毕业论文
（ 2012 届）
题 目 蓼子朴中挥发油对小
学 院 化学化工学
专 业年 级
学生学号
学生姓名
指导教师
20xx年 10 月 31
蓼子朴中挥发油对小菜蛾的活性测试
及成分分析
摘要：本实验采用水蒸气蒸馏法对植物蓼子朴中的挥发油进行了提取，并且测试了不同浓度的挥发油溶液对3龄小菜蛾幼虫的忌避和熏蒸作用，通过对新的杀虫植物资源的研究，为开发高效、无公害的植物性杀虫剂奠定基础。结果表明：蓼子朴中挥发油对小菜蛾3龄幼虫具有熏杀和忌避作用，校正死亡率和忌避率随着挥发油溶液浓度的升高而增大，处理24h时的忌避率达到80%以上，对小菜蛾的忌避作用随施药时间的延长而逐渐减弱。
关键词：挥发油；水蒸气蒸馏法；杀虫活性；
I
Action mode of essential oils from Inula Salsoloides against
Plutella xylostella and Component analysis
Abstract: This experiment by steam distillation to extraction the essential oil from Inula Salsoloides,and tested different concentrations of naphtha solution for 3 age plutella xylostella larvae has repelling and fumigationaction . Through the new insecticidal plant resources of research, to develop effective pollution-free plant sex pesticides lay the foundation .Results show that: the essential oil from Inula Salsoloides to 3 age plutella xylostella larvae have kill and repelling effect, the adjusted mortality and avoid rate will Increases with increasing concentration. The repelling rate was more than 80% by treatment of the extract at 24 h,The repelling effect gradually decreased as the time prolongs
Keywords: essential oil; Steam distillation; Insecticidal activity；
II
目 录
第一章 绪论 ....................................................................................................................... 1 1引言 ................................................................................................................................... 1
1.1论文综述 .................................................... 1
1.2植物精油杀虫活性的依据 ...................................... 1
1.3植物精油杀虫活性的研究进展 .................................. 2
1.4蓼子朴杀虫活性的研究概况 .................................... 2
1.5 论文研究的意义 .............................................. 2
第二章 实验部分 ............................................................................................................. 4
2.1 供试材料 ..................................................................................................................... 4
2.1.1 供试植物及前处理 .......................................... 4
2.1.2 供试昆虫 .................................................. 4
