全 文 ：江苏农业学报(Jiangsu J． of Agr． Sci．) ，2015，31(6) :1270 ～ 1277
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陈 飞，李 蕾，周佳宇，等． 茅苍术挥发油及主要组分对 3 种病原菌和 2 种内生菌的抑菌活性［J］．江苏农业学报，2015，31
(6) :1270-1277．
doi:10． 3969 / j． issn． 1000-4440． 2015． 06． 012
茅苍术挥发油及主要组分对 3 种病原菌和 2 种内生菌
的抑菌活性
陈 飞， 李 蕾， 周佳宇， 戴传超
(南京师范大学生命科学学院 /江苏省微生物资源产业化工程技术研究中心 /江苏省微生物与功能基因组学重点实验室，江苏
南京 210023)
收稿日期:2015-07-01
基金项目:国家自然科学基金项目(21406119、31070443) ;江苏省高
校自然科学基金项目(14KJB180009)
作者简介:陈 飞(1982-) ，男，河南汝南人，博士，讲师，研究方向为
微生物与植物互作及其在药用植物次级代谢调控的应
用。(Tel)025-85891382; (E-mail)chenfei@ njnu． edu．
cn。李蕾为共同第一作者。
通讯作者:戴传超，(Tel)025-85891382; (E-mail)daichuanchao@
njnu． edu． cn
摘要: 研究内生真菌如何与宿主植物建立拮抗平衡，以及该过程与病原菌侵染过程的差别。以药用植物茅
苍术及几种真菌为材料，采用水蒸馏法提取挥发油并分离各组分，应用平板生长速率法、滤纸片扩散法、悬滴法和
扫描电镜观察研究挥发油对病原真菌和内生真菌的抑菌作用。结果表明，高浓度挥发油对病原菌中交链孢的抑菌
活性最强，达 77. 56%，对尖孢镰刀菌和腐皮镰刀菌的抑菌作用次之，分别为 71. 75% 和 70. 07%，而对 2 种内生真
菌 AL11 和 AL12 则具有较小抑制作用，分别为 61. 90% 和 23. 57%;挥发油中 β-桉叶醇和茅术醇对 5 种真菌均无抑
制作用，苍术素相比于苍术酮对病原菌有更强的抑制效果;在苍术酮和苍术素的胁迫下，病原真菌的孢子萌发受到
了不同程度的抑制，内生真菌表现为菌丝分支增多，分支间距离变短;苍术酮和苍术素可以引起交链孢的菌丝断
裂，褶皱，细胞表面疣状突起。说明茅苍术挥发油及其主要组分苍术酮和苍术素对内生真菌生长有限制作用，但这
种作用明显低于对病原菌的抑制作用，说明苍术酮和苍术素很可能是宿主植物与内生真菌建立拮抗平衡的关键
物质。
关键词: 茅苍术;挥发油;病原真菌;内生真菌;抑菌活性
中图分类号: S432． 2;567. 21 + 1 文献标识码: A 文章编号: 1000-4440(2015)06-1270-08
Antifungal activities of essential oil from Atractylis lancea against three
species of pathogenic fungi and two species of endophytic fungi
CHEN Fei， LI Lei， ZHOU Jia-yu， DAI Chuan-chao
(Jiangsu Engineering and Technology Research Center for Industrialization of Microbial Resources /Jiangsu Key Laboratory for Microbes and Functional Ge-
nomics /College of Life Science，Nanjing Normal University，Nanjing 210023，China)
Abstract: This study aims to investigate how the
endophytic fungi and host plant establish an antagonistic
balance and its difference with pathogen infection． The
volatile oil and four primary components from medicinal
plant Atractylodes lancea were extracted by water distil-
lation extraction，and its antifungal activities against three
species of pathogenic fungi and two species of endophytic
fungi were determined by plate growth method，paper disc
assay，drop method and scanning electron microscopy．
