中国植物源农药研究与应用

1.本书为“十三五”国家重点出版物出版规划项目与国家科学技术学术著作出版基金资助出版重点项，我国首部专注于介绍我国植物源农药研究与应用的大型专业学术著作。 2.本书全面阐述了我国植物源农药30多年来的研究与应用成果，具有极强的系统性、新颖性、引领性与学术性。 3.本书紧密结合我国具有丰富天然植物资源的国情，系统整理了我国在天然产物农药方面所积累的大量珍贵资料，是当前我国植物源农药研究领域中全面、极有参考价值的学术著作。

控制农业有害生物危害，减少农业有害生物引起的近三分之一的农产品损失，以期在有限的耕地上进一步提高单位面积农产品产量和质量，是现代农业发展的必然方向。控制农业有害生物危害的途径固然有多种，但在今后相当长的一段时期内，施用农药在有害生物控制中仍然占据主导地位。尽管近30年来，农药的生产和应用都取得了长足的进步，但农药残留残毒、对环境的负面影响及有害生物的抗药性等问题依然严重。随着社会的进步、科学的发展，环境问题和食品安全问题日益成为政府和民众关注的焦点。为此，2015年2月农业部印发《到2020年农药使用量零增长行动方案》，提出到2020年化学农药减施30%的目标。“减量增效”的措施很多，其中一个重要措施就是大力发展和使用生物农药，特别是植物源农药。
我国是最早利用植物防治农业害虫和卫生害虫的国家。早在公元前7～公元前5世纪，我国就有用莽草驱赶蚊蝇滋扰的记载；公元6世纪已开始利用藜芦防治农业害虫。在漫长的历史长河中，我国在利用植物资源防治农业及卫生有害生物方面积累了丰富的经验。据不完全统计，经正式文献报道研究过的杀虫活性植物63种，杀菌活性植物135种，除草活性植物39种，杀线虫活性植物8种，杀鼠活性植物6种，杀螺活性植物17种。目前在我国登记并处于有效期内的植物源农药（有效成分）共24种，其中杀虫剂12种，杀菌剂8种，杀鼠剂2种，杀螺剂1种，植物生长调节剂1种。
毋庸讳言，当前我国植物源农药研究和开发水平与发达国家相比还有较大差距。就研究而言，虽然每年都有不少植物源农药的研究报道，但仅限于植物粗提物的活性测定层面，而且很多是重复性工作，很少涉及有效成分化学和毒理学，极少有对一种植物的活性成分、生物活性及作用机理的系统研究；就产品开发而言，登记的植物源农药品种绝大多数都是《中国土农药志》中的老品种，登记的有效成分多数是未经系统分离、鉴定、评价过的真正的活性成分，一般是照搬中药的有效成分，因而不可能制定真实的质量标准并进行质量控制；就应用而言，多有夸大防治效果、虚列防治对象之嫌。当前市场上的植物源产品多数都是和化学农药的复配剂，但其中起主导作用的往往是化学农药，植物源农药则实际充当了增效剂的角色。因此，虽然登记有24种有效成分，但真正在规模化生产销售的并不多。
为了提高植物源农药在整个生物农药中的比重，充分发挥植物源农药在保障我国环境安全、食品安全中的作用，必须进一步提高我国植物源农药研究开发水平。首先，在策略方面，应将研究重点放在基于植物源天然产物的新农药创制，加强植物中农药活性成分的研究，从中筛选新型农药先导化合物；加强农药活性分子作用机理的研究，特别是药物小分子与生物大分子的互作研究，明确作用靶标和结合位点，以期发现新的作用靶标。对直接利用植物提取物开发农药新产品的研究必须从农药学的角度，对其资源分布、生物学特性、农药活性及活性成分、制剂加工、应用技术、作用机理、毒副作用、产业化及市场前景等进行系统研究。其次，活性筛选中，靶标生物应选择我国当前农业生产上重要的有害生物，强调以活体（盆栽或田间）筛选为主，离体筛选为辅，尤其是植物源杀菌剂更应如此。
为此，我们编著了此书，以植物源农药的研究、开发和应用为主线，结合近40年的研发经验，系统阐述植物源农药研究开发的原理和技术，收集总结自新中国成立以来，特别是近20年来我国植物源农药研究开发的成果，以期为推动我国植物源农药在新的历史时期大发展提供参考。
全书共分三部分，分别为绪论（第1章）、植物源农药研究开发的策略和技术（第2～4章）及中国植物源农药研究与开发利用（第5～8章）。第1章绪论介绍植物源农药的概念、特点、发展经纬及研究开发植物源农药的意义；第2章首先介绍杀虫、杀菌及除草活性筛选体系，然后系统叙述活性成分提取、分离及结构鉴定方法；第3章介绍植物源农药开发利用所涉及的相关基础研究，制剂加工及应用技术；第4章阐述基于植物源农药活性成分的新农药创制策略，包括活性成分的结构修饰筛选，先导化合物发现、先导优化及展开的策略，还包括以活性成分为探针发现新靶标的策略；第5～7章则是总结植物源杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂、杀螺剂及杀线虫剂方面的研究进展及成果；第8章则介绍我国登记过的主要植物源农药产品。
值此书出版之际，我们要感谢南开大学李正名院士！感谢他多年来对我们研究工作的支持和帮助，并在百忙中为本书作序，这既是对我们的鼓励，更是对我们的鞭策。感谢中国科学院华南植物园叶华谷研究员！感谢他提供全部植物彩色照片，使本书大为增色。我们还要感谢国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划（973计划）多年来对我们科研工作的资助。感谢本书中引用其著述的中外作者。
由于我们学识水平有限，特别是书中涉及的学科较多，知识面较广，书中无疑有欠妥或疏漏之处，热忱欢迎各方面的专家及读者指教。

