壳聚糖

王晓峨+刘恩玲

（1.温州科技职业学院，浙江温州 325006; 2.浙江省温州市农业科学院生态环境研究所，浙江温州 325006）

摘要：为了研究壳聚糖-铜的抑菌性能，采用生长速率法测定2种脱乙酰度壳聚糖-铜对番茄灰霉病菌（Botrytis cinerea）、番茄黑霉病菌（Alternaria brassicicola） 2种真菌的抑菌效果。结果表明，2种脱乙酰度壳聚糖-铜均具有抑菌作用，脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜抑菌效果最好，2种脱乙酰度的壳聚糖-铜最佳浓度为30 g/L。

关键词：壳聚糖-铜;灰霉病;黑霉病;抑菌作用;番茄

中图分类号： S482.2+5 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）04-0160-02

收稿日期：2014-05-19

基金项目：浙江省温州市农业科技计划 （编号：S20100010）。

作者简介：王晓峨（1980—），女，博士，副教授，主要从事植物病理学教学与科研工作。E-mail：wangxe_ch@163.com。

含铜化合物是常用的抗菌剂，既能防治真菌性病害，又能防治细菌性病害[1-2]。田间直接应用含铜化合物容易造成局部铜离子浓度过高，影响作物生长，造成药害，同时存在药效维持时间较短的缺陷，并对生态环境造成不良影响[3-6]。开发载体化铜制剂，使铜离子附着于载体上以低浓度缓慢释放，既可避免铜离子浓度过高产生药害，又可以延长药效期。壳聚糖（CTS）作为目前自然界唯一发现的碱性多糖类天然高分子，在抑制真菌、细菌、病毒等方面效果较好[7-9]，同时壳聚糖是一种优良的载体材料。壳聚糖与金属离子螯合后可增加抑菌效果[10-11]。本研究利用壳聚糖对金属离子的吸附与螯合作用，开发具有缓释性能的壳聚糖铜杀菌剂，采用脱乙酰度为90%、95%的壳聚糖作为铜素杀菌剂的载体，利用2种植物病原真菌对其抑菌性能进行试验，比较2种不同脱乙酰度壳聚糖铜素复合物的抑菌性能，以期筛选出最佳抑菌性能的壳聚糖-铜复合物。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料 将8.0 g硫酸铜溶于400 mL蒸馏水中，滴加硫酸调节pH值为4～5，加入脱乙酰度分别为90%、95%的壳聚糖10.0 g，40 ℃水浴恒温振荡90 min，抽滤干燥待用。

1.1.2 供试菌种 供试菌种番茄灰霉病菌（Botrytis cinerea）、番茄黑霉病菌（Alternaria brassicicola）均采自田间发病番茄果实，经常规组织分离法，按照柯赫氏法则进行验证所得。

1.1.3 PDA琼脂培养基 马铃薯200 g，葡萄糖20 g，琼脂20 g，蒸馏水1 000 mL，pH值自然。

1.1.4 基础培养 将2种病原菌分别在PDA琼脂培养基上培养5 d，培养皿直径均为90.0 mm。

1.2 方法

1.2.1 壳聚糖-铜抑菌试验 采用生长速率法进行室内抑菌效果测定，先将供试的脱乙酰度为90%、95%的壳聚糖-铜制成10、20、30、35 g/L浓度梯度的含药培养基，同时以不含药的培养基作为对照，各处理及对照均设3次重复。无菌条件下，将培养好的病原菌用直径为4 mm的打孔器打取菌饼，然后用接种铲将菌饼接入含药的培养基与对照培养基正中央，菌丝面朝下，置于25 ℃恒温箱内培养。培养5 d后测量病原菌在不同浓度脱乙酰度90%的壳聚糖-铜培养基上的菌落直径，计算不同浓度脱乙酰度为90%、95%的壳聚糖-铜对菌落的生长抑制率。

1.2.2 壳聚糖-铜的抑菌效果计算 抑制率计算公式如下：

抑制率=对照组菌落直径-处理菌落直径对照组菌落直径×100%。

2 结果与分析

2.1 脱乙酰度为90%的壳聚糖-铜对番茄灰霉病菌的抑菌效果

表1表明，番茄灰霉病菌在不含药剂PDA琼脂培养基上菌丝生长速度最快，培养5 d菌丝直径可达83.0 mm，含不同浓度的脱乙酰度90%壳聚糖-铜对番茄灰霉病菌均具有一定的抑菌效果。当脱乙酰度90%壳聚糖-铜浓度达30 g/L时，对番茄灰霉病菌的抑菌效果最好，抑菌率达61.2%，继续增加浓度，抑菌效果下降。因此，脱乙酰度90%的壳聚糖-铜的最佳使用浓度为30 g/L。

