新疆阿魏对5种苹果病害致病菌的抑菌试验

从植物中寻找农药活性物质以研究开发植物源农药是目前农药研究领域的热点之一[1-2]。阿魏属(Ferula)植物属伞形科,因其具有难闻的臭味,有“魔鬼的粪便”之称。世界上约有150种,分布于地中海、中亚及其邻近地区,我国有26个种,主要分布于新疆。阿魏化学成分十分丰富,主要含有挥发油、树胶、树脂等,在众多生理活性成分中以倍半萜类、香豆素类和多硫化合物为主要化学特征[3]。国内外公认的阿魏属植物药用成分是植株所分泌的具有特殊葱蒜样气味的油胶树脂,已有报道从阿魏根及油胶树脂中分离提取出84种成分,从阿魏中分离出的单体galbanic acid具有抗菌活性[4]。本试验以新疆阿魏(Ferula sinkiangensis K.M.Shen)的枝干木粉为原料,研究了其氯仿粗提物对5种苹果病害致病菌的抑菌作用,为进一步开发植物杀菌剂提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 植物样品及提取

供试植物样品为新疆阿魏的枝干,来源于新疆农业大学,将其阴干,粉碎,40目过筛。准确称取样品30 g,用300 mL氯仿浸泡,在控温摇床上提取,温度恒定在40 ℃,转速为80转/min,提取时间60 小时,旋转蒸发仪浓缩,直到冷凝管中无溶剂滴下为止,回收溶剂,称量提取物,密封,置4 ℃冰箱中保存备用。

1.2 供试菌株

供试菌种分别为苹果灰斑病致病菌梨叶点霉 (Phyllosticta pirina Sacc) 、苹果褐斑病致病菌苹果盘二孢[Marssonina mali (P.Henn) Ito.]、苹果斑点落叶病致病菌链格孢苹果专化型(Alternaria alternaria f.sp.mali Roberts)、苹果炭疽病致病菌胶孢炭疽菌(Gleosporium fructigenum Berk.)和苹果干腐病致病菌贝伦格葡萄座腔菌(Botryosphaeria berengeriana Tode Not),均由聊城大学农学院提供。

1.3 药液的配制

菌丝生长抑制试验药液的配制:先将新疆阿魏氯仿提取物用少许无水乙醇充分溶解,用无菌水配制成16 000 mg/L的母液,然后用无菌水稀释成16 000、8 000、4 000、2 000、1 000 mg/L等5个浓度梯度。孢子萌发抑制试验药液的配制:将新疆阿魏氯仿提取物用二甲基亚砜配制成64 000、32 000、16 000、8 000、4 000 mg/L等5个浓度梯度。

1.4 生物测定方法

(1)生长速率法(琼胶平板法) 以生长速率法[5]测定新疆阿魏氯仿提取物对5种病原菌菌丝生长的抑制作用。所用培养基为PDA培养基,药液终浓度分别为1 600、800、400、200、100 mg/L。菌饼直径0.5 cm,每皿1块,3次重复,25 ℃光照培养箱中培养。待多数对照菌落直径超过3 cm时,测量菌落直径。根据菌落直径计算抑制生长的百分率。

菌落生长直径(cm)=菌落纵横交叉的2个直径平均值-0.5

菌丝生长抑制率(%)=[(对照菌落生长直径-处理菌落生长直径)/对照菌落生长直径]×100

(2)孢子萌发法(悬滴法) 以孢子萌发法[6]测定新疆阿魏氯仿提取物对灰斑病菌、褐斑病菌、斑点落叶病病菌和炭疽病菌4种病原菌孢子萌发的抑制作用。以96孔微孔培养板代替凹槽载玻片。吸取孢子悬浮液78 μL与2 μL提取试验药液混合使之达到规定浓度(药液终浓度分别为1 600、800、400、200、100 mg/L),以78 μL孢子悬浮液为空白对照,3次重复,12~24小时观察结果,计算孢子萌发抑制率。

萌发率(%)=(孢子萌发数/检查孢子总数)×100

孢子萌发抑制率(%)=[(对照萌发率-处理萌发率)/对照萌发率]×100

1.5 粗提物对病原菌抑制毒力回归线的建立

取适量新疆阿魏氯仿提取物,加入一定量的无水乙醇使之完全溶解,用无菌水等比稀释成1 600、800、400、200、100 mg/L系列浓度。试验3次重复,建立毒力回归方程。将抑菌的百分率转换成机率制,浓度转换成对数,进行机率值分析求出新疆阿魏氯仿提取物对5种引起苹果病害的不同病原菌的抑制中浓度(EC50)。

试验数据的线性回归等均由SPSS13.0和DPS v8.01完成。

2 结果与分析

2.1 供试植物样品的提取率

新疆阿魏干粉采用摇床控温提取,30 g的原料共得到3.461 g提取物,提取率为11.54%。试验药液终浓度分别为1 600、800、400、200、100 mg/L,转换成样品干重的质量浓度分别为13.86、6.93、3.47、1.73、0.86 mg/mL。

