《Journal of Asia-Pacific Entomology》：Unlocking the insecticidal potential of a underexplored dryland biome: fixed oil and hydrolate of Croton heliotropiifolius against the maize weevil
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何塞·恩内汉德森·弗雷塔斯·达席尔瓦（Jose Nnehanderson Freitas da Silva）|若昂·保罗·拉莫斯·德梅洛（Jo?o Paulo Ramos de Melo）|加布里埃拉·法布里齐亚·迪尼兹·莱特（Gabriela Fabrizia Diniz Le
何塞·恩内汉德森·弗雷塔斯·达席尔瓦（Jose Nnehanderson Freitas da Silva）|若昂·保罗·拉莫斯·德梅洛（Jo?o Paulo Ramos de Melo）|加布里埃拉·法布里齐亚·迪尼兹·莱特（Gabriela Fabrizia Diniz Leite）|若昂·卡洛斯·迪亚斯·多斯桑托斯（Jo?o Carlos Dias dos Santos）|布鲁诺·恩里克·多斯桑托斯·席尔瓦（Bruno Henrique dos Santos Silva）|乔治·路易斯·达席尔瓦（Jorge Luiz da Silva）|何塞·杰梅松·戈麦斯·达席尔瓦（José Jêmesson Gomes da Silva）|贝亚特丽兹·德利马·桑托斯（Beatriz de Lima Santos）|玛丽亚·维多利亚·贝泽拉·巴蒂斯塔（Maria Victoria Bezerra Batista）|加布里埃拉·阿尔维斯·达科斯塔（Gabriela Alves da Costa）|塞萨尔·奥古斯特·巴吉（César Auguste Badji）
应用昆虫学实验室，伯南布哥州阿格拉斯特联邦大学（Applied Entomology Laboratory, Federal University of Agreste of Pernambuco），地址：Avenida Bom Pastor s/n，邮编55.292-270，加兰胡恩斯（Garanhuns），伯南布哥州（Brazil）
摘要
玉米象虫（Sitophilus zeamais）是全球储粮害虫中最具破坏性的害虫之一，其防治主要依赖于合成杀虫剂，但这导致了害虫抗性的产生并引发了环境问题。因此，寻找创新的、源自植物的替代品对于实现可持续的害虫管理至关重要。在巴西的卡廷加（Caatinga）生物群落中，作为世界上最大的季节性干旱热带森林之一，其生物活性化合物的研究仍十分有限，这为新型生物农药的发现提供了宝贵的资源。本研究调查了从Croton heliotropiifolius叶片中提取的固定油和水提取物对成年S. zeamais的杀虫潜力及行为影响。化学分析显示，固定油主要由丁酸（32.75%）和甲基N-甲基蒽兰酸（32.58%）组成，而水提取物则主要由甲基N-甲基蒽兰酸（25.56%）和芳樟醇（14.65%）构成。这两种生物制品均表现出显著的毒性，并具有强烈的亚致死效应，包括减少食物探索行为和明显的驱避作用（驱避指数=0.65–0.70）。这些发现表明，C. heliotropiifolius这种本地物种是具有毒性和行为作用机制的创新生物制品的潜在来源。我们的结果突显了卡廷加植物群的未开发生物技术潜力，并支持将基于植物的生物农药作为储粮综合害虫管理工具的发展。
引言
随着人口持续增长和国际贸易的扩大，全球对粮食储存系统的需求日益增加，这些系统需要能够保持粮食的数量和质量直到消费（Lorini等人，2015年）。在各种粮食中，玉米在全球粮食安全、动物饲料和国际贸易中扮演着核心角色。2020年，全球谷物产量达到30.5亿吨（Conab，2023年），巴西位列全球第四大生产国（Embrapa，2025年）。此外，在巴西东北部地区，2023/2024年的收成约为2800万吨（Conab，2024年），这进一步强调了有效产后管理在防止损失和确保供应稳定方面的关键作用。
尽管在粮食储存技术方面取得了进展，包括改良或控制气氛以及基于物联网（IoT）的温度、湿度和气体成分监测系统（能够实时检测和管理储存条件），但昆虫害虫仍然是从田间到储存整个生产链中的主要限制因素，导致储粮遭受大量数量和质量损失（Hernández-Trejo等人，2019年；Mohammed等人，2022年；Labrot-Rhodes等人，2025年）。在这些害虫中，玉米象虫Sitophilus zeamais（鞘翅目：象甲科）是最具破坏性的储粮害虫之一。该物种特别具有问题性，因为它生命周期短、繁殖能力强，并且在粮食内部产卵，从而促进了种群的快速增长和严重侵害及二次污染（Antunes等人，2011年；Correas，2020年）。
目前，S. zeamais的防治主要依赖于合成杀虫剂，如有机磷类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类（Scopel等人，2018年）。虽然这些化合物在短期内有效，但它们的频繁和过度使用导致了抗性害虫的出现，并引发了关于环境污染、人类健康和食品安全的担忧（Zilch，2021年）。因此，寻找可持续和创新的储粮保护替代品变得十分迫切。
