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淡竹叶有效成分提取及生物活性研究



全 文 :南 方 农 业 学 报 46卷
收稿日期:2015-03-21
基金项目:山东省星火计划项目(2012XH06031);潍坊市科技发展计划项目(2011022,20111023);潍坊学院科技发展计划项目
(2012z07)
作者简介:王东方(1970-),主要从事微生物生理生化及生物制药研究工作,E-mail:wangdf@wfu.edu.cn
淡竹叶有效成分提取及生物活性研究
王东方,王庆忠,曹 慧
(潍坊学院 山东省高校生物化学与分子生物学重点实验室,山东 潍坊 261061)
摘要:【目的】提取淡竹叶有效成分,研究其抑菌效果及对黑腹果蝇、槐蚜的毒杀活性,为淡竹叶提取物应用于植
物源生物农药提供理论基础。【方法】采用索氏提取法,用80%乙醇配合加热的方法提取淡竹叶有效成分,用10%二甲
基亚枫(DMSO)稀释有效成分提取物,配制成质量浓度分别为10、20、30、40、50和60 mg/mL的药液,对细菌、黑腹果
蝇、槐蚜分别进行抑菌及毒杀活性测定。【结果】淡竹叶提取物对大肠杆菌等革兰氏阴性菌有明显的抑菌效果,最大抑
菌圈直径为1.4 cm;对黑腹果蝇有明显的毒杀作用,且随着淡竹叶提取物质量浓度的提高,其对黑腹果蝇的毒杀作用
随之增大,半致死率(LC50)为50.21 mg/mL;对槐蚜有较强的触杀作用,当提取物质量浓度为60 mg/mL时,槐蚜死亡率
达96.70%,其LC50为15.11 mg/mL。【结论】淡竹叶提取物具有杀虫和抑菌作用,可作为杀虫抑菌成分添加到植物源生物
农药中,具有广阔的应用潜力。
关键词:淡竹叶;提取物;抑菌效果;毒杀活性
中图分类号:S482.1 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2015)06-1034-04
0 引言
【研究意义】我国有丰富的竹类资源,但在竹子加
工利用中竹叶常被废弃,造成资源浪费。竹叶中含有
许多对人体有益的活性成分,具有良好的药用和食用
价值。据古代医书记载,竹子叶微寒,性淡,味甘、涩,
有利尿解毒、消热明目、止血等功效,能治疗口干烦
Extraction and bioactivity of effective component from
Phyllostachys glauca McClure leaves
WANGDong-fang,WANGQing-zhong,CAOHui
(Key Laboratory of Biochemistry &Molecular Biology in Universities of Shandong,Weifang University,
Weifang,Shandong 261061,China)
Abstract: 【Objective】The present experiment was conducted to extract effective components from leaves of Phyl-
lostachys glauca McClure, and investigate its antibacterial effect and insecticidal activity against Drosophila melanogaster
and Aphis sophoricola Zhang, in order to provide theoretical basis for applying it to production of biological pesticides.
【Method】Using Soxhlet extraction method, the active ingredient of P. glauca McClure leaves was extracted by combining
80% ethanol with heating. Then it was diluted into different mass concentration solutions (10, 20, 30, 40, 50, 60 mg/mL)
with 10% dimethyl sulfoxide (DMSO), respectively. Finally, its antibacterial and insecticidal activities against bacteria,
D. melanogaster and A. sophoricola Zhang were determined respectively. 【Result】The results showed that, the extracts
from P. glauca McClure leaves had significant inhibiting effect on Escherichia coli and other gram-negative bacterias with
maximum antimicrobial cycle diameter of 1.4 cm. Meanwhile the extracts also showed obvious toxicity to D. melanogaster,
thus its toxic effect increased gradually with the increase of extracts’ mass concentration, and its median lethal concentra-
tion (LC50) was 50.21 mg/mL. In addition, the extracts also had strong contact toxicity to A. sophoricola Zhang, and made
the mortality rate of A. sophoricola Zhang reached up to 96.70% when the mass concentration was 60 mg/mL, therefore its
LC50 was 15.11 mg/mL. 【Conclusion】The extracts from P. Glauca McClure leaves has antibacterial and insecticidal ef-
fects, which can be added to botanical pesticide with vast application potential.