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The volatile oil exhibited the strongest antifungal activity of 77. 56% against Alternaria solani，stronger activities against
Fusarium solani and F． oxysporum，and weak activities against two species of endophytic fungi (61. 90% and 23. 57%)．
Volatile oil components β-eudesmol and atractylol had no inhibitory effect on five species of fungi，and atractydin has stron-
ger inhibitory activity than atractylon against pathogenic fungi． Under the stress of atractydin and atractylon，the sporulation
of pathogenic fungus was suppressed in different extent，the hyphal branches of endophytic fungus increased，and the dis-
tance between the branches became shorter． The volatile oil and its main components atractydin and atractylon exhibited
weaker inhibitory activity against endophytic fungi than against pathogenic fungi，indicating that atractydin and atractylon
might be the key metabolites to balance endophytic fungi and host plant．
Key words: Atractylis lancea;volatile oil;pathogenic fungus;endophytic fungus;antifungal activity
茅苍术(Atractylodes lancea)为菊科苍术属多
年生草本植物，是中国重要的药用植物，主要分布
于江苏、湖北和河南等省份，而江苏茅山一带是茅
苍术道地药材的产区。茅苍术根茎是著名的道地
药材，具有燥湿健脾、祛风散寒、明目等功效。近
年来国内外学者对茅苍术的研究日趋深入，尤其
是对其挥发油的化学成分进行了大量的研究。茅
苍术挥发油中主要为倍半萜类的苍术酮、β-桉叶醇
和茅术醇及聚乙炔类的苍术素。茅苍术的道地性
则主要表现为挥发油中各成分呈现出特定配比关
系，道地产区苍术挥发油含量较非道地产区低而
苍术酮、苍术素高于非道地产区［1］。由于道地药
材成分的特殊性，野生茅苍术资源的严重破坏，加
上茅苍术体内丰富的内生真菌资源［2］，因此利用
内生真菌生产道地性药材被视为解决茅苍术资源
短缺问题的一条有效途径。本课题组之前的研究
结果表明，在悬浮细胞水平，添加内生真菌诱导子
可以使 β-桉叶醇有效转化为苍术酮、茅术醇和苍
术素［3］;组培苗水平下添加内生真菌小菌核菌
AL3、小克银汉霉 AL4 和孔球孢霉 AL12 均可提高
苍术酮相对含量而降低 β-桉叶醇含量［4］。
内生真菌能与宿主建立稳定共生关系，并赋予
宿主一些优良的性状，如促进植物生长，增强植物对
不良环境的抗性，抗病虫害，促进植物次级代谢产物
的产生等［5-9］。宿主植物也能通过产生相关防御酶
系(几丁质酶和 β-1，3-葡聚糖酶)水解真菌细胞壁
抑制真菌的生长［10］，说明内生真菌能激发宿主的防
御反应，但这种反应相比于病原菌侵染是温和
的［11］。内生菌与病原菌之间的转变是一个连续的
过程，二者的平衡一旦被打破，植物就会显现出
病征［12］。
挥发油作为植物组成型次生代谢产物是一种进
化形成的抵抗外界病原物的机制。病原菌为了成功
侵染植物分泌解毒酶分解利用次级代谢产物以克服
植物的防御系统［13］。内生真菌能够从体外侵入植
株，本身就具有植物病原菌的某些特性，因此内生真
菌也有类似的分解利用次级代谢产物的机制。研究
发现内生真菌生赤壳属 Bionectria ochroleuca ALG-13
可利用挥发油为唯一碳源［14］，并增加道地成分(苍
术酮和苍术素)相对含量而降低非道地成分(β-桉
叶醇和茅术醇)相对含量。但是茅苍术挥发油有很
强的抑菌活性，内生真菌如何与这种抑菌物质达成
平衡不使植物致死，同时使自身生长受到植物调节
的拮抗平衡机制还没有系统的研究。目前，尚没有
文献报道植物次级代谢产物与其内生真菌、病原真
菌建立拮抗平衡过程的区别。本研究拟通过茅苍术
挥发油及各组分对其内生真菌和病原真菌抑菌活性
的研究，以期发现挥发油对内生真菌、病原真菌不同
的抑制作用，并试图找出宿主植物与内生真菌建立
拮抗平衡的关键物质，从而更好地理解内生真菌与
