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Study of Antimicrobial in vitro from Fagopyrum dibotrys Extracts

金荞麦的抑菌活性研究



全 文 :武汉植物学研究 2006,24(3):24O一244
Journal oi"Wuhan Botanical Research
金荞麦的抑菌活性研究
冯黎莎,陈放,白洁。
(四川大学生命科学学院,成都 610064)
摘 要:采用试管稀释法和管碟法分别研究了金荞麦(FagoFyrum捌咖 )根状茎和茎叶不同溶剂提取物对6种细
菌和13种真菌的体外抑菌作用。结果显示,金养麦对细菌和真菌均有一定的抑制作用。对细菌的抑菌效果表明:
各种提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云芽孢杆菌、卡拉双球菌都有明显的抑菌作用,但是对
5406放线菌只有根乙醇提取物和茎叶水提取物有一定的抑制效果。对真菌的抑菌效果表明:各种提取物对鞭毛
菌、白色念珠菌、松赤枯病菌、玉米纹枯病菌、油菜菌核病菌、玉米弯胞杆菌、小麦赤霉病菌、绿色木霉都有明显的抑
菌作用。
关键词:金养麦;抑菌活性;管碟法;试管稀释法;最低杀菌浓度(MBC)
中图分类号:Q946.887;R284.2 文献标识码 :A 文章编号:1000-470X(2006)03-0240-05
Study of Antimicrobial in vitro from Fagopyrum dibotrys Extracts
FENG U-Sha,CHEN Fang,BAI Jie’
(Colege of Sdence,S/chuan 矗I∞ ,Chengdu 610064,China)
Abstract:The tube broth method and the cup.plate method were adopted to study antimiembial activity
in vitro of the extracts from Fagopyrum dibotrys.rI1le results suggested that F. dibotrys extracts have
strong antibacterial action in vitro。and the extracts have hish inhibition on Staphylococcus atl,reus ,Esche.
richia coli,Bacilus subtilis,Bacillus thuringiensis,Diplococcus catarrhalis,Sclerophthora macrospora,
Candida albicaus,Pestalotia funereal,Rhizoctonia solani,Sclerotinia sclerotiorum,Curvularia lunata
(Walk)Boed。 bereUe geae(Schw)and Tr/choderma v/r/de.
Key words:FagoFyrum dibotrys;Antibacterial activity;Cup·plate method;Tube broth method;Minimal
bactericidal concentration
金荞麦(Fagopyrum dibotrys),又名野荞麦、金锁
银开、贼骨头、荞麦三七、苦荞头等 ⋯,系蓼科(P0.
1ygonaceae)荞麦属(Fagofyrum)植物,大多野生在海
拔500—3000 Il的林缘、灌木丛、田边、道旁以及阴
湿瘠薄的山地,是中国荞麦属野生种类中分布最广
的一种,资源丰富。
金荞麦是我国民间常用的一种中草药,块根人
药,性平、微凉、味苦、酸涩,具有清热解毒、润肺补
肾、活血散瘀、健脾利湿之功效;主治咽喉肿痛,痈
疮,肝炎,肺痈,胃痛,菌痢,痛经,闭经,白带等疾
病 J。现代临床研究表明,金荞麦在抗氧化、降血
脂、抗炎(体内)、抗肿瘤及增强免疫等方面具有明
确的药理效应,同时具有较广泛的抗肿瘤谱和低毒
性药理作用 J。
植物是抑菌活性物质 的天然宝库,Grange和
Ahmed报道约有2 40O种植物具有防治有害生物的
收稿日期:2005—10-21,修回日期:2005—12—19。
作者简介:冯黎莎(1981一),女 ,在读硕士生,从事资源植物学研究。
· 通讯作者(Author for correspondence.E-mail:baijie@fo1.com)。
活性 J。金荞麦作为一种具有开发前途的资源植
物,其抑菌方面的研究较少。据已有文献报道金荞
麦提取物没有明显的体外抗菌活性 卜引,但是既然
该植物中含有原花色素缩合性单宁化合物 J,而且
民间部分地区用来治疗痢疾、咽喉肿痛,所以推测金
荞麦应该对某些微生物具有一定的抑制效果。为探
