰箱中保存备用。1.1.1.3 活性成分的初步分离采用碱液分离法对银杏外种皮进行初步分离,具体程序见图2-15%nahco3溶解样品100g过滤i蒸储水洗至中性, 过滤,烘干固体物(i , 31.5g)碱水层5%hcl 酸化至 ph34酸水层固体物(n

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