沈恬安,杨德友,骆焱平,王兰英
(海南大学 植物保护学院,海口 570228)
蔓荆子(VitextrifoliaLinn.)属马鞭草科(Verbenaceae)牡荆属(VitexLinn.)[1],最初收录在《神农本草经》中,广泛分布于我国的沿海沙滩地[2],其化学活性组分包括萜类[3]、茨烯[4]、脂肪酸[5]、氨基酸[6]、黄酮酚类[7]和微量元素[8]等。关于蔓荆子的研究主要集中在医用活性方面,据报道蔓荆子有治疗头痛[9]、免疫性炎症[10]、降压[11]、防癌和肿瘤[12]、祛痰平喘[13]、抗衰老[14]、抗病毒[15]等功效。此外,也有研究指出蔓荆子是我国南方固沙的先锋植物,不仅可固沙改土,还可改良土壤,甚至改善环境条件。关于其农用方面的研究相对较少。笔者以单叶蔓荆子为研究对象,对其种子和叶进行粗提,并测定粗提物的抑菌活性,旨在明确蔓荆子在农业领域的潜在应用价值。
1.1 植物样品与菌种单叶蔓荆子采自海南省海口市昌江县棋子湾,采回后将叶与种子分开,置于阴凉处晾干,在干燥箱中40~60 ℃烘干3 d,经粉碎机粉碎后称重并密封,置于0~4 ℃冰箱中保存备用。主要供试菌种:水稻稻瘟病菌(Magnaportheoryzae)、橡胶炭疽病菌(ColletotrichumgloeosporioidesPenz.Sace)、黄瓜枯萎病菌(Fusariumomysporum(Schl) f.spcucumerinum)、小麦赤霉病菌(Fusariumgraminearum)、苹果轮纹病菌(Botryosphaeriadothidea)和芒果蒂腐病菌(Botryodiplodiatheobromae)、香蕉枯萎病菌(Fusariumoxysporumf.sp.cubense, Foc)、芒果炭疽病菌(ColletotrichumgloeosporioidesPenz)、火龙果黑斑病菌(Bipolariscactivora(Petrak) Alcorn)、香蕉炭疽病菌(Colletotrichummusae(Berk&Curt)Arx)、葡萄溃疡病菌(Botryosphaeriadothidea)和番木瓜炭疽病菌(Colletotrichumgloeosporioides),均由海南大学农药实验室提供。试验对照药剂:杀菌剂苦参碱(水剂,有效成分≥0.3%)
1.2 单叶蔓荆子粗提物制备采用冷浸法[16]制备单叶蔓荆子粗提物:取植物样品种子和叶子,置于烘箱内烘干3 d,粉碎后称重。取上述种子和叶子粉末,加入适量丙酮(以浸过植物材料为宜)在25 ℃条件下浸渍提取72 h,抽滤3次,合并滤液减压浓缩,得到单叶蔓荆子种子和叶部的丙酮浸膏。
1.3 培养平板的制作分别称取单叶蔓荆子种子和叶部浸提膏1.4 g,加入2 mL丙酮,用无菌水定容至7 mL,配制成200 g·L-1母液,备用;将19 mL PDA培养基装于50 mL锥形瓶中,121 ℃灭菌30 min,待培养基冷却后加入1 mL单叶蔓荆子提取物,混匀,分别倒入3个6 cm培养皿中,制成最终浓度为10 g·L-1的含毒培养平板。以含有相同浓度的丙酮做阳性对照,以含有0.01 g·L-1的苦参碱为阴性对照。
1.4 单叶蔓荆子粗提物抑菌活性测定分别将供试靶标真菌接种于PDA培养基上适温培养3 d,用直径为5mm的打孔器打取菌饼,接种于上述培养平板中央。适温培养3 d,用十字交叉法测量菌落直径,按照下列公式计算抑菌率。
1.5 单叶蔓荆子种子粗提物毒力方程建立按照1.3中方法将单叶蔓荆子种子粗提物配制成质量浓度为400,200,100,50,25 g·L-1,分别移取1 mL加入至19 mL 灭菌的PDA中,摇匀后迅速分装于3个6 cm的培养皿中,待培养基凝固后分别接入直径为5 cm的小麦赤霉病菌、苹果轮纹病菌菌种。25 ℃培养72 h,十字交叉法测量菌落直径,按照1.4中公式计算抑菌率,建立毒力回归方程,求EC50。
3.1 单叶蔓荆子叶部粗提物抑菌活性测定采用生长速率法测定单叶蔓荆子叶部粗提物对水稻稻瘟病菌等6种植物病原真菌的抑菌活性,结果(表1)发现:该粗提物对不同靶标菌抑菌活性不同,其中对小麦赤霉病菌抑菌效果最好,培养后期抑菌率可达50%;对橡胶炭疽病菌活性最差,培养后期对该靶标菌起到促进生长作用。总体来看,单叶蔓荆子叶部粗提物对供试靶标菌抑菌活性均低于阳性对照(苦参碱)。
表1 单叶蔓荆子叶部粗提物抑菌活性测定Tab.1 Determination of antifungal activity of leaf crude extract from Vitex trifolia
