樟属植物化感物质的利用.pptx

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1、植物化感作用的媒体是化学物质，被称为化感物质。化感物质是生物体内产生的非营养性物质，能影响其他植物生长、健康、行为或群体关系，化感物质是化感作用的媒介，主要是植物的次生代谢物质。化感物质是指植物所产生的影响其他生物生长、行为和种群生物学的化学物质，不仅包括植物间的化学作用物质，也包括植物和动物间的化学作用物质，而且这些化学物质并没有被要求必须进入环境，也可以在体内进行。现已发现，许多化感物质不仅对植物，而且对微生物、动物特别是昆虫都有作用。第1页/共57页化感作用在作物增产、森林抚育、病虫害防治、生物复合群落等方面有重要的应用。第2页/共57页化感作用是通过植物向环境中释放化感物质来实现的。因

2、此，化感物质在认识和评价植物化感作用中占据中心位置。化感物质都是植物的次生代谢物质，植物产生和释放化感物质的理论基础是植物的次生代谢。植物化感物质主要包括酚类、萜类、生物碱、香豆素、皂苷等次生代谢物质。第3页/共57页目前化感作用研究主要有三大作用，即提高粮食作物、蔬菜、水果和森林系统的生产力；减少现代农业生产的负面效应，包括多数种植作物间的负相互作用、植物养分的流失和农药不合理使用造成的环境污染；为子孙后代保留未受污染的自然环境和具有高生产能力的土地资源。第4页/共57页全世界樟属植物（Cinnamomum）约250种，分布于热带亚洲、澳大利亚至太平洋岛屿和热带美洲，原生于我国的约有46种和

3、1变型，主产于南方各省区，北达陕西及甘肃南部。种数最多是云南，其次是福建、广东、浙江和四川。其中肉桂、锡兰肉桂、柴桂、华南桂、川桂、乌药等为著名的药材，樟、芳樟及黄樟等可提取樟脑和樟油，为化工和医药上的重要原料。樟木尤负盛名，其它种类的木材也很有价值，银木木材黄褐，纹理直，可制樟木箱和建筑用材，其根材尤为美丽，可作工艺美术品。第5页/共57页樟属植物可以分成两个组：樟组和桂组。中国的樟组植物有：樟、油樟、云南樟、八角樟、长柄樟、大叶樟、沉水樟、臭樟、芳樟、岩樟、米槁、菲律宾樟、猴樟、湖北樟、黄樟、银木、坚叶樟、阔叶樟、尾叶樟、毛叶樟、细毛樟、短序樟等。中国的桂组植物有：肉桂、锡兰肉桂、爪哇肉桂

4、、软皮桂、花桂、天竺桂、聚花桂、土肉桂、假桂皮树、网脉桂、红辣槁树、香桂、野黄桂、阴香、阴香(原变型)、狭叶阴香、狭叶桂、川桂、粗脉桂、大叶桂、刀把木、滇南桂、钝叶桂、银叶桂、柴桂、辣汁树、兰屿肉桂、华南桂、卵叶桂、毛桂、锈毛桂、平托桂、屏边桂等。第6页/共57页樟树第7页/共57页肉桂第8页/共57页樟属植物许多是高大的乔木植物，寿命都很长，生命力强大，而其种子却都很小，细小的种子从发芽到成长为大树要经过数年时间，其中艰难曲折可想而知，因此可以断定樟属植物的化感作用都是极其强大的，并且是“广谱”的，即可以抑制周边千千万万个草木的生长繁殖，还要防止各种病虫害的侵犯，所以樟属植物会产生多种多样的

5、化感物质，樟属植物的化感物质是植物源农药和动物驱避剂的宝库，从樟属植物提取的各种精油、生物碱、多酚类、黄酮、木脂素、香豆素类、皂苷、萜类化合物等都有可能是今后重要的杀菌抑菌剂、除草剂、杀虫剂、驱避剂原材料，目前由于这个工作刚刚开展，报道的不多。第9页/共57页植物精油是植物的不同组织部位如花、叶、果实、根茎等产生的一类植物源次生代谢物质，大多数精油是由几十种到几百种化合物组成的复杂混合物，主要成分为单萜、倍半萜和芳香烃衍生物等。植物精油具有取材广泛、在环境中残留低、对人类无毒性等特点。第10页/共57页樟属植物的所有树种全株各部位都是香料，从樟属植物可以得到左旋芳樟醇、右旋芳樟醇、1,8-桉叶

