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九里香精油的抑菌活性及成分分析



全 文 :农 药
AGROCHEMICALS
第50卷第6期
2011年6月
Vol. 50, No. 6
Jun. 2011
九里香精油的抑菌活性及成分分析
卢远倩,王兰英,骆焱平
(海南大学 热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点实验室,环境与植物保护学院, 海南 儋州 571737)
摘要:[目的]九里香具有广泛应用价值,研究了精油的抑菌活性及成分。 [方法]超临界CO2萃取九里香精油,以生
长速率法测定精油的抑菌活性,利用气相色谱-质谱法进行成分分析。 [结果]质量浓度为0.5 g/L的九里香精油
对供试病菌有较好的抑制作用,对香蕉炭疽菌和芒果炭疽菌的EC50值分别为0.2611、0.2677 g/L。 鉴定出20种化
合物,其中主要成分为n -棕榈酸(28.76%)、1-(1,5-二甲基-4-己烯基)-4-甲苯(22.38%)、N -(1-甲基-3-氧-亚丁
基)-4-甲氧基苯胺(20.11%)。 [结论]九里香对炭疽菌有较好的抑菌活性,具有进一步研究的价值。
关键词:九里香;精油;抑菌活性;成分分析
中图分类号:S482.2 文献标志码:A 文章编号:1006-0413(2011)06-0443-03
The Antifungal Activities and Composition Analysis of
the Essential Oil from Murraya paniculata
LU Yuan-qian, WANG Lan-ying, LUO Yan-ping
(Key Laboratory of Protection and Development Utilization of Tropical Crop Germplasm Resources, Ministry of Education,
College of Environment and Plant Protection, Hainan University, Danzhou 571737, Hainan, China)
Abstract: [Aims] Murraya paniculata has broad application value in pharmaceuticals and agrochemicals, the antifungal
activity and components analysis of essential oil of M. paniculata were studied. [Methods] Essential oil was extrated by
supercritical CO2 fl uid extraction, the antifungal activity was determinated by using growth rate methods, and components
were analyzed by GC-MS. [Results] The essential oil of M. paniculata showed excellent antifungal activity at 0.5 g/L.
Especially, the EC50s were 0.2611 and 0.2677 g/L against Colletotrichum musae and C. gloeosporioides, respectively.
20 Compounds were identifi ed by GC-MS. The major constituents of essential oil were n-hexadecanoicacid(28.76%),
1-(1,5-dimethyl-4-hexenyl)-4-methyl benzene(22.38%) and N-(1-methyl-3-oxobutylidene)-4-methoxyaniline(20.11%).
[Conclusions] The essential oil exhibited very good antifungal activity against Colletotrichum, which was important to
further research and develop.
Key words: Murraya paniculata; essential oil; antifungal activities; composition analysis
九里香(Murraya paniculata L.)属芸香科(Rutaceae)
九里香属植物。 该属植物具有行气止痛、活血散瘀的功
效,用于胃痛、风湿痹痛、外治牙痛、跌打肿痛、蛇虫咬
伤等 [1];药理上也具有抗生育、抗菌、抗炎、降血糖、增强
免疫功能及解痉、镇痛、局部麻醉等作用[2]。 农用活性方
面,喻大昭[3]、骆焱平[4]等发现九里香提取物有较强的抑菌
效果。 李会新等[5]研究了九里香精油对四纹豆象有较好
的防效。 有关九里香属植物精油的研究时有报道[6-13],研
究者主要使用水蒸气蒸馏的方法提取精油,并对其化学
成分及药理作用进行了详细研究。 然而未见九里香精油
的抑菌活性报道,特别是抑菌活性成分,为此,本文利用
超临界CO2萃取九里香精油,测定九里香精油对香蕉炭
疽病菌(Colletotrichum musae Berk.et Curt.)、芒果炭疽病
菌(Colletotrichum gloeosporioides Penz.)、水稻稻瘟病菌
[Phyricularia grisea(Cooke) Sacc.]、西瓜枯萎病菌(Fusarium
oxysporum f. sp. niveum)、芒果蒂腐病菌(Botryodiplodia
theobromae Pat.)、香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp.
