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Inhibitory activity of extracts and fractions of Populus ×euramericana on plant pathogenic fungi in vitro

欧美107杨树提取物体外对植物病原真菌的抑制活性



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 29(2):275— 278 2009年 3月
欧美 107杨树提取物体外对
植物病原真菌的抑制活性
周亚明,刘 浩,钟灵允,周立刚 ,隋 鹏 ,郭泽建
(中国农业大学 农学与生物技术学院,北京 100193)
摘 要:制备了欧美 107杨树枝条和叶的乙醇粗提物及不同极性溶剂的萃取部分 ,并测定 了它们对植物病原
真菌的抑制活性。枝条和叶的乙醇粗提物对棉花枯萎病菌、小麦纹枯病菌、番茄早疫病菌、番茄枯萎病菌、黄
瓜枯萎病菌、小麦赤霉 以及玉米弯孢等 7种植物病原真菌均具有一定的抑制作用。而枝条的乙醇粗提物对杨
树溃疡病菌的菌丝生长有一定的促进作用。抗菌活性成分主要集中在 乙酸乙酯萃取部分。
关键词:杨树;提取物;植物病原真菌;抗真菌活性;乙酸乙酯萃取部分
中图分类号:$792.11;Q946.887 文献标识码 :A 文章编号:1oOO一3142(2OO9)O2一o275-o4
Inhibitory activity of extracts and fractions
of Populus x euramericana on plan t
pathogenic fungi in vitro
ZHOU Ya-Ming,I IU Hao,ZHONG Ling-Yun,
ZHOU Li—Gang ,SUI Peng,GUO Ze-Jian
(College of Agronomy and Biotechnology,C^ ina Agricultural University,Beijing 100193,China)
Abstract:The ethanol extracts and their different polar fractions from both young stems and leaves of Populus X eu—
ramericana Guineir c1.‘74/76’were screened for antifungal activity against plant pathogenic fungi by using a mycelial
radial growth inhibition method.The pathogenic fungi tested were Alternaria solani,CurvulaHa lunata,Dothiorela
greg aria,Fusariumgraminearum.F oxyspm‘lm f.sp cucumerinum,F oxysporum f.sp.1ycopersici,F.vasinfectum
and Rhizoctonia cerealis.All plant extracts and their fractions expressed antifungal activity except for the ethanol ex—
tract from young stems on Dothiorella gregaria,the pathogen of poplar stem rot.Ethyl acetate fraction showed high—
er antifungal activity than the others.
Key words:poplar;extracts;plant pathogenic fungi;antifungal activity;ethyl acetate fraction
杨树是杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus)植物
的统称,全世界有 100余种,我国有 53种,分布遍及
全国(王战等,l984)。杨树为落叶乔木,是世界上分
布最广、适应性最强的树种之一。杨树具有抗旱、耐
寒、生长快、轮伐期短、纤维品质高等特点,在防风固
沙、环境保护、水土保持、农田改良等方面起着十分
重要的作用,在工业和生活上具有多种用途(张鞍灵
等,1998;周立刚等,2004;曹晓冬等,2005)。现代药
理研究表明杨树具有抗病毒、抗菌、抗肿瘤、消炎、镇
痛等活性(营根柱,2006)。迄今,从杨属植物中分离
鉴定出90多个化合物,有些化合物如:水杨酸酯、酚
苷、黄酮等具有很好的生物活性(菅根柱,2006)。对
收稿 El期:2007-08-23 修回日期 :2008—1O一29
基金项目:河北省科学技术研究与发展计划项目(06220115D);农业公益性行业科研专项(nyhyzxO7—049)}国家科技支撑计划项目(2007BAI)89王jo1)
[Supported by the Program for Research and Development of Science and Technology of Hebei Pro、,ince(O622Ol15D);Commonweal Specialized Research
Fund of Chinese Agricuhure(nyhyzx07—049);National Science and Technology Supporting Program of China(2007BAD89B01)]
作者简介:周亚明(1981一).男,陕西韩城人,硕士研究生 .研究方向为植物抗菌化合物。
。通讯作者(Author for c0rrespondence,E-mail:lgzhou@cau。edu.on)
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杨树提取物抗植物病原真菌活性的研究尚未见报道,
本研究以欧美 107杨树的枝条和叶为材料 ,测定其乙
醇粗提物及其不同溶剂萃取部分对植物病原真菌的
抑制活性 ,为深入研究欧美 107杨树的抗 菌活性成
分,以及资源的开发与利用提供依据。
1 材料与方法
1.1植物材料
欧美 107杨树 (Populus×euramericana(Dode)
Guineir c1.‘74/76’)地上 幼嫩部分于 2006年 8月
采 自河北省景县 龙华 镇 。分 成叶和去 叶枝条两部
分,在室 内晾干。
1.2供试微生物
供试植物病原真菌为:番茄早疫病菌(Alterna—
ria solani)、玉米弯孢(Curvularia lunata)、杨树溃
疡病菌(Dothiorella gregaria)、小麦赤霉(Fusari—
um graminearum)、黄瓜枯萎病菌(F.oxysporum f.
