泽漆叶提取物的除草和抑真菌活性
2015-06-15马霖杜春华成光辉孙迎姣
马霖+杜春华+成光辉+孙迎姣
摘要:以稗草、反枝苋为材料,采用小杯法测定泽漆叶乙醇提取物的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇组分的除草活性。以苹果腐烂病菌、白菜灰霉病菌、柑橘炭疽病菌、小麦全蚀病菌为供试病菌,采用菌丝生长速率法测定3种萃取物的抑菌活性。结果表明,泽漆叶乙酸乙酯萃取物对反枝苋幼苗的胚根、胚轴生长都有较好的抑制作用。当浓度为 0.75 mg/mL 时,乙酸乙酯萃取物对反枝苋胚根、胚轴的抑制率分别为94.96%、88.93%,抑制效果明显好于泽漆叶乙醇粗提物。乙酸乙酯萃取物对稗草的胚根生长也有一定的抑制作用。
关键词:泽漆叶萃取物;除草活性;抑菌活性
中图分类号: S482.2+93;S482.4+9 文献标志码: A
文章编号:1002-1302(2015)04-0154-02
收稿日期:2014-11-21
基金项目:山东省高校科技计划(编号:J11LC21);山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(编号:BS2009NY006);青岛农业大学高层次人才基金(编号:630714)。
作者简介:马 霖(1990—),硕士,从事绿色化学工艺研究。
通信作者:杜春华,博士,副教授,主要从事天然源生理活性物质开发、环境友好剂型及绿色化学工艺研究。E-mail:dch1218@163.com。
迄今为止,已发现植物次生代谢产物超过40万种[1],其中一些具有杀虫、除草、抑菌等作用。相对于化学农药而言,植物源农药因具有高环保性、作用方式多样、易光解、无残留等特点成为农业生产的理想农药。研究者已从植物中分离出众多高活性化合物,并进行结构改造,从而开发出新农药[2]。从印楝中分离出的印楝素在杀虫应用方面有巨大应用潜力[3]。从银杏中分离出的高活性化合物已被开发成农用杀菌剂等[4]。泽漆别称猫眼儿草、五朵云,是大戟科大戟属植物,长期以来一直作为草药使用。泽漆具有化痰、消肿、抑制恶性肿瘤、杀虫等功效[5]。泽漆含有多种化学成分,如萜类、黄酮类、苯丙素类、多酚类等[6]。近些年,关于泽漆杀虫、抑菌的报道较多。如泽漆甲醇提取物对稻瘟菌的抑制作用较好[7];泽漆乙酸乙酯粗提物对小麦赤霉菌、番茄早疫病菌、苹果炭疽病菌、葡萄白腐病菌也有较好的抑制作用[8]。关于泽漆除草活性研究较少。邢小霞等研究了泽漆各器官乙醇提取物的农药活性,结果表明,泽漆浓度为10 mg/mL时,泽漆叶乙醇提取物对反枝苋、叶用莴苣、稗草、小麦幼苗幼茎生长的抑制率在40%以上,对幼根的抑制率达78%以上,对番茄灰霉病菌、黄瓜枯萎病菌、辣椒炭疽病菌都有一定的抑制作用[9]。本研究对活性较高的泽漆叶乙醇提取物进行萃取分离,并利用生物测定方法对萃取物进行活性跟踪,以期为开发植物源除草剂、杀菌剂提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
泽漆采自青岛农业大学校园内。将叶子摘下后晾干,粉碎。供试杂草稗草(Echinochloa crusgalli)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)均采自青岛农业大学校园。供试菌种为苹果腐烂病菌(Valsa mali)、白菜灰霉病菌(Botrytis cinerea)、柑橘炭疽病菌(Colletotrichum gloeosprioides)、小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces graminis)。
1.2 仪器
旋转蒸发仪、水环式真空泵、真空干燥箱、恒温培养箱、25 mL烧杯、无菌操作台、直径6 cm的培养皿、移液枪、微波炉。
1.3 方法
1.3.1 泽漆萃取物的制备 将粉碎的泽漆叶放入广口瓶中,用85%乙醇水溶液浸泡3次,过滤,合并滤液,用旋转蒸发仪减压浓缩,最后放入57 ℃真空干燥箱中干燥3 d,得浸膏。将得到的浸膏加入一定量的水分散,分别用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取3次,合并萃取液,萃取后剩余物则为水相。减压浓缩后,放入50 ℃真空干燥箱中干燥,得到石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物。
1.3.2 除草活性的测定 将反枝苋、稗草种子用流水冲3 h,在培养皿底部放1张滤纸,用蒸馏水浸湿,将种子平铺在滤纸上,放在26 ℃培养箱中避光保湿催芽。称0.5 g琼脂,加热溶于蒸馏水中,配成0.5%琼脂水溶液。将3种萃取物用乙醇溶解,与0.5%琼脂水溶液混合,配成浓度为0.75 mg/mL的带毒基质,分别倒入3个小烧杯中,对照烧杯加入等量乙醇。每个小烧杯中接入10粒长势一致的露白种子,放入 26 ℃ 培养箱中继续避光培养。72 h后测量种子胚根及胚轴长度,计算萃取物对胚根、胚轴的抑制率。将抑制效果较好的待测物配成一系列浓度,测定其在不同浓度下的除草活性,并进行毒力回归分析,得到EC50值。
