全 文 ： 菌物学报
jwxt@im.ac.cn 15 March 2013, 32(2): 286-291
Http://journals.im.ac.cn Mycosystema ISSN1672-6472 CN11-5180/Q © 2013 IMCAS, all rights reserved.







基金项目：国家自然科学基金（No. 30600010）
*Corresponding author. E-mail: niuyongchun@yahoo.com.cn
收稿日期: 2012-03-02, 接受日期: 2012-05-16

狗尾草平脐蠕孢 NY1 菌株的次级代谢产物分析
赵杏利 1 牛永春 1* 邓晖 1 罗都强 2
1农业部农业微生物资源收集与保藏重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 北京 100081
2河北大学生命科学学院 河北 保定 071002



摘 要：为进一步研究和利用具有杂草生防潜力的狗尾草平脐蠕孢 Bipolaris setariae 菌株 NY1，对其次级代谢产物进
行了分离与结构鉴定。从菌株 NY1 的大米发酵的乙酸乙酯提取物中分离到 7 个化合物，通过波谱分析将其分别鉴定
为：邻苯二甲酸二异壬酯，麦角甾-5,7,22-三烯-3β-醇，5α,8α-过氧化麦角甾-6,22-二烯-3β-醇，6-甲基苯-1,2,4-三酚，
3-脱羟基蛇孢菌素 A，邻羟基苯甲醛，蛇孢菌素 I。其中 3-脱羟基蛇孢菌素 A 是一种植物毒素，而具有抗癌、抗菌作
用的蛇孢菌素 I 的产量较高，具有工业化生产的潜力。
关键词：狗尾草平脐蠕孢，次级代谢产物，波谱分析，毒素，蛇孢菌素

Secondary metabolites from Bipolaris setariae NY1 strain
ZHAO Xing-Li1 NIU Yong-Chun1* DENG Hui1 LUO Du-Qiang2
1Key Laboratory of Microbial Resources, Ministry of Agriculture/Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese
Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
2College of Life Sciences, Hebei University, Baoding, Hebei 071002, China
Abstract: Secondary metabolites of Bipolaris setariae NY1 strain with herbicidal potential were isolated and identified.
Seven compounds were obtained from the ethyl acetate extract of rice-fermented B. setariae and they were determined as
diisononyl phthalate, ergosta-5,7,22-trien-3β-ol, 5α,8α-epidioxyergosta-6,22-diene-3β-ol, 6-methylbenzene-1,2,4-triol,
3-anhydroophiobolin A, 2-hydroxybenzaldehyde, and ophiobolin I by extensive spectroscopic analysis. Among them,
3-anhydroophiobolin A was the primary phytotoxin. Ophiobolin I with antitumor and antifungal effects, is highly yielding,
displaying potentiality for industrial production.
Key words: Bipolaris setariae, secondary metabolite, extensive spectroscopic analysis, phytotoxin, ophiobolin

DOI:10.13346/j.mycosystema.2013.02.006
赵杏利 等 /狗尾草平脐蠕孢 NY1 菌株的次级代谢产物分析
菌物学报
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平脐蠕孢属 Bipolaris 是禾本科植物上常见
的一类重要病原菌。研究表明，该属真菌中
B. oryzae、B. sorghicola、B. maydis、B. zizaniae
等均可产生一类具有多种生物活性的二倍半萜
类化合物——蛇孢菌素 ophiobolin（Au et al.
2000）。蛇孢菌素有多种结构和功能，有些在病
菌的致病过程中起关键作用，而有些具有抗菌、
抗线虫、抗肿瘤、抗疟疾等各种重要生物活性，
还有些可作为钙调蛋白的拮抗剂等（Peters &
Mayer 1998；Tsipouras et al. 1996；Li et al.
