植物源农药医学宣教专家讲座

主要内容基本知识研究方法研究现状1.基本概念2.发展简史3.作用方式4.有效成份5.主要特点植物源农药医学宣教专家讲座第1页利用植物资源开发农药。狭义概念，指直接利用植物产生天然活性物质或植物一些部位而制成农药。广义概念，还包含按天然物质化学结构或类似衍生结构人工合成农药。1.植物源农药概念(botanicalpesticides)植物源杀虫剂(botanicalinsecticides)植物源杀菌剂(botanicalfungicides)植物源除草剂(botanicalherbicides)植物源农药医学宣教专家讲座第2页中国《周礼·秋官》记述“嘉草攻之”、“莽草熏之”、“焚牡菊，以灰洒之”等防治害虫方法我国公元6世纪,藜芦作杀虫剂欧洲18世纪中叶才有藜芦治虫报道。19世纪以来，在近代科学技术和工业发展基础上，植物源农药开发应用逐步从经验使用阶段上升到科学试验阶段。19世纪60年代开发相对安全植物源农药重新受到重视。同时，当代科学技术包含生物学、化学等快速发展也为深入研究植物源农药创造了条件。2.植物源农药沿革植物源农药医学宣教专家讲座第3页植物次生代谢物质对害虫含有毒杀作用。如除虫菊素(pyrethrins)、鱼藤酮(rotenone)、烟碱(nicotine)等；包含由植物天然有效成份衍生合成农药，著名例子有拟除虫菊酯类(pyrethroids)和氨基甲酸酯类(carbamates)两大类杀虫剂。3.1触杀和胃毒作用植物毒素phytotoxin3.植物源农药作用方式植物源农药医学宣教专家讲座第4页植物活性物质能抑制昆虫味觉感受器而阻止其摄食。如从印楝素(azadirachtin)和从柑桔种子提取类柠檬苦素(limonoids)都是高效拒食剂。3.2拒食作用拒食剂antifeedant植物源农药医学宣教专家讲座第5页植物活性物质对特定昆虫含有引诱或驱避作用。如一些香精油如丁香油可引诱东方果蝇和日本丽金龟，香茅油可驱避蚊虫。3.3引诱或驱避作用引诱剂attractant驱避剂repellent植物源农药医学宣教专家讲座第6页从藿香蓟属植物中提取早熟素(prococene)含有抗昆虫保细长激素功效，现已人工合成出活性更高类似物；玉米螟幼虫注射印楝素(0.25-1.0微克/头)后不能化蛹而成为“永久性”幼虫；鱼藤酮和鱼藤根丙酮提取物对菜青虫有很强抑制蜕皮变态作用。3.4抑制生长发育作用植物源昆虫激素phytogenousinsecthormone植物源农药医学宣教专家讲座第7页印度菖蒲根部提取β-细辛脑(β-asarone)能阻止雌虫卵巢发育；湖南林科所研究表明，马尾松毛虫雄蛾与喜树碱药腊触10秒种后与正常雌蛾交配，能够引发不育。3.5绝育作用绝育剂chemosterilant芝麻油中含有芝麻素(sesamin)和由此衍生合成胡椒基丁醚(piperonylbutoxzide)

对杀虫剂有增效作用。3.6增效作用增效剂synergist植物源农药医学宣教专家讲座第8页从茵陈蒿(ArtemisiacapillarisThunb)中分离得到茵陈素(capillin)对各种植物病原菌有杀菌作用；从一个刺桐(Erythrinacristagalli)中提取紫檀素(pterocarpans)是一个含有杀菌活性物质；另外，烟草、鱼藤、雷公藤等植物提取物能抑制一些病菌孢子发芽和生长，或阻止病菌侵入植株。3.7杀菌或抗(抑)菌作用植物源农药医学宣教专家讲座第9页植物产生一些次生代谢物质，释放到环境中能抑制附近同种或异种植物生长。它们有不一样作用机制，作为开发除草剂或植物生长调整剂潜在资源，至今还未实用化。3.8异株克生作用植物源农药医学宣教专家讲座第10页4.1生物碱：一类含氮有机盐类，如烟草烟碱，雷公藤中雷公藤碱。4.2糖苷类：葡萄糖分子与另一个有机化合物结合而成复杂化合物。如巴豆中巴豆糖苷，皂荚中皂荚素，苦木中苦木素，都是糖苷化合物。4.植物源农药有效成份植物源农药医学宣教专家讲座第11页4.3有毒蛋白质：蓖麻含有有毒蛋白质；巴豆毒素也是毒性蛋白，含有胃毒作用。4.4挥发性香精油、单宁等：山苍子、樟树叶、桉树叶等许多植物挥发油均含有忌避作用或毒杀作用。4.5有机酯类、有机酮类：除虫菊中除虫菊酯、鱼藤及厚果鸡血藤中鱼藤酮。4.6

