白花地胆草和匙羹藤粗提物生物活性初步研究
2020-09-27钟婷婷史丹妮钱小香黄丹慜郭霞
钟婷婷,史丹妮,钱小香,黄丹慜,郭霞
(海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院),海南海口 571100)
白花地胆草(Elephantopus tomentosus L.)别名牛舌草(海南),属菊科地胆草属草本植物。分布在中国西南和华南地区,尤其是在海南、广东等地[1]。白花地胆草具有清热解毒和消炎利尿等作用,用于治疗腹泻、腹痛、湿疮等;也可治疗感冒、肝炎、扁桃体炎等,能去火、伤暑、凉血、利湿消肿等[2-3]。白花地胆草次生代谢物包括倍半萜内酯、三萜、酚类、黄酮、甾醇等。活性方面据报道,白花地胆草除抗肿瘤活性[4],还对大肠杆菌、枯草芽抱杆菌和金黄色葡萄球菌有明显影响[5]。
匙羹藤(Gymnemda sylvestre(Retz.)Schult.)又称羊角藤、金刚藤,系萝摩科匙羹藤属植物[6]。分布在印度、越南及中国云南、广东、台湾等地区。全株可入药,具有收敛、健胃、滋补强壮、清热等作用,其叶性平、味苦,具祛风止痛、生肌消肿之功效[7]。主要次生代谢物有皂苷类、萜类、黄酮、多肽、果胶、生物碱等[8-9]。匙羹藤提取物对金黄色葡萄菌、大肠杆菌、变形杆菌以及绿脓杆菌等多种细菌具有抑菌作用[10-12]。
在农用活性方面,未见这两种药用植物的报道。为此,开展白花地胆草、匙羹藤粗提物的病虫活性测试,目的是挖掘具有杀虫和抑菌的活性物质,以便用于农业生产服务。
1 材料和方法
1.1 供试材料
供试植物:白花地胆草和匙羹藤采自儋州市和庆镇拱教村周边。
供试昆虫:斜纹夜蛾(Spodoptera litura F.)从木瓜树上采集斜纹夜蛾卵块,置于室内生化培养箱控温25℃±2℃孵化,用野生蓖麻叶饲养,待斜纹夜蛾繁殖第2 代时,分别挑选大小一致的3 龄幼虫供试;莴苣指管蚜虫(Dactynotus formosanus Takahashi)采自农家菜园莴苣上的蚜虫。
供试菌种:香蕉炭疽病菌(Colletotrichum musae)、水稻纹枯病菌(Thanatephorus cucumeris)、椰子灰斑病菌(Pestalotia palmarum)香蕉枯萎病菌(Fusarium axysporum)、 芒 果 蒂 腐 病 菌(BatryodiplodiaTheobromae)。以上病原菌由海南大学热带农林学院提供。
1.2 试验方法
1.2.1 白花地胆草、匙羹藤粗提物的制备
将采集的白花地胆草和匙羹藤置于室内,阴干,粉碎,过40 目筛。然后用甲醇浸提3 次,每次浸提的时间分别为3d、2d、1d。合并滤液,减压浓缩,得白花地胆草浸膏和匙羹藤浸膏,置于4℃下备用。
1.2.2 白花地胆草、匙羹藤粗提物的杀虫活性测定
采用浸渍法[8]测定白花地胆草粗提物和匙羹藤粗提物对斜纹夜蛾3 龄幼虫的触杀活性。分别称取0.1g 白花地胆草粗提物和匙羹藤粗提物,放入烧杯中;用少量丙酮将其浓度配制成质量浓度为10mg/mL 的溶液,以印楝素稀释1500 倍(10mg/mL)为药剂对照,清水为空白对照。选取20 头3 龄斜纹夜蛾幼虫,放于纱网中,浸入药液泡5s;取出后用吸水纸吸取多余药液,放于培养皿中,用新鲜的蓖麻叶正常饲养。每处理3 次重复。分别于12h、24h、48h、72h 记录斜纹夜蛾3 龄幼虫的死亡情况,按下列公式计算试虫死亡率。
采用相同方法测定白花地胆草和匙羹藤粗提物对莴苣指管蚜虫的触杀活性。于12h、24h、48h 记录莴苣指管蚜虫的死亡情况,按下列公式计算试虫死亡率或校正死亡率。
死亡率(%)=(试虫总数-药后活虫数)/试虫总数×100
校正死亡率(%)=(处理组死亡率-对照组死亡率)/(1-对照组死亡率)×100
1.2.3 白花地胆草、匙羹藤粗提物的抑菌活性测定
采用生长速率法测定粗提物的抑菌活性。用少量丙酮和无菌水将白花地胆草和匙羹藤粗提物配制成100mg/mL 的母液。移取2mL 母液加入到融化的18mL 无菌PDA 培养基中,摇匀、迅速分装于3 个6cm培养皿内,冷却备用,此时,母液被稀释10 倍,有效浓度为10mg/mL。以苦参碱稀释800 倍为药剂对照,以少量丙酮和无菌水作为空白对照。用5mm 打孔器取靶标菌的菌饼,倒置接入到培养基上,28℃±2℃培养2d~5d,十字交叉法测量菌落直径,按下列公式统计抑菌率。
菌落直径(mm)=菌落平均直径-5.0
菌丝生长抑制率(%)=(对照组菌落直径-处理组菌落直径)/对照组菌落直径×100
1.2.4 白花地胆草粗提物对供试病原菌的毒力测定
