摘要：植物源杀虫剂因生物活性高、毒性低和环境相容性好等优点受到了社会的广泛关注。本文简述了植物源杀虫剂的特点，介绍了我国以植物源为先导化合物开发的农药品种及其成果等，讨论了我国当前植物源杀虫剂的开发与产业化现状。
关键词：植物源；杀虫剂；胆碱
1 概述
20世纪40年代后，化学合成农药因高效、速效、杀虫谱广等特点而倍受青睐，这使植物源农药的研究和使用一度陷入低谷。然而，随着化学农药的使用，其弊端也逐渐显露出来，例如“3R”问题（残留、抗药性、害虫的再猖獗）。植物源农药因其高效、低毒、低残留、选择性高、害物不易产生抗药性等特点而再次引起人们的关注，成为当前农药研究的热点。世界上有近50 万种植物，Grange和Ahmed 曾报道约有2400 种植物具有控制有害生物的活性，但被分析过化学成分的植物只有10%。目前，对植物源农药的研究主要集中在楝科、菊科、卫矛科、豆科、蓼科、百合科、十字花科、大戟科、杜鹃花科、茄科等植物。
2 植物源杀虫剂的作用机理
2.1 毒杀作用
植物对昆虫最直接、最有效的作用方式就是毒杀作用。烟碱作用于烟碱型乙酰胆碱受体，干扰昆虫神经系统的刺激传导，引起神经通路阻塞，进而造成神经传导物质——乙酰胆碱的积累，从而导致昆虫麻痹，并最终死亡。有些生物碱的毒杀机制是作用于昆虫乙酰胆碱酯酶(AChE)而影响神经系统。某些生物碱能与离子通道载体蛋白结合，阻止或促进离子转运，如藜芦碱、藜芦定、墙草碱能与细胞膜上Na+通道蛋白结合，延长通道开放时间，引起虫体休克死亡；鱼尼丁是一种肌肉毒剂，能与肌质膜上的Ca2+通道蛋白结合，影响肌肉收缩，使昆虫肌肉松驰性麻痹。鱼尼丁对Ca2 + 通道有两种作用，在微摩尔浓度水平，它打开通道；在毫摩尔浓度水平，它又关闭通道。番茄碱对棉铃虫具有的毒性作用是通过降低体内钙调蛋白含量使棉铃虫致死。推测番茄碱可能作为钙调蛋白的拮抗剂、拮抗钙调蛋白被钙离子激活的位点，影响其与靶酶的结合而发挥作用。咖啡因和茶碱的毒杀作用在于它们对磷酸二酯酶的抑制作用，而对腺苷受体和原生质膜上钙离子通道阻塞无关。
2.2拒食作用
昆虫拒食剂严格定义上应属一类以味觉感受器为作用靶标的新型昆虫毒剂，其作用机理显然不同于神经毒剂、呼吸毒剂、消化毒剂及生长发育抑制剂等。取食行为既依赖于昆虫化学感受器的神经信息的输入，又依赖于中枢神经对这些输入信息的综合分析。因此，取食行为被抑制的原因就可能是感受器信息输入中断，也可能是中枢神经特化的“抑食细胞”受到刺激，亦或二者兼而有之。
2.3 驱避作用
对昆虫驱避作用机制研究较多的是驱蚊剂，它是通过影响蚊子乳酸受体而使其停止寻找寄主，但驱避剂是否对不同节肢动物也有相同的作用机制，目前还不清楚。赵博光试验证明，苦豆草生物碱对云杉卷叶蛾雌虫的产卵抑制作用是通过抑制试虫体表的化学感受器而造成的。
2.4 生长发育抑制作用
昆虫生长发育受抑制主要是其生长发育中的生理过程遭到破坏。苦豆子7种主要生物碱处理小菜蛾4龄幼虫后，体重显著降低，同时导致试虫体内碳水化合物消耗量显著加大，从而严重干扰其生长发育。除氧化苦参碱外，其它6种生物碱均能促进昆虫呼吸强度或延长呼吸过程，其中苦参碱、苦豆碱和槐胺碱促进试虫CO2 释放量和释放过程的作用最为显著。昆虫内分泌活动受到干扰，如与昆虫生长发育紧密相关的促前胸腺激素、蜕皮甾类、保幼激素等的合成、分泌、运送至靶标受阻或抑制，都会导致正常的变态和发育受阻。
3 开发利用
植物源农药的开发利用可分为两方面：一是直接利用，即对植物中的活性物质进行粗提取后，直接加工成可利用的制剂。这种利用方式的主要优点是能够发挥粗提物中各种成分的协同作用，而且投资少，开发周期短。目前，中国在这方面做的工作较多，已开发出楝素乳油、苦皮藤乳油、鱼藤酮乳油、双素碱水剂、油酸烟碱等多种商品化制剂。二是间接利用，即研究活性物质的结构、作用机制、结构与活性间的关系，进而人工模拟合成筛选，从中开发新型植物源农药制剂。间接利用是当前国外植物源农药研究开发的盲点，也是我国植物源农药研究发展的方向。
植物源农药可以制成乳剂、粉剂单独使用或几种植物农药配合使用，也可以与生物农药、化学农药混配使用。到2000年止，中国已登记注册植物源农药品种28种，应用较多的为苦参碱（粉剂2种，水剂10种）、烟碱（含混剂，4种）、鱼藤酮（6种)、茶皂素、木烟碱、楝素乳油等。由于植物源农药对人畜毒性低，在环境中容易降解，基本上无明显的残毒问题。因此，首先应考虑将植物源农药应用于蔬菜、茶叶、中药材、花卉生产以及城市绿化防治病虫害等方面。
4 存在的问题及前景展望
目前应集中研究蛋白质类的植物性杀虫剂，如蓖麻毒素、胰蛋白酶抑制剂、淀粉酶抑制剂及一些对害虫有忌避、毒杀的凝集素等，阐明它们的基因结构，以便人工合成或从杀虫植物中克隆这些基因，然后再将这些基因转入需保护的作物中，这样就可以用自然界自己的方式解决自身的问题。用昆虫细胞培养可以研究植物性杀虫剂的作用机理，探讨其作用于细胞代谢的哪一个位点，利用生物分子相互作用分析(BLA)系统，可以查出植物性杀虫剂的受体，这样对设计混配及仿生合成新农药有极大的帮助。（收稿：2011-03-29）
参考文献
[ 1 ]粟维斌,叶萍等，《我国旅游景区开发与管理专业人才需求情况调查与分析》,河北职业技术学院学报, 2007, 7 (4) : 66 – 68
[ 2 ]朱智,陈光烈等,《万绿湖的生态环保之路》,职业圈, 2007 (1)(责编:张琪琪)
[ 3 ]徐汉虹,《杀虫植物与植物性杀虫剂》, 北京: 中国农业出版社,2001
[ 4 ]赵博光,《六种植物提取物对马尾松毛虫的拒食作用及毒性》,南京林业大学学报, 1994, (2) : 182 – 183
[ 5 ]高聪芬,张兴,《砂地柏精油的熏蒸杀虫活性初探》,南京农业大学学报, 1997, (3) : 50 – 53