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小花假泽兰提取物抑菌活性研究



全 文 :小花假泽兰提取物抑菌活性研究
郝彩琴1,2,冯俊涛1* ,张 兴1 (1.西北农林科技大学无公害农药研究中心 /陕西无公害农药工程与技术研究中心,陕西杨陵 712100;
2.宁夏职业技术学院生物与制药技术系,宁夏银川 712100)
摘要 以石油醚、乙酸乙酯、乙醇对小花假泽兰茎叶进行依次提取。采用离体和活体试验法测定 3种有机溶剂提取物对 3 种植物病原
真菌的抑制活性。生长速率法试验结果表明:在干样 0. 09 g /ml浓度下,乙酸乙酯提取物能显著抑制番茄灰霉病、苹果炭疽病、南瓜枯萎
病 3种病原真菌菌丝的生长,抑制率均在 90%以上。组织法试验结果表明:在干样 0. 18 g /ml浓度下,石油醚提取物对番茄果实灰霉病
的治疗效果为 63. 55%,乙醇提取物保护效果为 71. 47%。对小麦白粉病的盆栽试验结果表明:石油醚提取物保护作用为 81. 26%,乙酸
乙酯提取物治疗作用为 62. 07%。
关键词 小花假泽兰;植物源杀菌剂;抑菌活性
中图分类号 S482. 91 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)15 -09031 -02
Study on the Fungicidal Activities of Extractions from Mikania micrantha
HAO Cai-qin et al (Research and Development Center of Biorational Pesticide,Northwest A &F University /Shaanxi Research Center of
Biopesticide Engineering and Technology,Yangling ,Shaanxi 712100)
Abstract The fungicidal activities of three extractions which extracted with petroleum ether,ethyl acetate and ethanol from Mikania micran-
tha were tested in vitro and in vivo. The results showed that ethyl acetate extraction was excellently against Botrytis cirerea,Glomerella cingula-
ta,Fusarium bulbigenum in vitro at 0. 09 g /ml,and the inhibitive rates were all greater than 90% . Organise method tests showed petroleum e-
ther extraction had therapeutic effect of 63. 55% against Botrytis cirerea in vivo at 0. 18 g /ml,alcoholic extraction had higher protection effect
of 71. 47%;pot culture method tests showed that petroleum ether extraction had higher protection effect of 81. 26% against Erysiphe graminis,
the therapeutic effect of ethyl acetate extraction was the best and the effect was 62. 07% .
Key words Mikania micrantha;Botanical fungicides;Fungicidal activity
基金项目 国家公益性行业(农业)科研专项(200903052)。
作者简介 郝彩琴(1979 -) ,女,陕西榆林人,讲师,硕士,从事天然药
物提取分离及活性研究。* 通讯作者,教授,博士,硕士生
导师,从事农药毒理学和农药化学研究。
收稿日期 2011-02-21
小花假泽兰(Mikania micrantha) ,又名薇甘菊,属菊科假
泽兰属(Mikania wild) ,原产中、南美洲,为多年生喜阳草质
藤本。因其生长迅速、破坏力强,又有“植物杀手”之称[1]。
在我国,小花假泽兰于 20 世纪 70 年代在香港出现,属于入
侵物种。目前,小花假泽兰已广泛分布于深圳、珠海、广州、
东莞、番禺、内伶仃岛等地,对当地物种平衡造成严重影
响[2 -5]。从物种进化的角度来看,小花假泽兰之所以能快速
蔓延,与其竞争力强、抗逆性强关系密切,而这正是开发植物
源农药的理论基础。
前期初步测试结果表明,小花假泽兰乙醇提取物在干样
0. 1 g /ml浓度下,对苹果炭疽等 8种植物病原菌的离体抑制
效果均达到 100%,在干样 0. 05 g /ml 浓度下,对小麦白粉病
的保护效果为 83. 3%[6]。为进一步明确小花假泽兰中抑菌
