WYKŁAD 11
1
Hormony juwenilne,
feromony i inne
substancje naturalne
Wykład 11
WYKŁAD 11
1
Hormony juwenilne,
feromony i inne
substancje naturalne
Wykład 11
WYKŁAD 11
2
Jedną z bardzo obiecujących metod
zastępujących stosowanie zoocydów
jest wykorzystywanie do zwalczania
szkodników roślin związków
chemicznych pochodzenia naturalnego,
takich jak: antyfidanty, atraktanty,
repelenty, deterenty, stymulatory,
arestanty oraz chemicznych
informatorów owadów.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
WYKŁAD 11
3
Są to występujące w roślinach
substancje, które zniechęcają fitofagi
do żerowania lub składania jaj. W
kontakcie ze szkodnikami działają więc
jako deterenty (hamują żerowanie,
kojarzenie się lub składanie jaj) lub
repelenty (odstraszają od żerowania
lub składania jaj).
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
4
Deterenty żerowania hamują
żerowanie, ale nie trują roślinożercy.
Owad czy roztocz po skosztowaniu
rośliny pozostaje na niej lub w jej
pobliżu, lecz nie żeruje i może nawet
zginąć z głodu.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
5
Deterenty mogą być wykorzystywane
do bezpośredniego opryskiwania roślin
uprawnych.
Powinny one być absorbowane przez
tkanki roślinne i przemieszczane do
tkanek rosnących, nie powinny
natomiast być zbyt trwałe
(persystentne).
Związki, które nie są przemieszczane w
roślinie, czyli nie działają systemicznie,
nie chronią wszystkich tkanek roślin i
wolne od nich organy rośliny mogą być
atakowane przez szkodniki
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
6
Przykłady deterentów działających na owady
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Owad
Związek
chemiczny
lub ekstrakty
Gatunek rośliny Rodzina
Stonka
ziemniaczana
solanina,
tomatyna,
westitol
terpeny
poliacetyleny
Solanum sp.
Lotus
pendiculatus
Amorpha
fruticosa
Chrysanthemu
m nauseosus
Solanaceae
Fabaceae
Compositae
Brudnica
nieparka
katapoksyd
nerolidol
Catalpa
speciosa
Maetaleuca
leucadendron
Bignoniace
ae
Juglandacea
e
Mszyca
zbożowa
ahurrina
Sorghum sp.
Sorghum
bicolor
Graminae
WYKŁAD 11
7
Przykłady deterentów działających na owady
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Owad
Związek
chemiczny lub
ekstrakty
Gatunek
rośliny
Rodzina
Bielinek
kapustnik
Kw.
Benzoesowy
Kw.
Cynamonowy
Pteridium
aqulinium
Bryophyta
Pchełki
kukurbitacyny
Iberin amara
Cruciferae
Karaczany
fukokumaryny
Orixa
japonica
Rutaceae
Owocówka
jabłkóweczka
Ekstrakty
olejowe
Aleurites
fosoli
Euphorbiace
ae
WYKŁAD 11
8
Antyfidanty o charakterze repelentów,
odpychających owady, są związkami
lotnymi. Liczne związki tego typu
występują w roślinach, a nawet w
produktach spożywczych. Także liczne
substancje obronne przed wrogami
działają jak repelenty.
Niektóre insektycydy i inne pestycydy
mogą także mieć działanie
odstraszające, np. pyretroidy, które w
subletalnych dawkach działają często
jak repelenty.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
9
Repelenty dla wybranych gatunków owadów
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Szkodnik
Miejsce
żerowania
Związek
działający
repelentnie
Trojszyk
Produkty
spożywcze
Etylochinon
Ogłodek
wielorzędowy
wiąz
Juglon
Bielinek kapustnik krzyżowe
Strychnina,
chinina
Stonka
ziemniaczana
Solanum
esulentum
Nicotiana
tabacum
Solanum
capsicum
Nikotyna
kapsaicyna
WYKŁAD 11
10
Repelenty dla wybranych gatunków owadów
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Szkodnik
Miejsce
żerowania
Związek
działający
repelentnie
Słonecznica
kukurydza
Olejki
Ogłodek wiązowy
Sosna ponderosa
Mircen, limonen
Szarańcza
wędrowna
kukurydza
Kwas walerianowy
Ziołomirek
lucernowy
lucerna
Kwas garbnikowy
WYKŁAD 11
11
Antyfidanty działają jako
fagodeterenty lub
fagorepelenty w okresie
próbnego
i trwałego żerowania
szkodnika na roślinie.
