植物粗提物對(duì)桉樹(shù)焦枯病菌的作用范文

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《森林與環(huán)境學(xué)報(bào)》2016年第二期

摘要:

桉樹(shù)焦枯病成為制約桉樹(shù)生產(chǎn)的重要因素之一，使用環(huán)境友好型的殺菌劑是防控桉樹(shù)焦枯病的有效途徑之一。植物源抑菌劑由于具有生態(tài)安全的特點(diǎn)，已作為開(kāi)發(fā)新型農(nóng)藥的重要成分而備受關(guān)注。以廣玉蘭、銀杏、八月桂等11種植物為供試材料，分別用蒸餾水和無(wú)水乙醇進(jìn)行低溫浸提，研究粗提物對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病病原菌類(lèi)柯氏麗赤殼和瑞麗赤殼的生長(zhǎng)抑制作用。結(jié)果表明，在1g•mL－1的濃度處理下，對(duì)桉樹(shù)焦枯病菌瑞麗赤殼抑制效果最好的是銀杏水粗提物，抑制率達(dá)到了100%;其次是紅花檵木水粗提物，抑制率達(dá)到了94．28%;廣玉蘭無(wú)水乙醇粗提物對(duì)桉樹(shù)焦枯病菌類(lèi)柯氏麗赤殼的抑制效果最好，抑制率達(dá)到了73．36%;銀杏、紅花檵木和廣玉蘭在開(kāi)發(fā)桉樹(shù)焦枯病新型抑菌劑中具有潛在價(jià)值。

關(guān)鍵詞:

植物粗提物;桉樹(shù)焦枯病菌;抑菌率

桉樹(shù)(Eucalyptusspp．)是中國(guó)南方主要造林樹(shù)種，桉樹(shù)焦枯病則是桉樹(shù)種植區(qū)常見(jiàn)的病害，其由麗赤殼屬真菌引起［1－2］，主要危害桉樹(shù)的葉片，嚴(yán)重影響桉樹(shù)的生產(chǎn)量。目前對(duì)桉樹(shù)焦枯病的防治研究主要集中在化學(xué)殺菌劑防治［3］。植物中含有大量的天然活性物質(zhì)，在進(jìn)化過(guò)程中，其體內(nèi)逐漸形成保護(hù)自身免受侵害的化學(xué)物質(zhì)，目前已知植物能夠產(chǎn)生40多萬(wàn)種次生代謝物，其中大多數(shù)代謝物質(zhì)都有抑制致病菌落生長(zhǎng)及殺死害蟲(chóng)的作用［4－6］。此外，使用植物源農(nóng)藥不僅能提高植物的免疫能力，還能刺激植物的生長(zhǎng)，對(duì)防治病害和增產(chǎn)都有效果，是一種環(huán)境友好型的天然殺菌劑［7－8］。桉樹(shù)焦枯病菌類(lèi)柯氏麗赤殼和瑞麗赤殼是引起福建省桉樹(shù)焦枯病的主要病原［9－10］，由于福建桉樹(shù)速生豐產(chǎn)林的大面積種植，桉樹(shù)焦枯病的發(fā)生面積逐年增加，甚至暴發(fā)成災(zāi)。因此，本課題組分別以純水和無(wú)水乙醇對(duì)11種木本植物進(jìn)行成分粗提取，采用生長(zhǎng)速率法研究其對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病病菌(類(lèi)柯氏麗赤殼、瑞麗赤殼)的生物抑菌活性，篩選具有抑制桉樹(shù)焦枯病菌作用的植物粗提物，為植物性殺菌劑和新型植物源農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1．1材料

1．1．1供試植物樣品所有供試植物樣品均采自福建農(nóng)林大學(xué)校內(nèi)，分別是廣玉蘭、銀杏、八月桂、樟樹(shù)、紅花檵木、青絲黃竹、白蘭、臺(tái)灣相思、楊梅、檸檬桉、羊蹄甲(BauhiniapurpureaL．)，提取部位均為葉片。