2.2 对5种病原菌菌丝生长的抑制作用

2.2.1 对5种病原菌菌丝生长的抑制率

新疆阿魏氯仿提取物对引起苹果病害的5种病原菌均有一定的抑制效果,在供试条件下,抑菌效果均随提取物浓度的加大而增高。在同一浓度下,新疆阿魏氯仿提取物对不同病原菌的抑菌效果存在一定的差异,浓度越高,差异的显著性越明显,如浓度为1 600 mg/L时,对褐斑病菌的抑菌效果高达94.28%,而对灰斑病菌的抑菌效果只有58.87%。同时可以看出,新疆阿魏氯仿提取物对褐斑病菌菌丝生长的抑制效果最好,对灰斑病菌菌丝生长的抑制效果最差,对其余3种病原菌菌丝生长的抑制效果居中(表1)。

2.2.2 对5种病原菌菌丝生长的抑制中浓度

在实验室条件下,测定了新疆阿魏氯仿提取物对5种不同病原菌的抑菌效果,将抑菌的百分率转换成机率制,浓度转换成对数,进行机率值分析求出新疆阿魏氯仿提取物对5种不同病原菌的抑制中浓度(EC50)。可以看出,新疆阿魏氯仿提取物对苹果褐斑病菌的抑制效果最好,EC50仅为57.32 mg/L;对苹果灰斑病菌的抑制效果较差,EC50为692.67 mg/L,而EC90高达36 487 mg/L(表2)。

2.3 对4种病原菌孢子萌发的抑制作用

2.3.1 对4种病原菌孢子萌发的抑制率

测定了新疆阿魏氯仿提取物对苹果灰斑病菌等4种病原菌孢子萌发的影响,可以看出,新疆阿魏氯仿提取物只对褐斑病菌的孢子萌发具有较强的抑制作用,当浓度为100 mg/L时,孢子萌发抑制率已达到66.66%,当浓度达到1 600 mg/L时,孢子萌发抑制率为100%;而对另3种病原菌孢子萌发的抑制效果一般,当浓度高达1 600 mg/L时,孢子萌发抑制率才均超过50%。新疆阿魏氯仿提取物在同一浓度下,对不同病原菌孢子萌发的抑制效果存在差异,当浓度大于或等于200 mg/L时,差异的显著性表现得较明显(表3)。

2.3.2 对4种病原菌孢子萌发的抑制中浓度

新疆阿魏氯仿提取物对苹果褐斑病病菌孢子萌发的抑制效果较好,EC50和EC90分别为117.10 mg/L和316.93 mg/L;对其他3种病原菌孢子萌发的抑制效果较差,从EC90看,新疆阿魏氯仿提取物对灰斑病菌、斑点落叶病病菌和炭疽病菌3种病原菌孢子萌发的抑制效果非常不理想(表4)。

3 结论与讨论

本研究表明,新疆阿魏氯仿提取物对5种引起苹果病害的病原菌即灰斑病菌、褐斑病菌、斑点落叶病病菌、炭疽病菌和干腐病菌的菌丝生长和上述前4种病原菌的孢子萌发均有一定的抑制作用。在供试条件下,抑菌效果均随提取物浓度的加大而增高;对褐斑病菌菌丝生长及孢子萌发的抑制效果均最好,EC90分别为1 254.5 mg/L和316.93 mg/L;对灰斑病菌菌丝生长和对斑点落叶病病菌孢子萌发的抑制效果最差。

阿魏属于国家保护中药品种,若对其直接提取活性成分用于病虫害防治,将会破坏阿魏的可持续生产和生态环境;但在试验过程中,我们发现,新疆阿魏粗提物对大中型病原菌孢子有严重的破坏作用,这预示我们可以从新疆阿魏中寻找新型农药的先导化合物,既可更好地保护和利用新疆阿魏资源,又可开发出具有特殊药用价值的新药,形成新的特色经济增长点,创造出较大的经济效益。

参考文献

1 薛 伟,宋宝全,周 霞,等.抗菌植物的研究新进展.农药,2005,44(6):241-246

2 邹先伟,蒋志胜.杀虫植物的研究新进展及应用发展前景.农药,2004,43(11):481-486

3 宋东伟,赵文军,吴雪萍,等.阿魏属植物化学成分及药理活性研究进展.中成药,2005,27(3):329-332

4 何 爽,谭敦炎.阿魏的研究进展.新疆农业大学学报,2002,25(2):1-7

5 吴文君.植物化学保护实验技术导论.西安:陕西科学技术出版社,1987:141-145

6 方中达.植物病理研究方法.第3版.北京:中国农业出版社,1998:152