全 文 :中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第2期2006年2月· 59·
·药材与资源·
药用植物提取物抗烟草花叶病毒活性的研究
沈建国,谢荔岩,吴祖建,谢联辉,林奇英+
(生物农药与化学生物学教育部重点实验室福建农林大学植物病毒研究所,福建福州 350002)
摘要:目的研究我国传统药用植物抗烟草花叶病毒(tobaccomosaicVirUS,TMV)的作用,为从植物中开发抗病
毒类生物农药提供依据。方法采用局部枯斑法和叶碟法对我国78科162种药用植物提取物的抗TMV侵染和增
殖作用进行测定。结果在10mg/mL水平下,19种植物提取物可有效抑制TMV侵染,9种植物提取物有明显抑
制TMV增殖作用。结论大多数药用植物提取物具有一定抗TMV侵染活性,仅少数药用植物提取物有较好的抗
TMV增殖作用。
关键词:药用植物;烟草花叶病毒#抗病毒活性
中圈分类号:R282.2 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2006)02—0259一03
Antiviraieffectofmedicinalpl ntextractson obaccomosaicv rus
SHENJian-guo,XIELi—yan,WUZu—jian,XIELian—hui,LINQi—ying
(KeyLaboratoryofBiopesticideandCh micalBiologyfMinistryofEducation,InstituteofPlantVirology,
FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China)
Abstract:ObjectiveTos udyantiviralactivitiesofmedicinalpl ntextractsagainsttobaccomosaic
virus(TMV)andprovidebasisforexploitationofb —pesticidesfromplantresource.MethodsUsing
locallesiona dleafdiscsa say,extractsf om162medicinalpl ntspeciesb longingto78familiesinChina
werescreenedforantiviralactivityagainstTMV.ResultsAtaconcentrationof10mg/mL.extractsof
19plantspeciescouldeffectivelynhibitTMVinfection;nineplantextractssignificantlyinhibitedthmul—
tiplicationofTMVininfectedleafiscs.ConclusionMo toftheplantextractsexhibitscertainntiviral
activityofinhibitingTMVinfection.butonlyafewhaveinhibitoryeffectonTMVmultiplication.
Keywords:medicinalplant;tobaccomosaicvirus(TMV);antiviralctivity
植物病毒病有“植物癌症”之称,是农业生产上
重要病害之一。由于植物病毒属绝对内寄生生物,自
身无能量代谢系统,对寄主植物细胞具有高度依赖
性,因而植物病毒病的防治一直是植物病害防治中
的一大难题。为控制植物病毒病造成的危害,人们对
其防治进行了许多有益的尝试。其中,植物源抗病毒
剂的应用为病毒病的防治开创了一条新途径。自
1925年Duggert等首次从商陆中发现抗植物病毒
商陆蛋白PAP以来,国内外学者对植物中的抗病毒
活性物质进行了广泛研究[1叫]。
以天然植物活性物质为有效成分的植物源抗病
毒剂具有环境兼容性好、安全、开发成本低等优点,
符合未来农药发展的趋势与要求,有较好的开发和
应用前景。近年来,植物源抗病毒剂的研究已日益受