sp.CUCU~erinum)、番茄枯萎病菌(F.oxysporum f.
sp.1ycopersici)、棉花枯萎病菌(F.vasinfectum)和
小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis),真菌的活化
和培养采用 PDA培养基。以上菌株均由中国农业
大学植物病理学系提供。
1.3提取物和萃取组分的制备
枝条经粉碎后 ,取 900 g,用 95 乙醇(样 品 :
乙醇一1:5,w/v)回流提取 1 h,重复 3次,过滤,合
并 3次乙醇提取液 ,减压浓缩得乙醇粗提物(60.81
g,得率 6.76 )。参照本实验室的方法(李端等,
2005;2006),制备不同极性溶剂的萃取部分,具体步
骤如下:取乙醇粗提物(总浸膏 )52.93 g,用蒸馏水
加热溶解制成混悬液,依次用乙酸乙酯、正丁醇萃取,
分别浓缩得到乙酸乙酯萃取部分(32.95 g,得率
4.21 )、正丁醇萃取部分(10.53 g,得率 1.34 ),剩
余的水溶液浓缩得水部分(8.21 g,得率 1.O5 )。
叶粗提物及其萃取组分的制备同于枝条 。取粉
碎后的叶 400 g,回流提取得乙醇粗提物(84.83 g,得
率 21.21 )。取 乙醇粗提物(总浸膏)63.48 g,用蒸
馏水加热溶解制成混悬液,依次用乙酸乙酯、正丁醇
萃取,分别浓缩得到乙酸乙酯萃取部分(24.12 g,得
率 8.O6 9,6)、正丁醇萃取部分(11.85 g,得率 3.96 9/6),
剩余的水溶液浓缩得水部分(20.87 g,得率 6.97 9/6)。
1.4抗真菌活性测定
提取物或萃取部分对真菌的抑制作用采用带毒
培养基一菌丝生长 速率法 (Mycelial radial growth
inhibition method)(Quiroga等,200l;周 立 刚,
2005)。具体步骤如下 :称量 25、lOO、200 mg乙醇
提取物或萃取部分,分别用 1 mL有机溶剂溶解。
针对不同的病原菌,溶解提取物或萃取部分的有机
溶剂不同,针对小麦纹枯 病菌、番茄早疫病菌、番茄
枯萎病菌,用丙酮溶解 ;针对小麦赤霉、玉米弯孢、杨
树溃疡病菌,用乙醇溶解;针对棉花枯萎病菌、黄瓜
枯萎病菌,用二 甲基亚砜溶解 。在 PDA培养基未
凝固前(约5O℃),将供试样液加入到 100 mL培养
基中,使供试样品在培养基中的浓度分别为 0.O0、
0.25、1.。0、2.O0 mg/mL,摇匀后迅速倒 入培养皿
( 一90 mm)中,每皿 15 mL,放置待其凝 固后 ,用
接种针将菌饼( 一5 mm)移到带毒培养基上,每皿
正中央接一个菌饼 ,有菌丝 的一面向下与培养基贴
合,25℃下暗培养 2~7 d后,当溶剂对照的菌落直
径为培养皿直径的 8O 时,用十字交叉法测量菌落
直径 。实验设空白对照 、溶剂对照和阳性对照(多菌
灵 ,浓度 10/~g/mL)、加药处理(植物提取物及萃取
部分),每个处理设 3个重复。用下述公式计算抑制
率(计算抑制率时用对应的溶剂作对照):
菌落扩展直径(mm)一菌落的平均直径(ram)一5
mm(菌饼直径)
相对抑制率(%)一[(溶剂对照菌落扩展直径一
处理菌落扩展直径)/溶剂对照菌落扩展直径]×
100
1.5数据处理与统计分析
本实验均重复 3次 ,每次各处理设 4个重复,采
用 Microsoft Excel软件进行数据处理,计算平均值
和标准差。
2 结果与分析
2.1枝条和叶乙醇提取物对真菌菌丝生长的抑制作用
欧美 107杨树枝条和叶的乙醇提取物对各供试
真菌生长影响见表 1。枝条乙醇粗提物在浓度为 2
mg/mL时对棉花枯萎病菌、小麦纹枯病菌、番茄早
疫病菌、番茄枯萎病菌、黄瓜枯萎病菌、小麦赤霉以
及玉米弯孢等 7种植物病原真菌具有较好的抑制作
用。枝条乙醇粗提物对杨树溃疡病菌菌丝的生长有
一 定 的促进作用。
叶乙醇提取物对番茄早疫病菌、小麦赤霉和杨
树溃疡病菌的抑制活性 ,要强于枝条提取物;但叶提
2期 周亚明等 :欧美 107杨树提取物体外对植物病原真菌的抑制活性 277
取物对玉米弯孢、黄瓜枯萎病菌、番茄枯萎病菌、棉
花枯萎病菌、小麦纹枯病菌的抑制活性,要弱于枝条
提取物。
2.2枝条和叶萃取部分对真菌菌丝生长的抑制作用
由于乙醇粗提物对小麦赤霉、黄瓜枯萎病菌、棉
花枯萎病菌菌丝生长具有较好的抑制作用 ,故选用
上述三种真菌为供试菌 ,测定枝条和叶不同极性萃
取部分对真菌菌丝生长的抑制作用 ,结果见表 2、3。
枝条乙醇提取物中,乙酸乙酯萃取部分抗菌活
性最强,且具有较好的量效关系,浓度为 2 mg/mL
时,对小麦赤霉、黄瓜枯萎病菌、棉花枯萎病菌菌丝
