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植物产品防疟驱虫活性研究进展

Damtew贝克勒

埃塞俄比亚德布雷马科斯大学自然与计算科学学院生物系

电子邮件:bhuvaneswari.bibleraaj@uhsm.nhs.uk

DOI: 10.15761 / BRR.1000114

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摘要

蚊子对公共卫生的重要性众所周知,因为它们会导致包括疟疾在内的重大健康问题和疾病。在控制疟疾和预防蚊媒疾病方面使用化学杀虫剂造成了杀虫剂对环境的不利影响、潜在毒性、高昂的操作成本、社区接受度以及媒介对杀虫剂产生抗药性等问题。上述因素促使人们寻找疟疾控制战略的新手段。目前,具有杀蚊潜力的植物次生代谢产物(植物提取物和精油)由于具有杀幼虫、杀成人和驱蚊的特性,被认为是替代合成杀虫剂的有效替代品。此外,来自植物的杀蚊剂可以为控制疟疾病媒提供有效、廉价和安全的方法。这项审查还表明,个人和社区使用本地植物产品可以作为预防各种蚊媒疾病的预防措施。因此,作为杀蚊剂和驱蚊剂的植物产品可作为辅助和/或替代控制措施,与正在进行的反病媒干预措施相结合,还可提供促进地方性控制持久性疟疾的有用工具。

关键字

疟疾媒介,杀虫剂,驱蚊剂

简介

疟疾是最重要的蚊媒疾病,由蚊子引起疟原虫寄生虫通过雌性动物的叮咬传染按蚊蚊子。2010年,在全球范围内,疟疾估计造成了219亿例(1.54 - 2.89亿例)和66万例(49万-836万例)死亡。大约80%的病例和90%的死亡发生在非洲[1]。根据埃塞俄比亚卫生部(MOH)的记录,该国75%的人口患有疟疾,约68%的总人口生活在疟疾[2]风险地区。因此,每年有400万至500万人受疟疾影响[3]。此外,MOH(2012)估计每年有500万至100万临床疟疾病例[4]。因此,在2009/2010年,国家一级仅报告了100万例病例,检查了462,623例(55.84%),诊断检测确认为阳性256,487例(23.68%)。埃塞俄比亚每年大约有7万人死于疟疾[4]。

因此,控制这些蚊媒疾病的方法之一是通过杀死或防止蚊子叮咬人类来中断疾病传播。在过去70年里,在热带地区进行的根除蚊虫媒介的努力迄今没有取得任何实际成果。蚊子对传统合成杀蚊剂产生耐药性,加上它们对非目标动物的毒性,促使人们寻找新的和有效的蚊虫控制手段。由于上述问题和关切,世界各地正在进行对环境安全和针对特定目标的新型杀虫剂的研究。此外,为了寻找新的作用模式和开发以天然植物产品为基础的活性剂,正在努力分离、筛选和开发具有杀虫活性的植物化学品。因此,经证实具有控制蚊虫潜力的植物产品可作为合成杀虫剂的替代品,或在综合病媒控制下与其他杀虫剂一起使用。

本属的原生动物寄生虫疟原虫通过吸血按蚊雌蚊的叮咬进入血液(按蚊spp)。导致人类疾病的主要物种是恶性疟原虫间日疟原虫p .那,三日疟原虫这种病在许多地区都有,但在非洲以外的地区不太常见。人感染P。诺氏疟原虫,一种公认的非人类灵长类病原体,也被描述为[6]。在这其中,恶性疟原虫是造成非洲严重的,通常是致命的脑型疟疾的罪魁祸首。就埃塞俄比亚的按蚊动物群而言,疟疾最重要的媒介是一个arabiensis[5]。它在该国广泛分布,通常是疟疾流行病的病媒。一个。arabiensis主要繁殖在小型,临时,和阳光照射的水集合,如雨池。然而,它也可以在各种各样的其他类型的水体中繁殖。它通常是一个室内休息的物种,但具有外向的食性习惯。

该国第二常见的病媒物种是一个。pharoensis.它最喜欢的繁殖栖息地通常是大的,有自然植被的永久性水体,如沼泽和湖泊的边缘。它在室内和室外的进食和休息习惯一般与之相似一个。arabiensis[5]。其他的辅助向量是一个。funestus而且一个。nili在过去,它们是埃塞俄比亚有限地区疟疾的重要媒介;然而,它们现在极其稀少,而且分布非常局部性。的焦点按蚊疟疾控制的对象是成年女性,因为只有这一性别的人吃血食,这引起了公众的关注。

根据MOH(2002)[7],成年雌虫从蛹期出来后吃第一次血。有些物种喜欢吃家畜(嗜动物),有些喜欢人血(嗜人)。但当它们最喜欢的宿主不在的时候,它们就会准备好以其他宿主为食。咬人的情况也各不相同:有些是内噬(室内咬人),有些是外噬(室外咬人)。至于休息的地方,它们通常在房屋内(嗜内性),但也有一些可以在房屋外休息(嗜外性)。雌蚊通常在天黑后进入房屋,吸血后飞到附近的墙壁或天花板上休息,直到所有的血液被消化,然后准备飞到外面产卵。