表1 脱乙酰度90%的壳聚糖-铜对番茄灰霉病菌的抑制效果

壳聚糖-铜

浓度（g/L）

菌落直径（mm）

重复Ⅰ 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平均值

抑菌率

（%）

10 61.0 60.0 61.0 60.7 26.9bB

20 50.5 48.0 50.0 49.5 40.4cC

30 33.5 32.0 31.0 32.2 61.2eE

35 44.5 45.0 43.0 44.2 46.7dD

0（CK） 83.0 83.0 83.0 83.0 0aA

注：同列数据后不同大写字母表示差异极显著（P<0.01），不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。下表同。

2.2 脱乙酰度95%的壳聚糖-铜对番茄灰霉病菌的抑菌效果

表2表明，不同浓度脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜对番茄灰霉病菌均具有抑菌效果，当脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜浓度为30 g/L时，对番茄灰霉病菌的抑菌效果最好，抑菌率达87.7%，且该浓度药剂可导致菌落生长趋于老化，菌落边缘菌丝稀疏，综合抑菌效果明显，继续增加浓度，抑菌效果下降。因此，脱乙酰度95%壳聚糖-铜的最佳使用浓度为 30 g/L。脱乙酰度95%壳聚糖-铜对番茄灰霉病菌的抑制效果比脱乙酰度为90%壳聚糖-铜抑菌效果更明显，抑菌效果更好。endprint

表2 脱乙酰度95%的壳聚糖-铜对番茄灰霉病菌的抑制效果

壳聚糖-铜

浓度（g/L）

菌落直径（mm）

重复Ⅰ 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平均值

抑菌率

（%）

10 37.5 36.0 35.0 36.2 56.4bB

20 26.5 25.0 25.5 25.7 69.0cC

30 11.0 9.5 10.0 10.2 87.7eE

35 20.5 21.0 22.5 21.3 74.3dD

0（CK） 83.0 83.0 83.0 83.0 0aA

2.3 脱乙酰度为90%的壳聚糖-铜对番茄黑霉病菌的抑菌效果

表3表明，番茄黑霉病菌在不含药剂PDA琼脂培养基上生长速度最快，培养5 d菌丝直径可达74.0 mm，含不同浓度的脱乙酰度为90%的壳聚糖-铜对番茄黑霉病菌均具有一定的抑菌效果。当脱乙酰度为90%的壳聚糖-铜浓度达到30 g/L时对番茄黑霉病菌的抑菌效果最好，抑菌率达 59.9%，继续增加浓度，抑菌效果下降。因此，脱乙酰度为90%的壳聚糖-铜的最佳使用浓度为30 g/L。

表3 脱乙酰度90%的壳聚糖-铜对番茄黑霉病菌的抑制效果

壳聚糖-铜

浓度（g/L）

菌落直径（mm）

重复Ⅰ 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平均值

抑菌率

（%）

10 53.5 54.0 55.5 54.3 26.8bB

20 37.5 36.0 38.0 37.2 49.7eE

30 30.5 29.0 29.5 29.7 59.9dD

35 40.5 43.0 41.0 41.5 43.9cC

0（CK） 74.0 74.0 74.0 74.0 0aA

2.4 脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜对番茄黑霉病菌的抑菌效果

表4表明，不同浓度的脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜对番茄黑霉病菌均具有一定的抑菌效果，当脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜浓度为30 g/L时，对番茄黑霉病菌的抑菌效果最好，抑菌率达82.7%，且该浓度药剂可导致菌落生长趋于老化，菌落边缘菌丝稀疏，综合抑菌效果明显，继续增加浓度，抑菌效果下降。因此，脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜的最佳使用浓度为30 g/L。 脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜对番茄黑霉病菌的抑制效果比脱乙酰度为90%的壳聚糖-铜抑菌效果更明显，抑菌效果更好。

表4 脱乙酰度95%的壳聚糖-铜对番茄黑霉病菌的抑制效果

壳聚糖-铜

浓度（g/L）

菌落直径（mm）

重复Ⅰ 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平均值

抑菌率

（%）

10 38.5 39.0 40.0 39.2 47.0bB

20 23.5 22.0 24.0 23.2 68.6dC

30 14.0 12.5 12.0 12.8 82.7eD

35 25.5 27.0 25.5 26.0 64.9cC

0（CK） 74.0 74.0 74.0 74.0 0aA

3 结论

2种脱乙酰度壳聚糖铜素复合物对2种病原菌的抑菌效果测试结果表明，2种复合物都具有一定的抑菌作用，相比较而言，脱乙酰度为95%的壳聚糖-铜的抑菌效果更好，这与前人研究结论[12]相符。2种脱乙酰度的壳聚糖-铜的最佳抑菌浓度均为30 g/L。

参考文献：

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[12]王 鸿，沈月新. 不同脱乙酰度壳聚糖的抑菌性[J]. 上海水产大学学报，2001，10（4）：380-382.endprint