全 文 ：第 49 卷 第 5 期 河 南 农 业 大 学 学 报 Vol． 49 No． 5
2015 年 10 月 Journal of Henan Agricultural University Oct． 2015
收稿日期:2015 － 01 － 10
基金项目:国家人社部留学归国人员科技活动择优资助项目(2014 － 240);河南省基础与前沿技术研究项目(142300413208)
作者简介:李守婷(1992 －)，女，河南濮阳人，硕士研究生，主要从事抗植物病原真菌活性天然产物研究。
通信作者:麻兵继(1975 －)，男，安徽当涂人，教授，博士。
文章编号:1000 － 2340(2015)05 － 0653 － 05
蟛蜞菊烯酸钠盐抑制植物病原真菌
菌丝生长活性研究
李守婷，周 艳，麻兵继，阮 元，李 文
(河南农业大学农学院，河南 郑州 450002)
摘要:利用化学反应合成了蟛蜞菊烯酸(grandiflorenic acid，GA)的钠盐化合物，并对蟛蜞菊烯酸钠盐化合物进行
了抑制植物病原真菌菌丝生长活性筛选研究。结果表明，蟛蜞菊烯酸钠盐化合物在 0． 50 g·L －1质量浓度下，对
油菜菌核菌、西瓜炭疽菌、烟草蛇眼菌、玉米穗腐菌、茄子茎枯菌、花生黑斑菌和番茄早疫菌等 7 种病原真菌的菌
丝生长有明显抑制作用，抑制率超过 60%;在 0． 25 g·L －1质量浓度下对油菜菌核菌、烟草蛇眼菌和玉米穗腐菌
等 3 种病原真菌的菌丝生长有明显抑制作用，抑制率超过 60%;在 0． 125 g·L －1质量浓度下仅对油菜菌核菌的
菌丝生长抑制率超过 60%。另外，显微观察结果表明，蟛蜞菊烯酸钠盐化合物在 0． 50 g·L －1质量浓度下对小麦
赤霉菌的菌丝生长具有明显的抑制作用。
关键词:蟛蜞菊烯酸钠盐;抗真菌活性;天然产物
中图分类号:S 482 文献标志码:A
Study on the inhibitory activities against plant pathogenic fungi of
grandiflorenic acid sodium salt
LI Shouting，ZHOU Yan，MA Bingji，ＲUAN Yuan，LI Wen
(College of Agronomy，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China)
Abstract:Grandiflorenic acid sodium salt was prepared and then screened by an anti-fungal activity
test． The results of biological test showed that grandiflorenic acid sodium salt exhibited significant in-
hibitory activity against the mycelia growth of Sclerotinia sclerotiorum，Colletotrichum orbiculare，Alter-
naria pluriseptata，Fusarium verticillioides，Fusarium oxysporum f． sp，Cercospora personata and Alter-
naria Solani at the concentration of 0． 50 g·L －1，with an inhibitory rate of over 60% ． Grandiflorenic
acid sodium salt also showed obvious inhibitory activity against the mycelia growth of Sclerotinia sclero-
tiorum，Alternaria pluriseptata and Fusarium verticillioides at the concentration of 0． 25 g·L －1，with an
inhibitory rate of over 60% ． However，grandiflorenic acid sodium salt only showed obviously inhibitory
activity against Sclerotinia sclerotiorum at the concentration of 0． 125 g·L －1 ． Additionally，morpholog-
ical observation showed grandiflorenic acid sodium salt had an obvious inhibitory effect on the mycelia