疟疾控制

根据世卫组织(2002年)[8],疟疾控制包括预防蚊虫叮咬、杀死蚊子和治疗患者。以下方法可防止蚊虫叮咬:在夜间使用蚊帐,如果浸有杀虫剂,蚊帐会更有效;使用驱蚊剂;并对房屋进行隔离,防止蚊子进入。此外,消除孳生地点并杀死幼虫、蛹和成蚊将有助于减少媒介的数量和寿命。此外,通过在室内滞留的病媒传播的疟疾可以通过向房屋内部喷洒残留杀虫剂来预防或控制。

关于疟疾的控制,埃塞俄比亚直到最近还依靠使用化学杀虫剂控制病媒。1939年发现滴滴涕的杀虫特性以及随后开发的有机氯和有机磷杀虫剂限制了自然产物的研究,因为人们认为控制昆虫的答案已经找到了。另一方面,传统合成杀虫剂的某些固有特性和使用模式导致对包括牲畜、鱼类、鸟类在内的哺乳动物和有益生物的毒性;人类中毒;对环境造成的不利影响,导致土壤、水和空气污染;由于对各种各样的杀虫剂产生了生理和行为上的抗药性并得到传播,害虫种群重新出现;由于喷洒作业成本较高,以及拒绝允许室内喷洒的程度较高,因此必须利用植物产品作为病媒控制的替代方法,以满足在综合病媒管理项目中使用的现代标准。

杀虫剂和驱蚊剂的次生代谢物

次生代谢物是通过初级代谢物[10]酶控复杂代谢途径获得的植物源天然产物。它们不直接作用于支持生物生长、发育和繁殖的主要生化活动中。次生代谢物在植物中的发生和分布可能与对抗食草动物、病原生物(细菌和真菌)、昆虫和害虫的防御策略有关。例如,高等植物无法逃脱捕食者的攻击,也没有免疫系统来保护它们免受细菌或病毒的攻击。它们进化出的另一种生存策略是一种化学防御,表现为在它们的细胞中存在化感化学物质,这种分子对相互作用的有机体具有生物活性。

植物杀虫成分的定性和定量发生受三个主要因素[10]的影响。在分类单元的遗传组成所规定的范围内,遗传效应可诱发数量和质量的变化。也就是说,在形态和结构上非常相似的同一种植物,其遗传组成可能有很大的不同,这往往导致次生代谢物的明显差异。个体发生因子与次生代谢物浓度随植物年龄的增加或减少有关,其性质随植物发育阶段的不同而不同。环境因素包括土壤、海拔、气候(温度、光照、降雨、风)、生物或相关的植物区系(真菌、细菌和病毒感染、昆虫的存在和植物密度)也可以产生次生植物成分的定量变化。

植物材料的收集是基于这样的预测:在分类上相关的植物可能含有结构相似的化合物。在收集之后,有几种提取方法,最简单的是冷提取(在一个大的烧瓶中使用搅拌器搅拌生物质),在室温下用极性增加的溶剂提取地面干燥的物质:首先是己烷(石油醚),然后是氯仿(或二氯甲烷),乙酸乙酯,丙酮,甲醇,最后是水。这种冷萃取的主要优点是天然产物[10]几乎没有潜在的降解。药学上使用的提取方法包括使用选择性溶剂将植物组织的药用活性部分从非活性/惰性成分中分离出来。在萃取过程中,溶剂扩散到固体植物材料中,溶解极性相近的化合物[12]。

作为综合蚊虫管理的重要组成部分,广泛研究了植物源杀幼虫剂的应用,并开发了各种蚊虫控制剂,如西烯酮、鱼藤酮、卡普林、准辛、百里香酚、丁香酚、新木素、树碱和角碘酞明。从植物中提取的化学物质被预测为未来蚊虫控制项目中的武器,因为它们被证明具有一般毒物、生长和繁殖抑制剂、驱蚊剂和产卵威慑剂[13]的功能。[14]的另一项研究指出,具有驱蚊或杀虫作用的当地植物可能在傍晚蚊虫叮咬的地区或在没有足够的蚊帐覆盖一所房子所有床的情况下发挥重要作用。

关于杀蚊植物,已知包括楝树在内的至少344种植物含有具有一定杀蚊活性的生物活性物质[13]。对许多报告的热带植物进行了仔细研究,从而对其活性成分进行了提取和表征,这些成分对人类的各种用途都有贡献。这些成分中最重要的是生物碱、萜类、类固醇、酚类、皂苷和单宁[9]。以植物为基础的蚊虫控制往往可以从当地来源获得,很可能在当地创造就业机会,减少对昂贵进口产品的依赖,并刺激加强公共卫生的努力。

根据Varma和Dubey(1999)[15],一些次生代谢只是异常生物合成途径和其他排泄产物的最终产物。植物能合成一系列令人眼花缭乱的生物活性产物。因此,在昆虫的情况下,各种植物产品影响神经轴突和突触(如利亚诺酮)、呼吸(鱼藤酮)、激素平衡(幼体和蜕皮激素类似物和拮抗剂)和行为(驱蚊剂、拒食剂)。