究金荞麦是否具有抑菌活性,作者对金荞麦进行了
体外抑菌活性研究,为筛选植物源杀菌剂和综合开
发利用金荞麦提供依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料与设备
原材料:金荞麦(Fagopyrum dibotrys)采自四川省
三江县。将其根、茎、叶用搅拌机打碎成粉末备用。
供试菌种:供试菌包括 6种细菌和 l3种真菌。
细菌有大肠杆菌(Escherichiacoli)、枯草芽孢杆菌
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第 3期 冯黎莎等:金养麦的抑菌活性研究
(Bacilus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus
aureus)、苏云芽孢杆菌(Bacilus thuringiensis)、5406
放线菌(Streptomyces microflavus)、卡拉双球菌(D
Iococus catarhalis);真菌 有鞭毛菌 (Sclerophthora
macrospora)、酿酒酵母菌(Saccharomyces carlsbergen-
)、白色念珠菌 (Candida albicans)、松赤枯病菌
(Pestalotiafunerea1)、玉米纹枯病菌(Rhizoctonia
)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、玉米
弯胞杆菌[Cumdaria lunata(Walk)Boed]、小麦赤
霉病菌 [Gibberele zeae(Schw)],水稻稻瘟病菌
(Pyricularia oryzae)、绿色木霉(Trichoderma西 )、
黑曲霉(Aspergilus niger)、柑橘绿霉[Penicilium di—
git~tum],镰刀菌(Fusarium sp.)。以上菌种均由四
川大学生物资源与生物制药工程研究室提供。
培养基:5406放线菌用高氏 1号培养基,其余
的细菌用牛肉膏蛋白胨培养基;酿酒酵母用 YEPD
培养基,白色念珠菌用沙氏培养基,其余的真菌用马
铃薯培养基。所用试剂均为分析纯。
仪器:冷冻 干燥机 (La~conco);旋转蒸发仪
(Heidolph Laborota 4o0o);恒温摇床(ZHWY—lOOC);
超净工作台(SW—CJ-2F);pH计(R1 02895);培养箱
(DG-404);高压蒸汽灭菌锅(YXQ—SG41-280);电子
天平(Metler AE 24o);牛津杯[规格据《中国药典》
1990年版10 IBIn×7.8 IBIn×(6±0.1)mm]等o
1.2 实验方法
1.2.1 金荞麦供试样品的制备
乙醇和石油醚提取物 称取根和茎叶粉末各
50 g,分别用乙醇和石油醚进行索氏提取,直至回流
液近无色,滤液浓缩冷冻干燥成粉末,最后得到根乙
醇提取物(得率为 14.2%),茎叶乙醇提取物(得率为
10.6%),根石油醚提取物(得率为0.5%)和茎叶石
油醚提取物(得率为0.6%)置于4~C冰箱密封保存。
水提取物 称取根和茎叶粉末各50 g,分别用沸
水抽提直至滤液近无色,合并滤液,浓缩冷冻干燥成
粉末,最后得到根水提取物(得率为 12.7%)和茎叶
水提取物(得率为 11.3%),置于4~C冰箱密封保存。
1.2.2 抑菌效力的测定
1.2.2.1 试管稀释法 J
菌液的制备 在已分纯的待测菌平板上,挑取
4—5个直径 1 IBIn左右的菌落接种到 5 mL液体培
养基中,37(i下培养 18 h。把在对数生长期的菌液
用生理盐水校正浓度至0.5麦氏比浊标准 ¨(相当
于10。CrO/mL)。最后用液体培养基 1:10稀释,
使之含菌量为10一CFU/mL。
最低杀菌浓度(MBC)的测定 取试管9支,其
中2支分别标记为阴性对照(加有氨苄青霉素或硝
酸咪康唑)和阳性对照(空白对照)。其余试管中,
用液体培养基两倍稀释供试样品,使之形成递减的
梯度,然后在每支试管中加入0.1 mL已准备好的菌
液。在 37℃下培养 24 h。然后再从每一试管中取
0.1 mL培养液涂布新鲜琼脂平板,在 37(i下培养
24 h观察有无菌落生成。无菌生长的最低药物浓
度为 MBC。
1.2.2.2 管碟法 加】
抑菌圈直径的测定 待真菌菌落生长至直径
4 cm左右时,用打孔器在距菌落边缘 3—4 mm处的
同心圆上取一个菌饼(d=4.0 mm),使接种物的生
长具有一致性。把菌饼放置到一个新的培养皿的中
心,又在菌饼四周等距对称地放上4个牛津管,其中
加入各种用无菌水稀释的供试样品溶液,放置于
28(i下培养3 d,测量其产生的抑菌圈直径。
抑制百分率的测定【 。 分别取各个浓度梯
度的金养麦供试样品加入到盛有 PDA的三角瓶中,
混匀后分别倒人培养皿。这样相应的培养皿中供试
样品的含量分别为生药800、4OO、200 mg/mL。每