注:DW:水稻稻瘟病菌,XT:橡胶炭疽病菌,HK:黄瓜枯萎病菌,XC:小麦赤霉病菌,PL:苹果轮纹病菌,MD:芒果蒂腐病菌;“*”表示促进效果。
Note: DW:Magnaportheoryzae;XT:ColletotrichumgloeosporioidesPenz.Sace;HK:Fusariumomysporum(Schl) f.spcucumerinum). XC;Fusariumgraminearum;PL:Botryosphaeriadothidea;MD:Botryodiplodiatheobromae. “*” indicates a promoting effect
3.2 单叶蔓荆子种子粗提物抑菌活性测定采用生长速率法测定单叶蔓荆子种子粗提物对水稻稻瘟病菌等12种植物病原真菌的抑菌活性(表2)。结果发现:该粗提物对供试的8种靶标菌均有不同程度的抑菌活性,尤其对小麦赤霉病菌和苹果轮纹病菌持效性好,测试时间内对小麦赤霉病菌抑菌率可达70%,对苹果轮纹病菌抑菌率达60%以上;此外,该粗提物对水稻稻瘟病菌培养24 h抑菌率可达83.56%,后期虽然抑菌效果有所下降,但抑菌率仍在60%左右;该粗提物对橡胶炭疽病菌、芒果炭疽病菌、火龙果黑斑病菌及番木瓜炭疽病菌均表现出促进菌丝生长的作用。所获得的数据整体来看,单叶蔓荆子种子粗提物普遍低于阳性对照(苦参碱)。
表2 单叶蔓荆子种子粗提物抑菌活性测定Tab.2 Determination of antifungal activity of seed crude extract from Vitex trifolia
注:DW:水稻稻瘟病菌,XT1:橡胶炭疽病菌,HK:黄瓜枯萎病菌,XC:小麦赤霉病菌,PL:苹果轮纹病菌,MD:芒果蒂腐病菌,XK:香蕉枯萎病菌,MT:芒果炭疽病菌,HH:火龙果黑斑病菌,XT2:香蕉炭疽病菌,PK:葡萄溃疡病菌,FT:番木瓜炭疽病菌;“*”表示促进效果
Note: DW:Magnaportheoryzae; XT1:ColletotrichumgloeosporioidesPenz;Sace. HK:Fusariumomysporum(Schl)f.spcucumerinum; XC:Fusariumgraminearum; PL:Botryosphaeriadothidea; MD:Botryodiplodiatheobromae; XK:Fusariumoxysporumf.sp.cubense,Foc; MT:ColletotrichumgloeosporioidesPenz; HH:Bipolariscactivora(Petrak) Alcorn; XT2:Colletotrichummusae(Berk&Curt)Arx; PK:Botryosphaeriadothidea; FT:Colletotrichumgloeosporioides. “*” indicates a promoting effect
3.3 单叶蔓荆子种子粗提物毒力方程的建立采用生长速率法测定单叶蔓荆子种子粗提物对小麦赤霉病菌、苹果轮纹病菌的毒力(表3)。结果发现,针对2种靶标菌单叶蔓荆子种子粗提物毒力方程R2均在0.9之上,说明方程相关性好,可信度高。根据相应毒力方程计算对小麦赤霉病菌、苹果轮纹病菌抑制中浓度分别为112.53,142.49 g·L-1。
表3 TTY及中间体抑菌活性测定Tab.3 Determination of antifungal activity of TTY and intermediates
小麦赤霉病是小麦在全世界普遍发生的主要病害之一,已成为影响小麦高质量、高产量的重大隐患,若防治不当会造成小麦减产乃至绝收等情况[17];苹果轮纹病又称粗皮病、轮纹烂果病,是苹果主要病害之一,主要危害部位在树干和果实,植株得病后,其树势、果实会严重的削弱和腐烂,后果不容忽视[18]。生物防治植物病害因具备对生态环境影响小,低残留、无污染的等优点越来越受到人们重视。本研究发现单叶蔓荆子叶子粗提物对供试靶标菌影响力不同,尤其对小麦赤霉病菌和苹果轮纹病菌抑菌活性高、持效性长,具有进一步开发应用的潜在价值。因此,在今后研究中有必要对其开展应用研究,为生物防治植物病害奠定基础。另外,由于本研究仅用丙酮对供试的单叶蔓荆子的种子和叶进行提取,未尝试其他提取溶剂,因此鉴于该植物种子的优良性状,有必要采用不同极性的溶剂对其活性成分展开更为系统的提取研究。