1．1．2供試菌種2種桉樹(shù)焦枯病菌(類(lèi)柯氏麗赤殼、瑞麗赤殼)由福建農(nóng)林大學(xué)森林保護(hù)研究所提供。

1．2方法

1．2．1植物樣品制備將采集的植物樣品洗凈，置于通風(fēng)處自然陰干，將陰干后的植物葉片放入50℃的恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重，然后用小型的粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40目篩，獲得植物粉末。將過(guò)篩后的植物粉末用自封袋裝好，于4℃冰箱內(nèi)保存。分別稱取粉碎好的11種植物樣品粉末各30g放入500mL錐形瓶中，分別加純水或無(wú)水乙醇試劑240mL，在室溫下浸提48h，且每隔12h振蕩1次。對(duì)植物浸提液進(jìn)行真空抽濾，重復(fù)2次。將2次抽濾所得濾液合并，放入500mL的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在50℃的水浴中旋轉(zhuǎn)減壓濃縮，當(dāng)溶液濃縮至原體積的1/10時(shí)，將濃縮的溶液全部移到250mL的錐形瓶中，自然風(fēng)干至膏狀，稱重，計(jì)算各植物粗提物的提取率，而后將錐形瓶密封，放置于4℃冰箱中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1．2．2粗提物抑菌活性測(cè)定將9mL的麥芽浸膏培養(yǎng)基熔化并冷卻到50℃左右，于無(wú)菌工作臺(tái)中加入1mL供試粗提物，振蕩并搖勻后倒入培養(yǎng)皿中，制成抑菌培養(yǎng)基，試驗(yàn)分別設(shè)添加無(wú)菌水對(duì)照組和無(wú)水乙醇對(duì)照組。無(wú)菌水對(duì)照組為1mL的無(wú)菌水和9mL的MEA。無(wú)水乙醇對(duì)照組為1mL無(wú)水乙醇和9mL的MEA。每組設(shè)3次重復(fù)。用直徑為6mm的打孔器打取剛培養(yǎng)好的供試菌菌餅，菌絲朝下放于抑菌培養(yǎng)基中央，在25℃條件下培養(yǎng)，定期觀察并在7d后用十字交叉法測(cè)定菌餅的直徑，用多次測(cè)量的平均值表示菌落直徑的大小。

2結(jié)果與分析

2．1浸提劑對(duì)木本植物粗提物提取率的影響純水和無(wú)水乙醇對(duì)供試的11種木本植物粗提物的提取率存在顯著差異，且同種浸提劑對(duì)不同植物粗提物的提取率也存在顯著差異。浸提劑對(duì)木本植物粗提物提取率的影響如圖1所示。從圖1可以看出，除了檸檬桉，純水對(duì)供試植物粗提物的提取率均高于無(wú)水乙醇。檸檬桉、樟樹(shù)、楊梅、銀杏、紅花檵木和白蘭粗提物的提取率均高于20%。青絲黃竹粗提物的提取率最低。

2．2水粗提物對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病菌的抑制效果各植物的水粗提物對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病菌的抑制效果如圖2所示。從圖2中可以看出，總體上11種植物水粗提物對(duì)瑞麗赤殼菌落生長(zhǎng)的抑制效果好于類(lèi)柯氏麗赤殼。其中銀杏、紅花檵木和八月桂粗提物對(duì)瑞麗赤殼的抑制效果最好，抑制率分別為100%、94．28%和85．24%。而檸檬桉的水粗提物對(duì)瑞麗赤殼的生長(zhǎng)無(wú)抑制作用。對(duì)類(lèi)柯氏麗赤殼的活性篩選結(jié)果表明，八月桂水粗提物具有一定的抑制效果，抑制率為40．04%。樟樹(shù)、臺(tái)灣相思、青絲黃竹、廣玉蘭、楊梅、紅花檵木和白蘭的水粗提物對(duì)類(lèi)柯氏麗赤殼的生長(zhǎng)則有一定的促進(jìn)作用。

2．3無(wú)水乙醇粗提物對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病菌的抑制效果各植物的無(wú)水乙醇粗提物對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病菌的抑制效果如圖3所示。從圖3中可以看出，11種植物粗提物中，5種植物的粗提物對(duì)類(lèi)柯氏麗赤殼的生長(zhǎng)存在抑制作用，8種植物粗提物對(duì)瑞麗赤殼的生長(zhǎng)存在抑制作用。其中廣玉蘭無(wú)水乙醇提取物對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病菌的抑制效果最好，抑制率分別為73．36%和57．50%。其次是檸檬桉無(wú)水乙醇粗提物，抑制率均大于40%。白蘭無(wú)水乙醇粗提物對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病菌也具有一定抑制作用。臺(tái)灣相思、八月桂和羊蹄甲對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病菌的生長(zhǎng)則是促進(jìn)作用。

2．4廣玉蘭粗提物對(duì)類(lèi)柯氏麗赤殼的抑制效果運(yùn)用Excel軟件擬合方程，獲得廣玉蘭無(wú)水乙醇粗提物對(duì)類(lèi)柯氏麗赤殼的毒力方程為Y=81．55X－12．57，R2=0．97。由毒力回歸方程可知，當(dāng)廣玉蘭無(wú)水乙醇粗提物濃度為0．77g•mL－1時(shí)，抑制率為50%;當(dāng)廣玉蘭無(wú)水乙醇粗提物濃度超過(guò)1．26g•mL－1時(shí)，抑制率達(dá)到90%以上。

2．5銀杏粗提物對(duì)瑞麗赤殼的抑制效果銀杏水粗提物對(duì)瑞麗赤殼的毒力回歸方程為Y=85．9290X+9．0138，R2=0．96。當(dāng)銀杏水粗提物濃度為0．48g•mL－1，抑制率達(dá)到50%時(shí);當(dāng)銀杏水粗提物濃度超過(guò)0．94g•mL－1時(shí)，抑制率達(dá)90%以上。