宿主植物之间拮抗平衡的共生关系。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
茅苍术根茎购于陕西地道药材有限公司。病原
真菌选择茅苍术 3 种常见的病原菌:尖孢镰刀菌
(Fusarium oxysporum)、腐皮镰刀菌(Fusarium sola-
ni)和茅苍术黑斑病病菌交链孢(Alternaria solani) ，
以上菌株由本实验室分离保存。内生真菌选择课题
组从茅苍术中筛选出的 2 株内生真菌:菌株 AL11，
为镰刀菌属(Fusariium sp．) ;菌株 AL12，为孔球孢
霉属(Gilmaniella sp．)。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 茅苍术挥发油及其主要组分的制备 将
茅苍术根打碎成粉末状，称取1 000 g的粉末，加适
量水，用水蒸气蒸馏法提取，得到蒸馏液和残渣。
1721陈 飞等:茅苍术挥发油及主要组分对 3 种病原菌和 2 种内生菌的抑菌活性
把残渣重新提取 2 次，浓缩滤液，加适量乙醇，把
蒸馏液和滤液混合，用乙醚萃取 2 次。萃取液自
然挥发干燥，即得黄棕色半固体状，具有特殊浓郁
香味的挥发油。挥发油 4 种主要组分由本课题组
分离制备［15］。
1． 2． 2 菌株活化及菌悬液制备 将所有供试菌株
分别挑取小块，于 PDA 试管斜面中，28 ℃培养 48
h，加入无菌水，刮取菌丝体制成初始菌悬液。取适
量菌悬液，加入无菌水，将其稀释成含菌(孢子)量
1 × 107 ～ 1 × 108 CFU /ml的菌悬液备用。
1． 2． 3 真菌抑制率及 IC50测定 称取 2. 5 g 挥发
油，加入 5% (体积比)吐温 20，用灭菌蒸馏水定容
至 50 ml作为母液，分别吸取母液 25 μl、50 μl、100
μl、200 μl、400 μl、600 μl、800 μl、1 600 μl加入 8 支
10 ml 的容量瓶中，用无菌蒸馏水定容，得到 125
μg /ml、250 μg /ml、500 μg /ml、1 000 μg /ml、2 000
μg /ml、4 000 μg /ml、6 000 μg /ml和8 000 μg /ml的 8
个浓度。采用生长速率法，取 1 ml 药液，加入 9 ml
已经熔化的 PDA 培养基混匀，迅速倒入 9 cm 的培
养皿内制成平板，药剂浓度相应缩小 10 倍，在培养
皿中央相应放入直径为 0. 5 cm的菌饼一块，无菌蒸
馏水加等量吐温 20 为空白对照，每个处理设置 3
个重复，28 ℃恒温培养。当对照组菌丝生长至平板
边缘，取出平板计算抑制率。抑制率(%)= (C －
T)/T × 100% (C:对照组真菌菌丝直径;T:不同处
理组下真菌菌丝直径)。半抑制浓度 IC50则根据真
菌抑制率和抑制浓度对数的关系计算得出［16］。
1． 2． 4 挥发油及各组分抑菌活性的测定 将无菌
滤纸片(直径 6 mm，高压蒸气灭菌后烘干)浸泡在
挥发油及各组分中 30 min，在平皿边缘将滤纸片上
多余液体沥干，贴于涂布孢子悬液的 PDA 平板上，
28 ℃培养 48 h。以平板中贴有乙酸乙酯的滤纸片
为空白对照。48 h 后记录形成的抑菌圈大小。每
组试验设 3 个重复，试验结果取平均值。
1． 2． 5 病原菌孢子萌发率测定 采用悬滴法，将挥
发油和各组分分别添加到含 5 ml PDA 的试管中得
终浓度为 0. 1 mg /ml、0. 2 mg /ml、0. 3 mg /ml、0. 4
mg /ml、0. 5 mg /ml，同时每管中添加 100 μl 的孢子
悬液(每 1 ml 1 × 107个孢子)。28 ℃培养，6 h后镜
检(每个重复检查孢子数 100 个以上) ，之后隔 2 h
镜检 1 次，记录各处理组孢子萌发个数和检查孢子
总数，计算孢子萌发率(%) =孢子萌发个数 /检查
孢子总数 × 100%。
1． 2． 6 苍术酮和苍术素对菌丝分支的影响 用接
种针挑取苍术酮和苍术素处理的菌落边缘菌丝分别
制片，观察不同处理下菌丝体生长情况、菌丝直径和
主菌丝上相邻分支菌丝间的距离(μm) ，每个处理
随机挑取 12 个视野，统计菌丝粗细和菌丝分支间
距［17］。图像采用 MetaMorph /MetaFluor 软件(West
Chester)分析，菌丝形态拍摄采用 Sensicam QE
Cooled Digital Camera System (Cooke Corp)。将苍术
酮和苍术素分别配成 0. 1 mg /ml、0. 2 mg /ml、0. 3
mg /ml、0. 4 mg /ml和 0. 5 mg /ml 5 个浓度，分别吸取
上述溶液 10 μl与受试菌孢子悬液 10 μl 置于 3 ml
的 PDA 试管中，10 μl 乙酸乙酯为空白对照，28 ℃
培养，3 个重复。2 h 后镜检(每个重复检查孢子数
100 个以上) ，之后隔 2 h 检查一次，待对照孢子萌
发率达 80%以上时计算孢子萌发率。
1． 2． 7 扫描电镜(SEM)观察苍术酮和苍术素对
真菌的影响 在含有苍术酮和苍术素的 PDA 平板
上分别接种 AL11 和交链孢，对照组添加相同含量
