全 文 :梧桐花黄酮的提取及其抑菌、抗病毒效果
王尊民,高秀妹,赵庆友,赵昌亮,左雪梅,梁漫飞,崔国林,杨世发,钟世勋,朱瑞良* (山东农业大学
动物科技学院 山东省动物生物技术与疫病防治重点实验室,山东 泰安271018)
摘要:以10倍原料质量的60%乙醇在75℃条件下对梧桐花进行浸提,并对总黄酮的含量进行了测定。为了研究梧
桐花总黄酮对多种常见畜禽病原的体外抑菌、抗病毒作用,采用培养基打孔法,观察梧桐花总黄酮对致病菌的抑菌作
用;采用试管法,检测梧桐花总黄酮的最小抑菌浓度;采用细胞培养技术,检测梧桐花总黄酮对新城疫病毒(NDV)和
法氏囊病病毒(IBDV)在细胞内增殖的抗病毒作用。结果显示,梧桐花总黄酮对供试菌均具有抑菌作用,其中对四联
球菌、八叠球菌、大肠杆菌、禽波氏杆菌的抑菌效果最好,抑菌直径D>16mm;梧桐花总黄酮在3.125g/L时能够100%
抑制NDV在CEF内增殖;梧桐花总黄酮在1.563g/L时能够100%抑制IBDV在CFE内增殖;梧桐花总黄酮在体外质
量浓度为1.563g/L时可直接灭活所有NDV;梧桐花总黄酮在体外质量浓度为0.781g/L时可直接灭活所有IBDV。
结果表明,梧桐花总黄酮具有体外抑菌和抗病毒作用,为将其研制成新型、绿色环保的中草药制剂提供了试验基础。
关键词:梧桐花;黄酮;畜禽致病微生物;抑菌;抗病毒
中图分类号:S853.7;S852.61;S852.65 文献标志码:A 文章编号:1005-4545(2013)02-0272-05
Antivirus and antibactericidal effects of total flavones extracted from phoenix tree
flower
WANG Zun-min,GAO Xiu-mei,ZHAO Qing-you,ZHAO Chang-liang,ZUO Xue-mei,LIANG Man-fei,
CUI Guo-lin,YANG Shi-fa,ZHONG Shi-xun,ZHU Rui-liang* (Shandong Provincial Key Labo-
ratary of Animal Biotechnology and Disease Control,College of Animal Science and Technology,
Shandong Agricultural University,Tai′an,Shandong271018,China)
Abstract:The phoenix flower were extracted by 60%ethanol as 10times the weight of the phoenix
flower at 75℃,and the content of total flavones of the phoenix flower were measured.We used the
driled nutrient agar medium in order to study the vitro antibacterial of common pathogenic bacte-
ria to livestock and observed the antibacterial of the phoenix flower on the common pathogenic
bacteria to livestock,by double dilution method.We measured minimal inhibitory concentration of
total flavones against the tested bacteria.We applied the method of cel culture to observe the ex-
tract from the phoenix flower directly kiling NDV and IBDV,as wel as inhibiting their prolifera-
tion.The results showed that the antibacterial effect of the total flavones was notable.Among
them,the effect of bacteriostasis against Micrococcus tetragenus,Escherichia coli,sarcomas,Bor-
detella avium was best and the diameter of bacteriostasis were more than 16mm.When the con-
centration of total flavones was 3.125g/L,it could inhibit the proliferation of NDV in CEF com-
pletely;when concentration of total flavones was 1.563g/L it could inhibit the proliferation of IBDV
in the CEF completely;when the concentration of flavones in vitro was 1.563g/L,it could kil al NDV
directly;when the concentration of flavones in vitro was 0.781g/L,it could kil al IBDV directly.
This study shows that the flower flavones of the phoenix flowers have antibacterial and antiviral
activity in vitro,and provide a basis on development of a new green herbal formulation.
