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臭牡丹提取物对病原真菌抑菌效果的研究



全 文 :臭牡丹提取物对病原真菌抑菌效果的研究
林 娜1,2,魏 琴2,尹礼国1,李华兰1,张 剑1
(1.宜宾学院生命科学与食品工程学院,四川宜宾 644000;2.宜宾学院发酵资源与应用四川省高校重点实验室,四川宜宾 644000)
摘要 [目的]研究臭牡丹不同部位的不同溶剂提取物对常见植物病原真菌的抑制效果。[方法]采用菌饼法研究臭牡丹的抑菌能力。
[结果]臭牡丹提取物对小麦赤霉、杨树溃疡、棉花枯萎、番茄灰霉病菌均具有不同程度的抑制作用,其中,茎的蒸馏水提取物对杨树溃疡
病菌的抑制效果最好,其最小抑菌浓度(MIC)为 15 mg /ml;茎的 80%乙醇提取物对小麦赤霉病菌的抑制效果最好,其 MIC为 30 mg /ml。
臭牡丹提取物在 pH 4 ~8的范围内具有不同程度的抑菌作用。[结论]臭牡丹提取物对 4种病原真菌具有较好的抑制效果。
关键词 臭牡丹;提取物;最小抑菌浓度;抑菌效果
中图分类号 S482. 2 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)17 -10305 -02
Study on the Antimicrobial Effect of the Extracts of Clerodendron bungei on Fungus
LIN Na et al (Department of Life Science and Food Engineering,Yibin University,Yibin,Sichuan 644000)
Abstract [Objective]The study aimed to study the antimicrobial capability of Clerodendron bungei on the common microbe in plant. [Meth-
od]The bacteria cake method was used to study the antimicrobial capability of Clerodendron bungei. [Result]The extracts had antimicrobial
action on Fusarium graminearum,Dothiorella gregaria,F. oxysporum f. sp. vasinfectum and Botrytis cinerea. The extracts of stem from water
had the strongest antimicrobial action on Dothiorella gregaria. The MIC was 15 mg /ml. The extracts of stem from ethanol had the best antimi-
crobial effect on Fusarium graminearum. The MIC was 30 mg /ml. The extracts had different effect when pH was in 4 - 8. [Conclusion]The
extracts of Clerodendron bungei had good antibacterial effects to four kinds of pathogenic fungi.
Key words Clerodendron bungei;Extracts;The minimum inhibitory concentration(MIC);Antifungal activity
基金项目 发酵资源与应用四川省高校重点实验室基金项目
(2010KFJ002);宜宾市科技局重点项目(2010NY005)。
作者简介 林娜(1979 - ) ,女,四川内江人,讲师,博士,从事植物学
研究。
收稿日期 2011-03-18
有机合成农药在防止作物病害、确保植物稳产的同时,
其自身的毒性对人类造成的负面影响已引起高度重视。植
物体内的次生代谢物质对病原真菌可能有抑制生长、杀死或
