55種中草藥提取物對2種植物病原菌的生物活性

孫 偉, 蔣紅云, 張燕寧, 張 蘭, 何偉志

(中國農業科學院植物保護研究所,植物病蟲害生物學國家重點實驗室,農業部農藥化學與應用技術重點開放實驗室,北京 100193)

長期以來,農藥的使用對防治有害生物和提高農業經濟效益都起到了不可忽視的作用[1]。植物源農藥作為生物合成農藥的一部分,以其低毒、選擇性高、易降解等獨特優勢獲得了新的發展機遇[2]。從植物中尋找具有抑菌活性的物質是農藥研發的一條重要途徑[3]。我國對抑菌植物資源做了大量的研究,最近研究發現的小花假澤蘭、枇杷葉、毛竹葉、石韋、廣玉蘭葉、鵝掌楸葉等植物具有較好的抑菌活性[4-9]。本試驗以蘋果腐爛病菌、棉花立枯病菌為對象,采用生長速率法對55種植物的乙醇、丙酮提取物進行了室內抑菌活性測定,篩選出一批具有較高生物活性的植物,為進一步研制新型植物源殺菌劑打下了基礎。

1 材料與方法

1.1 供試中草藥資源

試驗所用中草藥種類見表1,隸屬于30個科,均購于河北省安國藥材市場。由中國醫學科學院藥用植物研究所高微微研究員鑒定。

1.2 供試植物病原菌

蘋果腐爛病菌[Va lsa ceratosperma(Tode et Fr.)Maire]、棉花立枯病菌(Rhizoctonia solani Kühn)由中國農業科學院植物保護研究所農業有害生物基本調查創新研究組提供。

1.3 中草藥提取液的制備

采用超聲波提取法,將供試中草藥在40℃恒溫干燥箱中鼓風吹干至發脆,用萬能粉碎機將中草藥材料粉碎,過425μm篩后備用。稱取各植物樣品50 g,放入不同的棕色廣口瓶中,分別加入500 ML 95%乙醇或丙酮,攪拌使溶劑完全浸沒中草藥材料并置于30℃的條件下超聲提取0.5 h后,置于避光處靜置24 h后減壓抽濾,殘渣再次采取同樣方法進行處理,共重復3次。合并3次濾液,用旋轉蒸發儀在40℃條件下減壓濃縮至無溶劑蒸出,提取物稱重,計算提取率,后用V(丙酮)∶V(水)=1∶1溶解定容至含干物質2 g/ML,密封后放入4℃冰箱中保存備用。

表1 供試植物種類及使用部位

1.4 抑菌活性的離體測定

采用生長速率法[10]進行抑菌活性的測定。

將培養基加熱熔化,冷卻至45～50℃,加入供試藥液0.9 ML制成含藥液的培養基60 ML(30mg/ML),并分別倒入3個培養皿中冷卻,V(丙酮)∶V(水)=1∶1作溶劑對照,80%多菌靈可濕性粉劑800 Mg/L為陽性對照。以無菌操作手續,用打孔器打取圓形菌塊后用接種針挑至培養皿中央,然后將培養皿置于25℃培養箱中培養即可。當空白對照組菌落生長至充滿培養皿約80%時,采用十字交叉法測量供試病菌的菌落直徑,計算生長抑制率。

