全 文 ：·综述与专论·
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2011 年第 8 期
抑菌植物资源的研究进展
王书平1，2 李玉玺1 张韩杰1
(1滨州学院生命科学系，滨州 256603;2滨州市食品安全重点实验室，滨州 256603)
摘 要: 综述国内外对抑菌植物资源的研究概况，植物中存在的主要抑菌活性成分及作用机理，抑菌植物筛选及检测
方法，并对问题进行总结及前景展望。
关键词: 抑菌植物 活性成分 作用机理 检测方法
Research Advances on Antibacterial Plants
Wang Shuping1，2 Li Yuxi1 Zhang Hanjie1
(1Department of Life Science，Binzhou University，Binzhou 256603;2Food Security Key Lab of Binzhou City，Binzhou 256603)
Abstract: In this paper，research advances on botanical fungicides was summarized，which included in plant resources，active
ingredients and mechanism of fungicides． Now lots of work conducted on resources selection and inspection methods． While its active
ingredients and mechanism should put emphasis in the future． And some problems and prospects of botanical fungicides were also illus-
trated in the future research and development．
Key words: Antibacterial plants Active ingredients Mechanism Inspection
收稿日期:2011-03-15
基金项目:滨州学院青年人才创新工程科研基金项目(BZXYLG200607，BZXYLG200502，BZXYL1007)，滨州学院实验技术项目(BZXYXM201014)
作者简介:王书平，女，硕士，助教，研究方向:生物学方面的教学与研究;E-mail:wsp83925@ 126． com
通讯作者:李玉玺，男，讲师，研究方向:微生物教学及研究;E-mail:liyuxinenu@ yahoo． com． cn
地球植物资源丰富，其产生的次生代谢产物超过
40万种，种类繁多的植物次生代谢产物是开发植物源
杀虫、杀菌剂的物质基础。因此，植物源杀菌剂研究开
发的空间相当广阔。至今，许多学者已经在不同程度
上研究一些植物的抗菌、杀菌活性。从植物中寻找抑
菌活性物质，是开发、研制新型杀菌剂的热点之一。
自然界中已知植物 25 万余种，实际上可能达
50 万余种。人类已研究了对已知种 10%植物的化
学成分［1］，已知其产生的次级代谢产物超过 40 万
种，其中的一部分具有明显抗菌活性。
1 国内外对于抑菌植物资源的研究概况
植物是抑菌活性物质的天然宝库，国内外植保
工作者对抗菌植物资源种类进行了大量理论及试验
研究，发现了一些具有抗菌活性的植物。全世界已
报道过 1 600 多种具有控制有害生物的高等植物，
其中抗真菌的有 94 种，抗细菌的有 11 种，抗病毒的
有 17 种［2］。Wilikins 等 1989 年报道有 1 389 种植
物将有可能作为杀菌剂，Grange 等［3］报道约有 2
400 种植物具有防止有害生物的活性。
近年来，国外植保工作者对植物提取物抑菌活
性做了大量研究。Arturo 等［4］在 1998 年的试验表
明，葱的叶提取物对 Sclerotium cepivorum 有活性;
Karada等［5］于 2000 年发现 Mentha arvensis 提取物
对链格孢有抗菌活性;Meena 等在 2002 年的研究表
明，Pithecellobium dulce 水提取物对茉莉一种病菌
Sclertium cepivorum 有活性;苏格兰农学院着眼于从
通常用于烹调、药材和香料的草本植物中研制出天
然杀菌剂，研究结果表明这些植物能防治一些真菌