促进生长作用[1],以植物为原料开发毒性低、效力强的植物
源农药,不仅在农业生产方面,而且在环境保护方面都有帮
助[2 -3]。我国植物资源极其丰富,蕴藏着丰富的抗菌植物资
源,是寻找优秀杀菌剂的宝库。
臭牡丹(Clerodendron bungei Steud.)系马鞭草科落叶小
灌木,别名臭八宝等,广泛分布于华北、陕西至长江以南各省
区。化学成分研究表明,其富含植物多酚类、生物碱、有机
酸、氨基酸、糖、生物类黄酮及挥发油等物质[4]。臭牡丹的
根、茎、叶均可入药,性温,味苦,具有活血化瘀、消肿解毒、清
热利湿等功效,现代医学研究表明其还有抗肿瘤、增强免疫
等药用价值[5]。刘建新等[4 -6]的研究表明,臭牡丹根提取物
有镇静、催眠和镇痛作用。但臭牡丹尚未作为植物源农药加
以开发利用,仅在医药上有一些研究。为此,笔者对以广泛
引发植物病害的小麦赤霉、杨树溃疡、棉花枯萎、番茄灰霉病
菌为检测菌,对臭牡丹提取物的抗菌活力进行研究,为新农
药的研制和先导化合物的发现提供理论依据和技术支撑,也
为臭牡丹这一植物资源的综合开发利用提供新的途径。
1 材料与方法
1. 1 材料 臭牡丹采自四川宜宾,分别取其根、茎、叶,洗
净、烘干、粉碎并密封保存。小麦赤霉病菌(Fusarium gra-
minearum)、杨树溃疡病菌(Dothiorella gregaria)、棉花枯萎病
菌(Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum)、番茄灰霉病菌
(Botrytis cinerea)由宜宾学院生命科学与食品工程学院实验
室提供。
1. 2 方法
1. 2. 1 臭牡丹提取物的制备。分别称取臭牡丹根、茎、叶样
品 20 g,放入圆底烧瓶中,按照 1∶ 8(g:ml)的料液比分别加入
80%乙醇和蒸馏水,置于 78 和 100 ℃恒温水浴锅中回流提
取 3 h,过滤去渣,将滤液于旋转蒸发器浓缩得浸膏,真空干
燥箱干燥,密封置于冰箱 4 ℃保存备用。
1. 2. 2 菌种的活化。把灭过菌的培养皿和 PDA培养基倒平
板[5],冷却凝固后,用接种针挑取少许待活化的菌种进行划
线接种,28 ℃恒温箱中培养,48 h后再进行活化,使这些菌种
有较强的活力[1]。
1. 2. 3 抑菌试验。在无菌条件下,将臭牡丹浸膏配制成终
浓度为 50、40、30、20 mg /ml的 PDA培养基,对称安放 4枚牛
津杯[7],每皿放置对照组(无菌水、硝酸咪康唑) ,每个处理重
复 3次。在培养基中央接入生长一致的菌种,置于 28 ℃恒
温培养箱中培养,48 h后用十字交叉法测菌落直径,并计算
菌饼直径:菌饼直径(mm)=测量菌落直径平均值 -7. 0。
1. 2. 4 最小抑菌浓度(MIC)的测定。用打孔器取菌落边缘
生长一致的 7 mm菌饼备用。加热灭菌的 PDA,待培养基溶
化后,将臭牡丹茎提取物分别加入到 PDA 中混匀,倒平板,
则处理药液终浓度分别为 30、20、15、10、5 mg /ml。待平板凝
固后将菌饼放置于含药液培养基,菌丝一面向下,每皿 1 块,
每个处理重复 3次,置于 28 ℃恒温培养箱中培养 48 h后测
量菌落直径[3],培养基中无菌生长的即为该提取物的 MIC。
1. 2. 5 pH对抑菌作用的影响。以小麦赤霉菌为指示菌,根
据MIC配制含药 30 mg /ml培养基,用 1 mol /L HCl和 1 mol /L
NaOH将培养基 pH 调配为 4. 0、5. 0、6. 0、7. 0、8. 0,以同 pH
的水为对照,凝固后接入生长一致的小麦赤霉菌饼(直径为
7 mm) ,每皿 1块,每个处理重复 3 次,48 h后用十字交叉法
测菌落直径,观察不同 pH下臭牡丹提取物的抑菌活性。
2 结果与分析
2. 1 不同提取物的不同浓度对受试菌的抑制效果 由表 1
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(17):10305 - 10306,10326 责任编辑 郑丹丹 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.17.149
可知,臭牡丹蒸馏水提取物浓度为 40 mg /ml 时,对小麦赤
