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红葱抑制植物病原菌活性成分研究



全 文 :文章编号:1001 - 4829(2011)06 - 2246 - 03
收稿日期:2011 - 01 - 07
基金项目:人力资源和社会保障部资助项目(2010-412)
作者简介:潘 俊(1982 -) ,男,云南人,助理研究员,主要从事
药用植物成分方面的研究,* 为通讯作者,E-mail:jiaruili@ hot-
mail. com。
红葱抑制植物病原菌活性成分研究
潘 俊1,张焱珍1,2,李晚谊1,李智敏1,田 浩1,刘 莉1,石 瑶1,王翰墨1,李家瑞1*
(1.云南省农业科学院,云南 昆明 650205;2.昆明理工大学生命科学与技术学院,云南 昆明 650224)
摘 要:采用平皿生长速率法测定了云南特色植物红葱(Eleutherine plicata)对百合炭疽病菌(Colletotrichum liliacearum)、香蕉炭疽
病菌(Colletotrchum musae)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)等几种植物病原菌的抑制作用。结果表明,红葱甲醇提取物在浓度为
200 μg /mL时对百合炭疽病菌有较好的抑制作用,强于阳性对照;并从中分离出其抗菌活性成分为异红葱甲素 isoeleutherol(C14
H12O4)。
关键词:红葱;百合炭疽病菌;抗菌活性;天然产物
中图分类号:S482. 2 + 92 文献标识码:A
Study on the Fungitoxic Active Composition of Eleutherine plicata Extracts
PAN Jun1,ZHANG Yan-zhen1,2,LI Wan-yi1,LI Zhi-min1,TIAN Hao1,LIU Li1,SHI Yao1,WANG Han-mo1,LI Jia-rui1*
(1. Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Yunnan Kunming 650205,China;2. Faculty of Life Science and Technology,Kunming Uni-
versity of Science and Technology,Yunnan Kunming 650224,China)
Abstract:Antibacterial activities of E. plicata extracts against C. liliacearum,C. musae,and B. cinerea and etc. were tested by means of
growth rate method. As a result,the extracts of E. plicata had inhibitive effect on the C. liliacearum mycelia growth at the concentration of
200 μg /mL,Compared with the positive control,it had a stronger inhibiting ratio. Moreover,isoeleutherol(C14H12O4) ,the main active in-
gredient was isolated from E. plicata
Key words:E. plicata;C . liliacearum;Antibacterial activity;Natural product
植物作为生物活性化合物的天然宝库,可产生
超过 40 万种的次生代谢产物,许多代谢产物具有抗
真菌活性,且来源于自然,对人、畜安全、无污染,成
为当今新型杀菌剂研究的热点。近几年来,国内外
许多学者对一些植物的抗菌、杀菌活性做了深入的
调查和研究,如蝙蝠葛、苍耳、防风和香樟籽等的丙
酮和甲醇提取物对灰霉病菌都表现出了一定的抑制
作用[1 ~ 2]。
荔枝草提取物对几种病菌(如霜疫霉、稻瘟菌
和香蕉炭疽菌)具有良好的抑制作用[3]。国外报道
了一些成分(如香精油[4]、叶精油[5]、β-木兰碱与 α-
木兰碱[6]等)具有潜在的抗真菌作用,可以作为一
种合成杀菌剂来控制一些重要的植物真菌病害。红
葱(Eleutherine plicata)为鸢尾科红葱属植物,广泛分
布于广西、云南。性苦、凉,鳞茎、全草可入药[7]。
本文测定了红葱对几种植物病原菌的抑制作用,为
创制和发展新型杀菌剂提供理论基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 供试菌株 百合炭疽病菌(Colletotrichum
liliacearum)、香蕉炭疽病菌(Colletotrchum musae)、
番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、玉米纹枯病菌(Rhi-
zoctonia solani)。以上 4 个菌株购于中国药品生物
鉴定所。
1. 1. 2 供试植物样品 红葱(E. plicata) ,采自云
南,由中国科学院西双版纳热带植物园崔景云先生
采集并鉴定。
1. 1. 3 培养基 马铃薯蔗糖琼脂培养基(PSA培养
基) :马铃薯(去皮)200 g,蔗糖 20 g,琼脂 20 g,水
1000 mL,pH值自然。
6422
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
2011 年 24 卷 6 期
Vol. 24 No. 6
表 1 红葱提取物对 4 种植物病原菌的生长抑制作用
Table 1 The inhibition of E. plicata extracts on 4 pathogens mycelial growth
供试菌
Microbes
抑制率(%)Inhibition
红葱粗提物(200 μg /mL)
E. plicata extracts
阳性对照(200 μg /mL)
Positive control
空白(1 %甲醇)
Black
百合炭疽病菌 C. liliacearum 61. 4 52. 1 0
香蕉炭疽病菌 C. musae 0 57. 9 0
番茄灰霉病菌 B. cinerea 20. 4 69. 75 0
玉米纹枯病菌 R. solani 29. 9 100 0
注:表中数据为 3 次重复平均值。Note:The data in the table indicate mean of three replicates.