皿接人一个生长一致的菌饼(d=4.0 ram),28℃培
养72 h观察结果。用十字交叉法测量菌落生长直
径(去菌饼的直径)。根据抑制百分率% =[(对照
菌落直径 一处理菌落直径)/对照菌落直径]×
100%的公式计算各浓度下的相对抑制率。
以上每个实验平行进行 6次,文中所列数据为
平均值。全部操作均在无菌条件下进行。
1.2.2.3 电镜观察
取绿色木霉在含药培养基上生长的菌丝样品经
3%戊二醛预固定,l%四氧化锇再固定,丙酮逐级脱
水,Epon812包埋,半薄切片光学定位,超薄切片,醋酸
铀及枸橼酸铅双重染色,H-600IV型透射电镜观察。以
在不含药剂的PDA培养基 匕生长的菌丝为对照。
2 结果与分析
2.1 金荞麦的抑菌活性
金养麦根和茎叶不同溶剂提取物对供试菌的抑
菌结果表明(见表 1,表 2),在对细菌的抑菌作用
中,各种提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草
芽孢杆菌、苏云芽孢杆菌、卡拉双球菌都有明显的抑
菌作用,他们的最低杀菌浓度分别是生药 30、125、
250、250、125 mg/mL,但对 5406放线菌只有根乙
醇提取物和茎叶水提取物有一定的抑制作用,其最
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武 汉 植 物 学 研 究 第 24卷
低杀菌浓度是生药125 mg/n~。在对真菌的抑菌作
用中,各种提取物对鞭毛菌、白色念珠菌、松赤枯病
菌、玉米纹枯病菌、油菜菌核病菌、玉米弯胞杆菌、小
麦赤霉病菌、绿色木霉都有明显的抑菌作用,其中鞭
毛菌和白色念珠菌的最低杀菌浓度分别为 125、
30 mg/mL,在提取物为400 mg/mL的浓度下,对其余
真菌的抑制百分率分别是58.2%、67.1%、63.7%、
56.3%,42.4%,78.O%。但是对柑橘绿霉、水稻稻瘟
病菌、黑曲霉、镰刀菌、酵母菌无明显抑菌作用。且金
荞麦提取物的抑菌强度与提取物浓度呈正相关。
表 1 金荞麦各种供试液对供试菌的最低杀菌浓度
Table 1 The result of minimal bactericidal concentration(MBC)of Fagotryrum dibotrys
agaiIl8t tested bacteria and如ngi
注:“一”表示该供试品溶液对此细菌无抑制作用。
Notes:“一”exp嘲 嘲 the extract have i10 inhibitory efect.& A.:S ∞嘲 口 ;最 C :Escherichia cal;最 S :Bacilus subtilis;K :
Bac//us thur/ng/ens/s;ST. :Streptomyces mlcrof1.avt~;D.C :D catarrha//s;SC.肛 :.~_./erophthora~ pora;C A.:Cand/da
a/b/cans:S C :Saccharomyces cadsbergens/s.
表2 金荞麦各种提取物对真菌的抑制作用
Table 2 Antibacterial activites of diferent chemical concentrations from dibotrys
注:“一”表示该供试品溶液对此真菌无抑制作用。“I”表示该供试品浓度相当于生药 800 mS/mL;“I”表示该供试品浓度相当于生药
40O ms/mL;“1I”表示该供试品溶液浓度相当于生药 200 ms/mL。“A”表示抑菌圈直径;“B”表示抑制百分率。
Not6~s:“一”expo s the extmct have no inhibitory efect.“I”expo s the concentration唧 l8lB to 8OO n~/mL in“ed medicinal herbs;“I”
expressesthe concentration equalsto4OOm异/mLin“edme-dicinal herbs;“1I”expressesthe concentration equalsto20oms/mLin“edme-
dicinal herbs.“A”expreses the diameter ofinhibiforI ciIcle(nlm);“B”~tple8~8 inhibited precent(%).只 :PeJta/otia向, ;尼s.:
Rh/zocto~ ~dani;&&:&/erotinia~_lerot/ormn;C厶:Cumdada lunata(Walk)Boed;G.z :G/bbereUe (Schw); E:Tr/choderma
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第3期 冯黎莎等:金荞麦的抑苗活性研究 243
2.2 不同溶剂提取物的抑菌活性
乙醇提取物具有较强和广泛的抑菌作用 但是
