中草藥水浸提液對(duì)5種植物病原真菌的影響

蔣晶晶 彭沛穰 蘇鋒鋒 周昭旭 杜蕙

摘要?[目的] 探索對(duì)植物病原真菌具有抑菌活性的中草藥。[方法] 在室內(nèi)采用菌絲生長(zhǎng)速率法測(cè)定黃連、黃芩和大黃水浸提液?jiǎn)蝿┘捌鋸?fù)合劑不同濃度對(duì)5種植物病原真菌菌絲的抑制作用。[結(jié)果] 60%黃連、黃芩和大黃水浸提液對(duì)辣椒疫霉病菌和西瓜蔓枯病菌抑制率分別達(dá)97.7%和88.2%、87.3%和84.3%、73.5%和84.5%，抑制效果均較好;大黃對(duì)葡萄灰霉病菌的抑制效果優(yōu)于黃連和黃芩，抑制率可達(dá)59.0%;黃連對(duì)葡萄炭疽病菌和玉米莖基腐病菌的抑制效果優(yōu)于黃芩和大黃;除葡萄灰霉病菌外，不同濃度的水浸提液復(fù)合劑對(duì)其他4種病原真菌的抑制率均高于大黃，低于黃連，總體抑制效果及趨勢(shì)與黃芩相近。[結(jié)論] 黃連水浸提液抑菌范圍最廣、效果最好，可進(jìn)一步為新型天然殺菌劑的研制和開發(fā)提供新途徑。

關(guān)鍵詞?黃連;黃芩;大黃;水浸提液;抑菌率

中圖分類號(hào)?S?482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2020）17-0172-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.17.044

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effect of Chinese Herbal Medicine Water Extract on Five Plant Pathogenic Fungi

JIANG Jing?jing1，2， PENG Pei?rang3， SU Feng?feng3 et al

（1.Institue of Plant Protection，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou，.Gansu730070;2.Scientific Observing and Experimental Station of Crop Pests in Tianshui，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Tianshui， Gansu 741000;3.College of Life Sciences， Northwest Normal University， Lanzhou， Gansu 730070）

Abstract?[Objective] To explore Chinese herbal medicines that have antifungal activity against phytopathogenic fungi.[Method] The mycelial growth rate method was used to determine the single?agent and compound of Coptis chinensis，Scutellaria and Rhubarb water extracts in different concentrations against the five plant pathogenic fungal mycelia.[Result]60% of Coptis chinensis，Scutellaria and Rhubarb water extracts had inhibition rates of 97.7% and 88.2%，87.3% and 84.3%，73.5% and 84.5%，respectively，against Phytophthora capsici and Mycospharella melonis，had the better inhibitory effects;Rhubarb had better inhibitory effects on Botrytis cinerea than Coptis chinensis and Scutellaria，with an inhibition rate of 59.0%;Coptis chinensis had better effects on Colletotrichum gloeosporioides and Fusarium oxysporum than Scutellaria and Rhubarb;except for Botrytis cinerea，the inhibitory rates of different concentrations of water extract solution complexes on the other four pathogenic fungi were higher than Rhubarb and lower than Coptis chinensis，and the overall inhibition effect and trend were similar to that of Scutellaria.[Conclusion]It indicated that Coptis chinensis water extract had the wide range of antifungal and had the best effect，which can further provide a new way for the research and development of new natural fungicides.

Key words?Coptis chinensis;Scutellaria;Rhubarb;Water extraction;Inhibition rate

植物病原真菌對(duì)植物造成嚴(yán)重的危害，如引起葡萄灰霉病的灰葡萄孢（Botrytis cinerea ），其寄主范圍極其廣泛，能侵染200多種農(nóng)作物，并在多種重要作物上造成重大經(jīng)濟(jì)損失[1];引起辣椒疫病的辣椒疫霉菌（Phytophthora capsic），常引起病害的流行發(fā)生，導(dǎo)致植株成片死亡，損失嚴(yán)重，嚴(yán)重時(shí)病株率達(dá)80%以上[2]。由于大多數(shù)病原真菌變異能力強(qiáng)，致病力分化明顯，傳統(tǒng)防治方法主要依靠化學(xué)農(nóng)藥來(lái)防治病害，大量化學(xué)農(nóng)藥的使用容易誘導(dǎo)病菌產(chǎn)生抗藥性，一方面導(dǎo)致化學(xué)農(nóng)藥的防治效果降低，加大了防治難度，另一方面嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，開發(fā)新型環(huán)保的化學(xué)農(nóng)藥替代品勢(shì)在必行。

