秦岭植物源抗菌活性物质的研究进展

蔺蓓蓓　徐尤美　吴三桥　陈琛

摘要 综述了秦岭植物资源抗菌活性物质的分类及抑菌作用（抗细菌、抗真菌、抗植物病原菌等），指出了目前植物抗菌活性物质研究中存在的问题，并展望了今后的研究方向，为研究和开发秦岭植物抗菌活性物质提供参考。

关键词 秦岭植物；次生代谢产物；抗菌活性；病原微生物

中图分类号 S482.2+92 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）13-0015-05

Progress on Antimicrobial Substances in Qinling Mountains

LIN Beibei，XU Youmei，WU Sanqiao et al

（ChineseGerman Joint Institute for Natural Product Research/Shaanxi Engineering Research Center of Tall Gastrodia Tuber and Medical Dogwood/College of Biological Science and Engineering，Shaanxi University of Technology/QinlingBashan Mountains Bioresources Comprehensive Development C.I.C.，Hanzhong，Shaanxi 723000）

Abstract We summarized classification and bacteriostatic action of antimicrobial activities in plant resources in Qinling Mountains，pointed out the problems in the research on plant antimicrobial activities at present，and put forward the future research direction，so as to provide reference for the future research and development of the antimicrobial activity of Qinling plants.

Key words Plants from Qinling Mountains；Secondary metabolites；Antimicrobial activities；Pathogenic bacterium

秦岭是我国南北自然地理分界线，也是长江、黄河两大水系的分水岭，是东亚两大植物区系、中国喜玛拉雅森林亚区以及日本森林亚区的交汇地区，由于其独特的地理位置，孕育了种类独特、丰富多样的植物资源[1]，是我国重要的生物多样性自然保护区。种类繁多的秦岭植物能够产生丰富的代谢产物，为人们以秦岭植物资源研究开发抗菌活性物质奠定了基础。

近年来，抗生素在人类医疗、农业及畜牧业的大量使用甚至滥用导致病原菌耐药性不断进化与发展，从单一耐药到多重耐药[2]，甚至最终成为超级耐药菌。人类面临着超级耐药菌不断出现且新抗生素难以获得的局面，将把人类带入无抗生素可用的“后抗生素时代”，因此，寻找新的抗菌药物已成为当务之急[3]。植物是传统医学的天然药物的重要来源，来源于植物的抗菌物质受到了很多关注。目前，植物中具有抗菌活性的物质已被用于医药[4]、化妆品[5]和畜牧[6]等行业。由此可见，研究植物中的有效抗菌活性物质对于人类对抗病原菌感染及减少耐药菌有着重要意义。笔者综述了秦岭植物资源中抗菌活性物质的研究进展，旨在为秦岭植物资源的进一步研究与开发提供参考。

1 植物中抗菌活性物质分类

植物中含有许多具有活性的次生代谢产物，从植物中提取得到的黄酮类、生物碱类、甾体皂苷类等次生代谢产物都具有抗菌活性。植物中抗菌活性物质分类及其活性见表1。

2 秦岭植物中活性成分的抑菌作用

秦岭丰富的植物资源产生大量的功能活性成分，有挥发油、有机酸、黄酮类、多酚、生物碱类等化学成分，能够抑制革兰氏阳性细菌（G+）、革兰氏阴性细菌（G-）、真菌和植物病原菌，其中水杨梅中的黄酮类化合物山奈酚对乳链球菌（Streptococcus lactis）的抑菌效果最佳，最小抑菌浓度（MIC）为7.8 μg/mL。7 种秦岭植物源中的黄酮类化合物对G+菌、G-菌和植物病原菌均有较好的抑菌效果，MIC为7.8～62.5 μg/mL。

2.1 抗细菌活性物质

细菌感染是感染性疾病中最常见的类型，抗生素一直被认为是治疗细菌感染性疾病最有力的武器。天然的植物次生代谢产物抗菌作用显著，抗菌谱广，对葡萄球菌、链球菌、芽孢杆菌等均有较强的抑制作用。5种秦岭植物中抗细菌活性成分及其MIC见表2。

杨东升[30]对长松萝中2-甲基-4-乙氧基-6-甲氧基苯甲酸、巴而巴地衣酸、松萝酸、2-甲基-4-甲氧基-6-羟基苯甲酸和C15H28O2这5种化合物进行抑菌试验，发现抗菌能力最强的是松萝酸，对E.coli 的MIC为25 μg/mL。靳磊[35]从秦巴山区野生百合资源中的宜昌百合、岷江百合、野百合和卷丹鳞茎提取物分离得到黄酮类、生物碱类、多糖和皂苷類化合物对6种菌种均表现出抑制活性。王冬梅[18]从黄精属玉竹根茎中提取得到的环阿尔廷醇化合物、高异黄酮化合物和甾体皂苷类化合物对4种细菌均有明显的抑制效果；卷叶黄精根茎中的（25R/S）-螺甾-5-烯-3β-醇-3-O-α-L-鼠李糖（1→2）-[α-L-鼠李糖（1→4）]-β-D-葡萄糖苷和（25R）-螺甾-5-烯-3β-醇-3-O-α-L-鼠李糖（1→4）-β-D-葡萄糖苷对B.subtilis、普通变形杆菌（Proteus vulgaris）有抑菌活性，抑菌圈直径分别为12.37和8.57 mm，而薯蓣皂素对P.vulgaris、B.cereus、B.subtilis的抑制作用较强，其抑菌圈直径分别为15.96、1106、12.87 mm。