编著者
2020年2月

吴文君，西北农林科技大学教授、博导，我国植物源农药研究领域知名学者，一直致力于我国新农药创制特别是植物源农药的研究与应用工作，从1980年起开始专注于杀虫植物苦皮藤及其它多种植物的研究，从1998年开始农用抗生素的研究。先后主持7项国家自然基金、1项863及1项973课题，主编专著10部，发表学术论文264篇，其中27篇为SCI收录论文。申请国家发明专利13项，其中6项已获授权，其中1项专利转让后已成功实现产业化生产。
  先后获国家科技进步二等奖（排名di一）、陕西省科技进步一等奖及陕西省发明专利一等奖各一项。先后被评为国家有突出贡献的中青年专家、全国优xiu教师、陕西省劳动模范。

本书以植物源农药的研究、开发和应用为主线，结合作者研究团队多年的研发经验和成果，全面系统介绍了中国植物源农药的特点、发展经纬，活性成分提取、分离及结构鉴定方法，以及基于植物源农药活性成分的新农药创制策略；重点介绍我国在植物源杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂、杀螺剂、杀线虫剂及植物生长调节剂方面的研究进展及成果，并系统整理了我国登记过的主要植物源农药产品。
本书可供从事植物源农药、生物农药研究开发及生产应用的科研、技术人员或企业参考，也可供大专院校农药及相关专业的师生阅读。

第1章绪论
1.1植物源农药的概念及特点4
1.2我国植物源农药研究开发与应用历程6
1.3研究植物源农药的意义9
参考文献11

第2章农药活性筛选及活性成分研究
2.1农药活性筛选体系14
2.1.1杀虫杀螨活性筛选体系14
2.1.2杀菌活性筛选体系15
2.1.3除草活性筛选体系18
2.2活性成分的提取19
2.2.1常规提取法19
2.2.2超临界流体提取法19
2.2.3超声波及微波提取法20
2.3活性成分的分离21
2.3.1沉淀法22
2.3.2结晶法22
2.3.3蒸馏法23
2.3.4液-液分配萃取法23
2.3.5逆流色谱法25
2.3.6薄层色谱法35
2.3.7开口柱色谱法40
2.3.8真空柱色谱法47
2.3.9高效液相色谱法48
2.3.10反相离子对色谱法55
2.3.11分离工作的一般程序59
2.3.12活性成分分离过程中值得注意的问题67
2.4活性成分的结构鉴定69
2.4.1结构鉴定的一般程序69
2.4.2质谱69
2.4.3核磁共振70
2.4.4紫外光谱71
2.4.5红外光谱71
2.4.6结构鉴定实例72
2.4.7液-质联用在活性成分结构鉴定中的应用81
2.4.8微谱技术在天然产物结构鉴定中的应用95
参考文献103