萜类：如印楝、苦楝等楝科植物中杀虫有效成份均属该类。植物源农药医学宣教专家讲座第12页5.1作用方式多样

优点5.植物源农药特点破坏消化系统干扰害虫神经传导毒杀、忌避、拒食、抑制害虫正常生长发育等5.2昆虫不易产生抗性植物性杀虫物质昆虫长久协同进化抑制解毒酶和内分泌植物源农药医学宣教专家讲座第13页

优点5.4符合IPM理论和农业可连续发展战略对害虫作用较为迟缓，普通不直接杀死害虫阻止取食或抑制幼虫生长发育，抑制害虫种群增加5.5环境污染轻，对人类健康安全植物性杀虫物质都是自然界来身存在物质，不会发生农药富集5.3有利于保护天敌更长久地、有效地控制害虫种群增加植物源农药医学宣教专家讲座第14页5.6作用比较温和迟缓5.7杀虫植物资源有限

缺点在碰到有害生物大量发生快速蔓延时就比不上化学合成农药那样能够起到控制作用木本植物，利用其根皮、茎皮则破坏了整株植物生长5.8植物杀虫物质生物活性多数不稳定使用成本和防治效果两面个方面难以和常规杀虫剂竞争植物源农药医学宣教专家讲座第15页主要内容基本知识研究方法研究现状1.

基本概念2.发展简史3.作用方式4.有效成份5.主要特点1.研究背景2.研究进展3.研究前景植物源农药医学宣教专家讲座第16页研究现状1.研究背景1.1从“农药万能论”到“农药无用论”1.2当代社会依然需要杀虫剂1.3理想害虫控制剂1.4植物源农药研究已成为当前新农药开发研究热点植物源农药医学宣教专家讲座第17页1.从“农药万能论”到“农药无用论”40年后今天，人类对农药认识清醒多了农药万能论20世纪40年代三个“R”问题residues残留resistance抗性resurgance再猖獗农药无用论20世纪60年代后1962年美国Carson博士出版了《寂静春天》(SilientSpring)植物源农药医学宣教专家讲座第18页2.当代社会依然需要农药首先，世界需要更多粮食，人口增加使得食品不足和缺乏营养成为当今世界面临最大问题其次，杀虫剂在控制一些人类疾病方面极为主要病媒昆虫防治昏睡病斑疹伤寒等疟疾有害生物造成农作物产量损失占总产量30％植物源农药医学宣教专家讲座第19页3.理想害虫控制剂公众对农药认识也发生了深刻改变，人们普遍认为21世纪农药将成为一个“环境友好农药”(environmentacceptable/friendlypesticides)，类似名称还有：抗虫剂(anti-insectagents)生物合理农药(biorationalpesticides)理想环境化合物(idealenvironmentalchemicals)生物调整剂(bioregulators)抑虫剂(insectistatics)植物源农药医学宣教专家讲座第20页3.理想害虫控制剂著名农药毒理学家Muller曾提出理想杀虫剂应具备特点对害虫高效；对害虫速效；对温血动物和农作物相对无害；无刺激性和实际上无气味；能广泛地施用；化学性质较稳定，持效期长；价格低廉，能大规模工业化生产。

