6 －酯基香豆素衍生物的除草抑菌活性

谢 颖，雷震霖，骆焱平

(海南大学 环境与植物保护学院，海南 海口570228)

香豆素广泛存在于自然界中［1－2］，该类化合物具有重要的生物活性，如抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗HIV、抗氧化、除草、杀虫［3－8］等活性. 虽然有文献曾大量报道了7 －酯基香豆素的活性研究［9－10］，但是关于6－酯基香豆素却鲜有报道，为此，本研究开展了6 －酯基香豆素的活性研究，发现该类衍生物有较好的除草抑菌活性，具体研究如下.

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试药剂 6 －酯基香豆素衍生物由本课题组合成［11］，其结构信息见表1. 其余供试药剂为φ =97%的乙草胺(浙江嘉化进出口有限公司)，φ=97%的百菌清(江苏百灵农化有限公司).

1.1.2 供试生物 含羞草(Mimosa pudica L.)、猪屎豆(Crotalaria pallida Ait.)、三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)、黄瓜(Cucumis sativus)、萝卜(Raphanus sativus)种子. 其中，含羞草、猪屎豆、三叶鬼针草采自海南大学周边;黄瓜、萝卜采购于当地市场.

香蕉炭疽病菌(Colletotrichum musae (Berk＆Curt)Arx)、芒果炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides Penz.)、香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp cubense)、芒果蒂腐病菌(Botryodiplodia theobromae Pat.)、椰子灰斑病菌(Pestalotia palmarum Cooke.)、水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani Kühn)、橡胶棒孢霉落叶病菌(Corynespora cassiicola(Berk.Curt.)Wei)由海南大学环境与植物保护学院农药实验室提供.

1.2 实验方法

1.2.1 除草活性 含羞草、猪屎豆、三叶鬼针草、黄瓜、萝卜为受体植物. 含羞草种子的种皮较厚，试验前用浓硫酸浸泡30 min 后，再用自来水洗净，接着用蒸馏水冲洗3 次备用.

使用适量丙酮将6 －酯基香豆素衍生物溶解，用φ =1/‰的吐温－80 水溶液将其配制成质量浓度为100 mg/L 的药剂备用. 采用生长量法进行测试［12］，即在放有2 层滤纸的9 cm 塑料培养皿中加入5 mL 供试药剂，每皿精选30 粒整齐露白的受体植物种子，整齐摆放于培养皿内，然后置于光照培养箱内，在温度为(28 ±2)℃，相对湿度为(75 ±5)%，光照周期为12 h/12 h(L/D)的条件下培养. 以加入1 滴吐温－80的相应丙酮溶剂(5 mL)为空白对照，以乙草胺为对照药剂. 每个处理设3 个重复，连续培养4 d，然后在每个培养皿中随机抽取20 株幼苗，测量其生长量，并根据下式计算生长量抑制率.

表1 6 －酯基香豆素I 的理化性质

生长量抑制率=［(对照每株净增重量－处理每株净增重量)/对照每株净增重量］×100%.

1.2.2 抑菌活性 以香蕉炭疽病菌、芒果炭疽病菌、香蕉枯萎病菌、芒果蒂腐病菌、椰子灰斑病菌、水稻纹枯病菌、橡胶棒孢霉落叶病菌为供试靶标菌，将这7 种供试靶标菌接种在PDA 培养基(马铃薯200 g/L，葡萄糖20 g/L，琼脂20 g/L)上，适温培养72 h，备用，然后按照上述方法，将供试药剂配制成2 000 mg/L的母液，备用.

