菊芋叶片提取物抑菌活性研究

菊芋叶片提取物抑菌活性研究
摘要采用生长速率法测定菊芋叶片5种有机溶剂提取物对3种植物病原真菌的抑菌效果。

结果表明,菊芋叶各溶剂提取物对3种真菌均存在一定的抑制作用,其中丙酮提取物抑菌效果最好,25.0mg/mL丙酮提取物对辣椒灰霉菌的抑菌率达到90.46%±0.535%;各溶剂提取物针对不同的病原真菌最低抑菌浓度(MIC)不同,丙酮提取物对辣椒灰霉菌的MIC最小;为充分利用菊芋资源和进一步研发新型植物源杀菌剂奠定了基础。

关键词菊芋;提取物;抑菌活性;最低抑菌浓度
StudyonAntifungalActivityoftheExtractfromtheLeavesofHelianthusuberosus
HAN Rui 1WANG Li-hui 1ZHONG Qi-wen 1SUN Kui 2LI Yi 1
(1 Institute of Horticulture,Qinghai Academy of Agriculture & Forestry,Xining Qinghai 810016; 2 Institute of Wild Plants,Qinghai Academy of Agriculture & Forestry)
AbstractActive materials from the five extracts of Helianthus uberosus leaves were obtained. The antifungal activities of these extracts to three plant pathogenic fungi were tested using the methods of growth rates in laboratory. The results showed that all of the extracts presented fungistasis to different extent on the three pathogenic fungi. The extract of acetone presented the highest inhibitory activity,and its inhibitory rates to was 90.46%±0.535% at a concentration of 25.0mg/mL. The solvent extract of different concentrations against three phytopathogenic fungi had different MIC value,and the smallest value of MIC was the extract of acetone against Botrytis cinerea. The results will also found a base on the development of new plant-source fungicide.
Key wordsHelianthus tuberosus;extract;antifungal activitie;MIC
随着化学农药的大量使用,环境污染、农药残留、真菌抗药性的产生等问题日益突出,人们越来越倾向于从天然物质中寻找更安全、更高效的物质,以开发新型农药。

植物是生物活性物质的天然宝库,从植物中寻找杀菌、抑菌活性物质的研究已成为当今开发、研制无公害新型杀菌剂的热点之一[1]。

自20世纪90年代以来,天然植物药在全球日益受到重视,很多新的生物资源陆续被发掘利用[2]。

迄今为止,已经发现不少植物中含有对植物病原菌有作用活性的物质,如菇烯类、生物碱、类黄酮、酚类、独特的氨基酸和多糖等[3,4]。

菊芋(Helianthus tuberosus L.)又称洋姜、鬼子姜等,属菊科向日葵属一年生草本植物。

菊芋块茎富含菊糖等果糖多聚物,可以生产酒精,是待开发的能源植物之一,其所含的成分还有重要的药理作用,被美国防癌协会列为30种有防癌作用的蔬菜之一[5]。

菊芋在栽培过程中极少有病菌危害,几乎不需施任何农药化肥,食用安全。

目前国内外就菊芋用于治理沙漠和其深加工方面的研究较多,但有关菊芋叶片生物活性物质及其抑菌活性的研究较少。

本研究利用菊芋叶片的丙酮等5种溶剂粗提取物对辣椒灰霉菌(Botrytis cinerea)等3种病原真菌进行了抑菌试验,旨在拓宽菊芋资源的利用,为进一步研制和开发新型高效植物源杀菌剂提供理论依据和应用基础。

1材料与方法
1.1试验材料
1.1.1供试样品。

供试植物为菊芋,种植于青海大学农林科学院。

其鲜叶采于秋季霜前,室内自然阴干,用粉碎机粉碎制成植物干粉,密封于塑料袋中备用。

1.1.2培养基与试剂。

真菌培养基为PDA培养基;石油醚、丙酮、95%乙醇、乙酸乙酯、氯仿等生化试剂均为市售分析纯。

1.1.3供试菌种。

番茄白粉菌(Erysiphe polygoni DC)、辣椒灰霉菌(Botrytis cinerea)和青霉菌(Penicillium),为实验室保藏菌种。

1.2试验方法
1.2.1提取物的制备。

冷浸法提取抑菌物质。

各称取5份菊芋叶片干粉材料50g,分别加入5种溶剂(石油醚、丙酮、95%乙醇、乙酸乙酯、氯仿)浸泡。

每份材料均浸泡3次,每次所用溶剂量分别为200、200、100mL,提取时间分别为48、48、24h,合并3次提取滤液。

提取液经过减压过滤、浓缩得到黏稠膏状粗提物,放在干燥器内干燥后,置于4℃冰箱保存备用。

1.2.2室内抑菌活性。

采用生长速率法测定不同菊芋叶片提取物对3种植物病原真菌的抑制活性。

在无菌条件下,用打孔器(孔径0.8cm)分别取3种病原真菌菌饼,菌丝面朝下接种于含一定浓度各溶剂提取物的PDA培养基中央,各处理设置3次重复,以加等量的有机溶剂为对照。

25～28℃培养96～120h,用“十”字交叉法测量菌落扩展直径2次,以其平均数代表菌落的大小。

抑菌率的计算公式如下:
纯生长量(cm)=菌落直径平均值-菌饼直径
抑菌率(%)=((对照纯生长量-处理纯生长量)/对照纯生长量)×100
试验结果采用DPS软件进行分析,所有处理均用Excel进行。

1.2.3最低抑菌浓度(MIC)的测定。

将提取物溶液用各自对应有机溶剂配制成一定浓度的母液,在28℃的PDA培养基内,分别加入菊芋各溶剂提取物,混合均匀后制成平板,使各溶液含菊芋提取物分别为25.0、20.0、17.5、15.0、12.5、10.0mg/mL。