霉、番茄灰霉和棉花枯萎病菌的抑制效果与硝酸咪康唑的效
果几乎相同,且随浓度增大抑菌效果增强。对小麦赤霉病菌
而言,茎的蒸馏水提取物的抑菌效果好于根与叶的抑菌效
果,而 80%乙醇提取物中根、茎、叶对小麦赤霉病菌的抑制效
果基本相同,且都随浓度增大抑菌效果增强。总体上臭牡丹
蒸馏水提取物的抑菌效果优于 80%乙醇提取物。
2. 2 臭牡丹茎提取物对受试菌的最小抑菌浓度 由表 2可
表 1 臭牡丹不同溶剂提取物对供试真菌的抑制作用
Table 1 Antimicrobial effect of the extracts of Clerodendron bungei with different solvents on different fungus mm
材料
Material
供试真菌
Fungus
蒸馏水提取物
Distilled water extracts∥mg /ml
50 40 30 20
80%乙醇提取物
80% Ethanol extracts∥mg /ml
50 40 30 20
硝酸咪康唑
Miconazole
nitrate
蒸馏水
Distilled
water
根 Root 小麦赤霉病菌 Fusarium graminearum 18 12 11 9 16 12 6 6 13 0
番茄灰霉病菌 Botrytis cinerea 20 18 16 10 18 14 13 10 14 0
茎 Stem 小麦赤霉病菌 Fusarium graminearum 32 36 18 10 16 14 14 12 16 0
棉花枯萎病菌 F. oxysporum f. sp. 22 18 20 16 16 14 13 10 17 0
vasinfectum
叶 Leaf 小麦赤霉病菌 Fusarium graminearum 17 15 16 12 14 14 10 4 16 0
番茄灰霉病菌 Botrytis cinerea 18 12 12 8 16 15 12 11 16 0
知,臭牡丹茎蒸馏水提取物对各供试真菌都有较强的抑制效
果,其中对杨树溃疡病菌的抑制效果最好,其 MIC 为 15
mg /ml,其次是小麦赤霉和番茄灰霉病菌,对棉花枯萎病菌的
抑制效果较差,其 MIC 为 30 mg /ml。臭牡丹茎 80%乙醇提
取物则对小麦赤霉病菌的抑制效果最好,其 MIC 为 30
mg /ml,对棉花枯萎病菌的抑制效果次之。随提取物浓度降
低,4种供试病原菌的菌饼直径增大。总体上来看,臭牡丹茎
蒸馏水提取物的抑菌效果优于 80%乙醇提取物,两者对受试
菌均有抑制效果,MIC均小于 40 mg /ml。
2. 3 pH对臭牡丹提取物抑菌作用的影响 由表 3可知,相
表 2 臭牡丹茎提取物对供试真菌的抑制作用
Table 2 Antimicrobial effect of the extracts of the stem of Clerodendron bungei on different fungus mm
供试真菌
Fungus
蒸馏水提取物
Distilled water extracts∥mg /ml
30 20 15 10 5
MIC
mg /ml
80%乙醇提取物
80% Ethanol extracts∥mg /ml
40 35 30 25 20
MIC
mg /ml
小麦赤霉病菌 Fusarium graminearum 7 7 12 16 19 20 7 7 7 14 18 30
棉花枯萎病菌 F. oxysporum f. sp. vasinfectum 7 8 13 12 14 30 7 7 12 14 15 35
杨树溃疡病菌 Dothiorella gregaria 7 7 7 12 14 15 7 9 13 17 19 40
番茄灰霉病菌 Botrytis cinerea 7 7 10 10 11 20 7 10 10 15 17 40
表 3 不同 pH条件下臭牡丹提取物对小麦赤霉病菌抑制作用的影响
Table 3 Antimicrobial effect of the extracts under different pH
mm
pH
蒸馏水提取物
Distilled water extracts

