传统中医药的光点亮农药研发新思路
中医药作为国粹,是一个巨大的宝库,很多领域从中医药中吸取养分和精髓,结合现代科技释放出璀璨光芒。中国首位诺贝尔医学奖获得者屠呦呦发明的青蒿素亦是从葛洪的《肘后备急方》(东晋,公元317—420年)《本草纲目》(明代,公元1368—1644年)的记载中获取灵感。这些丰富的古代记载对于青蒿素的发现和发展做出了巨大贡献。
博落回是多年生直立草本,基部木质化,具乳黄色浆汁。茎高1~4 m,绿色,光滑,多白粉,中空,上部多分枝。中国长江以南、南岭以北的大部分省区均有分布,南至广东,西至贵州,西北达甘肃南部,日本也产分布。生于海拔150~830 m的丘陵或低山林中、灌丛中或草丛间。根据《本草拾遗》(开元(713—741))记载:治恶疮,瘿根,赘瘤,肉,白癜风,蛊毒,溪毒,已上疮屡者:博落回、百丈青、鸡桑灰等分。为末敷。 博落回为民间常用杀蛆青草药,在我国已有悠久历史。贵州东南部山区农民常将博落回等植物投入粪池或粪堆中防治蚊蝇等害虫。 农药领域专家经过多年对博落回的研究,从博落回中提取有效成分硫酸血根碱,英文通用名:sanguinarinum sulfate;化学名称:1,3-二氧杂环戊烯并[4',5':4,5]苯并[1,2-c][1,3]间二氧杂环戊烯并[4,5-i]菲啶-13-硫酸盐,CAS登录号:22331-93-7,分子式:C40H28N2O12S,相对分子量:760.4,化学结构式见图1,在农药领域具有极高的研究价值。 研究表明,博落回中生物碱可使蝇蛆先兴奋后麻痹而死,并能抑制蝇卵孵化(张世宣,1957)。张国洲等(2008)研究发现博落回植物根乙醇提取物对菜粉蝶5龄幼虫、亚洲玉米螟3龄幼虫和桃蚜若虫具有很强的生物活性。博落回提取物对茶毛虫和茶尺蠖具有较强的胃毒作用,但触杀作用较弱(周顺玉等,2007)。张炯炯等(2010)研究发现博落回生物碱对蝗虫成虫有一定的杀灭作用,在96小时内,博落回生物碱对蝗虫成虫的LD50为29.568 mg/L,田间小面积施药3天后每平方米内虫口减退达左右持效时间7天。张胜菊等(2003)研究博落回抽提物对黄守瓜、菜青虫的田间药效评价,发现博落回石油醚抽提物200液对试虫均有较好防效。 另外,博落回提取物还具有杀螨活性。巩忠福等(2002)采用点滴法离体杀螨试验观察了19种植物甲醇提取物对家兔耳痒螨成虫的杀灭活性,发现百部和博落回只需1.8 h和1.7 h杀死全部实验痒螨,活性最为突出,相当于4 mg/L浓度的阿维菌素水溶液。 博落回提取物在对害虫害螨有防治效果的同时还具有广谱抗菌效果,抗菌药物有广谱抗菌和窄谱抗菌,博落回有效成分对沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、巴氏杆菌、枯草杆菌、肺炎双球菌、钩端螺旋体和一些真菌都有抑菌杀菌效果。尤其是在现如今很多细菌都对抗生素类杀菌药物有耐药性,导致抗菌药物治疗效果差,而博落回提取物则不易耐药性,且安全性高。 湖南农业大学曾建国教授科研团队,从博落回的次生代谢产物检测了抗菌、抗炎和降糖作用,在生物医药、兽药添加剂和植物源农药的研发开展大量研究,建立了博落回生物碱分离纯化及含量测定的相关技术。已从博落回及小博落回与小果博落回叶中分离出4种生物碱(郭宇鸽等,2011);并用反向液相色谱(RP-HPLC)法测定小果博落回中7种异喹啉类生物碱含量(罗忠勇等,2010);还检测了博落回季铵类苯并啡啶类生物碱(quaternary benzophenanthridine alkaloids,QBAs)组份提取物的抗菌活性和急性毒性(王斌等,2013)。 血根碱活性谱广,具有杀虫、杀菌活性,具体作用机制尚不清楚,根据实际应用时的表现,推断具有多重作用机制。血根碱控制害虫的方式大致有拒食作用、生长抑制作用、触杀作用、胃毒作用、忌避作用和麻醉作用等。采用点滴法测试发现血根碱能直接穿透菜青虫体壁的几丁质层,对菜青虫有明显的触杀作用,幼虫几丁质层较成虫薄,血根碱更易于进入幼虫体内血液和淋巴系统甚至是神经系统,从而对幼虫产生毒杀作用。进一步的研究表明,血根碱能明显抑制菜青虫3龄幼虫的生长发育,可显著激活羧酸酯酶、酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶的活性,对谷胱甘肽S转移酶表现为先抑制后激活再抑制的趋势,可以明显抑制乙酰胆碱酯酶的活性,推测乙酰胆碱酯酶是其作用位点之一。 作为植物源农药,博落回有效成分血根碱为生物碱类化合物,具有杀蛆、杀虫、杀螨和杀菌活性,可以防治地下害虫和越冬虫卵,可广泛用于蔬菜、水果、棉花、茶、桑和粮食作物的病虫害防治。血根碱可以防治菜青虫、小菜蛾、菜粉蝶、黏虫、玉米螟、蚜虫、梨木虱、二斑叶螨、蛞蝓和蝇蛆等害虫,对葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、小麦赤霉菌、棉枯萎菌、番茄灰霉病菌、小麦纹枯病菌和番茄灰霉病菌等具有良好抑制作用,对线虫也有一定活性。 研究表明:1%藜芦碱·血根碱可溶液剂以血根碱、藜芦碱两种生物碱1:1组合混配,对枣树山楂叶螨具有良好的防治效果,尤以有效成分10 mg/L处理效果最佳,持效性略优于单一植物源农药制剂0.5%藜芦碱可溶液剂,显著高于传统化学农药15%哒螨灵乳油,具有用量少、持效久、使用安全、环保等特点,是替代传统化学农药的理想杀虫剂,其大面积推广应用,有助于优化红枣生产农药使用结构,推进农药减量增效,保障食品安全。 陕西先农生物科技有限公司率先结合祖国传统中医药宝库精髓和农药领域研究成果申请了血根碱与黎芦胺的混剂专利ZL201610089721.3,优先权日2016-02-17。该组合物对枸杞木虱和枣树叶螨有显著增效作用,田间试验显示0.5%血根碱与0.5%藜芦胺可溶性液剂,1 000倍稀释喷雾,药后7 d对枣树叶螨防效在85%以上。2021年,陕西先农生物科技有限公司首次获得40%博落回提取物母药登记(中等毒性),陕西先农还登记了博落回·藜芦根茎提取物的混剂,其中硫酸血根碱和藜芦胺含量均为0.5%混剂毒性为微毒,登记靶标是枣树叶螨,稀释1 000~1 500倍喷雾使用。 陕西先农公司登记成功不仅打开了一扇植物源农药研发的新大门,还为全国农药减施增效提供了新的思路和选择。博落回·藜芦根茎提取物的混剂上市即得到了市场的广泛关注和一致好评。市场未来有很好的预期。相信随着研究的深入,将呈现出越来越多的优秀科研成果和产品。 传统中医药的光点亮了农药研发新思路,绽放出新的光芒,照亮了农药研发前行之路。