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乌蕨多糖的分离及抗动植物病原菌活性



全 文 :2010 年第 3 期 漳州师范学院学报(自然科学版) No. 3. 2010 年
(总第 69 期) Journal of Zhangzhou Normal University(Nat. Sci.) General No. 69
文章编号:1008-7826(2010)03-0117-04
乌蕨多糖的分离及抗动植物病原菌活性
陈晓清 1 , 苏育才 2
(1. 漳州师范学院 生物科学与技术系, 福建 漳州 363000; 2. 福建三安钢铁股份有限公司,福建 泉州 350524)
摘 要: 从乌蕨中提取的水溶性多糖,经 DEAE-纤维素 52 柱层析和葡聚糖凝胶 G-200 柱层析可得到纯
品. 利用圆形纸片法对乌蕨多糖提取物进行抗动植物病原菌活性的实验,结果发现:乌蕨多糖提取物具有较强的
抗动植物病原菌活性,对玉米大斑病病原菌和甘蔗黑穗病病原菌的最小抑菌浓度为 5.0mg/mL..
关键词:乌蕨 ;多糖 ;分离 ; 抗菌活性 ;动植物病原菌
中图分类号: Q945 文献标识码: A
Isolation of Polysaccharides from Stenoloma chusanum and Its Against
the Phytopathogenic and Animal Pathogenic Bacteria
CHEN Xiao-qing1 , SU Yu-cai2
(1. Department of Biological Science and Technology,Zhangzhou Normal University, Zhangzhou,Fujian363000, China;
2.An Iron and Steel Co., Ltd. Fujian San’an, Quanzhou 350524, China)
Abstract: The polysaccharide extracted from Stenoloma chusanum by hot water . The crude polysaccharide
was isolated by DEAE-cellulose and Sephadex G-200 chromatography column in turn. This crude polysaccharide
was tested for the efficacy against the phytopathogenic microorganisms and animal pathogenic bacteria using the
agar disc diffusion method. The result showed: the crude polysaccharide have strong activities against gram
positive phytopathogenic microorganisms and animal pathogenic bacteria. The minimum inhibition concentration
(MIC) of polysaccharides against Helminthosporium turcicum Pass and Ustilagu Scitaminea Sydow were 5.0 mg/
mL.
Key words: Stenoloma chusanum ; polysaccharides ; isolation ; antimicrobial activities ; Phytopathogenic and
Animal Pathogenic Bacteria
1 引言
植物中含有丰富的多糖,具有促进机体免疫力、抗病毒、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老、抗炎、降血脂及
改善动物生产性能等生理活性,作为药物毒性极小[1]. 近几十年来,植物多糖的研究已成为天然药物研究
的一个热点. 但对于植物多糖抗菌,尤其是抗动植物病原菌活性的研究,国内目前相关报道较少.
乌蕨 Stenoloma chusanum (L) Ching 系鳞始蕨科 Lindsaeaceae 乌蕨属 Stenoloma 的多年生草本植物,
又称大叶金花草、小叶野鸡尾、细叶凤凰尾等,广泛分布于我国长江以南各地,其叶形十分优雅,叶片幼
嫩时呈淡黄色,成熟时呈深绿色,极具观赏价值. 乌蕨的全草或根状茎均可药用,其味微苦,性凉,无毒,
具清热、解毒、利湿、止血的功效,用于治风热感冒、肝炎、中暑发痧、泄泻,解农药和食物中毒,外用
可治烧伤、烫伤及刀伤[2]. 本文从乌蕨全草中提取、分离出多糖成分,并对其抗动植物病原菌活性进行了
初步研究,为进一步开发和利用乌蕨药用资源提供参考资料.

收稿日期:2009-10-14
基金项目: 漳州师范学院科学研究资助项目(SK08015)
作者简介: 陈晓清(1971-), 女, 福建省闽侯县人, 硕士, 讲师.
DOI:10.16007/j.cnki.issn2095-7122.2010.03.017
118 漳州师范学院学报(自然科学版) 2010 年