采用生长速率法［13］，取1 mL 配制好的母液，加入到19 mL 的PDA 培养基中，充分摇匀，分装至3 个直径为6.0 cm 的培养皿内，制成薄厚均匀的平板. 此时供试药剂的质量浓度为100 mg/L. 待培养基冷却后，用直径为5 mm 的无菌打孔器打取菌饼，含菌丝的一面朝下，移入平板中央，适温培养. 以适量丙酮与1 滴吐温－80 的无菌水溶液作为空白对照，同时，以百菌清为对照药剂. 每个处理重复3 次，待空白对照组中的菌丝长到培养基总面积的75%左右时，以十字交叉法测量菌落的直径，并按照以下公式计算抑菌率:

抑菌率=［(对照组菌落直径－处理组菌落直径)/(对照组菌落直径－菌饼直径)］×100%.

2 结果与分析

2.1 除草活性的测试结果 利用生长量法测试了39 种药剂的除草活性，将实验组和对照组的鲜重净增长量进行比较，并根据抑制率的计算公式计算出各实验组的抑制率，结果如表2 所示.

在100 mg/L 的质量浓度下，6 －酯基香豆素衍生物对供试的5 种受体植物有较好的除草活性. 其中活性超过80%的化合物有Io，Iz，Ioo，Iqq，Im，Ia等6 种，分别对含羞草、猪屎豆和三叶鬼针草有较好的生长抑制作用，与乙草胺对照药剂的活性相当.

对含羞草抑制活性在70% ～80%之间的化合物有9 中，分别是If，Ig，Ih，Ii，Ij，Ik，Im，Iv，Ill等;对猪屎豆的抑制率在70% ～80%之间的化合物有6 种，分别是If，Ip，Iff，Imm，Ioo，Iqq;对三叶鬼针草的抑制率在70%～80%之间的化合物有3 种，分别为Id，Ir，Ioo;对黄瓜抑制活性在70%以上的化合物有Ib，Il，Im，In，Ip，Iv，Iw，Ibb，Iee，Iff，Iqq，Irr;对萝卜的抑制活性超过70%的化合物有Id，Ii，Io，Iz，Iaa，Icc，Igg，Ihh，Ijj.

通过对受体之间的分析发现，6 －酯基香豆素衍生物对含羞草的抑制活性最好，对黄瓜和萝卜抑制活性稍差. 由于黄瓜和萝卜属于蔬菜，从另一侧面说明，该药剂对蔬菜的安全性相对较好，6 －酯基香豆素衍生物之间的活性规律不明显.

表2 6 －酯基香豆素I 的除草活性测试结果(4 d)

续表

2.2 杀菌活性测试结果 利用生长速率法测试了38 种药剂对6 种靶标菌的抑菌活性，实验结果如表3所示:

表3 6 －酯基香豆素I 的杀菌活性测试结果(72 h)

续表

在100 mg/L 的质量浓度下，6 －酯基香豆素I 对供试的6 种靶标菌都具有一定的抑菌活性. 对椰子灰斑病菌抑制活性超过60%的化合物有Id，Im，Iq，Ipp，其中Im的活性最好，抑制率超过80%，与对照药剂百菌清的活性相对;对香蕉炭疽菌抑制活性超过60%的化合物有Ip，Iq，其中，Iq的抑制活性超过70%，优于对照药剂百菌清的活性;对芒果炭疽病菌抑菌活性超过60%的化合物有Iq，Ir，其中，Iq的抑制活性在70%以上，与对照药剂百菌清的活性相当;对芒果蒂腐病菌抑菌活性超过60%的化合物有Iq，Ir，Icc，Irr，其中，Iq和Icc的抑菌活性均在70%以上，与百菌清抑菌活性相当;对香蕉枯萎病菌抑菌活性超过60%的化合物仅有Ipp，且活性不如百菌清，说明供试药剂对枯萎病菌的活性不理想;对水稻纹枯病菌抑菌活性超过60%的化合物为Io，且活性不如百菌清.