Key words: P. glauca McClure leaves; extracts; antibacterial effect; insecticidal activity
DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2015.6.1034
南方农业学报 Journal of Southern Agriculture 2015,46(6):1034-1037
ISSN 2095-1191;CODEN NNXAAB http://www.nfnyxb.cn
6期
热、儿童发热、小儿疳积、积热不眠、目赤上火、口舌生
疮、疮节、疥癣、消炎止痛等病症。许多研究表明,竹叶
含有诸多活性成分,如多糖、黄酮类化合物、甙类、茶
多酚、香豆素等物质(何跃君和岳永德,2008;杨倩和
初阳,2010),具有抑菌、防腐、抗氧化、抑制肿瘤等作
用,在食品工业中如高温灭菌奶、食用油等也有应用
(Oliveira et al.,2008)。因此,对竹类的研究开发与综
合利用具有重要现实意义。【前人研究进展】许多学者
对竹叶成分进行了提取及其活性成分的分离与生物
活性研究。章荣华等(2004)用浓度为150、300 mg/kg的
竹叶提取物连续喂养大鼠30 d,能显著提高大鼠红细
胞超氧化物歧化酶(SOD)及血液中谷胱甘肽过氧化
物酶(GSH-Px)的活力,表明竹叶提取物能提高大鼠
抗氧化能力和增强肾上腺皮质的功能。Jin等(2011)对
中国毛竹(Phyllostachys heterocycla cv)竹叶提取物进
行化学检测和分析,并对竹叶黄酮等的抗氧化活性、
去除自由基功能及有关抑菌活性进行测定,结果表
明,竹叶黄酮与2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、丁
基羟基茴香醚(BHA)有相同的抗氧化活性和较高的
抗菌活性。许多研究还表明,竹叶提取物对细菌、霉
菌和酵母菌等具有抑制活性(黄文等,2002;Skaltsa
et al.,2003;王波和雨龙,2007;Bagla et al.,2014)。杨
卫东等(2006)比较了不同溶剂对淡竹叶提取物抑菌
作用的影响,结果表明,乙酸乙酯溶剂提取物的抑菌
效果最好。上述研究使得竹叶黄酮类提取物在食品、
药品及化妆品等领域得到一定应用(Abur and Nat-
sheh,2003)。【本研究切入点】淡竹是禾本科刚竹属植
物,我国资源丰富,但其生物活性研究并不深入,尤其是
抑菌杀虫效果方面,影响了淡竹叶的综合利用。【拟解决
的关键问题】采用索氏提取法提取淡竹叶的有效成分,
并对淡竹叶有效成分提取物进行抑菌杀虫活性测定,以
期为新型植物源生物农药的制备提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
成熟淡竹(Phyllostachys glauca McClure)叶采集
于潍坊周边,洗净晾干后以医用粉碎机粉碎至20~30
目备用。大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus)为山东高校生物化学与分子
生物学重点实验室保存菌株;2日龄成年黑腹果蝇
(Drosophila melanogaster)成虫由潍坊学院生物与农
业工程学院遗传学实验室提供;槐蚜(Aphis robiniae
Macchiati)采集于潍坊学院校园内国槐(Sophora
japonica Linn)花序。
主要仪器:R-10旋转蒸发仪(瑞士BUCHI);ES-315
蒸汽灭菌锅(日本TOMY公司);HT-5多功能磁力搅拌
器(江苏荣华仪器制造有限公司);SHZ-IIIA台式循环
水真空泵(东莞市塘厦兴万电子厂);SW-CJ-1F双人单
面净化工作台(苏州净化设备有限公司)。主要试剂:乙
醇(上海凌峰化学试剂有限公司)、二甲基亚砜(DM-
SO)(国药集团化学试剂有限公司)等,均为AR级。
1. 2试验方法
1. 2. 1 淡竹叶提取物的制备 淡竹叶清洗晾干,于
烘箱中65 ℃烘干后用药用粉碎机粉碎;称取200 g粉
末放入索氏提取瓶中,加200 mL 80%乙醇混匀,电磁
搅拌器上搅拌加热回流萃取3 h;真空抽滤,滤液用旋
转蒸发仪在40 ℃条件下浓缩后,再于65 ℃烘箱中烘
干;称量后用10%二甲基亚枫(DMSO)配制成质量浓
度为200 mg/mL的储存液备用(张羽飞等,2004)。