Działają selektywnie,
gdyż nie reagują na nie
pasożyty, drapieżce
szkodników oraz
zapylacze.
W świecie znanych jest
wiele takich związków.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
12
Źródłem silnych
antyfidantów są
zwłaszcza rośliny
tropikalne, w znacznie
większym stopniu niż
rośliny w klimacie
umiarkowanym przez
cały rok narażone na
porażenie przez
patogeniczne
mikroorganizmy i
szkodniki.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
13
Rośliny tropikalne,
aby przeżyć, musiały
wykształcić fizyczne,
mechaniczne, a
zwłaszcza chemiczne
mechanizmy obronne.
W roślinach tych
znajdujemy obok
związków o
charakterze
antyfidantów także
związki o
własnościach
leczniczych lub
owadobójczych.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
14
Znane są powszechnie silnie działające
wyciągi otrzymywane z jagód i liści dwóch
gatunków drzew z rodziny Meliaceae:
Azadirachta indica i Melia azaderach. Rosną
one powszechnie w Indiach i w wielu rejonach
Afryki.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
15
Wyciągi te zawierają azadirachtynę,
(z jagód) i olejek meliantriolowy (z
liści), które już w ilości 1 ng/cm
2
powierzchni traktowanej rośliny
silnie hamują żerowanie licznych
szkodników: stonki ziemniaczanej,
gąsienic motyli z rodziny
sówkowatych, omacnicowatych,
bielinkowatych, tantnisiowatych,
niedźwiedziówkowatych, a także
wciornastków, szarańczaków,
pluskwiaków (oprócz niektórych
gatunków mszyc), niektórych
gatunków błonkówek i muchówek.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
16
Uzyskiwano także bardzo dobre rezultaty
stosując te wyciągi przeciw miniarkom na
uprawach fasoli, pomidorów i chryzantem.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
17
Związki te zaburzają
funkcjonowanie systemu
hormonalnego owadów. W
Indiach są one często
stosowane do ochrony
przechowywanych
produktów spożywczych.
Są to niestety związki o
bardzo skomplikowanej
budowie chemicznej i
dotąd nie opracowano ich
syntezy.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
18
Substancje biologicznie
aktywne wyciągów roślin z
rodziny Meliaceae stanowią
mieszaninę 3 lub 4
głównych związków:
azadyrachtyny, meliantrolu,
salanniny oraz nimbinu i
nimbidinu, a także wielu
innych, występujących w
niewielkich ilościach, ale
mogących mieć wpływ na
końcowy efekt działania.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
19
Wymienione substancje główne należą pod
względem chemicznym do klasy naturalnych
produktów zwanych triterpenami
(limonoidami). Większość aktywnych
związków należy do grupy
tetranotriterpenoidów, ale biologicznie
aktywne diterpenoidy, triterpenoidy,
pentanortriterpenoidy oraz niewielka liczba
nieterpenoidowych składników zostały
również wyizolowane.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
20
Najprostszą metodą otrzymywania
preparatów użytkowych jest zmielenie na
proszek wysuszonych nasion miodli (z
łupinami lub bez), który po dodaniu
odpowiednich nośników (talk, kreda) może
być stosowany przeciwko owadom, np.
omacnicy prosowiance.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
21
Wydobyty z nasion olej (uzupełniony
odpowiednimi substancjami pomocniczymi)
może być używany do opryskiwania roślin
przeciwko owadom ssącym (mszyce, skoczki).
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
22
Pulpa (wytłoki) z nasion (otrzymana po
odciągnięciu oleju) podana do gleby zmniejsza
szkody powodowane przez różne gatunki
nicieni oraz ogranicza populacje niektórych
patogenów grzybowych.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
23
Możliwe jest sporządzenie ekstraktów
wodnych z nasion i użycie ich w ochronie
roślin do ograniczania populacji wielu
szkodnikow liściożernych, zwłaszcza larw
owadów z rzędów Coleoptera i Lepidoptera.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
24
Wodne wyciągi ze świeżych liści miodli są
również skuteczne w odniesieniu do
wciornastków i innych gatunków szkodliwych
owadów.
Należy nadmienić, że liście miodli nie
zawierają azadyrachtyny, ale wiele innych
triterpenów o działaniu insektycydowym.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
25
Wprowadzenie
do
obrotu
handlowego
i
stosowania
skutecznych
preparatów
wymaga
otrzymania
ekstraktów
o
dużej
zawartości azadyrachtyny.
