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戈弗雷·莫蒂,彼得·f·卡西格瓦,贾斯特斯·m·昂古索, "抗产卵和减少Callosobruchus对图1902(鞘翅目:蠓科菜豆通过薯蓣属sansibarensis粉末及其化学成分”,赛姬:昆虫学杂志, 卷。2020, 文章的ID3298479, 6 页面, 2020. https://doi.org/10.1155/2020/3298479
抗产卵和减少Callosobruchus对图1902(鞘翅目:蠓科菜豆通过薯蓣属sansibarensis粉末及其化学成分
摘要
Callosobruchus对造成损坏菜豆种子。传统上,薯蓣属sansibarensis用作药用植物。自然地,d . sansibarensis有毒素,可以保护它免受食草动物和周围的入侵植物在其自然栖息地。采用薄层色谱(TLC)和室内实验的植物化学分析方法,测定其活性d . sansibarensis叶,鳞茎,和山药粉末的抗产卵和抑制F1的出现紫荆.生物测定数据采用非参数(Kolmogorov-Smirnov)统计分析和广义线性模型 .统计结果显示,该粉末的抗排卵活性为34.3% (R2= 0.343)。山药粉具有良好的抗产卵活性;0.8 g山药粉组的Wald卡方值为1.291, .抑制F1山药粉显著提高羽化率;0.6 g山药粉处理的Wald卡方值为7.72, .从统计学上看,鳞茎粉具有较低的抗产卵和抑制作用F1出现。薄层色谱法对具有相似R的化合物的观察f值;带R的皂角苷f叶、球茎和山药的值为0.72。一个萜类化合物和一个黄酮化合物f在鳞茎和山药中分别为0.37和0.71,而在叶片中则没有。一个带R的萜类f叶和鳞茎中可见值为0.49,而山药粉中不可见。该研究的结论是d . sansibarensis山药和叶粉可用于农民保护储存的豆科植物免受虫害的侵袭紫荆.然而,人们可能对其他贮藏昆虫和植物化学分析的其他方法有不同的兴趣,但这些方法还没有被研究过。
1.简介
普通的豆子,菜豆(豆科),是坦桑尼亚的主要主食和经济作物之一,也是撒哈拉以南非洲许多国家粮食安全的重要作物[1].它对许多低收入人口很重要,并显著改善了他们的营养,目的是预防和治疗疾病[2].一些研究表明Callosobruchus对攻击p .寻常的在世界各地的筒仓、堆垛和谷仓中,对幼虫和成虫造成定性和定量的损害[3.].紫荆占体重下降60%和蛋白质含量下降66.3%的p .寻常的[4].
Callosobruchus对1902年,也被称为Bruchus对Linnaeus 1758属于Bruchidae科,从产卵到成虫的平均寿命为22-25天[5].虫害开始于收获季节的田间;它被运送到豆科植物中储存,在合适的大气条件下,它在种子表面产卵,它的生命在它进食的豆科植物种子中完成。伤害紫荆发生在幼虫从卵孵化后,当初生幼虫穿透豆种子。花苞鱼在种子中发育,成年后出现,留下空腔喂养的破坏[6,7].在一粒谷物中可以发育多个幼虫[8].
目前正在研究减少常见豆类的损害和损失的战略紫荆[4].农民使用被禁止的和剧毒的合成杀虫剂来保护农产品,包括储存的豆种子。与使用合成杀虫剂有关的其他挫折包括成本高、危害健康、残留问题以及经过处理的昆虫产生抗药性[9].
农民正选择利用现成的自然资源,例如具有药用价值的植物,并有助于消灭害虫。预处理的豇豆属辐射动物农民使用惰性粘土种子会导致成虫死亡率和产卵率的降低Callosobruchus对[10].近年来,由于植物粉具有生物降解性和对环境的生态友好性,使研究人员将注意力转移到用于控制储藏豆种子害虫的植物粉上,从而成为改善粮食安全的合成农药的替代品[11].叶子粉末罗勒属教堂(罗勒),Azadirachta indica(尼姆),Dennittia tripetala(胡椒),姜黄(黑胡椒粉)Anacardium occidentale(概括)成分高良姜(暹罗姜),Clusia palmicida(Clusia),姜黄zedoaria(莪术)有诱导抗排卵和减少产卵数量的报道F1后代的紫荆鹰嘴豆,豇豆和绿豆荚种子的研究[11- - - - - -13].
