画眉草弯孢霉菌除草活性化合物的分离鉴定及其生物活性测定

画眉草弯孢霉菌除草活性化合物的分离鉴定及其生物活性测定画眉草弯孢霉菌除草活性化合物的分离鉴定及其生物活性测定第 33卷第 3期 Vol. 33 No. 3植物保护学报2006年 9 月 Sep t. 2006ACTA PHYTOPHYLAC ICA SI N ICA画眉草弯孢霉菌除草活性化合物的分离鉴定及其生物活性测定1, 2 13 1姜述君强胜朱云枝1.南京农业大学杂草研究室 ,南京 210095;2.黑龙江八一农垦大学植物科技学院 ,大庆 163319摘要 : 为了分离鉴定马唐 D igitaria sanguinalis L. Scop生防菌画眉草弯孢霉 Cu rvularia eragrosti2dis菌株 QZ22000的生物活性物质以及评价该物质是否具有作为生物源除草剂的潜力 ,利用生物测定为导向的色谱分离、质谱和核磁共振波谱技术对该菌分泌的毒素进行了分离和鉴定 ,利用种子萌发、胚根和芽生长的抑制及离体叶片针刺法测定了该毒素对马唐的毒害作用 ,并测定了毒素的专化性及毒素对马唐叶绿素含量的影响。

结果表明 ,该化合物为桔黄色晶体 ,熔程为 225~227?,经质谱和 NMR数据分析确定该化合物分子式为 C H O ,并确定为长孺孢素 helm inthosporin。

该毒15 10 5素在150μg/mL浓度下 ,对马唐胚根生长抑制率达 44. 59% ;当毒素浓度达到200μg/mL时 ,叶绿μ素含量下降 18. 41% ;在 500 g/mL浓度下 ,毒素对供试的 23种杂草产生的毒害程度不同 ,其中小藜对毒素最为敏感 ,其次为马唐、 ?蓄、 ?草、藜和日本看麦娘等恶性杂草。

在供试的 5种作物中大豆、棉花和番茄对毒素不敏感 ,但玉米和小麦则较为敏感。

上述结果表明 , 长孺孢素作为大豆和棉花田苗后生物源除草剂有一定的开发潜力。

关键词 : 画眉草弯孢霉 ; 长孺孢素 ; 抗生素 ; 马唐 ; 除草活性Isola tion, pur if ica tion, iden tif ica tion, and b ioa ssay of helmin thospor inw ith herb ic ida l activ ity from C u rvu la ria eragrostidis1, 2 13 1J I ANG Shu2jun Q I ANG Sheng ZHU Yun2zhi1. W eed Research Laboratory, Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095, China; 2. HeilongjiangAugust First Land Reclamation University, Daqing 163319, Heilongjiang Province, China1 13Abstract: The bioassay2guided column chromatography and TLC onsilica gel, and MS, H2 and C2NMR spectral techniques were used to isolate and determ inate the structure of antibiotic from Curvula riaeragrostidis QZ22000, and to evaluate its herbicidal activity. The herbicidal activity of the toxin to D. san2guinalis was tested by seed germ ination, the elongation of root and shoot. The needle puncturing leaf as2say techniques were used to test the specificity and effect of toxin on photosynthetic p igment content of D.1 13sanguinalis. MS, H2and C2 NMR spectral data indicated that the toxin is helm inthosporin. The meltingpoint of the toxin is 225 - 227?, and the molecular formula is C H OThe toxin had inhibitory effect15 10 5on el ongation of D. sanguinalis root. A t 150μg/mL concentration, the inhibition of the toxin to root elon2gation reached 44. 59%. Helm inthosporin showed impact on photosynthetic p igment content of D. sangui2μnalis leaf. W hen the concentration of toxin reached 200 g/mL, the chlorophyll content of D. sanguinalisleaf decreased by 18. 41%. Twenty three troublesome weeds and five crop s were tested to study specificity基金项目 :国家高技术研究发展计划“863” 项目 2001AA246012 ,国家自然科学基金项目 30170164资助作者简介 :姜述君 ,男 , 1968年生 ,博士研究生 ,主要从事植物学和杂草生物防除研究,email:***************3 通讯作者Authorforcorrespondence,email:************.cn, Tel*************收稿日期 : 2005 - 08 - 30314 植物保护学报 33卷of helminthosporin. The result showed that 18 out of the 28 species were susceptible to the toxin. Chenopodiumserotinum is the most suscep tive, and D. sangu ina lis, Polygonum avicu lare, B eckm annia syzigachna,Chenopod ium album and A lopecurus japonicus took second p lace. Soybean, cotton, tomato, Am aranthusμretroflexus and Ech inochloa crus2galli were resistant to toxin at 500 g/mL concentration. Helm inthospor2in p roduced by C. eragrostidis QZ22000 could be developed as a biocontrol agent for weed control in soy2bean and cotton fields.Key words: Curvularia eragrostidis; D igitaria sanguinalis; helminthosporin; antibiotic; herbicidal ac2tivity虽然化学除草剂在杂草的治理中发挥了重要作洗脱。

