Đặng Huỳnh Giao * , Nguyễn Khởi Nghĩa , Nguyễn Trọng Danh , Nguyễn Công Hậu , Hồ Ngọc Tri Tân and Nguyễn Quốc Châu Thanh

* Correspondence: Đặng Huỳnh Giao (email: dhgiao@ctu.edu.vn)

Abstract

Along with the development of agriculture, biopesticides are increasingly being researched because of their environmental friendliness, safety for users, and limit of pest resistance to drugs. This study was conducted to develop a process for the extraction of yam bean seed (Pachyrhizus erosus) containing the active ingredient rotenone, a potential active compound that is effective against omnivorous caterpillars (Spodoptera litura). The results showed that the optimal conditions for yam bean seed extraction were successfully extracted by chloroform at 2 extraction times with the sample powder: solvent ratio at 1:5 (g/mL) for 48 hours. The presence of rotenone was assessed by qualitative methods with reagents and thin-layer chromatography. Furthermore, a rotenone content of 0.14% in the extract was recorded by LC/MS/MS. The best killing effect on omnivorous caterpillars was recorded at a concentration of 15 g/L after 4 hours with a spray volume of 25 mL through the toxic taste path. In addition, the probiotics prepared from the extraction of yam bean seed were as effective as commercial biological products.

Keywords: armyworm eradication, extraction, Rotenone, yam bean

Tóm tắt

Cùng với sự phát triển của nông nghiệp, các chế phẩm sinh học được đẩy mạnh nghiên cứu bởi tính thân thiện với môi trường, an toàn với người sử dụng và hạn chế sâu hại kháng thuốc. Nghiên cứu này nhằm xây dựng quy trình chiết tách cao chiết từ hạt củ đậu (Pachyrhizus erosus) có chứa hoạt chất rotenone, một hoạt chất tiềm năng có hiệu lực tiêu diệt sâu ăn tạp (Spodoptera litura). Cao chiết hạt củ đậu được chiết tách thành công bằng phương pháp ngâm chiết trong chloroform ở 2 lần chiết với tỉ lệ bột mẫu: dung môi là 1:5 (g/mL) trong 48 h. Sự hiện diện rotenone được định tính với thuốc thử và phương pháp sắc ký lớp mỏng với 0,14% về hàm lượng được ghi nhận bằng LC/MS/MS. Hiệu lực tiêu diệt sâu ăn tạp tốt nhất ở nồng độ cao chiết 15 g/L sau 4 giờ cùng thể tích phun 25 mL thông qua đường vị độc. Hơn nữa, chế phẩm sinh học được phối chế từ cao chiết hạt củ đậu có hiệu quả tương đương với các sản phẩm sinh học thương mại có trên thị trường.

Từ khóa: diệt trừ sâu ăn tạp, hạt củ đậu, rotenone, chiết tách

Article Details

Tài liệu tham khảo

Abbas, N., Shad, S. A., & Razaq, M. (2012). Fitness cost, cross resistance and realized heritability of resistance to imidacloprid in Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae). Pesticide Biochemistry and Physiology, 103(3), 181-188. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2012.05.001

Ahmad, M., Saleem, M. A., & Sayyed, A. H. (2009). Efficacy of insecticide mixtures against pyrethroid‐and organophosphate‐resistant populations of Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae). Pest Management Science: formerly Pesticide Science, 65(3), 266-274. https://doi.org/10.1002/ps.1681

Ambrose, A. M., Haag, H. B. (1937). Toxicological Studies of Derris. Industrial & Engineering Chemistry, 29(4), 429-431. https://doi.org/10.1021/ie50328a017

Baldino L., Scognamiglio M., & Reverchon E. (2018). Extraction of rotenoids from Derris elliptica using supercritical CO2. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 93(12), 3656-60. https://doi.org/10.1002/jctb.5764

Bích, Đ. H., Chung, Đ. V., Chương, B. X., Dong, N. T., Đàm, Đ. T., Hiền, P. V., Lộ V. N., Mai, P. D., Mãn, P. K., Thu, Đ. T., Tập, N., & Toàn, T. (1986). Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam (Vol. 1). Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội. https://thuvienpdf.com/cay-thuoc-va-dong-vat-lam-thuoc-o-viet-nam-tap-1

Davidson, W, M., 1930. Rotenone as a contact insecticide. Journal of Economic Entomology, 23(5), 868-874. https://doi.org/10.1093/jee/23.5.868

Lautié E., Rasse C., Rozet E., Mourgues C., Vanhelleputte J.P., & Quetin‐Leclercq J. (2013). Fast microwave‐assisted extraction of rotenone for its quantification in seeds of yam bean (Pachyrhizus sp.). Journal of Separation science, 36(4), 758-63. http://doi/10.1002/jssc.201200347

Lợi, Đ. T. (2004). Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam (Vol. 1). Nhà xuất bản Y học.

Ling, N. (2003). Rotenone: a review of its toxicity and use for fisheries management. Science for Conservation, 211, 1173-2946. https://catalogue.nla.gov.au/Record/886498

Nollet, L. ML., & Rathore, H. S. (2015). Biopesticides handbook. CRC Press. 121.

Othman, Z. S., Hassan, N. H., Yusop, M. R., & Zubairi, S. I. (2015). Development of a New Binary Solvent System Using Ionic Liquids as Additives to Improve Rotenone Extraction Yield from Malaysia Derris sp. Journal of Chemistry, 2015, 468917-468923 https://doi.org/10.1155/2015/468917

Zhang, P., Qin, D., Chen, J., Zhang, Z. (2020). Plants in the Genus Tephrosia: Valuable Resources for Botanical Insecticides (Review). Insects, 11(10), 721-738. https://doi.org/10.3390/insects11100721

Phan, P. H., Gortnizka, H., & Kraemer, R. (2003). Rotenone-potential and prospect for sustainable agriculture. Omonrice Journal, 11, 83-92. https://www.semanticscholar.org/paper/ROTENONE-POTENTIAL-AND-PROSPECT-FOR-SUSTAINABLE-Hien-Gortnizka/53b1f164e4b3f884eb028d03b4b1bc77c71dbbe6#extracted

Yoon, A. S. (2009). Extraction and formulation development of Derris elliptica for insect pest control. Prince of Songkla University. https://kb.psu.ac.th/psukb/bitstream/2010/7072/1/316615.pdf

Zubairi S.I., Sarmidi M.R., & Aziz R.A. (2014). A preliminary study of rotenone exhaustive extraction kinetic from Derris elliptica dried roots using normal soaking extraction (NSE) method. Advances in Environmental Biology, 14, 910-916. https://go.gale.com/ps/i.do?id=GALE%7CA376207007&sid=googleScholar&v=2.1&it=r&linkaccess=abs&issn=19950756&p=AONE&sw=w&userGroupName=anon%7E42da1e52