收稿日期:2011-12-02
基金项目:山东省泰安市科技发展专项计划资助项目(20103001)
作者简介:王尊民(1985-),男,硕士研究生。
*通讯作者,E-mail:zhurl@sdau.edu.cn
272 中 国 兽 医 学 报 2013年2月 第33卷 第2期 Chin J Vet Sci Feb. 2013 Vol.33 No.2
DOI:10.16303/j.cnki.1005-4545.2013.02.023
Key words:phoenix tree flower;flavones;pathogenic bacteria to livestock;bacteriostasis;antivirus
*Corresponding author,E-mail:zhurl@sdau.edu.cn
梧桐花,又名龙船花,为马鞭草科植物梧桐的
花,其药性味苦、微辛、性平,归经为肺具有很高的药
用价值。研究表明梧桐花中含有芹菜素、熊果酸、β-
谷甾醇和4-甲氧基-7-羟基黄酮等物质。芹菜素具
有抗氧化、抗细菌、抗病毒的作用,具有抑制G+菌,
G-菌和一些耐药菌株作用,对DNA病毒如乙型肝
炎病毒、腺病毒和单纯疱疹病毒也具有一定的抑制
作用[1-2]。熊果酸具有抗炎,抗癌,抗溃疡,抗高脂血
症,降血糖,保肝和调节神经活动的作用[3-8]。β-谷
甾醇是调节炎症、免疫反应、抗癌的防御和细胞凋
亡[9-10]的关键因子。现在梧桐树在我国的种植面积
正在不断扩大,但主要作为观赏类植物进行种植,对
其药用价值并未进行研究,因此本课题对其体外抗
菌、抗病毒进行了研究。
20世纪抗生素在在我国得到了广泛的应用,但
是随之而来的药物残留问题严重制约了我国畜牧产
品的出口,寻找抗生素替代品等天然绿色的生物制
剂成为畜禽业研究的方向之一。梧桐花作为天然植
物,其来源广泛,且价格低廉,具有无毒副作用的特
点,其主要成分与抗生素相比较具有潜在的应用价
值。本研究针对引起畜禽疾病的几种主要病原菌和
病毒,探讨梧桐花总黄酮的抗菌、抗病毒效果,为进
一步开发梧桐花制剂提供理论基础,从而将我国丰
富的梧桐花资源与畜牧业的健康发展相结合,扩大
梧桐花的利用价值,促进畜牧业朝向绿色环保方向
发展。
1 材料与方法
1.1 菌 种、病 毒 及 细 胞 金 黄 色 葡 萄 球 菌
ATCC25923、四联球菌、八叠球菌、绿脓杆菌、大肠
杆菌、禽波氏杆菌、鸡伤寒沙门菌C79-20、鸡白痢沙门
菌C79-15、蜡样芽胞杆菌、奇异变形杆菌、溶壁微球
菌,均由山东农业大学生物制品实验室保存;鸡新城
疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)LaSota株与
鸡传染性法氏囊病病毒(infectious bursal disease
viru,IBDV)GX8/99株,由山东农业大学生物制品
实验室保存;鸡胚成纤维细胞(CEF)由孵化到8日
龄的SPF鸡胚自己制备。
1.2 药材准备 将采集的梧桐花置于干燥箱中
60℃干燥,粉碎,过120目筛,称取1kg梧桐花粉末
(分为若干份),12倍60%乙醇回流提取3次,每次
2h,合并滤液,减压浓缩,得乙醇粗提物379g。取
乙醇粗提物300g,正丁醇萃取,萃取液减压浓缩,精
确称取芦丁标准品30mg,用95%乙醇溶解,定容于
100mL容量瓶中,测定在波长510nm 处吸光
度[11],得到回归方程,计算梧桐花总黄酮的含量。
1.3 试剂和仪器 DMEM 细胞培养液,Gibco公
司产品;胰蛋白酶,Amresco公司产品;胎牛血清,购
自上海泛柯生物科技有限公司;二氧化碳培养箱,
Thermo公司产品,型号 HERAcel 150;芦丁标准
品购自中国兽医药品检查所;无水乙醇、正丁醇均购
自天津凯通化学试剂有限公司。
1.4 体外抑菌试验
