免费文献传递   相关文献

肿柄菊提取物对7种植物病原菌的抑菌作用



全 文 :中国农学通报 2011,27(21):272-275
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
随着科学研究不断深入和农业技术的不断进步,
农药慢慢朝着选择性好、与环境相容、无公害、作用机理
独特等发面发展。为此,研究者一方面寻求克服化学农
药的弊端的新型农药,另一方面,人们重新将眼光投向
天然源农药,特别是植物源农药的研究与开发[1-4]。植
物是生物活性化合物的天然宝库,据统计,地球上的植
物种有35万种之多,但迄今只有约10种的植物经过化
学成分的研究,从已研究的植物中发现约有2400种植
物具有控制有害生物的活性[5],因此开发利用植物资
源用于病虫害的防治前景十分广阔。
肿柄菊(Tithonia diversifolia)又名墨西哥向日葵,
属菊科肿柄菊属植物。肿柄菊在作为观赏植物、绿肥
和防止土壤侵蚀植物被广泛引种到亚洲、非洲、美洲、
澳洲的许多国家和地区,广泛分布于热带和亚热带,在
东南亚、南非、太平洋一些地区成为入侵草地、河岸、路
边的杂草,蔓延形成单一优势种群[6]。据Adedire等报
道 ,肿 柄 菊 叶 干 粉 乙 醇 提 取 物 对 四 纹 豆 象
(Callosobruchus maculatus)有明显的杀卵、抗成虫羽
化和杀虫作用,是潜在的昆虫杀虫剂。肿柄菊含有的
青蒿酸、青蒿素等多种物质,可作为天然的植物生长调
节物质,直接用作除草剂或用作天然除草剂合成的模
型物[7]。现在对于肿柄菊的研究最多的就是它的形态
组织学、化学成分等,但对其杀菌活性方面的研究还没
有报道。
本试验对肿柄菊不同溶剂提取物进行了抑菌活性
的研究和评价,希望从中寻找出有效的抑菌活性成分,
目的在于变废为宝,为开发出一种经济、安全、有效的
第一作者简介:郝妮娜,女,1984年出生,陕西咸阳人,硕士,研究方向:植物源农药。通信地址:650201云南省昆明市云南农业大学植物保护学院农
药系,E-mail:327015984hao@163.com。
通讯作者:秦小萍,女,1976年出生,山东人,副教授,博士,主要从事生物农药的研究。通信地址:650201云南省昆明市云南农业大学植物保护学院
农药系,Tel:0871-5227723,E-mail:qxp99@163.com。
收稿日期:2011-03-30,修回日期:2011-07-13。
肿柄菊提取物对7种植物病原菌的抑菌作用
郝妮娜,杨美林,秦小萍,刘 琦,代玉玲
(云南农业大学植物保护学院,昆明 650201)
摘 要:为了寻找防治植物病原菌的新型植物源杀菌剂,采集肿柄菊地上部分,分别收集了石油醚、乙酸
乙酯、乙醇的提取物,用菌落直径法测定了其对作为靶标生物的7种植物病原菌的抑菌作用。研究结果
表明:乙酸乙酯提取物抑菌作用>乙醇提取物>石油醚提取物。在120 h,乙酸乙酯提取物对蚕豆基腐病
的效果最好,抑制中浓度(EC50)最低为0.68 mg/mL。因此,肿柄菊次生代谢产物具有一定的开发潜力。
关键词:肿柄菊;提取物;抑菌作用;植物病原菌
中图分类号:S482.2+92 文献标志码:A 论文编号:2011-0900
The Inhibitory Effect of Extract from Tithonia diversifolia on Seven Kinds of Plant Pathogens
Hao Ni’na, Yang Meilin, Qin Xiaoping, Liu Qi, Dai Yuling
(College of Plant Protection, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201)
Abstract: In order to find a new plant fungicide, the petroleum ether extract, ethyl acetate and ethanol extract
from aerial parts of Tithonia diversifolia were isolated. The antifungal activities of seven plant pathogens were
measured with the colonies diameter method. The results showed that the order of the antifungal activities was:
ethyl acetate extract>the ethanol extract>petroleum ether extract. The effect of ethyl acetate extract against
Fusarium avenaceum in 120 h was the best, and the lowest EC50 was 0.68 mg/mL. Therefore, the secondary
metabolites of Tithonia diversifolia had some development potential.