在这种背景下，源自植物的产品因其含有多种具有杀虫、驱避和拒食特性的生物活性化合物而成为有前景的害虫管理工具（Campolo等人，2018年；Badji等人，2021年）。此外，这些化合物的化学多样性通常意味着多种作用机制，这可能降低抗性发展的风险，同时减少对环境的影响（Deresa & Diriba，2023年）。
在具有公认生物技术潜力的植物群中，Croton属（大戟科）的物种因其丰富的次生代谢物和多样的生物活性而受到广泛关注。事实上，一些物种已被证明对农业害虫和储粮害虫具有杀虫和驱避作用，包括诱导死亡、抑制发育和抑制取食（Nogueira等人，2024年；Gindaba等人，2024年）。
除了致命效应外，植物基产品的亚致死效应和行为影响也越来越被认可为害虫管理策略的关键机制。例如，挥发性化合物可作为驱避剂，干扰昆虫对宿主和食物的寻找（Parichanon等人，2025年）。在S. zeamais中，亚致死剂量的植物提取物可降低粮食的吸引力并减少后代数量，从而限制害虫的侵染（Cortese等人，2022年；Phokwe和Manganyi，2023年）。
从这个角度来看，Croton heliotropiifolius（Kunth）这种原产于巴西卡廷加生物群落的物种，作为一种富含萜类和酚类代谢物的潜在生物活性化合物来源，具有很大的研究价值（Lopes等人，2022年）。然而，尽管其植物化学成分丰富，但其固定油和水提取物对储粮害虫的杀虫潜力仍很大程度上未被探索。
因此，本研究旨在通过毒理学试验和行为评估，全面研究C. heliotropiifolius固定油和水提取物的杀虫活性。通过探索研究不足的植物衍生成分，并整合亚致死反应（如驱避作用和行为调节）的分析，本研究有助于更好地理解植物的作用机制，并强调了C. heliotropiifolius作为储粮综合害虫管理中可持续和创新工具的潜力。
章节片段
Sitophilus zeamais的采集与饲养
S. zeamais样本采集自巴西加兰胡恩斯（08°53′25″ S, 36°29′34″ W），并在伯南布哥州阿格拉斯特联邦大学（UFRPE）农学系的应用昆虫学实验室进行饲养。饲养条件为温度25±2°C、相对湿度70±10%以及12:12的光周期。所用饲料为整粒玉米。饲养方法由Tschoeke等人（2024年）描述。
植物材料采集
Croton heliotropiifolius的新鲜叶片
化学分析
化学分析显示，Croton heliotropiifolius的固定油和水提取物中包含多种成分。色谱图分别见图S1（固定油）和S2（水提取物），相应的定性和定量组成总结在表1中。两种提取物之间存在显著差异：水提取物中鉴定出23种化合物，而固定油中仅检测到9种化合物。
讨论
关于Croton属的精油成分和生物活性已有大量研究；然而，涉及非挥发性提取物（如固定油）和水溶性成分（如水提取物）的比较研究仍然较少。这一差距限制了直接比较的可行性，在解释结果时需要谨慎，因为提取方法的差异可能显著影响植物衍生产品的化学组成和生物活性。
结论
本研究首次提供了确凿证据，证明从C. heliotropiifolius中提取的固定油和水提取物对S. zeamais具有显著的杀虫和行为效应。通过结合毒理学和行为学方法，我们的结果表明这些植物衍生物通过互补机制发挥作用，既具有中等程度的直接毒性，又具有强烈的亚致死效应，尤其是驱避作用和干扰探索行为。
重要的是，
CRediT作者贡献声明
何塞·恩内汉德森·弗雷塔斯·达席尔瓦（Jose Nnehanderson Freitas da Silva）：方法学设计、实验实施、数据分析、概念构建。若昂·保罗·拉莫斯·德梅洛（Jo?o Paulo Ramos de Melo）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、监督。加布里埃拉·法布里齐亚·迪尼兹·莱特（Gabriela Fabrizia Diniz Leite）：方法学设计、实验实施、数据分析、概念构建。若昂·卡洛斯·迪亚斯·多斯桑托斯（Jo?o Carlos Dias dos Santos）：数据分析、概念构建。布鲁诺·恩里克·多斯桑托斯·席尔瓦（Bruno Henrique dos Santos Silva）：效果验证、方法学设计、实验实施。乔治·路易斯·达席尔瓦（Jorge Luiz da Silva）：撰写
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢教育部、国家教育发展基金（Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES，项目编号DS-88887.976225/2024-00）、国家科学技术发展委员会（Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico，项目编号Universal-407240/2025, DCR-301963/2023-1, PIBPG-141569/2025-5, PIBIC-198417/2025-0）以及伯南布哥州科学技术支持基金会（Funda??o de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco，项目编号DCR-0004-5.01/23）的支持。