1.4.1 菌悬液的制备 分别挑取活化后的供试菌
种接种到营养肉汤中,于37℃培养箱中培养24h后
作为原菌液,用灭菌生理盐水将各原菌液配制成含
菌数为106~107 CFU/mL的悬液备用。
1.4.2 打孔法测定抑菌作用 配制营养琼脂平板,
琼脂厚度为4mm,分别吸取100μL菌悬液,均匀涂
布于培养基表面。用直径7mm的打孔器在每个平
板上打6个孔,5个孔加入100μL梧桐花总黄酮提
取物,另外1个孔加入等量灭菌生理盐水,每种菌接
种5个板,置37℃温箱中培养24h,观察细菌生长
情况,记录抑菌圈直径,并求平均值。
1.4.3 最小抑菌浓度的测定[12] 采用中药抗菌试
验试管法。取无菌试管40支,分成4组,每组10
支,每种供试菌做3组平行,1组阴性对照(只加药
不加菌)。将中草药原液质量浓度稀释至25g/L作
为抑菌试验时的起始质量浓度。前3组每管加营养
肉汤培养基2.5mL,第1管加2.5mL试验药液混
匀后,依次进行2倍稀释,使1~9管药液浓度分别
为12.50,6.250,3.125,1.563,0.781,0.391,
0.195,0.097,0.049g/L。除第10管外其他各管每
管加菌液125μL,充分混匀后放入恒温振荡培养箱
中,37℃振荡培养24h,观察试验结果。药液对照管
第10管无细菌生长,菌液对照管第11管有细菌生
长,试验方为有效。以抑制试验菌生长的药液最高
稀释度为该药物对该试验菌的抗菌效价,以其相应
药物浓度为最低抑菌浓度(MIC)。
1.5 梧桐花总黄酮体外抗病毒试验
1.5.1 梧桐花总黄酮提取物对CEF最大无毒浓度
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(TCO)的测定[13] 梧桐花总黄酮用维持液配制成
25g/L溶液,微孔滤膜滤过,二倍稀释法加入CEF
已基本长成单层的96孔细胞板内,每孔100μL,每
浓度重复5孔,同时设正常细胞对照。在37℃、5%
CO2 条件下培养,每隔12h显微镜下观察细胞,总
共7d,记录病变情况,与正常细胞相比有无退变、变
形和脱落,并记录梧桐花总黄酮提取物对CEF的最
大无毒浓度 (maximum non-toxic concentration,
TCO)。
1.5.2 NDV、IBDV 对 CEF 细胞毒力的测定
(TCID50)[14] 待CEF细胞长成单层后,分别接
种稀释度为10-1至10-11的病毒液,100μL/孔,每个
稀释度接种6个孔,培养6d,每天观察细胞病变
(CPE)情况,按Reed-Muench[15]公式计算TCID50。
1.5.3 梧桐花总黄酮对 NDV和IBDV在细胞内
增殖的抑制作用 待CEF基本长成单层细胞时,将
100TCID50/0.1mL的NDV和IBDV分别接种于
96孔细胞培养板中,每孔0.1mL,置于37℃温箱2h。
同时,以TCO为各组的起始浓度,梧桐花总黄酮用
维持液做倍比稀释后,作为药液备用。病毒吸附后,
取出温箱的细胞板,弃上清,并用维持液洗2次,再
加入已稀释的各组药液,每孔0.1mL,每个试验组
设置5个重复,同时设细胞对照组、病毒对照组、以
及金刚烷胺对照组。每日观察1次,记录CPE情
况,当病毒对照组达“+++++”时(注“-”表示无
细胞病变;“+”表示20%细胞有病变;“++”表示
40%;“+++”表示60%细胞有病变;“++++”
表示80%细胞有病变;“+++++”表示100%细
胞有病变),终止试验。
1.5.4 梧桐花总黄酮对NDV、IBDV的直接灭活作
用 将预先稀释的药液分别与100TCID50/0.1mL
的IBDV、NDV等体积混合,在37℃温箱里内2h。
然后接种在长有CEF的96孔细胞培养板里,每孔
0.2mL,每组5个重复,同时设细胞对照组、病毒对