生物防治是目前國(guó)內(nèi)外防治植物病害的研究熱點(diǎn)，主要包括拮抗菌（真菌、細(xì)菌）和天然產(chǎn)物防治。大多數(shù)生防菌株由于自身的局限性和環(huán)境條件等因素的影響，只有少量生防資源可實(shí)際應(yīng)用且防治效果不理想，穩(wěn)定性較差，植物源農(nóng)藥研究的興起為植物病害的生物防治開辟了一條新的途徑[3]。我國(guó)中草藥資源豐富，品種繁多，許多中草藥含抑菌活性物質(zhì)，是防治有害微生物的天然寶庫(kù)[4]。如黃連、大蒜和黃芩對(duì)菊果膠桿菌具有顯著抑菌效果[5];白花蛇舌草、金錢草、丹參和甘草配伍對(duì)細(xì)菌和霉菌抑菌效果最好[6];連翹、大黃水提物對(duì)大斑病凸臍蠕孢菌具有明顯的抑制效果[7];黃連對(duì)柑橘采后3種病原菌具有較強(qiáng)的抑制作用和防治潛力，綜合抑菌率達(dá)98.37%[8]。

筆者選取平時(shí)多見且醫(yī)用有消炎作用的毛茛科黃連（Coptis chinensis）、唇形科黃芩（Scutellaria）和廖科大黃（Rhubarb），制備3種中草藥的不同濃度水浸提液以及不同濃度復(fù)合劑，以5種不同的植物病原真菌（辣椒疫霉病菌、西瓜蔓枯病菌、葡萄炭疽病菌、葡萄灰霉病菌和玉米莖基腐病菌）為測(cè)試對(duì)象，研究3種中草藥的農(nóng)用抑菌活性，旨在為新型生物農(nóng)藥開發(fā)提供依據(jù)，為中草藥利用提供新思路。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料?供試中草藥：黃連、黃芩，大黃均為市售。

供試菌株：葡萄炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）、葡萄灰霉病菌（Botrytis cinerea）、西瓜蔓枯病菌（Mycospharella melonis）、辣椒疫霉病菌（Phytophthora capsici）、玉米莖基腐病菌（Fusarium oxysporum），均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所經(jīng)濟(jì)作物病害研究室分離保存。

供試培養(yǎng)基：馬鈴薯葡萄糖瓊脂（potato dextrose agar，PDA）培養(yǎng)基，即馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂18 g、蒸餾水1 000 mL，pH自然。

1.2?試驗(yàn)方法

1.2.1?中草藥水浸提液的制備與稀釋。參考徐國(guó)鈞等[9]的方法，取中草藥100 g在1 000 mL蒸餾水中浸泡20 min，然后在電磁爐上加熱至煮沸，轉(zhuǎn)小火煮30 min（溫度160 ℃左右），用紗布過(guò)濾出濾液。濾渣再加水500 mL，同樣方法煎煮約30 min后過(guò)濾，取2次濾液混合，用蒸餾水定容至1 000 mL（即中草藥水浸提液）。

取浸提液50、100、150、250及300 mL，用蒸餾水分別定容至500 mL，即制成濃度為10%、20%、30%、50%及60%的浸提液，密封置冰箱中冷藏備用。

將幾種中草藥水浸提原液按體積等量（1∶1∶1）混合后，制成中草藥水浸提液復(fù)合劑，分別用蒸餾水稀釋成濃度為10%合劑、30%合劑、60%合劑，密封置冰箱中冷藏備用。