of Fusarium graminearum．
Key words:grandiflorenic acid sodium salt;anti-fungal activities;natural product
蟛蜞菊烯酸(grandiflorenic acid，GA)是一个贝 壳杉烷型二萜化合物，这类二萜化合物在香茶菜属
DOI:10.16445/j.cnki.1000-2340.2015.05.013
654 河 南 农 业 大 学 学 报 第 49 卷
植物中分布广泛［1 － 2］。研究表明，贝壳杉烷型二萜
化合物具有多种药理活性，如抗肿瘤［3］，抗感
染［4］、抗氧化［5］和抗病毒等［6］。最新的文献报道
表明，贝壳杉烷型二萜化合物同样具有显著的抗植
物病原真菌和细菌的作用［7 － 8］。20 世纪 70 年代，
南美叶蟛蜞菊(Werneria ciliolata)作为一种地被植
物引入中国。该植物具有较强的繁殖特性，也有研
究显示其对其他植物有化感作用，因此往往形成单
一的群落，并且不断蔓延，逐渐成为中国主要的入
侵物种之一［9］。为开发利用南美叶蟛蜞菊植物资
源，作者对其进行了系统的化学成分研究，分离鉴
定出一系列的贝壳杉烷型二萜化合物，其中蟛蜞菊
烯酸的含量最丰富［10］。然而，蟛蜞菊烯酸的极性
很小，常温下不易溶于水。为提高蟛蜞菊烯酸水溶
性，并探讨该化合物在生物农药方面开发的可能
性，本试验首次利用化学方法合成了蟛蜞菊烯酸钠
盐化合物(GA － Na)，进而利用 PDA平板抑菌试验
方法筛选了该钠盐化合物对 18 种植物病原真菌菌
丝生长抑制活性。另外，为了观察蟛蜞菊烯酸钠盐
化合物对病原真菌菌丝形态结构的影响，本研究根
据前期抑菌试验结果，选取抑菌活性较强且菌丝生
长周期短、生产上危害性大的小麦赤霉菌为代表真
菌，利用显微镜观察药物处理后的菌丝形态变化。
1 材料与方法
1． 1 材料与仪器
供试药物蟛蜞菊烯酸系河南农业大学农学院
中药化学实验室自制，纯度为 95%以上。油菜菌
核菌(Sclerotinia sclerotiorum)、西瓜炭疽菌(Colleto-
trichum orbiculare)、烟草蛇眼菌(Alternaria plurisep-
tata)、玉米穗腐菌(Fusarium verticillioides)、茄子茎
枯菌(Fusarium oxysporum f． sp．)、花生黑斑菌(Cer-
cospora personata)、番茄早疫菌(Alternaria solani)、
茄子绵疫菌(Phytophthora melongenae)、小麦赤霉
菌(Fusarium graminearum)、茶炭疽菌(Gloeospo-
rium theae-sinensis)、玉米圆斑菌(Bipolaris carbo-
num)、苹果炭疽菌(Glomerella cingulate)、烟草低头
黑菌(Colletotrichum capsici f． nicotianae)、葡萄柄孢
菌(Cladosporium ladosporium sp．)、花生褐斑菌
(Cercospora arachidicola)、柑橘炭疽菌(Colletotri-
chum gloeosprioides)、板栗炭疽菌(Colletotrichum
gloeosporioides sp．)和牡丹炭疽菌(Gloeosporium
sp．)等 18 种供试菌种均由河南农业大学农学院中
药化学实验室提供并保存。
化合物氢谱和碳谱核磁共振数据由 Bruker
AM －400 测定，四甲基硅烷(TMS)为内标，耦合常
数为 Hz，化学位移值为 × 10 －6。检测用薄层层析
材料 GF254由青岛海洋化工厂生产。
1． 2 蟛蜞菊烯酸钠盐的制备
蟛蜞菊烯酸钠盐的制备参照文献［8］的方法:
在 50 mL 圆底烧瓶中加入 300 mg 蟛蜞菊烯酸(1
mmol)，再加入 10 mL环己烷溶解。待蟛蜞菊烯酸
完全溶解后，加入 10 mL 0． 5 mol·L －1 NaOH 溶
液，磁力搅拌，60 ℃水浴反应 1 h。反应过程中用
GF254薄层板每隔 20 min 检测 1 次。待反应完全
后，用布氏漏斗抽滤，除去溶剂。布氏漏斗中的剩
余物反复用冷水清洗以除去杂质，最后得到蟛蜞菊
烯酸钠盐化合物(210 mg，0． 65 mmol)。1H NMＲ
(400 MHz，CDCl3):δ ppm 5． 24 (t，J = 3． 2 Hz，H-
11) ，4． 91(s，H-17a) ，4． 80(s，H-17b) ，1． 22(s，H-
