3种植物提取物对6种枯萎病菌的生物活性研究

魏倩倩，郑瑞瑞，陈云坤，胡春艳，冯 雪，曹 挥

（山西农业大学植物保护学院，山西晋中030801）

0 引言

枯萎病是由半知菌门丝孢纲镰刀菌属真菌引起的土传性病害[1]，严重危害作物的产量和品质[2-3]，因其在土壤中存活，防治困难，是多种作物上的重要病害之一[4-5]。目前针对枯萎病的防治方法有化学农药、抗病育种[6-7]等，但效果均不是很理想。尤其是合成农药的过量使用导致了土壤有益生物的大量破坏，对环境也产生了有害影响。植物源农药由于其生态友好、可生物降解性和目标特异性等特点和优点备受人们关注[8-9]。

利用植物中的有效活性成分进行枯萎病的防治，是当前农药研究的重点和热点之一[10-13]。有关植物提取物对作物枯萎病的研究已有很多的报道，研究发现丁香[14]、甘草[15]提取物对番茄枯萎病菌抑制效果良好；Rongai[16]发现石榴中的石榴鞣花酸对番茄枯萎病也有良好的抑制效果。李文英等[17]发现万寿菊根的氯仿提取物对辣椒枯萎、茄子枯萎和黄氏枯萎的孢子萌发、菌丝生长量与生长速率都有不同程度的抑制作用。后续有学者[18]从万寿菊根中分离出5种生物碱类抑菌活性物质，其中水溶性生物碱对西瓜枯萎病菌的菌丝生长抑制率高达71.89%。因此植物源农药的开发在农业生产上具有良好应用前景[19]。

本试验采用菌丝生长速率法，研究丁香、甘草和瑞香狼毒3种植物提取物对不同植物枯萎病菌的抑菌效果，了解3种植物针对不同植物枯萎病菌是否具有广谱抑菌性，旨在筛选出具有较高活性的抑菌植物和活性物质，为植物杀菌剂的开发提供依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为丁香、甘草和瑞香狼毒，见表1。

表1 供试植物样品

1.1.1 供试菌株 辣椒枯萎(Fusarium redolens)、番茄枯萎(Fusariumoxysporum)、茄子枯萎(Fusarium verticillioides)、甜瓜枯萎(Fusarium oxysporum)、西瓜枯萎(Fusarium oxysporum)、兰花枯萎(Fusarium redolens)由山西农业大学植物保护学院植物病理实验室提供。

1.1.2 提取物制备 各取瑞香狼毒、丁香和甘草粉末100 g，用600 mL的混合溶剂（蒸馏水:工业乙醇:异丙醇=1:2:1）浸泡24 h，抽滤，收集药渣，重复上述步骤3～5次，备用。

1.2 3种植物提取物对尖孢镰刀菌的毒力测定

采用菌丝生长速率法[20-21]，见公式(1)。测定丁香、瑞香狼毒、甘草混合溶剂提取物对6种枯萎真菌菌的抑菌活性，并在96 h拍照观察真菌处理后对菌丝生长的影响。

1.3 数据处理

利用Excel软件计算抑菌率，DPS软件进行毒力分析。

2 结果与分析

2.1 3种植物提取物对6种枯萎病菌的抑制效果

3种植物提取物对6种枯萎病菌菌丝生长的抑制作用见表2。由表2可知，质量浓度为2 mg/mL时，丁香、瑞香狼毒提取物在96 h对6种枯萎病菌的抑制率均在100%，质量浓度为2 mg/mL时，甘草提取物96 h对辣椒枯萎和茄子枯萎的抑制率在65%以上，对甜瓜枯萎的抑制率为57%，对番茄枯萎、兰花枯萎和西瓜枯萎的抑制率在44.5%以上。说明丁香、瑞香狼毒提取物具有较好的抑菌活性，甘草提取物次之。因此选取这3种植物提取物进一步求出其对6种枯萎病菌的毒力回归方程及致死中浓度EC50。

表2 3种植物提取物在96 h对6种枯萎病菌的抑制效果

通过对比分析，丁香提取物在质量浓度为1 mg/mL和瑞香狼毒提取物质量浓度为2 mg/mL时，2种提取物对6种枯萎病菌的抑制效果最好（见图1、图2），96 h对6种枯萎病菌的抑菌率均达到了100%。甘草提取物对6种枯萎病菌的抑制效果次之（见图3），抑菌率也在44.5%以上。

图1 不同浓度丁香提取物对不同枯萎菌落的抑制效果

图2 不同浓度瑞香狼毒提取物对不同枯萎菌落的抑制效果

图3 不同浓度甘草提取物对不同枯萎菌落的抑制效果

2.2 3种植物提取物对6种枯萎病菌毒力分析

由表3可知，丁香提取物对6种枯萎病菌的作用效果良好。96 h时丁香提取物对甜瓜枯萎病菌菌丝生长的抑制活性最好，其EC50值仅为0.1473 mg/mL，对茄子枯萎和辣椒枯萎的抑制活性次之，其EC50值分别为0.1827 mg/mL和0.1883 mg/mL。对番茄枯萎、西瓜枯萎的抑制作用相对较弱，其EC50值分别为0.1939 mg/mL和0.2604 mg/mL。而对兰花枯萎的抑制作用最弱，其EC50值为0.3785 mg/mL。