照组以及金刚烷胺对照组。然后再放入温箱里吸附
2h。取出后倒掉其中液体,用维持液洗2次,每孔
加维持液0.1mL,置于37℃、5%CO2培养箱中培
养,每天观察CPE,当病毒对照组的CPE达到“++
+++”时,终止试验。
2 结果
2.1 梧桐花总黄酮含量、最大无毒浓度(TCO)及
NDV、IBDV的TCID50 梧桐花总黄酮含量根据最
终得到的回归方程D=0.0137 7c+0.001 2(R2=
0.999 5,D为吸光值,c为梧桐花总黄酮含量)计算
得到黄酮含量为27.75g/L;根据观察细胞病变得
到梧桐花总黄酮 TCO为6.25g/L;根据表1,由
Reed-Muench公式计算出NDV和IBDV的TCID50
分别为10-7.5,10-6.67。
表1 NDV、IBDV对CEF毒力的测定(TCID50)
病毒
类型
稀释
度
复孔
数
CPE
阳性孔数 阴性孔数
阳性孔数
/总孔数
感染
率/%
NDV 10-
6 6 6 0 6/6 100.0
10-7 6 4 2 4/6 66.7
10-8 6 2 6 2/6 33.3
10-9 6 0 6 0/6 0.0
IBDV 10-
5 6 6 0 6/6 100.0
10-6 6 5 1 5/6 83.3
10-7 6 2 4 2/6 33.3
10-8 6 0 6 0/6 0.0
细胞对照 0 6 0 6 0/6 0.0
2.2 抑菌试验结果
2.2.1 抑菌效果 由表2可以看出梧桐花总黄酮
对供试菌均具有抑菌作用,其中对四联球菌、八叠球
菌、大肠杆菌、禽波氏杆菌的抑菌效果最好,抑菌直径
D>16mm,呈高敏;对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、鸡
白痢沙门菌、鸡伤寒沙门菌、蜡样芽胞杆菌、奇异变形
杆菌的抑菌效果相对较好,抑菌直径10mm<D<
16mm,呈中敏;产气杆菌抑菌直径D<10mm,呈
低敏。
表2 梧桐花总黄酮对供试菌的抑菌圈直径(D) mm
菌 种 D 菌 种 D
金黄色葡萄球菌 11.24 鸡伤寒沙门氏菌 15.50
四联球菌 19.01 鸡白痢沙门氏菌 11.13
八叠球菌 17.54 蜡样芽胞杆菌 14.51
绿脓杆菌 12.43 奇异变形杆菌 12.41
大肠杆菌 16.34 产气杆菌 12.50
禽波氏杆菌 17.07 无菌水对照 7.00(孔径)
2.2.2 最小抑菌浓度的测定 梧桐花黄酮对不同供
试菌的 MIC差异较大,说明不同细菌对梧桐花黄酮
的敏感性不同,其中对四联球菌最敏感,MIC为
1.563g/L,产气杆菌最不敏感,MIC为12.5g/L(表3)。
表3 梧桐花总黄酮对供试菌的最小抑菌浓度 g/L
菌 种 MIC 菌 种 MIC
金黄色葡萄球菌 6.250 鸡伤寒沙门菌 3.125
四联球菌 1.563 鸡白痢沙门菌 6.250
八叠球菌 3.125 蜡样芽胞杆菌 3.125
绿脓杆菌 6.250 奇异变形杆菌 6.250
大肠杆菌 3.125 产气杆菌 12.500
禽波氏杆菌 31.250
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2.3 抗病毒试验结果
2.3.1 梧桐花总黄酮对 NDV和IBDV在细胞内
增殖的抑制作用 由表4可知梧桐花总黄酮能抑制
NDV和IBDV 在细胞内的增殖。梧桐花总黄酮
3.125g/L时,能够100%抑制 NDV 在 CEF中增
殖;梧桐花总黄酮在1.563g/L时能够100%抑制
IBDV在 CEF中增殖,但与金刚烷胺对照组相比
较,效果较差。
表4 梧桐花总黄酮对NDV和IBDV在细胞内增殖的抑制作用
病毒 药物/(g·L-1) 复孔数
CPE
阳性 阴性
阳性孔数
/总复孔数
感染率/%
NDV 梧桐花总黄酮
金刚烷胺
6.250 5 0 5 0/5 0
