成都市16种园林植物抑菌作用的比较*

孙雨珂　郑雨曦　邓思颖　谢荣华　白　洁

1　四川大学艺术学院　成都　610041

2　大连理工大学软件学院　大连　116023

3　重庆医科大学　重庆　401331

4　四川省成都市第七中学　成都　610000

5　四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室　成都　610041

摘要：以成都市观赏价值较高的16种常绿植物为实验材料，比较不同植物叶片的综合抑菌能力及对空气中常见的致病细菌金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率。结果表明：16种植物对空气中微生物的综合抑菌能力顺序为雪松、八角金盘、南天竹>天竺桂>桂花>乐昌含笑>含笑>香樟>榕树>广玉兰>蚊母树>鹅掌柴>黄葛树>锦绣杜鹃>山茶>狭叶栀子。雪松、八角金盘和南天竹对金黄色葡萄球菌抑菌率达到70%以上，八角金盘抑菌率最高为80.5%，山茶抑菌率最低为19.5%；雪松、天竺桂、八角金盘和南天竹对大肠杆菌的抑菌率达到70%以上，南天竹抑菌率最高为78.2%，狭叶栀子抑菌率最低为18.8%。本实验结果将为成都市园林绿化植物的选择及生态型植物配置提供科学依据。

关键词：园林植物，抑菌作用，生态型植物配置，成都

成都市16种园林植物抑菌作用的比较*

孙雨珂1郑雨曦2邓思颖3谢荣华4白洁5

1四川大学艺术学院成都610041

2大连理工大学软件学院大连116023

3重庆医科大学重庆401331

4四川省成都市第七中学成都610000

5四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室成都610041

摘要：以成都市观赏价值较高的16种常绿植物为实验材料，比较不同植物叶片的综合抑菌能力及对空气中常见的致病细菌金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率。结果表明：16种植物对空气中微生物的综合抑菌能力顺序为雪松、八角金盘、南天竹>天竺桂>桂花>乐昌含笑>含笑>香樟>榕树>广玉兰>蚊母树>鹅掌柴>黄葛树>锦绣杜鹃>山茶>狭叶栀子。雪松、八角金盘和南天竹对金黄色葡萄球菌抑菌率达到70%以上，八角金盘抑菌率最高为80.5%，山茶抑菌率最低为19.5%；雪松、天竺桂、八角金盘和南天竹对大肠杆菌的抑菌率达到70%以上，南天竹抑菌率最高为78.2%，狭叶栀子抑菌率最低为18.8%。本实验结果将为成都市园林绿化植物的选择及生态型植物配置提供科学依据。

关键词：园林植物，抑菌作用，生态型植物配置，成都

收稿日期：*基金项目：四川省科技厅应用基础项目(2012JY0090)；四川大学植物标本数字化平台建设及共享(2012JCPT004)；第28届四川省青少年科技创新大赛青少年优秀科技竞赛(B0133008T)

作者简介：孙雨珂，四川大学艺术学院在读本科生，E-mail：774469804@qq.com

通信作者：白洁，博士，副教授，从事园林植物教学和科研，E-mail：baijie@scu.edu.cn

DOI：10.3969/j.issn.1672-4925.2015.05.003

Abstract:Theantimicrobialeffectof16speciesofevergreengardenplantswithhighornamentalvalueinChengduwerecomparedandtheirinhibitionratesonStaphyloccocusaureusandEscherichiacoliwerealsostudied.Theresultsshowedthattheantimicrobialeffectwererankedintheorderasfollows:Cedrusdeodara，Fatsiajaponica，Nandinadomestica>Cinnamomumpedunculatum>Osmanthusfragrans>Micheliachapensis>M.fuscata>C.camphora>Ficusmicrocarpa>Magnoliagrandiflora>Distyliumracemosum>Scheffleraoctophylla>F.virens>Rhododendronpulchrum>Camelliajaponica>Gardeniastenophylla.TheinhibitionrateofC.deodara,F.japonica,N.domesticaandC.pedunculatumonS.aureuswasabove70%,whileF.japonicahasthehighestinhibitionrateat80.%andC.Japonicahasthelowestrateat19.5%.TheinhibitionrateonE.colibyC.Deodara,C.Pedunculatum,F.JaponicaandN.domesticaarrivedatmorethan70%,whiletherateofN.domesticaaswasthehighestupto78.2%andtherateofG.stenophyllawasthelowestat18.8%.