Użycie
wysoko
wydajnej
chromatografii
cieczowej
(HPLC)
do
oznaczania
azadyrachtyny
w
różnych
ekstraktach
i
fazach
ekstrakcji pozwoliło na
opracowanie
takich
metod.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
26
Feuerhake
(1984)
zaproponował
dwufazową
metodę
wzbogacania ekstraktu
w
azadyrachtynę.
Kleeberg
(1992)
opracował
metodę
pozwalającą
na
otrzymanie
proszku
zawierającego
30
do
50% azadyrachtyny A.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
27
Wiele firm w Indiach, Tajlandii, Kanadzie, USA,
Australii, Niemczech i w innych krajach
wprowadza środki oparte na ekstraktach z
miodli indyjskiej (i innych roślin z rodziny
Meliaceae) na rynek pestycydowy.
Pierwszy handlowy preparat oparty na
surowym ekstrakcie etanolowym z nasion
miodli indyjskiej "Margosan - O" został
zarejestrowany w USA w 1985 roku (Larson
1985). W 1993 roku uzyskał on rejestrację
również do ochrony upraw paszowych lub
konsumpcyjnych.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
28
Drugi insektycyd, oparty na metanolowym
ekstrakcie substancji aktywnych z wytłoków
nasion miodli indyjskiej, jest produkowany w
USA od 1987 roku.
Wykazuje on dobrą aktywność przeciwko
owadom nawet wówczas, gdy na skutek
przechowywania azadyrachtyna uległa
degradacji i pozostało jej bardzo mało. Z
obserwacji tej wynika, że dużą rolę w
skuteczności odgrywają inne pochodne
azadyrachtyny, lub też powstające w wyniku
degradacji substancji głównej - jej
biologicznie aktywne metabolity.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
29
W
1992 roku firma Agri Dyne
Technologies (USA) otrzymała
rejestrację dla preparatu Azatin
do stosowania w uprawach nie
przeznaczonych na paszę, a w
1993 roku - we wszystkich
uprawach. Dla wymienionych
wyżej insektycydów
amerykańska agencja ochrony
środowiska (EPA) nie
przewidziała okresu karencji.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
30
W
W ostatnich kilku latach produkty handlowe
z miodli indyjskiej, oferowane przez firmę
Trifolio - M Company (Lahnau, Niemcy), były
następujące: Neem Azal T (5% azadyrachtyny
A), Neem Azal T/S (1% azadyrachtyny A) i
Neem Azal TF (4% azadyrachtyny A
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
31
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
Używanie wyciągu z nasion miodli w
stężeniach
0,025
i
0,05%
zredukowało
populację larw stonki ziemniaczanej poniżej
progu ekonomicznej szkodliwości
•W USA uzyskano obniżenie liczebności larw i
chrząszczy stonki ziemniaczanej za pomocą
opryskiwania
roślin
0,2%
etanolowym
ekstraktem z nasion.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
32
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
Ekstrakty z miodli indyjskiej były skuteczne
przeciwko
gąsienicom
motyli
będącym
szkodnikami kukurydzy i roślin zbożowych w
USA, takim jak: Spodoptera frugiperda,
Helicoverpa zea, Sezamia calamistis, Ostrinia
nubilalis,
O.
furnacalis,
Sesamia
nonagrioides, Spodoptera exempta, Mocis
latipes, M. separata. Gatunki te mogą być
ograniczane za pomocą preparatów pylistych
lub ekstraktów z nasion.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
33
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
• Antyfidantne i hamujące wzrost i rozwój
właściwości
azadyrachtyny
przeciwko
szkodnikowi
warzyw
tantnisiowi
krzyżowiaczkowi (Plutella xylostella) były po
raz pierwszy zaobserwowane w 1972 roku, a
badania polowe wykazały, że 4% metanolowy
ekstrakt z nasion (bez łupin) miodli dał
najlepsze wyniki.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
34
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
Dobre
działanie
osiągnięto
również
przeciwko sówce kapuścianej (Trichoplusia ni)
używając 2% etanolowe ekstrakty z nasion.
Pozytywne wyniki w stosowaniu ekstraktów
z miodli uzyskano także w odniesieniu do
omacnicowatych (Pyralidae) występujących w
krajach tropikalnych: Crocidolomia pavonana,
Hellula undalis i in.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
35
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO
STOSOWANIA
•
Populacje
mszycy
kapuścianej,
Brevicoryne
brassicae
mogą
być
skutecznie ograniczane za
pomocą wyciągów z nasion
(bez
łupin)
miodli
w
stężeniach od 0,1 do 0,4%.
