第六章-植物源農(nóng)藥課件

botanicalpesticides植物源農(nóng)藥1精選課件ppt主要內(nèi)容基本知識研究方法研究現(xiàn)狀1.基本概念2.發(fā)展簡史3.作用方式4.有效成分5.主要特點2精選課件ppt利用植物資源開發(fā)的農(nóng)藥。狹義概念，指直接利用植物產(chǎn)生的天然活性物質(zhì)或植物的某些部位而制成的農(nóng)藥。廣義概念，還包括按天然物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)或類似衍生結(jié)構(gòu)人工合成的農(nóng)藥。1.植物源農(nóng)藥的概念(botanicalpesticides)植物源殺蟲劑(botanicalinsecticides)植物源殺菌劑(botanicalfungicides)植物源除草劑(botanicalherbicides)3精選課件ppt中國《周禮·秋官》記述“嘉草攻之”、“莽草熏之”、“焚牡菊，以灰灑之”等防治害蟲的方法我國公元6世紀,藜蘆作殺蟲劑歐洲18世紀中葉才有藜蘆治蟲的報道。19世紀以來，在近代科學技術(shù)和工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，植物源農(nóng)藥的開發(fā)應(yīng)用逐漸從經(jīng)驗使用階段上升到科學試驗階段。19世紀60年代開發(fā)相對安全的植物源農(nóng)藥重新受到重視。同時，現(xiàn)代科學技術(shù)包括生物學、化學等迅速發(fā)展也為深入研究植物源農(nóng)藥創(chuàng)造了條件。2.植物源農(nóng)藥的沿革4精選課件ppt植物次生代謝物質(zhì)對害蟲具有毒殺作用。如除蟲菊素(pyrethrins)、魚藤酮(rotenone)、煙堿(nicotine)等；包括由植物天然有效成分衍生合成的農(nóng)藥，著名例子有擬除蟲菊酯類(pyrethroids)和氨基甲酸酯類(carbamates)兩大類殺蟲劑。3.1觸殺和胃毒作用

植物毒素phytotoxin3.植物源農(nóng)藥的作用方式5精選課件ppt植物活性物質(zhì)能抑制昆蟲味覺感受器而阻止其攝食。如從印楝素(azadirachtin)和從柑桔種子提取的類檸檬苦素(limonoids)都是高效拒食劑。3.2拒食作用拒食劑antifeedant6精選課件ppt植物活性物質(zhì)對特定昆蟲具有引誘或驅(qū)避作用。如某些香精油如丁香油可引誘東方果蠅和日本麗金龜，香茅油可驅(qū)避蚊蟲。3.3引誘或驅(qū)避作用

引誘劑attractant驅(qū)避劑repellent7精選課件ppt從藿香薊屬植物中提取的早熟素(prococene)具有抗昆蟲保細長激素功能，現(xiàn)已人工合成出活性更高的類似物；玉米螟幼蟲注射印楝素(0.25-1.0微克/頭)后不能化蛹而成為“永久性”幼蟲；魚藤酮和魚藤根丙酮提取物對菜青蟲有很強的抑制蛻皮變態(tài)作用。3.4抑制生長發(fā)育作用植物源昆蟲激素phytogenousinsecthormone8精選課件ppt印度菖蒲根部提取的β-細辛腦(β-asarone)能阻止雌蟲卵巢發(fā)育；湖南林科所研究表明，馬尾松毛蟲雄蛾與喜樹堿藥臘觸10秒種后與正常雌蛾交配，可以引起不育。3.5絕育作用絕育劑chemosterilant芝麻油中含有的芝麻素(sesamin)和由此衍生合成的胡椒基丁醚(piperonylbutoxzide)

對殺蟲劑有增效作用。3.6增效作用

增效劑synergist9精選課件ppt從茵陳蒿(ArtemisiacapillarisThunb)中分離得到的茵陳素(capillin)對多種植物病原菌有殺菌作用；從一種刺桐(Erythrinacristagalli)中提取的紫檀素(pterocarpans)是一種具有殺菌活性的物質(zhì)；另外，煙草、魚藤、雷公藤等植物的提取物能抑制某些病菌孢子的發(fā)芽和生長，或阻止病菌侵入植株。3.7殺菌或抗(抑)菌作用10精選課件ppt植物產(chǎn)生的某些次生代謝物質(zhì)，釋放到環(huán)境中能抑制附近同種或異種植物的生長。它們有不同的作用機制，作為開發(fā)除草劑或植物生長調(diào)節(jié)劑的潛在資源，至今尚未實用化。3.8異株克生作用11精選課件ppt4.1生物堿：一類含氮的有機鹽類，如煙草的煙堿，雷公藤中的雷公藤堿。4.2糖苷類：葡萄糖分子與另一種有機化合物結(jié)合而成的復雜化合物。如巴豆中的巴豆糖苷，皂莢中的皂莢素，苦木中的苦木素，都是糖苷化合物。4.植物源農(nóng)藥的有效成分12精選課件ppt4.3有毒蛋白質(zhì)：蓖麻含有有毒蛋白質(zhì)；巴豆毒素也是毒性蛋白，具有胃毒作用。4.4揮發(fā)性香精油、單寧等：山蒼子、樟樹葉、桉樹葉等許多植物的揮發(fā)油均具有忌避作用或毒殺作用。4.5有機酯類、有機酮類：除蟲菊中的除蟲菊酯、魚藤及厚果雞血藤中的魚藤酮。4.6