Key words: Tithonia diversifolia; plant extracts; antifungal activity; plant pathogen
郝妮娜等:肿柄菊提取物对 7种植物病原菌的抑菌作用
新型农药提供理论基础。
1 材料和方法
1.1 试验时间、地点
室内试验与 2010年在云南农药大学农药系植物
源农药实验室进行。
1.2 试验材料
1.2.1 供试菌种来源 梨黑星病菌(Venturia pirina)、烟
草赤星病菌(Alternaria alternate)、番茄早疫病菌
(Alternaria solani)、魔 芋 软 腐 病 菌 (Rhizopus
stolonifer)、蚕豆基腐病菌(Fusarium avenaceum)、稻丝
核 病 菌 (Rhizoctonia)、茶 叶 轮 斑 病 (Pestalotiopsis
theae),以上病原菌由云南农业大学植保学院农药系提
供,用PDA扩大培养。
1.2.2 供试植物材料 肿柄菊(Tithonia diversifolia)采
集于云南省临沧州。
1.2.3 提取所用有机试剂 乙酸乙酯、乙醇(化学纯)。
1.3 试验方法
1.3.1 提取物的制备 将采集来的肿柄菊地上部分在
45℃恒温干燥箱中烘干,再粉碎过40目筛。用石油醚
浸泡24 h,再经超声波提取30 min。然后用滤纸过滤,
滤液用旋转蒸发仪减压浓缩除去溶剂,蒸干。滤渣再
依次用乙酸乙酯、乙醇按上述方法浸泡、超声波提取和
浓缩。即得到乙酸乙酯和乙醇提取物,冰箱中密闭冷
藏备用。
1.3.2 提取物对几种植物病原真菌的抑菌率测定 采用
生长速率测定法在室内测定各提取物的抑菌活性[8],
分别称取肿柄菊的各溶剂提取物 5 g,用 5 mL的丙酮
溶解,然后定容于10 mL的容量瓶,即得到0.5 g/mL的
溶液。取其 5 mL于 10 mL的容量瓶,用丙酮定容为
0.25 g/mL,以下依次加倍稀释,分别配制为 0.5、0.25、
0.125、0.0625、0.03125 g/mL 5个浓度。无菌条件下,
将供试菌种用8 mm孔径的打孔器沿菌落边缘打出一
定数量的菌饼备用。
待培养基灭菌后,吸取上述配制好的溶液各1 mL
加入到冷却至 45℃左右的 49 mL的培养基内摇匀后,
倒入 9 cm培养皿中制成薄厚均匀的平板,分别制成
10.0、5.0、2.5、1.25、0.625 mg/mL的带毒培养基,以
1 mL丙酮代替1 mL药液作溶剂对照,以1 mL清水代
替 1 mL药液作为清水对照。用接种针小心将菌饼放
置在制备好的培养基上,菌丝一面向下。每皿接1块,
然后加盖并标记,置于(27±1)℃温箱中培养,待对照皿
菌落生长接近培养皿边缘时,测量各处理各重复的菌
落直径,每个菌落按十字交叉法测量2次,以其平均值
代表菌落的大小,用公式(1)计算抑菌率[9-10],用相同的
方法制作乙醇提取物的带毒培养基。
1.3.3 统计分析 对原始数据进行标准化处理,将提取
物浓度对数作为变量,抑菌率几率值作变量Y,用DPS
数据处理软件进行方差分析,用回归统计法求毒力曲
线方程和相关系数,换算求EC50。
2 结果与分析
2.1 肿柄菊不同溶剂提取物的抑菌作用
对各种溶剂提取物分别做了最大浓度初测,结果
表明,乙酸乙酯提取物的杀菌活性>乙醇提取物>石油
醚提取物。由于石油醚的杀菌活性较弱,本研究未列
出。
由表1可见,乙酸乙酯的肿柄菊提取物对7种植物
病原菌的抑菌活性较大。在72 h后,浓度为10 mg/mL
时,对梨黑星病菌、蚕豆基腐病、茶叶轮斑病菌的抑菌
活性大,都达到了 70%以上。乙酸乙酯提取物对烟草
赤星病的抑菌活性最低,达到51.68%。乙醇提取物对
7种植物病原菌也有一定的抑菌活性,但相对较低,在
72 h后,乙醇提取物对梨黑星病菌的抑菌率最大,达到
了 58.33%,而对燕麦镰刀菌的抑菌率最小,只达到了
28.57%。
表1 在浓度10 mg/mL下,肿柄菊不同溶剂提取物不同时间的抑菌率
乙酸乙酯
燕麦镰刀菌
番茄早疫病菌
梨黑星病菌
烟草赤星病菌
蚕豆基腐病
魔芋软腐病菌
茶叶轮班病菌