乙酸乙酯，28 ℃培养 72 h，在菌落边缘取 5 ～ 10
mm见方的菌块，双蒸水洗涤 30 min，然后浸泡于
2. 5%戊二醇(pH 7. 4)中 4 ℃固定过夜。固定好
的样品再用磷酸缓冲液(pH 7. 4)洗涤 30 min。
用 1%锇酸室温固定 2 h 后磷酸缓冲液洗涤 30
min。再用系列梯度为 3%、50%、70%、80%、90%
和 100%的乙醇脱水，其中 100%乙醇的脱水时间
为 30 min，其他梯度乙醇的脱水时间均为 20 min。
脱水后的菌丝冷冻真空干燥 1 h，最后镀膜。在加
速电压 15 kV 的条件下用扫描电镜(Vantage
VJSM-5610LV)观察菌丝形态。
1． 3 数据处理
用 SPSS 17． 0 软件进行统计分析。采用单因素
方差分析挥发油及各组分对供试菌抑制效率，不同
组分下菌丝分支间距等，采用 S-N-K 方差分析差异
显著性，数据均以平均数 ± 方差表示。
2 结果与分析
2． 1 茅苍术挥发油对各供试真菌的抑制作用
利用平板生长速率法测定挥发油对 3 种病原真
菌、2 种内生真菌的抑制率。由图 1 可知，随着挥发
油浓度增加，其对真菌的抑制率逐渐提高，在低浓度
(12. 5 μg /ml和 25. 0 μg /ml)下，腐皮镰刀菌和交链
2721 江 苏 农 业 学 报 2015 年 第 31 卷 第 6 期
孢的生长抑制大于 AL12。当挥发油浓度增加到
200 μg /ml以上时，3 种病原真菌受抑制程度均大于
2 种内生真菌，表明高浓度挥发油虽然可在一定程
度上抑制内生真菌的生长，但其对于病原真菌的抑
制作用更强烈。当挥发油浓度为 800 μg /ml时，交
链孢、腐皮镰刀菌、尖孢镰刀菌的抑制率分别达到
77. 56%、71. 75% 和 70. 07%，而 AL11 和 AL12 的
抑制率分别为 61. 90%和 23. 57%。
挥发油对各供试菌菌丝生长的毒力测定结果
(表 1)表明，挥发油对交链孢、腐皮镰刀菌、尖孢
镰刀菌、AL11 和 AL12 菌丝的生长抑制活性依次
降低。挥发油对病原真菌中的茅苍术自身病原菌
交链孢的毒力最强，其 IC50 最低，为 159． 050 9
μg /ml，而对内生真菌 AL11 和 AL12 的毒力都明显
低于所有病原菌，IC50分别为422． 766 1 μg /ml、
782． 039 3 μg /ml。
图 1 不同浓度挥发油对供试真菌菌丝的抑制率
Fig． 1 Growth inhibitory effect of Atractylodes lancea volatile
oil on tested strains
表 1 挥发油对供试真菌生长毒力分析
Table 1 The virulence of A． lancea volatile oil to tested strains
供试菌 回归方程 相关系数 回归系数 IC50(μg /ml)
交链孢 Y = 0． 914 4x + 2． 986 8 0． 927 4 0． 338 6 159． 050 9
腐皮镰刀菌 Y = 0． 839 0x + 3． 055 3 0． 976 4 0． 166 9 207． 858 2
尖孢镰刀菌 Y = 1． 284 8x + 1． 872 9 0． 917 0 0． 511 7 271． 466 7
AL11 Y = 0． 530 2x + 3． 607 0 0． 973 3 0． 105 9 422． 766 1
AL12 Y = 0． 934 1x + 2． 297 6 0． 965 5 0． 177 5 782． 039 3
通过平板滤纸片扩散法测定挥发油及各组分对
3 种病原真菌、2 种内生真菌的抑菌圈直径。从表 2
可以看出，挥发油对 5 种供试菌均可形成抑菌圈。
β-桉叶醇和茅术醇滤纸片对 5 种供试真菌均未形成
抑菌圈，菌落紧贴滤纸片边缘。苍术酮和苍术素对
交链孢、腐皮镰刀菌形成的抑菌圈直径大于尖孢镰
刀菌，苍术酮对 AL12 无抑制作用，对 AL11 形成较
小的抑菌圈。和苍术酮相比，苍术素对病原真菌、内
生真菌形成的抑菌圈直径较大。
挥发油及其两种组分苍术酮和苍术素对病原真
菌都显示出较强的抑菌效果，对内生真菌的影响较
小。这可能是内生真菌适应了宿主体内高浓度挥发
油的环境，而这种适应能力在更高浓度的挥发油 2
种组分苍术酮和苍术素的胁迫下会在一定程度上被
破坏，从而显示出一定程度的抑制。挥发油和各组
分对尖孢镰刀菌的次级代谢物的产生有抑制能力，
尖孢镰刀菌试验组对照培养基中初始菌落为白色，1
d后迅速产生紫色的代谢物，而添加挥发油和各组
分后，2 d后才产生紫色代谢物且颜色较对照组浅。
2． 2 挥发油各组分对病原真菌孢子萌发的影响
既然 β-桉叶醇和茅术醇对内生真菌、病原真菌
均无抑制作用，说明苍术酮和苍术素可能是茅苍术
与其内生真菌建立拮抗平衡的关键物质，因此后续
试验有必要以苍术酮和苍术素为材料进一步具体考
察其对病原真菌和内生真菌的影响。由表 3 可知，
当苍术素浓度为 0. 1 mg /ml时，交链孢和尖孢镰刀
菌的孢子萌发率分别为 56. 69%和 70. 64%，与对照