2 材料与方法
2.1 材料
乌蕨采自漳州芗城区芝山公园. 实验菌种包括 5 种植物病原菌和 3 种动物病原菌. 植物病原菌有:甘
薯薯瘟病病原菌 Fasarium axysporam; 黑曲霉 Aspergillus niger V.Tiegh ;玉米大斑病病原菌
Helminthosporium turcicum Pass;稻瘟病病原菌 Piricularia oryzae Cav;甘蔗黑穗病病原菌 Ustilagu
Scitaminea Sydow;红色面包霉 Neurospora crassa ;绿木霉 Trichoderma Viride ;黄曲霉 Aspergillus flavus
Link. 动物(鱼类)病原菌有:烂尾病病原菌 Aeromonas sobria,赤皮病病原菌 Pseudomonas fluorecens,肠
炎病病原菌 Ameromonas punctata. 其中甘薯薯瘟病原菌和鱼病病原菌为细菌,其余的为真菌. 菌种来自福
建师范大学生命科学学院(植物病原菌)及中科院水生生物研究所(鱼类病病原菌).
2.2 仪器
超声波细胞破碎仪(上海吉理超声仪器有限公司)、高速冷冻离心机(Beckman 公司产品)、层析柱(北
京六一仪器厂)、752 紫外光栅分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)、pHS-22 型精密酸度计(上海精
密科学仪器有限公司)、真空干燥箱(上海实验仪器总厂)、HHS21-4 型水浴锅(上海医疗器械五厂)、电
热手提式压力蒸气灭菌器(上海医用核子仪器厂).
2.3 方法
2.3.1 多糖的提取与分离纯化[3]
乌蕨新鲜样品,洗净,晾干,粉碎,按 1:20 加入蒸馏水,4℃放置 12h,其间搅拌数次. 于-20℃冰冻
后,室温解冻,如此反复冻融 3 次,再以超声波细胞破碎仪处理 0.5h. 90℃水浴提取 2h,离心,分别收集
滤渣与上清液,再把收集的滤渣 90℃水浴中提取 1 h,离心,弃滤渣取上清液,合并两次收集的上清液,
40℃水浴浓缩,加入 3 倍体积的无水乙醇,离心,取沉淀物,用 3%三氯已酸(TCA)除蛋白,冷冻干燥
可得多糖粗品.
粗多糖用蒸馏水复溶,上 DEAE—纤维素 52 离子交换柱层析分离,装柱(1.8×50cm)后用蒸馏水平
衡过夜,上样量 100mg,体积 4mL,先用 6 倍柱体积的蒸馏水洗脱,再用 0.5mol/L 氯化钠溶液与 0.8 mol/L
氯化钠溶液阶段洗脱,流速 30 mL/h,以部分收集器收集,4 mL/管,以苯酚-硫酸法跟踪检测,收集高峰
部分的洗脱液,透析、醇沉,冷冻干燥,得到乌蕨多糖纯品.
2.3.2 多糖纯度的鉴定
紫外检测:收集分离的乌蕨多糖组分的最高峰,配制成 0.1%水溶液,在 200nm~400nm 波长间进行
扫描.
葡聚糖凝胶 G-200 色谱法:选用(1.6cm×70cm)柱型,用蒸馏水平衡,上样浓度为 5mg/mL,15min/
管分部收集,苯酚-硫酸法检测,以管号为横坐标,光密度为纵坐标,绘制洗脱曲线.
2.3.3 多糖提取物抗菌活性检测
乌蕨多糖提取物配制成浓度为 0.25·g/·mL 的溶液,参照文献[4]采用圆形纸片法测定其抗菌活性,观察
结果并测量抑菌圈直径,各个步骤均按无菌条件操作,每个样品设 2 个平行样,取平均值,以蒸馏水为对
照液.
最小抑菌浓度 MIC(指抑制某种菌株生长、繁殖的药物最低浓度的统称)的测定:将乌蕨多糖溶液稀
释成 30、15、7.5、5、2.5mg/mL 的浓度梯度,以未见抑菌圈的最小浓度为 MIC.
第 3 期 陈晓清 , 苏育才:乌蕨多糖的分离及抗动植物病原菌活性 119