康杰芳[36]研究发现银线草和多穗金栗兰全草的挥发油对8种G+、3种G-均有抑制作用，其MIC在0.39～12.50 mg/mL。陈林[37]从长茎毛苣苔、岩豇豆和髯丝蛛毛苣苔中分离得到的15种化合物中，有7种化合物对S.aureus、耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌Methcillin-resistant S.aureus（MARS）、β-内酰胺酶阳性的金黄色葡萄球菌ESBLs-SA均有抑制作用，其抑菌圈在8～10 mm。王贝[38]研究发现3种贯众属植物的地上部分和地下部分对10种常见致病细菌都有抑菌效果，特别是对芽孢杆菌最敏感，贯众属植物具有较强的抗菌活性和较宽的抗菌谱。

此外，王媛[31]从木姜子枝叶中分离得到9种化合物，研究发现β-谷甾醇只对S.lactis、E.coli有较强的抑制活性，MIC均为200 μg/mL；除棕榈酸外，黄酮类化合物与其他物质对S.aureus、B.subtilis、B.natto、P.aeruginosa均有一定的抑菌活性，其MIC在12.5～100.0 μg/mL。张鑫[32]对水杨梅乙酸乙酯萃取物中分离到的8种化合物进行了抑菌试验，发现黄酮类化合物山奈酚的抑菌效果最好，对G+菌和G-菌均具有较好的活性，显示出广谱的抗菌活性，MIC为15.6～62.5 μg/mL；黄酮苷、三萜酸和甾体类化合物的抑菌活性则相对较差。程小伟[33]发现老鹳草的各相提取物中分离得到黄酮类和多酚类等其他化合物对4种菌种均具有抑菌活性，尤其是对S.aureus具有较好的抑菌活性，MIC在15.6～62.5 μg/mL，其中黄酮类化合物山奈酚对S.aureus的抑菌活性最强，MIC为15.6 μg/mL。王啸洋[39]研究发现顶花板凳果中的甾体生物碱类对3种标准菌和4种耐药菌均具有抑菌活性。闫梦茹[34]从七叶鬼灯檠的干燥根茎——索骨丹提取物中获得多酚类及其他12种化合物，其中有9种化合物（包括多酚类化合物）对4种细菌有抑制作用，其中3β-羟基齐墩果-12-烯-27-酸对G-菌E.coli和P.aeruginosa的抑菌效果较强，MIC分别为15.6和31.3 μg/mL。

2.2 抗真菌活性物质

真菌感染严重威胁人类的健康，特别是由真菌引起的组织及内脏器官的感染，严重时可引起脑膜炎、败血症和心内膜炎等，尽管临床上有多种抗生素用于治疗真菌感染，但由于其耐药性的不断产生，需要进一步开发新型的抗真菌药物。

植物次生代谢产物中含有多种抗真菌活性物质。杨东升[30]发现从松萝科松萝属长松萝中分离出的巴而巴地衣酸和松萝酸对假丝酵母（Candida norvegica）有抑制能力。康杰芳[36]发现银线草和多穗金栗兰全草挥发油对4种真菌均有抑制作用，其MIC为0.78～6.25 mg/mL。

2.3 抗植物病原菌活性物质

植物病原菌是导致果蔬腐烂变质的直接原因，植物病原菌多以真菌为主，且不同病原菌可通过代谢物（酶、分泌毒素和生长调节物）对寄主植株进行不同程度的致病和破坏，严重影响果蔬的商品性及贮藏期[40]，食用腐烂变质的果蔬后可导致人类患病，因此，迫切需要寻找一种天然的抗菌剂，植物次生代谢产物便成为首选。秦岭植物中抗植物病原菌活性成分及其MIC见表3。