2.1.3 仪器与试剂 ................................................ 4
2.2 实验内容 ..................................................................................................................... 4
2.2.1 蓼子朴中挥发油的提取 ...................................... 4
2.2.2 生物活性测定 .............................................. 4
2.2.3 蓼子朴挥发油成分的GC-MS分析 .............................. 5
第三章 结果与分析 ........................................................................................................ 6
3.1 蓼子朴中挥发油的提取率 ...................................................................................... 6
3.2 不同浓度的挥发油溶液对小菜蛾的熏蒸活性测试 ........................................... 6
3.3 不同浓度的挥发油溶液对小菜蛾的忌避活性测试 ........................................... 6
3.4 蓼子朴挥发油成分的GC-MS分析结果 ................................................................ 7
第四章 总结与讨论 ........................................................................................................ 9
4.1 蓼子朴挥发油的提取 ............................................................................................... 9
4.2 不同浓度的挥发油对小菜蛾的活性测试 ............................................................ 9
4.3 蓼子朴挥发油成分的GC-MS分析 ......................................................................... 9 参考文献 ............................................................................................................................ 10 致谢 ....................................................................................................................................... 11
III
宁夏大学本科毕业论文 第一章 绪论
第一章 绪论
1引言
1.1论文综述
随着社会发展及生态环境需要,生物农药的研究与推广受到了空前的重视,特别是植物源农药受到了各界的广泛关注,植物源农药的开发成了研究热点。公元前7世纪～公元前5世纪，中国就用莽草等植物杀灭害虫，用艾蒿茎叶熏驱蚊蝇；公元6世纪就有利用藜芦作杀虫剂的记载；10世纪中叶有用百部作杀虫剂的记载；到17世纪，烟草、除虫菊和鱼藤等植物提取物已作为杀虫剂使用。漫长的过程逐步积累了很
[1]多极其有益的毒理、药效资料为开发新型生物农药提供了雄厚的物质、理论及技术
基础。
我国植物种类繁多、资源丰富，生物源农药开发技术水平较高，植物源农药有望
[2] 成为我国农药特色自主创新突破口。同时作为“绿色农药”，植物源农药也有助
于提高农产品品质和附加值，众所周知，植物源农药与传统农药相比，具有活性成分为天然物质，施用后易分解为无毒物质，对环境无污染；组分多元化，使害虫较难产生抗药性；对有益生物安全；原料来源于生物质，不消耗化工资源，属于低碳概念；
[3] 植物源农药是新型高效、无残留、无公害所谓的“绿色农药”。
1.2植物精油杀虫活性的依据
