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紫藤瘤中化合物抗农作物病原真菌活性研究



全 文 :·方药研究·
紫藤瘤中化合物抗农作物病原真菌活性研究
蔡百祥,王国凯,吴培云,刘劲松,许应生,王 刚
(安徽中医药大学药学院 现代中药安徽省重点实验室,安徽 合肥 230012)
[摘要]目的 研究紫藤瘤中分离得到的单体化合物抗农作物病原真菌活性。方法 采用十字交叉法测定紫
藤瘤中分离到的单体化合物对5种农作物病原真菌的体外抑制率。结果 分离得到的单体化合物对小麦赤
霉菌、辣椒枯萎病菌、棉花枯萎病菌、油菜菌核病菌、玉米穗腐菌5种病原真菌均有较好的抑菌效果,尤其是
对油菜菌核病菌的抑菌效果最为显著。0.6mg/mL丁香脂素对油菜菌核病菌抑制率达到36.72%,0.75
mg/mL(3S)-7-O-methylvestitol对油菜菌核病菌抑制率达到40.26%,0.1mg/mL白桦脂酸对油菜菌核病
菌抑制率高达84.52%。结论 从紫藤瘤中分离得到的部分单体化合物具有抗农作物病原性真菌活性。
[关键词]紫藤瘤;化合物;农作物病原真菌;活性研究;油菜菌核
[中图分类号]R284;R285 [DOI]10.3969/j.issn.2095-7246.2015.03.025
  植物病原真菌是指可以在植物上寄生并引起植
物病害的真菌,已记载的植物病原真菌有8 000多
种。真菌病害是植物病害中最重要的一种,所占比
例最大,70%~80%的植物病害都是由真菌引起的,
同时几乎每种作物都有几种甚至几十种真菌病害。
根据真菌病害的气流和水流传播比较突出的特点,
可以采用化学药剂进行保护性防治,但效果有限[1]。
植物源农药因其来源于自然,具有环保、长效、易光
解、无残留等优点,成为发展有机农业、促进农业可
持续 发 展 的 理 想 农 药。紫 藤 Wisteria sinensis
(Sims)Sweet是常见绿化植物,属豆科紫藤属。研
究发现,紫藤具有杀菌作用[2],紫藤叶片丙酮提取液
对真菌和细菌均有一定的抑制作用[3]。紫藤瘤是紫
基金项目:安徽省自然科学基金项目(1308085QH154);安徽
省高等学校省级自然科学研究项目(KJ2014A135)
作者简介:蔡百祥(1990-),男,硕士研究生
通信作者:王国凯,wanggk7779@163.com
藤茎上所生的赘瘤,可入药,具有杀虫、止痛、解毒等
功效[4],可用于癌症的治疗[5-6]。本课题组前期对紫
藤瘤抗农作物病原性真菌活性部位筛选进行研
究[7-8],在确定其有效部位的基础上,进一步对有效
部位中的化学成分进行了系统研究[9-11]。为了筛选
紫藤瘤抗病原性真菌的活性成分,本研究采用十字
交叉法研究紫藤瘤分离得到的部分单体化合物对油
菜菌核病菌、辣椒枯萎病菌、小麦赤霉菌和棉花枯萎
病菌等诱发农作物疾病的病原真菌的抑菌活性,为
新型无公害生物农药的研发奠定基础。
1 材料与方法
1.1 药材 紫藤瘤药材2011年购自安徽岳西,经
安徽中医药大学方成武教授鉴定为豆科植物紫藤
Wisteria sinensis(Sims)Sweet的干燥茎瘤体。
1.2 作物病原真菌及培养基的制备 小麦赤霉菌
(Fusarium graminearum)、棉花枯萎病菌 (Fusari-
um oxysporumf.sp.vasinfectum)、辣椒枯萎病菌
(Fusarium oxysporumf.sp.capsicum)、油菜菌核
Wumei Pil decoction by gavage everyday,while mice in the control group received an equal volume of ster-
ile water for injection everyday.After 20days of drug administration,al mice were scarified,and the total
celular protein was extracted from cancer xenografts.Proteomic analysis was performed using iTRAQ
technology.Results According to the results of the proteomic analysis,compared with the control group,
the Jiawei Wumei Pil group had 12differentialy expressed proteins,including 10proteins with down-reg-
ulated expression and 2proteins with up-regulated expression.These proteins could be classified into cy-
toskeleton-associated protein,metabolism-associated protein,selenium-binding protein,and enzyme ac-
cording to their functions.Conclusion The antitumor activity of Jiawei Wumei Pil involves multiple tar-
gets and pathways.Regulatory light chain of myosinⅡ,adipocyte fatty acid-binding protein,carbonic an-
hydraseⅢ,selenium-binding protein,and high mobility group protein-17may be the main targets.