活性成份的极性部位,笔者测试了小花假泽兰茎叶 3 种有机
溶剂提取物的离体和活体抑菌活性,以为其的进一步研究和
开发利用提供线索。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
1. 1. 1 小花假泽兰提取物的制备。将采自深圳仙湖植物园
的小花假泽兰茎叶自然阴干,粉碎至 40 目,称取 200 g 置于
洁净的 3 000 ml三角瓶中,室温条件下,以工业石油醚浸提 3
次(每次 24 h) ,合并滤液,减压浓缩;滤渣再依次用工业乙酸
乙酯、95%工业乙醇提取 3 次,合并滤液,减压浓缩,共得 3
份浸膏,水浴内挥干溶剂,冷藏保存、备用[6]。
1. 1. 2 供试病原菌。番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、苹果
炭疽病菌(Glomerella cingulata)、南瓜枯萎病菌(Fusarium
bulbigenum)、小麦白粉病菌(Erysiphe graminis)和番茄灰霉病
菌(Botrytis cirerea)均由西北农林科技大学无公害农药研究
服务中心提供。
1. 1. 3 对照药剂。15%粉锈宁可湿性粉剂,湖北天门农药
厂生产;40%施佳乐 SC,德国艾格福公司生产;乳化剂 OP-
10,湖南常德市迅联精细化工有限公司生产。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 生长速率法。参照吴文君等的生长速率法[7]测定小
花假泽兰提取物离体抑菌活性,用十字交叉法测量菌落直
径,计算抑制菌丝生长率。
1. 2. 2 组织测定法。参照番茄果实针刺法[8]测定样品对番
茄果实灰霉病的抑制效果。
(1)治疗作用测定方法:用清水洗净未成熟的番茄果实,
晾干水分后用酒精擦拭表面消毒,待酒精挥发后开始接菌。
接菌时在番茄肩部对称部位接菌饼,先选定接菌区域(直径
与菌饼相当,约 5 mm) ,然后用消毒过的接种针扎出小孔,再
将菌饼带菌丝一面贴在小孔区域,每个果实对称接 2 个菌
饼。1 h后喷药,放到培养室内保湿培养,待对照发病较重时
开始检查结果。
(2)保护作用测定方法:先喷药,1 h后接菌,其余操作与
治疗作用测定方法相同。
1. 2. 3 盆栽试验。采用盆栽法[9]测定样品对小麦白粉病的
活体防治效果。样品以丙酮溶解,滴加 1%的乳化剂 OP-10;
以 15%粉锈宁WP 1 000倍稀释液喷雾处理作为标准药剂对
照。以丙酮加乳化剂处理作溶剂对照。每处理 3盆麦苗,每
盆留小麦苗 6 ~8株。治疗作用在接菌 24 h后施药,保护作
用在施药 24 h后接菌。在(18 ± 1)℃,光照∶黑暗 = 8 h∶16 h
条件下培养,8 d后依据病害发生情况分级调查,计算各处理
病情指数和防治效果。
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(15):9031 - 9032,9034 责任编辑 高晓余 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.15.181
2 结果与分析
2. 1 小花假泽兰 3 种溶剂提取物的离体抑菌效果 小花
假泽兰提取物对番茄灰霉病菌、苹果炭疽病菌和南瓜枯萎病
菌 3种病原菌菌丝生长的抑制作用测试结果如表 1所示。
表 1 小花假泽兰 3种溶剂提取物对 3种病原菌菌丝生长抑制率
Table 1 Inhibition rate of three solvent extracts of Mikania micrantha
against mycelial growth of three pathogens %
样品
Samples
番茄灰霉病菌
Botrytis
cirerea
苹果炭疽病菌
Glomerella
cingulata
南瓜枯萎病菌
Fusarium
bulbigenum
石油醚提取物 30. 1 b 37. 6 c 26. 0 b
Petroleum ether extract
乙酸乙酯提取物 94. 4 a 98. 6 a 99. 0 a
Ethyl acetate extract
乙醇提取物 24. 9 b 54. 8 b 24. 8 b
Ethanol extract
注:①供试植物样品浓度为干样 0. 09 g /ml;②表中数据为 3 次重复的
平均值;③数列后标相同小写字母者,表示在方差分析(Duncan新
复极差法)中于 5%水平上差异性不显著。
Note:① The concentration of test plant samples was 0. 09 g /ml(dry sam-
ple) ;② Each treatment contained three repeats,data in the table
were the average value of three repeats;③ The same lowercase in
the same column represented no significant difference at 0. 05 level
at variance analysis test (Duncan new multiple range method).
