胡桃楸酚氧化酶及杀虫活性物质基础的研究
胡桃楸（Juglans mandshurica）为核桃（Juglans regia）同属植物，富含酚类化合物，有关其杀虫活性物质基础及作用模式研究报道较少。本研究以昆虫生理功能及免疫系统重要酶——酚氧化酶为活性研究靶点，寻找胡桃楸青果皮（青龙衣）及核桃叶中潜在的活性成分。 (1)本文首先以酚氧化酶为靶标，考察不同月份、不同提取溶剂的青龙衣提取物及其三种醌类化合物（胡桃醌、甲萘醌、1，4-萘醌）对酚氧化酶的抑制作用，并进行小菜蛾（Plutella xyllostella L.）和棉蚜(AphisgossypiiG.)两种试虫杀虫活性验证。结果表明，70％乙醇青龙衣提取物各月份的半数抑制浓度分别为:7月份(IC50=5.292g·L-1)＜6月份(IC50=6.947g·L-1)＜8月份(IC50=17.719g·L-1);小菜蛾杀虫实验:6、7、8月份青龙衣提取物在给药2d的致死中浓度分别为0.840g·L-1、2.663g·L-1、5.858g·L-1，给药3d的致死中浓度分别为0.328g·L-1、1.386g·L-1、1.443g·L-1，表明6月份小菜蛾致死效果＞7月份小菜蛾致死效果＞8月份小菜蛾致死效果，与酚氧化酶活性趋势基本一致。棉蚜杀虫活性实验:青龙衣提取物在给药24h的致死中浓度分别为:7月份(LC50=0.072g·L-1)＜6月份提取物(LC50=0.296g·L-1)＜8月份(LC50=1.141g·L-1)，给药36 h时的致死中浓度分别为:7月份(LC50=0.022g·L-1)＜6月份(LC50=0.190g·L-1)＜八月份(LC50=0.643g·L-1)。实验结果表明青龙衣提取物对酚氧化酶的抑制作用与杀虫活性规律完全一致，且胡桃楸具有良好的杀虫活性，证明以酚氧化酶为研究靶标，可以快速、准确地发现胡桃楸中具有杀虫作用的活性物质。 (2)为了确认活性成分所处的部位，同时更加确认以酚氧化酶为靶标的可行性，对青龙衣不同萃取相进行活性测试及棉蚜杀虫活性验证。结果表明:各萃取相对酚氧化酶的半数抑制浓度比较:石油醚萃取相(IC50=4.414g·L-1)＜氯仿萃取相(IC50=7.025g·L-1)＜正丁醇萃取相(IC50=8.447g·L-1);棉蚜杀虫活性验证:给药36h时，三相致死中浓度比较:石油醚萃取相(LC50=0.005g·L-1)＜氯仿萃取相(LC50=0.054g·L-1)＜正丁醇(LC50=0.085 g·L-1)。杀虫活性的变化规律与酚氧化酶活性完全一致，对酶的抑制率越高杀虫活性越高。 (3)利用UPLC-MS分析方法，对三组不同溶剂提取的青龙衣样品进行成分分析。在确定酚氧化酶抑制活性差异基础上，利用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法(PLS)发掘三组样品之间成分的差异，分析鉴定三组之间的差异代谢物。结果表明，不同溶剂青龙衣提取成分差异较大，且差异主要表现在次级代谢产物上。运用PCA和PLS分析寻找三组之间的差异代谢物，共找到24种差异代谢物，目前鉴定出13种，其中4种萘醌类、2种黄酮类、1种酚酸类、4种酯类及2种其他化合物。这些差异代谢物是青龙衣杀虫活性紧密相关的物质，为我们筛选杀虫活性成分提供有价值的方向。 (4)与青龙衣不同，核桃叶对酚氧化酶是激活作用。在以小菜蛾为试虫时，发现核桃叶提取物有一定的杀虫作用。在施药时间为3d、4d时，6月份乙醇提取物对小菜蛾的胃毒作用的致死中浓度分别为9.561g·L-1、2.485g·L-1。之后利用UPLC-MS分析方法，对存在酶活性显著差异不同生长周期的核桃叶进行成分分析，利用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法(PLS)发掘三组样品之间成分的差异，分析鉴定不同生长周期的差异代谢物。结果表明，不同生长周期成分差异较大，且差异主要表现在次级代谢产物上。运用PCA和PLS分析寻找三组之间的差异代谢物，共得到24种差异代谢物。目前共鉴定出18种化合物，其中9种萘醌类成分、2种黄酮及苷类、1种酯类、6种其他化合物。鉴于三组核桃叶样品对酚氧化酶的激活作用与月份相关，且三个月份间呈显著差异，这意味着这些差异代谢物是引起三个月份样品对酶影响差异的原因。另外还发现在激活酚氧化酶作用下仍具有一定的杀虫作用，从而推测这些差异代谢物可能为潜在的杀虫活性成分，为活性单体化合物的筛选奠定基础。
杀虫剂;酚氧化酶;胡桃楸;核桃叶;物质基础
北京化工大学
硕士
药学
陈光
2016
中文
S482.3
147
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）