对于个别菌种其它溶剂提取物也有突出的抑菌能
力。在400 m mL浓度下,对玉米弯胞杆菌的抑制
能力的次序为:根石油醚提取物 >茎叶乙醇提取物
>茎叶水提取物 >根水提取物>根乙醇提取物 >茎
叶石油醚提取物(表2)。我们可以推测根石油醚提
取物中有一种弱极性的抑菌物质,对玉米弯胞杆菌
具有特别的抑菌作用,这还有待进一步的研究证实。
其中根水提取物的抑菌作用较根乙醇提取物的效果
要好,所以在大量提取根状茎的抑菌活性物质时,用
水溶剂比用乙醇溶剂更经济、方便和安全。
2.3 相同溶剂不同提取部位提取物的抑菌活性
从实验结果可以看出,根的各种提取物都有较
强的抑菌活性.但是茎叶提取物也对某些菌种具有
突出的抑制能力。在400 m异/mL浓度下 ,松赤枯病
菌:茎叶乙醇提取物 >根乙醇提取物 >茎叶水提取
物 >根水提取物;玉米纹枯病菌:茎叶石油醚提取物
>根石油醚提取物;油菜菌核病菌:茎叶水提取物>
根水提取物;绿色木霉:茎叶石油醚提取物 >根石油
醚提取物 在应用金荠麦资源时,一般只使用其根
部,该实验结果说明也可以充分利用其茎叶资源。
2.4 电镜观察结果
观察绿色木霉菌丝的电镜切片可知 ,菌丝横切
面的共同特点是对照的细胞壁清晰可见,原生质浓
厚,而处理样的细胞壁消失,原生质解体(见图 J)。
这说明金荞麦提取物能影响真菌菌丝的生长。
^xt媚 Ij处理;CW.细胞壁 ;P娘生雎悻
A.CI-ntm】;H ’l l⋯ r;CW Cel wtd【; Pr~t+p Last
图 1 真菌 苗丝的电镜观察
Fig 1 The mycelial cel under transmission
deet~n microscope
3 讨论
(1)实验的细菌菌种选用了目前抑菌实验中常
用的种类,真菌选用的是植物源病菌。实验只测定
了最低杀菌浓度是 因为提取物稀释后。颜色较深。
若单独使用试管稀释法会因为本身颜色的干扰,而
导致观察不准确;本实验采用试管稀释法和涂布平
板一起使用的方法,具有显示稳定的优点.比较适合
具有颜色干扰的供试样品的抑菌浓度测定,并且测
得的结果实际上并非是最低抑制细菌生长的浓度
(MIC),而是最低杀死细菌的浓度(MBc)。而且本
实验没有使用空白溶剂作为对照,这是因为该实验
使用的各种溶剂提取物全部为冷冻干燥的粉末.样
品中已无溶剂成分,所以不需测定空白溶剂对抑菌
作用的干扰。本方法便于筛选资源植物中具有抑
菌、抗炎活性的种类,简单可行,准确性高.可供参

(2)在不同极性溶剂提取物中,乙醇提取物的
抑菌作用范围最广,说明金荞麦抑菌话性成分为一
些极性较强的物质。因此我们还将对乙醇提取物的
抑菌活性成分进行进一步的分离纯化
(3)植物材料对病原菌的抑制作用机理非常复
杂,一方面对一种病原菌有抑制作用的植物样品不
一 定对其它病原菌也有抑制作用.另一方面对病原
菌菌丝有抑制作用的植物样品不一定对孢子萌发有
抑菌作用。因此判断活性的生物测定方法的选择非
常重要。本项研究主要是测定了对菌丝生长的影
响,而对孢子或者对这些病原菌在寄生植物上的生
长是否具有抑制作用还需进一步研究探讨。
(4)长期以来.化学农药的滥用产生了一系列
公害问题,如环境污染,人畜中毒 ,杀伤天敌等.因此
从植物中探寻具有抗菌活性而无副作用的物质具有
重要意义。本实验通过对金荞麦不同部位和不同溶
剂提取物抑菌活性的研究.明确了金养麦全株均含
有抑菌话性成分。金荞麦资源丰富,目前仅限于根
状茎的使用.因此利用金养麦全株来开发低毒环保
的纯天然植物源杀菌剂具有广阔的开发应用前景,
这将会带来巨大的经济效益和环保效益。
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244 武 汉 植 物 学 研 究 第 24卷
《武汉植物学研究)2007年征订启事
《武汉植物学研究>为科学出版社出版、国内外公开发行的植物学综合性学术期刊(学报级)。主要报道
植物学及各分支学科基础研究和应用研究方面具创新性、有重要意义的最新研究成果,植物学研究的新技
术、新方法等。栏目设置有:研究论文、技术与方法、综合评述、研究简报、学术讨论、重要书刊评介、学术动态
等。主要读者对象为从事植物学研究的科技人员、大专院校师生,以及相关学科,包括农、林、牧、医药、轻
工、水产和环保等方面的科技工作者。
本刊为中国科技核心期刊、中国中文核心期刊,被中国科技论文与引文数据库(CSTPCD)、中国科学引
文数据库(CSCD)、中国知识资源总库《中国科技期刊精品数据库》、《中国生物学文摘》、美国《化学文摘》
(CA)、俄罗斯《文摘杂志》(AJ)等二十多种国内外检索期刊、数据库作为核心期刊或统计源期刊收录。本刊
还相继获得全国优秀科技期刊奖、中国科学院优秀期刊奖、湖北省优秀期刊奖。
本刊为双月刊,大 l6开,铜版纸印刷,双月末 出版。国内定价 l5.0o元,全年 9o.0o元。邮发代号:
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