1. 2. 2 提取物的抑菌活性测定 用无菌生理盐水把
各试验菌种稀释成浓度为106~107个/L的菌悬液,取0.2
mL菌悬液均匀涂布于无菌培养上;用10% DMSO稀
释提取物储存液,配制成质量浓度分别为10、20、30、
40、50和60 mg/mL的药液。取直径0.5 cm圆滤纸片放
于不同浓度的药液中浸泡1 h晾干,放置于涂有菌液
的培养基上,37 ℃培养箱中培养24 h,并用10%
DMSO作空白对照(CK),测定抑菌圈直径大小,确定
抑菌效果。
1. 2. 3 提取物对果蝇的毒理活性测定 淡竹叶提取
物对果蝇的毒性作用测定采用棉球饲喂法(王菊凤和
李鹄鸣,2008)。主要操作步骤:①供试饲养液用2%蔗
糖水溶液加入提取物储存液,分别配制成质量浓度为
0、10、20、30、40、50和60 mg/mL的淡竹叶提取物溶液;
②在每个指形管中接入20只黑腹果蝇;③果蝇用乙
醚麻醉饥饿3 h后,饲以不同浓度的淡竹叶提取物溶
液,每个浓度的饲养液平行10个指形管,每指形管中
放置一个0.2 g蘸有2.0 mL淡竹叶提取液的脱脂棉球,
以2%蔗糖水溶液为对照;④将指形管置于相对湿度
60%、25 ℃、光周期14L∶10D的培养箱中培养4 d,每
12 h记录各组黑腹果蝇的死亡数量(杨冬梅等,2012)。
1. 2. 4 对槐蚜的杀虫活性测定 提取物的杀蚜虫活
性测定采用室内叶片法。采集大小适中的健康无翅成
蚜为试验虫,并将带虫叶片修剪为每片20只蚜虫左
右,放于铺有滤纸片的培养皿中。用10% DMSO分别
将淡竹叶提取物配制成质量浓度为10、20、40、50和60
mg/mL的溶液并分别喷洒于各培养皿中,每个梯度5
组重复,以10% DMSO水溶液为对照组,置于湿度
80%、25 ℃的培养箱内培养24 h后统计槐蚜死亡率(王
庆忠等,2012)。死亡率以5次重复的平均值计,用下式
计算死亡率和校正死亡率。
王东方等:淡竹叶有效成分提取及生物活性研究 1035· ·
南 方 农 业 学 报 46卷
24 h校正死亡率(%)
Corrected mortatity
in 24 hours
96.70
94.87
89.57
80.33
40.31
死亡率(%)=试虫死亡数
试虫总数
×100
校正死亡率(%)=
处理组死亡率(%)-对照组死亡率(%)
1-对照组死亡率(%)
×100
1. 3统计分析
试验数据用SPSS 10.0软件进行处理,以One-way
ANOVA判断各组间差异。
2 结果与分析
2.1 淡竹叶提取物的抑菌效果
不同质量浓度淡竹叶提取物的抑菌活性效果如
图1。淡竹叶提取物对大肠杆菌有明显的抑制作用,最
大抑菌圈直径为1.4 cm,但对金黄色葡萄球菌的抑制
作用不明显。说明淡竹叶提取物可抑制革兰氏阴性菌
的生长与增殖,但对革兰氏阳性菌可能不起作用。
2. 2淡竹叶提取物对黑腹果蝇的毒杀活性
由图2可以看出,淡竹叶提取物对黑腹果蝇有明
显的毒杀作用,且随着淡竹叶提取物质量浓度的提
高,黑腹果蝇的死亡率也随之增大。其触杀作用的毒
力回归方程为:y=8.8368x-3.3071,相关系数R2=
0.9703,半致死率(LC50)为50.21 mg/mL,果蝇死亡率
与提取物质量浓度呈正相关。
2. 3淡竹叶提取物对槐蚜的杀虫活性
试验结果(表1)表明,淡竹叶提取物对槐蚜有较
好的触杀作用,其中,提取物质量浓度为20 mg/mL时
槐蚜的校正死亡率为80.33%,提取物质量浓度为60
mg/mL时槐蚜的校正死亡率为96.70%。其触杀作用的
毒力回归方程为:y=-21.28x+120.70,相关系数R2=
0.8600,LC50为15.11 mg/mL。方差分析结果表明,各质
量浓度淡竹叶提取物对槐蚜的触杀作用与对照组相
比均达显著差异水平(P<0.05)。
3 讨论
我国竹类资源丰富,淡竹分布广泛,竹材利用普
遍。许多研究表明,竹叶中含有多糖、黄酮类化合物、
茶多酚等活性成分(何跃君和岳永德,2008;杨倩和初
阳,2010),有抑菌、防腐、抗癌等作用(Oliveira et al.,
2008),应用不同溶剂萃取的竹叶提取物对多种细菌
和真菌均有抑制活性(王波和雨龙,2007;Bagla et
al.,2014),但上述研究是以毛竹[Phyllostachys hetero-
cycla(Carr.)Mitford cv Pubescens]、刺竹(B. blumeana
Schult.f)和绿竹[Dendrocalamopsis oldhami(Munro)