测定不同浓度菊芋叶片各溶剂提取物对3种植物病原真菌菌丝生长的抑制情况,每个浓度重复3次,计算抑菌率。

2结果与分析
2.1不同提取物的抑菌效果
由表1可知,菊芋叶片25.0mg/mL的各溶剂提取物处理后,青霉菌、辣椒灰霉菌和番茄白粉菌的菌丝纯生长量与对照处理相比均存在一定差异,说明各溶剂提取物对这3种真菌的生长均起到一定的抑制作用。

丙酮提取物处理的3种真菌纯生长量与对照相比差异显著,对菌丝生长的抑制效果最好,对辣椒灰霉菌、番茄白粉菌、青霉菌的抑菌率分别为90.46%±0.535%、77.17%±0.145%、60.38%±0.401%,显著高于其他提取物处理;氯仿提取物次之;石油醚提取物对3种真菌均相对较差,对青霉菌和番茄白粉菌的抑菌率分别为33.34%±1.182%、22.22%±1.097%,而对辣椒灰霉菌仅12.20%±3.886%;乙酸乙酯和95%乙醇2种提取物处理的3种真菌菌丝的生长情况差异不显著,对番茄白粉菌的抑制效果均相对较好。

由以上分析可知,菊芋叶片各溶剂提取物对植物病原真菌菌丝生长抑制作用的效果为:丙酮提取物抑制效果最好,氯仿提取物次之,石油醚最差,乙酸乙酯和95%乙醇提取物抑菌效果相差不大,且介于氯仿提取物和石油醚提取物之间。

2.2最低抑菌浓度(MIC)
由表2可知,随着菊芋叶各溶剂提取物浓度的降低,抑菌活性相应减弱。

25.0mg/mL丙酮提取物对辣椒灰霉菌、番茄白粉菌、青霉菌的抑菌率分别为90.46%±0.535%、77.17%±0.145%、60.38%±0.401%,即用丙酮提取物处理3种植物病原真菌后,菌丝的生长明显受到抑制,其纯生长量与对照处理相比存在显著差异,说明提取物的抑菌效果较好。

随着提取物浓度的降低,菌丝生长受抑制的程度逐渐减弱。

当提取物浓度分别降低到12.5、15.0、15.0mg/mL时,相对应的抑菌率分别为5.56%±0.062%、9.64%±0.053%和4.39%±0.017%,即提取物处理真菌后,菌丝的生长受到较弱的抑制,其纯生长量与对照处理相比没有明显差异,说明该浓度的提取物对真菌抑菌效果很弱,若提取物浓度继续降低,则不存在对真菌生长的抑制作用。

由此得出,菊芋叶丙酮提取物对辣椒灰霉菌、番茄白粉菌、青霉菌的MIC 分别为12.5、15.0、15.0 mg/mL,同理可知菊芋叶氯仿、乙酸乙酯、石油醚及95%乙醇提取物对这3种植物病原真菌的MIC。

数据分析显示,石油醚提取物对辣椒灰霉菌、番茄白粉菌、青霉菌的MIC分别为25、20、20mg/mL,而丙酮提取物对这3种真菌的MIC最小,表明丙酮提取物对3种真菌的抑制效果最好,石油醚最差,与前面的结论吻合。

3结论与讨论
植物源农药以其高效、低毒、低残留等优点逐步代替传统的高毒化学农药,
是未来农药学发展的必然趋势,其开发利用是解决我国食品安全和农产品农药残留超标等问题的可行方法[6]。

本研究通过对菊芋叶片提取物进行抑菌试验,发现菊芋叶各溶剂提取物在一定程度上具有抑制3种植物病原真菌生长的作用,特别是丙酮提取物抑菌效果显著,25.0mg/mL丙酮提取物对辣椒灰霉菌的抑菌率达到90.46%±0.535%,降低浓度也能表现出一定的抑制活性,其MIC为12.5mg/mL。

说明菊芋叶片中确实含有有活性的抑菌化合物,这和此前对菊科植物向日葵、菊苣等的研究相符[7,8],对今后充分的利用菊芋资源及进一步开发研制新型植物源杀(下转第123页)
(上接第121页)
菌剂奠定了理论基础。

另外,笔者对菊芋叶片抑菌成分的分离纯化和抑菌活性试验的评价正在进行之中,对其抑菌活性成分的结构鉴定及其抑菌的作用方式和机理还有待更深入的研究。

4参考文献
[1] 冯俊涛,祝木金,于平儒,等.西北地区植物源杀菌剂初步筛选[J].西北农林科技大学学报,2002,30(6):129-133.
[2] 李玉平,龚宁,慕小倩,等.菊科植物资源及其开发利用研究[J].西北农林科技大学学报,2003,31(1):150-156.
[3] 吴传万,杜小凤,徐建明,等.植物源抑菌活性成分研究新进展[J].西北农业学报,2004,13(3):81-88.
[4] 周利娟,黄继光,徐汉虹,等.菊科植物的杀菌活性及其活性成分[J].西北植物学报,2006,26(9):1959-1964.
[5] 王凤,高华援,刘峰,等.功能性植物菊芋开发利用前景[J].中国蔬菜,2008(9):8-9.
[6] 申晓慧,姜成,张敬涛,等.两种有毒植物提取物的抑菌活性研究[J].作物杂志,2009(4):35-37.
[7] 宋晚平,张鞍灵,高锦明,等.化感植物向日葵根提取液的抑菌活性研究[J].西北植物学报,2004(24):1949-1952.
[8] 白雪峰,王厚成,朱辉,等.菊苣叶中生物活性物质的提取及其抑菌活性初测[J].现代农业科技,2009(15):76-77.。