植物将活性化合物以酚类、生物碱、类黄酮、单宁和皂苷的形式储存在器官的不同部位,以保护植物免受食草动物和病原体的侵害[8].属薯蓣属是薯蓣科单子叶植物中最大的属。野生薯蓣属sansibarensis,亦称(米)chochoni在斯瓦希里语中,它是一种喜欢阳光的观赏攀援植物,形成树冠,生长在撒哈拉以南的热带非洲的河流森林中,特别是在马达加斯加、桑给巴尔和坦噶尼喀。d . sansibarensis有记载的传统医学历史至少可以追溯到公元前2000年[14,15].d . sansibarensis鳞茎、山药、茎和叶被发现对病原体、食草动物和猴子有毒;猎人用它的提取物做箭来猎野猪。14,16].本研究研究了其抗产卵能力和降低的能力F1的出现紫荆从存储p .寻常的使用d . sansibarensis叶,球茎,和山药粉末,除了确定存在于植物部分的化学物质。
2.材料与方法
2.1.材料
未损坏的p .寻常的种子在收获后直接从Kisarawe农场(南纬7°10 ' 0 ',东经38°50 ' 0″,海拔252米)运来。种子在10±2%水分条件下晒干保存。商用合成农药Actellic 50 EC(100克/90公斤瑞士先正达公司)从坦桑尼亚达累斯萨拉姆的农业投入供应商处购买,用作检查(阳性对照)。薄层色谱(TLC)板和分析级溶剂从坦桑尼亚达累斯萨拉姆的Chem equipment Laboratory供应商购买。
新鲜的叶子,球茎和山药d . sansibarensis来自达累斯萨拉姆大学(海拔80米,南纬6°45′0″,东经39°15′0″)的动植物丛林。形态学鉴定是在达累斯萨拉姆大学植物系植物标本室进行的,在那里分别存放了叶片、球茎和山药的参考编号为FMM 3910a、3910b和3910c的凭证标本。这些植物材料被带到达累斯萨拉姆大学动物和野生动物保护系的昆虫学实验室,在通风良好的地方,在阴凉处晾干5天。干燥后,它们被粉碎,并用60筛μM目筛取细粉。
2.2.薄层色谱定性分析
2.2.1.生物碱的测定
取2.5 g植物粉倒入100ml烧杯中,加入80 mL 1%醋酸(1:10 w/v),按1:1的比例加入乙醇,静置5小时,然后过滤。产生的滤液在水浴池中浓缩到原来体积的三分之一。浓缩氢氧化铵逐滴加入到沉淀中。沉淀被收集,用稀释的氢氧化铵洗涤,并过滤。称量干渣,以生物碱百分比计算。分离得到的生物碱薄层色谱(TLC)是用氯仿和甲醇的混合溶剂以15:1的比例润湿试验样品,并作为流动相在室温下运行薄层色谱。在紫外光下观察薄层色谱板,并喷洒Dragendorff试剂辅助生物碱进一步检测[17].
2.2.2.黄酮类化合物的测定
植物粉(2.5 g)用50 mL 75%甲醇水溶液反复浸泡,室温下用Whatman滤纸过滤。滤液真空干燥后称量,计算黄烷含量。滤液与甲醇按1:8 (g/mL)的比例混合,60°C水浴加热5分钟。以氯仿和甲醇的比例为18:2作为流动相[18].
2.2.3.皂苷的测定
称2.5克植物粉末放入锥形瓶中,加入50毫升20%的乙醇水溶液。混合物在57°C的水浴中加热5分钟。冷却后,混合物被过滤,残渣被50毫升的20%乙醇重新提取。在60°C的水浴中加热,酒精提取液减少到原来体积的一半。冷却后,加入25毫升乙醚,摇5分钟。回收水层,用15毫升5%氯化钠水溶液冲洗。将水层干燥,称量,计算皂苷百分比。采用氯仿、冰醋酸、甲醇、水溶剂体系以48:26:9:6的比例进行薄层色谱分析,紫外光下观察斑点。将薄层色谱板与碘蒸气接触,检测皂苷[19].
2.2.4.酚类物质的测定
称2.5 g植物粉,将其转移到锥形烧瓶中,加入40毫升80%的丙酮(丙酮与水的比例为8:2)。混合物在65°C的水浴中加热20分钟。倒出上清液,与80%的丙酮(丙酮与水的比例为8:2)混合。将水残液烘干,称量,计算酚类化合物的百分比。薄层色谱采用丁醇-2-醇/醋酸/水溶剂体系,以14:1:5的比例进行洗脱。然后FeCl3.- k3.铁(CN)6喷洒在薄层色谱板上检测酚类成分[20.].
2.2.5.萜类化合物的测定
2.5克植物粉在50毫升酒精中浸泡24小时,然后过滤。滤液与萃取溶剂(正己烷:乙酸乙酯)按85:15 (v/v)的比例置于分离漏斗中。分离漏斗用力摇动5分钟,然后静置过夜。将己烷层倒入烧杯中进行风干。正己烷提取物作为总萜类化合物处理。薄层色谱分析采用n-己烷:乙酸乙酯洗脱溶剂体系,比例为6.2:2.4。将薄层色谱板在紫外和光下显示,然后在热板上喷涂新鲜制备的薄层色谱板后加热到105°Cp-茴香醛试剂[21].