1. 1. 4 仪器 超声波清洗器 HS-1026OD,旋转蒸
发仪 R-215(BCHI) ,电子天平 AL204-IC(梅特勒-
托利多仪器有限公司) ,三用紫外分析仪 WFH-203
(上海精科实业有限公司) ,HPLC 分析仪(Waters) ,
超净工作台 SW-CJ-IF(苏净集团安泰公司制造) ,全
自动高压灭菌锅 MLS-2420(SANYO Electric Co,
Ltd.) ,电热恒温培养箱 DHP-360(北京市永光医疗
仪器厂)。
1. 2 方法
1. 2. 1 红葱粗提物活性筛选 植物活性物质的提
取。将红葱全株阴干,粉碎。称取 500 g用甲醇按 1
∶ 5 浸提 2 次,过滤。滤液在 30 ℃以下用旋转蒸发
仪减压浓缩,得浸膏,低温保存备用。
采用平皿生长速率法[8]测定样品对植物病原
菌的抑制作用。将红葱粗提物用甲醇溶解,配制为
20 mg /mL的样品溶液,从中取 1 mL混合于 99 mL、
45 ℃的 PSA培养基中,制成含待测样品的培养基平
板,则样品最终浓度为 200 μg /mL。以含 1 %甲醇
的 PSA平板为空白对照,每个样品设 3 个重复。将
已活化且直径为 7 mm的供试菌株菌饼接种到含毒
PSA平板中央,置于生化培养箱中,适宜温度培养至
空白对照菌落直径达到培养皿的 2 /3 时,用十字交
叉法测量菌落直径,计算抑制率(%) ,并对数据进
行统计分析。按下式计算抑制率:
抑制率(%)=(对照菌落半径 -处理菌落半
径)/对照菌落半径 × 100
半数有效抑制浓度:EC50值通过 DPS 数据处理
系统计算得出。
阳性对照为购自山东大成农药股份有限公司的
75 %百菌清可湿性粉剂(WP) :用水溶解,配制为
20 mg /mL的阳性对照液,再从中取 1 mL混合于 99
mL、45 ℃的 PSA培养基中,制成含对照样品的培养
基平板,则阳性对照的最终浓度为 200 μg /mL。
1. 2. 2 红葱活性成分分析 活性成分分离纯化。
取红葱干粉 9. 7 kg,甲醇浸提,萃取后发现乙酸乙酯
部位有明显活性。然后经硅胶柱色谱柱色谱、薄层
层析(TLC)、重结晶及高效液相色谱仪分析等方法,
得到 1 g的化合物 a。
化合物 a 经1H-NMR、13 C-NMR、MS 等光谱分
析,并与文献对照[7],确定其化学结构。
活性验证采用平皿生长速率法。
2 结果与分析
2. 1 红葱粗提物活性
如表 1 所示,在 200 μg /mL 的浓度下,红葱粗
提物对百合炭疽病菌、番茄灰霉病菌、玉米纹枯病菌
均有抑制作用,其中对百合炭疽病菌的抑制效果最
好,达到了 61. 4 %,强于阳性对照百菌清的 52. 1 %
(图 1)。
2. 2 活性化合物分离纯化
活性物质经硅胶柱层析分离、结晶后得到 1 个
化合物 a。图 2 为该化合物在检测波长为 248 nm
时的高效液相色谱图。
2. 3 化合物 a的结构确定
化合物 a为无色针状结晶,经仪器测定,波谱数
74226 期 潘 俊等:红葱抑制植物病原菌活性成分研究
图 3 化合物 a (异红葱甲素)
Fig. 3 C14H12O4(isoeleutherol)
据为:1H-NMR (400 MHz,CDCl3)δ:1. 74 (3H,d,J
= 6. 5 Hz,1-Me) ,4. 11 (3H,s,8-OMe) ,5. 72
(1H,q,J = 6. 5 Hz,1-H) ,6. 93 (1H,d,J = 7. 7
Hz,7-H) ,7. 40 (1H,t,J = 7. 9 Hz,6-H) ,7. 56
(1H,t,J = 8. 3 Hz,5-H) ,7. 87 (1H,s,4-H) ,9.