有显著差异，而腐皮镰刀菌在苍术素浓度达到 0. 3
mg /ml时才受到显著影响，此时其孢子萌发率降至
75. 27%。当苍术酮浓度为 0. 2 mg /ml时，交链孢和
尖孢镰刀菌的孢子萌发率才显著降低，分别为
33. 44%和 66. 92%，腐皮镰刀菌的孢子萌发率在苍
术酮浓度为 0. 5 mg /ml时才受到影响，为 69. 94%。
综合分析，苍术素对病原真菌孢子萌发的抑制效果
大于苍术酮，并且对于交链孢、尖孢镰刀菌、腐皮镰
刀菌孢子萌发率的影响呈依次降低趋势。
3721陈 飞等:茅苍术挥发油及主要组分对 3 种病原菌和 2 种内生菌的抑菌活性
表 2 茅苍术挥发油及各组分对供试菌的抑菌圈直径
Table 2 Inhibition zone diameters of A． lancea volatile oil and its components to tested strains
处理组
交链孢抑菌圈
直径 (cm)
腐皮镰刀菌抑
菌圈直径(cm)
尖孢镰刀菌抑
菌圈直径(cm)
AL12 抑菌
圈直径(cm)
AL11 抑菌
圈直径(cm) 对照
挥发油 0． 98 ± 0． 26c 0． 93 ± 0． 22c 0． 95 ± 0． 14a 0． 88 ± 0． 12b 1． 01 ± 0． 19b 0． 60 ± 0
β-桉叶醇 0． 60 ± 0d 0． 60 ± 0d 0． 60 ± 0d 0． 60 ± 0c 0． 60 ± 0d 0． 60 ± 0
茅术醇 0． 60 ± 0d 0． 60 ± 0d 0． 60 ± 0d 0． 60 ± 0c 0． 60 ± 0d 0． 60 ± 0
苍术酮 1． 27 ± 0． 15b 1． 23 ± 0． 10b 0． 82 ± 0． 12c 0． 60 ± 0c 0． 88 ± 0． 19c 0． 60 ± 0
苍术素 1． 97 ± 0． 22a 1． 52 ± 0． 40a 0． 90 ± 0． 11b 1． 05 ± 0． 17a 1． 22 ± 0． 25a 0． 60 ± 0
同一列不同小写字母表明挥发油及各组分的抑菌圈直径差异显著(P ＜ 0． 05)。
表 3 苍术酮和苍术素对供试菌孢子萌发的影响
Table 3 Effect of different concentrations of atractylon and atractydin on sporulation of tested strains
浓度
(mg /ml)
苍术酮
尖孢镰刀菌孢
子萌发率(%)
腐皮镰刀菌孢
子萌发率(%)
交链孢孢子
萌发率(%)
苍术素
尖孢镰刀菌孢
子萌发率(%)
腐皮镰刀菌孢
子萌发率(%)
交链孢孢子
萌发率(%)
CK 86． 07 ± 1． 57a 93． 53 ± 5． 03a 81． 11 ± 10． 50a 86． 07 ± 1． 57a 93． 53 ± 5． 03a 81． 11 ± 10． 50a
0． 1 84． 17 ± 4． 62a 92． 79 ± 5． 00a 73． 04 ± 13． 67a 70． 64 ± 3． 88b 92． 72 ± 10． 11a 56． 69 ± 7． 07b
0． 2 66． 92 ± 2． 70b 91． 88 ± 9． 37a 33． 44 ± 18． 49b 47． 67 ± 3． 37c 92． 41 ± 5． 94a 56． 75 ± 10． 13b
0． 3 42． 94 ± 2． 26c 97． 50 ± 5． 00a 31． 94 ± 9． 21b 35． 15 ± 1． 73d 75． 27 ± 11． 57b 43． 30 ± 7． 76bc
0． 4 32． 64 ± 4． 05d 90． 28 ± 11． 45a 12． 54 ± 5． 44c 27． 20 ± 6． 23e 67． 86 ± 8． 58b 32． 13 ± 18． 73c
0． 5 24． 45 ± 2． 78e 69． 94 ± 4． 05b 11． 27 ± 2． 63c 18． 27 ± 2． 22f 50． 27 ± 9． 12c 13． 76 ± 4． 35d
同一列不同小写字母表明供试菌孢子萌发率差异显著(P ＜ 0． 05)。
2． 3 苍术酮、苍术素对供试菌菌丝形态的影响
在添加苍术酮、苍术素的 PDA 培养基上，以 5
种供试菌作为试验材料，显微观察(× 20)其菌丝生
长情况。交链孢、AL11 和 AL12 的菌丝分支增多
(图 2) ，菌丝分支间距离明显变短，而对尖孢镰刀菌
和腐皮镰刀菌的菌丝分支影响不明显(表 4)。从图
2 可以看出，在 0. 2 mg /ml的苍术酮和 0. 1 mg /ml的
苍术素条件下，内生真菌 AL11(图 2 A1，图 2 A2)和
病原菌交链孢(图 2 B1，图 2 B2)的菌丝分支较其对
照(图 2A，图 2B)多，分支间距离较短;但上述浓度
的苍术酮和苍术素处理的 AL12 的菌丝分支间距离
(图 2C1、图 2C2)与对照(图 2C)相比并无显著
差异。
表 4 不同挥发油组分下供试菌菌丝分支间距
