植物挥发物的筛选及其与硅藻土联合对绿豆象防效和酶活性的影响

Screening of plant volatiles and their combined effects with diatomaceous earth on control efficacy and enzyme activities in Chinese bean weeril Callosobruchus chinensis

摘要

为寻求绿色高效防治绿豆象Callosobruchus chinensis的方法，采用密闭熏蒸法测定茴香烯、柠檬醛、4-烯丙基苯甲醚、丁香酚4种植物挥发物对绿豆象成虫的熏蒸效果，选择熏蒸效果最佳的植物挥发物，将其与硅藻土联合，测定联合后对绿豆象成虫的室内毒力、防效及其对绿豆象体内多种酶活性的影响。结果显示：在4种植物挥发物中茴香烯对绿豆象成虫的熏蒸效果最佳，5 μL/L茴香烯处理48 h时，绿豆象成虫的校正死亡率达到100.00%；茴香烯和硅藻土联合处理表现出显著的协同增效作用，其对绿豆象成虫的半致死剂量LC₅₀为3.040 μL/L，而茴香烯对绿豆象成虫的LC₅₀为6.979 μL/L；硅藻土对绿豆象成虫体内过氧化氢酶、乙酰胆碱酯酶、琥珀酸脱氢酶、过氧化物酶、谷胱甘肽-S-转移酶和超氧化物歧化酶活性均无影响。表明茴香烯与硅藻土联合可用于绿色防控绿豆象。

Abstract

To identify an environmentally friendly and efficient method for controlling Chinese bean weeril Callosobruchus chinensis, a sealed fumigation method was used to evaluate the fumigation effects of four plant volatiles (trans-anethole, citral, 4-allylanisole, and eugenol) on adult C. chinensis. The plant volatile with the best fumigation effect was selected and combined with diatomaceous earth to determine its laboratory toxicity, control efficacy, and effects on multiple enzyme activities in C. chinensis. The results showed that among the four plant volatiles, trans-anethole exhibited the strongest fumigation effect. At a concentration of 5 μL/L, trans-anethole achieved a corrected mortality rate of 100.00% against for adult C. chinensis after 48 hours of treatment. The combination of trans-anethole and diatomaceous earth demonstrated a significant synergistic effect, with an LC₅₀ of 3.040 μL/L against adult C. chinensis, compared to 6.979 μL/L for trans-anethole alone. Diatomaceous earth alone had no effect on the activities of catalase, acetylcholinesterase, succinate dehydrogenase, peroxidase, glutathione-S-transferase, and superoxide dismutase in C. chinensis. These findings indicate that the combination of trans-anethole and diatomaceous earth can be used for the green control of C. chinensis.

Graphical abstract

关键词

绿豆象 / 茴香烯 / 硅藻土 / 熏蒸 / 酶活性

Key words

Callosobruchus chinensis / trans-anethole / diatomaceous earth / fumigation / enzymatic activity

绿豆象Callosobruchus chinensis属鞘翅目叶甲科豆象亚科，是一种严重为害豆类的田间和仓储害虫（Tuda et al.，2005）。绿豆象的初侵染发生在田间，雌成虫在嫩豆荚上产卵，幼虫孵化后蛀入豆粒进行为害，并随绿豆的收获进入粮仓，对仓储绿豆进行二次侵染，为害严重时损失率可达30%~56%（仲建锋等，2013）。目前针对仓储害虫主要采用磷化铝、甲基嘧啶磷等熏蒸剂进行防治（Valmas & Ebert，2006），但该方法会引发抗药性、环境污染和食品安全风险等问题。因此，寻求生态友好和可持续的替代方法用于防控储粮害虫迫在眉睫（王谆静等，2021）。

植物挥发物对害虫具有胃毒、熏蒸、触杀和拒食等作用，且易于降解，对环境无污染，对非靶标物种为害小，长期施用不易使害虫产生抗药性（宋程飞等，2022）。例如，茶皂素显著影响东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis的取食、消化及生长发育（王铭铭等，2023）；天竺葵Pelargonium hortorum提取物芳樟醇、香茅醇和香叶醇对赤拟谷盗Tribolium castaneum和谷蠹Rhyzopertha dominica均有较好的熏蒸效果（Abouelatta et al.，2020）；低浓度的香豆素能显著影响米象Sitophilus oryzae、赤拟谷盗和绿豆象这3种储粮害虫的生长发育（Rajashekar et al.，2013）；0.04 μL/cm²海茴香Crithmum maritimum精油对赤拟谷盗驱避率和触杀致死率分别为93%和50%（Mustapha et al.，2020）；4%水黄皮Pongamia pinnata提取物处理48 h时对橘小实蝇Bactrocera dorsalis 1龄幼虫的胃毒活性最强，校正死亡率为95.9%（任军华等，2022）。此外，在外源有毒物质胁迫下，昆虫通过调节自身保护酶、解毒酶等多种酶系活性来维持正常的生长发育，从而降低植物挥发物对自身的为害。例如，乙酸乙酯熏蒸后赤拟谷盗、谷蠹体内超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）活性均被激活；茴香烯熏蒸处理后米象体内羧酸酯酶（carboxylesterase，CarE）和谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione S-transferase，GST）的活性被激活，但乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase，AchE）活性被显著抑制（Bhavya et al.，2018；Adesina，2023）。本课题组前期研究发现茴香烯、柠檬醛、4-烯丙基苯甲醚、丁香酚这4种植物挥发物对绿豆象有显著的驱避效果（张苗等，2025），但这4种物质对绿豆象的杀虫活性及生理生化影响尚不清楚。

