留兰香挥发油熏蒸抑菌活性研究

陈利军 智亚楠 陈思宇 马宇明 黄草娜

植物挥发油又称精油，是从植物中分离提取的有特征香气的一类次生代谢物质，为具有挥发性的油状液体。植物挥发油具有抗菌消炎、抗癌抑瘤、抗氧化、延缓衰老、抗病毒等多種生物活性，被广泛应用于医疗保健、食品工业、生态旅游、果蔬保鲜、病虫害防控、日化产品等领域。一些植物的挥发油对植物病原菌具有显著的抑制作用，这些挥发油易挥发的特性使其可以作为仓储、设施农业、土壤等的熏蒸剂防控病害，因来源于植物，具有低毒、环保等特点，因此是理想的绿色生物熏蒸剂。富含挥发油的植物在田问释放的挥发物是植物与其他生物交流的复杂的高级“语言”，能直接或间接地影响病原菌的生长，通过化感作用以生态调控方式防控植物病害。因此植物挥发油是作物病害重要的绿色防控资源。

留兰香Mentha spicata Linn.为唇形科薄荷属多年生草本植物，是我国多地栽培的药食同源作物，全草入药可治感冒发热、虚劳咳嗽、胃肠胀气等，嫩枝、叶常作调味香料食用。留兰香全草含丰富的挥发油，其挥发油在食品、日化、制药等行业有广泛的应用。目前对留兰香挥发油的抑菌活性已有较多的研究，但所试菌株多为食源性细菌或临床细菌，以及采后果蔬霉腐真菌，而对植物病原真菌的抑制作用鲜有报道。本文通过测定留兰香挥发油对几株植物病原真菌的熏蒸抑制活性，分析其化学组分，并观察其抑菌机制，以期为留兰香在植物病害防控中的应用提供依据。

1材料与方法

2.3留兰香挥发油对番茄灰霉病菌菌丝熏蒸作用观察

24h后观察，对照菌落正常生长，边缘菌丝较稀疏，产孢正常，量较少;显微观察菌丝粗细均匀，形态饱满，纤细直长，表面光滑（图2a）。EC90剂量处理24h后，菌落几乎没有生长，边缘菌丝致密，少有菌丝产孢;部分菌丝出现畸形，甚至扭曲、严重畸变，光学显微镜下多数菌丝出现原生质分布不均、空腔增多增大等现象，边缘和中央的菌丝均出现大量原生质泄漏，有些在菌丝顶端聚集，有些菌丝周围密布泄漏的原生质，表明整个菌丝细胞膜受损（图2b～d）。

扫描电镜观察，对照菌丝正常（图3a）。EC。。剂量处理，菌丝表面塌陷、甚至干瘪、严重扭曲皱缩，部分菌丝表面出现溶解状（图3b）。透射电镜观察，对照菌丝细胞饱满，结构清晰，细胞壁及细胞膜连续完整，细胞质均匀，空腔较少，细胞器丰富完整，细胞核、核仁等清晰可见，且核膜连续完整（图4a～b）。EC。。剂量处理后，细胞膜出现加厚、结构模糊，细胞质中空腔增大，数量增多，细胞质有消解趋势，线粒体数量增加，部分线粒体的嵴变得不明显，核仁不明显（图4c～d）。

植物挥发油组分复杂，抑菌活性由其主要成分或多种成分协同作用，不同成分的抑菌机理可能不尽相同，因此植物挥发油的抑菌机制通常是多种方式、包括作用于细胞壁、细胞膜、核酸、蛋白质等造成不可逆的损失，作用于能量系统或代谢系统诱导活性氧（ROS）积累介导细胞凋亡等。初步的研究发现经过留兰香挥发油处理，番茄灰霉病菌菌丝形态和结构遭到破坏，细胞膜通透性增加，原生质外渗，细胞质结构呈消解状，线粒体受损，表明留兰香抑菌作用位点具有多样性。多项研究表明挥发油对细胞的破坏为首先作用于细胞膜、破坏通透性，进而侵入细胞内部引起细胞器损伤，从而影响细胞的生理功能。留兰香挥发油的熏蒸抑菌作用可能也是类似的作用过程。

通过问作利用作物物种多样性，借助挥发物以诱集、驱避、化感等方式控制病虫害，可以减少化学农药的使用量，是作物绿色防控技术的一项重要方法，在害虫防治方面有较多的研究和应用。在病害防控方面，利用问作作物的挥发物，水稻与水芹问作能有效控制包括稻瘟病在内的病虫草害的发生，辣椒与韭菜的问作可以有效控制辣椒疫病的扩展与蔓延。留兰香含丰富的挥发油，奚同行和何长高的研究表明，果园套种留兰香对潜叶蛾、柑橘凤蝶和桃蚜等果树害虫有明显的生防效果，并促进果树生长、提高产量。留兰香挥发油的主要组分为抑菌活性显著的L-香芹酮、D-柠檬烯等，在本试验中留兰香挥发油对供试的4种植物病原真菌具有强烈的熏蒸活性，且留兰香易栽培种植，因此留兰香也有望用于通过与作物问作实现对作物病害的生态防控，其问作模式及作用机制有待进一步研究。