Keng f.]等为材料,关于淡竹叶有效成分的提取、分析
与抑菌活性的研究较为少见,且研究不够深入。本研
究采用淡竹叶为供试材料提取其有效成分,并进行抑
菌杀虫活性等研究,结果表明,淡竹叶在80%乙醇水中
通过索氏提取法所得到的提取物可有效抑制革兰氏
阴性菌的生长与增殖,最大抑菌圈直径为1.4 cm;对黑
腹果蝇有很好的毒杀活性,LC50为50.21 mg/mL;对槐
蚜有较强的触杀作用,处理剂量为60 mg/mL时槐蚜的
校正死亡率达96.70%,LC50为15.11 mg/mL。该结果说
明淡竹叶提取物中含有抑菌杀虫活性成分,从提取物
中进一步分离出有效成分可以作为植物源生物农药
图 1 不同质量浓度淡竹叶提取物的抑菌效果
Fig.1 Antibacterial effects of different mass concentration ex-
tracts from P. glauca McClure leaves
图 2 不同质量浓度淡竹叶提取物对黑腹果蝇的毒杀效果
Fig.2 Toxic efficacy of different mass concentrations extracts
from P. glauca McClure leaves on D. melanogaster
表 1 淡竹叶提取物对槐蚜的触杀作用
Tab.1 Contact toxicity of extracts from P. glauca McClure
leaves on A. robiniae Macchiati






cm

D
i
a
m
e
t
e
r
o
f
a
n
t
i
m
i
c
r
o
b
i
a
l
c
y
c
l
e
提取物质量浓度(mg/mL)
Massconcentrationofextract




%)
M
or
ta
lit
y
提取物质量浓度(mg/mL)Mass concentration of extract
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60
y=8.8368x-3.3071
R2=0.9703
提取物质量浓度(mg/mL)
Mass concentration
of extract
60
50
40
20
10
CK
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
0 10 20 30 40 50 60

 
金黄色葡萄球菌Staphylococcasaureus
大肠杆菌Escherichiacoil
24 h死亡率(%)
Mortality in
24 hours
96.77±1.2*
95.00±1.9*
86.10±1.2*
77.10±1.4*
38.70±2.1*
3.10±1.7
*表示与对照组相比差异达显著水平(P<0.05)
* indicated significant difference compared with the control(P<0.05)
1036· ·
6期
的添加组分。结合前人研究成果,竹叶提取物中主要
含有黄酮类和醛酮类化合物(Jin et al .,2011),其
中黄酮类物质有较强的抑菌杀虫活性(张英,2002;
Bagla et al.,2014),可以看出淡竹叶与其他种类的竹
叶一样含有具抑菌杀虫活性的黄酮类物质等,因此
淡竹叶提取物与其他竹叶提取物有一致的抑菌杀菌
效果。
关于使用80%乙醇水来提取淡竹叶中的有效成
分,本研究参照了吕兆林等(2008)的研究,认为80%乙
醇配合加热提取竹叶的有效成分效果最好。本研究所
获得的提取物属于粗提物,在进行提取物的活性测定
前未进行各组分的进一步分离与纯化,是源于有研究
表明竹叶粗提物含有更多的抑菌杀虫成分,比单一成
分作用更好(秦娇,2010)。若作为生物农药中的添加成
分,尚需进一步研究提取物中的活性组分及其结构。此
外,本研究尚未进行淡竹叶提取物对农作物病原菌的
毒理学试验,也没有涉及淡竹叶提取物的抑菌杀虫机
理,均有待今后进一步研究。
4 结论
本研究结果表明,淡竹叶提取物对大肠杆菌等
革兰氏阴性菌有较好的抑菌杀菌效果,对黑腹果蝇
和槐蚜有较强的毒杀活性。淡竹叶提取物可作为杀
虫抑菌成分添加到植物源生物农药中,具有广阔的
应用潜力。
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(责任编辑 麻小燕)
王东方等:淡竹叶有效成分提取及生物活性研究 1037· ·