2 結果與分析

在質量濃度為30 mg干物質/ML時,55種中草藥的丙酮提取物對蘋果腐爛病菌和棉花立枯病菌的生長抑制率見表2,95%乙醇提取物對2種病菌的生長抑制率見表3。

表2 55種中草藥丙酮提取物對供試病原菌的生長抑制率

表2、表3的試驗結果表明：對于同一植物來說,丙酮、95%乙醇兩種溶劑的提取率均不同,但并無顯著差異,在對植物病原菌的抑制效果上存有較大的差異。對蘋果腐爛病菌而言,苦參、桑白皮、狼毒、藿香、貫眾、白芍丙酮提取物對其有良好的抑制作用,抑制率達到了80%以上;乙醇提取物中,苦參、桑白皮有良好的抑制作用,抑制率達到了85%以上。對棉花立枯病菌而言,丙酮提取物中,苦參、狼毒、貫眾、天名精、草石蠶、地血香、白扁豆、蛇莓、當藥、虎杖、白苞筋骨草、白芍對其有較好的抑制效果,抑制率均達到了90%以上,其中天名精、土木香、白芍、狼毒、貫眾抑制率達到了100%,表現出了強烈的抑菌活性;乙醇提取物中,土木香、苦參、桑白皮有較好的抑制效果,抑制率達到了85%以上。丙酮、95%乙醇兩種溶劑提取物中,對蘋果腐爛病菌和棉花立枯病菌的相對抑制率均達到85%以上的有苦參、桑白皮。

本次試驗中菊科、唇形科、毛茛科、豆科、傘形科的中草藥數量居多,但大部分效果不是很好。菊科植物的丙酮提取物中,天名精、旋復花、土木香、紅花的效果較好,對蘋果腐爛病菌和棉花立枯病菌的抑制率均達到了70%以上。乙醇提取物中,天名精效果相對較好,對蘋果腐爛病菌和棉花立枯病菌的抑制率達到了60%以上。唇形科中僅藿香的丙酮提取物效果相對較好,對蘋果腐爛病菌和棉花立枯病菌抑制率達到了85%以上。毛茛科中白芍的丙酮提取物效果較好,對蘋果腐爛病菌和棉花立枯病菌的抑制率達到了100%。豆科植物中的苦參效果較為顯著,兩種提取物對兩種病菌的抑制效果接近于90%,但其他幾種豆科植物抑制率較低。傘形科的幾種植物效果不是很顯著。

表3 55種中草藥乙醇提取物對供試病原菌的生長抑制率

3 結論與討論

本研究對30個科的55種中草藥的95%乙醇提取物和丙酮提取物進行了體外抑菌活性測定。結果表明多數中草藥提取物對植物病原菌都表現出了不同程度的抑菌活性,苦參、桑白皮的95%乙醇、丙酮提取物均表現出了強烈的抑菌活性,對供試的2種植物病原菌抑制率都在85%以上。李楠發現[11],苦參丙酮粗提物對黃瓜離體葉黑星病菌有一定抑制作用,甲醇粗提物對番茄離體葉灰霉病菌有顯著抑制作用,這與本研究結果較為一致,表明苦參具有較好的抑菌活性,具有較高的應用價值。魯世偉研究表明[9],在 40 mg/ML時,香樟樹、山麥冬、元寶槭、地筍、滸苔、雞爪槭、鵝掌楸、長蒴黃麻和黑松對蘋果腐爛病菌的抑制率達到80%以上。而本研究發現,天名精、苦參、桑白皮的95%乙醇提取物,藿香、白芍、苦參、狼毒、桑白皮、貫眾的丙酮提取物在30 Mg/ML時,對蘋果腐爛病菌也具有80%以上的抑制率。試驗結果表明,很多植物的提取物對植物病原菌都具有一定的抑制作用,并且有些種類的抑菌作用較為強烈,值得進行深入研究。

在我國豐富的中藥植物資源中,有著大量具有抑菌活性的天然產物,開發和利用這些物質,用于農業生產,研制出對環境友好的高效低毒的植物源抑菌劑具有廣闊的應用前景。這為植物病害的有效控制開辟了一條新的途徑。中草藥的成分復雜,其抗菌作用可能是單一的成分,也可能是幾種混合成分共同起作用,本研究只測定了中草藥的丙酮、乙醇提取物在離體條件下對菌絲生長的抑制作用,但是這些提取物往往是多種成分的混合物,究竟是哪種成分抑菌效果最好,還需要進一步的研究。此外,要確定中草藥提取物的田間防治效果還必須進行田間試驗。苦參、桑白皮等中藥植物抑菌活性高,值得對其有效殺菌成分進行分離、純化及結構鑒定,直接利用或作為先導化合物加以開發,有望成為植物源殺菌劑的新品種。

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