[Key words]Jiawei Wumei Pil;pancreatic cancer;proteomics
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安徽中医药大学学报 第34卷 第3期 2015年6月 J ANHUI UNIV CHINESE MED Vol.34 No.3Jun.2015
病菌(Sclerotiorum sclerotiorum)、玉米穗腐菌(Fu-
sarium monilifome)由河南农业大学农学院麻兵继
副教授提供。
马铃薯(去皮)200g,琼脂20g,葡萄糖20g,水
1 000mL。马铃薯煮30min,滤过,取汁,加入琼脂
和葡萄糖,煮至琼脂完全融化,补水至1 000mL。
分装,121℃高压灭菌30min,制得马铃薯-葡萄糖-
琼脂(potato dextrose agar,PDA)固体培养基。
1.3 供试化合物 丁香脂素、(3S)-7-O-methyl-
vestitol、白桦脂酸均首次从紫藤瘤药材中分离得
到,经波谱测定确定其化学结构[12]。
1.4 样品的制备 分别精密称取丁香脂素5.92
mg,(3S)-7-O-methylvestitol 25.85mg,白桦脂酸
17.32mg,加入容量瓶中,加入少量二甲基亚砜
(dimethyl sulphoxide,DMSO)溶解,无菌水定容,
配制成供试品溶液。
1.5 体外抗作物病原真菌活性试验
1.5.1 抑菌试验方法 采用菌落生长速率法[13]:1
mL供试液,加PDA固体培养基9mL无菌试管混
匀,倒入无菌培养皿中制成带药的培养基平板,
DMSO作空白对照。用无菌打孔器在活化后的作
物病原真菌菌落边缘切下直径6mm生长一致的菌
饼。将打好的菌饼菌丝面向下,接于培养基平板中
心,使菌丝与新鲜培养基充分接触,防止污染其他杂
菌,26℃恒温培养3~5d。实验重复3次。
1.5.2 抑菌结果测量 采用十字交叉法,待空白对
照菌落长至平板边缘时,测量各培养皿中的菌落生
长直径,以3个重复菌落直径的平均值计算菌丝生
长抑制率。菌丝生长抑制率=(空白对照菌落生长
直径-处理菌落生长直径)/(空白对照菌落生长直
径-6)×100%。式中6为菌饼直径,单位为mm。
2 结果
在前期研究基础上,本实验对从紫藤瘤中活性
部位中分离到的单体化合物进行活性研究,结果显
示化合物对小麦赤霉菌(Fusarium graminearum)、
棉花枯萎病菌(Fusarium oxysporumf.sp.vasin-
fectum)、辣椒枯萎病菌(Fusarium oxysporumf.