在植物的众多化合物中,大多数可以分为主要的化学类别,包括氮化合物(主要是生物碱)、萜类和酚类。

生物碱:生物碱是含有一个或多个氮原子的基本物质,通常以杂环形式存在。大多数生物碱的独特化学性质是碱度,这一性质取决于氮上孤对电子的可用性,如[10]所述。它们的作用方式各不相同,但许多会影响神经系统中的乙酰胆碱受体(如尼古丁)或神经膜钠通道(如veratrin)、阿纳巴辛(远征aphylla), veratrin (Schoenocaulon officinale)和利亚诺定(Ryania叶).虽然这些化学物质不挥发,但它们可以作为驱蚊剂,通过燃烧植物材料,或在火上或在蚊香中产生杀虫烟雾,通过直接毒性来驱赶昆虫。生物碱大量存在于小檗科、豆科、茄科和毛茛科的许多成员中,它们都被广泛用作传统的驱虫剂[16]。

萜类化合物:萜类物质,如从植物精油中提取的西烯酮万寿菊minuta(绿色., 1991)[17],百里香酚来自胸腺capitatus油和甲基查维可罗勒属basilicum石油被确定。萜类化合物的活性依次为木香醇内酯、反式茴香醇、甲基丁香酚、异甲基丁香酚、香叶草和神经草木兰salicifolia。单萜和倍半萜是许多精油的主要成分。常见的例子包括月桂叶、香叶醇、桉树醇,也称为桉树醇(桉树spp),和芳樟醇。开链结构包括薄荷醇(薄荷家族),樟脑(荞属科),α和β蒎烯,柠檬烯。

被广泛宣传的化合物印楝素,是从楝树中提取的(Azadirachta indica),是三萜[18]。印楝树中的印楝素和皂角苷是昆虫生长调节剂(植物蜕皮素)。此外,菊科的许多成员都含有这些化合物,被广泛用于控制蚊子。楝油和楝仁能抑制蚊虫产卵和产卵一个。stephensi而且一个。culicifacies[18]。

酚醛树脂:酚类化合物是羟基与芳香环相连的化合物。黄酮类化合物是高等植物的特有化合物,具有重要的杀虫和驱虫功能。有三个重要的驱虫类黄酮基团。黄酮类植物存在于阴唇科、伞形科和菊科。第二种重要的类是类异黄酮,主要存在于豆科植物中,其中一个例子是杀虫化合物鱼藤酮鱼藤酮eliptica这种鱼藤酮是一种强效的线粒体毒素。另一种重要的酚类物质是单宁。

用于灭蚊剂的植物衍生化合物

植物制剂以各种形式被用来控制蚊子,例如,古人在睡觉前用燃烧牛或羊粪的烟雾把蚊子赶出洞穴或茅屋。后来,一些药草和一些树的树皮被添加到闷烧的火中,以增强烟雾的驱避作用。

植物产品既可以用来杀死幼虫或成蚊,也可以用来作为防蚊剂防止蚊虫叮咬,这取决于它们具有的活性类型。据报道,大量植物提取物对蚊媒[13]具有杀蚊或驱蚊活性,但很少有植物产品在蚊虫控制方面显示出实际用途。

阿纳森.(2012)[20]报告称,传统使用的植物性杀虫剂产品包括尼古丁、鱼藤酮、赖亚草,如图1所示。尼古丁是一种速效神经毒素;它是一种接触中毒(症状与有机磷或氨基甲酸酯杀虫剂引起的症状相似)。作用于尼古丁乙酰胆碱受体导致神经受体不受控制的持续放电。虽然尼古丁的使用历史很长,而且是有效的接触和摄入杀虫剂,但它们对哺乳动物也有极高的毒性,是需要逐步监管淘汰的候选者。鱼藤酮是从热带豆科植物的提取物中提取出来的鱼藤酮而且Lonchocarpus。主要活性成分异黄酮鱼藤酮,由于吸收差、代谢快,对哺乳动物有中等毒性,但对昆虫和鱼类有剧毒;Ryania是一种南美灌木的提取物Ryaniasp含有二萜生物碱的。它通过阻断钙来发挥毒性作用++

图1.来自植物的植物杀虫剂(改编自:Arnason, J. T., Sims, S. R.和Scott, 2012。植物天然产物如杀虫剂、植物化学和生药学:www.eolss.net/sample chapters/c06/e6 - 151

另一类重要的植物杀虫剂是除虫菊酯,由除虫菊酯衍生而来菊花cinerariifolium。提取物的化学成分是倍半萜,三萜和甾醇,类黄酮,n-烷烃和脂肪酸。除虫菊酯包括美萜(混合生物合成:一个萜类衍生单位与一个非萜类部分相连)、菊花或除虫菊酸与酮环戊烯醇的酯(图2):除虫菊酮(除虫菊酯I和II)、除虫菊酮(除虫菊酯I和II)和茉莉酮(茉莉菊酮I和II)。除虫菊酯I和II的含量通常为25-50%,数量最多。