Ponadto
wymienione
ekstrakty
były
aktywne
przeciwko
różnym
szkodnikom
żerującym
na
dyniowatych, pomidorach i
innych roślinach.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
36
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
• Sproszkowane nasiona, liście, kora i inne
części miodli indyjskiej oraz ich ekstrakty są
używane
przeciwko
wielu
gatunkom
szkodników przechowalni: Sitophilus oryzae,
S. granarius, Rhizoperta dominica, Tribolium
castaneum, Cryptolestes spp, Orizaephilus
surinamensis i szeregu innych.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
37
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
• Stosowanie preparatów z miodli indyjskiej
do ochrony produktów w przechowalni
przyczynia się również do ograniczania
grzybów pleśniowych, takich jak Aspergillus
flavus
i
A,
parasiticus,
produkujących
aflatoksyny
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
38
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
• Pierwszy handlowy preparat na bazie miodli
indyjskiej - Margosan-O, opracowany do
ochrony roślin ozdobnych pod osłonami,
stosuje się przeciwko owadom minującym -
Liriormyza trifolii i L. sativae, mączlikom -
Bemisia tabaci, B. argentifolii, Trialeurodes
vaporariorurn; wciornastkom - Frankiniella
occidentalis i Echinothrips americanus.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
39
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
• Ekstrakty z nasion (bez łupin) i preparaty
olejowe stosowane w szkółkach i uprawach
drzew cytrusowych były skuteczne przeciwko
owadom z rzędów: Homoptera (Diaphorina
citri, Toxoptera citricidus i in.), Lepidoptera
(Papilio demodocus, P. demoleus i in.) i
innych.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
40
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
• Margosan-O obniżał populacje zwójki
Adoxophyes orana, piędzika Operophtera
brumata, a także Yponomeuta malinellus w
sadach
jabłoniowych
oraz
Euproctis
chrysorrhoea i Yponomeuta padellus w sadach
gruszowych.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
41
PRZYKŁADY PRAKTYCZNEGO STOSOWANIA
Preparaty na bazie miodli japońskiej
wykazują
także
wysoką
skuteczność
w
ograniczaniu populacji pędraków chrabąszcza
majowego i kasztanowca.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
42
Insektycydy z miodli
indyjskiej i innych roślin z
rodziny Meliaceae,
praktycznie nieszkodliwe
dla człowieka i zwierząt
stałocieplnych oraz
relatyvnie mało szkodliwe
dla owadów pożytecznych i
pasożytów szkodników,
mogą być stosowane w
biologicznych i
integrowanych
programach ochrony
roślin.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
43
Wydaje się jednak, że w
najbliższej przyszłości
środki te mogą być użyte
na niewielkich
powierzchniach, głównie
w ogródkach
przydomowych.
Ochrona dużych
powierzchni
produkcyjnych wymaga
dużych ilości środków
(co nie zawsze będzie
możliwe) i znacznych
kosztów.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
44
Długotrwałość działania formulacji
insektycydów z miodli indyjskiej można
zwiększyć przez uwodornienie głównych
substancji aktywnych.
Badania na stonce ziemniaczanej wykazały,
że okres działania na owady nowych form
wydłużył się około 2-krotnie
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
45
Substancje aktywne z miodli indyjskiej,
nimbin i nimbidin, wykazują działanie
przeciwwirusowe i prawdopodobnie "otwierają
drogę" do zwalczania chorób wirusowych
roślin i zwierząt.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
46
Antyfidanty o charakterze deterentów, czyli
związków hamujących żerowanie, należą do
różnych grup chemicznych. Są to:
glikozydy,
chinony,
fenole,
terpeny,
kumaryny,
alkaloidy,
saponiny,
poliacetyleny
inne
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
47
Obecnie znanych jest co najmniej 200
związków o takim działaniu.
