本發(fā)明屬于農(nóng)藥領(lǐng)域，具體涉及苦葛皂苷類化合物制備成殺蟲劑的應(yīng)用。
技術(shù)背景
利用植物代謝產(chǎn)物進(jìn)行農(nóng)業(yè)有害昆蟲防治一直是農(nóng)藥研究的熱點(diǎn)方向。目前，已證實具有殺蟲活性的植物有一千多種，其活性成分主要為萜烯類、生物堿、類黃酮、甾體、酚類等。其中，已進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的植物源殺蟲劑約20余種，主要包括印楝素、苦皮藤素、苦參堿、茶皂素、狼毒素及蛇床子素等。
已有研究發(fā)現(xiàn)，皂苷類化合物廣泛存在于多數(shù)植物中，并在抗腫瘤、抗菌、防治心血管疾病、降血糖及免疫調(diào)節(jié)等方面起到重要的作用。在皂苷類化合物用于殺蟲活性研究方面，研究表明具有殺蟲活性的皂苷類物質(zhì)相對較少，且不同植物提取的皂苷對有害昆蟲的活性有較大的差異。目前已報道茶皂素、川楝皂苷、香椿皂苷、無患子皂苷等多種有害昆蟲具有一定的毒殺和拒食作用。
苦葛屬豆科葛屬，別名峨眉葛藤，廣泛分布于我國西藏、云南、四川、廣西等地，資源極為豐富。其研究多集中于醫(yī)用活性，具有清熱、透疹、生津止渴等作用。在苦葛的農(nóng)用活性研究方面，也有一些關(guān)于其殺蟲方面的報道。李彪等研究發(fā)現(xiàn)，苦葛正丁醇提取物對玉米螟和菜粉蝶具有一定的拒食和毒殺作用，其致死中濃度分別為32.36和38.90mg·ml-1(李彪,葉敏,熊智,等.苦葛不同溶劑提取物對玉米螟和菜粉蝶幼蟲的生物活性[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(4):123-126.)；施蕊等發(fā)現(xiàn)，苦葛正丁醇提取物對玉米縊管蚜72h的致死中濃度為14.55mg·L-1(施蕊,李彪,華燕,等.苦葛藤提取物對玉米蚜蟲的殺蟲活性初報[J].農(nóng)藥,2011,50(11):851-852,854.)。綜上所述，苦葛植物體內(nèi)含有豐富的活性物質(zhì)，對多種生物具有不同程度的生物活性。但總體而言，主要集中于初步的活性篩選方面，尚未開展其活性成分研究。
對于苦葛的化學(xué)成分研究也有較多的報道。目前已從苦葛中分離鑒定出上百種化合物，包括齊墩果型三萜皂苷類化合物、異黃酮類化合物、脂肪酸酯類及生物堿類物質(zhì)，但這些具體化合物的殺蟲活性尚不明確。
Pedunsaponin A(化學(xué)名稱為3-ο-[β-D-吡喃葡萄糖基(1→3)-ο-β-D-吡喃葡萄糖醛酸基]-15α-羥基齊墩果-12烯-16-酮)和Pedunsaponin C(化學(xué)名稱為3-ο-β-D-吡喃葡萄糖(1→3)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸-3β,15α-羥基齊墩果-12烯-16-酮)為2種具體的苦葛皂苷，為已知化合物。目前，關(guān)于這2個化合物的報道僅限于其結(jié)構(gòu)的分離與鑒定，尚未對其殺蟲活性進(jìn)行任何報道。如李娜從苦葛中分離鑒定出Pedunsaponin C；曾明從苦葛根中分離鑒定出Pedunsaponin A(Li N.,Min Z.D.,Wu H.M.New oleanene-type triterpenesaponins from PuerariaPeduncularis.[J]Journal of Asian Natural Products Research,2002,4(4):253-257；曾明,易楊華,鄭水慶,等.苦葛根中的新三萜成分[J].藥學(xué)學(xué)報,2000,33(6):438-441)。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，僅有涉及苦葛粗體物用于殺蟲的零星報道，沒有進(jìn)一步的關(guān)于這2種具體的苦葛皂苷化合物用于殺蟲的報道。
所述Pedunsaponin A(式(I))結(jié)構(gòu)式如下：
所述PedunsaponinC(式(Ⅱ))結(jié)構(gòu)式如下：