挥发油（essential oils）又称精油，是存在于植物中的一类具有芳香气味、可随水蒸气蒸馏出来而又与水不相混溶的挥发性油状成分的总称。挥发油为一混合物，其组份较为复杂主要通过水蒸气蒸馏法和压榨法制取精油.挥发油成分中以萜类成分多见，另外，尚含有小分子脂肪族化合物和小分子芳香族化合物。挥发油多为无色或淡黄色油状液体，多具特殊的香气或辛辣味。比重在0.850—1.180之间，易溶于无水乙醇、醚类、氯仿、二硫化碳、和脂肪油中，难溶于水。精油是一类分子量较小的植物次生代谢物质，它不仅具有毒杀、熏杀、忌避或引诱、拒食、抑制生长发育等作用，还具有昆虫性外激素的引诱作用，多用于防库房害虫，如菊蒿油、薄荷油、百里香油、肉桂精油、松节油、
[4]云香精油、芜香精油等。
1
宁夏大学本科毕业论文 第一章 绪论
1.3植物精油杀虫活性的研究进展
现有大量文献报道了植物精油对仓虫熏杀、触杀及种群抑制活性的研究，
[5]在我国湖南省粮科所于19xx年成功的采用山苍子芳香油进行防霉杀菌试验过
众多实验研究发现，植物组织对害虫的趋避作用，实质是利用其排于环境中的精油来起作用的，并且精油对昆虫有拒食及抑制生长发育的作用，对昆虫卵、幼虫、成虫有毒杀作用。植物精油是一类植物性杀虫物质,来源于自然界,取材
[6-8]广泛,在环境中残留较低,不污染粮食,害虫不易产生抗药性几乎所有的植物
精油对害虫均表现出一定的生物活性，而目前被研究过的精油还很有限，因此可充分利用现有的研究成果，继续研究并探索新的杀虫植物资源，为开发高效、无公害的植物性杀虫剂奠定基础。目前，植物精油的研究和应用多限于香料植物的食品工业、烟酒工业和日用化学工业等。对精油的质量要求较高，所以低品次的精油用于农药工业，将使得精油资源得到更充分利用。近年来随着保健事业的发展，出现了香疗法，市场上有出售具烟草精油气味的香烟，对人体无任何副作用，而达到吸烟者保健或戒烟的作用。随着对精油杀虫作用的深入研究，在不远的将来，防虫、防鼠、防霉蛋糕、防蛀丝织品、防霉除（避）虫作
物等可能会成为现实。
1.4蓼子朴杀虫活性的研究概况
蓼子朴（Inula Salsoloides Ostenf.）为菊科(Compositae)旋覆花属植物，又名沙地旋覆花、黄喇嘛、秃女子草、绞蛆爬，多年生草本。 花及全草都可入药，味辛性凉，
[9]有清热、利尿的功能。蓼子朴（Inula Salsoloides Ostenf.）多年生草本植物，具有较
强的繁殖力，它的横走根状茎在沙土中蜿蜒，可以进行营养繁殖，瘦果多数，小而具冠毛，随风飘荡，极易传播，遇合适条件，便可发芽，长成新的植株。主要分布于我国北方从典型草原到荒漠草原带，在国外，蒙古和原苏联中亚地区也有。蓼子朴植物在新疆、内蒙古、青海北部和东部、甘肃、陕西、河北、山西北部和辽宁西部都有广泛的分布，生于干旱草原、半荒漠、和荒漠地区的戈壁滩地、流砂地、固定沙丘、湖河沿岸冲积地、黄土高原的风沙地和丘陵顶部，海拔500-2000米，也分布于苏联中亚和蒙古。 目前国内外学者对蓼子朴主要进行了生态?学和药理活性方面的研究。在诸多报道中发现了蓼子朴具有很强的抑菌活性，且对大皱鳃金龟、蒙古丽金龟、八字白眉天蛾有较高的毒杀效果，但并未发现对蓼子朴中挥发油对小菜蛾的活性研究。本实验主要研究植物蓼子朴中挥发油对小菜蛾的忌避和熏蒸作用，以及对蓼
子朴中挥发油的成分进行了分析。
1.5 论文研究的意义
我国是研究应用杀虫植物最早的国家，早在二十世纪30年代，我国曾对烟草、鱼藤、巴豆、百部等植物进行过广泛的研究，进入80年代后，更多的研究者投身于
2 [11][10]
宁夏大学本科毕业论文 第一章 绪论 有应用前途的杀虫植物资源的研究开发，其中许多种类具有杀虫（菌）作用或已经被作为植物源农药利用。我国有关植物源农药的研究内容涉及楝科（Meliacese）、菊科
[12][13]（Compositraceae）、豆科（Leguminosae）、卫茅科（Celastracese）、大戟科
[14]（Euphorbiacege）和杜鹃科（Rhododendron）等科植物进行广泛研究。近年来，
美国和日本着重研究植物源的化学成分如苦参的分离、提纯，分子结构的鉴定，从而找到新品种的杀虫农药，因此对植物源农药的有效化学成分的提纯、理化性质的研究也是重要的研究课题，只有搞清楚结构与杀虫作用的关系，才能更好地开发和利用植
物源农药。
本实验通过以小菜蛾为试虫，对蓼子朴中挥发油进行了提取和成分分析，并且对蓼子朴中挥发油对小菜蛾的两种作用方式进行了研究，为蓼子朴应用于植物源农药提供了参考。
3
宁夏大学本科毕业论文 第二章 实验部分
第二章 实验部分
2.1 供试材料
2.1.1 供试植物及前处理
蓼子朴采自宁夏中宁县境内，采集全草，阴干，粉碎后得到干粉，装入塑料袋置于干燥处保存备用。
2.1.2 供试昆虫
小菜蛾（lutella xylostella）由宁夏大学能源化工重点实验室养虫室提供，羽化后的成虫喂以蜜糖水，产卵材料为盆栽油菜苗和萝卜苗，幼虫用甘蓝菜叶饲喂，选择健康均匀的2?3龄幼虫供试（养虫室温度：：18~23℃，湿度75%~80%，光照L∶D=12 h∶12 h)。
2.1.3 仪器与试剂
人工气候箱、电子天平、超声波清洗器、旋转蒸发仪、250ml锥形瓶、1000ml圆底烧瓶、50ml圆底烧瓶、分液漏斗、50%丙酮溶液、无水乙醚、无水硫酸钠、蒸馏水
2.2 实验内容