硅藻土主要成分为二氧化硅，是一种物理化学性质稳定的粉状物质，具有作用效果持久、不会产生抗性问题、不受温度影响等优点，已被广泛用于防治储粮害虫（Shah & Khan，2014；王洋等，2021）。硅藻土与植物挥发物结合可增强植物挥发物的杀虫活性，减少其使用剂量，延长其作用时间（Zeni et al.，2021）。例如，硅藻土与大蒜精油联合使用对米象有协同作用（Yang et al.，2010）；硅藻土与苦霉素联合可增强苦霉素对害虫的毒杀作用（Athanassiou et al.，2009）。为此，本研究采用密闭熏蒸法测定茴香烯、柠檬醛、4-烯丙基苯甲醚、丁香酚这4种植物挥发物对绿豆象成虫的熏蒸作用，筛选出最佳的熏蒸活性物质，研究该物质与硅藻土联合使用对绿豆象成虫的防治效果，并进一步分析联合使用后绿豆象成虫体内保护酶、解毒酶和呼吸酶活性的变化，以期为绿豆象的绿色防控提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试虫源和植物：2024年9月自山西农业大学农作站带虫卵的绿豆中获取绿豆象种群，并于山西农业大学昆虫重点实验室内于温度（27±1） ℃、相对湿度（75±5）%、光周期16 L∶8 D的恒温光照培养箱中用绿豆连续饲养多代，挑选12 h内羽化的大小基本一致、健康活跃的成虫供试。绿豆象饲养所用绿豆为晋绿1号，由山西农业大学农作站提供。

试剂和仪器：99%茴香烯、97%柠檬醛、99%丁香酚、98% 4-烯丙基苯甲醚标准品，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；食品级硅藻土，郑州高晶新材料有限公司； CAT、过氧化物酶（peroxidase，POD）、SOD、GST、CarE、AchE、琥珀酸脱氢酶（succinate dehydrogenase，SDH）活性检测试剂盒及BCA法蛋白质浓度测定试剂盒，生工生物工程（上海）股份有限公司；其他试剂均为国产分析纯。Spectra Max M5酶标仪，美国Molecular Devices公司。

1.2 方法

1.2.1 不同植物挥发物对绿豆象成虫熏蒸效果的测定

采用玻璃瓶密闭熏蒸法测定茴香烯、柠檬醛、4-烯丙基苯甲醚和丁香酚这4种植物挥发物对绿豆象成虫的熏蒸效果。在500 mL蓝盖试剂瓶瓶口处涂抹聚四氟乙烯防止试虫逃逸，待其挥发后每瓶接入绿豆象成虫50头（1个重复）。茴香烯、柠檬醛、4-烯丙基苯甲醚和丁香酚4种标准品分别吸取1.0、2.5和5.0 μL，滴加至长2 cm、宽1 cm的滤纸条上，即每种植物挥发物浓度分别为2、5和10 μL/L；将滤纸条悬挂于瓶内，距瓶底6 cm，拧紧瓶盖。每个浓度重复3次，以滴加等体积的无水乙醇作为对照。将试剂瓶置于温度（27±1） ℃、相对湿度（75±5）%的恒温培养箱内黑暗条件下分别熏蒸24、36、48、60和72 h，散气12 h后检查绿豆象成虫存活情况并记录。用毛笔轻触试虫背部，试虫无运动迹象和肢体伸展者视为死亡。根据死亡情况计算死亡率和校正死亡率。校正死亡率=（处理死亡率-对照死亡率）/（1-对照死亡率）×100%。

1.2.2 茴香烯与硅藻土联合对绿豆象成虫毒力的测定

根据1.2.1试验结果，茴香烯对绿豆象成虫的熏蒸效果最好，故选择茴香烯进行毒力测定。茴香烯单独处理时，将100 g绿豆放入500 mL蓝盖试剂瓶中，在瓶口涂抹聚四氟乙烯防止试虫逃逸，待其挥发后，每瓶接入50头绿豆象成虫（1个重复），分别吸取2.50、3.25、4.00、4.75和5.50 μL茴香烯标准品，滴加到长2 cm、宽1 cm的滤纸条上，即茴香烯浓度分别为5.0、6.5、8.0、9.5和11.0 μL/L；将滤纸条悬挂于瓶内，距瓶底6 cm，拧紧瓶盖。茴香烯与硅藻土联合处理时，按照每千克绿豆拌入1.2 g硅藻土（该剂量在预试验中杀虫效果最好且不超过国标规定剂量），使绿豆均匀粘附硅藻土粉末（Athanassiou et al.，2003）；将100 g绿豆放入500 mL蓝盖试剂瓶中，在瓶口涂抹聚四氟乙烯防止试虫逃逸，待其挥发后，每瓶接入50头绿豆象成虫，用微量进样器分别吸取1.25、1.50、1.75、2.00和2.25 μL茴香烯标准品，滴加到长2 cm、宽1 cm的滤纸条上，即茴香烯浓度分别为2.5、3.0、3.5、4.0和4.5 μL/L；将滤纸条悬挂于瓶内，距瓶底6 cm，拧紧瓶盖。以滴加等体积的无水乙醇为对照，每个浓度处理重复3次。将试剂瓶置于温度（27±1） ℃、相对湿度（75±5）%的恒温培养箱内黑暗条件下培养，48 h后检查绿豆象成虫存活情况并记录，计算死亡率和校正死亡率，方法同1.2.1。以茴香烯浓度对数值为自变量，以死亡概率值为因变量进行毒力回归方程拟合，根据毒力回归方程求出半致死剂量LC₅₀及95%置信区间，并对回归方程进行χ²检验。