由表 1可知,在供试浓度下,小花假泽兰 3 种溶剂提取
物对 3种供试病原菌均表现出一定的抑制作用。以乙酸乙
酯提取物的抑制效果最好,其对番茄灰霉病菌、苹果炭疽病
菌、南瓜枯萎病菌的抑制效果均达到了 90%以上,显著高于
石油醚和乙醇提取物的抑制效果。
表 2 小花假泽兰 3种溶剂提取物对番茄果实灰霉病的抑制效果
Table 2 Inhibition effects of three solvent extracts of Mikania micran-
tha against Botrytis cirerea
样品
Samples
治疗作用 Cure effect
病斑直
径∥mm
Diameter
of lesion
抑制
率∥%
Inhibition
rate
保护作用 Protection effect
病斑直
径∥mm
Diameter
of lesion
抑制
率∥%
Inhibition
rate
石油醚提取物 1. 61 63. 55 a 3. 09 30. 85 b
Petroleum ether extract
乙酸乙酯提取物 3. 33 11. 75 b 2. 91 35. 48 b
Ethyl acetate extract
乙醇提取物 3. 01 21. 39 b 1. 52 71. 47 a
Ethanol extract
施佳乐 0. 79 88. 25 a 0. 88 77. 38 a
Pyrimethanil
空白对照 3. 72 - 4. 29 -
Control
注:①供试植物样品浓度为干样 0. 18 g /ml,对照药剂施佳乐浓度为
0. 05 mg /L;②表中数据为 3 次重复试验的平均值;③数列后标相
同小写字母者,表示在方差分析(Duncan新复极差法)中于 5%水
平差异性不显著。
Note:① the density of tested plants samples was 0. 18 g /ml dry sample;
0. 05 mg / l density of fertilizer was sprayed according to agent.② da-
ta in the table was the average value of three times repeated tests;③
the same small letters after the sequences stand for insignificant
difference at 5% level variances analysis (Duncan new repeatition
range method).
2. 2 小花假泽兰提取物对番茄果实灰霉病的抑制效
果 由表 2可以看出,在供试浓度下,石油醚提取物对番茄
果实灰霉病的治疗效果最好,达到 63. 55%,乙酸乙酯和乙醇
提取物的治疗效果不明显。乙醇提取物对番茄果实灰霉病
的保护效果最好,达到 71. 47%,接近对照药剂,乙酸乙酯和
乙醇提取物保护效果一般。
2. 3 盆栽试验结果 小花假泽兰提取物防治小麦白粉病
盆栽试验结果如表 3所示。在供试浓度下,治疗作用以乙酸
乙酯提取物最好,为 62. 07%;保护作用以石油醚提取物效果
最好,达到 81. 26%,二者均接近或高于对照药剂。
表 3 小花假泽兰 3种溶剂提取物对小麦白粉病的盆栽防效
Table 3 Control effects of three solvent extracts of Mikania micrantha
against Erysiphe graminis in pot
样品
Samples
治疗作用 Cure effect
病情指数
Disease
index
防效∥%
Control
effect
保护作用 Protection effect
病情指数
Disease
index
防效∥%
Control
effect
石油醚提取物 22. 73 47. 36 c 12. 56 81. 26 a
Petroleum ether extract
乙酸乙酯提取物 16. 37 62. 07 a 32. 58 51. 40 b
Ethyl acetate extract
乙醇提取物 18. 71 56. 67 b 35. 71 46. 73 c
Ethanol extract
粉锈宁 14. 95 65. 38 a 38. 11 43. 16 c
Triadimefon
空白对照 43. 18 67. 06
Control
注:①供试植物样品浓度为干样 0. 18 g /ml,对照药剂粉锈宁浓度为
1. 0 mg /L;②表中数据为 3次重复试验的平均值;③数列后标相同
小写字母者,表示在方差分析(Duncan新复极差法)中于 5%水平
差异性不显著。
Note:① the density of tested plants samples was 0. 18 g /ml dry sample;
0. 05 mg / l density of fertilizer was sprayed according to agent.② da-
ta in the table was the average value of three times repeated tests;③
the same small letters after the sequences stand for insignificant
difference at 5% level variances analysis (Duncan new repeatition
range method).