3 结果与分析
3.1 多糖的提取与分离
乌蕨干粉反复冻融结合超声波破碎处理,水提除蛋白后可
得到粗多糖,提取率为 2.51%,苯酚-硫酸法测得其总糖含量
为 0.72%;乌蕨粗多糖为棕黑色粉末状固体,易溶于水,不溶
于高浓度乙醇、乙酸乙酯、丙酮等有机试剂,常温放置易吸潮.
经 DEAE-纤维素 52 柱层析分离可得到 2 种酸性糖组分 A1与 B1.
(图 1) 图 1 DE-52 分离纯化粗多糖的洗脱曲线
3.2 纯度鉴定
经紫外扫描在 260nm 和 280nm 波长处均未见核酸和蛋白质紫外吸收峰,这说明酸性糖组分 A1 与 B1
不含有蛋白质和核酸等杂质.
酸性糖组分 A1 与 B1 在 SephadexG-200 柱上洗脱曲线均呈单一峰(图 2 与图 3),由此可见,乌蕨多
糖分离获得的酸性糖组分 A1 与 B1为均一组分,该组分的化学成分及结构,我们将在以后的研究中进一步
探讨.
3.3 乌蕨多糖提取物抗动植物病原菌的活性
从表 2 可知,当浓度为 0.25g/mL 时,乌蕨多糖提取物对受试的 5 种植物病原菌和 3 种动物(鱼类)
病原菌具有较强的抗菌活性,抗菌谱较广,其抑菌圈直径在 14—26.8mm 之间,
抗植物病原菌活性比抗动物病原菌活性强. 陈明等[5]测定了乌蕨、黄连、黄芩、穿心莲等的抑菌作用,
证明乌蕨丙酮浸膏的抑菌活性大大强于穿心莲水浸膏,与黄连、黄芩水浸膏相近,尤其对绿脓杆菌的抑制作
用强于黄连和黄芩,说明乌蕨是一种具有较强抗菌活性的中草药;陶晨等[6]的研究发现, 乌蕨挥发油对枯草
芽胞杆菌和伤寒沙门氏菌有明显的抑制作用;余萍等[7]的研究表明,乌蕨的凝集素对大肠杆菌、玉米大斑杆
菌和放线菌有抑制作用. 以上的研究证明了乌蕨作为一种天然的抗菌药物具有一定的开发利用价值.
乌蕨多糖提取物对不同菌种的 MIC 存在较大的差异,在 5.0—30 mg/mL 之间,对玉米大斑病病原菌和
甘蔗黑穗病病原菌的 MIC 为 5mg/mL,对赤皮病病原菌和烂尾病病原菌的 MIC 最高,为 30 mg/mL.







图 2 A1在 SephadexG-200 柱 上的洗脱曲线 图 3 B1 在 SephadexG-200 柱上的洗脱曲线
表 2 乌蕨多糖提取物抗动植物病原菌活性
植物病原菌 动物病原菌
F.o A.n H.p P.o U.s P.f A.s A.p
抑菌圈直径(mm) 14 20 22.6 26.8 24 15 15.4 16.6
MIC(mg/mL) 7.5 7.5 5.0 7.5 5.0 30 30 15
注:F.o 甘薯薯瘟病原菌; P.f 赤皮病病原菌; A.s 烂尾病病原菌; A.p 肠炎病病原菌; R.c 中华根霉; A.n 黑曲霉;
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0 10 20 30 40 50
管数
OD


0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0 10 20 30 40 50
管数
OD


0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0 10 20 30 40 50
管数
OD

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4 结束语
化学农药在使用过程中产生一系列的公害问题已引起人们的普遍关注,开发高效、低毒、低残留的新
型无公害农药,逐渐成为防治动植物病虫害的重要途径. 植物是生物活性物质的天然宝库,产生的次生代
谢产物超过 40 万种,其中大多数化合物如萜烯类、生物碱、类黄酮、甾体、酚类、独特的氨基酸和多糖
等均具有杀虫和抗菌的活性. 从植物体内的次生物质中寻找能抑制有害生物的有效成分,已成为无公害农
药的开发热点之一[8].
以往的研究表明,一些蕨类植物如卷柏[9]、阴地蕨和半边旗粗多糖对动植物病原菌具有不同程度的抑
制作用[10]. 本实验从乌蕨中提取的多糖,也具有较强的抗动植物病原菌活性,这为高效利用和进一步合理
开发蕨类药用资源提供了新的线索. 但本实验只是以多糖提取物为材料进行研究,要获得单一的抗菌剂,
还必须对多糖提取物进行分离、纯化和鉴定.
参考文献
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2007, 21(1): 35-38.
[9] 陈晓清, 苏育才, 陈郑镔. 抗菌卷柏多糖的提取与分离[J]. 亚热带农业研究, 2009, 5(2): 98-101.
[10] 陈晓清, 陈郑镔. 阴地蕨和半边旗粗多糖抗鱼病病原菌活性[J]. 亚热带植物科学, 2009, 38(2): 48-50.
[责任编辑:喻玉萍]
H.p 玉米大斑病病原菌; P.o 稻瘟病病原菌;U.s 甘蔗黑穗病病原菌.