1995）。目前，已报道的 28 种蛇孢菌素中大部
分都首先分离自平脐蠕孢属真菌。狗尾草平脐
蠕孢 B. setariae 菌株 NY1 是作者分离、鉴定和
筛选出的一株对狗尾草具有生防潜力的菌株
（赵杏利等 2010）。目前，尚未有 B. setariae
次级代谢产物研究的报道。为了解该菌的主要
活性成分、进一步对其开发利用研究，本文对
菌株 NY1 的次级代谢产物进行了提取、分离和
结构鉴定。
1 材料与方法
1.1 菌株来源
B. setariae 菌株 NY1，2007 年分离自河南
省南阳市农田的发病狗尾草叶片，现保存于中
国农业微生物菌种保藏管理中心（保藏号：
ACCC 37504）。
1.2 菌株发酵
大米培养基：每个 500mL 三角瓶中加入
75g 大米和 100mL 蒸馏水，室温下浸泡过夜，
1×105Pa 灭菌 30min。
将菌株 NY1 接种于 PDA 培养基，26℃下
培养 7–10d，产生大量孢子。用灭菌蒸馏水冲
洗孢子，制备浓度为 106 个孢子/mL 的孢子悬浮
液。每瓶大米培养基接种 5mL 孢子悬浮液，共
制备 20 瓶，26℃恒温箱中黑暗静止培养 30d
（Zhang et al. 2009）。
1.3 代谢产物的分离和鉴定
每瓶大米发酵物加 200mL 乙酸乙酯浸泡
1d ，取上层乙酸乙酯相，用旋转蒸发仪
（N-1100D，上海爱朗仪器有限公司）40℃下蒸
干得到褐色油状粗提物。用上述方法对大米发
酵物重复提取 3 次，合并粗提物。加 1–1.5 倍
100–200 目硅胶于粗提物中，搅拌均匀后倒入
减压柱中，用石油醚:乙酸乙酯（90:10，85:15，
80:20，75:25，70:30，65:35，60:40）和纯甲醇
梯度洗脱，得到不同极性的组分。用薄层层析
法（TLC）对每个组分进行分析，根据化合物
在薄层层析板（GF254，青岛海洋化工有限公司）
上的极性大小和成点性来选择合适的洗脱剂对
欲分离化合物反复纯化，纯化方法主要为硅胶
柱层析（200–300 目，青岛海洋化工有限公司）
和凝胶柱层析（Sephadex LH-20、Sephadex
LH-60，瑞典 Amersham Biosciences 公司）。化
合物的鉴定主要依据核磁共振（AVANCE Ⅲ
600Hz，德国 Bruker 公司，氘代试剂为 CDCl3、
acetone-d6）和质谱（Apex-Ultra 7.0 T，德国
Bruker 公司）数据。
2 结果与分析
2.1 提取和分离
大米发酵粗提物 19.7g，减压柱粗分后得到
Fr.1–Fr.8 共 8 个组分。Fr.2 经硅胶柱层析和葡
聚糖 LH-20 凝胶（氯仿:甲醇：1:1）纯化得到
24mg 化合物 1。Fr.3 经硅胶柱层析和葡聚糖
LH-60 凝胶（丙酮）分离得到 7mg 化合物 2 和
12mg 化合物 3。Fr.4 经硅胶柱层析和葡聚糖
LH-20 凝胶（甲醇）纯化得到 9mg 化合物 4。
Fr.5 和 Fr.6 分别经硅胶柱层析和制备薄层层析
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得到 13mg 化合物 5 和 6mg 化合物 6。Fr.7 经硅
胶柱层析和葡聚糖 LH-20 凝胶（甲醇）纯化得
到 688mg 化合物 7。
2.2 结构鉴定
化合物 1：淡黄色油状物，分子式 C26H42O4。
1H-NMR（600MHz，CDCl3）δ：0.86（9H，m），
1.30（13H，m），1.68（2H，dd，J=12.4，6.2Hz），
4.21（2H，m），7.53（1H，dd，J=5.7，3.3Hz），
7.70（1H，dd，J=5.7，3.3Hz）。13C-NMR（150MHz，
CDCl3）δ：11.1（q，C-19，C-28），13.9（q，
C-18，C-27），23.1（t，C-13，C-22），23.8（t，
C-15，C-24），28.9（d，C-17，C-26），29.7（t，
C-14，C-23），30.2（t，C-12，C-21），38.5（t，
C-16，C-25），67.9（t，C-11，C-20），129.2（d，
C-3，C-6），131（d，C-1，C-2），132.8（s，
C-4，C-5），167.7（s，C-7，C-8）。以上数据与
Luks-betlej et al.（2001）报道一致，化合物 1
鉴定为邻苯二甲酸二异壬酯（ diisononyl
phthalate，DINP）。
化合物 2：无色针状结晶（氯仿），分子式
C28 H44O。1H-NMR（600MHz，CDCl3）δ：0.63
（3H，s），0.78（3H，d，J=6.9Hz），0.82（3H，
d，J=6.9Hz），0.89（3H，d，J=6.9Hz），0.94
（3H，s），1.02（3H，d，J=6.8Hz），3.64（1H，
m），5.15（1H，dd，J=15.5，7.5Hz），5.22（1H，
dd，J=15.7，7.2Hz），5.38（1H，m），5.56（1H，
m）。13C-NMR（150MHz，CDCl3）δ：12.3（q，
C-18），16.3（q，C-19），17.7（q，C-28），19.6
（q，C-27），19.8（q，C-26），21.0（t，C-11），
21.9（q，C-21），23.1（t，C-15），28.5（t，C-16），