3 讨论
有研究报道,小花假泽兰地上部分乙酸乙酯提取物对供
试植物幼苗的生长具有强烈的抑制作用,可使种子发芽过程
受阻,幼苗生长受抑制程度高达 90%以上[10]。祝木金等人
初步测定了小花假泽兰乙醇提取物的抑菌活性,结果表明,
其粗提物在离体和活体上都表现出了较好的抑菌活性[6]。
该研究进一步确证了小花假泽兰不同极性段粗提物的抑菌
活性,且结果表明,其不同极性段均有一定的抑菌作用,说明
小花假泽兰茎叶中可能含有结构类型多样,农用活性谱广的
活性物质。对小花假泽兰农用生物活性的深入探讨,不仅有
望开发新一代的植物源杀菌剂,也可为小花假泽兰的综合开
发利用提供新的途径。
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(下转第 9034页)
2309 安徽农业科学 2011 年
存活及生长发育。苦豆子生物碱对小菜蛾的试验表明,所试
生物碱均显著抑制试虫的生长发育。Miller等研究发现 6种
苄基异喹诺啉(benzylisoquinoline)抑制 3 种鳞翅目害虫取
食,使取食昆虫生长发育减慢,子代幼虫存活率下降。④另
有报道生物碱可影响昆虫产卵和昆虫体壁的正常功能并抑
制昆虫体内的微粒体氧化酶活性[17 -23]。
4 生物碱的市场需求与研究开发方向
生物碱是植物有毒成分中最大的一类。20世纪 50年代
已知有 600种,至 20世纪 60年代末已达 2 000种,20世纪 70
年代达到 5 000种,20 世纪 80 年代已发现有 6 000 种以上。
用于商业杀虫剂生产的生物碱制剂有硫酸烟碱(中国)和黑
叶 40(Black leaf 40,美国) ,黑叶 40为水溶性硫酸烟碱,其中
烟碱含量为 40%。黎芦在 20 世纪 40 年代早期就被发展成
为商业杀虫剂,由委内瑞拉出口到美国,现在主要用于柑桔
害虫防治。以里安那碱为主要成分的 Ryanex 或称 Ryani-
cide,因其单位面积用量少(对某些害虫少于 10% g /hm2 即有
效) ,作用机理独特(对害虫肌肉表现毒性,引起害虫取食停
止和松驰麻痹) ,且水解产物 Ryanodol对哺乳动物低毒而被
广泛应用[3,6]。
植物生物碱的研究与开发方向[4]为:①针对杀虫植物中
生物碱活性成分含量低、结构复杂、选择性较强等特点,发现
一些可作为先导化合物的活性物质,通过构效关系研究创制
出更高活性的化合物,或通过开展生物碱生物合成的基因工
程研究,提高生物碱的产量等;②进一步研究植物生物碱对
昆虫的作用方式,并从分子水平进行毒理学研究,阐明其作
用机理,为杀虫剂的开发提供新的作用靶标;③在直接利用
的同时,考虑 2种以上生物碱的有效、合理混配进一步提高
其防效;④避免因直接利用自然资源进行生产、加工而出现
的植被破坏、水土流失和荒漠化加重等生态矛盾。
5 海南药用植物生物碱类杀虫剂开发的意义
海南现有植物种类 4 680余种,其中药用植物多达 3 100
余种,即 66%的植物可作药用,占我国现存药用植物种类的
近 1 /3。在 200 km的海洋国土中,海南药物资源约有 10 000
余种,其中 3 000余种含有生物活性物质[24 -27]。如海南红壳
松、胡椒、槟榔、益智、砂仁、巴戟等。其中胡椒年产量约 6 万
t。由于受国际市场的影响,海南胡椒价格波动较大。目前
海南虽已有企业将胡椒碱的提取产业化,但由于受成本和市
场的限制,销量很小,尚未达到预期效益。海南槟榔目前仅
以销售干果或鲜果为主,还不存在任何深加工。若将胡椒碱
和槟榔碱用于瓜菜灭菌杀虫,可在很大程度上提高胡椒和槟
榔的附加值。
因此,以海南药用植物资源开发利用为出发点,以海南
瓜菜的安全施药和保鲜为目标,研究胡椒碱、槟榔碱等南药
生物碱类提取物灭菌、杀虫性能,在海南瓜菜生长期及采摘
后储存期的灭菌、杀虫方面具有重要的实际应用价值。
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