王冬梅[18]测定了玉竹根茎提取物对植物病原菌的抑菌效果，发现环阿尔廷醇三萜类化合物对黄瓜炭疽病原菌（Colletotrichum lagenariun）有专属抑菌活性，抑菌率达100%；3种甾体皂苷类化合物对玉米大斑病原菌（Exserohilum turcicum）有较强的抑菌效果，抑菌率最高可达74.36%；4种6-甲基取代的高异黄烷酮类化合物对多数植物病原菌有较强的抑菌效果。在卷叶黄精根茎中，（25R/S）-螺甾-5-烯-3β-醇-3-O-α-L-鼠李糖（1→2）-[α-L-鼠李糖（1→4）]-β-D-葡萄糖苷对玉米大斑病原菌（E.turcicum）、三倍体毛白杨溃疡病原菌（Botryosphaeria ribis）的抑制作用较强，抑菌率分别为76.0%和73.7%；薯蓣皂素仅对油松猝倒A病原菌（Fusarium oxysporum）的抑制效果明显，抑菌率为52.4%。王媛[31]对木姜子枝叶中的化合物进行抗植物病原菌试验，发现除β-谷甾醇和棕榈酸外，其他化合物均对4种植物病原菌有抗菌活性。闫梦茹[34]研究发现索骨丹中有8种单体化合物对供试植物病原菌有抑制作用，其中3β-羟基齐墩果-12-烯-27-酸对植物病原真菌均表现出较强的抑制作用，MIC在31.3～62.5 μg/mL。

2.4 其他抗菌物质

还有一些植物的提取液或者水煎剂也具有抗菌作用。任茜等[41-42]用80种秦岭“七药”水煎剂对11种致病菌进行抗菌试验，发现有17种“七药”植物对11种致病菌有抑制作用；还研究了10种蔷薇属药用植物水煎剂对11种致病体外抗菌作用，发现有8种植物具有广谱抗菌作用，其中6种植物的抗菌作用接近或强于中医常用的清热解毒药物黄连。杨朝福[43]测定了水冬瓜各个部位提取物对常见植物病原真菌的抑制作用，种子正丁醇部分对稻瘟病病原菌（Magna porthe）的抑制率达95.33%；果皮和种子的乙酸乙酯部分抑菌作用最好，果皮乙酸乙酯部分对杨树溃疡病原菌（Dothiorella gregaria）的抑制率達91.67%；抑制菌丝生长效果最佳的为水冬瓜种子乙酸乙酯部分，它对小麦赤霉病原菌（Fusarium graminearum）、黄瓜炭疽病原菌（C.lagenarium）、苹果炭疽病原菌（Glomerella cingnlata.schr.et.）的生长抑制率高达100%。

另外，植物内生菌及其代谢产物也具有抗菌活性。植物内生菌经过与寄主植物长期的协同进化，成为植物内生态系统的重要组成部分，在植物的生长发育、营养吸收、胁迫应激以及产生次级代谢产物等生理生化行为方面具有显著作用[44]。利用植物内生菌及其次级代谢产物，可以将其抗菌生物活性应用于植物修复[45]、农业、食品[46]等行业。

刘果[47]从三尖杉的种皮、茎和叶中分离得到61株内生真菌，其中3株内生真菌对15种指示菌的抑菌圈直径在13～27 mm，其次生代谢产物胶霉毒素和单甲基硫赭曲霉素的抑菌效果最好，其MIC分别为7.8～15.6和7.8～31.3 μg/mL。Akbar[48]从我国秦岭太白山地区采集的5种典型的“太白七药”药用植物中分离出90株内生细菌，并对其进行了抗微生物活性筛选。结果表明，在这些活性菌株中，有51株具有抗真菌活性，32株具有抗菌活性；15株分离物抑制了至少5种菌株的生长。

3 目前存在的问题与展望

随着抗生素耐药性不断增强，植物中抗菌活性物质有望开发为新的抗菌药物。虽然这些抗菌活性物质具有巨大的开发潜力，但是仍然存在一些需要解决的问题，如抗菌物质在植物中含量太低，难以从天然原料中取材；因结构过于复杂，人工合成也十分困难。同时人们对天然抗菌活性物质的安全性也缺乏深入系统的研究，也未开展药效学、动力学和毒理学等方面的研究，无法确定其是否会对人体产生一定的毒副作用。

秦岭植物中含有抗菌活性物质且具有广谱、高效的抗细菌、抗真菌和抗植物病原菌活性，这些活性物质较传统的抗生素具有安全、高效、抗菌能力强等优点，因此，我国应加强对秦岭植物中抗菌活性物质的开发和利用，提高秦岭植物资源的利用率和经济效益，重视秦岭植物中抗菌活性物质综合利用以及创新利用，促进我国抗生素产业快速发展。这些抗菌活性物质绿色无污染，可被广泛应用于食品保鲜、医药业、畜牧业、化妆品行业和农业等领域，且具有广阔的发展前景。此外，秦岭植物内生微生物种类多、分布广，可开发的空间也很大。植物的内生菌次生代谢产物不仅可以作为抗菌物质，也可作为杀虫剂和无公害农药，如利用植物内生菌进行生物防治，可以减少化学农药的使用，减轻环境污染[45]。

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