表3 丁香提取物在96 h对6种枯萎病菌的相对毒力

由表4可知，96h时甘草提取物对西瓜枯萎病菌菌丝生长的抑制效果最好，其EC50值仅为0.6281 mg/mL，对茄子枯萎和辣椒枯萎的抑制活性次之，其EC50值分别为1.0419 mg/mL和1.0771 mg/mL。对番茄枯萎和甜瓜枯萎的抑制作用相对较弱，其EC50值分别为1.5163 mg/mL和1.8243 mg/mL。对兰花枯萎的抑制作用最弱，其EC50值为3.1703 mg/mL。

表4 甘草提取物在96 h对6种枯萎病菌的相对毒力

由表5可知，96 h时瑞香狼毒提取物对甜瓜枯萎病菌菌丝生长的抑制效果最好，其EC50值仅为0.1866 mg/mL，对番茄枯萎和茄子枯萎的抑制效果次之，其EC50值分别为0.3747 mg/mL和0.4348 mg/mL。对兰花枯萎和辣椒枯萎的抑制作用相对较弱，其EC50值分别为0.4708 mg/mL和0.5055 mg/mL。对西瓜枯萎的抑制作用最弱，其EC50值可高达2.6262 mg/mL。

表5 瑞香狼毒提取物在96 h对6种枯萎病菌的相对毒力

3 结论与讨论

近年来，枯萎病的防治主要以化学手段为主，造成病菌抗药性提高和环境污染等一系列负面影响，因此亟待开发一种绿色环保且具有高效广谱的抗枯萎病杀菌剂，而其中以高效低毒低残留，且取材天然、来源广泛的植物提取物备受关注。

丁香的主要活性成分是丁香酚[22-23]，其对番茄枯萎病菌[14]、香蕉枯萎病菌[24]、番茄疫霉根腐病菌[25]等均具有较强的抑制效果。丁香精油[23]可以抑制葡萄灰霉、桃链格孢真菌的生长。本试验得出丁香提取物在1 mg/mL时可以完全抑制枯萎真菌的生长，浓度0.5 mg/mL时抑菌效果在大多在82%以上。

甘草的主要成分是甘草多糖等物质[26]，研究发现甘草根甲醇提取物在10 mg/mL时对荔枝霜疫霉病菌的抑制率高达97.88%[27]。还有研究表明，质量浓度为2 mg/mL，96 h时甘草氯仿提取物对番茄枯萎病菌的抑制率为72.56%，乙醇提取物的抑制率为49.11%[15]。本试验发现甘草提取物对六种枯萎真菌的抑菌效果较好，质量浓度为2 mg/mL，96 h时抑菌率在50%～60%之间，研究结果与其他学者相似。

瑞香狼毒的主要成分是黄酮类物质[28]，大多数研究主要集中在真菌防治方面[28-31]。瑞香狼毒对人体金黄色葡萄球菌[32]、番茄晚疫病菌[33]、黄瓜枯萎病菌[34]等有良好抑制效果。赵磊等[34]发现瑞香狼毒甲醇提取物对黄瓜枯萎病抑菌率在68%以上，EC50值为1.64 mg/mL。本试验结果发现瑞香狼毒提取物对6种枯萎真菌的EC50值在0.1866～2.6262 mg/mL之间，致死中浓度结果与狼毒甲醇提取物抑菌活性相差不大。

植物中的活性成分来源于植物次生代谢产物，而次生代谢产物是植物抗逆性的结果，是植物在长期进化过程中对生态环境适应性的结果。因此，其对植物的影响是多方面的，除了在防治病虫害方面有良好作用效果外，还具有其他作用，如丁香酚不仅能提高烟草的抗病性，同时还对烟草的生长有一定的刺激作用[35]。本试验发现丁香、甘草和瑞香狼毒这3种植物提取物对6种作物枯萎病菌的菌丝生长有良好的抑制效果，但对植物的生长及抗病性的产生是否具有促进作用仍有待研究。

植物源农药以其生态友好、可生物降解性和目标特异性等特点和优点而受到人们的青睐，但研究者只关注到了其农药活性，而其对作物的影响是全面广泛的。因此对植物源农药的评价应该综合考虑多个方面，充分发挥其综合作用，为病虫害的绿色防控提供新的思路。

本试验采用菌丝生长法测试丁香、甘草和瑞香狼毒3种植物对6种枯萎真菌的抑菌活性，旨在为活体筛选抑菌植物提供依据。结果表明丁香、甘草、瑞香狼毒提取物对6种枯萎病原菌均具较强的抑制作用，且不同植物提取物具有不同抗真菌机制。结合回归分析数据，丁香对6种枯萎菌株抑菌活性最好，且具有抑菌性，对6种枯萎真菌的致死中浓度EC50在0.1473～0.3785 mg/mL之间；瑞香狼毒次之，最后为甘草。丁香、甘草、瑞香狼毒均可作为一种防治植物枯萎病的新型植物源农药进一步研究。