Substancje o najsilniejszym działaniu na
owady z różnych grup mają rośliny z rodzin:
Meliaceae,
Compositae
Verbenaceae
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
48
Działają one na:
gąsienice motyli,
chrząszcze,
pluskwiaki różnoskrzydłe,
prostoskrzydłe
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
49
Wyciągi
z
roślin
z
rodzaju
Vernonia
(Asteraceae) zawierają gorzkie laktony, które
są także antyfidantami dla ssaków (króliki,
krowy, jelenie)
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
50
Ekstrakty otrzymane z
wielu innych roślin także
zawierają
hamujące
żerowanie
owadów
substancje:
ksylomolina
z
niedojrzałych
owoców
rośliny
Xylocarpus
mollicensis (Meliaceae)
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
51
harrisonina z liści i korzeni krzewu
Harrisonia
abyssinica
(Simarubacaceae);
miejscowa
ludność
wschodniej
Afryki
sporządza z tej rośliny lekarstwa przeciw
hemoroidom, ukąszeniu węży, cholerze
poligonal i werbugonal z kory drzew z
rodzaju Warburgia (Camellaceae); kora ta jest
także surowcem do sporządzania leków i
przypraw;
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
52
• krototlenek z liści Croton macrostachys;
wyciągi te hamują rozwój guzków leukemii i
mają właściwości antybiotyku;
• ajugarina z liści Ajuga remota (Labiateae)
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
53
furokumaryny zawarte w liściach Orixia
japonica od wieków były w Japonii stosowane
do ochrony książek przed szkodnikami a także
jako
antyfidanty
przeciw
gąsienicom
zjadającym liście tytoniu;
dwuterpeny z roślin z rodzaju Caryopteris i
Clerodentron;
okazały
się
absolutnymi
antyfidantami; rośliny nimi potraktowane nie
były atakowane przez szkodniki cały okres
wegetacji.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
54
Także różne związki o charakterze
laktonów uzyskiwane z roślin z rodziny
złożonych (Compositae) są antyfidantami
dla owadów i ssaków. Są one
wykorzystywane w niektórych krajach do
leczenia chorób skórnych, guzów i
grzybic.
Związki te znane pod nazwą glaukolidów,
uzyskuje się z roślin z rodzaju Vernonia;
wykazują szczególnie silne działanie
hamujące żerowanie gąsienic i
niektórych ssaków (jelenie, króliki).
Zawarte w pokarmie nawet w małych
ilościach hamują silnie wzrost ssaków.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
55
Oczywiście nie tylko
rośliny tropikalne
zawierają związki o
charakterze antyfidantów.
Ptaki po zjedzeniu gąsienic
lub poczwarek motyli
żerujących na roślinach z
rodziny mleczowatych
(Asclepiadaceae)
pozbywają się z przewodu
pokarmowego zjedzonego
pokarmu.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
56
Niektóre glikozydy zawarte
w
roślinach
z
rodziny
psiankowate (Solanaceae) są
repelentami
stonki
ziemniaczanej.
W niektórych odmianach
kukurydzy
występuje
6-
metoksybenzoksarolin, który
jest
antyfidantem
dla
omacnicy
prosowianki
i
warunkuje
odporność
tych
odmian na omacnicę.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
57
Odmiany
nostrzyka
zawierajqce więcej kumaryn
nie
są
atakowane
przez
chrząszcze z rodzaju Epicauta,
a zawierające więcej azotanu
amonu - nie są atakowane
przez oprzędziki.
Odmiany jabłoni zawierające
florydzynę nie są atakowane
przez mszyce brzoskwiniową,
a odmiany zbóż zawierające
alkohol benzylowy nie są
atakowane
przez
mszycę
zbożową.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
58
Ziemniaki ze względu na zawartość
alkaloidów (leptyna, solanina, demissyna)
nie są atakowane przez skoczka Empoasca
fabae.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
59
Ponadto w czasie testowania związków
uzyskanych w wyniku syntezy chemicznej
znaleziono liczne substancje działające jako
antyfidanty.
Niektóre z nich wykryto testując ich
właściwości zoocydalne. Przy okazji
stwierdzono, że niektóre zoocydy w
subletalnych dawkach działają jak
antyfidanty (cypermetryna i prometryna
działają w ten sposób na bielinka
kapustnika, a ciecz bordoska na stonkę
ziemniaczaną).
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
60
Podobnie na stonkę
działają także inne
fungicydy, jak Brestan
(octan trójfenylocyny),
fungicyd do zwalczania
zarazy ziemniaczanej,
jak również
tiokarbaminiany,
tlenochlorek miedzi i
inne związki miedzi.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
61
Na roślinach opryskanych kwasami
tłuszczowymi o łańcuchu C8-C13 znacznie
mniej licznie osiadały mszyce i rodziły mniej
larw. Kwas laurowy i poligonal, którymi
opryskano rośliny, sprawiały, że malało
porażenie spowodowane przez wirusy
przenoszone przez mszyce.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
62
Inny tani związek, 4,2-
dimetylotriazynoacetoanilid, hamował
całkowicie tylko żerowanie owadów o
aparacie gryzącym. Wszystkie te związki
działały selektywnie, nie działały na
entomofagi i zapylacze.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
63
Antyfidanty mogą działać, po opryskaniu
roślin, okresowo lub trwale i systemicznie,
czyli przenikając do organów rośliny. Jedne z
nich łatwo się rozkładają na powierzchni
rośliny, inne wnikają do niej i po zmieszaniu
z sokami rośliny mogą nawet potęgować
swoje działanie.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
64
Nową grupą insektycydów naturalnych są
spinozyny (makrolityczne laktony). Są one
aktywne wobec szerokiej grupy szkodników,
w szczególności motyli i muchówek.