sp.capsicum)、油菜菌核病菌 (Sclerotiorum scle-
rotiorum)、玉米穗腐菌(Fusarium monilifome)5种
病原真菌均有较好的抑菌效果,尤其是对油菜菌核
的抑菌效果最为显著。丁香脂素在0.6mg/mL浓
度下对油菜菌核病菌抑制率达到36.72%,(3S)-7-
O-methylvestitol在0.75mg/mL浓度下对油菜菌
核病菌抑制率达到 40.26%,白桦脂酸在 0.1
mg/mL浓度下对油菜菌核病菌抑制率更是达到
84.52%,但对玉米穗腐菌无效。见表1。
表1 紫藤瘤化合物对5种农作物病原真菌的体外抑制率
成 分
浓度/
(mg/mL)
抑制率/%
小麦赤霉菌 棉花枯萎病菌 辣椒枯萎病菌 油菜菌核病菌 玉米穗腐菌
丁香脂素 0.60  13.32  8.76  6.64  36.72  13.75
0.30  4.80  7.69  3.33  17.91  4.66
0.10  3.05  1.92  1.59  5.45  3.63
(3S)-7-O - 0.75  17.17  10.78  12.05  40.26  15.32
methylvestitol 0.50  13.46  7.93  8.37  15.44  12.86
0.25  6.81  2.38  3.58  7.69  6.07
白桦脂酸 0.20  10.53  8.11  28.75 -
0.10 - 6.76 - 84.52
0.05  4.9  4.73  11.25  40.47
3 讨论
本研究对紫藤瘤抗农作物病原性真菌的活性部
位进行筛选,紫藤瘤乙醇提取物对5种病原真菌都
有较好的抑菌效果,且对油菜菌核病菌、棉花枯萎病
菌、小麦赤霉病菌的抑菌率高达50%。石油醚、乙
酸乙酯和正丁醇部位对油菜菌核病菌、辣椒枯萎病
菌、小麦赤霉病菌的抑菌率高达50%左右,尤其对
油菜菌核病菌抑菌率更是达到100%[7-8]。但是,前
期研究结果仅限于对紫藤瘤提取部位农作物抗病原
真菌活性,因此本实验进一步对从紫藤瘤中分离到
的化合物活性进行研究,结果显示化合物对小麦赤
霉病菌、辣椒枯萎病菌、棉花枯萎病菌、油菜菌核病
菌、玉米穗腐病菌5种病原真菌均有较好的抗农作
物病原真菌活性,尤其是对油菜菌核病菌最为显著。
植物源农药是生物杀虫剂家族中开发最成功的
一类。其两个主导产品为从菊属植物花中提取的除
虫菊素,以及从印楝树种子提取的印楝素。一些植
物提取物,如印楝素和 Queium,这些植物源农药活
性和相对应的合成物质的活性一样,但作用方式不
同,是综合治理害虫的产品[14]。而紫藤瘤提取物及
化合物具有良好的抗真菌活性,这可能是由于植物
紫藤经真菌侵蚀,诱导次生代谢产物的发生和积累
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安徽中医药大学学报 第34卷 第3期 2015年6月 J ANHUI UNIV CHINESE MED Vol.34 No.3Jun.2015
在茎体上寄生的病变组织。实验结果表明,紫藤瘤
提取部位抗农作物病原真菌活性强于化合物,可能
是由于次生代谢产物协同作用表现出更强的生物活
性。紫藤瘤活性部位及成分对于农作物病原真菌有
着很好的抑制效果,提示紫藤瘤在生物农药开发领
域,具有很好的发展前景及研究价值,可将其应用于
植物源生物农药的开发上。同时,紫藤瘤可用于癌
症的治疗[5-6],提示其也具有进一步开发药用的
价值。
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(收稿日期:2014-10-31;编辑:张倩)
Inhibitory Effects of Compounds from Wisteria sinensis Tumor on Crop Patho-
genic Fungi
CAI Bai-xiang,WANG Guo-kai,WU Pei-yun,LIU Jing-song,XU Ying-sheng,WANG Gang
(School of Pharmacy,Anhui University of Chinese Medicine &Anhui Key Laboratory of Modern Chi-
nese Materia Medica,Anhui Hefei 230012,China)
[Abstract]Objective To study the inhibitory effects of the monomeric compounds isolated from Wisteria
sinensis tumor on crop pathogenic fungi.Methods The in vitroinhibition rates of five types of crop patho-
genic fungi by monomeric compounds isolated from Wisteria sinensis tumor were determined using the
cross method.Results The isolated monomeric compounds showed potent inhibitory effects on the five
types of pathogenic fungi,i.e.,Fusarium graminearum,Fusarium oxysporumf.sp.vasinfectum,Fu-
sarium oxysporumf.sp.capsicum,Sclerotiorum sclerotiorum,and Fusarium moniliforme,with the most
substantial inhibitory effect on Sclerotiorum sclerotiorum.The inhibition rates of Sclerotiorum sclerotio-
rumby 0.6mg/mL syringaresinol,0.75mg/mL(3S)-7-O-methylvestitol,and 0.1mg/mL betulinic acid
were 36.72%,40.26%,and 84.52%,respectively.Conclusion Some of the monomeric compounds isola-
ted from Wisteria sinensis tumor have inhibitory activity against crop pathogenic fungi.
[Key words]Wisteria sinensis tumor;compound;crop pathogenic fungus;activity study;Sclerotiorum
sclerotiorum
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