图2.除虫菊酯的菊花除虫菊(改编自:Arnason), 2012)

一些植物化学物质,如生物碱、类固醇、萜类、精油和酚类物质,以前曾报道过它们具有杀虫活性[9]。例如,胡椒科是一个具有许多有前途的杀虫活性的植物化学物质的科。关于风笛手次生植物化合物,它们有几种作用模式,包括接触毒性[22],协同作用[23,24]驱避和拒食特性。

Palsson和Jaenson(1999)[25]表明,阴燃Hyptis suaveolens提供约84%的保护,持续2小时一个。冈比亚按蚊,而塞尤姆.(2002b)[26]只发现咬伤减少了20.8%。杀虫剂中也含有驱蚊化学物质各种包括薄荷酮,柠檬烯,-蒎烯,-蒎烯和芳樟醇[27]。使用加热蒸发的熏蒸剂或含有该植物的蚊香可以击退和杀死蚊子。在现场试验中,用煤油灯蒸发纯精油可减少51.94%的蚊虫叮咬。

使用相关的Lippia uckambensis由塞尤姆.(2002a)[28]表明,叶片通过热排出释放的挥发物减少一个。冈比亚按蚊咬了49.5%。楝油对吸血昆虫的驱避性已经进行了测试,尽管结果有差异。叶片的燃烧和热排出只会适度减少[26]的咬噬(<25%)。然而,使用从楝树种子中提取的楝油进行的实验显示出了更好的保护作用。沙玛.(1993)在椰子油中测试印楝油一个。culicifacies在浓度为0.5,1.0和2%的[29]。据报道,2%的油可以提供12小时100%的保护。此外,叶子马樱丹属卡马拉是驱虫剂,提供42.4%的防护一个。冈比亚按蚊当用作环境驱虫剂[28]。

在对幼虫进行的研究中Ae。蚊而且残雪。侵害pallens的甲醇提取物p . longum果实在40 PPM时具有较强的杀蚊活性。同一作者指出,生物分析指导的分馏p .初步果实提取物中有四种活性成分,经光谱分析,分别为桔碱、豚鼠碱、胡椒酯和反剖宫酰胺A(图3)。在四种测试化合物中,胡椒酯具有较强的杀幼虫活性残雪。侵害pallens与LD500.004 ppm的值。在LD基础上50价值,化合物最有毒残雪。侵害pallens幼虫被杀的是桔皮酯,其次是反剖宫酰胺A (LD50, 0.028 ppm),几内亚碱(LD50, 0.17 ppm)和鸟粪碱(LD50, 0.86 ppm)

图3。胡椒科果实生物活性成分的化学结构(改编自:Lee, 2005)[30]。

根据Kaou.(2010),空中部分Piper capense科摩罗群岛传统上使用L. L.治疗腹泻和咳嗽[31]。的氯亚甲基提取物p . capense已显示出适度的体外活性恶性疟原虫.进行了植物化学研究p . capense已经鉴定出木酚素、倍半萜和含有高比例单萜烃的精油。的氯亚甲基提取物p . capense发现了一种新的酰胺类生物碱,Kaousine和抗癫痫药的Z型,已知的芹菜烯二甲醚和piperchabamide a,都是首次从这种植物中分离出来的。酰胺类化合物也可能有很强的杀幼虫活性,如存在于丙酮提取物中的胡椒碱和哌啶Piper初步种子。据观察,胡椒碱是比哌啶更有效的杀幼虫剂。从胡椒碱中分离出的胡椒壬碱的活性Piper longum果品中,被发现与某些有机磷杀虫剂[32]相当。Su和Horvat(1981)的另一项研究[33]报道了几种已分离出的杀虫酰胺,如(E,E)- n -(2-甲基丙基)-2,4,12三氯二胺酰胺和(E,E,E)-11-(1,3-苯二氮-5-基)- n -(2-甲基丙基)-2,4,10-十氯三胺酰胺p .初步

另一种最常被研究的控制蚊子的植物是Azadirachta indica(楝科)。根据Nagpal.(1995年)[34].在一些封闭的生境中,通过在水中喷洒印楝油和在木屑上涂上印楝油的土著方法,在田间证明了控制蚊子繁殖的效果。在他们的实地研究中,木屑球浸泡在5%到20%的丙酮楝油中,在0.50立方米的高架罐中进行测试一个。stephensi繁殖。虽然它没有阻止产卵,但它阻止了蛹的形成,并最终阻止了成虫的出现,持续了大约45天。就其作用方式而言,楝树已被证明通过抑制乙酰胆碱酶靶向昆虫的胆碱能系统。