6、油素、桂醛、柠檬醛（橙花醛+香叶醛）、香茅醛、樟脑、龙脑、黄樟油素、香叶醇、橙花叔醇、异橙花叔醇、丁香酚、甲基丁香酚、t-甲基异丁香酚、苯甲酸苄酯、桂醇、乙酸桂酯、桂酸、桂酸甲酯、邻甲氧基肉桂醛、水杨醛、苯乙酮、苯乙醇、香豆素等400多种单体香料，排在前面的是在樟属植物里比较“丰量”的香料，它们中有许多已经被人们熟知而且大量从樟属植物中提取得到，这些香料的大多数对各种动物尤其是昆虫类有驱杀作用。第11页/共57页纯种芳樟叶油香气极好，是所有名牌香水的头香成分。含左旋芳樟醇93%以上，不含樟脑、桉叶油素和其它有异味的成分。缺点：留香期短。抗抑郁。杀菌抑菌。驱虫。有望直接用于治疗白血病。第12页/

7、共57页龙脑樟用于制取天然冰片。副产的龙脑樟油直接用作驱风油。其它利用途径类似于纯种芳樟。第13页/共57页如樟脑对各种蛀虫的驱避作用世人皆知，对蟑螂、虱子和蚂蚁也有驱杀作用；芳樟醇对各种蚊虫、苍蝇、跳蚤、虱子、蚂蚁、蛾、螨虫、蜗牛、德国小蠊、麻雀、乌鸦、鸽子等有明显的驱避活性；桉叶油素对蚊虫、仓储害虫和稻象鼻虫有驱避作用；蒎烯、水芹烯、莰烯和金合欢烯对麦蛾科害虫有驱避作用；苎烯对蚊虫、家蝇、蟑螂、蛀虫和米象属豆象属害虫有驱避作用；柠檬醛对蚊虫、苍蝇有驱避作用；苯甲醛对蚊虫、螨虫有驱杀作用；丁香酚对蚊虫、蜜蜂有驱避作用；对伞花烃对各种蛀虫、蜜蜂有驱避作用；松油醇、乙酸松油酯和乙酸龙脑酯对黑拟谷

8、幼虫有驱杀作用；松油醇-4对蛀虫和仓储害虫有驱杀作用；香叶醇对蚊虫、蟑螂、蛀虫等有驱杀作用；等等。第14页/共57页因此，从樟树的各部位提取的樟叶油、樟木油、樟根油、樟籽精油等可以用来配制驱蚊油、驱蝇油、驱蟑油及其它各种家用、农用驱杀虫剂和动物驱避剂。使用这些精油驱杀害虫的一个显著特点是害虫不会产生耐药性，这对人类来说无疑是一大福音。第15页/共57页芳樟驱蚁液 利用樟多酚、皂苷及纯种芳樟叶油等精油对蚂蚁的驱避作用。对小黄家蚁的驱避率为100.0%(种子浸液法)和94.02%(滤纸浸液)。说明对小黄家蚁有良好的驱避效果。对白蚁的驱避效果未知。第16页/共57页樟属植物提取的许多香料不但可以驱虫

9、，有的还可以驱鼠、驱松鼠、驱鸟、驱狗、驱猫、驱蛇、驱逐野猪和一些猛兽，例如将纯种芳樟叶油、香叶油、玫瑰油等配合而成的香精对麻雀、乌鸦、鸽子等鸟类有很好的驱避效果，可用于驱赶农业害鸟和机场驱鸟（保证飞机飞行安全）；以桂醛为主要原料的生物制剂驱鸟胶体剂，可缓慢持久地释放出一种影响禽鸟中枢神经系统的气体，鸟雀闻后即刻飞走，在其记忆期内不会再来，时效长。既有效驱赶了鸟类，又不会伤害到鸟类。高浓度产品可用于机场航道，是一种绿色环保型的驱鸟产品。桂醛的气味甚至能驱走猫与狗。第17页/共57页用植物精油驱杀害虫在目前相对来说成本较高，但有许多精油可以作为农药的增效剂，如从樟树根提取的黄樟油对各种害虫都有驱杀