Table 4 Distance between hyphal branches of pathogenic fungi exposed to different components of volatile oil
供试菌
挥发油组分
苍术素 苍术酮 对照
交链孢菌丝分支间距(μm) 165． 46 ± 82． 53a 252． 46 ± 67． 14b 356． 31 ± 42． 87c
尖孢镰刀菌菌丝分支间距(μm) － － －
腐皮镰刀菌菌丝分支间距(μm) － － －
AL11 菌丝分支间距(μm) 59． 35 ± 12． 99b 77． 81 ± 7． 27a 148． 38 ± 32． 48c
AL12 菌丝分支间距(μm) 173． 61 ± 41． 59a 170． 23 ± 29． 82a 356． 07 ± 37． 05b
－表示分支极少，不具有统计学意义;同一列不同小写字母表明供试菌菌丝分支间距差异显著(P ＜ 0． 05)。
以病原菌交链孢和内生真菌 AL11 作为试验材 料，扫描电镜观察其菌丝在苍术酮和苍术素下生长
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情况。对照组中菌丝形态光滑，呈线状(图 3E，
3F)。苍术酮处理交链孢后，菌丝异常断裂(图 3A)
或明显断痕(图 3B)导致细胞内物质的流失;苍术素
处理后，交链孢菌丝表面有疣状突起(图 3C)和菌丝
异常褶皱(图 3D)。对于内生真菌 AL11，在苍术酮
试验组中的菌丝与对照无显著差异(图 3I) ，而在苍
术素试验组中菌丝表面也呈现类似的疣状突起(图
3G)或者在菌丝表面有发疱现象(图 3H)。
A:AL11 对照 CK;A1:苍术酮处理的 AL11;A2:苍术素处理的 AL11;B:交链孢对照 CK;B1:苍术酮处理的交链孢;B2:苍术素处理的交链孢;
C:AL12 对照 CK;C1:苍术酮处理的 AL12;C2:苍术素处理的 AL12。
图 2 苍术酮、苍术素下菌丝生长情况
Fig． 2 Growth of hyphae exposed to atractlon and atractydin
A、B:苍术酮处理的交链孢;C、D:苍术素处理的交链孢;E:交链孢对照 CK;F:AL11对照 CK;I:苍术酮处理的 AL11;G、H:苍术素处理的 AL11。
图 3 苍术酮、苍术素对供试真菌菌丝扫描电镜结果
Fig． 3 Scanning electron microscopy of hyphae exposed to atractylon and atractydin
3 讨 论
由于内生菌在植物体内普遍存在，因而内生菌
与宿主植物之间的互作研究已经成为教科书中微生
物介导植物与草食动物之间关系的一种“模型”。
内生菌一般分为两类，一类来源于种子，称为垂直传
5721陈 飞等:茅苍术挥发油及主要组分对 3 种病原菌和 2 种内生菌的抑菌活性
播型;另一类来源于外界随机的感染，称为水平传播
型［18］。大部分内生菌属于后者，和前者相比，后者
增加了传染性传播的机会和毒力［19］，而宿主产生的
次级代谢物是平衡内生菌与宿主的关键物质。根据
传播方式和生殖方式，内生菌与植物关系从对抗进
化为互惠共生［20］。这种互惠共生关系不仅表现为
内生菌促进宿主植物生长(生理生化指标的提高)、
次级代谢物的积累［21］，还表现在宿主受到生物胁迫
时，内生菌产生能抑制病原菌的物质［22］。内生菌拥
有某些与病原菌相类似的结构，这些结构都是引发
植物排斥反应的信号分子。内生菌从体外侵入植物
必然伴随着植源性活跃诱导子的释放，因此，内生菌
在长期进化中形成了克服宿主非特异性防御的机制
维持自身在宿主体内的生态位并保持宿主细胞完整
性。虽然内生菌能够适应宿主体内环境，但宿主植
物也通过某种机制严格限制内生菌的生长，研究发
现高浓度茅苍术挥发油限制内生真菌的生长，导致
菌丝分支增多，菌丝生长减慢，气生菌丝不发达［23］。
药用植物产生的活性物质通常具有抑菌、抗病
毒、抗肿瘤等功效，其体内的内生真菌存在某种适应
机制以应对植物体内产生的有毒物质。茅苍术挥发
油是宿主植物代谢产生的限制内生真菌过度生长的
因子。本研究抑菌试验发现茅苍术挥发油对于土传
病原真菌尖孢镰刀菌和腐皮镰刀菌均有良好的抑菌
效果。研究发现茅苍术与花生间作时，根系分泌的
挥发油抑制了土壤病原菌的生长，促进有益微生物
的生长从而提高了花生的产量［24］。挥发油 4 种主
要成分中苍术酮和苍术素对病原真菌的孢子萌发有
强烈抑制能力。Zhen 等［25］发现苍术酮可以有效减
缓由 CCL4 引起的小鼠肝中毒，Jeong 等［26］的研究
结果也表明苍术酮对关节炎、支气管炎、呼吸道感染
等疾病有一定的药理活性。苍术素对大肠杆菌和金
黄色葡萄球菌有抑制作用［27］，但是对真菌的抑制作
用鲜有文献报道，我们首次发现挥发油及其组分苍
术酮和苍术素对植物病原真菌有极强的抑制作用，
可以应用于对该病害的防治。病原真菌在含有苍术
酮和苍术素的培养基上生长导致菌丝褶皱、断裂，可
能是由于菌丝特定位点上囊泡的缺失引起，从而影
响了病原菌胞吐过程［28］，阻断了病原菌代谢，限制
其生长。
茅苍术挥发油对内生真菌生长的限制作用弱于
病原真菌，体外试验结果证明茅苍术挥发油对内生