1.2.3 硅藻土对茴香烯杀虫活性的增效作用

根据1.2.2试验结果，选择LC₅₀茴香烯与1.2 g/kg硅藻土联合处理绿豆象成虫，LC₅₀茴香烯浓度为3.040 μL/L，分别以LC₅₀茴香烯单独处理和1.2 g/kg硅藻土单独处理为对照，试验方法同1.2.2。每隔12 h检查绿豆象成虫存活情况并记录，计算死亡率和校正死亡率，方法同1.2.1。

1.2.4 绿豆象成虫体内酶活性的测定

根据1.2.2试验结果，LC₅₀茴香烯与1.2 g/kg硅藻土联合处理，并设LC₅₀茴香烯单独处理、1.2 g/kg硅藻土单独处理及滴加等体积的无水乙醇对照，方法同1.2.2。每瓶放入50头绿豆象（1个重复），每个处理时间设3个重复，处理后12、18、24、30和36 h，每个处理随机收集15头存活试虫，置于1.5 mL离心管中，液氮速冻后研磨并加入1 mL预冷的1×磷酸盐缓冲溶液，充分混匀后，于4 ℃、12 000 r/min条件下离心15 min，使用移液枪吸取上清液，置于-80 ℃超低温冰箱中保留，即待测酶液。取制备的待测酶液0.1 mL，用1×磷酸盐缓冲溶液溶液稀释10倍，根据BCA法蛋白质浓度测定试剂盒说明书测定蛋白质浓度。取制备的待测酶液作为样品，分别按照CAT、POD、SOD、AchE、CarE、GST和SDH活性检测试剂盒说明书测定吸光度值，按照说明书提供的公式计算各酶活性。

1.3 数据分析

采用SPSS Statistics 27.0软件对试验数据进行统计分析，使用单因素方差分析中Tukey检验法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同植物挥发物对绿豆象成虫的熏蒸效果

4-烯丙基苯甲醚、丁香酚、茴香烯和柠檬醛4种植物挥发物对绿豆象成虫均有一定的熏蒸效果，且随熏蒸浓度增加和熏蒸时间延长，绿豆象成虫的校正死亡率逐渐增加。当熏蒸24 h时，5 μL/L和10 μL/L茴香烯熏蒸后绿豆象成虫的校正死亡率与相同浓度4-烯丙基苯甲醚熏蒸后绿豆象成虫的校正死亡率相当，但均显著高于其他处理（P<0.05，图1-A）。当熏蒸36 h时，5 μL/L茴香烯熏蒸后绿豆象成虫的校正死亡率为93.33%，显著高于其他处理（P<0.05），10 μL/L茴香烯熏蒸后绿豆象成虫的校正死亡率达100.00%，表现出强熏蒸效果（图1-B）。熏蒸48 h时，2 μL/L和5 μL/L茴香烯熏蒸后绿豆象成虫的校正死亡率分别为24.00%和100.00%，均显著高于其他处理（P<0.05，）；10 μL/L茴香烯和4-烯丙基苯甲醚熏蒸后绿豆象成虫的校正死亡率分别为99.93%和100.00%，两者之间差异不显著，但均显著高于其他处理（P<0.05，图1-C）。熏蒸60 h时，5 μL/L 4-烯丙基苯甲醚熏蒸后绿豆象成虫的校正死亡率继续较熏蒸48 h时增加，但仍显著低于5 μL/L茴香烯处理（P<0.05，图1-E）。当5 μL/L 4-烯丙基苯甲醚熏蒸时间延长至72 h时，绿豆象成虫的校正死亡率为76.68%，显著低于5 μL/L茴香烯处理（P<0.05）；10 μL/L丁香酚和柠檬醛熏蒸72 h时，绿豆象成虫的校正死亡率仅为14.68%和8.69%，显著低于10 μL/L茴香烯处理（P<0.05，图1-E）。因此，选择茴香烯进行后续试验。

2.2 茴香烯与硅藻土联合对绿豆象成虫的毒力

茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理后，绿豆象的校正死亡率均随其浓度的增加而显著增加（P<0.05，图2）。对上述浓度的对数值和绿豆象的校正死亡率进行拟合，得到茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理对绿豆象成虫的毒力回归方程，经计算茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理对绿豆象的LC₅₀分别为6.979 μL/L和3.040 μL/L（表1）。