cubense)的抑菌活性,并对精油的化学成分进行分析,为寻
找和发现抑菌活性先导物质做铺垫。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试植物
九里香茎叶采自海南大学儋州校区校园内。 室内阴干,
置于电热恒温鼓风干燥箱中,控温(40±1) ℃,烘干至发脆。
用微型植物试样粉碎机粉碎,过425 µm筛,密封于塑料袋中
备用。
1.1.2 供试病原菌
香蕉炭疽病菌、芒果炭疽病菌、香蕉枯萎病菌、西瓜枯
萎病菌、芒果蒂腐病菌、水稻稻瘟病菌。 水稻稻瘟病菌由
收稿日期:2010-11-23,修返日期:2010-12-24
基金项目:海南省自然科学基金项目(808108);海南大学2009年重点科研项目(hd09xm12)
作者简介:卢远倩(1986—),女(苗族),广西柳州人,硕士研究生,从事天然产物研究。
通讯作者:骆焱平,副教授,博士研究生,主要从事天然产物和农药研究工作。 E-mail:yanpluo@yahoo.com.cn。
应用技术
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中国热带农业科学院环境与植物保护研究所提供,其他菌
种均由海南大学环境与植物保护学院化保实验室提供。
1.1.3 主要供试药剂与仪器设备
0.5%氨基寡糖素水剂(北海国发集团科技有限公司生
产)作为药剂对照;CO2纯度大于99.999%;SFT-100XW型
超临界萃取仪(美国SFT公司);FZ102微型植物试样粉碎机
(天津泰斯特仪器有限公司);毛细管气相色谱-质谱联用
仪(HP6890/5973MSD,美国Hewlett-Packark公司)。
1.2 方法
1.2.1 九里香精油的制备
取20 g九里香干粉放入物料袋中,然后将物料袋置于
100 mL萃取釜中,在40 ℃、4 000 PSI条件下进行动态萃取
70 min,收集萃取物,密封于4 ℃冰箱内保存备用。
1.2.2 生长速率法测定九里香精油的抑菌活性
将供试菌接种在PDA培养基上,适温培养72 h,备用。
采用生长速率法测定供试药剂对靶标菌的抑制作
用 [14]:将九里香精油配制成质量浓度为0.5 g/L,备用。
取1 mL已配制好的药液,加入到19 mL PDA培养基中,充
分摇匀,分装至3个直径6.0 cm的培养皿内,制成薄厚均匀
的平板。 待培养基冷却后,用直径5 mm的无菌打孔器打
取供试菌种菌饼,移入平板中央,27 ℃培养。 以含1%丙酮
和0.05%乳化剂的PDA培养基作为空白对照,0.5%(质量分
数)氨基寡糖素水剂作为药剂对照。 每个处理重复3次,待
空白对照组中的菌丝长到培养基总面积的75%左右时,
十字交叉法测量菌落直径,计算抑制率。
抑制率(%) = 对照组菌落直径-处理组菌落直径×100
对照组菌落直径-菌饼直径
1.2.3 GC-MS测定方法
气相色谱条件:石英毛细管柱HP-FFAP(30 m×
0.25 mm,0.25 µm),程序升温:从80 ℃开始,以8 ℃/min升到
150 ℃,再以10 ℃/min升到250 ℃,保持5 min;载气为
He,柱流量1.0 mL/min,进样口温度250 ℃,分流比50∶1。
质谱条件:EI源;电离电压70 eV,离子源温度230 ℃,
扫描范围10~500 aum,进样量1.0 µL。
2 结果与分析
2.1 九里香精油抑菌活性测定结果
在0.5 g/L质量浓度下,测试了九里香精油对6种供试
病原真菌的抑菌效果,结果见表1。 由表1可知:九里香精
油对6种病原菌有较好的抑菌效果,其中对香蕉炭疽菌的
抑制效果最好,抑制率达到67.80%,其次是对芒果炭疽菌