对害虫高效，但发挥一段时间作用后能很快分解失效，而且分解产物对环境也是安全；要有较高选择性，即对人畜、对害虫天敌、对鱼贝生产、对鸟类等非靶标生物也是安全。Kinny在1985年提出理想杀虫剂起码符合下述两条植物源农药医学宣教专家讲座第21页香豆素等单宁类黄酮类酚醌类4.植物源农药研究已成为当前新农药开发研究热点Grange和Ahmed(1988)曾报道约有2400种植物含有控制有害生物活性植物是生物活性化合物天然宝库，其产生次生代谢产物超出400,000种萜烯类生物碱这些在化学性质上作过调查研究植物仅占全世界现有植物种类10%植物源农药医学宣教专家讲座第22页研究现状2.研究进展2.1植物源杀虫剂2.2植物源杀菌剂2.3植物源除草剂2.1.1杀虫植物资源深入调查研究2.1.2传统杀虫植物毒理学研究2.1.3植物杀虫物质制剂化研究2.1.4植物光活化毒素研究植物源农药医学宣教专家讲座第23页2.1杀虫植物资源深入调查研究姜科植物(Zingiberaceae)苦木科植物(Simaroubaceae)天南星科植物菖蒲(caorusalamus)樟科植物(perseaindica)我国植物资源极其丰富，现已查清三万余种高等植物种类，其中已知约有近千种植物含有杀虫活性物质。张兴等(1993)对西北地域杀虫植物资源作了系统调查，发觉了有研究和开发价值杀虫植物47种。辣蓼(Polygonumhydropiper)闹羊花(Rhododendronmolle)紫背金盘(Ajuganipponensis)骆驼蓬(PeganumharmalaL.)紫穗槐(Amorphafruticosa)大火草(AnemonetomentosaPei)植物源农药医学宣教专家讲座第24页2.2传统杀虫植物毒理学研究卫矛科植物苦皮藤(Celastrusangulatus)，其杀虫有效成份发觉为苦皮藤素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ（celangulinⅠ-Ⅴ），其中苦皮藤素Ⅰ为拒食有效成份，苦皮藤素Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ为毒杀有效成份，苦皮藤素Ⅳ是麻醉有效成份。楝科植物印楝（AzadirachtaindicaA.Juss）是世界上最负盛名杀虫植物，其杀虫有效成份印楝素（azadirachtin）当前国内外正对其持效性以及构效关系展开大量研究；植物源农药医学宣教专家讲座第25页2.3植物源杀虫剂制剂化研究1985年美国注册登记了第一个商品化印楝制剂Margosan-O。今后，世界上出现了许多印楝产品，如美国Azatin和Neemesis、德国Neemazal及印度Neemark和Neemguard等等。我国当前我国已经有皂素烟碱可溶性乳剂、鱼藤酮乳油、双素碱水剂、茴蒿素水剂、油酸烟碱、楝素杀虫乳油等商品化产品。这些植物性杀虫制剂在实施害虫综合治理中将发挥主要作用。植物源农药医学宣教专家讲座第26页1.4植物光活化毒素研究徐汉虹等从猪毛蒿(ArtemisiascopariawaldstetKitaib)精油中分离出杀虫有效成份茵陈二炔，并发觉其有显著光活化杀虫活性。Singh等报道了万寿菊花乙醇提取物在自然阳光照射下能够显著提升对三带喙库蚊幼虫毒杀效果。