真菌生长的抑制率较低，但苍术酮和苍术素能导致
内生真菌菌丝分支增多，在一定程度上抑制菌体生
长，这与课题组之前的研究结果［23］一致。说明内生
真菌在茅苍术体内生长受到苍术酮和苍术素的抑
制，苍术酮和苍术素很可能是内生真菌与宿主建立
拮抗平衡的关键物质。
参考文献:
［1］ 周 洁，郭兰萍，黄璐琦，等． 基于道地药材标准的炮制苍术挥
发油变化规律研究［J］． 中国中药杂志，2009，44(8) :
567-570．
［2］ 陈佳昕，戴传超，李 霞． 茅苍术内生真菌的分离鉴定及在组
培苗中的回接［J］． 广西植物，2008，28(2) :256-260．
［3］ 方 芳，戴传超，王 宇． 一氧化氮和过氧化氢在内生真菌小
克银汉霉属 AL4 诱导子促进茅苍术细胞挥发油积累中的作用
［J］． 生物工程学报，2009，25(10) :1490-1496．
［4］ 张 波，戴传超，方 芳，等． 三种内生真菌对茅苍术组培苗的
生长及主要挥发油成分的影响［J］． 生态学杂志，2009，28
(4) :704-709．
［5］ RODRIGUEZ R J，WHITE J F，ARNOLD A E，et al． Fungal en-
dophytes:diversity and functional roles ［J］． New Phytologist，
2009，182(2) :314-330．
［6］ LI Y C，TAO W Y，CHENG L． Paclitaxel production using co-
culture of Taxus suspension cells and paclitaxel producing endo-
phytic fungi in a co-bioreactor［J］． Applied Microbiology and Bio-
technology，2009，83(2) :233-239．
［7］ 李 霞，王 超，任承刚，等． 植物内生真菌 B3 和不同施氮量
对水稻生长和产量的影响［J］． 江苏农业学报，2009，25(6) :
1207-1212．
［8］ 王兰英，廖凤仙，骆焱平． 九里香内生真菌 HBS-1 的鉴定及其
对芒果采后病害的防效［J］． 江苏农业学报，2012，28(1) :
41-45．
［9］ RAHMAN M H，SAIGA S． Endophytic fungi (Neotyphodium co-
enophialum)affect the growth and mineral uptake，transport and
efficiency ratios in tall fescue (Festuca arundinacea) ［J］． Plant
and Soil，2005，272(1-2) :163-171．
［10］ WANG Y，DAI C C，CAO J L，et al． Comparison of the effects of
fungal endophyte Gilmaniella sp． and its elicitor on Atractylodes
lancea plantlets［J］． World Journal of Microbiology and Biotech-
nology，2012，28(2) :575-584．
［11］ SUO Y Y，LEUNG D W M． Elevation of extracellular β-1，3-glu-
canases and chitinase activities in rose in response to treatment
with acibenzolar-S-methyl and infection by D． rosae［J］． Journal
of Plant Physiology，2001，158(8) :971-976．
［12］ KOGEL K H，FRANKEN P，HCKELHOVEN R． Endophyte or
parasite-what decides? ［J］． Current Opinion in Plant Biology，
2006，9(4) :358-363．
［13］ BOUARAB K，MELTON R，PEART J，et al． A saponin-detoxif-
6721 江 苏 农 业 学 报 2015 年 第 31 卷 第 6 期
ying enzyme mediates suppression of plant defences［J］． Nature，
2002，418 (6900) :889-892．
［14］ 李 蕾，刘付燕，任承钢，等． 1 株选择性降解茅苍术挥发油的
内生真菌筛选与鉴定［J］． 中国中药杂志，2012，37(19) :
2855-2862．
［15］ 赵翔宇． 苍术挥发油指纹图谱研究及 2 株真菌对茅苍术组培
苗的影响［D］． 南京:南京师范大学，2014．
［16］ ZHAO J L，MOU Y，SHAN T J，et al． Antimicrobial metabolites