萜類：如印楝、苦楝等楝科植物中的殺蟲有效成分均屬該類。13精選課件ppt5.1作用方式多樣

優(yōu)點5.植物源農(nóng)藥的特點破壞消化系統(tǒng)干擾害蟲的神經(jīng)傳導毒殺、忌避、拒食、抑制害蟲正常生長發(fā)育等5.2昆蟲不易產(chǎn)生抗性植物性殺蟲物質(zhì)昆蟲長期協(xié)同進化抑制解毒酶和內(nèi)分泌14精選課件ppt

優(yōu)點5.4符合IPM理論和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對害蟲的作用較為緩慢，一般不直接殺死害蟲阻止取食或抑制幼蟲生長發(fā)育，抑制害蟲種群增長5.5環(huán)境污染輕，對人類健康安全植物性殺蟲物質(zhì)都是自然界來身存在的物質(zhì)，不會發(fā)生農(nóng)藥富集5.3有利于保護天敵更長期地、有效地控制害蟲種群的增長15精選課件ppt5.6作用比較溫和緩慢5.7殺蟲植物資源有限

缺點在遇到有害生物大量發(fā)生迅速蔓延時就比不上化學合成農(nóng)藥那樣能夠起到控制作用木本植物，利用其根皮、莖皮則破壞了整株植物的生長5.8植物殺蟲物質(zhì)的生物活性多數(shù)不穩(wěn)定使用成本和防治效果兩面?zhèn)€方面難以和常規(guī)殺蟲劑競爭16精選課件ppt主要內(nèi)容基本知識研究方法研究現(xiàn)狀1.基本概念2.發(fā)展簡史3.作用方式4.有效成分5.主要特點1.研究背景2.研究進展3.研究前景17精選課件ppt研究現(xiàn)狀1.研究背景1.1從“農(nóng)藥萬能論”到“農(nóng)藥無用論”1.2現(xiàn)代社會仍然需要殺蟲劑1.3理想的害蟲控制劑1.4植物源農(nóng)藥的研究已成為當前新農(nóng)藥開發(fā)研究的熱點18精選課件ppt1.從“農(nóng)藥萬能論”到“農(nóng)藥無用論”40年后的今天，人類對農(nóng)藥的認識清醒多了農(nóng)藥萬能論20世紀40年代三個“R”問題residues殘留resistance抗性resurgance再猖獗農(nóng)藥無用論20世紀60年代后1962年美國的Carson博士出版了《寂靜的春天》(SilientSpring)19精選課件ppt2.現(xiàn)代社會仍然需要農(nóng)藥首先，世界需要更多的糧食，人口的增長使得食品不足和缺乏營養(yǎng)成為當今世界面臨的最大問題其次，殺蟲劑在控制某些人類疾病方面極為重要病媒昆蟲的防治昏睡病斑疹傷寒等瘧疾有害生物造成的農(nóng)作物產(chǎn)量損失占總產(chǎn)量的30％20精選課件ppt3.理想的害蟲控制劑公眾對農(nóng)藥的認識也發(fā)生了深刻的變化，人們普遍認為21世紀的農(nóng)藥將成為一種“環(huán)境和諧農(nóng)藥”(environmentacceptable/friendlypesticides)，類似的名稱還有：抗蟲劑(anti-insectagents)生物合理農(nóng)藥(biorationalpesticides)理想的環(huán)境化合物(idealenvironmentalchemicals)生物調(diào)節(jié)劑(bioregulators)抑蟲劑(insectistatics)21精選課件ppt3.理想的害蟲控制劑著名農(nóng)藥毒理學家Muller曾提出理想殺蟲劑應(yīng)具備的特點對害蟲高效；對害蟲速效；對溫血動物和農(nóng)作物相對無害；無刺激性和實際上無氣味；能廣泛地施用；化學性質(zhì)較穩(wěn)定，持效期長；價格低廉，能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