病害，尤其是对白粉病、眼点病和叶斑病有效［6］。
我国对农用抑菌活性植物也做了大量研究。张
应烙等［7］测定了井冈山 47 种植物丙酮提取物对几
种病原菌的抑菌生物活性，结果表明，山鸡椒、凹叶
厚朴和深山含笑提取物中含有农用抗菌成分，且抑
菌谱较广，作为植物源杀菌剂值得进一步研究。喻
2011 年第 8 期 王书平等:抑菌植物资源的研究进展
大昭等［8］2001 年以黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)
为供试菌，对 49 种植物粗提物进行了生物活性筛
选，结果表明，油茶和辣蓼粗提物的抑菌活性较高，
有必要进一步对其不同组分进行分离、纯化、活性追
踪，最终确定其主要活性组分［9］。西北农林科技大
学无公害农药研究服务中心对采自西北地区的 187
种植物样品提取物进行了抑菌试验，综合分析表明，
苦豆子、石榴、大花金挖耳等 10 余种植物具有明显
的开发研究价值;李永刚等［10］在 2003 年研究表明，
由苦参、黄柏、蛇床子等 10 余种中药组成的混剂离
体和活体活性均较好。
2 植物中抑菌活性成分的研究
2. 1 抑菌活性成分在植物体中的分布
不同的抗菌、杀菌植物，其活性成分分布在植物
的不同部位，同种植物不同部位成分的含量亦存在
差异［11］。Schonbeck 等在 1972 年把 48 科种植物分
成花、叶、茎、根各部分，用种检定菌分别在各部分中
检测抑菌活性成分，发现的植物具有一定的抑菌活
性，其中植物的花具有较高的抑菌活性，其余的顺序
是叶、茎、根。由于花是世代交替的重要部位，以昆
虫为传染媒介的病原菌和花的接触机会较多，所以
有良好的防御机制。由于植物不同部位的抑菌活性
有差异，因此，对植物样品进行抑菌筛选时要注意分
部位进行，以免漏筛高活性部位，特别要注意对花部
位进行筛选。
2. 2 植物抑菌成分种类
次生物质种类繁多，结构多样，目前从生物体中
发现约 10 万个次生物质，而植物是次生物质的主要
来源约占(80%) ，其中具有各类生物(理)活性的次
生物质约 3 万个。目前发现的植物中的杀(抑)菌
活性成分，其结构类型涉及萜类、生物碱类、黄酮类、
苷类、皂甙、醌类、香豆素、木脂素、芪类、胺类、酯类、
酚类、醛类、醇类、甾类、有机酸及精油类等化合
物［12 － 15］。国外学者对植物精油的抗菌、杀菌活性及
其化学成分研究报道较多。江志利等［16］也对植物
精油在植物保护中的作用作了系统论述，认为植物
精油的生物活性很高，其应用不仅局限于传统的医
药、食品、烟酒及日用化学等工业，在植物保护中也
展现出很强的实力。因此，植物精油作为植物源杀
菌剂类农药具有潜在的价值和广阔的市场。也有学
者在对植物抗真菌有效成分综述时把其分为菇类、
含氮或含硫化合物、芳香族化合物、脂肪类化合物及
蛋白质类;深见顺一［17］把抗菌成分分为原抑制素、
抑制素、后抑制素及植物抗毒素，此处抑制素、植物
抗毒素实质上是植物保卫素。
3 作用机理的研究
目前，对天然产物的抗菌机理研究较少。一些
研究表明，植物源抑菌、杀菌物质可作用于菌体膜结
构，影响初生能量代谢。Khambay 等［18］研究体外
BTG505 和董尼酮，对细胞色素氧化酶、NADH、氧化
磷酸化的作用，前者是抑制线粒体细胞色素氧化酶，
后者是抑制线粒体氧化磷酸化。但既存的另一种蔡
酿类杀菌剂二塞农作用于呼吸链的多靶点。有学者
对种含菇类的精油进行了类似的研究，发现 5 × 103
mol /L浓度下，所有供试精油都能起到抑制电子传
递和氧化磷酸化的作用。还有研究表明，香叶醇可
提高细胞外渗透并增加真菌细胞的流动性、降低细
胞膜脂质层的相变温及膜脂的流动性［19］。从三叶
草中分离一种植物皂角苷能有效防治一种疫病菌
(Phytophthora cinnamomi Rands) ，其作用机理主要
在于细胞膜的蛋白质、磷脂和甾体。另外，有些活性
物质可能抑制孢子萌发、菌丝的生长。如张国珍
等［20］从麻黄和细辛提取的麻黄油和细辛油抑制
Alaternaria panax 分生孢子和冬孢子萌发的作用。
总之，活性物质对细菌、真菌和植物的作用方式仍未
清楚，是否具有抑制其他能量和物质合成作用仍需
进一步研究。
4 筛选抗菌植物过程中的试验方法
为了有效地从众多植物中筛选出具有有效抗菌
性能的种类，对供试菌的选择，供试植物的选择以及
研究过程中所采用的试验方法都要周全考虑。
4. 1 供试菌的选择
在进行植物源杀菌剂筛选时，供试菌的选择应