2.2.6.计算留存系数值
留存因子(Rf)不同点的数值计算如下:
2.3.粉末工作浓度的制备
测定0.2、0.4、0.6和0.8 g/50 g豆籽的叶、球茎和山药的细粉,用于生物测定。生物测定采用标准0.05 g/50 g市售农药Actellic 50, EC作为阳性对照。干净,无损,晒干p .寻常的以种子为阴性对照(未处理种子)。
2.4.股票文化Callosobruchus对
装在一个玻璃罐中(10.3厘米宽,15厘米深),装350克未损坏的干葡萄酒p .寻常的豆子,大约200只雌性紫荆放在那里,用细布盖住嘴。在28±2℃、相对湿度65±5%的黑暗环境中孵育1周,以促进卵的产生紫荆.去掉豆荚,将其孵育用于大规模栽培F1后代的紫荆.纯文化的F1实验中使用了品种。
2.5.Antioviposition上p .寻常的
20只3天大的雌鱼紫荆从培养罐中选取,分别放入宽6.5 cm、深10 cm的不同罐中,每罐加50克p .寻常的用不同剂量的叶、球茎和山药粉处理的种子。以Actellic 50 EC为阳性对照,以未处理种子为阴性对照。这个实验被重复了四次。在28±2°C、相对湿度65±5%的黑暗环境下孵育5天,用于产卵。在第5页th孵化的一天,所有的鹭都被小心地隔离和卵上p .寻常的在解剖显微镜下计数种皮。
2.6.预防的出现F1后代
20只3天大的雌鱼紫荆从培养罐中选出,加入6.5厘米宽,10厘米深的罐中,放入50克完好干燥的p .寻常的种子。在28±2℃、相对湿度65±5%的黑暗环境下孵卵5天,小心翼翼地取出。将不同剂量的叶、球根、山药粉和阳性对照分别加入到各自的坛子中,在28±2℃、相对湿度65±5%的条件下培养。该实验每天进行监测,直到第一批成虫脱离阴性对照。新兴紫荆每天进行隔离和计数,持续5周,以避免与他们F1的一代。
2.7.统计分析
抗产卵和减少F1采用SPSS软件(20版)进行羽化分析。采用非参数(Kolmogorov-Smirnov)检验确定泊松分布,并对平均方差进行描述性统计。泊松分布的数据来自反产卵和F1羽化分别进行广义线性模型分析 .在抗产卵分析模型中,以抗产卵数据为因变量,剂量浓度为自变量。在分析F1羽化时,浓度为自变量,羽化时的数据为自变量F1以后代为因变量。
3.结果
3.1.植物化学的分析
叶、球茎和山药含有不同的化合物,R值不同f值(表1).植物部位生物碱含量不高。皂苷和萜类化合物在植物各部位均有分布。鳞茎中有2个酚类化合物斑点,3个皂苷斑点。叶片中萜类化合物含量较高,有6个斑点。鳞茎中可见黄酮类化合物的五个斑点(表1).结果还表明,粉末中含有类似R的化合物f值;带R的皂角苷f叶、球茎和山药的值为0.72。鳞茎和山药的粉末含有带R的萜类化合物f值为0.37f值为0.71,但在叶片中不可见。鳞茎和叶粉末呈R型萜类化合物f含量为0.49,而山药粉中不含0.491).