使用植物产品作为驱蚊剂

为了避免这种由蚊子携带的致命疾病和蚊子叮咬带来的麻烦,有许多流行的做法,如熏蒸、在小屋的门槛上燃烧绿叶、蚊香、杀虫剂喷雾和驱蚊剂。例如,吸烟是世界各地普遍使用的驱赶蚊子的方法[35]。新鲜或干燥的植物经常被添加到火中,以增强烟雾的驱避性能。此外,人类几千年来一直在利用植物材料的这种驱避性,最简单的做法是将碰伤的植物挂在房子里,这种做法在发展中国家仍在广泛使用[36]。因此,在汇率不平等和运输费用使支出膨胀的情况下,利用本国生产的驱蚊剂可能减少对外国进口的需要。植物还被用作原始熏蒸剂,焚烧植物以驱赶讨厌的蚊子,后来作为油配方应用于皮肤或衣服上。许多使用的熏蒸剂产生的烟雾对人类是讨厌的,因此被认为对昆虫有驱避作用。也有研究表明,当在椰子油的基础上以2%的强度局部涂抹时,楝油提供100%的保护,防止所有人咬伤按蚊12小时内的物种[29]。

用干燥的植物和木屑等可燃材料制成的蚊香圈也是一种廉价而有效的驱蚊方法。天然驱蚊剂不仅便宜,而且在当地也能买到,通常在文化上是可以接受的,在当地也很有名。另一方面,使用烟雾作为驱蚊剂是不可取的,因为它可能导致呼吸问题。然而,这种做法可能提供的预防疟疾的作用在某种程度上抵消了与这种方法有关的健康风险,特别是因为火的主要用途是烹饪[37]。一种可能的释放植物挥发物的新、低技术含量的方法是热排出,将植物材料放在金属板上,置于火上。它似乎比直接燃烧植物材料提供更强的驱避作用,可能是因为它释放不同的驱避化合物,而且可能导致呼吸道疾病的风险较低,因为这种方式产生的烟雾较少。

驱蚊剂作为一种预防疟疾的方法,在病媒蚊子在傍晚叮咬的地区和病媒蚊子有食外(户外)觅食习惯的地区尤其有前景,因此使用蚊帐不太可能非常有效[35]。在耐药寄生虫和耐杀虫剂媒介盛行的地方,它们也很重要。然而,传统驱蚊剂有缺点,因为它们的持续时间往往比合成制剂如避蚊胺(N, N-二乙基-间甲苯酰胺)短,因此需要经常重复使用。其他缺点包括强烈的气味,皮肤刺激,和可能的健康影响,当它们没有评估毒性。

温血动物汗液中的二氧化碳、排泄产物和乳酸是吸引雌蚊的物质。蚊子通过触角上的化学感受器感知气味。然而,驱蚊剂阻断乳酸受体从而破坏逆风飞行,结果蚊子失去了与宿主[38]的接触。因此,驱虫剂是通过掩盖人类气味或使用昆虫自然避免的气味来工作的。Omolo.(2004)[39]评估了生长在肯尼亚海岸的六种植物对人类志愿者前臂的驱避作用一个。冈比亚按蚊.结果表明,不同精油中的r -蒎烯、柠檬烯、γ-松烯和r -松烯具有较高的个体驱避性。具有驱蚊成虫作用的精油也被证明具有杀幼虫作用,表明利用这些天然产品具有跨功能潜力[40]。

驱蚊精油

精油是通过蒸汽蒸馏从几个科的植物中提取的。拉米科植物包括罗勒(罗勒属basilicum)、薄荷(各种spp), hyptis (Hyptis suaveolens),薰衣草(薰衣草花spp),圣人(鼠尾草(Spp .)和百里香(胸腺spp)。桃金娘科包括桉树(桉树和茶树(白千层属灌木),禾本科包括香茅、柠檬草和掌叶草(Cymbopogonspp)。直接毒性、产卵和摄食威慑、驱避或吸引似乎是与昆虫神经系统相互作用的结果,或通过乙酰胆碱酯酶抑制或拮抗章鱼胺受体。罗塞尔.(2008)[41]描述的油由复杂的混合物(碳氢化合物或含氧的单萜和倍半萜;脂肪族化合物;芳香族),含有一些主要成分,如1,8 -桉树脑(迷迭香,桉树),薄荷醇(薄荷),普莱贡酮(薄荷)和丁香酚(丁香),如图4所示。

图4.精油成分(改编自:罗塞尔, 2008)[42]。

Tawatsin.(2001)[42]发现姜黄植物的蒸汽馏分提供了8小时的抗按蚊dirus,高良姜的己烷部分提供了3小时的保护埃及伊蚊在笼子实验中[43]。同时,p在柠檬桉植物提取物的废馏液中发现了-薄荷- 3,8 -二醇(PMD),确定其为驱蚊活性成分。这是一种有效的驱蚊剂。

在另一项研究中,Cymbopogon发掘在南非被用作驱蚊剂。在实验室评估时一个。arabiensis由Govere.(2000) [44], 2 h有较好的保护作用,4 h后下降至59.3%。这与c . nardus.的使用Cymbopogon属作为驱虫剂广泛使用,在疟疾传播率低的地区,在傍晚早期媒介物种活跃的地区,使用它有许多优点。驱蚊油是有效的,只要他们经常重新使用。如果人们在使用蚊帐之前使用驱蚊剂,四个小时的保护可能就足够了。这种草在热带的大部分地区生长迅速,简单的蒸汽蒸馏就足以提取出这种令人厌恶的成分。本科植物气味宜人,被广泛用于传统医学,使它们可以使用。此外,由于香茅素是PMD分子的前体,其高含量的香茅素使该属植物成为生产PMD的潜在候选植物。