的抑制作用,抑制率达61.02%,对芒果蒂腐菌和水稻稻瘟
菌的抑制率均在50%以上,对西瓜枯萎菌的抑制率也可达
45%以上。 九里香精油对几种病原真菌的抑制率均高于
药剂对照(0.5%氨基寡糖素)的抑制率,除对西瓜枯萎病
菌的抑制作用外,其他5种病原菌的抑制率与药剂对照的
抑制率的差异都达显著水平。 其中,香蕉炭疽菌、香蕉枯
萎菌、芒果蒂腐菌、水稻稻瘟菌的抑制率与对照药剂的抑
制率差异达极显著水平。 同时,九里香精油对不同菌种
的活性也不一样,对枯萎病菌的抑制活性稍差,对炭疽病
菌的抑制活性较好。 表明精油中活性物质有利于抑制炭
疽病菌。
表1 九里香精油对6种供试病原菌的抑制效果
供试药剂 香蕉炭疽菌/% 芒果炭疽菌/% 香蕉枯萎菌/% 西瓜枯萎菌/% 芒果蒂腐菌/% 水稻稻瘟菌/%
九里香精油 67.80aA 61.02aA 34.15aA 48.47aA 54.55aA 57.65aA
0.5%氨基寡糖素水剂 26.34bB 51.41bA 2.93bB 45.92aA 22.01bB 17.35bB
注:小写字母表示在0.05水平差异显著,大写字母表示在0.01水平差异显著。
2.2 九里香精油对5种植物病原菌室内毒力测定
除香蕉枯萎病菌外,九里香精油对其他5种病原菌表
现出较好的抑菌效果,为此将九里香精油配制成质量浓度
为1.00、0.75、0.50、0.25、0.10 g/L,进一步研究了九里香精
油对香蕉炭疽病菌、芒果炭疽病菌、西瓜枯萎病菌、芒果蒂
腐病菌、水稻稻瘟病菌的室内毒力,测定结果见表2。
表2 九里香精油对5种植物病原菌的毒力测定结果
供试菌种 毒力回归方程 相关 EC50值/ EC50值置信限/
(y =) 系数(r) (g·L-1) (g·L-1)
香蕉炭疽病菌 1.0552x+5.6154 0.9892 0.2611 0.1990~0.3232
芒果炭疽病菌 1.6078x+5.9200 0.9458 0.2677 0.2015~0.3339
芒果蒂腐病菌 0.9827x+5.3960 0.9760 0.3954 0.2819~0.5089
西瓜枯萎病菌 0.9323x+5.1961 0.9378 0.6161 0.5237~0.7085
水稻稻瘟病菌 1.1642x+5.4784 0.9819 0.3881 0.2693~0.5069
由表2可知:毒力回归方程相关性都很理想,表现出
正相关,即随着质量浓度不断增加,精油对供试病原菌
抑制活性增强。 其中香蕉炭疽病菌对九里香精油最为敏
感,EC50值为0.261 1 g/L,其次是芒果炭疽病菌,EC50值为
0.267 7 g/L,西瓜枯萎病菌的EC50值最大,为0.616 1 g/L。
表明九里香精油对炭疽病菌敏感性强,水稻稻瘟病菌、芒
果蒂腐病菌居中,对西瓜枯萎病菌的毒力稍差。 因此,室
内毒力结果与抑菌活性测定结果基本一致。
2.3 九里香精油的成分分析
用毛细管气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对九里
香精油成分分析,得到样品的总离子流图(TIC)见图1。 对
总离子流图中各峰经质谱扫描,经HPMSD化学工作站
NIST98标准质谱数据库检索,并与标准图谱核对,分别对
第6期 445
主要色谱峰加以确认,从而鉴定出九里香精油中20种物质
的化学成分;按峰面积归一化法计算各化合物在精油中的
百分含量,结果见表3。
(28.76%)。 2,5-二甲基环己醇的含量在7.19%,其他成分含
量较低,在3%以下。
使用超临界CO 2萃取法萃取九里香精油和文献报
道 [6 -13 ]的挥发油的主要成分有一定差异,其中2,6-二甲