到人们重视。为此,本实验以烟草花叶病毒(tobacco
mosaicvirus,TMV)为对象,对我国常见药用植物
的抗病毒活性进行了研究,以期为我国传统药用植
物资源的充分利用和新型植物源生物农药的研究与
开发积累数据。
1材料与方法
1.1供试植物:78科162种植物,除部分采自福建
农林大学校园外,其余购自福建省医药公司,由福建
农林大学生命科学院植物教研室何可错副教授鉴定。
经50℃烘干后,粉碎,过40目筛,室温保存备用。
1.2 供试寄主:TMV枯斑寄主心叶烟Nic讲iana
glutinosaL.,TMV系统侵染寄主普通烟KⅢ
Nic甜ianatabacumL.K326,防虫温室内培育。
1.3 供试毒源:烟草花叶病毒(TMV)普通株系,由
收藕日期:2005—06—25
基金项目:福建省科技厅重点资助项目(99一Z一193)}福建省教育厅项目(K04037)
作者简介:沈建国(1978一),男,安徽芜湖人,博士,研究方向为生物农药与仿生农药。
*通讯作者林奇英Tel:(0591)83789439Fax:(0591)83769704E—mail:linqiying@126.corn
万方数据
·260· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第2期2006年2月
本所保存于普通烟K。。。上。
1.4 仪器和试剂:UV一1600紫外分光光度计(北
京瑞利公司),高速、超速离心机(Beckman公司),
酶标仪(Bio—Rad公司),福氏不完全佐剂、碱性磷酸
酶标记羊抗兔IgG(Sigma公司)。
1.5植物提取物的制备:称取各植物材料50g,5
倍量95%乙醇回流提取3次,每次30min,合并3
次提取液、滤过、减压浓缩至膏状,称重并用少量二
甲亚砜(DMSO)溶解后配成10mg/mL的水溶液,
置于4℃冰箱备用。
1.6 病毒提纯及抗血清制备:(1)病毒提纯:参照
Gooding等的方法口],略加修改。典型症状病叶经差
速离心、PEG沉淀及10%~40%蔗糖不连续密度梯
度离心后提纯病毒。提纯的病毒经紫外扫描和电镜
观察确定质量浓度及质量分数。(2)抗血清制备:用
提纯的病毒免疫注射家兔5次,每次注射间隔1周,
最后一次注射后10d颈动脉采血,制备的抗血清用
间接ELISA法[63测定效价。
1.7病毒质量浓度标准曲线的建立:将提纯的病毒
稀释成8个不同质量浓度梯度,间接ELISA法测定
405nm波长处吸光度值(y),建立病毒质量浓度(X)
标准曲线Y一0。8895X+0。1384,r=0.9648。
1.8抑制侵染作用测定:采用局部枯斑法[7]。选择
健康、生长旺盛的6~8叶期心叶烟,左半叶接种提
取物与病毒等体积混合液(病毒接种终质量浓度为
10/zg/mL)。右半叶接种蒸馏水(含少量DMSO)与
病毒等体积混合液作对照,接种后用水冲洗。每处理
接种4~5个叶片,重复3次,3d后统计枯斑数目,
计算抑制率。抑制率一型璺篮端饕赢茜产X100%
1.9抑制增殖作用测定:采用叶碟法[2’7]。在生长健
康的系统侵染寄主(普通烟K。。。)叶片上接种病毒一
定时间后,用打孔器从叶肉部分(避开叶脉)打取直
径为12mm的圆片,分别以漂浮于供试提取物溶液
和蒸馏水(含少量DMSO)中作为处理和阳性对照,
同时设置以健康叶圆片漂浮于蒸馏水(含少量DM—
SO)中作为阴性对照。48h后叶圆片以碳酸盐缓冲
液按质量体积比为1:20包被,间接ELISA法测定
吸光度,然后根据病毒浓度标准曲线求出病毒质量
浓度,并计算抑制率。
2结果与分析
2.1 病毒提纯及抗血清制备:提纯病毒经紫外扫
描,呈典型的TMV核蛋白吸收曲线(A。。。/A。。。一
1.20),病毒质量浓度为20mg/mL;提纯病毒负染
后电镜下观察,病毒粒体形态呈杆状。间接ELISA
法测定的自制TMV抗血清效价为1:1024 。
2.2具有抑制病毒侵染作用植物的筛选:以局部枯
斑法,对162种植物提取物抗病毒侵染作用进行测
定。结果表明,在10mg/mL供试液下,绝大多数植
物提取物具有一定的抑制病毒侵染作用,仅猫须草和
柳树两种植物提取物表现为促进病毒侵染作用;抑制
率在50%以上的有83种(占供试药用植物总数51.