from the endophytic fungus Pichia guilliermondii isolated from
Pairs polyphylla var． yunnanensis ［J］． Molecules，2010，15
(11) :7961-7970．
［17］ CARDOSO C，CHARNIKHOVA T，JAMIL M，et al． Differential
activity of Striga hermonthica seed germination stimulants and
Gigaspora rosea hyphal branching factors in rice and their contribu-
tion to underground communication ［J］． PLoS ONE，2014，9
(8) :e104201．
［18］ YANG T，CHEN Y，WANG X X，et al． Plant symbionts:keys to
the phytosphere［J］． Symbiosis，2013，59(1) :1-14．
［19］KARI S，SAARI S，HELANDER M． Defensive mutualism between
plants and endophytic fungi? ［J］． Fungal Diversity，2010，41
(1) :101-113．
［20］ SAIKKONEN K，LEHTONEN P，HELANDER M，et al． Model
systems in ecology:dissecting the endophyte-grass literature［J］．
Trends in Plant Science，2006，11(9) :428-433．
［21］ LUDWIG-MLLER J． Plants and endophytes:equal partners in
secondary metabolite production? ［J］． Biotechnology Letters，
2015，37(7) :1325-1334．
［22］ ALY A H，DEBBAB A，KJER J，et al． Fungal endophytes from
higher plants:a prolific source of phytochemicals and other bioac-
tive natural products［J］． Fungal Diversity，2010，41(1) :1-16．
［23］ 王 宇，戴传超，陈 晏． 茅苍术挥发油对三种内生真菌及其
中外源真菌的抑菌活性［J］． 应用生态学报，2009，20(11) :
2778-2784．
［24］ 戴传超，谢 慧，王兴祥，等． 间作药材与接种内生真菌对连作
花生土壤微生物区系及产量的影响［J］． 生态学报，2010，30
(8) :2105-2111．
［25］ ZHEN O Y，ZHANG L，ZHAO M，et al． Identification and quan-
tification of sesquiterpenes and polyacetylenes in Atractylodes lan-
cea from various geographical origins using GC-MS analysis［J］．
Revista Brasileira de Farmacognosia Brazilian Journal of Pharma-
cognosy，2012，22(5) :957-963．
［26］ JEONG S I，KIM S Y，KIM S J，et al． Antibacterial activity of
phytochemicals isolated from Atractylodes japonica against methicil-
lin-resistant staphylococcus aureus ［J］． Molecules，2010，15
(10) :7395-7402．
［27］ CHEN Y J，WU Y X，WANG H X，et al． A new 9-nor-atractylo-
din from Atractylodes lancea and the antibacterial activity of the at-
ractylodin derivatives［J］． Fitoterapia，2012，83(1) :199-203．
［28］ YAHYAZADEH M，OMIDBAIGI R，ZARE R，et al． Effect of
some essential oils on mycelial growth of Penicillium digitatum
Sacc ［J］． World Journal of Microbiology and Biotechnology，
2008，24(8) :1445-1450．
(责任编辑:陈海霞)
7721陈 飞等:茅苍术挥发油及主要组分对 3 种病原菌和 2 种内生菌的抑菌活性