2.3 硅藻土对茴香烯杀虫活性的增效作用

硅藻土对茴香烯的杀虫活性有显著协同增效作用。硅藻土与茴香烯联合处理后绿豆象的校正死亡率均显著高于硅藻土单独处理和茴香烯单独处理（P<0.05），且处理36 h时绿豆象成虫的校正死亡率达100.00%，分别为茴香烯单独处理和硅藻土单独处理的2.54倍和21.41倍。当绿豆象成虫校正死亡率超过10.00%时，茴香烯单独处理需要12 h，硅藻土单独处理需要48 h，而茴香烯与硅藻土联合处理则仅需要6 h（表2）。

2.4 茴香烯与硅藻土联合对绿豆象酶活性的影响

2.4.1 对绿豆象成虫体内3种保护酶活性的影响

茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理18~24 h时，绿豆象成虫体内CAT活性均显著低于对照（P<0.05）；茴香烯单独处理36 h时绿豆象成虫体内CAT活性显著低于其他处理（P<0.05），而茴香烯与硅藻土联合处理36 h时绿豆象成虫体内CAT活性与对照差异不显著（图3-A）。茴香烯与硅藻土联合处理后绿豆象成虫体内POD活性较对照均显著增加（P<0.05）；茴香烯单独处理12~18 h时绿豆象成虫体内POD活性均显著低于其他处理（P<0.05），而后逐渐增加，处理36 h时POD活性达到最大值，为茴香烯与硅藻土联合处理的1.13倍（图3-B）。茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理后绿豆象成虫体内SOD活性均呈上升趋势，其中处理12~18 h时绿豆象成虫体内SOD活性均呈抑制状态，处理24~36 h时SOD活性均呈激活状态（图3-C）。硅藻土单独处理后绿豆象成虫体内3种保护酶活性均与对照差异不显著（图3-A~C）。

2.4.2 对绿豆象成虫体内3种解毒酶活性的影响

茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理后绿豆象成虫体内GST活性被显著激活，且随时间延长，活性越高，在处理36 h时绿豆象成虫体内GST活性分别达0.51 U/mg和0.53 U/mg，分别为对照的2.42倍和2.52倍（图3-D）。茴香烯与硅藻土联合处理后，绿豆象成虫体内CarE活性均表现为激活状态；而茴香烯单独处理12 h时，绿豆象成虫体内CarE活性仅为10.02 U/mg，为茴香烯与硅藻土联合处理的69.78%，随后逐渐增加，到处理36 h时显著高于对照（P<0.05），为对照的1.35倍（图3-E）。茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理12、24和36 h时绿豆象成虫体内AchE活性均处于显著抑制状态（P<0.05），尤其是处理12 h时AchE活性最低，分别为对照的66.99%和69.82%（图3-F）。硅藻土单独处理后绿豆象成虫体内3种解毒酶活性均与对照差异不显著（图3-D~F）。

2.4.3 对绿豆象成虫体内呼吸酶活性的影响

茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理12~36 h时绿豆象成虫体内SDH活性均处于显著抑制状态（P<0.05），其中茴香烯单独处理的抑制程度最大（图3-G）。硅藻土单独处理后绿豆象成虫体内SDH活性均与对照差异不显著（图3-G）。

3 讨论

植物挥发物对害虫有较好的熏蒸作用，其通过呼吸作用进入害虫体内，导致其中毒甚至死亡（Hashem et al.，2018；Kovaříková et al.，2025）。目前已发现多种植物挥发物对绿豆象有较强的熏蒸活性（Mario et al.，2023）。例如，大蒜提取物和桉叶Folium eucalypti提取物对绿豆象成虫的LC₅₀分别为7.73 μL/L和26.88 μL/L（胡婷婷等，2019）；26 μL/L罗勒Ocimum basilicum挥发物熏蒸处理后绿豆象成虫的死亡率达100%（Abd El-Salam，2010）。本研究发现茴香烯对绿豆象表现出较强的熏蒸效果，5 μL/L茴香烯熏蒸48 h或10 μL/L茴香烯熏蒸36 h后绿豆象成虫的校正死亡率均可达100.00%。茴香烯对其他昆虫也有较强的熏蒸活性。例如，茴香烯对米象和赤拟谷盗的LC₅₀分别为76.98 μL/L和29.10 μL/L（Johnson et al.，2022）；20.0 mg/L茴香烯熏蒸72 h后玉米象Sitophilus zeamais的校正死亡率为90.26%（Li et al.，2013）。与米象、赤拟谷盗和玉米象等害虫相比，较低浓度茴香烯处理后绿豆象即表现出较高的致死率，推测可能与昆虫本身的生理结构、嗅觉功能、解毒能力、靶标敏感性等有关。