第3章植物源农药的开发利用
3.1相关基础研究108
3.1.1活性成分在植株中的分布108
3.1.2地域性对活性成分的影响110
3.1.3生长期对活性成分的影响111
3.1.4活性成分对光的稳定性112
3.1.5可利用资源及其评价113
3.2制剂加工115
3.2.1提取有效成分115
3.2.2剂型与加工119
3.2.3质量控制122
3.2.4混合制剂122
3.3应用技术123
3.3.1应用范围123
3.3.2防治对象124
3.3.3施药适期124
3.3.4防治效果评价124
3.4植物源农药登记及管理125
3.4.1植物源农药原药登记125
3.4.2植物源农药母药登记127
3.4.3植物源农药制剂登记127
参考文献129

第4章基于植物源农药活性成分的新农药创制
4.1活性成分的结构修饰132
4.1.1活性成分结构修饰的目的132
4.1.2活性成分结构修饰的主要反应类型134
4.1.3活性成分结构修饰的主要反应技术137
4.1.4活性成分结构修饰研究实例139
4.2从活性成分中发现先导化合物145
4.2.1先导化合物的概念和意义145
4.2.2先导优化及展开策略146
4.2.3先导优化实例149
4.3农药活性成分作用靶标的定位、分离与验证161
4.3.1靶标的定位162
4.3.2靶标的鉴定167
4.3.3靶标的验证199
4.3.4受体结构的测定202
4.3.5计算机辅助药物设计与虚拟筛选203
4.3.6植物源杀虫剂苦皮藤素作用靶标的研究204
参考文献224

第5章植物源杀虫剂研究
5.1菊科植物234
5.1.1除虫菊234
5.1.2大花金挖耳240
5.1.3天名精242
5.1.4万寿菊244
5.1.5熊耳草247
5.1.6豚草249
5.1.7蛔蒿251
5.1.8苍耳254
5.1.9飞机草256
5.1.10猪毛蒿259
5.2楝科植物262
5.2.1印楝262
5.2.2苦楝286
5.2.3川楝291
5.3豆科植物297
5.3.1黄花棘豆297
5.3.2皂荚302
5.3.3厚果鸡血藤305
5.3.4鱼藤307
5.3.5豆薯319
5.3.6非洲山毛豆322
5.3.7紫穗槐326
5.4卫矛科植物329
5.4.1雷公藤329
5.4.2苦皮藤339
5.4.3昆明山海棠349
5.4.4冬青卫矛352
5.5茄科植物354
5.5.1曼陀罗354
5.5.2烟草359
5.6大戟科植物365
5.6.1蓖麻365
5.6.2巴豆375
5.6.3大戟378
5.6.4狼毒大戟380
5.6.5泽漆383
5.6.6乌桕386
5.7萝藦科植物389
5.7.1杠柳389
5.7.2牛心朴子396
5.8夹竹桃科植物402
5.8.1夹竹桃402
5.8.2羊角拗407
5.9芸香科植物409
5.9.1芸香409
5.9.2花椒411
5.10天南星科植物417
5.10.1天南星417
5.10.2半夏419
5.10.3菖蒲424
5.10.4石菖蒲428
5.11罂粟科植物432
5.11.1博落回432
5.11.2小果博落回436
5.12蓼科植物438
5.12.1辣蓼438
5.12.2红蓼442
5.13其他科植物446
5.13.1透骨草446
5.13.2百部449
5.13.3藜芦453
5.13.4砂地柏458
5.13.5羊踯躅467
5.13.6番荔枝474
5.13.7黑胡椒477
5.13.8骆驼蓬479
5.13.9喜树483
5.13.10蛇床487
5.13.11马桑494
5.13.12巴东醉鱼草499
5.13.13高良姜501
5.13.14瑞香狼毒503
5.13.15乌头507
5.13.16荆芥511
5.13.17土荆芥513
5.13.18石蒜517
5.13.19钩吻519
5.13.20粗榧522
参考文献524