58.79
56.41
78.67
51.68
78.48
67.62
79.83
59.23
53.97
74.26
51.36
79.66
66.51
76.66
59.46
53.18
68.24
50.93
73.53
57.84
71.52
溶剂 植物病原菌 72 h 120 h 168 h
抑菌率 = (对照菌落直径 -菌饼直径) -(处理菌落直径 -菌饼直径)对照菌落直径 -菌饼直径 × 100% …………………………… (1)
%
·· 273
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
2.2 肿柄菊乙酸乙酯提取物的显著性差异分析
由表2可见,在120 h后,将各提取物稀释成5个不
同浓度进行生物活性测定,提取物对燕麦镰刀菌、梨黑
星病菌、烟草赤星病菌、魔芋软腐病菌、茶叶轮班病菌
的 5个浓度之间的抑菌率差异达到显著水平;而对番
茄早疫病菌的浓度1和浓度2差异不显著,浓度4和浓
度5差异不显著;对蚕豆基腐病的浓度3和浓度4差异
不显著。
2.3 肿柄菊提取物对病原菌的毒力分析
为了进一步了解各种溶剂提取物的抑菌效果,将
各提取物稀释成 5个不同浓度进行生物活性测定,分
别求出毒力回归方程及致死中量(EC50),结果见表3。
乙醇
燕麦镰刀菌
番茄早疫病菌
梨黑星病菌
烟草赤星病菌
蚕豆基腐病
魔芋软腐病菌
茶叶轮班病菌
28.57
40.54
58.33
35.07
48.94
50.00
46.19
26.96
40.28
56.11
31.71
48.24
45.64
41.06
26.71
37.41
54.3
27.14
40.39
33.33
39.24
溶剂 植物病原菌 72 h 120 h 168 h
续表1
浓度
1
2
3
4
5
植物病原菌
燕麦镰刀菌
59.23 a
51.92 b
45.3 c
31.71 d
13.94 e
番茄早疫病菌
53.97 a
49.67 a
43.05 b
34.11 c
32.12 c
梨黑星病菌
74.26 a
65.68 b
57.64 c
52.28 d
38.87 e
烟草赤星病菌
51.36 a
41.5 b
37.41 c
32.99 d
22.45 e
蚕豆基腐病
79.66 a
72.15 b
63.44 c
57.87 c
49.39 d
魔芋软腐病菌
67.62 a
53.69 b
42.62 c
36.48 d
27.05 e
茶叶轮班病菌
76.66 a
63.13 b
57.29 c
50.66 d
37.4 e
表2 肿柄菊乙酸乙酯提取物120 h不同浓度的抑菌率
植物病原菌
燕麦镰刀菌
番茄早疫病菌
梨黑星病菌
烟草赤星病菌
蚕豆基腐病
魔芋软腐病菌
茶叶轮班病菌
回归方程
y=0.97x+4.3589
y=0.5105x+4.6054
y=0.9338x+4.5308
y=0.5898x+4.4273
y=0.6806x+5.1161
y=0.8566x+4.5361
y=0.7893x+4.8727
相关系数
0.9659
0.9869
0.9907
0.9817
0.9964
0.9913
0.9858
EC50
4.58
5.93
3.18
9.36
0.68
3.48
1.45
表3 肿柄菊的乙酸乙酯提取物对植物病原真菌的毒力分析
注:表中的浓度所用数字从小到大代表浓度10.0、5.0、2.5、1.25、0.625 mg/mL;表中数据后的小写字母表示在0.05水平上各数据统计测验的差异显著性。
3 结论与讨论
试验结果表明,肿柄菊的乙酸乙酯、乙醇2种提取
物对7种供试植物病原菌在 l0 mg/mL下都表现有不同
程度的抑菌活性,但各溶剂对不同病原菌的抑制作用
存在差异,在2种溶剂的抑制菌丝生长方面,乙酸乙酯
提取物的抑菌活性要明显高于乙醇提取物。乙酸乙酯
在 10 mg/mL下对蚕豆基腐病的抑菌活性达到了
79.66%,对蚕豆基腐病的抑制中浓度 (EC50)最低为
0.68 g/L。试验通过5个浓度梯度对7种植物病原菌进
行室内生测试验,结果表明,5个浓度之间都存在一定