硅藻土不仅可直接用于防治储粮害虫，而且还可与其他药剂联合使用。例如，赤拟谷盗和谷象Granary weevil对黄连挥发物和硅藻土的耐受性均较高，而两者联合处理对赤拟谷盗和谷象有较高的杀虫效果（Ziaee et al.，2014）；茴香Foeniculum vulgare精油与硅藻土联合处理对谷象的毒性较单独处理增加3倍左右（Pierattini et al.，2019）；乳香黄连木Pistacia lentiscus和小茴香Foeniculum vulgare精油与硅藻土复配后对玉米象的杀虫效果较单独处理增强（Bougherra-Nehaoua et al.，2015）。本研究结果显示，茴香烯与硅藻土联合处理对绿豆象成虫的毒力较单独处理明显增加，表明茴香烯与硅藻土具有协同增效作用，在更短的时间对绿豆象有较高的致死率，究其原因可能是硅藻土颗粒通过物理摩擦破坏了害虫表皮酯层，导致其体内水分流失，从而引发害虫生理胁迫并显著降低其抗性（Gad et al.，2023）。

抗氧化保护酶广泛存在昆虫体内，其主要作用是清除体内自由基从而保护机体免受氧化损伤（Dryer et al.，1980），外源有毒物质侵入后昆虫会激活体内保护酶（Wang et al.，2020）。本研究结果显示，硅藻土单独处理后绿豆象成虫体内CAT、POD、SOD活性与对照均差异不显著；而茴香烯可抑制绿豆象成虫体内CAT活性；茴香烯可激活绿豆象成虫体内POD活性，而其与硅藻土联合处理后绿豆象成虫体内POD活性先被抑制而后被激活；茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理后绿豆象成虫体内SOD活性均呈现先被抑制而后被激活的变化趋势，表明茴香烯可激活绿豆象成虫体内3种保护酶的活性，且具有时间效应和浓度效应，即在逆境条件下绿豆象发生一系列防御反应，但当应激反应超过一定强度后，机体无法适应而出现不可逆的损伤（Spinozzi et al.，2023；王泽华等， 2024）。茴香烯熏蒸处理后桃小食心虫Carposina sasakii体内SOD和CAT活性呈现初期升高、后期下降的趋势，最后低于对照水平，而POD始终处于激活状态（李晓颖，2012），这与本研究结果不一致，表明不同昆虫的抗氧化保护酶对同一外源有毒化合物响应规律不同。

昆虫体内解毒酶系主要参与昆虫对外源毒物的解毒代谢（Wang et al.，2014），其中AchE是许多外源有毒物质的主要作用靶标，是参与昆虫神经传导的一种特殊酶，能降解神经递质乙酰胆碱（李飞等，2003）。本研究结果显示硅藻土对绿豆象成虫体内解毒酶未产生显著影响，而茴香烯是诱导绿豆象成虫体内解毒酶活性变化的主要因素；茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理后绿豆象体内GST活性均显著升高，表明绿豆象成虫通过激活体内GST活性来应对茴香烯的胁迫；茴香烯单独处理后绿豆象成虫体内CarE活性显著高于其与硅藻土联合处理，表明低浓度茴香烯处理后绿豆象可迅速激活体内CarE从而产生解毒反应，但高浓度茴香烯处理可能对绿豆象造成应激损伤。类似地，低浓度茶皂素诱导东亚飞蝗体内GST、CarE活性增加，而高浓度茶皂素处理后其体内GST活性被抑制（王铭铭等，2023）；α-茄碱能诱导马铃薯块茎蛾Phthorimaea operculella幼虫体内GST活性增加（闫寒等，2024）；α-松油醇密闭熏蒸处理后，米象和赤拟谷盗体内GST、CarE活性均显著增加（刘雯雯等，2025）。本研究结果显示，与GST、CarE活性表现不同，茴香烯单独处理及其与硅藻土联合处理后绿豆象成虫体内AchE活性均处于被显著抑制状态，表明AchE可能是茴香烯作用于绿豆象的关键靶标酶。类似地，茴香烯对地中海斑螟Ephestia kuehniella幼虫、锈赤扁谷盗Cryptolestes ferrugineus、桑树美国白蛾Hyphantria cunea体内AchE活性均有显著的抑制作用（Shahriari et al.，2018；Wang et al.，2021；Pour et al.，2022）。推测AchE活性被显著抑制可能使试虫出现过度兴奋、多动等症状，从而增加了与硅藻土之间的摩擦，导致损伤程度加剧，但其具体作用机制有待进一步验证。SDH是线粒体内膜上的关键酶，参与腺嘌呤核苷三磷酸合成，是细胞能量代谢核心环节之一（Haran et al.，2024）。本研究结果显示茴香烯处理后绿豆象成虫体内SDH活性均处于抑制状态，且其单独处理的抑制程度更强，这可能是造成绿豆象体内活性氧积累以及能量代谢失调的主要原因（Pekny et al.，2018），而硅藻土单独处理后绿豆象成虫体内SDH活性与对照无显著差异。本文仅从代谢水平分析了茴香烯对绿豆象体内相关酶活性变化规律的影响，其潜在的分子调控机制需进一步深入研究。

参考文献

[1] Abd El-Salam AME. 2010. Toxic and deterrent effects of two volatile oils against cowpea weevil, Callosobruchus chinensis (Coleoptera: Bruchidae). Archives of Phytopathology and Plant Protection, 43(16): 1596-1607