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供苦葛皂苷類化合物制備成殺蟲劑的應(yīng)用，其特征在于，所述苦葛皂苷類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下所示：
所述式(I)或式(Ⅱ)化合物用于滅殺菜青蟲、茶蚜、小菜蛾、粘蟲或茶尺蠖。
進(jìn)一步地，上述苦葛皂苷類化合物制備成殺蟲劑時，所述式(I)或式(Ⅱ)的苦葛皂苷占?xì)⑾x劑的0.1-40重量％，其余為農(nóng)業(yè)上適宜的助劑。
優(yōu)選地，所述殺蟲劑配制成微乳劑。
優(yōu)選地，所述微乳劑中，式(I)或式(Ⅱ)化合物10重量％、甲醇30重量％、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚10重量％、異丙醇10重量％、水補(bǔ)足100％。
微乳劑是一種水基化的新型環(huán)保劑型，藥粒微細(xì)，易于滲透昆蟲體壁，從而對有害昆蟲起到更好的毒殺作用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明的化合物來自于天然植物，對環(huán)境影響小，毒性低。
殺蟲譜廣，對菜青蟲、茶蚜、小菜蛾、粘蟲和茶尺蠖等多種害蟲具有明顯的毒殺活性，農(nóng)業(yè)應(yīng)用中開發(fā)潛力巨大。
具體實施方式
通過下述實施例有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實施例一
本發(fā)明Pedunsaponin A(即上述式(I)化合物)和PedunsaponinC(即上述式II化合物)對幾種有害昆蟲的毒力測定
1.供試靶標(biāo)
將菜青蟲、茶蚜、小菜蛾、粘蟲、茶尺蠖和大猿葉蟲6種害蟲，在室內(nèi)飼養(yǎng)2代后備用，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)無公害農(nóng)藥研究實驗室提供。
2.試驗藥劑
Pedunsaponin A和PedunsaponinC：從苦葛根粗提物中通過中壓C18柱柱層析分離純化得到。由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)無公害農(nóng)藥研究實驗室提供。
10％的印楝素原藥，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)無公害農(nóng)藥研究實驗室提供。
3.試驗方法
采用浸蟲法，將Pedunsaponin A、PedunsaponinC和印楝素各設(shè)5個處理濃度(用二甲基亞砜溶劑稀釋)。取有害鱗翅目昆蟲3齡幼蟲、大猿葉蟲及帶蚜蟲葉片在各濃度藥液中浸漬10s，取出，用吸水紙吸干多余藥液，置于放有新鮮食物的干凈容器中。二甲基亞砜作對照。每個濃度處理20頭，重復(fù)4次。然后將處理過的試蟲放入人工智能氣候箱培養(yǎng)(28℃±1℃、RH＝80％)中飼養(yǎng)。72h后(蚜蟲24h)檢死、活蟲數(shù)，以不能正常爬行為死亡。計算蟲口死亡率，校正死亡率，并按機(jī)率分析法求出兩單劑的毒力回歸曲線與LC50值。
4.試驗結(jié)果
以3齡鱗翅目幼蟲菜青蟲、粘蟲、小菜蛾、茶尺蠖、大猿葉蟲和無翅茶蚜為生測對象，72h(蚜蟲24h)2種苦葛皂苷Pedunsaponin A、PedunsaponinC的殺蟲毒力結(jié)果見表1。