的差异性。因此,可以对肿柄菊不同溶剂提取物进行
更进一步的杀菌活性探究。
肿柄菊(Tithonia diversifolia)原产墨西哥及中美
洲地区,曾作为观赏植物、绿肥和防止土壤侵蚀植物
%
·· 274
郝妮娜等:肿柄菊提取物对 7种植物病原菌的抑菌作用
被广泛引种到亚洲、非洲、北美、澳洲的许多国家和地
区[11]。中国广东、云南曾作为观赏植物引种,目前在广
东、广西、云南及台湾地区有逃逸种群分布[12-14]。首先,
由于云南多样化的气候类型和特殊的地势地貌,以及
肿柄菊独特的生物学特征,肿柄菊在云南的生长非常
茂盛,已经形成了丰富的资源。其次,肿柄菊属菊科肿
柄菊属植物,而具有杀虫恬性的 l600种杀虫植物中,
有 160种是菊科植物[15],因此可看出菊科植物有一定
的开发潜质。本试验希望能利用肿柄菊这种丰富的资
源,将其变废为宝,结合其活性成分的研究,将其变成
具有重要开发价值的资源植物。
肿柄菊乙酸乙酯提取物对7种植物病原菌有很强
的抑菌活性。因此,对乙酸乙酯的提取物有必要作深
入的分离分析和筛选测定,确定其活性成分,进行结构
鉴定,从仿生学的角度人工模拟合成高效、低毒、对环
境无压力的新型杀菌剂。
参考文献
[1] Rong T. Starting from nature to make better insecticides[J].
Chemtech, 1995,25(7):23-27.
[2] Jespers A B K. Natural products in plant protection[J].Neth J Pl
Path, 1993,99(3):109-117.
[3] 臧二乐,李萍.植物源杀虫剂研究现状[J].农药,1994,33(4):5-7.
[4] Paul Pachlatko J. Natural products in crop pretection[J].Chimia,
1998(52):29-47.
[5] Grainge M, Ahmed S. Handbood of plants with pestcontrol
properties[M]. 1988.
[6] 王四海,孙卫邦.外来植物肿柄菊(Tithonia diversifolia)的繁殖特性
及其地理扩散[J].生态学报,2008,28(3)1307-1313.
[7] Manobjyoti B, Nabin C B, Anil C G. An Artemisiic acid analogue
form Tithonia diversifolia [J].Phytochemistry,1996,41(2):557-559.
[8] 陈年春.农药生物测定技术[M].北京:北京农业大学出版社,1990.
[9] 盂昭礼,罗兰,袁忠林,等.人工模拟的植物源杀菌剂银泰防治番茄
3种病害效果研究[J].中国农业科学,2002,35(7):863-866.
[10] 于平儒,邵红军,冯俊涛,等.62种植物样品对菌丝活性的测定[J].西
北农林科技大学学报:自然科版,2001,29(6):65-69.
[11] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第75卷)[M].北
京:科学出版社,1979:356-357.
[12] 杨远波,刘和义,施炳霖,等.台湾维管束植物简志(第4卷)[M].中国
台北,1999:285.
[13] 中华本草编委会.中华本草(第 7册)[M].上海:上海科学技术出版
社,1999:992.
[14] 林孔勋.杀菌剂毒理学[M].北京:中国农业出版社,1995.
[15] Grainge M. et al. Plant species reportedly possessing pest-control
properties-An EWC/UH Database[J]. East-West Center. East-West
Resource Systems INSTIUTE. Honolulu, Hawall. USA,1985.
·· 275