表1。植物源杀虫剂及其靶向系统和作用模式综述。

普通的名字

类的杀虫剂

植物。

有针对性的系统/过程

作用方式

参考文献

Azadirachtin

来自楝树油的植物

印楝和印楝

增长和

开发/

代谢

流程

Prothoracicotropic激素

(PTTH)抑制剂;

诱食剂粉碎机

帕特森(2009)[45]

肉桂醛

植物

樟树

能源生产

确切的行动方式不太好

理解;可能

干扰葡萄糖

吸收和利用

布朗(2005)[46]

除虫菊酯

除虫菊酯

菊花cinerariaefolium

神经系统

N+频道调节器

Arnason et al. (2012) [20]

鱼藤酮

植物杀虫剂

鱼藤酮elliptica,

Lonchocarpus nicou和Tephrosia spp。

代谢

流程/能源

生产

I位点的呼吸器电子传输抑制剂

罗克(1947)[48]

Nicotinoids

植物

烟草tabacum.and

黄花烟草

神经毒性

阻断乙酰胆碱受体

O ' brien (1966) [49]

植物生物活性化合物对蚊虫控制的作用模式

在从楝树的不同部位分离出的不同化合物中,柠檬类化合物(四羟三萜)被认为对昆虫的生物活性最强。特别是印楝素(Azadirachtin),是一种高度氧化的类柠檬素,许多活性官能团彼此靠近,并鉴定出许多异构体(从印楝素a到印楝素G),其中在植物组织中含量最多的是印楝素a和印楝素B[45],如图5所示。从楝树的不同部位已分离出许多生物活性成分,其中印楝素(azadirachtin, AZ) (C35H44O16)是主要成分。印楝素- b (3-tigloylazadirachtol)的浓度可达总AZ的15%。

图5。Azadirachtin A和B(改编自:Paterson, 2009) [46]

其他AZ类似物如AZ- c到AZ- g的浓度要低得多。印楝素既能抑制进食,又能调节生长。在这种情况下,印楝素通过干扰吞噬刺激剂影响蚊子的摄食,吞噬刺激剂对蚊子[46]的正常摄食行为起作用。楝树产品对昆虫具有驱虫、调节生长、抑制产卵、降低成虫繁殖力和卵活力等多种作用。

印楝素可以有效地干扰昆虫的繁殖,改变正常的性发育和配子发生过程,在幼虫和成虫阶段都是如此。印楝素的作用机制似乎在于对内分泌系统的干扰:ecdysteroids和幼激素合成都被印楝素改变,可能不仅是对激素产生器官的毒性作用,而且在脑神经分泌系统水平[45]。印楝素影响蜕皮激素和幼激素滴度,导致严重的生长和蜕皮畸变。调控蜕皮激素和JH产生的神经肽可能受到影响。蜕皮的中断导致幼虫-蛹、若虫-蛹、若虫-成虫和蛹-成虫中间体[47]的形成。

本文就植物次生代谢物及其控制蚊虫的作用模式进行了研究。由于植物是生物活性化合物的潜在来源,而且通常没有有害的副作用,因此在控制蚊子方面使用这些植物制剂可以减少疟疾控制中合成杀虫剂的成本,并减少环境毒性。