1.2.2?含藥培養(yǎng)基的制備。用中草藥水浸提液代替PDA培養(yǎng)基中等量的水，配制含藥PDA培養(yǎng)基。

1.2.3?含藥培養(yǎng)基抑菌效果的測(cè)定。將供試菌株在PDA培養(yǎng)基活化培養(yǎng)3 d后，在接近菌落邊緣生長(zhǎng)一致的地方打取直徑5 mm的菌餅，單個(gè)菌餅菌絲面朝下緊貼含藥PDA平板中央接入，以PDA為空白對(duì)照，每處理重復(fù)3次，置于26 ℃條件下培養(yǎng)6 d，第7天采用十字交叉法測(cè)量菌落直徑。依據(jù)記錄菌落直徑，計(jì)算各處理濃度對(duì)所測(cè)真菌菌絲的生長(zhǎng)抑制率。菌絲生長(zhǎng)抑制率=（D0-Dt）/D0×100%，其中，D0為空白對(duì)照的菌落直徑增長(zhǎng)量，Dt 為藥劑處理的菌落直徑增長(zhǎng)量，菌落直徑增長(zhǎng)量=測(cè)得的菌落直徑-菌餅的直徑。

1.3?數(shù)據(jù)分析?利用SPSS 17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著檢驗(yàn)。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同濃度的黃連水浸提液對(duì)5種病原菌的抑制效果

黃連水浸提液對(duì)供試的5種病原菌均具有較好的抑制作用（表1），其中對(duì)辣椒疫霉病菌和西瓜蔓枯病菌效果最好，當(dāng)浸提液濃度僅為10%時(shí)抑制率達(dá)82.5%和75.9%，且隨著濃度升高抑制率也升高;60%的黃連浸提液對(duì)葡萄炭疽病菌和玉米莖基腐病菌也具有一定的抑制效果，抑菌率達(dá)50%以上;黃連水浸提液對(duì)葡萄灰霉病菌抑菌效果最差，且當(dāng)濃度為50%時(shí)抑菌率不再隨著濃度的升高而升高。

2.2?不同濃度的黃芩水浸提液對(duì)5種病原菌的抑制效果

10%的黃芩水提液對(duì)辣椒疫霉和西瓜蔓枯菌抑制率均超過(guò)50%，且隨著黃芩濃度的提高，抑制率也增強(qiáng)，可達(dá)873%;對(duì)葡萄灰霉病菌抑制效果較弱，當(dāng)濃度達(dá)60%時(shí)抑制率達(dá)44.3%;對(duì)葡萄炭疽病菌和玉米莖基腐病菌的抑制效果最弱，且隨著黃芩水提液濃度的升高，并沒(méi)有顯著提高其抑菌效果，其中對(duì)葡萄炭疽病菌的抑制效果表現(xiàn)出高濃度反而降低（表2）。

2.3?不同濃度的大黃水浸提液對(duì)5種病原菌的抑制效果

大黃水提液對(duì)辣椒疫霉和西瓜蔓枯抑制效果最好，隨著大黃濃度的提高抑制率也增強(qiáng)，當(dāng)浸提液濃度為60%時(shí)抑制率分別為73.5%和84.0%;其次為葡萄灰霉病菌，當(dāng)浸提液濃度為60%時(shí)抑制率達(dá)59.0%;對(duì)葡萄炭疽病菌和玉米莖基腐病菌的抑制效果最弱（表3）。

2.4?不同濃度的水浸提液復(fù)合劑對(duì)菌株的抑菌效果

將3種中草藥水浸提液按體積等量（1∶1∶1）混合后，制成中草藥水浸提液復(fù)合劑，用蒸餾水稀釋成10%合劑、30%合劑、60%合劑。由圖1可知，除灰葡萄孢外，不同濃度的3種水浸提液復(fù)合劑對(duì)其他4種植物病原真菌菌絲生長(zhǎng)抑制率均高于不同濃度的大黃水浸提液，低于不同濃度的黃連水浸提液，總體抑制效果及趨勢(shì)與黃芩水浸提液相近;水浸提液復(fù)合劑對(duì)葡萄灰霉的抑制效果最差，弱于3種中草藥水浸提液?jiǎn)为?dú)作用。表明將3種中草藥混合后，抑菌成分均存在，沒(méi)有顯著提高藥效或者減弱藥效。