18) ，1． 02(s，H-20) ;13 C NMＲ(100 MHz，CDCl3):δ
ppm 40． 6(C-1) ，20． 2(C-2) ，38． 5(C-3) ，44． 5(C-
5) ，18． 8(C-6) ，41． 8(C-7) ，43． 1(C-8) ，155． 8(C-
9) ，39． 2(C-10) ，114． 6(C-11) ，37． 8(C-12) ，42． 2
(C-13) ，44． 3(C-14) ，50． 0(C-15) ，158． 8(C-16) ，
105． 5(C-17) ，28． 7(C-18) ，182． 1(C-19) ，23． 2(C-
20)。
1． 3 蟛蜞菊烯酸钠盐抗菌谱测定
参照文献［11］方法，精确称取蟛蜞菊烯酸钠
盐化合物和多菌灵，用少量无菌水溶解并定容至所
需质量浓度。用无菌 PDA培养基分别制作质量浓
度为 0． 50，0． 25，0． 125 g·L －1的 GA-Na 和多菌灵
带药培养基，用等量灭菌的无菌水加入 PDA 中作
空白对照，倒入无菌培养皿中。待培养基冷却凝固
后，用无菌打孔器取直径 6 mm 菌饼，接种于带药
培养基平板中央，放入 26 ℃恒温培养箱中培养4 ～
7 d，取出培养皿并测量菌丝生长直径 /mm，按下式
计算菌丝生长抑制率(I)。每个药物质量浓度重
复 3 次，取平均抑制率。
I =空白菌丝直径 －药物处理菌丝直径
空白菌丝直径 － 6
× 100
1． 4 小麦赤霉菌菌丝培养及显微结构观察
小麦赤霉菌在空白 PDA 培养基平板上培养 5
d，待菌丝生长覆盖整个平板后，用无菌打孔器取
直径 9 mm 的菌饼接到 250 mL 液体 PDB 培养基
中。于 28 ℃，180 r·min －1振荡箱中继续振荡培养
小麦赤霉菌 24 h 后，设处理组和空白对照组。处
理组加入一定量的蟛蜞菊烯酸钠盐化合物，使培养
基药液质量浓度为 0． 50 g·L －1，空白对照组加灭
菌的重蒸水。继续培养 48 h 后分别再将菌丝充分
第 5 期 李守婷，等:蟛蜞菊烯酸钠盐抑制植物病原真菌菌丝生长活性研究 655
去除培养基后取微量菌丝在显微镜下观察。
2 结果与分析
2． 1 蟛蜞菊烯酸钠盐抗菌谱测定结果
蟛蜞菊烯酸钠盐化合物对 18 种植物病原真菌
的菌丝生长抑制活性如表 1 所示。由表 1 可以看
出，总体而言，蟛蜞菊烯酸钠盐化合物呈现出显著
的、广谱的抗菌效果，并具有较好的量效关系。相
同质量浓度下，蟛蜞菊烯酸钠盐化合物对于部分病
原真菌的抑菌效果比多菌灵还要强。在 0． 50 g·
L －1质量浓度下，蟛蜞菊烯酸钠盐化合物对油菜菌
核菌、西瓜炭疽菌、烟草蛇眼菌、玉米穗腐菌、茄子
茎枯菌、花生黑斑菌和番茄早疫菌的抑制效果超过
60%，其中，油菜菌核菌和西瓜炭疽菌对药物敏感，
抑制率高达 98． 0%和 80． 6%，抑菌效果接近相同
质量浓度的多菌灵;对 10 种病原真菌茄子绵疫菌、
小麦赤霉菌、茶炭疽菌、玉米圆斑菌、苹果炭疽菌、
烟草低头黑菌、葡萄柄孢菌、花生褐斑菌、柑橘炭疽
菌和板栗炭疽菌显示出中等抑菌作用，抑菌率超过
40%。蟛蜞菊烯酸钠盐化合物在 0． 50 g·L －1质量
浓度条件下仅对牡丹炭疽菌的抑制效果较弱，但抑
菌率也达到了35． 9%。
表 1 蟛蜞菊烯酸钠盐和多菌灵对 18 种病原真菌的抑菌率
Table 1 The inhibitory effect of GA － Na and carbendazim on 18 pathogenic fungi %
植物病原真菌
Plant pathogenic fungi
抑菌率 /% Inhibitory ratio
蟛蜞菊烯酸钠盐 /(g·L －1)GA-Na
0． 50 0． 25 0． 125
多菌灵 /(g·L －1)Carbendazim
0． 50 0． 25 0． 125
油菜菌核菌
Sclerotinia sclerotiorum
98． 0 91． 9 84． 4 100 100 100
西瓜炭疽菌
Colletotrichum orbiculare
80． 6 55． 9 35． 7 95． 4 94． 3 92． 7
烟草蛇眼菌
Alternaria pluriseptata
66． 1 65． 3 54． 3 29． 9 28． 6 25． 0
玉米穗腐菌
Fusarium verticillioides
64． 3 60． 3 52． 3 100 100 100
茄子茎枯菌
Fusarium oxysporum f． sp．
63． 4 56． 5 52． 6 4． 4 0 0
花生黑斑菌
Cercospora personata
63． 2 46． 5 42． 9 0 0 0
番茄早疫菌
Alternaria solani