参考文献

  1. 卫生组织(2013年)《疟疾昆虫学和病媒控制》,日内瓦:世界卫生组织,180。
  2. 卫生部(1999年)疟疾和其他病媒传播疾病控制股。亚的斯亚贝巴,埃塞俄比亚:埃塞俄比亚联邦卫生部
  3. 卫生部(2004年)《埃塞俄比亚疟疾流行病预防和控制指南》,第二版。埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴:埃塞俄比亚联邦民主共和国,卫生部,52。
  4. 卫生部(2012)总统疟疾倡议:疟疾行动计划,埃塞俄比亚,57。
  5. Abose T, Yeebiyo Y, Olana D, Alamirew D, Bey2021版权所有。所有权利保留对埃塞俄比亚疟疾病媒控制作用的定义。世界卫生组织热带病控制司第31页。
  6. Hellemond JV, Rutten M, Koelewijn R, Zeeman A, Verweij JJ,等(2009)疟疾快速诊断试验检测出人类诺氏疟原虫感染。紧急情况Infec说15: 1478 - 1480。(Crossref)
  7. 卫生部(2002年)埃塞俄比亚疟疾病媒控制指南。疟疾等病媒传播疾病预防控制处。埃塞俄比亚,亚的斯亚贝巴,62岁。
  8. 世卫组织(2002年)疟疾昆虫学和病媒控制。日内瓦:世界卫生组织112。
  9. Shaalan EAS, Canyonb D, Younesc MWF, Abdel-Wahab H, Mansour AH(2005)具有灭蚊潜力的植物植物化学物质综述。环境Int31日:1149 - 1166。(Crossref)
  10. Debella A(2002)药用植物植物化学筛选手册。EHNRI,埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴,84岁。
  11. Martin GJ(1995)民族植物学:方法手册。查普曼和霍尔,英国伦敦,大不列颠大学出版社,剑桥出版社,267。(Crossref)
  12. Handa SS, Khanuja SPS, Longo G, Rakesh DD(2008)药用和芳香植物的提取技术。国际科学和高科技中心21 - 25日。
  13. Sukumar K, Perich MJ, Boobar LR(1991)植物衍生物在蚊虫控制中的研究进展。美国蚊子控制协会7: 210 - 237。(Crossref)
  14. Waka M, Hopkins RJ, Curtis C(2004)厄立特里亚传统上用于对抗吸血昆虫的植物的民族植物学调查和测试。J Ethnopharmacol95: 95 - 101。(Crossref)
  15. Varma J, Dubey NK(1999)植物产品作为杀虫剂和杀菌剂。咕咕叫科学76: 172 - 179。
  16. Secoy DM, Smith AE(1983)利用植物控制农业和家庭害虫。经济学机器人37: 2857。
  17. Green MM, Singer JM, Sutherland DJ, Hibben CR(1991)万寿菊对埃及伊蚊的幼虫杀灭活性。美国蚊子控制协会7: 282 - 286。(Crossref)
  18. Dhar R, Dawar H, Garg S, Basir SF, Talwar GP(1996)楝树挥发物和其他天然产物对斯蒂芬按蚊(Anopheles stephensi)和产卵的影响。culicifacies(双翅目蚊科)。J地中海Entomol33: 195 - 201。(Crossref)
  19. Kihampa C(2011)坦桑尼亚植物衍生物在疟疾病媒控制中的机遇和挑战。应用科学与环境管理15: 155 - 160。
  20. Arnason JT, Sims SR, Scott IM(2012)植物天然产物作为杀虫剂,植物化学和生药学:www.eolss.net/Sample-AllChapter。aspx C06 / e6 - 151。
  21. Scott IM, Gagnon N, Lesage, L, Philoge 'ne BJR, Arnason, JT (2005) Piper spp.(胡椒科)植物杀虫剂提取物对欧洲金龟子的防治效果。J经济学Entomol98: 845 - 855。(Crossref)
  22. 王晓燕,王晓燕,王晓燕,等(2002)白桦的杀虫活性研究。提取胡椒酰胺的协同作用。阿格利司为Entomol4: 137 - 144。
  23. Scott IM, Jensen H, Scott JG, Isman MB, Arnason JT, Philoge 'ne BJR(2003)用于控制农业害虫的植物杀虫剂:胡椒酰胺和科罗拉多马铃薯甲虫(鞘翅目:金甲虫科)。昆虫生物化学物理54: 212 - 225。(Crossref)
  24. Palsson K, Jaenson TG(1999)西非几内亚比绍使用植物产品作为驱蚊剂。《太72:一则。(Crossref)
  25. Seyoum A, Palsson K, Kung 'a S, Kabiru EW, Lwande W,等人(2002b)肯尼亚西部驱蚊植物的传统使用及其对冈比亚按蚊的半野外实验小屋评价:民族植物学研究和热驱逐和直接燃烧的应用。Trans R Soc Trop Med Hyg96: 225 - 231。(Crossref)
  26. 李世士,李波夫,崔文思,朴伯士,金金根,等(2001)韩国香料和药用植物挥发性天然产物对稻象虫的熏蒸毒性研究。害虫管理科学57: 548 - 553。(Crossref)
  27. Seyoum A, Kabiru EW, Lwande W, Killeen GF, Hassanali A,等(2002a)半野外实验室内盆栽植物对冈比亚按蚊的人饵驱避效果。Am J Trop Med Hyg67: 191 - 195。(Crossref)
  28. Sharma VP, Ansari MA, Razdan RK(1993)楝油的驱蚊作用。美国蚊子控制协会9: 359 - 360。(Crossref)
  29. 李红霞(2005)从胡椒科果实中提取的农药成分。阿格利司生物科技化学》48: 65 - 74。
  30. Kaou AM, Mahiou-Leddet V, Canlet C, Debrauwer L, Hutter S,等。(2010)胡椒科(Piperaceae)植物空中部分新的酰胺类生物碱。Fitoterapia81: 632 - 635。(Crossref)
  31. 李se(2000)从长辣椒中提取的胡椒碱生物碱胡椒壬碱对蚊子幼虫的杀灭活性。美国蚊子控制协会16: 245 - 247。(Crossref)
  32. 苏慧芳,Horvat R(1981)胡椒酰胺的分离、鉴定及杀虫性能。农业食品化学29日:115 - 118。
  33. Nagpal BN, Srivastava A, Sharma VP(1995)用印楝油处理过的木屑控制蚊子繁殖。印度J Malariol32: 64 - 69。(Crossref)
  34. Moore SJ, Lenglet AD(2004)植物作为驱虫剂的概述。CRC出版社,LLC。
  35. Moore SJ, Lenglet A, Hill N(2006)植物驱虫剂。见:驱虫剂:原理、方法和使用。佛罗里达州博卡拉顿:CRC出版社。(Crossref)
  36. van der Hoek W, Konradsen F, Dijkstra DS, Amerasinghe PH, Amerasinghe FP(1998)疟疾的危险因素:斯里兰卡一个村庄的微观流行病学研究。Trans R Soc Trop Med Hyg92: 265 - 269。(Crossref)
  37. Hallem EA, Nicole Fox A, Zwiebel LJ, Carlson JR(2004)嗅觉:蚊子对人类汗液气味的受体。自然427: 212 - 213。(Crossref)
  38. 莫莫莫,冲绳,恩迪格,Lwande W, Hassanali A(2004)肯尼亚一些植物精油对冈比亚按蚊的驱避效果。植物化学65: 2797 - 2802。(Crossref)
  39. 朱晶,曾旭,O'Neal M, Schultz G, Tucker B,等。(2008)植物基驱蚊剂的杀蚊活性。J Am Mosq Con协会24: 161 - 168。(Crossref)
  40. 陈晓燕,陈晓燕,陈晓燕(2008)生物理性杀虫剂在害虫防治中的应用。J Pestic Sci33: 103 - 121。
  41. Tawatsin A, Wratten SD, Scott RR, Thavara U, Techadamrongsin Y(2001)植物挥发油对三种蚊虫媒介的驱避作用。J向量生态26日:76 - 82。(Crossref)
  42. chochote W, Kanjanapothi D, Panthong A, Taesotikul T, Jitpakdi A,等(1999)山姜的杀幼虫、杀成虫和驱蚊效果。东南亚热带医学公共卫生杂志30: 470 - 476。(Crossref)
  43. Govere J, Durrheim DN, Du Toit N, Hunt RH, Coetzee M(2000)在南非普马兰加省,当地植物对阿拉伯按蚊的驱蚊作用。Cent Afr J Med46: 213 - 216。(Crossref)
  44. 帕特森P(2009)楝树:神奇的树:它的农药和医药应用。56页。
  45. Brown AE(2005)生产农业、观赏植物和草坪中杀虫剂和相关害虫控制化学品的作用模式。除害剂资料单张43、13号。
  46. Beckage NE(2000)昆虫生长调节剂。见:Rechcigel JE, Rechcigel NA (Eds)害虫的生物和生物技术防治。CRC的新闻页:123 - 137。
  47. 洛克RC(1947)一些有前途的杀虫植物。经济学机器人1: 437 - 445。
  48. O'Brien RD(1966)杀虫剂的作用模式。为Entomol11: 369 - 402。(Crossref)