将100mg/mL 白花地胆草粗提物母液梯度稀释,配 置 成 质 量 浓 度 为50mg/mL、25mg/mL、10mg/mL、5mg/mL 的溶液,移取2mL 母液加入到融化的18mL无菌PDA 培养基中,浓度倍稀释10 倍后,最终浓度为10mg/mL、5mg/mL、2.5mg/mL、1mg/mL、0.5mg/mL。采用生长速率法测试同上。
1.3 统计分析
获得数据采用Duncan 新复极差法进行分析,比较各结果的差异性。
2 结果与分析
2.1 白花地胆草、匙羹藤粗提物对斜纹夜蛾的触杀活性结果
采用浸渍法测定粗提物对斜纹夜蛾3 龄幼虫的触杀活性,结果如下:
由表1 可知,在10mg/mL 质量浓度下,不同时间段,白花地胆草和匙羹藤粗提物对斜纹夜蛾3 龄幼虫的杀虫活性不理想,其死亡率跟对照组的死亡率差异不显著,跟印楝素的死亡率相比差异极其显著。印楝素为公认植物源杀虫剂,具有显著的杀虫活性,这2 种粗提物的活性明显低于印楝素。
表1 不同时间粗提物对斜纹夜蛾的触杀活性(%)Tab.1 Contact activity of crude extracts at different time to Spodoptera litura (%)
2.2 白花地胆草、匙羹藤粗提物对莴苣指管蚜虫的触杀活性结果
采用浸渍法测定粗提物对莴苣指管蚜虫的触杀活性,不同时间段统计结果见表2:
表2 不同时间粗提物对莴苣指管蚜虫的触杀活性(%)Tab.2 Contact activity of crude extracts at different time to Dactynotus formosanus(%)
由表2 可知,在10mg/mL 质量浓度下,白花地胆草和匙羹藤粗提物均对莴苣指管蚜虫表现出较好的触杀活性。随着时间的延长,莴苣指管蚜虫的死亡率逐渐升高,受药48h 后,白花地胆草粗提物处理莴苣指管蚜虫死亡率达到70.0%;匙羹藤粗提物处理莴苣指管蚜虫死亡率达到62.50%。不同提取物之间比较发现,白花地胆草与匙羹藤的触杀力差异不显著,但二者与印楝素药剂对照相比,差异显著,且触杀力低于标准药剂。
2.3 白花地胆草、匙羹藤粗提物抑菌活性测定结果
为进一步了解粗提物的抑菌活性,测试了2 种粗提物对5 种病原靶标菌的抑菌活性,结果见表3。
在10mg/mL 质量浓度下,白花地胆草粗提物对供试菌种的抑菌活性显著,对供试菌种的抑制率均在50.00%以上,其中对香蕉炭疽菌的抑制率最高,达到75.33%。对各供试菌种的抑制率从高到低依次是香蕉炭疽菌>芒果蒂腐菌>水稻纹枯菌>椰子灰斑菌>香蕉枯萎菌。且该粗提物抑菌效果明显高于对照,差异极显著;匙羹藤粗提物对供试菌种也有较好的抑制作用,抑菌率均高于对照药剂,但明显低于白花地胆草粗提物。
2.4 白花地胆草粗提物的毒力
从表3 得知,白花地胆草对靶标菌表现出显著的抑菌活性,为了进一步测试该粗提物对靶标菌的毒 力,在 质 量 浓 度10mg/mL、5mg/mL、2.5mg/mL、1mg/mL、0.5mg/mL 下,白花地胆草对供试菌种的毒力结果见表4。根据毒力回归方程的相关系数较好,说明方程具有一定可信度。方程斜率为正数,表明随着浓度增加,白花地胆草粗提物对供试菌种的抑制率也逐渐增强。对香蕉炭疽菌、水稻纹枯菌、椰子灰斑菌、芒果蒂腐菌、香蕉枯萎菌的EC50分别是:1.3437mg/mL、4.1812mg/mL、8.2398mg/mL、9.4578mg/mL、16.7976mg/mL。表明,香蕉炭疽菌对白花地胆草粗提物最敏感,该结果与表3 结果一致,同时表明,该粗提物在香蕉炭疽菌的防治中可能有较好的应用前景。
表4 白花地胆草对5 种病原菌的毒力测定结果Tab.4 Determination results of the virulence of Elephantopus tomentosus L.to 5 pathogens
3 讨论
初步研究了白花地胆草和匙羹藤粗提物对斜纹夜蛾和莴苣指管蚜虫的杀虫活性以及对供试菌种的抑制活性。对斜纹夜蛾3 龄幼虫触杀活性不理想,对莴苣指管蚜虫具有较好的触杀活性。对靶标菌有较好的抑菌效果,特别是对香蕉炭疽病菌抑菌活性显著。
由于仅测试了对斜纹夜蛾和莴苣指管蚜虫的触杀活性,该粗提物是否具有拒食活性或者驱避活性,目前还未证实。未测试浓度效应对莴苣指管蚜虫的杀虫活性。未涉及各浓度对供试菌种的菌丝形态、孢子形态、产孢量的影响。粗提物中有许多次生代谢物,究竟是哪种物质发挥抑菌活性,目前还不清楚,下一步将利用香蕉炭疽病菌为测试靶标,采用活性追踪方法,分离白花地胆草中的抑菌活性物质,为研究开发植物源杀菌剂做铺垫。