60． 3 54． 5 44． 8 2． 9 0 0
茄子绵疫菌
Phytophthora melongenae
58． 7 52． 7 45． 8 3． 4 0 0
小麦赤霉菌
Fusarium graminearum
55． 4 47． 9 42． 6 100 76． 2 45． 3
茶炭疽菌
Gloeosporium theae-sinensis
54． 2 49． 1 37． 8 93． 6 90． 9 89． 3
玉米圆斑菌
Bipolaris carbonum
53． 9 46． 2 41． 8 10． 7 9． 2 7． 2
苹果炭疽菌
Glomerella cingulate
51． 2 31． 4 26． 6 100 100 100
烟草低头黑菌
Colletotrichum capsici f． nicotianae
50． 3 46． 0 41． 0 62． 4 62 60． 8
葡萄柄孢菌
Cladosporium ladosporium
50． 3 41． 7 34． 9 0 0 0
花生褐斑菌
Cercospora arachidicola
50． 0 48． 9 43． 7 16． 2 1． 0 0
柑橘炭疽菌
Colletotrichum gloeosprioides
46． 5 33． 6 24． 2 1． 6 1． 3 1． 2
板栗炭疽菌
Colletotrichum sp．
44． 0 38． 9 28． 3 100 100 100
牡丹炭疽菌
Gloeosporium sp． 35． 9 25． 9 15． 8 5． 3 0 0
656 河 南 农 业 大 学 学 报 第 49 卷
蟛蜞菊烯酸钠盐化合物在 0． 25 g·L －1质量浓
度下对油菜菌核菌、烟草蛇眼菌和玉米穗腐菌显示
很好的抑菌效果，抑制率超过 60%，对另外 11 种
病原真菌显示中等强度的抑菌效果(抑制率超过
40%)。随着蟛蜞菊烯酸钠盐化合物药物质量浓
度的下降，其抑菌效果也逐渐下降。在 0． 125 g·
L －1质量浓度下，蟛蜞菊烯酸钠盐化合物仅对油菜
菌核菌显示显著的抑菌作用，对烟草蛇眼菌等 10
种病原真菌显示中等强度的抑菌效果。另外，在
0． 125 g·L －1质量浓度下，阳性对照药多菌灵虽然
对油菜菌核菌、西瓜炭疽菌、玉米穗腐菌、茶炭疽
菌、苹果炭疽菌、烟草低头黑菌和板栗炭疽菌 7 种
病原真菌有很好的抑制效果，但对其他 11 种病原
真菌几乎没有明显的抑制效果。
2． 2 蟛蜞菊烯酸钠盐对小麦赤霉菌菌丝形态结构
的影响
分别将少量小麦赤霉菌空白组菌丝和蟛蜞菊
烯酸钠盐化合物处理组菌丝放在显微镜下进行观
察，结果如图 1 所示。通过显微观察，发现空白组
菌丝生长稠密，药物处理组菌丝体生长稀疏，菌丝
体数量减少，分支较少;通过高倍镜观察，发现空白
组菌丝体粗大饱满，分支明显，药物处理组菌丝纤
细，分支较弱。说明蟛蜞菊烯酸钠盐化合物对小麦
赤霉菌菌丝的生长发育具有明显的抑制作用。
图 1 蟛蜞菊烯酸钠盐对小麦赤霉菌菌丝形态结构的影响
Fig． 1 Effects of GA-Na on the morphology structure of F． graminearum
3 讨论
由于蟛蜞菊烯酸化学结构中极性取代基少，导
致水溶性很差，常温下在水中几乎不溶解。本试验
通过制备蟛蜞菊烯酸的钠盐化合物，改善了其水溶
性。参考文献［12］的方法，测定了蟛蜞菊烯酸钠
盐化合物在 25 ℃下水中的溶解度大约为 6 g·
L －1。在含药 PDA 平板制作过程中基本没有药物
的析出，保证了抑菌试验结果的可靠性。蟛蜞菊烯
酸的钠盐化合物在 0． 50 和 0． 25 g·L －1质量浓度
下对多种常见植物病原真菌菌丝生长抑制效果显
著，部分病原真菌如烟草蛇眼菌、茄子颈枯菌、花生
黑斑菌、番茄早疫菌、茄子绵疫菌等的抑菌效果超
过相同质量浓度的阳性对照药多菌灵，表明该化合
物具有广谱的抗病原真菌作用。但随着蟛蜞菊烯
酸的钠盐化合物质量浓度的下降，其抗菌效果也下
降，0． 25 g·L －1质量浓度下仅对油菜菌核菌抑制
率超过 60%。另外，显微观察试验选取小麦赤霉
菌为代表真菌是因为该病原真菌生长周期短，在固
体 PDA平板上一般 4 ～ 5 d 即可长满平板，接种到
液体 PDB培养液中一般生长 3 ～ 4 d即可达到最大
生物量。为了观察到明显的药物抑菌效果，在液体
PDB培养液中加入了较高质量浓度的蟛蜞菊烯酸
的钠盐化合物，即 0． 50 g·L －1。显微观察结果表
明，蟛蜞菊烯酸的钠盐化合物对小麦赤霉菌的菌丝
生长具有明显的抑制作用，菌丝的分化也受到明显
第 5 期 李守婷，等:蟛蜞菊烯酸钠盐抑制植物病原真菌菌丝生长活性研究 657
抑制。然而，该化合物对病原真菌的具体抗菌作用