编辑信息

主编

Jin-Wen徐
上海大学
中国

文章类型

评论文章

出版的历史

收稿日期:2018年5月07日
录用日期:2018年5月21日
出版日期:2018年5月25日

版权

©2018 Bekele D.这是一篇基于创作共用署名许可条款发布的开放获取文章,该许可允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制,前提是注明原作者和来源。

引用

Bekele D(2018)植物产品对疟疾蚊子的杀虫和驱蚊活性研究进展。生物医学研究Rev 2。DOI: 10.15761 / BRR.1000114

相应的作者

Damtew贝克勒

德布雷·马科斯大学自然与计算科学学院生物系,埃塞俄比亚德布雷·马科斯,P O Box 269

电子邮件:bhuvaneswari.bibleraaj@uhsm.nhs.uk

图1.来自植物的植物杀虫剂(改编自:Arnason, J. T., Sims, S. R.和Scott, 2012。植物天然产物如杀虫剂、植物化学和生药学:www.eolss.net/sample chapters/c06/e6 - 151

图2.除虫菊酯的菊花除虫菊(改编自:Arnason), 2012)

图3。胡椒科果实生物活性成分的化学结构(改编自:Lee, 2005)[30]。

图4.精油成分(改编自:罗塞尔, 2008)[42]。

图5。Azadirachtin A和B(改编自:Paterson, 2009) [46]

表1。植物源杀虫剂及其靶向系统和作用模式综述。

普通的名字

类的杀虫剂

植物。

有针对性的系统/过程

作用方式

参考文献

Azadirachtin

来自楝树油的植物

印楝和印楝

增长和

开发/

代谢

流程

Prothoracicotropic激素

(PTTH)抑制剂;

诱食剂粉碎机

帕特森(2009)[45]

肉桂醛

植物

樟树

能源生产

确切的行动方式不太好

理解;可能

干扰葡萄糖

吸收和利用

布朗(2005)[46]

除虫菊酯

除虫菊酯

菊花cinerariaefolium

神经系统

N+频道调节器

Arnason et al. (2012) [20]

鱼藤酮

植物杀虫剂

鱼藤酮elliptica,

Lonchocarpus nicou和Tephrosia spp。

代谢

流程/能源

生产

I位点的呼吸器电子传输抑制剂

罗克(1947)[48]

Nicotinoids

植物

烟草tabacum.and

黄花烟草

神经毒性

阻断乙酰胆碱受体

O ' brien (1966) [49]