32.2（t，C-2），33.1（d，C-25），38.4（s，C-10），
38.6（t，C-1），39.2（t，C-12）40.1（t，C-4），
41.1（d，C-20），42.8（s，C-13），43.1（d，
C-24），46.7（d，C-9），54.8（d，C-14），55.9
（d，C-17），70.5（d，C-3），115.7（d，C-7），
119.4（d，C-6），132.3（d，C-23），135.5（d，
C-22），139.9（s，C-5），141.4（s，C-8）。以
上数据与 Shirane et al.（1996）报道一致，化合
物 2 鉴 定 为 麦 角 甾 -5,7,22- 三 烯 -3β- 醇
（ergosta-5,7,22-trien-3β-ol）。
化合物 3：无色针状结晶（氯仿），分子式
C28 H44O3。1H-NMR（600MHz，CDCl3）δ：0.80
（3H，d，J=5.0Hz），0.83（3H，d，J=5.0Hz），
0.85（3H，m）0.88（3H，s），0.98（3H，d，
J=6.5Hz），1.19（3H，s），4.01（1H，m），5.11
（1H，dd，J=6.6，15.2Hz），5.21（1H，dd，
J=7.6，15.1Hz），6.47（1H，d，J=8.6Hz）。13C-NMR
（150MHz，CDCl3）δ：12.9（q，C-18），17.7
（q，C-28），18.4（q，C-19），19.1（q，C-26），
19.5（q，C-27），19.8（t，C-15），20.8（q，C-21），
23.3（t，C-11），28.7（t，C-16），30.1（t，C-2），
33.2（d，C-25），34.4（t，C-1），36.5（t，C-4），
37.1（s，C-10），39.6（t，C-12），39.9（d，C-20），
42.8（d，C-24），44.4（s，C-13），51.3（d，
C-9），51.9（d，C-14），56.0（d，C-17），66.3
（d，C-3），79.4（s，C-8），82.1（s，C-5），
130.9（d，C-7），132.7（d，C-23），134.8（d，
C-22），135.4（d，C-6）。以上数据与 Kawagishi
et al.（1988）报道一致，化合物 3 鉴定为 5α,8α-
过 氧 化 麦 角 甾 -6,22- 二 烯 -3β- 醇
（5α,8α-epidioxyergosta-6,22-diene-3β-ol）。
化合物 4：无色针状晶体（丙酮），分子式
C7H8O3。1H-NMR（600MHz，acetone-d6）δ：
2.52（3H，s），6.23（1H，d，J=2.4Hz），6.28
（1H，d，J=2.0Hz）。 13C-NMR（150MHz，
acetone-d6）δ：23.3（q，C-7），100.6（d，C-2），
110.7（d，C-4），140.2（s，C-5），145.9（s，
C-6），162.5（s，C-1），166.1（s，C-3）。该数
赵杏利 等 /狗尾草平脐蠕孢 NY1 菌株的次级代谢产物分析
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据与 Nukata et al.（2002）报道一致，故化合物
4 鉴定为 6-甲基苯-1,2,4-三酚（6-methylbenzene-
1,2,4-triol）。
化合物 5：无色无定形固体，分子式
C25H34O3。ESI-MS（+）：383[M+H]+。1H-NMR
（600MHz，CDCl3）δ：0.90（3H，s），1.07（3H，
d，J=7.0Hz），1.43（2H，m），1.62（2H，m），
1.68（3H，s），1.73（3H，s），1.82（4H，m），
2.01（1H，dd，J=13.3，3.7Hz），2.07（3H，s），
2.26（1H，m），2.36（1H，m），2.68，（2H，
m），2.86（1H，m），3.44（1H，d，J=4.0Hz），
4.62（1H，m），5.15（1H，m），6.05（1H，m），
6.84（1H，dd，J=6.6，2.4Hz），9.34（1H，s）。
13C-NMR（150MHz，CDCl3）δ：16.2（q，C-23），
17.1（q，C-20），18.1（q，C-25），22.3（q，
C-22），25.8（q，C-24），29.8（t，C-9），30.6
（t，C-1），35.5（d，C-13），41.8（t，C-15），
42.2（t，C-12），42.5（s，C-16），46.8（t，C-11），
49.2（d，C-2），49.3（d，C-6），53.9（d，C-10），
72.0（d，C-17），96.1（s，C-14），126.8（d，
C-18），130.5（d，C-4），135.2（s，C-19），141.1
（s，C-7），155.1（d，C-8），177.1（s，C-3），
192.8（d，C-21），206.9（s，C-5）。该数据与
Kim et al.（1984）的报道一致，故化合物 5 鉴定
为 3-脱羟基蛇孢菌素 A（3-anhydroophiobolin A）。
化合物 6：淡黄色油状物，分子式 C7H6O2。