10、作用，对不少农药起到增效作用，黄樟油素是合成杀虫剂增效剂增效醚的起始原料，它本身也有增效作用；肉桂油是溴氰菊酯的增效剂，能明显提高马拉硫磷对赤拟谷盗成虫的毒杀效果；樟叶油里的苎烯也是农药氯氰菊酯、虫螨磷和双硫磷的增效剂。第18页/共57页近些年来，越来越多的人对用植物提取物来代替合成的杀虫剂显示出浓厚的兴趣，桉叶油和桉樟叶油就是天然的杀虫剂，与传统的合成杀虫剂相比具有低毒、低残留、对环境影响小等优点。桉叶油和桉樟叶油对昆虫的作用方式主要有以下几种：对昆虫卵、幼虫、成虫的毒杀作用；驱避作用；拒食作用；生长发育抑制作用等。有关桉叶油和桉樟叶油在杀虫活性方面的研究越来越受到关注。第19页/共57页芳

11、樟驱蟑液利用樟多酚、皂苷及纯种芳樟叶油等精油对螨虫的杀灭作用。对德国小蠊的驱避率为99.60%。对美洲大蠊的驱避效果也很好。第20页/共57页桉叶油和桉樟叶油的主要化学成分都是桉叶油素，桉叶油素对害虫具有较高的生物活性又不易产生抗药性，且对人畜毒性很小，不会造成二次污染等优点。因而，近年桉叶油素杀虫作用倍受人们的关注。从樟属植物的许多树种尤其是“油樟”（四川宜宾产）可以提取桉樟叶油，再进一步制取桉叶油素，我国桉叶油素利用起步较晚，开发的产品和实际应用也较少，且多见于日化、医用上。在开发天然植物提取物作为特异性杀虫剂研究中发现，桉叶油素对多种害虫有较高的活性，又对高等动物安全，对环境无污染，符合

12、人类发展现代农药所追求的目标。随着生物农药生产应用的日益加大，桉叶油素作为高效低毒的环保型植物源农药其发展空间还很广阔。第21页/共57页张海燕等试验研究选取多种植物精油对谷蠹进行熏蒸活性测定，结果表明桉叶油对谷蠹具有很强的熏蒸作用，且相对于其他植物精油效果突出，因此在谷蠹的防治中，桉叶油有非常好的应用前景。可为利用植物精油控制储粮害虫提供理论依据。第22页/共57页亦有研究表明桉油精对螨虫有较好的防治效果。由于桉叶油易于挥发，因此药物作用时间不宜过长，浓度为12.5%的桉叶油在8小时内杀螨率为100%，故认为是杀灭螨类的最适浓度。实验观察发现，加药后虫体形态及活动度发生了一系列的变化，高倍镜

13、下可见虫体剧烈收缩变形，经过短暂的兴奋期后，虫体即进入抑制状态，逐渐松弛复原，运动迟缓，最终死亡。第23页/共57页芳樟驱螨液利用樟多酚及纯种芳樟叶油、桉樟叶油等精油对螨虫的杀灭作用。对粉尘螨的灭螨率高达100%。第24页/共57页5%桉油精可溶性液剂主要是以桉叶油等中草药提取加工而成。该制剂具有低毒、无残留、高效、持续期长、与环境相容性好等特点。通过室内毒力测定试验和田间药效试验，结果表明：5%桉油精可溶性液体制剂对十字花科蔬菜蚜虫具有较好的防治效果。每亩使用剂量为70-100mL，兑水75kg均匀喷雾，持效期7天左右，对作物安全。第25页/共57页5%桉油精可溶性液剂为无公害基地专用纯植物