第6章植物源杀菌剂研究
6.1伞形科植物572
6.1.1蛇床572
6.1.2孜然芹575
6.1.3白芷578
6.1.4当归580
6.1.5多伞阿魏582
6.1.6窃衣584
6.1.7防风586
6.2菊科植物588
6.2.1万寿菊588
6.2.2蒲公英589
6.2.3白术592
6.2.4向日葵594
6.2.5苍耳596
6.2.6蓍599
6.2.7藿香蓟601
6.2.8大籽蒿603
6.2.9臭蒿606
6.2.10艾608
6.2.11黄花蒿610
6.2.12大花金挖耳613
6.2.13茼蒿615
6.2.14菊苣617
6.2.15小飞蓬619
6.2.16银胶菊621
6.2.17薇甘菊623
6.2.18金鸡菊627
6.2.19大花金鸡菊629
6.2.20两色金鸡菊631
6.2.21羊耳菊633
6.2.22野菊636
6.2.23旋覆花639
6.2.24菊芋642
6.2.25香芸火绒草644
6.2.26蓟646
6.2.27总状土木香648
6.2.28飞机草650
6.3豆科植物651
6.3.1苦参651
6.3.2白车轴草657
6.3.3紫藤659
6.3.4甘草663
6.3.5苦豆子666
6.3.6落花生668
6.3.7紫苜蓿670
6.3.8羊蹄甲672
6.3.9红花羊蹄甲674
6.4百合科植物676
6.4.1蒜676
6.4.2散斑竹根七679
6.4.3黄精682
6.4.4多花黄精684
6.4.5玉竹686
6.4.6卷叶黄精690
6.4.7芦荟692
6.4.8葱695
6.5唇形科植物697
6.5.1黄芩697
6.5.2南欧丹参701
6.5.3百里香703
6.5.4紫花香薷706
6.5.5广藿香708
6.5.6罗勒710
6.5.7活血丹713
6.5.8紫苏715
6.6樟科植物718
6.6.1山鸡椒718
6.6.2肉桂721
6.6.3天竺桂725
6.6.4阴香727
6.7芸香科植物729
6.7.1芸香729
6.7.2黄檗729
6.7.3白鲜731
6.7.4川黄檗734
6.7.5吴茱萸736
6.8禾本科植物738
6.8.1柠檬草738
6.8.2金镶玉竹740
6.8.3麻竹742
6.8.4毛竹744
6.8.5箬竹746
6.8.6金丝草748
6.9桑科植物751
6.9.1地果751
6.9.2无花果753
6.10毛茛科植物755
6.10.1黄连755
6.10.2白头翁759
6.10.3高乌头761
6.10.4岩乌头763
6.10.5裂叶铁线莲765
6.11蓼科植物767
6.11.1虎杖767
6.11.2拳参770
6.11.3金荞麦772
6.12茄科植物774
6.12.1烟草774
6.12.2辣椒775
6.13大戟科植物777
6.13.1狼毒大戟777
6.13.2月腺大戟778
6.13.3铁苋菜780
6.13.4海漆782
6.13.5余甘子784
6.14楝科植物784
6.14.1苦楝784
6.14.2木果楝786
6.15小檗科植物788
6.15.1十大功劳788
6.15.2四川淫羊藿791
6.16瑞香科植物793
6.16.1瑞香狼毒793
6.16.2河朔荛花794
6.17葫芦科植物796
6.17.1丝瓜796
6.17.2苦瓜798
6.18藜科植物800
6.18.1藜800
6.18.2土荆芥802
6.19胡桃科植物804
6.19.1胡桃804
6.19.2胡桃楸806
6.19.3山核桃809
6.20罂粟科植物811
6.20.1延胡索811
6.20.2小果博落回813
6.20.3博落回814
6.20.4秃疮花814
6.21蔷薇科植物816
6.21.1梅816
6.21.2扁核木818
6.22苦木科植物820
6.22.1臭椿820
6.22.2鸦胆子823
6.23天南星科植物825
6.23.1菖蒲825
6.23.2石菖蒲825
6.24其他科植物826
6.24.1海桐826
6.24.2银杏826
6.24.3苦皮藤830
6.24.4百部831
6.24.5番石榴831
6.24.6厚朴833
6.24.7莎草835
6.24.8板蓝、菘蓝837
6.24.9杨梅840
6.24.10海榄雌842
6.24.11东北红豆杉845
6.24.12骆驼蓬847
6.24.13瓜馥木847
6.24.14忍冬850
6.24.15常春藤852
6.24.16川续断854
6.24.17显齿蛇葡萄856
6.24.18垂序商陆858
6.24.19广西地不容860
6.24.20侧柏862
参考文献864