考虑两个方面: (1)易于繁殖或培养; (2)具有广泛
性及代表性。目前，常采用的植物病原菌有稻瘟病
菌、小麦条锈菌、黄瓜霜霉病菌等 12 种病菌。当然，
供试菌的选择不限于这 12 种菌类，有时可根据实际
情况选用其他病菌。如要筛选防治棉花枯萎病的杀
菌剂，则可选用棉花枯萎病菌;若从杀菌剂药效试验
准则的角度出发，也可从蔬菜霜霉病、禾谷类种传病
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生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2011 年第 8 期
害、作物苗期病害等类病害中选择供试菌［21］。
4. 2 供试植物的选择
从众多的植物中筛选出抑菌植物，国外一些研
究机构实行了先导化合物的做法。这种方法以生物
多样性代表化学成分多样性为前提的，通过文献检
索和信息积累，随机选出 10 000 种不同的植物以代
表 50 000 － 100 000 种不同的天然产物结构，通过对
这些植物样品化学成分的研究及生物活性测试，可
以发现有益的先导化合物。此种方法被国外研究机
构广泛应用，先导化合物产生之后，随之开始其他方
面的研究。如果不能全合成，可考虑用同属其他植
物替代，或用其他属已知有类似结构成分的植物替
代。此外，还可以考虑半合成、衍生物制备及组织培
养等措施。从文献和来自民间传统选择植物对象也
是一种可取的方法。
4. 3 抑菌植物的提取方法及抗菌物质的检测方法
抑菌物质的检测通常采用两类方法，即离体测
试和活体测试。
4. 3. 1 离体测试 离体测试仅包括病原菌和药剂，
不包括寄主植物，离体测试方法包括孢子萌发法和
含毒介质培养法等。还有其他一些方法，如适用于
挥发物质的熏蒸作用测定法;适用于杀细菌剂离体
生测的溴化四氮唑比色法［22］;离体测试中影响抗
菌活性的因素主要有供试菌的不均一性、供试药剂
的不均一性、药剂的溶解度、培养基组分的影响等。
离体测试方法的优点是测定条件易于控制、操作简
单快速、精确度高。但它也有局限性和不足，比如有
些化合物用这类方法检测并不表现杀菌活性而在寄
主植物上却有较好的杀菌或抑菌效果，如用这类方
法初筛，会使一些本来颇具开发潜力的化合物漏筛。
因此，目前国外一些公司已不采用这类方法进行大
量化合物的活性筛选。
4. 3. 2 活体测试 活体测试包括组织筛选法和盆
栽试验法。植物组织筛选法是利用植物组织或器官
作为试验材料，评价化合物杀菌活性的高低。植物
组织筛选法比较简单，能在室内进行，比孢子萌发法
和含毒介质培养法更接近生产实际，可看作是盆栽
试验的过渡阶段。人们设计了多种以植物叶、茎、根
等组织为试验材料，适于多种植物病害的杀菌剂生
物测定法，如适用于病毒病害的“叶片漂浮法”［23］;
适于水稻纹枯病的“蚕豆叶片法”［24，25］。盆栽试验
法是利用盆、钵培育幼嫩植物进行生物测定，是研究
杀菌剂的有效方法之一。盆栽试验法克服了离体条
件下对病菌无效而在活体条件下有效的化合物的漏
筛。此外，盆栽试验法所用材料易得，条件宜于控
制，在当前的杀菌剂研究中，越来越重视盆栽试验
法，有些公司在进行活性筛选时甚至只用盆栽试验
法，而淘汰了离体试验法。
总之，抗菌物质的检测方法有很多，每种方法均
有其优缺点，对于植物源杀菌剂筛选来说，植物组织
筛选法值得重视，因为它是离体测试和盆栽试验之
间的一个过渡，试验结果比离体测试准确，而试验周
期又比盆栽试验短。
5 问题与展望
抗菌植物在医药保健、日用化工、食品保藏等方
面有着广泛的应用价值。抗菌植物资源的开发利用
包括 4 个方面的内容:其一，通过资源扩大、保护和
促进再生能力，改变或创造种质特性来提高产量和
质量，使其能保证供应;其二，通过抗菌试验研究和
多学科的综合研究，不断地发现新的、应用价值更高
的抗菌植物，使抗菌植物资源不断丰富和充实。第
三，要深入活性部位确定及构效关系、抗菌机理的研
究，提高研究层次;第四，要强化方法学的研究，建立
更加快速、准确的筛选方法，提高结果可比性。
总体来说，国内外对于植物源杀菌剂的应用开
发研究还是比较落后，真正投入到市场上的植物源
杀菌剂品种不多，这有待于加大研究力度，开发出具
有市场竞争力的植物源杀菌剂品种。将此项研究成
果应用于国民经济建设和自然科学研究，无论是在
理论方面还是应用方面，均具有重要意义。
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