1H-NMR（600MHz，acetone-d6）δ：7.17（1H，
d，J=7.5Hz），7.20（1H，d，J=7.5Hz），7.43
（1H，d，J=7.5Hz），8.03（1H，s），8.13（1H，
d，J=7.5Hz），10.04（1H，s）。13C-NMR（150MHz，
acetone-d6）δ：112.9（d，C-3），120.3（d，C-5），
122.1（s，C-1），123.5（d，C-6），125.1（d，
C-4），139.7（s，C-2），187.6（d，C-7）。该数
据与 Mattes et al.（1987）的报道一致，故化合
物 6 鉴 定 为 邻 羟 基 苯 甲 醛 （ 2-hydroxy-
benzaldehyde）。
化合物 7：白色针状晶体（氯仿），分子式
C25H36O3。ESI-MS（+）：385[M+H]+。1H-NMR
（600MHz，CDCl3）δ：0.99（3H，s），1.02（3H，
d，J=7.0Hz），1.36（3H，m），1.58（1H，m），
1.66（3H，d，J=1.1Hz），1.68（1H，d，J=6.6Hz），
1.70（3H，d，J=0.8Hz），1.74（2H，m），1.80
（1H，m），2.01（2H，m），2.08（3H，s），2.22
（1H，m），2.53（2H，m），2.76（2H，m），
3.66（1H，d，J=2.9Hz），3.92（1H，d，J=11.9Hz），
4.17（1H，d，J=11.8Hz），4.58（1H，m），5.14
（1H，m），5.78（1H，d，J=4.4Hz），5.95（1H，
d，J=1.3Hz）。13C-NMR（150MHz，CDCl3）δ：
16.2（q，C-23），17.5（q，C-20），18.1（q，
C-25），22.4（q，C-22），25.8（q，C-24），28.1
（t，C-9），30.7（t，C-1），35.2（d，C-13），
41.6（t，C-15），42.1（s，C-12），42.2（t，C-16），
47.2（t，C-11），51.1（d，C-2），52.7（d，C-6），
53.5（d，C-10），67.4（t，C-21），71.9（d，C-17），
96.3（s，C-14），127.1（d，C-18），130.2（d，
C-8），130.9（d，C-7），134.6（s，C-4），134.7
（s，C-19），180.7（s，C-3），210.2（s，C-5）。
该数据与 Sugawara et al.（1987）的报道一致，
故化合物 7 鉴定为蛇孢菌素 I（ophiobolin I）。
3 讨论
本研究从 B. setariae 菌株 NY1 中共分离鉴
定了 7 个次级代谢产物，其中蛇孢菌素有
3-anhydroophiobolin A 和 ophiobolin I。据报道，
3-anhydroophiobolin A 的作用主要表现为植物
毒性，能够在刺伤的离体牛筋草、玉米、高粱
等禾本科植物叶片上产生明显的褐色坏死斑，
但对牵牛花、车前等双子叶植物没有致病性，
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表现出一定的选择性，因此有进一步研究开发
其为防治特定双子叶作物田杂草的生物除草剂
的潜力（Evidente et al. 2006a，2006b；Kim et al.
1999 ； Pena-Rodriguez & Chilton 1989 ）。
Ophiobolin I 没有植物毒性，但具有抑菌和抗癌
活性。Li et al.（1995）比较了 10 种蛇孢菌素对
6 种真菌的抑制作用，其中 ophiobolin I 对
Trichophyton mentagrophytes 具有显著的抑制
作用。Phuwapraisirisan et al.（2007）在对抗宫
颈癌（HeLa）和口腔表皮细胞癌（KB）的药
物筛选中发现，ophiobolin I 对两种癌细胞均有
强烈的抑制作用， IC50 值分别为 0.1 和
0.9µg/mL。本研究从 19.7g 的粗提物中即分离
到 0.688g 的 ophiobolin I，产率较高，通过优
化培养条件和遗传改造均可进一步提高菌株
生产 ophiobolin I 的能力。因此，B. setariae 菌
株 NY1 具有成为 ophiobolin I 工业化生产用菌
种的潜力。
此外，邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）是一
种新兴的增塑剂，其挥发性、迁移性、无毒性
均优于应用最广泛的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯
（DOP）（Niino et al. 2002）。但由于 DINP 的化
学合成成本高于 DOP，故目前在市场上仍处于
劣势。本文首次报道了从真菌次级代谢产物中
分离到 DINP，为工业化生产 DINP 提供了另一
种可能的途径。

致谢：衷心感谢中国科学院微生物研究所车永胜研究员
和李二伟副研究员、河北大学药学院杨小龙副教授在化
合物分离和鉴定中给予的帮助！
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