ComparativeStudyonAntibacterialActivityof16GardenPlantsinChengdu

SunYuke1ZhengYuxi2DengSiying3XieRonghua4BaiJie5

(1.ArtCollegeofSichuanUniversity,Chengdu610041,China;

2.SoftwareCollegeofDalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China;

3.ClinicalMedicalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing401331,China;

4.ChengduNo.7HighSchool,Chengdu610000,Sichuan,China;

5.KeyLaboratoryofBio-ResourcesandEco-EnvironmentofMinistryofEducation,CollegeofLifeSciences,

SichuanUniversity,Chengdu610041,China)

Keywords:gardenplant,antibacterialactivity,eco-orientedplantconfiguration,Chengdu

0引言

植物是抑菌活性物质的天然宝库[1-3]。植物在长期的进化过程中会通过茎、叶等分泌出具有抑菌、杀菌的挥发性物质而保护自身不受外界微生物的侵害，从而也净化其生长环境。目前，植物抑菌作用主要应用在食品保鲜和医学方面，在园林绿化植物配置中考虑较少。随着“生态城市”“生态园林”理念的提出，人们也逐渐认识到将抑菌作用强的植物合理种植在空气含菌量较多的环境中，如医院、商业区等，使其最大限度地发挥园林植物的生态功能。

目前，对成都市园林植物有采用活体室外自然沉降法对4种垂直绿化植物[4]和屋顶25种绿化植物[5]抑菌效果进行分析的报道，但未见采用离体叶片抑菌研究和针对具体致病细菌进行抑菌效果比较。在上述所研究的植物材料中虽有5种与本研究相同，但由于植物所处立地环境条件不同以及研究中未考虑常绿和落叶植物特性和季节温度等因素而简单地采用冬夏两季菌落统计结果得出抑菌率，不适合作为绿地条件下常绿植物选择的参考依据。

本研究以成都市园林中常见且观赏价值较高的16种常绿植物为材料，通过离体叶片对空气中微生物及特定细菌的抑菌研究，比较不同植物的抑菌能力，筛选出抑菌效果较好的植物；并以抑菌为主要功能兼顾美学功能的观点，为成都市园林绿化植物的选择及生态型植物配置模式提供科学的依据。

1材料与方法

1.1　材料与设备

1.1.1植物材料

乔木类植物包括雪松(Cedrusdeodara)、香樟(Cinnamomumcamphora)、天竺桂(Cinnamomumpedunculatum)、榕树(Ficusmicrocarpa)、桂花(Osmanthusfragrans)、黄葛树(Ficusvirens)、乐昌含笑(Micheliachapensis)、广玉兰(Magnoliagrandiflora)，灌木及地被植物包括山茶(Camelliajaponica)、八角金盘(Fatsiajaponica)、鹅掌柴(Scheffleraoctophylla)、含笑(Micheliafuscata)、狭叶栀子(Gardeniastenophylla)、蚊母树(Distyliumracemosum)、南天竹(Nandinadomestica)、锦绣杜鹃(Rhododendronpulchrum)，均采自四川大学和成都七中校园，由白洁博士鉴定。

1.1.2致病细菌

包括金黄色葡萄球菌(Staphyloccocusaureus)、大肠杆菌(Escherichiacoli)，菌种由四川大学生命科学院生物资源与生态环境教育部重点实验室提供。

1.1.3仪器设备和试剂

直径9cm培养皿、研钵、美国Parafilm封口膜、电子天平(mettlerAE240)、移液枪(Eppendorf)、DHG-9076A型电热鼓风干燥箱、高压蒸汽灭菌锅(YXQ-SG41-280)、BINDER培养箱、超净工作台(SW-CJ-2F)等。试剂均为分析纯。

1.2　方法

1.2.1植物叶片的采集与处理

每种植物采自年龄、树体大小、立地环境基本相同且长势良好的3株。选取无虫蛀点、大小适中的新鲜叶片，去柄用流水冲洗30min，用75%酒精擦试叶片后用无菌蒸馏水冲洗3次，放无菌培养皿中晾干备用。在无菌操作台上，每次将1g植物叶片置于灭菌研钵中，加液氮研磨成粉末状，用于测定和比较不同植物的综合抑菌能力及对2种致病细菌的抑菌能力。