[2] Abouelatta AM, Keratum AY, Ahmed SI, El-Zun HM. 2020. Repellent, contact and fumigant activities of geranium (Pelargonium graveolens L.’Hér) essential oils against Tribolium castaneum (Herbst) and Rhyzopertha dominica (F.. International Journal of Tropical Insect Science, 40(4): 1021-1030

[3] Adesina JM. 2023. Antioxidant and detoxifying enzymes response of stored product insect pests to bioactive fractions of botanical extracts used as stored grains protectant. Annals of Environmental Science and Toxicology, 7(1): 43-51

[4] Athanassiou CG, Kavallieratos NG, Tsaganou FC, Vayias BJ, Dimizas CB, Buchelos CT. 2003. Effect of grain type on the insecticidal efficacy of SilicoSec against Sitophilus oryzae (L.) (Coleoptera: Curculionidae). Crop Protection, 22(10): 1141-1147

[5] Athanassiou CG, Korunic Z, Vayias BJ. 2009. Diatomaceous earths enhance the insecticidal effect of bitterbarkomycin against stored-grain insects. Crop Protection, 28(2): 123-127

[6] Bhavya ML, Chandu AGS, Devi SS. 2018. Ocimum tenuiflorum oil, a potential insecticide against rice weevil with anti-acetylcholinesterase activity. Industrial Crops and Products, 126: 434-439

[7] Bougherra-Nehaoua HH, Bedini S, Cosci F, Flamini G, Belhamel K, Conti B. 2015. Enhancing the insecticidal efficacy of inert dusts against stored food insect pest by the combined action with essential oils. Integrated Protection of Stored Products, 111: 31-38

[8] Dryer SE, Dryer RL, Autor AP. 1980. Enhancement of mitochondrial, cyanide-resistant superoxide dismutase in the livers of rats treated with 2, 4-dinitrophenol. Journal of Biological Chemistry, 255(3): 1054-1057

[9] Gad HA, Al-Ayat AA, Hassuba MMM, Abdelgaleil SAM. 2023. Effectiveness of binary combinations of abamectin and deltamethrin with two inert dusts for the management of Trogoderma granarium Everts on wheat grains. Journal of Stored Products Research, 100: 102071

[10] Haran R, Sathyaseelan C, Sumathi E, Jayakanthan M, Vijay S, Shandeep G, Ramasami Saminathan V, Rajagopalan Srinivasan M, Kokiladevi E. 2024. Unraveling the impact of pesticide exposure on Apis honey bees: an investigation on succinate dehydrogenase subunit a (SDHA) inhibition mechanisms. Chemistry Select, 9(15): e202305067

[11] Hashem AS, Awadalla SS, Zayed GM, Maggi F, Benelli G. 2018. Pimpinella anisum essential oil nanoemulsions against Tribolium castaneum: insecticidal activity and mode of action. Environmental Science and Pollution Research, 25(19): 18802-18812

[12] Hu TT, Lu YJ, Hong B, Zheng TT, Li M, Huang GZ. 2019. The studies of fumigation effect of Allium sativum L. (AS) and other five plant essential oils against Callosobruchus chinensis (Linnaeus). Grain Storage, 48(2): 28-33 (in Chinese)

[13] 胡婷婷, 鲁玉杰, 洪冰, 郑婷婷, 李敏, 黄国忠. 2019. 大蒜精油等五种植物精油对绿豆象熏蒸效果研究. 粮食储藏, 48(2): 28-33

[14] Johnson AJ, Venukumar V, Varghese TS, Viswanathan G, Leeladevi PS, Remadevi RKS, Baby S. 2022. Insecticidal properties of Clausena austroindica leaf essential oil and its major constituent, trans-anethole, against Sitophilus oryzae and Tribolium castaneum . Industrial Crops and Products, 182: 114854

[15] Kovaříková K, Pavela R, Krofta K, Vostřel J. 2025. Use of trans-anethole against hop flea beetles in field conditions. Agronomy, 15(6): 1311

[16] Li F, Han ZJ, Tang B. 2003. Insensitivity of acetylcholinesterase and increased activity of esterase in the resistant cotton aphid, Aphis gossypii Glover. Acta Entomologica Sinica, 46(5): 578-583 (in Chinese)

[17] 李飞, 韩召军, 唐波. 2003. 抗性品系棉蚜乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的变异. 昆虫学报, 46(5): 578-583

[18] Li SG, Li MY, Huang YZ, Hua RM, Lin HF, He YJ, Wei LL, Liu ZQ. 2013. Fumigant activity of Illicium verum fruit extracts and their effects on the acetylcholinesterase and glutathione S-transferase activities in adult Sitophilus zeamais . Journal of Pest Science, 86(4): 677-683

[19] Li XY. 2012. Study on screening botanical insecticide and their insecticidal activity to Carposina sasakii Matsmura. Master thesis. Baoding: Hebei Agricultural University (in Chinese)

[20] 李晓颖. 2012. 桃小食心虫植物源杀虫剂的筛选及其杀虫活性研究. 硕士学位论文. 保定: 河北农业大学

[21] Liu WW, Xu Y, Hu LQ, Zhou WH, Xi WP, Zhu WY, Huang Q, Liu YX, Luo LY, Feng RZ. 2025. Biological activity of Camphora longepaniculata essential oil against Sitophilus oryzae and Tribolium castaneum . Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 41(7): 308-317 (in Chinese)