2.2.1 蓼子朴中挥发油的提取
精密称取过40目筛的蓼子朴全草干粉样品100g，装入1000ml圆底烧瓶中，按1:10的料液比加入1000ml的蒸馏水，浸泡24h后，进行水蒸气共水蒸馏3h，蒸馏液用无水乙醚萃取，将萃取液用无水硫酸钠干燥脱水，静置片刻后将萃取液转移至50ml的圆底烧瓶中在旋转蒸发仪上进行浓缩得到淡黄色有特殊气味的挥发油，用棕色瓶保存至阴凉避光处备用。
2.2.2 生物活性测定
2.2.2.1 熏蒸作用测定
采用锥形瓶密闭熏蒸法，在250ml锥形瓶中接入10 头小菜蛾，加入三片用打孔器打好的三片圆形甘蓝叶片，将提取的挥发油用丙酮配成质量浓度为0.3125、
0.625、1.25、2.5、5mg?ml,分别取5ul挥发油溶液均匀滴在滤纸（滤纸制为2cm?9cm）上,然后用双面胶粘在锥形瓶内壁上，滤纸条距锥形瓶底部2?3cm，迅速用保鲜膜（双
4 [15]
宁夏大学本科毕业论文 第二章 实验部分 层）封住锥形瓶的瓶口，对照为滤纸条上家等量的50%的丙酮，没处理三次重复，将
锥形瓶置于室温下在24h、48h观察并记录死亡数，计算死亡率和校正死亡率。
2.2.2.2 忌避作用测定
采用培养皿滤纸涂药法[16]，将直径为9cm的滤纸等分两半，一边为处理，一边为对照，中间用透明胶带连接，将配好的药液取20ul均匀涂于干滤纸半圆的一边，另一半涂等量的50%丙酮，事先用铅笔写明标记，将滤纸放入培养皿中，在滤纸上放四片打好的甘蓝菜叶（一边各两片），每皿接入试虫10头，用保鲜膜封号培养皿并在保鲜膜上用注射器扎若干孔，没处理三次重复，处理后24h、48h检查对照便和处理边虫数，计算忌避率。
2.2.3 蓼子朴挥发油成分的GC-MS分析
（一）气相色谱条件
色谱柱：DB-5MS石英毛细管色谱柱（30m×0.25mm×0.25μm）；载气为氦气，流速为1mL/min；进样量为1.0μL；升温程序：50℃保持1min，以5℃/min升温到200℃保持5min；再以10℃/min升温到230℃保持20min，进样口温度230℃；柱压100kPa；分流比50:1。
（二）质谱条件
离子源为EI 源；电离电压70ev；离子源温度200℃；接口温度为250 ℃；溶剂切除2.5min；质量扫描方式为SCAN；扫描范围35～350m/z；NIST107 标准质谱检索库。
5
宁夏大学本科毕业论文 第三章 结果与分析
第三章 结果与分析
3.1 蓼子朴中挥发油的提取率
采用共水蒸馏法提取挥发油，用无水乙醚进行萃取，100g蓼子朴制得的挥发油为0.00673g,按下列公式计算得率：计算得率为0.0067
3.2 不同浓度的挥发油溶液对小菜蛾的熏蒸活性测试
表3-2不同浓度的挥发油溶液对小菜蛾的熏蒸活性
挥发油溶液 （浓度mg?ml）
5 2.5 1.25 0.625 0.3125 ck
死亡率（%） 校正死亡率（%） 24h 70.00 53.55 36.67 23.33 13．33 0
48h 73.33 66.67 40.00 26.67 20.00
24h 48h 70.00 73.33 53.55 66.67 36.67 40.00 23.33 26.67 13.33 20.00
0 0
由表3-2可知：蓼子朴挥发油对小菜蛾有明显的熏蒸作用，随着质量浓度的增加和时间的延长，小菜蛾的校正死亡率都在升高，质量浓度为5mg?ml的挥发油溶液其校正死亡率达到70%以上。熏蒸处理后小菜蛾的中毒症状：身体卷曲，触之不动，躯体泛黄，个别试虫有取食，死亡虫体因失水而粘再瓶底。
3.3 不同浓度的挥发油溶液对小菜蛾的忌避活性测试
表3-3不同浓度挥发油对小菜蛾的忌避率
挥发油溶液 （mg?ml） 5 2.5 1.25 0.625 0.3125
24h 82.00 68.89 58.33 33.33 26.67
忌避率(%)
48h 79.37 68.89 47.79 26.67 11.11
由表3-3可知：蓼子朴挥发油溶液对小菜蛾有较好的忌避作用，质量浓度越大，
6
宁夏大学本科毕业论文 第三章 结果与分析
对小菜蛾的忌避率就越高，随着时间的延长，忌避率反而降低，因为挥发油具有较强的挥发性。
3.4 蓼子朴挥发油成分的GC-MS分析结果
图3-4 蓼子朴中挥发油成分的总离子流程图
表3-4 蓼子朴中挥发油成分及其相对百分含量
峰号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 16 18
分子式 C5H10O2 C7H14O2 C6H13ClO C3H5NO4 C6H14O2 C7H16O2 C6H10O4 C3H5NO4 C7H8O C8H8O C8H10O C10H18O C10H14O C11H12O3 C10H12O3 C21H32O2
分子量 102 130 136 119 118 132 146 119 108 120 122 154 150 192 180 316
化合物名称 三甲基丁酸 二甲基己酸 二乙氧基三氯丁烷 三硝基丙酸 1，1—二乙氧基乙烷 1-（1-乙氧基）乙氧基丙烷 乙二醛缩二乙二醇 三硝基丙酸 苯甲醇 苯乙醛 苯基乙醇