由表1可知，苦葛皂苷Pedunsaponin A、PedunsaponinC對供試的5種農(nóng)業(yè)昆蟲均具有明顯的毒殺作用。在處理72h后，Pedunsaponin A、PedunsaponinC對菜青蟲的毒力分別為277.4485μg/mL、284.3472μg/mL，對照藥劑印楝素的毒力為457.3966μg/mL；對小菜蛾的毒力分別為293.44270μg/mL、346.2914μg/mL，對照藥劑印楝素的毒力為364.4645μg/mL；對粘蟲的毒力分別為400.6667μg/mL、510.7906μg/mL，對照藥劑印楝素的毒力為436.5208μg/mL；對茶尺蠖的毒力分別為253.0596μg/mL、273.1061μg/mL，對照藥劑印楝素的毒力為302.9820μg/mL；對大猿葉蟲的毒力分別為1655.6802μg/mL、1749.9931μg/mL，對照藥劑印楝素的毒力為364.0274μg/mL；處理24h后，Pedunsaponin A、PedunsaponinC對茶蚜的毒力分別為14.1480μg/mL、13.8938μg/mL，對照藥劑印楝素的毒力為22.6822μg/mL。
通過以上數(shù)據(jù)可以看出，苦葛皂苷Pedunsaponin A、PedunsaponinC二者對菜青蟲、粘蟲、小菜蛾、茶尺蠖、茶蚜等農(nóng)業(yè)昆蟲均表現(xiàn)強(qiáng)的毒殺活性，其毒力值優(yōu)于或相當(dāng)于對照藥劑印楝素。但對大猿葉蟲毒力較差，遠(yuǎn)低于對照藥劑印楝素的活性。
表12種苦葛皂苷對幾種害蟲的毒殺作用
實施例二：10％Pedunsaponin A(即上述式(I)化合物)微乳劑和10％PedunsaponinC(即上述式II化合物)微乳劑田間殺蟲試驗
1.供試藥劑
10％Pedunsaponin A微乳劑和10％PedunsaponinC微乳劑。由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)無公害農(nóng)藥研究實驗室制備、提供。
0.3％印楝素乳油。市購。
所述10％Pedunsaponin A微乳劑1組分如下：Pedunsaponin A 10重量％、甲醇30重量％、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚10重量％、異丙醇10重量％、水補(bǔ)足100％。
所述10％PedunsaponinC微乳劑1組分如下：Pedunsaponin C 10重量％、甲醇30重量％、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚10重量％、異丙醇10重量％、水補(bǔ)足100％。
所述10％Pedunsaponin A微乳劑2組分如下：Pedunsaponin A 10重量％、甲醇30重量％、山梨醇聚氧乙烯醚10重量％、異丙醇10重量％、水補(bǔ)足100％。
所述10％PedunsaponinC微乳劑2組分如下：Pedunsaponin C 10重量％、甲醇30重量％、山梨醇聚氧乙烯醚10重量％、異丙醇10重量％、水補(bǔ)足100％。
2.供試作物
甘藍(lán)，品種為北農(nóng)早生。
茶樹，品種為烏蒙早。
3.防治對象
甘藍(lán)：菜青蟲(Pierisrapae)、小菜蛾(Plutellaxylostella)、大猿葉蟲(Colaphellus bowringi Baly)；茶樹：茶尺蠖(Ectropis oblique hypulina)、茶蚜(Toxopteraaurantii)。
4.試驗方法
菜青蟲、小菜蛾和大猿葉蟲試驗在成都市雙流區(qū)開展；茶尺蠖和茶蚜試驗在雅安市名山縣開展。試驗地土壤類型為粘土，土壤肥力中等，小區(qū)栽培條件一致。小區(qū)面積20m2，中間設(shè)置隔離行。在菜青蟲、小菜蛾、大猿葉蟲和茶尺蠖防治試驗中，用10％Pedunsaponin A微乳劑1和10％PedunsaponinC微乳劑1按有效成分10g/hm2、30g/hm2、50g/hm2的使用劑量噴霧，10％Pedunsaponin A微乳劑2和10％PedunsaponinC微乳劑2按有效成分50g/hm2的使用劑量噴霧，藥劑對照為0.3％印楝素乳油有效成分10g/hm2；在茶蚜防治試驗中，用10％Pedunsaponin A微乳劑1和10％PedunsaponinC微乳劑1按有效成分2g/hm2、4g/hm2、6g/hm2的使用劑量噴霧，10％Pedunsaponin A微乳劑2和10％PedunsaponinC微乳劑2按有效成分6g/hm2的使用劑量噴霧，藥劑對照為0.3％印楝素乳油有效成分2g/hm2；以噴施清水為空白對照；每處理4次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組進(jìn)行小區(qū)排列。施藥后1d、3d、7d和14d調(diào)查各小區(qū)內(nèi)的蟲數(shù)，根據(jù)清水對照區(qū)與處理區(qū)的蟲數(shù)計算防治效果，并進(jìn)行差異顯著性分析。