基-6-(4-甲基-3-戊烯)-二环[3.1.1]庚-2-烯、N-苯基-3-
丁烯酰胺、1-(1,5-二甲基-4-己烯基)-4-甲苯、3,4-二(1-
丁烯)-四氢呋喃-2-醇、N -(1-甲基-3-氧-亚丁基)-4-
甲氧基苯胺、5-氮杂苯并咪唑、(R)-1-甲基-4-(1,2,2-三
甲基环戊烷)-苯、2,4-二甲基-1-(1-甲基乙烯基)环己烯、
2,5-二甲基环己醇、6-对甲苯-2-甲基-2-庚烯醇、紫堇酮、
二十一烷在九里香精油中首次发现。 此外,发现精油中具
有抗肿瘤作用的匙叶桉油烯醇、抗菌消炎作用的香柠檬、
α-法尼烯[13]。
3 讨论
通过测定九里香精油对植物病原真菌的抑制活性及
其室内毒力,发现九里香精油对病原真菌具有较好的抑制
效果,对炭疽病菌活性较好,对枯萎病菌活性稍差。 推测
九里香精油中所含物质可能对炭疽类病菌比较敏感,而对
枯萎菌效果较差。 为了进一步探明具体活性物质,今后对
其成分进一步分离纯化,有望发现对病原菌专一化的先导
化合物。
通过九里香精油的GC-MS分析,首次发现精油中的
2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯)-二环[3.1.1]庚-2-烯、N-
苯基-3-丁烯酰胺、1-(1,5-二甲基-4-己烯基)-4-甲苯、
3,4-二(1-丁烯)-四氢呋喃-2-醇、N -(1-甲基-3-氧-亚
丁基)-4-甲氧基苯胺、5-氮杂苯并咪唑、(R)-1-甲基-4-
(1,2,2-三甲基环戊烷)-苯、2,4-二甲基-1-(1-甲基乙烯基)
环己烯、2,5-二甲基环己醇、6-对甲苯-2-甲基-2-庚烯醇、
紫堇酮、二十一烷。 与水蒸气蒸馏法提取的九里香挥发油
的化学成分存在一定的差异,主要是2种方法的工作原理
不一样,超临界CO2萃取法使用CO2为流动相,而且萃取的
效率高,发现新物质的可能性大。 由于九里香具有广泛的
药理活性,精油中的化学成分种类多,因而具有广阔的开
发利用潜力。
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图1 九里香精油的总离子流图
表3 超临界CO2萃取九里香精油化学成分分析
峰号 保留时间/ 化合物 分子式 相对分子 相对
min 质量 含量/%
1 8.71 2,6-二甲基-6-(4-甲基 C15H24 204.19 1.76
-3-戊烯)-二环[3.1.1]
庚-2-烯
2 9.60 (Z)-7,11-二-3-亚甲基 C15H24 204.19 1.19
-1,6,10-十二烷三烯
3 10.39 N-苯基-3-丁烯酰胺 C10H11NO 161.08 2.61
4 10.89 1-(1,5-二甲基-4-己烯 C15H22 202.17 22.38
基)-4-甲苯
5 13.34 3,4-二(1-丁烯)- C12H20O2 196.15 2.43
四氢呋喃-2-醇
6 14.48 N-(1-甲基-3-氧-亚丁 C12H15NO2 205.11 20.11
基)-4-甲氧基苯胺
7 15.11 5-氮杂苯并咪唑 C6H5N3 119.05 0.60
8 16.43 Z-α-反式-香柠檬 C15H24O 220.18 1.58
9 16.63 (R)-1-甲基-4-(1,2,2- C15H22 202.17 0.73
三甲基环戊烷)-苯
10 17.99 2,4-二甲基-1-(1-甲基 C11H18 150.14 0.73
乙烯基)环己烯
11 18.03 (1S-cis)-2-甲基-5-(1- C10H18O 154.14 0.99
甲基乙烯基)-2-环己烯
-1-醇