14、源杀虫剂。作用机理：桉油精是国内首个取得正规登记的植物精油类广谱杀虫剂。采用现代生物技术，以樟科植物和桃金娘科植物蒸馏提取的精油与多种中草药为主要原料加工而成的植物源杀虫剂。该制剂以触杀为主，对害虫有较强的杀灭效果。桉油精中所含的1,8-桉叶油素、蒎烯、香橙烯、枯烯等有效成分能直接抑制昆虫内的乙酰胆碱脂酶的合成，阻碍神经系统的传导，干扰虫体水分的代谢导致其死亡。对卵的孵化也有极好的抑制作用，能从根本上控制害虫。由于与植物又很好的同源性，长期使用对农作物有明显增产、改善品质等功效、为绿色食品原料作物和有机农业产品的生产提供了一种新型植物源农药。第26页/共57页桉叶油和桉樟叶油对鞘翅目试虫有明显

15、的驱避作用，且会减少试虫的产卵数目。浓度在50g/cm时，桉叶油和桉樟叶油对白蚁的驱避可达12小时。桉叶油霜作为单味中草药就具有较强的杀蠕形螨作用，治疗效果不亚于硫磺软膏，如果再配伍其它合成药或中草药，有望在治疗蠕形螨病方面优于硫磺软膏。第27页/共57页李建华等在国内首次用桉叶油进行体外抗蠕形螨和滴虫的实验研究，发现桉叶油素含量5的雪花膏2小时后杀虫率达100，10桉叶油素霜体对阴道滴虫1小时后杀虫率达100。结果还表明，10桉叶油素霜对蠕形螨和阴道滴虫的杀虫效果与10硫磺软膏几乎无差异。第28页/共57页张海燕等对谷蠹成虫的熏蒸效果的研究表明，9种供植物精油中，蓝桉叶油作用效果最优，24小

16、时致死率达96.67，显著高于其它8种精油，使谷蠹成虫致死的药用成分正是蓝桉油中的1,8-桉叶油素；并发现植物精油对长角扁谷盗有良好的熏蒸效果，尤以蓝桉叶油效果最佳。第29页/共57页汪秋安将天然精油应用于农药研究中，证实了活性组分1,8-桉叶油素对赤拟谷盗有较好的杀虫效果。第30页/共57页桉叶油和桉樟叶油中的主要化学成分桉叶油素和苎烯对谷物钻孔虫和红面粉甲虫的作用方式，二者对试虫的作用主要表现为触杀活性。桉叶油和桉樟叶油中的另一重要成分蒎烯也具有很强的毒杀豆番木鳖碱甲虫的作用，并且还可以抑制雌性产卵和幼虫发育。第31页/共57页桉叶油素的的杀虫机理在于抑制了试虫的乙酰胆碱酯酶的活性，而且同

17、其它单萜类化合物相比，桉叶油素具有很强的抑制能力。第32页/共57页当前节肢动物传播的虫媒病已影响到人类的生病率和死亡率，避免节肢动物叮咬最好的方法是做好个人防护，使用驱避剂是个人防护的有效措施之一。近年植物驱避剂的研究得到了各国的广泛重视，研究人员通过寻找植物源性驱避剂，分析其有效成份，从而发现具有驱避作用的新结构化合物。第33页/共57页杨银书等在实验室筛选最佳配方，涂擦复方桉叶油素缓释驱避剂后，14 小时内对蚊虫的驱避率为100，10 小时内对蠓虫的驱避率为100，后为92.8，14 小时后为82.6，表明复方桉叶油素缓释驱避剂对吸血昆虫具有很好的驱避效果。第34页/共57页驱蚊精油由纯

18、种芳樟叶油、玫瑰油、香茅油、薄荷油、柏木油、薰衣草油等按一定的比例混合后分馏，取其中一段馏分，驱蚊率高达91.33%。玫瑰花香气。可以采用盘式蚊香、电热蚊香、液体蚊香、水煮蒸发、超声波散香、喷雾、涂抹、制成微胶囊粉末撒播等等方法驱蚊。掌握一个10平方米的卧室0.5克/10小时均匀散发即可达到驱蚊、一夜无忧的效果。安全无害，民众容易接受。可以开发其它驱蚊产品，如驱蚊香皂、驱蚊花露水、驱蚊香水、驱蚊膏霜、驱蚊蚊帐、驱蚊窗帘等等。第35页/共57页驱蚊油驱蚊油用驱蚊精油和大豆油各50%配制而成。可以有效驱除蚊子、蠓蚋等“小黑子”。驱蚊时间较长。用量极省。香气还可以，一般民众都能 接受。缺点：不能全部