Biologiczna aktywność tych substancji jest
porównywalna do wielu pyretroidów.
Spinozyny wykazują bardzo przyjazną dla
środowiska charakterystykę.
Mają one unikalny sposób działania.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
65
Porównując do pyretroidów,np.
cypermetryny spinozyna A wolniej penetruje
ciało larwy szkodnika (Heliothis virescens),
ale z drugiej strony nie jest tak szybko
metabolizowana.
Obecnie wyizolowanych jest ponad 20
spinozyn i zsyntetyzowane ponad 800
spinozoidów (semisyntetyczne analogi)
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
66
Istnieje możliwość ulepszenia aktywności
spinosoidów, w porównaniu do spinosyn,
zwłaszcza wobec motyli, poprzez
modyfikację struktury 2,3,4 – tri – O –
methylrhamnosylu.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Antyfidanty
WYKŁAD 11
67
W roślinach stwierdzono obecność bardzo
wielu specyficznych związków działających
na owady i inne stawonogi jako atraktanty
(substancje wabiące) i stymulanty
(substancje "zachęcające") żerowania lub (i)
składania jaj.
Są to różne związki chemiczne odmiennie
działające na owady różnych grup .
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Atraktanty i stymulanty żerowania i
składania jaj
.
WYKŁAD 11
68
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Stymulanty żerowania i składania jaj
niektórych owadów.
Działanie
Owad
Roślina
związku
Stymulacj
a
bielinek kapustnik
krzyżowe
żerowani
a
stonka ziemniaczana
ziemniak
tantniś
krzyżowiaczek
krzyżowe
piędzik przedzimek
różowate
prządka pierścienica
dąb
kuprówka rudnica
dąb
śmietka cebulanka
cebula
trojszyk ulec
ziarno
zbóż
oprzędziki
koniczyna
ogłodek
wielorzędowy
sosna
Stymulacj
a
śmietka kapuściana
złożone
składania
jaj
połyśnica
marchwianka
marchew
tantniś krzyżowiaaek
krzyżowe
Śmietka ccbulanka
cebula
owocówka
jabłk6wcczka
jabłlko
Związek
Synigryna
Kwas chloragenowy
Synigryna, synelbina,
glukocheirolina
Garbniki
Garbniki
Garbniki
Siarczek allilu
Kwas palmitynowy
Adenozyna
Hydrochinon
Synigryna
N-propanol, n-propylomerkaptol
Metyloizoeugenol,
alliloizotiocyjanina
Alliloizotiocyjanian
-farnezol
WYKŁAD 11
69
Wśród stymulantów żerowania stwierdzo:
glikozydy,
kwasy,
• aglikony flawonoidowe,
• terpenoidy
• inne
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Atraktanty i stymulanty żerowania i
składania jaj.
WYKŁAD 11
70
Nigdy nie działają one jednak pojedynczo,
lecz zawsze w powiązaniu z innymi
związkami. Tak więc żerowanie stymuluje
pewien zestaw związków, które działają
synergistycznie.
Preferencja określonego pożywienia może
wynikać z określonej proporcji składników
atrakcyjnych lub (i) stymulujących
żerowanie i braku substancji repelentnych.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Atraktanty i stymulanty żerowania i
składania jaj.
WYKŁAD 11
71
W tym zestawie substancji atrakcyjnych
trudno zwykle wyróżnić jedną substancję
dominującą.
Związki działające jako stymulatory
żerowania są również stymulatorami lub
atraktantami składania jaj, ale niektóre
związki działają specyficznie.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Atraktanty i stymulanty żerowania i
składania jaj.
WYKŁAD 11
72
Atraktanty mogą być wykorzystywane nie
tylko do wabienia szkodnika (aby go
następnie zniszczyć chemicznie lub
fizycznie), ale także do przywabiania
entomofag6w.
Znajomość efektów wywoływanych przez
poszczególne deterenty i repelenty może
być wykorzystywana w hodowli
odpornościowej przeciwko szkodnikom.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Atraktanty i stymulanty żerowania i
składania jaj.