3結(jié)論與討論

目前桉樹(shù)焦枯病的防治方法多采用化學(xué)防治、改善營(yíng)林措施、抗病品種選育等［11－12］。唐芬等［13］利用不同濃度的水楊酸噴施桉樹(shù)葉片來(lái)提高桉樹(shù)抗焦枯病菌的作用效果，結(jié)果顯示適宜濃度的水楊酸能夠顯著提高桉樹(shù)對(duì)焦枯病菌的抗性。朱建華等［3］分別采用化學(xué)農(nóng)藥結(jié)合營(yíng)林措施技術(shù)對(duì)桉樹(shù)焦枯病進(jìn)行防治，結(jié)果認(rèn)為達(dá)科寧的化學(xué)防治效果最佳，而施肥處理也能夠明顯提高桉樹(shù)對(duì)焦枯病害的防御能力，兩者相互結(jié)合對(duì)焦枯病侵害嚴(yán)重的桉樹(shù)具有較好的緩解作用。然而，化學(xué)農(nóng)藥成分單一，若長(zhǎng)期大量使用，不僅造成殘留嚴(yán)重，還將導(dǎo)致病原菌的耐藥性不斷增強(qiáng)，以致需要不斷開(kāi)發(fā)毒性更強(qiáng)的新型化學(xué)農(nóng)藥，導(dǎo)致惡性循環(huán)。此外，桉樹(shù)不僅是造紙和纖維制品的重要原材料，還是良好的蜜源植物，可用于釀酒和入藥，因而桉樹(shù)農(nóng)殘量還直接影響食用安全［14］。因此，避免高毒農(nóng)藥的大量使用，尋找環(huán)境友好、有害生物很難產(chǎn)生抗藥性的植物源農(nóng)藥將是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)［15］，研究利用植物天然產(chǎn)物的抑菌活性對(duì)桉樹(shù)的病害進(jìn)行防治，對(duì)于減少化學(xué)農(nóng)藥在桉樹(shù)病害防治中的使用具有重要的意義。廣玉蘭、銀杏、白蘭等木本植物是中國(guó)南方的常見(jiàn)樹(shù)種，葉片資源豐富，是提取植物天然化學(xué)產(chǎn)物的實(shí)用原料。本課題組分別利用無(wú)水乙醇和水溶劑對(duì)廣玉蘭、銀杏、八月桂等11種木本植物葉片進(jìn)行提取，在11種供試木本植物粗提物中，廣玉蘭無(wú)水乙醇粗提物對(duì)類(lèi)柯氏麗赤殼菌絲生長(zhǎng)的抑制作用最好。這可能與廣玉蘭的葉子中含有豐富的揮發(fā)油、黃酮類(lèi)、木蘭花堿、酚類(lèi)和倍半萜內(nèi)酯等多種化學(xué)成分有關(guān)［16－18］。這些物質(zhì)對(duì)真菌和細(xì)菌均有一定的抑制作用。AHMEDetal［19］也發(fā)現(xiàn)廣玉蘭的浸提物對(duì)交鏈格孢菌、禾長(zhǎng)蠕孢屬、黑孢菌、立枯絲核菌等多種植物病原真菌具有良好的抑菌活性。對(duì)廣玉蘭無(wú)水乙醇粗提物的毒力回歸方程分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其濃度為0．77g•mL－1時(shí)，其對(duì)病菌的生長(zhǎng)抑制率為50%，當(dāng)其濃度大于1．26g•mL－1時(shí)，抑菌率可達(dá)90%以上。研究結(jié)果顯示，1g•mL－1的廣玉蘭無(wú)水乙醇粗提物對(duì)類(lèi)柯氏麗赤殼菌絲抑制率大于70%，表明廣玉蘭可作為抑制桉樹(shù)焦枯病菌類(lèi)柯氏麗赤殼植物源農(nóng)藥的主要原材料。

對(duì)瑞麗赤殼而言，1g•mL－1的銀杏水粗提物能夠完全抑制其生長(zhǎng)，效果十分顯著，其毒力方程為Y=85．9290X+9．0138。這可能與銀杏葉粗提物中含有多種活性成分如銀杏酸、銀杏黃酮、銀杏內(nèi)酯等有關(guān)，這些物質(zhì)對(duì)細(xì)菌和真菌均有抑制作用［20－23］。由此可見(jiàn)，從植物組織中提取的天然化合物具有良好的抑菌效果，且由于這些提取物中含有不同的化學(xué)成分，抑制效果更強(qiáng)，不利于病原菌抗性的形成，可作為開(kāi)發(fā)病菌綠色生態(tài)防治技術(shù)的有效保障。本試驗(yàn)選用11種木本植物對(duì)2種桉樹(shù)焦枯病菌的抑菌活性進(jìn)行初步篩選，研究結(jié)果為利用植物源農(nóng)藥防治桉樹(shù)焦枯病提供了一定的理論基礎(chǔ)，具有一定的實(shí)踐意義。但供試植物對(duì)桉樹(shù)焦枯病菌主要的抑菌活性物質(zhì)及其結(jié)構(gòu)、抑菌機(jī)理，以及這些植物提取物對(duì)其他桉樹(shù)焦枯病病原菌的抑制作用還有待進(jìn)一步深入研究。

作者：黃愛(ài)珍 謝婉鳳 李慧敏 鄭志炳 黃述熠 郭文碩 單位：福建農(nóng)林大學(xué)森林保護(hù)研究所 福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院