19、挥发干净，有油腻感。第36页/共57页严敖金等研究了桉叶精油对桑天牛、黄星桑天牛、松墨天牛成虫的室内忌避效果。结果表明，柠檬桉、蓝桉叶精油对3种天牛成虫忌避效果较为明显。第37页/共57页林永丽等报道24种对蚊虫驱避效果较好的植物挥发油香叶醇、芳樟醇、柠檬醛和茴香醛,对德国小蠊的驱避性剂量为1000g/cm时，香叶醇的驱避性最高。第38页/共57页桂醛对传播黄热病的伊蚊幼虫有很强的杀灭效果，它将成为新型的杀虫剂。桂醛不仅安全环保而且气味芬芳，含有桂醛的抗微生物剂，可驱避昆虫。第39页/共57页樟属植物的大多数树种都具有良好的驱虫效果，民间一直有用樟树叶、樟木、樟脑（丸）和肉桂叶、肉桂皮驱虫的习

20、惯。樟脑对蚊虫有一定驱避作用，驱蚊时间达6小时以上。周琼等在研究中发现樟树叶的乙醇提取物对3种蚜虫都有一定的忌避作用且效果较好。第40页/共57页芳樟木粉芳樟树干晒干粉碎过筛得到。主要驱虫活性物为樟脑、萜烯等，香气较好。可以直接用于衣橱、书橱等防虫、赋香。也用于地板防虫剂。香气较淡后取出用于足浴，有去脚气功效。对人安全无害。合成樟木板。第41页/共57页伊可儿等用实验证实樟树叶的乙醇提取液和山苍子（樟科植物）的石油醚提取液，对菜青虫处理后28小时的忌避率可达到83和82。并确认对白蚁忌避活性效果较好的山苍子叶和樟树叶提取液，可用于研制防蚁新药剂。第42页/共57页叶功富等的研究研究表明，樟树、

21、山苍子、乌桕等提取物对菜青虫、小菜蛾、斜纹夜蛾、白蚁具有较强的毒效或忌避作用。第43页/共57页岑伊静等研究在田间对柑桔潜叶蛾的产卵驱避效果确认鸡矢藤、五爪金龙、樟树叶提取物有较好的驱避效果，产卵驱避效果分别为90.4、88.3、84.4。第44页/共57页湖北大学生命科学学院刘颖芳等用实验确认夹竹桃叶提取物的灭螺活性明显强于樟树叶的提取物，但钉螺上爬的抑制作用不如樟树叶。杨毅等也用实验表明樟树各部分的水浸液均有很好的灭螺效果，0.5%-1.0%以上的樟树根皮、茎皮、叶水浸液均可达到100%的明显毒杀钉螺致死效果，与1ppm氯硝柳胺溶液的灭螺效果相当。灭螺效果顺序依次为：根皮茎皮叶。第45页/

22、共57页芳樟叶皂苷天然表面活性剂安全无害杀菌驱虫有护肤护发作用，特别适合于 配制护肤护发品。有抗氧化、清除自由基等作用。综合利用产品，所以价格较低。缺点：泡沫较少，有轻微的气味，色泽不佳，加入量较大时可能颜色会有变化。第46页/共57页利用樟叶皂苷杀钉螺钉螺的危害。皂苷杀钉螺的原理。对人畜安全无害。第47页/共57页从樟属植物得到的各种香料单体或多或少都有抑制细菌生长的能力，其中有许多具有较强的抑菌杀菌效果，如芳樟醇的抗菌效果是苯酚的5倍，与香茅醇有相似的抗菌功效；桂醛、樟脑、龙脑、桉叶油素、松油醇、香叶醇、丁香酚、甲基丁香酚、柠檬醛、苯甲醛、桂醇酯类、桂酸酯类等的杀菌抑菌能力也较强。有些香料