值得注意是，上述这些光活化菊科(Asteraceae)、伞形科(Apiaceae)和金丝桃科(Hypericaceae)植物都是喜欢生长在开阔、光照好环境中草本植物或灌木，光活化植物这种对光偏爱可能是为了发挥其所含光活化毒素威力来防御昆虫一个策略。植物源农药医学宣教专家讲座第27页2.植物源杀菌剂厚朴树(Magnoliaofficinalis)叶粗提物对立枯丝核菌等10种植物病原真菌都含有很强抑菌活性，其中抑菌活性物质为厚朴酚及和厚朴酚。张国珍等（1995）从药用植物中筛选出一批对植物病原真菌有较强抑制作用挥发油。Wilkins等曾报道有1389种植物有可能作为杀菌剂，植物中抗毒素、类黄酮、罹病相关蛋白质、有机酸和酚类化合物等都有杀菌或抗菌活性。毛蒿植物中分离出毛蒿素南欧丹参中分离出硬尾醇苜蓿根部苜蓿酸海红豆中紫檀素植物源农药医学宣教专家讲座第28页3.植物源除草剂当前世界上已发觉30多个科植物含有近百种含有杀草作用天然化合物，其中有些已被开发整天然除草剂，并得到专利保护和推广应用。甘薯品种Regal周皮正己烷、乙酸乙酯和甲醇提取物茴麻、稷、龙葵和反枝苋种子发芽均含有抑制作用杨世超等发觉小麦对白茅含有克生作用，研究发觉小麦颖壳中甲醇洗脱物在24mg/株剂量下对白茅生长抑制率可达90%以上，所以，小麦颖壳甲醇洗脱物可望开发成防治白茅等杂草植物源除草剂植物源农药医学宣教专家讲座第29页研究现状3.研究前景3.1杀虫植物直接开发利用3.1.1应用范围3.1.2防治对象3.2植物杀虫物质间接开发利用3.1.3施药适期3.1.4效果评判植物源农药医学宣教专家讲座第30页3.1.1植物杀虫剂应用范围依据植物源农药特点，应首先考虑将其应用于蔬菜、茶叶、中药材、花卉生产等防虫以及城市园林绿化防虫。再者，因为种种原因限制，植物杀虫剂品种少，产量低，显然将这些有限植物杀虫剂用在上述场所比之用于大田粮、棉、油作物防虫更能显示其独特优点，更有经济效益和环境效益。植物源农药医学宣教专家讲座第31页3.1.2植物杀虫剂防治对象绝大多数植物杀虫剂杀虫谱相对合成杀虫剂较窄，甚至有显著选择杀虫作用，即对有害虫毒力很高，而对另一些害虫毒力很低，甚至根本无作用，所以，将植物杀虫剂用于防治对其敏感害虫才能有良好效果。植物源农药医学宣教专家讲座第32页3.1.3植物杀虫剂施药适期绝大多数植物杀虫剂对害虫毒力相对于合成农药均较低，施药策略应是“治早、治小”。普通在卵高峰期、幼虫1—2龄期。植物源农药医学宣教专家讲座第33页3.1.4植物杀虫剂防治效果评判评判指标：普通不宜以死亡率或虫口减退率等作为评判药效指标。因为植物杀虫剂主要作用机制是对昆虫拒食作用、忌避作用、抑制生长发育作用等特异性作用。在施药后短时间内，害虫往往不会死亡，加之有些害虫一年多代，世代重合。植物源农药医学宣教专家讲座第34页3.1.4植物杀虫剂防治效果评判评判时间：植物杀虫剂有些是速效，比如烟碱制剂，普通24h即可评判药效；另一些植物杀虫剂主要作用机制是拒食作用等，属于“缓效型”杀虫剂，普通不能短时间内判定，可依据详细防治对象，在施药后3d、7d、15d乃至更长时间才能正确地评判其药效。植物源农药医学宣教专家讲座第35页3.2杀虫植物间接开发利用3.2.1有效成份分离判定3.2.2探索新作用靶标类推合成，创制新农药生物合理设计，创制新农药植物源农药医学宣教专家讲座第36页主要内容基本知识研究方法研究现状1.

基本概念2.发展简史3.作用方式4.有效成份5.主要特点1.研究背景2.研究进展3.

研究前景1.样品采集2.活性成份提取3.有效成份分离4.结构判定植物源农药医学宣教专家讲座第37页研究方法4.1样品采集4.1.1采集部位：根(鱼藤、雷公藤、苦皮藤等)、茎(川楝)、花(闹羊花)、种子(印楝、巴豆)4.1.2采集时间：普通而论，采集时间应依据不一样植物及所要采集部位来决定。对大多数植物来说，要采其根、茎，则在秋天进行为宜，因为许屡次生代谢物质在秋季积累较多。植物源农药医学宣教专家讲座第38页研究方法4.1样品采集4.1.3样品保管：采集样品应该明确记下植物学名、采集地点、采样日期(季节)以及植物部位；杀虫活性物质普通对光、