WYKŁAD 11
73
Związki te wprowadzone w wyniku
krzyżowania do gatunków lub odmian roślin
uprawnych nie syntetyzujących ich
stanowiłyby ochronę przed roślinożercami.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Atraktanty i stymulanty żerowania i
składania jaj.
WYKŁAD 11
74
W roślinach należących do kilkudziesięciu
rodzin (ponad 1500 gatunków) stwierdzono
obecność związków o charakterze
insektycydów.
Liczne z tych roślin są do dzisiaj
wykorzystywane w celach higienicznych i
sanitarnych w różnych krajach
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
75
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Substancje zawarte w roślinach toksyczne
dla wybranych gatunków owadów
Candria armara
Rhadomelace
ae
kwas domoinawy
karaczany,
mucha
domowa
Adhatoda vasica
Aeanthaceae
alkoholowe ekstrakty
liki
trojszyki
Rauwolfra
nauttensis
Apocynaceae
rezerpina
trojszyki
Acorus calarnus
Araeae
koried
szkodniki
ziarna
Calotropis
gigantea
Asclepiodaceo
e
olejowy ekstrakt
kwiatu
wołek
ryżowy
Canna indica
Cannaceae
olejowy ekstrakt
kwiatu
wołek
ryżowy
Heliopsis fongipes
Compositae
wyciąg z korzeni
strąkowiec
grochowy
Seneao cinerarur
Asteraceae
wyciąg z korzeni
mszyca
grochowa
przędziorki,
WYKŁAD 11
76
We własnym zakresie, sposobem domowym
można przyrządzać wyciągi lub napary z
roślin, którymi opryskuje się później rośliny
uprawne i uzyskuje zahamowanie rozwoju
szkodnika lub częściej ograniczenie
porażenia.
Rośliny opryskane takimi insektycydami
roślinnymi stają się dla szkodnika mniej
atrakcyjne, samice na nich nie składają jaj, a
wyległe larwy czy owady dorosłe niechętnie
na nich żerują.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
77
Wyciągi takie działają więc w głównej
mierze jako deterenty lub repelenty, ale np.
rumianek, bylica i piołun zawierają olejki,
które w połączeniu z tlenem dają bardzo
gorzkie, unikane przez owady substancje.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
78
Znane są także inne rośliny odstraszajqce
owady.
• Bez czarny odstrasza gryzonie,
•
gałązki
olchy
odstraszają
turkucia
podjadka,
• gałązki bagna zwyczajnego odstraszają
mole i pchły (podobnie jak macierzanka,
krwawnik, wrotycz).
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
79
Olejki eteryczne zawarte w tui, wrotyczu,
krwawniku,
mięcie,
szałwii,
bazylii
i
tymianku mają odstraszać, a nawet zabijać
niektóre gatunki owadów.
Podobnie działają pączki topoli.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
80
Olejki gorczyczne zawarte w nasionach
gorczycy są toksyczne dla gryzoni. Gryzonie
chętnie zjadają ich tłuste nasiona, nie czują
ich piekącego smaku, a ponieważ nie mają
odruchów wymiotnych, olejki te są dla nich
zabójcze.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
81
Podobnie działa wilczomlecz, żmijowiec
zwyczajny i ostrzeń pospolity. Dwa ostatnie
zawierają trujące alkaloidy.
Olejkami gorczycznymi gorczycy lub
nasturcji można także niszczyć bawełnicę
korówkę, opryskując porażone miejsca na
drzewach wyciągami tych roślin.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
82
Mrówki faraona bardzo nie lubią na swych
ścieżkach zapachu pietruszki i pieprzu
ziołowego.
Owadzie szkodniki produktów mącznych
uciekają od zapachu szyszek chmielowych.
Owady z reguły nie lubią paproci, mniszka
lekarskiego,
żeniszka
meksykańskiego,
które zawierają hormony owadzie.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
83
Wyciągi do zwalczania przędziorków,
mszyc, miodówek i innych szkodników o
aparacie gębowym ssąco-kłującym –
przykłady:
• Wyciąg z czosnku: 250 g czosnku
zemleć, zalać 10 l wody, kilkakrotnie
mieszać. Po 15 minutach zlać wyciąg,
rozcieńczyć wodą w stosunku 1:1,
stosować do opryskiwania.
• Wyciąg z cebuli: 200 g łusek cebuli
zalać dziesięcioma litrami wody, odstawić
na 3-4 dni, następnie odcedzić i używać
do opryskiwania.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
84
II. Wywary do zwalczania owadów o aparacie
gebowym
gryzącym
i
kłująco-ssącym
(mrówki,
bielinki,
owocówki,
mszyce,
przędziorki).