3?結(jié)論與討論

中草藥作為天然的抑菌藥物，其抗菌、低毒、無(wú)副作用、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代預(yù)防和抗真菌細(xì)菌感染方面發(fā)揮了積極作用。研究證實(shí)在對(duì)人體致病菌有抑制作用的常見中草藥中，有的對(duì)植物病菌有一定的抑菌效果。周勇等[5]研究發(fā)現(xiàn)黃連對(duì)菊果膠桿菌抑菌效果最優(yōu)，黃芩次之;李家洲等[10]研究發(fā)現(xiàn)黃連水提液對(duì)尖孢鐮孢菌具有較好的抗菌效果，與該研究結(jié)果基本一致;王艷紅等[11]研究發(fā)現(xiàn)中藥黃連對(duì)番茄早疫病菌的抑菌效果最好，大黃次之，抑制率達(dá)93.9%。該試驗(yàn)中黃連對(duì)5種病原真菌均表現(xiàn)出較好的抑制效果，對(duì)辣椒疫霉病菌和西瓜蔓枯病菌的抑制率分別達(dá)97.7%和88.2%，對(duì)葡萄灰霉病的抑制效果最差，但濃度為60%時(shí)抑制率也能達(dá)44.5%，表明黃連水浸提液不但抗菌譜廣泛，還具有良好地抑制真菌菌絲生長(zhǎng)的作用，為后期研發(fā)綠色農(nóng)藥防治疫霉病、西瓜蔓枯病、炭疽病、枯萎病等提供新思路。楊金鳳等[12]研究發(fā)現(xiàn)黃芩對(duì)桃褐腐病菌抑菌率達(dá)80%以上，對(duì)供試的16種植物病原真菌也有不同的抑制效果，抑菌譜較廣;金麗瓊等[7]研究發(fā)現(xiàn)大黃水提物對(duì)大斑病凸臍蠕孢菌具有良好的抑制效果。該研究中黃芩和大黃水浸提液濃度為60%對(duì)辣椒疫霉、西瓜蔓枯、葡萄灰霉病菌也表現(xiàn)出較好的抑制效果，進(jìn)一步擴(kuò)大了中草藥的抗菌譜，為中草藥的開發(fā)利用提供了參考。

種類繁多的植物次生代謝產(chǎn)物雖然能夠?yàn)橹参镌纯咕芯刻峁V闊空間，但其成分復(fù)雜、分離困難、抑菌機(jī)制還不明確，使得植物源抑菌劑的應(yīng)用受到很大的限制[13]。目前主要對(duì)已經(jīng)明確化合物成分的植物活性物質(zhì)進(jìn)行單獨(dú)或按照一定比例進(jìn)行復(fù)配后的抑菌機(jī)理評(píng)價(jià)及抑菌效果研究。配伍后的中藥并不是某種單味化學(xué)成分的相加，而是某些化學(xué)成分溶出率的改變、水解、氧化、揮發(fā)、螯合、沉淀等化學(xué)和物理變化，使得原有的某些化學(xué)成分消失或產(chǎn)生新的化合物從而能夠避免某種藥單獨(dú)作用藥效不夠又能夠避免某種藥作用損害造成損傷的困境即出現(xiàn)減毒、增效的效果[14]。該研究中黃連、黃芩和大黃3種中草藥復(fù)配的合劑，藥效并未出現(xiàn)明顯的減毒或者增效的效果，抑菌率總體趨勢(shì)為黃連>復(fù)合劑≥黃芩>大黃，這可能與中草藥的成分及中藥配伍的復(fù)雜性有關(guān)。目前中草藥及配伍大部分研究處于篩選和初步探索階段，仍存在許多問(wèn)題有待解決。未來(lái)植物源抑菌方面應(yīng)大力發(fā)展成分分離技術(shù)，有效利用各成分，將抑菌研究與其他研究領(lǐng)域相結(jié)合，做到資源高效利用，從而降低生物農(nóng)藥應(yīng)用成本，更好地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

中草藥活性成分復(fù)雜，提取方法和所用溶劑不同，提取

物中的化學(xué)成分也不同。該研究采用中草藥水浸提液進(jìn)行試驗(yàn)，避免了提取過(guò)程中有機(jī)試劑對(duì)環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)成本，具有生產(chǎn)簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、無(wú)污染等特點(diǎn)。但僅在室內(nèi)測(cè)定了3種中草藥水浸提液的抑菌活性，試驗(yàn)結(jié)果尚需在溫室盆栽及田間進(jìn)一步驗(yàn)證。

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