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红火蚁是一种危害农业生产、生态环境和人民身体健康的入侵性害虫。2004年底首次侵入我国的广东省,后陆续在广西、湖南等地发生,并已造成较为严重的危害。红火蚁螫伤人的事件时有发生,被螫伤的病人有很严重的中毒症状。在国内,对红火蚁的研究中,大多数研究集中在生态学、防治等方面,而对红火蚁毒素的利用未见报道。研究红火蚁提取物的农药生物活性,对开发新型杀线虫剂具有重要的意义。
本文主要研究了红火蚁提取物对松材线虫的活性及作用机理研究。实验结果表明:红火蚁乙醇提取物对松材线虫有较好的毒杀活性;红火蚁毒液主要由六种具有相似化学结构的哌啶类生物碱组成,其相对总含量占红火蚁毒液的比例大约达到了95%,红火蚁毒液生物碱是杀松材线虫的主要活性成分。最后利用红火蚁提取物正丁醇萃取物对杀松材线虫的作用机理进行了初步研究。
采用药液浸渍法在一定的处理浓度下测定红火蚁乙醇提取物对松材线虫的生物活性。结果表明:在8 mg/mL、4 mg/mL、2mg/mL、1mg/mL、0.5mg/mL的处理浓度下,乙醇提取物对松材线虫均具有良好的毒杀活性,其在8 mg/mL、4mg/mL处理浓度下,48 h的校正死亡率为100%,2mg/mL、1 mg/mL活性次之,分别达到了80%、60%。乙醇提取物对松材线虫毒杀活性测定试验结果表明,其提取物24 h对松材线虫毒杀活性作用的LC50值为4053.19mg/L。
采用液—液分配萃取法对浸提的红火蚁乙醇提取物进行初步分离,得到石油醚相、三氯甲烷相、乙酸乙酯相、正丁醇相、水相等萃取物。在一定的浓度下采用药液浸渍法对松材线虫进行生物活性测定。结果表明,水相萃取物的活性最高,在1 mg/mL的处理浓度下,对松材线虫72 h的校正死亡率为100%,正丁醇相次之,校正死亡率达到了97%。
红火蚁提取物正丁醇萃取物的生物碱沉淀反应表明:正丁醇萃取物中含有大量的生物碱成分。
采用气相色谱与质谱方法对红火蚁毒液分析。经分析发现:工蚁和有翅蚁毒液中的各种成分可以达到有效分离,六种主要化合物的保留时间分别为12.12min、15.27min、15.75min、18.85min、19.31min、22.18min。综合红火蚁毒液的气相色谱图和质谱图得出:红火蚁毒液主要由六种具有相似化学结构的哌啶类生物碱组成,其相对含量占红火蚁毒液的比例大约达到了95%。
红火蚁提取物正丁醇萃取物对松材线虫作用机理研究表明,随着处理浓度的增大,正丁醇萃取物对松材线虫的乙酰胆碱酯酶活性抑制作用逐渐增强;对Na+—K+—ATP酶活性则为先抑制后激活,然后为抑制作用。
实验还测定了红火蚁乙醇提取物对芒果炭疽病原菌、玉米黄斑病菌的抑菌活性。结果表明:红火蚁乙醇提取物各萃取物对两种植物病原真菌有较好的抑制活性。在8mg/ml浓度下,红火蚁水相萃取物和正丁醇相萃取物对两种植物病原真菌的平均抑菌率达到75%以上。
经室内生物测定、活性成分分析研究,初步认为红火蚁毒液中的生物碱成分是主要杀线虫活性成分。红火蚁毒液生物碱作为一种哌啶类生物碱在生物源杀线虫剂及植物病原真菌方面有很大的开发和应用前景。