第7章其他植物源农药研究
7.1植物源除草剂研究878
7.1.1菊科植物878
猪毛蒿878
黄花蒿878
油蒿879
飞机草881
紫茎泽兰881
烟管头草883
豚草885
蟛蜞菊885
藿香蓟887
肿柄菊887
小飞蓬889
大花金鸡菊890
黄顶菊890
苍耳892
7.1.2禾本科植物893
小麦893
野牛草895
7.1.3胡桃科植物895
胡桃895
胡桃楸897
7.1.4大戟科植物897
麻风树897
泽漆899
7.1.5桃金娘科植物900
红千层900
桉树902
7.1.6茄科植物904
龙葵904
曼陀罗906
7.1.7其他科植物907
芒萁907
马莲909
紫苜蓿911
中国粗榧911
米仔兰912
臭椿914
海桐914
马先蒿914
黄皮916
紫丁香918
莎草920
黄连920
野老鹳草921
棉花923
石蝉草925
7.2植物源杀线虫剂研究925
7.2.1菊科植物925
万寿菊925
7.2.2三尖杉科植物927
三尖杉927
7.2.3豆科植物929
苦豆子929
7.2.4夹竹桃科植物929
夹竹桃929
7.2.5蒺藜科植物930
骆驼蓬930
7.2.6芸香科植物930
黄皮930
7.2.7大戟科植物931
乌桕931
7.2.8银杏科植物931
银杏 931
7.3植物源杀鼠剂研究932
7.3.1卫矛科植物932
雷公藤932
7.3.2马钱科植物933
马钱子933
7.3.3杜鹃花科植物935
羊踯躅935
7.3.4豆科植物935
皂荚935
苦参936
7.3.5茄科植物936
曼陀罗936
7.4植物源杀螺剂研究938
7.4.1罂粟科植物938
血水草938
7.4.2唇形科植物941
益母草941
7.4.3大戟科植物943
麻风树943
乌桕944
7.4.4茄科植物944
黄果茄944
7.4.5珙桐科植物946
喜树946
7.4.6葫芦科植物946
绞股蓝946
7.4.7薯蓣科植物948
盾叶薯蓣948
7.4.8山茶科植物950
油茶950
木荷952
7.4.9桃金娘科植物952
桉树952
7.4.10菊科植物954
石胡荽954
豚草956
7.4.11豆科植物956
苦葛956
7.4.12银杏科植物958
银杏958
7.4.13漆树科植物958
腰果958
7.4.14楝科植物960
苦楝960
7.4.15夹竹桃科植物960
羊角拗960
参考文献961

第8章植物源农药开发与产业化
8.1在有效期内的植物源农药972
苦参碱972
苦皮藤素973
烟碱974
藜芦碱975
鱼藤酮976
除虫菊素977
印楝素979
狼毒素980
茶皂素980
八角油981
桉油精981
樟脑982
大黄素甲醚983
丁子香酚984
香芹酚984
蛇床子素985
小檗碱986
乙蒜素987
苯丙烯菌酮988
β-谷甾醇989
雷公藤甲素990
莪术醇991
螺威991
芸苔素内酯992
8.2以前登记过但已不再登记的植物源农药994
楝素994
茴蒿素995
新烟碱995
苦豆碱995
百部碱995
补骨内酯995
氧化苦参碱996
辣椒碱996
马钱子碱996
闹羊花素Ⅱ996
血根碱997
羊角拗苷997
莨菪碱997
乌头碱997
参考文献998

索引
中文植物名称索引999
拉丁文植物名称索引1001