2%),其中抑制率达95%以上的有19种(表1)。
表1 19种抗病毒侵染作用较高的植物
Table1 Nineteenpla tswithhigherantiviralactivity
againstTMVinfectionam ngtestedplants
2.3具有抑制病毒增殖作用植物的筛选:在健康的
普通烟上接种病毒6~8h后,叶碟法测定各植物提
取物对病毒增殖的抑制作用。结果表明,大部分植物
提取物在10mg/mL下抗病毒增殖活性不强,仅有
六角仙、藿香、柴胡、寒草、海州常山、龙葵、匍匐滨
黎、雍菜、决明9种植物的提取物对病毒增殖具有明
显抑制作用(表2)。其中提取物对病毒增殖抑制率
在90%以上的植物有六角仙、藿香和柴胡3种。
3讨论
植物中含有极其丰富的活性物质,据统计,全世
界约1/3的药物来自植物,通过植物获取的药品工
业产值占药品总产值的50%[8]。除作为医药外,许
多植物在农业上应用也十分广泛。从植物中寻找具
有抗病、杀虫和除草等活性的先导化合物是当前生
物农药研究领域的热点之一。本实验对我国不同科
属的162种药用植物提取物抗烟草花叶病毒活性进
万方数据
中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第2期2006年2月· 61·
表2 9种植物提取物对TMV增殖的抑制效果
Table2 Inhibitoryeffectofnineplantextracts
onmultiplicationofTMV
行了研究,结果表明,大多数药用植物提取物对烟草
花叶病毒具有不同程度的抑制作用,有的具有抑制
病毒侵染作用,有的具有抑制病毒增殖作用,其中以
抑制病毒侵染的居多。
抑制侵染和抑制增殖是抗病毒活性物质抑制病
毒的两种主要作用方式。本研究结果发现,19种抑
制TMV侵染作用强的植物,抑制TMV增殖活性
不高。而9种抗TMV增殖作用强的植物却无明显
抑制.TMV侵染活性,这表明植物的抗TMV活性
往往可能以某一种作用方式为主,而不一定对病毒
同时表现为多种抑制作用;在供试植物中,5种蓼科
植物均表现出很高的抗TMV侵染作用,其作用机
制及其他蓼科植物抗病毒活性有待进一步探讨。由
于在植物病毒病的防治中,具有抑制病毒增殖作用
的药剂更有实际应用价值。因此,本实验筛选出的几
种具有较高抗TMV增殖活性的药用植物,其抗病
毒活性成分及作用机制值得进一步研究。
植物源农药的开发利用可分为直接利用和间接
利用两个方面。考虑到植物病毒病的特殊性,筛选到
对病毒有效而对寄主无害的高选择性化合物有很大
的难度。因而可考虑一方面在寻找具有抗病毒活性
先导化合物的同时,另一方面对那些粗提物抗病毒
活性高,但活性成分一时难以明确的植物单独直接
利用或者开发成复方制剂加以应用。在田间,TMV
主要是通过病株汁液接触传播的,特别以人为因素
造成的这种传播较为严重。本实验筛选出的具有抗
TMV生物活性的药用植物提取物不仅原材料来源
广、而且提取方法简单,因此可尝试将其中稳定性好
的某些提取物加工成一定剂型后直接作为保护剂来
使用,如在移栽、打顶等农事操作前后分别喷施抗病
毒侵染和增殖的提取物药液,可能对TMV侵染烟
草起到较好的预防作用,但这尚需进一步试验加以
验证。
近年来,已有多种中草药被报道具有较好的抗
人体病毒作用。研究表明,某些防治人体病毒的中草
药同时也具有一定的抗植物病毒作用,如商陆、大
黄、板蓝根、紫草等[9]。在本实验中,麻黄、山楂、雷公
藤、水蜈蚣、杨梅、藿香、柴胡7种抗人体病毒药用植
物,也表现出明显的抗植物病毒作用,对TMV分别
具有显著的抑制侵染或抑制增殖活性。目前已报道
的抗植物病毒植物大多集中在商陆科、藜科、苋科和
紫茉莉科[93,从本实验结果来看,除上述几科植物
外,其他科一些植物也具有较好的抗植物病毒作用,
如蓼科、蔷薇科、卫矛科、爵床科植物等。因此在进行
抗植物病毒活性植物的筛选时,应扩大筛选对象范
围,以发现抗病毒作用强的活性植物,为进一步从活
性植物中寻找抗病毒活性化合物奠定基础。此外,在
本实验筛选到的具有明显抑制TMV侵染或抑制
TMV增殖的活性植物中,除雷公藤和辣蓼作为植
物源杀虫剂研究较多外,其余活性植物在植物源农
药上的应用还较少,有待进一步研究和开发。
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万方数据
药用植物提取物抗烟草花叶病毒活性的研究
作者: 沈建国, 谢荔岩, 吴祖建, 谢联辉, 林奇英, SHEN Jian-guo, XIE Li-yan, WU Zu-
jian, XIE Lian-hui, LIN Qi-ying
作者单位: 生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福建农林大学植物病毒研究所,福建,福州,350002
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2006,37(2)
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