靶点及作用机制仍需进一步明确，大田药效仍需进
一步试验验证。
近年来随着化学合成农药在生态环境中造成
的危害日趋严重，环境友好型的生物农药的研发日
益受到人们的重视。当前部分植物源生物农药已
成功开发上市，如苦参碱制剂、除虫菊酯制剂、鱼藤
酮制剂等［13］。本试验所用的蟛蜞菊烯酸直接从南
美蟛蜞菊中提取，在植物体内含量较丰富，具有一
定的深入开发价值。本试验通过制备蟛蜞菊烯酸
钠盐化合物改善水溶性，进而研究其抗病原真菌活
性，将为下一步充分利用南美蟛蜞菊及其代谢产物
蟛蜞菊烯酸在生物农药方面的开发应用奠定基础。
参考文献:
［1］ HUANG S X，XIAO W L，LI L M， et al． Bis-
rubescensins A-C: three new dimeric ent-kauranoids
isolated from Isodon rubescens［J］． Org Lett，2006，8
(6):1157 － 1160．
［2］ SUN H D，HUANG S X，HAN Q B． Diterpenoids from
Isodon species and their biological activities ［J］． Nat
Prod Ｒep，2006，23(5) :673 － 698．
［3］ WANG L，LI D，WANG C，et al． Ｒecent progress in
the development of natural ent-kaurane diterpenoids with
anti-tumor activity ［J］． Mini-Ｒev Med Chem，2011，
11(10) :910 － 919．
［4］ YEH S H，CHANG F Ｒ，WU Y C，et al． An anti-in-
flammatory ent-kaurane from the stems of Annona squa-
mosa that inhibits various human neutrophil functions
［J］． Planta Med，2005，71(10) :904 － 909．
［5］ KO H H，CHANG W L，LU T M． Antityrosinase and
antioxidant effects of ent-kaurane diterpenes from leaves
of Broussonetia papyrifera［J］． J Nat Prod，2008，71
(11) :1930 － 1933．
［6］ PIACENTE S，AQUINO Ｒ，DE TOMMASI N，et al．
Constituents of Werneria ciliolata and their in vitro anti-
HIV activity ［J］． Phytochemistry，1994，36 (4) :
991 － 996．
［7］ ELEANOＲ P P，LUDIVINA T S，CONSOLACION Y
Ｒ． Antibacterial and antifungal properties of ent-kaure-
noic acid from Smallanthus sonchifolius［J］． Chin J Nat
Med，2012，10(5) :408 － 414．
［8］ BＲUNA B A，MONIQUE Ｒ M，SEＲGIO Ｒ A，et al．
Evaluation of ent-kaurenoic acid derivatives for their an-
ticariogenic activity ［J］． Nat Prod Comm，2011，6
(6) :777 － 780．
［9］ 吴彦琼，胡玉佳，廖富林． 从引进到潜在入侵的植
物———南美蟛蜞菊［J］． 广西植物，2005，25(5):
413 － 418．
［10］ MA B J，WEN C N，GAO Y，et al． ent-kaurane diter-
penoids from the plant Wedelia trilobata［J］． Nat Prod
Bioprospect，2013，3(3) :107 － 111．
［11］方中达． 植病研究方法［M］． 第 3 版． 北京:中国农
业出版社，1998:404 － 407．
［12］雷 超，常志东，刘会洲． 辣椒碱在不同溶剂中的溶
解度的测定与关联［J］． 过程工程学报，2010，10
(4):738 － 742．
［13］邱德文． 生物农药研究进展与未来展望［J］． 植物
保护，2013，39(5):81 － 89．
(责任编辑:常思敏)