抑制率=(对照长度-处理长度)/对照长度×100%。
(1)
1.3.3 抑菌活性的测定 采用菌丝生长速率法[10]测定3种萃取物对病原菌的抑制率。称取一定量的3种萃取物,用体积分数为50%的丙酮水溶液溶解成浓度为75 mg/mL的溶液,将PDA培养基溶解,吸取1 mL样品溶液加入149 mL已溶解的PDA中,样品最终浓度为0.50 mg/mL。将含药PDA倒入直径为6 cm的培养皿中,每菌每样重复3次,对照组在PDA中加入等量体积分数为50%的丙酮水溶液。将菌饼菌丝朝下接种于培养基中央,放入27 ℃恒温培养箱中培养。待对照快长满时,采用十字交叉法测量菌落直径,计算抑菌率。
纯生长量=测量直径-菌饼直径。
(2)
抑菌率=(对照组纯直径-处理组纯直径)/对照组纯生长量×100%。
(3)
2 结果与分析
2.1 泽漆叶不同溶剂萃取物对反枝苋、稗草的抑制作用
由表1可以看出,在0.75 mg/mL浓度下,泽漆叶的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物对反枝苋、稗草都有一定的抑制作用。其中乙酸乙酯萃取物的抑制效果最好,对反枝苋的胚根、胚轴的抑制率分别为94.96%、88.93%,对稗草胚根抑制率为74.53%。正丁醇萃取物对三者的抑制率均在50%以上。3种提取物除对稗草胚轴无明显抑制作用,表现出作用器官的的选择性。endprint
表1 泽漆叶不同溶剂萃取物对反枝苋和稗草胚根、胚轴的抑制率
样品
抑制率(%)
反枝苋 稗草
胚根 胚轴 胚根
石油醚萃取物 42.79 18.26 2.94
乙酸乙酯萃取物 94.96 88.93 74.53
正丁醇萃取物 84.89 59.98 52.94
2.2 泽漆叶不同浓度萃取物的除草活性
依据初测结果,将3种萃取物用乙醇溶解,稀释成不同浓度,分别加入琼脂水溶液中,萃取物浓度分别为3.000、1.500、0.750、0.375、0.187 mg/mL,接入反枝苋、稗草种子后测定除草活性。由表2可知,乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物对反枝苋胚轴生长抑制作用的EC50值分别为0.35、0.52 mg/mL。表3表明,这2种萃取物对反枝苋胚根生长抑制作用的EC50值仅为0.21、0.31 mg/mL。
表2 泽漆叶不同溶剂萃取物对反枝苋胚轴生长的毒力回归分析
样品 回归方程 r2 EC50值
(mg/mL)
石油醚萃取物 y=-0.630 9+1.711 6x 0.98 1.95
乙酸乙酯萃取物 y=-4.277 9+3.653 1x 0.98 0.35
正丁醇萃取物 y=-0.153 3+1.896 7x 0.99 0.52
表3 泽漆叶不同溶剂萃取物对反枝苋胚根生长的毒力回归分析
样品 回归方程 r2 EC50值
(mg/mL)
石油醚萃取物 y=0.248 0+1.630 2x 0.93 0.82
乙酸乙酯萃取物 y=-1.660 6+2.868 8x 0.94 0.21
正丁醇萃取物 y=-0.317 6+2.137 4x 0.97 0.31
从表4可以看出,3种萃取物对稗草胚根的影响较弱,乙酸乙酯萃取物EC50值最小,仅为0.70 mg/mL。由此可知,石油醚萃取物的除草活性最弱,EC50值远大于其他2种萃取物。
2.3 泽漆叶不同溶剂萃取物的抑菌活性
由表5可以看出,3种萃取物对苹果腐烂病菌、柑橘炭疽
表4 泽漆叶不同溶剂萃取物对稗草胚根生长的毒力回归分析
样品 回归方程 r2 EC50值
(mg/mL)
石油醚萃取物 y=-8.182 7+3.990 6x 0.94 2.01
乙酸乙酯萃取物 y=-6.962 2+4.208 0x 0.95 0.70
正丁醇萃取物 y=-6.127 4+3.786 5x 0.98 0.87
病菌都有一定的抑制作用。乙酸乙酯萃取物抑制作用最好,对苹果腐烂病菌、柑橘炭疽病菌的抑制率分别为41.24%、32.17%,其次是石油醚萃取物,对苹果腐烂病菌、柑橘炭疽病菌的抑制率分别为30.28%、22.03%。3种萃取物对白菜灰霉病菌、小麦全蚀病菌的抑制作用都较差。
表5 泽漆叶不同溶剂萃取物对4种真菌的抑菌活性
样品
抑制率(%)
苹果腐
烂病菌 白菜灰
霉病菌 柑橘炭
疽病菌 小麦全
蚀病菌
石油醚萃取物 30.28 8.76 22.03 8.28
乙酸乙酯萃取物 41.24 19.32 32.17 22.82
正丁醇萃取物 15.74 9.96 29.04 7.16
3 结论
本研究采用小杯法测定泽漆叶乙醇提取物不同溶剂萃取物对反枝苋、稗草的除草活性,结果表明,泽漆叶乙酸乙酯萃取物对反枝苋幼苗的胚根、胚轴生长都有较好的抑制作用。当浓度为0.75 mg/mL时,乙酸乙酯萃取物对反枝苋胚根、胚轴的抑制率分别为94.96%、88.93%,抑制效果明显好于泽漆叶乙醇粗提物。乙酸乙酯萃取物对稗草的胚根生长也有一定的抑制作用。同时乙酸乙酯萃取物表现出较好的抑真菌活性,说明泽漆叶的除草、抑菌活性成分主要集中在乙酸乙酯萃取物,且活性成分主要为中等极性物质。
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