[22] 刘雯雯, 徐远, 胡连清, 周万海, 席万鹏, 朱文优, 黄奇, 刘雅馨, 罗靓颖, 冯瑞章. 2025. 油樟精油对米象和赤拟谷盗的毒力及酶活性影响. 农业工程学报, 41(7): 308-317

[23] Mario MB, Astuti LP, Hsu JL, Kafle L, Fernando I. 2023. Bioefficacy of eight different plant powders applied as fumigants against the adzuki bean weevil, Callosobruchus chinensis . Crop Protection, 167: 106200

[24] Mustapha MB, Zardi-Bergaoui A, Chaieb I, Flamini G, Ascrizzi R, Jannet HB. 2020. Chemical composition and insecticidal activity of Crithmum maritimum L. essential oil against stored-product beetle Tribolium castaneum (Herbest). Chemistry & Biodiversity, 17(3): e1900552

[25] Pekny JE, Smith PB, Marden JH. 2018. Enzyme polymorphism, oxygen and injury: a lipidomic analysis of flight-induced oxidative damage in a succinate dehydrogenase d (Sdhd)-polymorphic insect. Journal of Experimental Biology, 221(6): jeb171009

[26] Pierattini EC, Bedini S, Venturi F, Ascrizzi R, Flamini G, Bocchino R, Girardi J, Giannotti P, Ferroni G, Conti B. 2019. Sensory quality of essential oils and their synergistic effect with diatomaceous earth, for the control of stored grain insects. Insects, 10(4): 114

[27] Pour SA, Shahriari M, Zibaee A, Mojarab-Mahboubkar M, Sahebzadeh N, Hoda H. 2022. Toxicity, antifeedant and physiological effects of trans-anethole against Hyphantria cunea Drury (Lep: Arctiidae). Pesticide Biochemistry and Physiology, 185: 105135

[28] Rajashekar Y, Vijay Kumar H, Ravindra KV, Bakthavatsalam N. 2013. Isolation and characterization of biofumigant from leaves of Lantana camara for control of stored grain insect pests. Industrial Crops and Products, 51: 224-228

[29] Ren JH, Zhao YL, Wang H, Li JH, Zhao CJ, Lu SP, Xiong Y, Wu SR. 2022. Extraction of karanjin from Pongamia pinnata and its insecticidal activity against Bactrocera dorsalis . Chinese Journal of Tropical Crops, 43(12): 2507-2514 (in Chinese)

[30] 任军华, 赵永亮, 王辉, 李玖慧, 赵春杰, 卢绍鹏, 熊焰, 伍苏然. 2022. 水黄皮中水黄皮素的提取及其对桔小实蝇的杀虫活性. 热带作物学报, 43(12): 2507-2514

[31] Shah MA, Khan AA. 2014. Use of diatomaceous earth for the management of stored-product pests. International Journal of Pest Management, 60(2): 100-113

[32] Shahriari M, Zibaee A, Sahebzadeh N, Shamakhi L. 2018. Effects of α-pinene, trans-anethole, and thymol as the essential oil constituents on antioxidant system and acetylcholine esterase of Ephestia kuehniella Zeller (Lepidoptera: Pyralidae). Pesticide Biochemistry and Physiology, 150: 40-47

[33] Song CF, Feng XM, Wang ZY, Yan XZ, Hao C. 2022. Bioactivities of the essential oils derived from four species of non-host plants against diamondback moth Plutella xylostella . Journal of Plant Protection, 49(2): 671-682 (in Chinese)

[34] 宋程飞, 冯雪梦, 王志宇, 闫喜中, 郝赤. 2022. 四种非寄主植物精油对小菜蛾的生物活性. 植物保护学报, 49(2): 671-682

[35] Spinozzi E, Zeni V, Di Giovanni F, Marmugi M, Baldassarri C, Mazzara E, Ferrati M, Ricciardi R, Canale A, Lucchi A, et al. 2023. Aniseed, Pimpinella anisum, as a source of new agrochemicals: phytochemistry and insights on insecticide and acaricide development. Agriculture Communications, 1(1): 100003

[36] Tuda M, Chou LY, Niyomdham C, Buranapanichpan S, Tateishi Y. 2005. Ecological factors associated with pest status in Callosobruchus (Coleoptera: Bruchidae): high host specificity of non-pests to Cajaninae (Fabaceae). Journal of Stored Products Research, 41(1): 31-45

[37] Valmas N, Ebert PR. 2006. Comparative toxicity of fumigants and a phosphine synergist using a novel containment chamber for the safe generation of concentrated phosphine gas. PLoS ONE, 1(1): e130

[38] Wang MM, Cui GY, Wei XH, Zhang YJ, Ji R, Zhang YJ, He L. 2023. Effects of tea saponin on feeding, digestion, growth and development of Locusta migratoria manilensis . Plant Protection, 49(2): 137-142 (in Chinese)

[39] 王铭铭, 崔国盈, 魏秀红, 张勇娟, 季荣, 张永军, 何岚. 2023. 茶皂素对东亚飞蝗取食、消化及生长发育的影响. 植物保护, 49(2): 137-142