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3.2.Antioviposition
结果表明,0.2 g叶粉、0.2 g山药粉和0.4 g鳞茎粉处理的种子上卵数分别为423、459和479个2).与阴性对照(未处理种子)的产卵数比较,0.2 g叶粉、0.2 g山药粉和0.4 g鳞茎粉的抗产卵率分别为36.13%、30.69%和27.61%(表2)2).经统计分析的数据(N= 56)显示泊松分布;Kolmogorov-Smirnov检验为3.18,描述性统计为398.11,方差为20197.30。广义线性模型的Wald卡方值为1.291, 对处理上加0.8 g叶粉。统计分析显示整体抗产卵率为34.3% (R2= 0.343)由叶,球茎和山药粉末。0.2 g叶粉的抑卵活性优于0.4 g叶粉和0.4 g鳞茎粉;分别为422.5、441、478.75 .在 ,0.6 g山药粉(338.75)的诱卵活性与0.8 g叶粉(299.75)的诱卵活性相当。以0.8 g甘薯粉为对照,其抗产卵效果较好,统计结果为286,其中以甘薯粉的抗产卵效果最低。
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泊松分布数据处理采用广义线性模型。表中没有相同字母的含义有显著差异(N= 56;
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3.3.抑制F1出现
第一个紫荆在阴性对照(未经处理的种子)孵化的第28天,从未经处理的豆种子中孵化出成虫。图形结果显示,0.2 g山药和叶和0.4 g鳞茎粉分别产生362、368和387只象鼻虫(图1).与阴性对照比较,0.2 g山药粉、0.2 g叶粉和0.4 g鳞茎粉对象鼻虫种子出芽的抑制率分别为37.02%、35.98%和32.58%(图)1).Kolmogorov-Smirnov检验为2.90,描述性统计为307.71,方差为13727.66。广义线性模型的泊松分布数据报告的Wald卡方值为2.37, 0.8 g叶粉和7.72处理后, 用0.6克山药粉。统计上,减少F10 g山药粉处理的种子出现率最高,产生象鼻虫188.5只。0.2 g叶片和0.4 g鳞茎粉处理后的活性显著,分别为367.75和387.25 .甘薯用量为0.6 g,叶粉用量为0.8 g,其羽化率显著降低F1的后代在 .从统计学上看,经球茎粉处理的种子中出现象鼻虫的数量高于叶面和山药粉处理的种子。
4.讨论
在薯蓣科中,有关野生植物的研究文献很少d . sansibarensis特别是在化学分析和杀虫效力方面。研究d . sansibarensis研究了其治疗应用[22].在这项研究中,d . sansibarensis叶、山药和球茎粉末被发现含有萜类、皂苷和酚类化合物;这些化合物可能是由于它们在死亡率、抗产卵和减少出现的生物活性紫荆从p .寻常的种子。Dhandapani和Sabna报告说生物碱、单宁和酚类化合物存在于蓝瓜,青果,黄花菜,辣木,凤尾草,雪莲,Tridax procumbens保护植物免受病原体和食草动物的侵害[23].在本研究中,含有Rf黄酮含量为0.37,黄酮含量为0.71。根据lazareviic等人。[24和Omotoso等人。[25,萜类位于Rf0.37±0.03与预防鹭卵产卵有关。奇卢瓦尔等人。[26表示含有Rf0.49±0.05的数值参与了对幼虫的杀灭作用,从而防止了幼虫的发生F1后代。含有R的类黄酮f0.71和0.72与抗产卵有关紫荆[27].
本研究的结果表明d . sansibarensis粉末有明显的控制作用紫荆在减少产卵活动和成虫羽化方面。在本研究中,5天后记录抗产卵p .寻常的用0.6克d . sansibarensis与0.8 g的处理相比,叶片粉末的含量相对较高麻风树叶粉在豇豆种子上,使产卵率在5天后减少42%c . maculatus减少了50.67%F1后代(22].
抗产卵和减少紫荆羽化可能是受叶、球茎和山药中黄酮类物质的影响。植物源的类黄酮高度参与防御机制,对布鲁科植物产生毒性作用[28,29].Upasani等人报道,从水荫干燥的叶子中提取的类黄酮萝藦(大戟科)表现出优异的杀卵和阻卵活性,并能减少豆籽的破坏数量和抑制作用紫荆从豇豆中生长出来[30.].
大量的皂苷存在于d . sansibarensis可能影响了抗产卵和减少产卵紫荆.以薯蓣皂苷元形式存在的皂苷生长foenum-graecum防止种有害castaneum而且Acanthoscelides obtectus从下蛋开始玉米种皮和中断其幼虫的发育,导致减少羽化F1种子的后代[24].估计出现在Rf0.71至0.80的值与死亡率、抗产卵、杀幼虫活性和幼虫的出现高度相关F1狐獴科的后代[31].皂苷的烟草,毛黄,Securidaca longepedunculata对?的幼虫有毒紫荆而且c . maculatus通过阻止幼虫生长和减少成虫羽化[32].皂苷从豇豆属unguiculata种子减少了C. maculatus1脱离p .寻常的种子(33].
5.结论
基于这项研究的发现,d . sansibarensis粉末含有化学成分,并显示出药效紫荆在抗产卵和减少F1出现。d . sansibarensis山药粉可用于农民保护p .寻常的抵抗攻击紫荆.
数据可用性
本研究中生成和分析的数据集可根据合理要求从通讯作者处获得。
利益冲突
作者声明,这篇文章的发表不存在利益冲突。
作者的贡献
g·o·毛蒂是这篇评论文章的唯一作者,而其他作者对文献收集、手稿文档和修订都做出了同样的贡献。所有作者阅读并批准了最终稿件。
致谢
这项研究工作是自我资助的。作者感谢DAAD-NAPRECA提供的部分奖学金(参考编号91560175)和坦桑尼亚达累斯萨拉姆大学。作者感谢达累斯萨拉姆大学植物系植物标本室的Frank Mbago先生鉴定了D. sansibarensis。
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