5.試驗結(jié)果與分析
測定了10％Pedunsaponin A微乳劑和10％PedunsaponinC微乳劑對菜青蟲、小菜蛾、茶尺蠖、大猿葉蟲和茶蚜的田間防治效果，見表2、表3、表4、表5和表6。
由表2、表3和表4中可以看出，10％Pedunsaponin A微乳劑1和10％PedunsaponinC微乳劑1不同濃度下對菜青蟲、小菜蛾、茶尺蠖均具有較好的速效性，其3d后的防治效果與對照0.3％印楝素乳油相比，防治效果明顯高于對照，均差異顯著；但從防治效果的持效性(7d和14d)分析，10％Pedunsaponin A微乳劑1和10％PedunsaponinC微乳劑1在低濃度(10g/hm2)下，其防治效果低于對照藥劑；但在中高濃度(30g/hm2和50g/hm2)下，其防治效果普遍高于對照藥劑或和對照藥劑防治效果相當(dāng)。同時，在同等劑量下，10％Pedunsaponin A微乳劑1和10％PedunsaponinC微乳劑1的防治效果顯著高于10％Pedunsaponin A微乳劑2和10％PedunsaponinC微乳劑2的防治效果。說明10％Pedunsaponin A微乳劑和10％PedunsaponinC微乳劑對這3種害蟲表現(xiàn)出極強(qiáng)的毒殺作用，但在微乳劑加工中，乳化劑會顯著影響其防效。
由表5可以看出，10％Pedunsaponin A微乳劑1和10％PedunsaponinC微乳劑1不同濃度及10％Pedunsaponin A微乳劑2和10％PedunsaponinC微乳劑2均未對大猿葉蟲表現(xiàn)出明顯的防治效果，與對照藥劑0.3％印楝素乳油防治效果相比，差異顯著。
由表6可以看出，10％Pedunsaponin A微乳劑1和10％PedunsaponinC微乳劑1不同濃度及對照藥劑0.3％印楝素乳油在施藥3d后均對茶蚜表現(xiàn)出明顯的防治效果，差異顯著性分析表明，不同濃度藥劑處理與對照藥劑防治效果普遍表現(xiàn)為差異不顯著。說明10％Pedunsaponin A微乳劑1和10％PedunsaponinC微乳劑1對茶蚜防治效果優(yōu)越。
表2 10％Pedunsaponin A微乳劑和10％Pedunsaponin C微乳劑田間防治甘藍(lán)菜青蟲效果
注：表中數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值，同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示鄧肯氏多重比較法檢驗在0.05水平差異極顯著，下同。
表3 10％Pedunsaponin A微乳劑和10％Pedunsaponin C微乳劑田間防治甘藍(lán)小菜蛾效果
表4 10％Pedunsaponin A微乳劑和10％Pedunsaponin C微乳劑田間防治茶尺蠖效果
表5 10％Pedunsaponin A微乳劑和10％Pedunsaponin C微乳劑田間防治大猿葉蟲效果
表6 10％Pedunsaponin A微乳劑和10％Pedunsaponin C微乳劑田間防治茶蚜效果
本發(fā)明的苦葛皂苷類化合物制備成殺蟲劑的應(yīng)用已經(jīng)通過具體的實例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可借鑒本發(fā)明內(nèi)容，適當(dāng)改變原料、工藝條件等環(huán)節(jié)來實現(xiàn)相應(yīng)的其它目的，其相關(guān)改變都沒有脫離本發(fā)明的內(nèi)容，所有類似的替換和改動對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，都被視為包括在本發(fā)明的范圍。