(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇 2-甲基-5-异丙基苯酚 2-（1-丙醛基）-苯甲酸甲酯 2，5-二甲氧基苯乙酮
1-十氢奈酸-1，4-二甲基-6-亚甲基-5-7
Ret. Time 4.139 4.341 4.652 4.867 5.850 6.435 6.496 8.398 9.169 9.467 11.523 14.890 16.830 21.118 21.990 27.388
Area% 5.18 4.45 0.76 0.69 10.38 10.30 1.51 0.67 4.38 0.72 2.38 1.65 1.11 10.08 0.99 1.07
宁夏大学本科毕业论文 第三章 结果与分析
（3-甲基-2，4-戊二烯基）-甲酸甲酯
19 20 21 22 23 24 25
C14H22O C16H22O4 C12H18O C16H22O4 C14H28O2 C18H34O2 C18H36O2
206 278 178 278 228 282 284
4-(2,2-二甲基-6-亚甲基)-环己烯基-3-甲基-2-丁酮 邻苯二甲酸异丁二酯
29.896 31.016
1.17 1.15 13.92 1.46 8.03 3.33 2.31
二环[4.3.0]-2-羰基-8-异亚丙烯基壬烷 32.148 邻苯二甲酸二丁酯 肉豆蔻酸
(E)-反-9-十八碳烯酸 十八烷酸
33.326 33.489 38.543 39.055
蓼子朴中挥发油成分GC-MC检测结果如图3-4和表3-4所示。检测结果显示从蓼子朴挥发油中共分出60多种成分，经计算机检索及核对质谱标准谱图，含量较高的成分鉴定了23种，占挥发油总量的80% 以上。在这23种成分中，含量最高的为二环[4.3.0]-2-羰基-8-异亚丙烯基壬烷（13.92%）、1，1—二乙氧基乙烷（10.38%）、1-（1-乙氧基）乙氧基丙烷（10.30%）、2-（1-丙醛基）-苯甲酸甲酯（10.08%）、肉豆蔻酸（8.03%）。图4-1中的第14号峰邻苯二甲酸二甲酯（Ret. Time为21.058，Area%为4.93%）和第17号峰邻苯二甲酸二乙酯（Ret. Time为24.731，Area%为7.38%）为毛细管色谱柱隔垫污染，故应舍去。
8
宁夏大学本科毕业论文 第四章 总结与讨论
第四章 总结与讨论
4.1 蓼子朴挥发油的提取
采用共水蒸馏法，乙醚萃取法提取了蓼子朴中的挥发油成分，所得挥发油的收率较低，可能是因为挥发油具有较强的挥发性，在提取和收集的过程中由于温度过高、没有避光收集等因素造成的。
4.2 不同浓度的挥发油对小菜蛾的活性测试
用熏蒸活性测定方法和忌避活性测定方法分别测定了蓼子朴挥发油对小菜蛾的生物活性。在忌避活性测定中，忌避活性作用效果随着处理时间的延长而逐渐减弱，可能是蓼子朴挥发油中活性成分易挥发不稳定，活性持续期短；也可能是长时间下小菜蛾的感受器对该环境敏感性下降的缘故。
4.3 蓼子朴挥发油成分的GC-MS分析
蓼子朴中挥发油成分经GC-MC检测，发现主要的成分为烷烃类、酯类和脂肪酸类。含量较高的成分有23种，在这23种中含量最高的分别为二环[4.3.0]-2-羰基-8-异亚丙烯基壬烷（13.92%）、1，1—二乙氧基乙烷（10.38%）、1-（1-乙氧基）乙氧基丙烷（10.30%）、2-（1-丙醛基）-苯甲酸甲酯（10.08%）、肉豆蔻酸（8.03%）。活性测试结果表明这些成分（烷烃、酯及其酸类）对小菜蛾无熏蒸活性或者活性很弱，但对小菜蛾具有较好的忌避活性。
9
宁夏大学本科毕业论文 参考文献
参考文献
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宁夏大学本科毕业论文 致谢
致谢
本论文是在恩师赵堂老师的悉心指导下完成，从论文选题、试验方案的制定、试验的安排到论文的撰写、修改，每一步都倾注了导师的大量的心血和汗水。在此，谨向导师致以崇高的敬意和衷心的感谢！导师渊博的知识、严谨的治学态度、求真务实的风范、孜孜不倦的求知境界和忘我的工作热情是我永远不断努力进取的动力；导师虚怀若谷的人格、真诚的为人态度、厚道的处事风格、严于律己宽以待人的品格令我终生难忘。
感谢能源化工重点实验室的领导、老师们给予了我无私帮助和指导，对他们表示深深的谢意！此外，在实验过程中，得到了林琨及齐强强师哥的许多指导和帮助，感谢他们为此付出了大量的精力和宝贵的时间，同时还得到了同我一起做实验的同学们的帮助和支持，在此谨向他们表示衷心的感谢。
正是得益于众多老师、同学和朋友的热情帮助，我的论文才得以顺利完成，在此谨向我的导师和所有关心、帮助过我的老师、同学、朋友致以衷心的感谢!
衷心感谢父母对我的养育和呵护!感谢亲人对我的关心和爱护!
感谢在百忙之中抽出宝贵的时间为我精心审阅论文的各位老师!
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