生长的抑制率分别为 41.29 、29.1O 和29.93 。
正丁醇萃取部分活性次之,水层部分活性最低。
叶提取物的不同极性萃取部分抗菌活性和枝条
提取物萃取部分的活性类似,以乙酸乙酯部分活性最
强 ,水部分活性最弱。浓度为 2 mg/mL时,乙酸乙酯
部分对小麦赤霉、黄瓜枯萎病菌、棉花枯萎病菌菌丝
生长的抑制率分别为 44.72 、34.8O 和 21.04%。
表 1 欧美 107杨树枝条和叶乙醇提取物对真菌菌丝生长的抑制作用
Table 1 Inhibitory effects of the ethanol crude extracts of Populus X euramericana c1.‘74/76’
stems and leaves on mycelial growth of plant pathogenic fungi
供试真菌
Ungus
菌丝生长抑制率 Inhibitory rate of mycelial growth(%)
枝条乙醇提取物 叶乙醇提取物 多菌灵
Stem Et0H extract Leaf Et0H extract Carbendazim
注 :枝条提取物、叶提取 物、多菌灵浓度分 别为 2、2和 10 ttg/mL
Note:Concentration of stem extract,leaf extract and carbendaim in medium were 2,2 mg/mL and 10 tg/mL respectively
表 2 欧美 107杨树枝条乙醇提取物和各萃取部分对真菌菌丝生长的抑制作用
Table 2 Inhibitory effects of the ethanol crude extract and its fractions of Populus X
euramericana c1.‘74/76’stems on mycelial growth of plant pathogenic fungi
注;多菌灵在浓度为 10/~g/mL时 ,对三种供真菌菌丝生长的抑制率为 100%
Note;Inhibitory rate of mycelial growth of carbendazim against three tested fungi was 100 at concentration of 10 t~g/mL.
3 讨论
欧美 107杨树是由中国林科院林业研究所选育
出的新品种,具有耐旱性、耐寒性、生长迅速、抗病虫
危害、成材率高等优良性状,该树种已在东北、华北、
西北大部分地区种植 (张绮纹,1999;李善文等,
2004;王枝梅 ,2004)。
多菌灵为广谱的抗真菌剂,在浓度为 10/~g/mI
时,对番茄早疫病菌的抑制活性较弱(表 1),推测本
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研究选用的番茄早疫病菌菌株可能已对多菌灵产生
了抗药性(或耐药性),由于杨树提取物对番茄早疫
病菌具有较强的抑制活性 ,这 为将来采用植物提取
物防治抗药性菌株引起的病害提供了机会(Eksteen
等,2001)。溃疡病菌是为害杨树茎干的一种病原真
菌,枝条乙醇粗提物对杨树溃疡病菌菌丝的生长有
一 定的促进作用 ,推测杨树溃疡病菌对宿主植物的
抗菌活性成分具有某种解毒机制 ,这种情形在其它
植物病原真菌中也存在 (Glenn等,2001),具体机理
值得深入研究。
表 3 欧美 107杨树叶乙醇提取物和各萃取部分对真菌菌丝生长的抑制作用
Table 3 Inhibitory effects of the ethanol crude extract and its fractions of Populus X
euramericana c1.‘74/76’leaves on mycelial growth of plant pathogenic fungi
注:多菌灵在浓度为 lO,ug/mL时,对三种供真菌菌丝生长的抑制率为100 。
Note:Inhibitory rate of mycelial growth of carbendazim against three tested fungi was 10O at concentration of 10 t~g/mL.
本研究的结果表明,欧美 107杨树枝条和叶提
取物具有较强的抗真菌活性,且活性成分主要集中
在乙酸乙酯萃取部分,推测提取物中抗菌活性成分
的极性为中等,这为进一步追踪分离杨树中抗菌活
性成分提供了依据。
参考文献:
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