對害蟲高效，但發(fā)揮一段時間作用后能很快分解失效，而且分解產(chǎn)物對環(huán)境也是安全的；要有較高的選擇性，即對人畜、對害蟲天敵、對魚貝生產(chǎn)、對鳥類等非靶標生物也是安全的。Kinny在1985年提出理想的殺蟲劑起碼符合下述兩條22精選課件ppt香豆素等單寧類黃酮類酚醌類4.植物源農(nóng)藥研究已成為當前新農(nóng)藥開發(fā)研究的熱點Grange和Ahmed(1988)曾報道約有2400種植物具有控制有害生物的活性植物是生物活性化合物的天然寶庫，其產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物超過400,000種萜烯類生物堿這些在化學性質(zhì)上作過調(diào)查研究的植物僅占全世界現(xiàn)有植物種類的10%23精選課件ppt研究現(xiàn)狀2.研究進展2.1植物源殺蟲劑2.2植物源殺菌劑2.3植物源除草劑2.1.1殺蟲植物資源的進一步調(diào)查研究2.1.2傳統(tǒng)殺蟲植物的毒理學研究2.1.3植物殺蟲物質(zhì)的制劑化研究2.1.4植物光活化毒素的研究24精選課件ppt2.1殺蟲植物資源的進一步調(diào)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)我國植物資源極其豐富，現(xiàn)已查清三萬余種高等植物的種類，其中已知的約有近千種植物具有殺蟲活性物質(zhì)。張興等(1993)對西北地區(qū)的殺蟲植物資源作了系統(tǒng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了有研究和開發(fā)價值的殺蟲植物47種。辣蓼(Polygonumhydropiper)鬧羊花(Rhododendronmolle)紫背金盤(Ajuganipponensis)駱駝蓬(PeganumharmalaL.)紫穗槐(Amorphafruticosa)大火草(AnemonetomentosaPei)25精選課件ppt2.2傳統(tǒng)殺蟲植物的毒理學研究衛(wèi)矛科植物苦皮藤(Celastrusangulatus)，其殺蟲有效成分發(fā)現(xiàn)為苦皮藤素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ（celangulinⅠ-Ⅴ），其中苦皮藤素Ⅰ為拒食有效成分，苦皮藤素Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ為毒殺有效成分，苦皮藤素Ⅳ是麻醉有效成分。楝科植物印楝（AzadirachtaindicaA.Juss）是世界上最負盛名的殺蟲植物，其殺蟲有效成分印楝素（azadirachtin）目前國內(nèi)外正對其持效性以及構(gòu)效關(guān)系展開大量研究；26精選課件ppt2.3植物源殺蟲劑的制劑化研究1985年美國注冊登記了第一個商品化的印楝制劑Margosan-O。此后，世界上出現(xiàn)了許多印楝產(chǎn)品，如美國的Azatin和Neemesis、德國的Neemazal及印度的Neemark和Neemguard等等。我國目前我國已有皂素煙堿可溶性乳劑、魚藤酮乳油、雙素堿水劑、茴蒿素水劑、油酸煙堿、楝素殺蟲乳油等商品化產(chǎn)品。這些植物性殺蟲制劑在實施害蟲綜合治理中將發(fā)揮重要作用。27精選課件ppt1.4植物光活化毒素的研究徐漢虹等從豬毛蒿(ArtemisiascopariawaldstetKitaib)

精油中分離出殺蟲有效成分茵陳二炔，并發(fā)現(xiàn)其有明顯的光活化殺蟲活性。Singh等報道了萬壽菊花的乙醇提取物在自然陽光照射下可以顯著提高對三帶喙庫蚊幼蟲的毒殺效果。