12 18.16 (-)-匙叶桉油烯醇 C15H24O 220.18 1.43
13 18.37 2,5-二甲基环己醇 C8H16O 128.12 7.19
14 18.46 α-法尼烯 C15H24 204.19 0.53
15 19.29 (E)4-(2,6,6-三甲基-1- C13H20O 192.15 1.34
环己烯-1-甲基)-3-丁
烯-2-酮
16 19.48 6-对甲苯-2-甲基-2-庚 C15H22O 218.17 2.19
烯醇
17 20.58 n-棕榈酸 C16H32O2 256.24 28.76
18 20.69 紫堇酮 C15H24O2 236.18 1.06
19 20.98 二十一烷 C21H44 296.34 0.97
20 22.94 硬脂酸 C18H36O2 284.27 1.41
由图1、表3可知:从九里香精油中分离出的20个组分,
占精油总量的99.99%。 这些成分分别是酸类、苯胺类、烯
类、酰胺类、醇类等。 其中保留时间在10.89、14.48、20.58 min
时,这3个峰的峰面积较大,含量较高,在20%以上。 它们分
别是1-(1,5-二甲基-4-己烯基)-4-甲苯(22.38%),N-(1-
甲基-3-氧-亚丁基)-4-甲氧基苯胺(20.11%),n -棕榈酸 (下转第448页)
卢远倩,等:九里香精油的抑菌活性及成分分析
448 第50卷农 药 AGROCHEMICALS
表明,施药后3 d,苯甲酰基脲类杀虫剂对苜蓿盲蝽若虫防
效逐渐增加,药后5、7 d的防效与常规药剂硫丹防效无显著
差别。 苯甲酰基脲类杀虫剂作用效果缓慢的主要原因是苜
蓿盲蝽若虫每个龄期时间一般为2~4 d左右,而抑制几丁质
合成只在蜕皮过程中才能表现,所以杀虫效果显现较慢。
苜蓿盲蝽一般在苜蓿田以卵越冬,春季若虫集中孵化
在苜蓿田繁殖为害,春季若虫期是应用苯甲酰基脲类杀虫
剂进行防治的最佳时期。
本项研究通过室内生物测定和田间试验初步明确了
氟铃脲与氟啶脲这两种苯酰基脲类杀虫剂对苜蓿盲蝽具
有较高的生物活性和良好的田间防治效果,表明该类药剂
防治苜蓿盲蝽具有广阔的应用前景,但该类药剂对苜蓿盲
蝽其他虫态的作用以及在田间的持效期还需要进一步深
入研究。
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美国威斯康星州提议授予Lorsban特别登记用于人参
根据美国威斯康星州农业贸易消费者保护部提议,该州拟授予杀虫剂Lorsban特许登记用于人参作物,防控切根虫、蛆虫、食根虫、金
线虫的幼虫和成虫害虫。 这个产品的登记者是陶氏益农公司,所含原药是毒死蜱。
因各州病害情况不同,对一些农药产品会有特殊需求,此时州级管理部门会对一些未获得联邦登记的产品予以放行,授予他们特殊
登记地位以满足植保需求。 Lorsban在威斯康星州虽然可以用于在其他植物上杀灭这类害虫,却尚未获得使用在人参作物上。
此次获得特许登记,规定用法和用量是:人参种植期仅可使用1次,用量为每英亩13.5磅,在收获前1年禁止施用,种植前或种植后施
用均可。
2008年,该州曾提议授予这个产品特许批准,但是遭到EPA否决,仅在2008、2009、2010年度分别给予了紧急豁免许可地位,此次的登
记提议是按照州级特需登记程序提交的。
之前威斯康星州用于人参作物的杀虫剂产品是二嗪磷,但是2006年EPA发布公告禁止这个原药用于人参作物的一切控虫用途,而其
他获批用于人参作物的农药或者对那些需要控制的害虫又无能为力或者仅限于叶面施用,不能控除土壤中的害虫,并且在未感染的土地
上进行种植的方法也不切实际。
如果此次登记提议获得批准,登记有效期将截至2015年12月31日。 (ZP)