23、成分只抑制某些特殊病菌的生长，而有些成分抑制病菌的种类很多，因此，可以利用樟属植物精油里提取出来的各种成分开发不同的抑菌杀菌剂。第48页/共57页芳樟消毒液利用左旋芳樟醇对有害细菌的杀、抑作用目前已知最好的天然杀菌剂，超过丁香油、肉桂油等。香气很好，令人愉悦。对空气中有害菌的杀灭率为99.92%。水中的杀菌能力？第49页/共57页江苏省农业科学院发明了一种可促进作物生长的霜霉病杀菌剂农药。该杀菌剂根据重量百分比包括桂醛0.1-5%，乳化剂10-30%，氮酮0.1-10%，酒精20-50%，其余为水。该杀菌剂在配制时分别将桂醛和氮酮溶于酒精后均匀混合。新杀菌剂在防治作物霜霉病和促进作物生长上有很

24、好的应用，同时具有促进作物生长发育、增产增收、改善品质、提高养分利用率、防治害虫、无污染等多重功效，适用于无公害、绿色和有机农产品生产。第50页/共57页淮海工学院海洋学院郭金耀等为探索樟树叶提取液的除草活性，研究了小麦对樟树叶提取液的响应。结果表明：樟树叶提取液可抑制小麦生长，该抑制作用与樟树叶提取液浓度呈正相关。结论是：樟树叶提取液具有一定的除草活性。第51页/共57页一些学者认为RIPs对核糖体功能的破坏可能是该植物抗虫害的根本原因，有人已开始将核糖体失活蛋白试用于防治害虫。李向东在实验中发现辛纳毒蛋白（一种从樟树种子中发现的型核糖体失活蛋白质）对库蚊的毒性明显，100 ppm可将90%

25、以上的库蚊杀死，半数致死浓度LD50为178 ppm；对棉铃虫也有明显的毒性，LD50为950 ppm，可以明显地延长棉铃虫的生长周期，并使羽化失败率增高。第52页/共57页多年来的研究已经确认从樟属植物的各个部位提取出来的各种萜类化合物、多酚（黄酮、酚酸、木脂素、花青素等等）、生物碱、皂苷等有着各种各样的生物活性，对人和饲养动物的毒性都极低甚至可以忽略不计，使用安全，生态友好，预计今后它们都有可能被大量用作生产、配制驱杀虫剂、除草剂、抗菌抑菌剂和植物生长调节剂的良好原材料或辅助原料。第53页/共57页生物农药增效剂中科院武汉植物园药用植物资源学科组研发的一种生物农药增效剂及其生产和应用技术获

26、得国家发明专利。该项目进行了黄酮类化合物在提高生物农药中多角体病毒粒子、苏云金芽孢杆菌及其毒蛋白和真菌孢子的致病活力研究。生物农药增效剂中包括植物黄酮、植物多酚、植物醌类化合物，具有保护病毒粒子、真菌孢子、细菌芽孢及其毒蛋白免受紫外线破坏的功能，能增强病毒粒子和毒蛋白的致病活性，保护作物和蔬菜免受紫外线伤害进而促进生长，抑制病原菌蔓延，且对害虫有一定的拒食作用。经过反复的室内家蚕实验和田间蔬菜试验，该生物农药增效剂效果显著。第54页/共57页樟属植物的各个器官都含有大量的不同的黄酮类化合物，如肉桂皮含总黄酮高达10-20%，其茎、叶、果、根也都含有丰量的黄酮；樟树的叶、枝、皮、果实、根等部位含总黄酮也在1-10%之间。其黄酮苷元主要为槲皮素、山奈酚和异鼠李素等，这些黄酮及黄酮苷元现在都已经大量用作农药及农药增效剂。它们的共同特点是高效低毒（对人畜近乎无毒），有的对各种农作物还表现出一定的促生长和保护作用。第55页/共57页谢谢听讲！第56页/共57页感谢您的观看。第57页/共57页