值得注意的是，上述這些光活化的菊科(Asteraceae)、傘形科(Apiaceae)和金絲桃科(Hypericaceae)植物都是喜歡生長在開闊、光照好的環(huán)境中的草本植物或灌木，光活化植物這種對光的偏愛可能是為了發(fā)揮其所含光活化毒素的威力來防御昆蟲的一種策略。28精選課件ppt2.植物源殺菌劑厚樸樹(Magnoliaofficinalis)葉的粗提物對立枯絲核菌等10種植物病原真菌都具有很強的抑菌活性，其中的抑菌活性物質(zhì)為厚樸酚及和厚樸酚。張國珍等（1995）從藥用植物中篩選出一批對植物病原真菌有較強抑制作用的揮發(fā)油。Wilkins等曾報道有1389種植物有可能作為殺菌劑，植物中的抗毒素、類黃酮、罹病相關(guān)的蛋白質(zhì)、有機酸和酚類化合物等均有殺菌或抗菌活性。毛蒿植物中分離出的毛蒿素南歐丹參中分離出的硬尾醇苜蓿根部的苜蓿酸海紅豆中的紫檀素29精選課件ppt3.植物源除草劑目前世界上已發(fā)現(xiàn)30多個科的植物含有近百種具有殺草作用的天然化合物，其中有些已被開發(fā)成天然除草劑，并得到專利保護和推廣應(yīng)用。甘薯品種Regal周皮的正己烷、乙酸乙酯和甲醇提取物茴麻、稷、龍葵和反枝莧種子的發(fā)芽均具有抑制作用楊世超等發(fā)現(xiàn)小麥對白茅具有克生作用，研究發(fā)現(xiàn)小麥穎殼中的甲醇洗脫物在24mg/株的劑量下對白茅生長的抑制率可達90%以上，因此，小麥穎殼的甲醇洗脫物可望開發(fā)成防治白茅等雜草的植物源除草劑30精選課件ppt研究現(xiàn)狀3.研究前景3.1殺蟲植物的直接開發(fā)利用3.1.1應(yīng)用范圍3.1.2防治對象3.2植物殺蟲物質(zhì)的間接開發(fā)利用3.1.3施藥適期3.1.4效果評判31精選課件ppt3.1.1植物殺蟲劑的應(yīng)用范圍根據(jù)植物源農(nóng)藥的特點，應(yīng)首先考慮將其應(yīng)用于蔬菜、茶葉、中藥材、花卉生產(chǎn)等防蟲以及城市園林綠化防蟲。再者，由于種種因素的限制，植物殺蟲劑的品種少，產(chǎn)量低，顯然將這些有限的植物殺蟲劑用在上述場合比之用于大田糧、棉、油作物防蟲更能顯示其獨特的優(yōu)點，更有經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。32精選課件ppt3.1.2植物殺蟲劑的防治對象絕大多數(shù)植物殺蟲劑的殺蟲譜相對合成殺蟲劑較窄，甚至有明顯的選擇殺蟲作用，即對有的害蟲毒力很高，而對另一些害蟲的毒力很低，甚至根本無作用，因此，將植物殺蟲劑用于防治對其敏感的害蟲才能有良好的效果。33精選課件ppt3.1.3植物殺蟲劑的施藥適期絕大多數(shù)植物殺蟲劑對害蟲的毒力相對于合成農(nóng)藥均較低，施藥策略應(yīng)是“治早、治小”。一般在卵高峰期、幼蟲1—2齡期。34精選課件ppt3.1.4植物殺蟲劑的防治效果的評判評判指標：一般不宜以死亡率或蟲口減退率等作為評判藥效的指標。因為植物殺蟲劑的主要作用機制是對昆蟲的拒食作用、忌避作用、抑制生長發(fā)育作用等特異性作用。在施藥后的短時間內(nèi)，害蟲往往不會死亡，加之有些害蟲一年多代，世代重疊。35精選課件ppt3.1.4植物殺蟲劑的防治效果的評判評判時間：植物殺蟲劑有些是速效的，比如煙堿制劑，一般24h即可評判藥效；另一些植物殺蟲劑主要作用機制是拒食作用等，屬于“緩效型”殺蟲劑，一般不能短時間內(nèi)判定，可根據(jù)具體的防治對象，在施藥后3d、7d、15d乃至更長的時間才能正確地評判其藥效。36精選課件ppt3.2殺蟲植物的間接開發(fā)利用3.2.1有效成分的分離鑒定3.2.2探索新的作用靶標類推合成，創(chuàng)制新農(nóng)藥生物合理設(shè)計，創(chuàng)制新農(nóng)藥37精選課件ppt主要內(nèi)容基本知識研究方法研究現(xiàn)狀1.基本概念2.發(fā)展簡史3.作用方式4.有效成分5.主要特點1.研究背景2.研究進展3.研究前景1.樣品采集2.活性成分的提取3.有效成分的分離4.結(jié)構(gòu)鑒定38精選課件ppt研究方法4.1樣品采集4.1.1采集部位：根(魚藤、雷公藤、苦皮藤等)、莖(川楝)、花(鬧羊花)、種子(印楝、巴豆)4.1.2采集時間：一般而論，采集時間應(yīng)根據(jù)不同的植物及所要采集的部位來決定。對大多數(shù)植物來說，要采其根、莖，則在秋天進行為宜，因為許多次生代謝物質(zhì)在秋季的積累較多。39精選課件ppt研究方法4.1樣品采集4.1.3樣品保管：采集的樣品應(yīng)該明確記下植物學名、采集地點、采樣日期(季節(jié))以及植物部位；殺蟲活性物質(zhì)一般對光、熱不穩(wěn)定，因此最好將其放在室內(nèi)通風處晾干，不宜在