• Wywar z liści pomidorów: 4 kg świeżych
liści gotować 30 minut w 10 1 wody, potem
odstawić na 2 godziny. Do opryskiwania
rozcieńczyć wodą w stosunku 1:4.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
85
Zamiast świeżych roślin można używać
roślin zebranych w okresie kwitnienia i
wysuszonych. Uzyskane wyciągi czy wywary
należy
wykorzystywać
do
opryskiwań
bezpośrednio
po
ich
sporządzeniu.
Opryskiwania
najlepiej
przeprowadzać
wieczorem.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
86
Plony z roślin opryskanych takimi wywarami
można zbierać już po 1-3 dniach. Jedynie po
zastosowaniu naparu z tytoniu okres ten
powinien być dłuższy (7 dni) i rośliny
traktowane należy dokładnie myć.
Niekiedy zaleca się także podlewanie
zagrożonych
roślin
wyciągami
roślin
zielarskich (liście wrotyczu, piołunu, cebuli,
paproci, rabarbaru, ziemniaka, krwawnika,
pokrzywy).
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
87
Przykładem
wykorzystania
substancji
naturalnych do zwalczania szkodników mogą
być badania nad określeniem wpływu
garbników uzyskanych przez frakcjonowanie
wyciągów wodnych z rdestu powojowego
(Polygonum
convolvulus
L.)
i
rdestu
wężownika (Polygonum bistorta L.) na
żerowanie,
a
także
rozwój
stonki
ziemniaczanej (Leptinotarsa decemlineata
Say)
oraz
bielinka
kapustnika
(Pieris
brassicae L.).
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
88
Badane frakcje
garbnikowe wykazały
wysoką aktywność
biologiczną w
stosunku do
testowanych owadów.
Stwierdzono silne
działanie deterentne w
stosunku do larw
testowanych owadów
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
89
W przypadku bielinka zaobserwowano:
-podwyższony metabolizm larw wyrażający
się zwiększonym zużyciem pokarmu na
przyrost 1 mg masy ciała gąsienic
- nie stwierdzono negatywnego wpływu na
jego endopasożyta – baryłkarza bieliniaka
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
90
W odniesieniu do stonki
ziemniaczanej
stwierdzono:
-zaburzenia w
metabolizmie
przejawiające się
zwiększonym zużyciem
pokarmu na przyrost 1
mg masy ciała
-ujemny wpływ na rozwój
szkodnika wyrażający się
obniżoną liczebnością
następnego pokolenia
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Insektycydy pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
91
1. Toksyny zawierajace azot
Aminokwasy niebiałkowe - sa to
antymetabolity około 20 aminokwasów
białkowych, których wbudowanie do
struktury
białka
powoduje
jego
dezaktywację.
Glikozydy cyjanogenne - same nie są
toksyczne, jednak zabójczy jest produkt
ich rozkładu, którym jest cyjanowodór
(HCN).
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Toksyny pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
92
1. Toksyny zawierające azot
1. Alkaloidy - olbrzymia grupa związków
(ponad
10
000)
o
charakterze
zasadowym, działające przeważnie na
układ nerwowy. Należy do nich np.
nikotyna.
2. Białka - są to inhibitory wielu enzymów
obniżające wartość odżywczą pokarmu.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Toksyny pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
93
2. Toksyny nie zawierające azotu
Kwas monofluorooctowy (CH
2
FCO
2
H) -
hamuje cykl kwasów karboksylowych.
Kwas szczawiowy (CO
2
H)
2
- toksyczny,
tworzy sól z potasem lub sodem; hamuje
ostatnie etapy oddychania komórkowego.
Hiperycyna - chinon; absorbowany przez
zwierzęta wchodzi do hemolimfy. W
kontakcie
ze
światlem
powoduje
poparzenia.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Toksyny pochodzenia roślinnego
WYKŁAD 11
94
2. Toksyny nie zawierające azotu
Pochodne ekdyzonu - analogi hormonu
odpowiedzialnego
za
przeobrażenie,
często do 20 razy aktywniejsze od
hormonu
właściwego.
Powodują
zaburzenia rozwoju owadów.
Pochodne
hormonu
juwenilnego
-
zwiększaję liczbę wylinek, powodują
powstanie
dodatkowych
stadiów
larwalnych (supelarw) niezdolnych do
przeobrażenia.
Substancje pochodzenia
roślinnego
Hormony juwenilne, feromony...
Toksyny pochodzenia roślinnego