1.2.2微生物培养基的制备

按照常规法制备牛肉膏蛋白胨细菌培养基[6]和培养细菌及真菌的综合培养基[7]。在已分纯的细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)平板上，用接种环挑取1个菌落接种到1.5mL装有液体细菌培养基的EP管内，于漩涡震荡仪上振荡混匀，在37℃恒温箱中培养12h后，取1mL放入盛有9mL无菌水的试管中，按10倍稀释法连续稀释到10-7时，即为供试菌悬液。用移液枪吸取100μL相应细菌悬液，加入到细菌培养基上，用无菌三角棒涂布均匀，放置20min后，倒置备用。

1.2.3抑菌作用比较

1)16种植物综合抑菌作用的比较。将无菌综合培养基的培养皿放在空旷通风处，打开皿盖于空气中暴露10min后，将培养皿倒置并充分随机化，然后在皿盖中加入一种植物叶粉末1g，迅速盖上皿盖并标记，用封口膜封口后置于28℃恒温箱中培养48h，用于比较测定不同植物抑菌能力。以无叶片培养基作为空白对照，每组平行测定3次。培养后观察及测量培养基上微生物生长情况及菌斑面积，评定抑菌效果。培养后观察计算培养基上的菌落数，采用如下公式计算抑菌率：抑菌率(%)=(对照菌斑面积﹣处理菌斑面积)/对照菌斑面积×100%。

2)对2种致病细菌抑菌作用的比较。在含菌培养基皿盖中加入1种植物叶粉末1g，迅速盖上皿盖，用封口膜封口后置于37℃恒温箱中培养12h，用于测定比较不同植物对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌能力。以无叶片的含菌培养基作对照，每组平行测定3次。

2结果与分析

2.1　植物抑菌作用比较

由表1可见，不同植物均表现出一定的抑菌作用，其中，雪松、南天竹、八角金盘的抑菌作用最强，48h时与对照相比培养皿中无微生物生长；狭叶栀子抑菌作用最弱。16种植物抑菌作用从大到小依次为雪松、八角金盘、南天竹>天竺桂>桂花>乐昌含笑>含笑>香樟>榕树>广玉兰>蚊母树>鹅掌柴>黄葛树>锦绣杜鹃>山茶>狭叶栀子。

表1　16种植物抑菌率比较

2.2　不同植物对致病细菌的抑制作用比较

2.2.1对金黄色葡萄球菌的抑制比较

由表1可见，供试植物叶片对金黄色葡萄球菌均有不同程度的抑制作用，并且种间差异显著，抑菌率为19.5%～80.5%。其中，雪松、天竺桂、八角金盘和南天竹抑菌率达到70%以上；八角金盘抑菌作用最大，为80.5%；黄葛树、山茶、狭叶栀子和蚊母树抑菌率小于30%；山茶的抑菌率最低，只有19.5%。

2.2.2对大肠杆菌的抑制作用比较

由表1可见，供试植物叶片对大肠杆菌均有不同程度的抑制作用，并且种间差异显著，抑菌率为18.8%～78.2%。其中，南天竹抑菌率最高，达到78.2%；黄葛树、山茶和狭叶栀子抑菌率小于30%；狭叶栀子的抑菌率最低，只有18.8%。

3讨论

3.1　抑菌实验中植物材料的处理

植物的抑菌实验可在室外活体或室内离体状态下测定。室外活体测定时采用自然沉降法采集空气中的微生物，虽然方法简便，但是工作量大，采样点受环境影响程度高，而且周围植物也会影响被试植物抑菌效果的测定。室内离体条件下，培养基中菌样采集可以在相同环境条件下统一进行，以避免因环境不同或周围植物的影响而造成的误差。本实验采取在室内离体状态下菌样统一采集的方法来比较研究植物的抑菌作用。

植物材料也有整叶、碎叶和叶片挥发油等不同的处理方式[8]。当以整叶或碎叶为实验材料时，常因操作时的二次污染而使实验现象出现偏差；而以提取植物中挥发油为实验材料时，虽然实验结果较明确，但是水蒸汽蒸馏过于耗时费力。本实验在无菌条件下采用液氮快速研磨处理植物叶片，即可以快速有效地释放植物细胞中的挥发性成分，同时无菌的研钵及低温液氮等条件有效地避免了操作条件下因二次污染及植物材料自身带菌而引起的实验误差。本方法简单易行，效果明确，可用于植物抑菌能力的快速筛选实验。

