无患子提取物除草活性及其水剂研制

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:P214909697
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无患子(Sapindus mukorossi Gatren)主要分布在我国长江流域以南地区,资源丰富。无患子提取物具有抗病毒、抗菌、抗肿瘤等多种生物活性,被广泛用于医药和日化等领域。据报道,无患子提取物具有除草活性,尚不清楚其主要除草活性组分,鲜见基于无患子活性组分研发除草剂水剂及其大田药效的报道。因此,在现有研究的基础上,本研究以无患子果实为研究对象,优化无患子皂苷的减压提取工艺,利用大孔树脂柱和薄层色谱进行无患子提取物的色谱分离,结合实验室内无患子提取物对靶标植物的毒性实验,筛选出无患子除草活性组分,通过薄层色谱和高分辨质谱进行分析,以主要除草活性馏分为有效成分,研制出1种植物源除草剂,并开展大田药效实验。本研究旨在开发新型植物源除草剂,为无患子资源的高值化利用提供研究基础。主要研究结果如下:(1)优化建立了无患子总皂苷的减压提取工艺。在单因素试验基础上进行正交试验优化提取工艺,减压提取的最优工艺为:提取温度60℃、提取时间1 h、料液比1:14,在此条件下无患子总皂苷提取得率为15.34%。以无患子总皂苷的得率为考察指标,减压提取法优于高速匀浆提取、超声波提取和水浸提法。(2)基于活性追踪法,分离出无患子提取物中主要除草活性组分。利用大孔树脂进行无患子除草活性组分的色谱分离,以红三叶为靶标植物,采用水琼脂培养基法评价无患子粗提物和不同洗脱馏分的除草活性。其中,70%乙醇馏分表现出最好的除草活性,对红三叶根长抑制的半数有效浓度(EC50)值为0.028 g·L-1,同时,无患子粗提物EC50值为0.186 g·L-1,阳性对照甲草胺EC50值为0.004 g·L-1。70%乙醇馏分经薄层色谱化学显色定性分析,主要为三萜皂苷类化合物。70%乙醇馏分进一步经薄层色谱分离,获得6个组分(F1-F6),经24孔板滤纸片法除草活性测定,结果表明,F1组分表现出最高的除草活性,对红三叶根长抑制的EC50值为0.017 g·L-1,初步鉴定F1组分中活性化合物为皂苷Sapindoside B,其分子量为882,分子式为C46H74O16。(3)利用无患子提取物,研制出1种植物源除草剂。以无患子70%乙醇馏分为有效成分,通过对表面活性剂等各种助剂的筛选与最佳配比组合的优化,研制出了20%无患子提取物水剂(AS),该水剂的配方为:70%乙醇馏分20%、表面活性剂4%、抗冻剂3%、余量水补足100%,对该制剂的外观、稀释稳定性、低温稳定性、热贮稳定性等指标进行评价,均符合水剂制剂的国家标准质量要求。(4)20%无患子提取物水剂的田间药效试验。以胡萝卜为供试作物,田间一年生杂草为防治对象,以化学农药33%二甲戊灵乳油(EC)为阳性对照,开展了20%无患子提取物水剂的田间药效试验。结果表明,20%无患子提取物水剂采用播后芽前施药,在1500g a.i.·ha-1的施药剂量下,对胡萝卜田主要杂草马齿苋、藜和荠菜等阔叶杂草株防效达88%以上(施药后20天),施药40天后株防效和鲜重防效均在75%以上,但对禾本科杂草狗尾草的防效较差,株防效和鲜重防效均在50%以下。总体上,20%无患子提取物水剂能够作为胡萝卜田的除草剂使用,且对胡萝卜的生长无药害现象。综上所述,本研究优化建立了无患子总皂苷的减压提取工艺,以大孔树脂柱的70%乙醇馏分为有效成分,研制出了1种植物源除草剂,并利用该制剂开展了防除胡萝卜田杂草的药效试验,明确了无患子除草的活性组分主要为三萜皂苷类化合物,研究结果为无患子资源应用于植物源除草剂提供技术支撑。
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