65 (1H,s,9-OH) ;13C-NMR (100 MHz,CDCl3)δ:
19. 12 (11-C) ,56. 35 (10-C) ,76. 68 (1-C) ,106.
21 (7-C) ,116. 47 (6-C) ,117. 45 (8a-C) ,123. 60
(5-C) ,125. 83 (3a-C) ,126. 56 (4-C) ,127. 86
(9a-C) ,137. 15 (4a-C) ,149. 12 (9-C) ,156. 52
(8-C) ,170. 57 (3-C) ;MS m/z (M + Na)+:267.
0613。
关于此化合物文献中已有报道[7],与其对照最
终确定为 isoeleutherol(C14H12O4) (图 3)。但其对百
合炭疽病菌的抑制活性此前未见报道。
2. 4 化合物 a的活性验证
抑菌活性结果表明,在 200 μg /mL下,化合物 a
的活性比粗提物的活性弱(图 4)。
3 讨 论
植物拥有丰富的天然活性化合物,目前,国内外
对植物源抑菌剂的研究较多[9 ~ 11]。植物杀菌剂来
源于自然,其安全、无污染的特点已成为当今新型杀
菌剂创制研究的热点。其结构类型涉及萜类、生物
碱类、黄酮类等化合物。
本文采用平皿生长速率法测定了红葱对几种植
物病原菌的抑制作用,发现其甲醇提取物在浓度为
200 μg /mL时对百合炭疽病菌有较好的抑制作用。
对红葱活性成分进行分离,从中得到 1 个活性化合
表 2 化合物 a对百合炭疽病菌的生长抑制作用
Table 2 The inhibition of compound a on C. liliacearum mycelial growth
样品浓度
Concentration
百合炭疽病菌 C. liliacearum
菌落直径(cm)
Diameter
抑制率(%)
Inhibition
100 μg /mL(化合物 a) 4. 30 26. 1
200 μg /mL(化合物 a) 3. 13 46. 5
300 μg /mL(化合物 a) 2. 76 52. 8
400 μg /mL(化合物 a) 2. 68 54. 2
500 μg /mL(化合物 a) 1. 70 70. 9
200 μg /mL(阳性对照) 2. 80 52. 1
1 %甲醇(空白) 5. 85 0
EC50(化合物 a) 284. 91 μg /mL
注:表中数据为 3 次重复平均值。
Note:The data in the table indicate mean of three replicates.
图 4 化合物 a对百合炭疽病菌的抑制作用
Fig. 4 The inhibition of compound a on C. liliacearum
物 a,利用光谱学方法鉴定结构为 isoeleutherol(C14
H12O4)。采用生长速率法抑菌活性进行验证,其活
性仍然存在,但与粗提物相比减弱了,可能是协同作
用的原因。
红葱为鸢尾科红葱属植物,根据文献报道目前
已从红葱属中分离出萘酚类、萘醌类和葡萄糖苷类
等十几个化合物,其中的一些成分具有增加冠状动
脉血流量、抑制人体拓扑异构酶等多种药理活
性[7],而红葱对百合炭疽病菌的抑制活性此前未见
报道。本文活性筛选只是初期的研究指导,需要跟
踪分离找到其它活性化合物后进一步验证,并对其
构效关系和机理进行深入研究。
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