[40] Wang Y, Li CM, Zhang ML, Gao QL, Li GF, Duan HW. 2021. Effect research of food-grade inert dust control stored grain insect pests. Modern Food, 29(20): 14-17 (in Chinese)

[41] 王洋, 李长明, 张美丽, 高全良, 李广福, 段宏伟. 2021. 食品级惰性粉防治储粮害虫效果研究. 现代食品, 29(20): 14-17

[42] Wang Y, Zhao S, Shi L, Xu ZF, He L. 2014. Resistance selection and biochemical mechanism of resistance against cyflumetofen in Tetranychus cinnabarinus (Boisduval). Pesticide Biochemistry and Physiology, 111: 24-30

[43] Wang YY, Huang XB, Chang BH, Zhang ZH. 2020. Growth performance and enzymatic response of the grasshopper, Calliptamus abbreviatus (Orthoptera: Acrididae), to six plant-derived compounds. Journal of Insect Science, 20(3): 14

[44] Wang ZH, Yang F, Gao TT, Zhang DF, Yu QY, Gao MY, Wang SN. 2024. Insecticidal activity of Coriandrum sativum essential oil against Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae) and the effects on the aphid’s protective and detoxification enzyme activities. Acta Entomologica Sinica, 67(3): 366-373 (in Chinese)

[45] 王泽华, 杨帆, 高恬恬, 张道丰, 于秋月, 高梦瑶, 王山宁. 2024. 芫荽精油对桃蚜的杀虫活性及其保护酶和解毒酶活性的影响. 昆虫学报, 67(3): 366-373

[46] Wang ZJ, Xiang CY, Jin L, Chen YG, Wang X, Zhou GX. 2021. Effects of star anise Illicium verum extracts on feeding and ovipositional selectivity of white-backed rice planthopper Sogatella furcifera and their insecticidal activities. Journal of Plant Protection, 48(4): 907-913 (in Chinese)

[47] 王谆静, 项楚一, 金路, 陈永根, 王霞, 周国鑫. 2021. 八角茴香浸提液对白背飞虱的取食、产卵选择性及杀虫活性的影响. 植物保护学报, 48(4): 907-913

[48] Wang ZJ, Xie YJ, Sabier M, Zhang T, Deng JY, Song XM, Liao ZH, Li QG, Yang SX, Cao Y, et al. 2021. Trans-anethole is a potent toxic fumigant that partially inhibits rusty grain beetle (Cryptolestes ferrugineus) acetylcholinesterase activity. Industrial Crops and Products, 161: 113207

[49] Yan H, Dong WB, Gao YL, Hou QF, Zhou YJ, Chen YR, Liu MY, Li F, Wu SY. 2024. Effects of α-solanine on growth, development and metabolic detoxification of potato tuber moth Phthorimaea operculella . Journal of Plant Protection, 51(6): 1438-1448 (in Chinese)

[50] 闫寒, 董文博, 高玉林, 侯清芳, 周钰佳, 陈昱儒, 刘明月, 李芬, 吴少英. 2024. α-茄碱对马铃薯块茎蛾生长发育及代谢解毒的影响. 植物保护学报, 51(6): 1438-1448

[51] Yang FL, Liang GW, Xu YJ, Lu YY, Zeng L. 2010. Diatomaceous earth enhances the toxicity of garlic, Allium sativum, essential oil against stored-product pests. Journal of Stored Products Research, 46(2): 118-123

[52] Zeni V, Baliota GV, Benelli G, Canale A, Athanassiou CG. 2021. Diatomaceous earth for arthropod pest control: back to the future. Molecules, 26(24): 7487

[53] Zhang M, Wu AQ, Ma XY, Fan NN, Wang KH, Zhang XH, Zheng HX. 2025. The oviposition deterrent effects of non-host plant volatiles on Chinese bean weevil Callosobruchus chinensis . Journal of Plant Protection, 52(2): 428-436 (in Chinese)

[54] 张苗, 武安琪, 马晓瑜, 樊楠楠, 王科辉, 张仙红, 郑海霞. 2025. 非寄主植物挥发物对绿豆象的产卵忌避作用. 植物保护学报, 52(2): 428-436

[55] Zhong JF, Wan ZH, Li L, Chen HW, Wu GH. 2013. Effect of low and high temperatures on controlling azuki bean beetle (Callosobruchus chinensis L., Coleoptera: Bruchidae) in storage. Scientia Agricultura Sinica, 46(1): 54-59 (in Chinese)

[56] 仲建锋, 万正煌, 李莉, 陈宏伟, 伍广洪. 2013. 低温和高温对仓储绿豆象的防治效果. 中国农业科学, 46(1): 54-59

[57] Ziaee M, Moharramipour S, Francikowski J. 2014. The synergistic effects of Carum copticum essential oil on diatomaceous earth against Sitophilus granarius and Tribolium confusum . Journal of Asia-Pacific Entomology, 17(4): 817-822

基金资助

国家重点研发计划项目(2021YFD1600603-01)

国家食用豆产业技术体系项目(CARS-08-G10)

山西省自然基金面上项目(20210302124166)

山西农业大学大学生创新训练计划项目(20250284)