Root

Stem

Leaf
80%乙醇提取物
80% Ethanol extracts

Root

Stem

Leaf
蒸馏水
Distilled
water
4 11 9 8 14 13 9 14
5 9 9 8 13 12 9 12
6 11 12 9 9 10 10 12
7 12 12 11 9 13 12 14
8 11 13 10 12 11 14 14
同的臭牡丹提取物在不同的 pH条件下,对小麦赤霉病菌的
抑制作用不相同。蒸馏水提取物在中性、偏酸性条件下对小
麦赤霉病菌的抑制效果较好,然后随着 pH增加菌饼更大,抑
菌效果降低。80%乙醇根、茎提取物在 pH为 6 时对小麦赤
霉病菌的抑制效果最佳,叶则在酸性 pH条件下抑菌效果最
佳。可见,臭牡丹蒸馏水、80%乙醇提取物在酸性条件下对
小麦赤霉病菌的抑制效果较好;臭牡丹叶提取物对小麦赤霉
病菌的抑制效果明显优于根和茎,而根和茎提取物的抑菌效
果相当。
3 讨论
臭牡丹不同溶剂提取物的抑菌活性有差异,该试验中蒸
馏水提取物比 80%乙醇提取物的抑菌活性强。蒸馏水提取
物浓度为 40 mg /ml时,对小麦赤霉、番茄灰霉和棉花枯萎病
菌的抑制效果与硝酸咪康唑的效果几乎相同,且随浓度增大
抑菌效果增强。臭牡丹蒸馏水提取物的抑菌效果总体比
80%乙醇提取物的效果好;当 80%乙醇提取物的浓度达 50
mg /ml时,其抑菌效果几乎达到硝酸咪康唑的效果。
臭牡丹茎蒸馏水提取物对杨树溃疡病菌的抑制效果最
好,其 MIC为 15 mg /ml;茎 80%乙醇提取物对小麦赤霉病菌
的抑制效果最好,其MIC为30 mg /ml。这可能和抑菌有效成
分及不同病菌的抑菌机理有关,有待于进一步研究。
臭牡丹提取物的抑菌活性受 pH的影响,蒸馏水提取物
在中性、偏酸性条件下对小麦赤霉病菌的抑制效果较好。臭
牡丹的蒸馏水提取物具有高效的抑菌活性,有较高的开发和
利用价值。在将其作为植物源杀菌剂使用时,要注意调节
pH,以提高杀菌效果。
参考文献
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60301 安徽农业科学 2011 年
图 8 不同水力负荷对系统水质 TN、TP、NH +4 -N 指标去除率的
影响
Fig. 8 Effects of different water load on removal rate of water
quality TN,TP and NH +4 -N
2. 3 不同土层厚度条件下黄壤土地处理系统对N、P的去除
效果 由图 9可知,TN在黄壤表层 20 cm有一定变化,在 50
cm处,TN亏损最大,而 NH +4 -N在表层 20 cm已基本被氧化,
其后 NH +4 -N去除效果不明显。由图 10 可知,TP 的去除与
黄壤深度成正比,在距地表 50 cm范围内可基本将 P 去除。
前人在试验中对其他类型土壤进行的研究也得出了类似
结论[4]。
图 9 土层高度对 TN及 NH +4 -N去除效果的影响
Fig. 9 Influence of soil layer height on removal effect of TN and
NH +4 -N
3 结论
(1)进水污染物浓度的变化对系统各种污染物的去除影
响不同,系统进水 TN浓度对系统出水 TN浓度影响不大,TN
的出水浓度一直稳定在 10 ~ 20 mg /L 的范围内,符合《城镇
图 10 土层高度对 TP去除效果的影响
Fig. 10 Influence of soil layer height on TP removal effect
污水处理厂污染物排放标准》一级 B 标准,系统抗 TN 冲击
能力较强;随着进水 NH +4 -N 浓度的增加,系统出水 NH
+
4 -N
浓度也逐渐增加,当 NH +4 -N 浓度约为 33 mg /L 时,系统的
NH +4 -N去除率最高达到 84. 0%,但随后 NH
+
4 -N去除率随着
NH +4 -N浓度的增加而降低。而系统对 TP 的去除率一直保
持在 94. 0%以上,不因进水 TP 浓度的增加而改变,且出水
TP浓度可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 A
标准,系统抗 TP冲击能力较强。
(2)TN在黄壤表层 20 cm有一定变化,在 50 cm处,TN
亏损最大,而 NH +4 -N 在表层 20 cm 已基本被氧化,其后
NH +4 -N去除效果不明显,TP的去除与黄壤深度成正比,在距
地表 50 cm范围内可基本将 P去除。50 cm高的黄壤层可实
现对 N、P等污染物的有效去除。
(3)水力负荷的变化对系统污染物去除性能影响不大,
随着水力负荷的逐渐升高,TN、NH +4 -N 去除率缓慢下降,其
中 TN去除率下降速度缓慢,NH +4 -N去除率从 83. 0%下降到
78. 0%,下降了 5. 0个百分点;TP去除率随着水力负荷的增
加而增加,证明黄壤吸附 P的能力还存在上升空间。
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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
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