组分的生物活性检测采用离体叶片针刺[ 11 ]用 ,但化学除草剂的长期使用也逐渐显露出一些弊法 ,即将每一次收集的洗脱液常压浓缩 ,然后用μ端 ,如环境污染日趋严重、耐药和抗药杂草种群的上蒸馏水稀释一定体积 ,吸取 20 L滴在预先用解剖针刺伤的 4叶龄马唐叶片上 ,将叶片于 25?下保湿升。

据报道 ,目前已发现 272个抗药性杂草生物[ 1 ]型。

不断创制新的除草剂品种 ,是解决上述问题 48 h后 ,观察病斑大小。

生测结果表明 ,石油醚 ? 乙特别是杂草抗药性的重要途径。

一般而言 ,天然次酸乙酯 5 ? 4收集部分为活性组分。

以石油醚 ?生代谢物在环境中有较短的半衰期 ,它们对水、土乙酸乙酯 ? 乙酸 20 ?5 ? 0. 5为展开剂进行薄层壤、食品、人类、动物的毒害远远小于化学除草剂。

层析 GF254硅胶 ,结果显示 , Rf 0. 4处的斑点具因此 ,利用天然活性化合物开发新一代除草剂成为有活性。

将活性斑点刮下经多次纯化 ,经过乙醇 /氯[ 2 ]人类追求的目标。

而微生物除草剂候选菌产生仿重结晶获得桔黄色晶体。

的毒素有较好的生物源除草剂开发潜力 ,因为这类使用经过温度校正的 TX2100显微熔点测定仪[ 3 ]毒素通常具有选择毒性。

近年来研究发现 ,很多测定除草剂活性化合物的熔点。

用 VGQUATTRO[ 4~6 ]植物病原真菌分泌的毒素具有杀草活性。

马唐质谱仪以电雾离子化质谱法 ESI 进行测定 ,电子生防菌画眉草弯孢霉 Curvularia eragrostid is菌株能量为 - 70eV e为电子所带电荷量 ; V为加速电1QZ22000是一个极具开发潜力的微生物除草剂 ,前压。

用 AV2500MHz核磁共振仪对毒素的 HNMR13期研究表明 ,该菌株致病的主要机制是可分泌对马和 CNMR谱进行分析 ,溶剂为氘代二甲基亚砜[ 7~10 ]唐有杀草活性的代谢物。

作者对该菌株分泌 DMSO2d ,以四甲基硅烷 T MS 为内标。

6的杀草活性化合物进行了分离、鉴定 ,并对其除草生 1. 2. 2 马唐种子萌发测定选取饱满的马唐种子 ,用 0. 1% HgCl 进行表物活性进行了研究 ,为利用该化合物或以其结构为2骨架进行生物源化学除草剂的开发提供依据。

面消毒 3m in,然后用无菌水冲洗干净 ,并用灭过菌的滤纸将种子表面的水吸干。

取直径 9 cm的培养1 材料与方法皿 ,放入一张灭菌滤纸 ,加 5mL不同浓度的毒素溶1. 1 供试菌株液使滤纸饱和 ,毒素溶液浓度分别为 12. 5、 25、 50、100、 150、200μg/mL,以 2%的丙酮溶液为对照。

然供试菌株为南京农业大学杂草研究室筛选出的马唐强致病画眉草弯孢霉菌株 QZ22000。