3.125 5 0 5 0/5 0
1.563 5 1 5 1/5 20
0.781 5 3 2 3/5 60
0.390 5 5 0 5/5 100
1.500 5 0 5 0/5 0
IBDV 梧桐花总黄酮
金刚烷胺
6.250 5 0 5 0/5 0
3.125 5 0 5 0/5 0
1.563 5 0 5 0/5 0
0.781 5 2 3 2/5 40
0.390 5 5 0 5/5 100
1.500 5 0 5 0/5 0
NDV对照
IBDV对照
细胞对照
0.000 5 5 0 5/5 100
0.000 5 5 0 5/5 100
0.000 5 0 5 0/5 0
2.3.2 梧桐花总黄酮对 NDV、IBDV的直接灭活
作用 由表5可知,梧桐花总黄酮对NDV和IBDV
有直接灭活作用。梧桐花总黄酮在1.563g/L时能
灭活所有的NDV;梧桐花总黄酮在0.781g/L时能
灭活所有的IBDV,但与对照组金刚烷胺相比较,效
果较差。
表5 梧桐花总黄酮对NDV和IBDV的直接灭活作用
病毒 药物/(g·L-1) 复孔数
CPE
阳性 阴性
阳性孔数
/总复孔数
感染率/%
NDV 梧桐花总黄酮
金刚烷胺
3.125 5 0 5 0/5 0
1.563 5 0 5 2/5 0
0.781 5 4 1 4/5 80
0.395 5 5 0 5/5 100
0.199 5 5 0 5/5 100
0.500 5 0 5 0/5 0
IBDV 梧桐花总黄酮
金刚烷胺
1.563 5 0 5 0/5 0
0.781 5 0 5 0/5 0
0.395 5 2 4 2/5 40
0.199 5 4 1 4/5 80
0.100 5 5 0 5/5 100
0.500 5 0 5 0/5 0
NDV对 照 0.000 5 5 0 5/5 100
IBD对照 0.000 5 5 0 5/5 100
细胞对照 0.000 5 0 5 0/5 0
3 讨论
本试验采用培养基打孔法检测梧桐花总黄酮对
常见致病菌的抑制作用,结果表明梧桐花总黄酮对
11种常见病原菌均有不同程度的抑制作用:其中对
四联球菌、八叠球菌、大肠杆菌、禽波氏杆菌的抑菌
效果最好;对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、鸡白痢沙
门菌、奇异变形杆菌的抑菌效果较好。对各个供试
菌的 MIC进行检测,其中 MIC最小的是四联球菌,为
1.563g/L,其中MIC最大的是产气杆菌,为12.5g/L。
这为梧桐花总黄酮抗菌制剂的开发提供了可靠的试
验依据。
近几年国内学者开始关注中草药尤其是植物提
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取物的抗病毒作用[11-19],但对梧桐花总黄酮的研究
报道较少,本试验选取禽类常见致病病毒 NDV和
IBDV,研究梧桐花总黄酮对其细胞内增殖的抑制作
用和直接灭活作用,结果证明,梧桐花总黄酮都能有
效抑制NDV和IBDV在细胞内的增殖并且可以直
接灭活这2种病毒,但与金刚烷胺相比效果较差。
本试验为将梧桐花研制成抗病毒制剂提供了试验依
据。
近几年我国疫病频繁发生,这与抗生素的滥用
有着很大的关系,有效地预防及控制传染病的发生
和传播是保证我国养殖业健康发展的首要任务,寻
找绿色、无污染、无公害的抗生素替代品势在必行,
某些天然植物制剂以其来源广、抗菌谱广、无残留等
特点,成为抗生素替代品的首选。利用梧桐花总黄
酮的抗菌、抗病毒的特点,将其开发成为饲料添加剂
以及抗菌、抗病毒药剂,在预防和治疗畜禽疾病、生
产绿色环保、有机的畜牧产品方面有着良好的应用
前景。
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