3 结论与讨论

在质量浓度100 mg/L 下，6 －酯基香豆素衍生物对供试的5 种受体植物有较好的抑制活性. 其中，抑制活性超过80%的化合物有6 种，与对照药剂乙草胺的抑制活性相当;抑制活性在70% ～80%之间的化合物有28 种. 总体来说，6 －酯基香豆素I 系列化合物的杀草活性良好. 当比较6 －酯基香豆素I 系列化合物对5 种受体植物的抑制活性时发现，抑制活性超过80%的植物是含羞草、猪屎豆和三叶鬼针草，由此发现，这一系列化合物对杂草的抑制活性相对较高，对蔬菜的抑制活性相对较低，具有一定的研究意义.3种杂草中，含羞草为一年生杂草，猪屎豆和三叶鬼针草为多年生杂草，相比较而言，对含羞草的抑制活性远高于猪屎豆和三叶鬼针草，由此可见，这个系列的化合物对一年生杂草的效果较好.

6 －酯基香豆素衍生物对供试的6 种靶标菌都具有一定的抑菌活性. 抑菌活性最好的化合物是Im，抑菌活性在60%到80%之间的化合物有6 个，其中，化合物Iq对供试的4 种病原菌都有较好的抑菌活性，其结构中含有2，6 －苯基取代基团，该类结构一般表出较好的抑菌活性［14］. 其他化合物的抑菌效果不明显，活性较低.

就除草活性和杀菌活性而言，6 －酯基香豆素化合物的除草活性较好，杀菌活性偏低，对其后续的研究可适当偏向于除草活性方面，而对其杀菌活性的研究则可以在适当提高药剂浓度的情况下进行.

［1］包文艳，欧阳贵平，陈广明，等. 香豆素及其衍生物的合成与生物活性研究进展［J］. 精细化工中间体，2011，41(1):1 －7，26.

［2］钱露露，韩相恩，韩辉，等. 香豆素及其衍生物的应用研究［J］. 广州化工，2013，41(1):41 －43.

［3］杨国玉，王彩霞，黄立挺，等. 新型香豆素类衍生物的合成及其抗菌活性［J］. 合成化学，2011，19(3):337 －340.

［4］LUNNEY E A，HAGEN S E，DOMAGALA J M，et al. A novel nonpeptide HIV-1 protease inhibitor:elucidation of the binding mode and its application in the design of related analogs［J］. J Med Chem，1994，37:2 664 －2 677.

［5］KOSTOVA I. Coumarins as inhibitors of HIV reverse transcriptase［J］. Curr HIV Res，2006，4(3):347 －363.

［6］张方贺，魏艳，王栋，等. 8 种甲基香豆素衍生物的抑菌活性及除草活性［J］. 农药，2011，50(6):455 －457.

［7］HUANG J G，ZHAO H H，MIAO H，et al. Insecticidal activities and active ingredients of Cacalia tangutica against Musca domestica and Aedes albopictus［J］. Acta Entomologica Sinica，2012，55(12):1 355 －1 361.

［8］刘志昌，刘晓霞，王应红，等. N－(香豆素－3 －甲酰基)－N' －取代硫脲衍生物的合成及生物活性［J］. 有机化学，2011，31(1):136 －140.

［9］REVANKAR H M，KULKARNI M V，JOSHI S D，et al. Synthesis，biological evaluation and docking studies of 4-aryloxymethyl coumarins derived from substructures and degradation products of vancomycin［J］. European Journal of Medicinal Chemistry，2013，70:750 －757.

［10］ZHANG W H，JIANG M G. Synthesis and antifungal activities of umbelliferone analogs［J］. Chinese Journal of Organic Chemistry，2010，30(2):254 －259.

［11］骆焱平. 药用植物九里香的研究与利用［M］. 北京:化学工业出版社，2014.

［12］骆焱平，郑服丛. 农药学科群实验指导［M］. 海口:海南出版社，2008.

［13］王法红，曹阳，骆焱平. 21 种海南植物提取物生物活性初步测定［J］. 湖北农业科学，2013，52(8):1 829 －1 832.

［14］赵忠伟，曹广春，徐光青，等. 昆虫生长调节剂和绿僵菌对意大利蝗几丁质酶活力的影响［J］. 植物保护，2012，38(2):83 －86.