3.2　植物的抑菌作用比较

植物种类不同，其抑菌作用效果不同。供试的16种园林植物的抑菌能力存在明显差异，雪松、八角金盘和南天竹抑菌能力比较显著，而山茶和狭叶栀子抑菌能力较差，说明不同植物分泌的杀菌素抑菌能力也不同。本研究通过对室外空气中致病细菌种类及含量的调查[9]，选择了2种具有代表性的致病菌金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。实验同样表明，不同植物抑制两种细菌效果不同，而同一种植物对不同的致病菌抑制能力亦不尽相同，但是总体表现出一致性。

3.3　构建生态型植物配置

近年来，虽然在园林绿地的植物配置中强调采用乔灌草的复层结构生态型配置模式，但更多地是考虑植物的绿量对环境的改善功能以及生长习性、观赏等性状，而对于植物的抑菌与净化环境的功能考虑较少。有研究[10]表明，采用不同植物以及不同植物的组合所产生的抑菌效果会存在差异。该研究是针对现有的植物配置模式来研究该组合植物的抑菌效果，而不是通过具体植物的抑菌功效来直接指导植物种类的选择和生态型植物配置模式的建立。

根据本实验结果，兼顾抑菌和美学功能的观点，建议在成都市园林绿化设计中将抑菌能力强的植物雪松、天竺桂、八角金盘和南天竹等作为人流量大和细菌含量多的如医院、城市街道等地方的绿化植物，抑菌能力较强且有较高观赏价值的植物如香樟、桂花、含笑可种植于居住区、公园等人口相对较多的地方，抑菌能力虽弱但具有观赏价值的植物可种植于细菌量较少或人口密度小的地区，以丰富植物多样性。由于南天竹植株优美、果实鲜艳、对环境净化能力强，乐昌含笑和含笑不仅是观花的芳香植物同时其抑菌效果也不错，因此在城市绿化中可以加大这类植物的应用。鉴于黄葛树抑菌作用较弱，更适合在庭院做孤植树为人们提供纳凉休憩场所，而不适合作行道树。对于抑菌效果较弱但是可以观花的植物如山茶、狭叶栀子等，从景观美学角度考虑可与抑菌作用较强的乔木类植物如天竺桂、桂花等搭配成复层结构模式，以更好地发挥植物的审美功能和生态功能。

4结语

绿色植物能通过分泌挥发性杀菌素、滞尘等作用直接或间接地净化空气中的细菌或阻止其传播。因此，为了改善和保持成都市空气质量以及促进城市生态系统环保建设和园林植物有效配置，本文比较研究了成都市园林常见的16种常绿植物的抑菌能力，有助于充分有效地发挥植物净化空气作用和构建城市生态型植物配置模式提供科学依据。

参考文献

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[2]刘洋，王飞，田治国，等.8种园林草本植物挥发性物质的抑茵效果研究[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2009，37(3)：141-145.

[3]田治国，王飞，许珊珊，等.西北地区常见的6种植物挥发性物质抑菌效果研究[J].西北林学院学报，2009，24(6)：124-128.

[4]刘光立，陈其兵.四种垂直绿化植物杀菌滞尘效应的研究[J].四川林业科技，2004，25(3)：53-55.

[5]崔洁.成都市屋顶绿化植物及不同配置模式的生态效益比较研究[D].雅安：四川农业大学，2011.

[6]周德庆，徐德强.微生物学实验教程[J].北京：高等教育出版社，2013.

[7]张国帅，张义坤，谷衍川，等.5种常绿园林树种抑菌能力研究[J].山东林业科技，2012(1)：8-10.

[8]BaiJH,WangMX,HuF.Analyzingmethodonbiogenicvolatileorganiccompounds[J].AdvancesinAtmosphericScience,2002,19(1):64-73.

[9]朱慧，戚继忠，由世江，等.吉林市空气中人类主要致病细菌的调查[J].城市环境与城市生态，2007，20(4)：42-43.

[10]罗英，何小弟，黄利斌，等.城市公园绿地植物群落配置模式的抑菌功能[J].东北林业大学学报，2010，38(3)：73-75.