植物源杀菌剂研究进展Ⅰ:抑菌植物资源
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中国植物源农药的研究进展邵仁志;刘小安;孙兰;胡利锋【摘要】与传统的化学农药相比,植物源农药具有低毒、低残留、环境友好等特点,因此受到越来越多人的重视.主要综述了中国几类主要的植物源农药(杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、除草剂)的研究进展,分析了存在的问题以及发展前景,以期为今后植物源农药的开发提供参考.%Compared to the traditional chemical pesticides,botanical pesticides have the characteristics of low toxicity, low residue and environmental friendly. Therefor there are growing concern about botanical pesticides. The progesses of several main types of botanical pesticides including insecticides,acaricide,fungicides and herbicides were reviewed, and the problem and development prospect were analyzed, which would provide a reference for the further research of botanical pesticides.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2017(056)008【总页数】5页(P1401-1405)【关键词】植物源农药;杀虫剂;杀螨剂;杀菌剂;除草剂【作者】邵仁志;刘小安;孙兰;胡利锋【作者单位】湖南农业大学植物保护学院,长沙 410128;湖南农业大学植物保护学院,长沙 410128;湖南农业大学植物保护学院,长沙 410128;湖南农业大学植物保护学院,长沙 410128;湖南省农田杂草防控技术与应用协同创新中心,湖南娄底417000【正文语种】中文【中图分类】S482.1植物源农药是指利用植物有机体的全部或部分有机物质及其次生代谢物质加工而成的制剂,包括从植物中提取的活性成分、植物本身和按活性结构合成的化合物及衍生物。
植物源农药筛选和开发成果引言农药是保障农作物健康生长的重要手段之一。
然而,传统农药中往往含有化学合成物,可能对环境和人体健康造成负面影响。
因此,为了保护生态环境和食品安全,研发植物源农药成为了一个热门的研究领域。
植物源农药是以植物中的天然化合物作为活性成分,具有良好的生物降解性能,对环境友好,不会对人体健康产生危害。
植物源农药筛选过程植物源农药筛选的过程通常包括以下几个步骤:1. 植物成分提取首先,研究人员需要从植物中提取出天然化合物。
这通常需要使用溶剂提取的方法,如乙醇、甲醇等。
提取后的物质需要经过纯化步骤,以获取纯度较高的化合物。
2. 活性成分鉴定提取得到的植物成分需要经过活性成分鉴定,确定其中的活性分子。
这可以通过多种分析技术来实现,如质谱分析、核磁共振等。
3. 活性评价鉴定出的活性成分需要进行活性评价,确定其对目标害虫或病菌的毒杀活性。
活性评价可以采用体外试验或体内试验,评估活性成分的杀虫、杀菌或抗病性能。
4. 安全性评估在考虑开发成为农药之前,活性成分的安全性需要进行评估。
这包括对其对人体和非目标生物的毒性评估、药代动力学研究等。
5. 优化和开发经过以上步骤,如果某一活性成分具有良好的活性和安全性,研究人员将进一步对其进行优化和开发。
这可能包括对其结构进行修饰,增强其活性或改善其稳定性。
优化后的植物源农药将进行大规模合成,并进行田间试验和市场验证。
植物源农药开发成果植物源农药的筛选和开发已经取得了一些重要成果。
以下是一些相关的例子:1. 咖啡因咖啡因是植物中广泛存在的成分,除了作为人类饮料的来源外,咖啡因还具有抗真菌和杀虫的活性。
研究人员发现咖啡因可以被用作一种植物源农药,有效地控制农作物病虫害,而不会对环境产生负面影响。
2. 核酸提取物一些植物中含有具有杀菌活性的核酸提取物。
研究人员从这些植物中提取核酸,并将其应用于杀菌剂的开发。
核酸提取物不仅具有较高的杀菌活性,而且具有低毒性和良好的环境容忍性,因此被认为是一种理想的农药候选物。
麦类作物学报 2023,43(12):1629-1635J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o ps d o i :10.7606/j.i s s n .1009-1041.2023.12.15网络出版时间:2023-10-25网络出版地址:h t t ps ://l i n k .c n k i .n e t /u r l i d /61.1359.S .20231024.1313.0028种植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的抑菌活性及对小麦茎基腐病的防效探究收稿日期:2023-05-16 修回日期:2023-09-05基金项目:河南省重大科技专项(221100110100);河南省中央引导地方科技发展项目(Z 20221343034);河南省青年骨干教师培养计划(2020G G J S 166);中原科技创新领军人才项目(234200510007);河南省博士后科研资助项目(H N 2022109)第一作者E -m a i l :z f h i s t @163.c o m通讯作者:刘润强(E -m a i l :l i u r u n q i a n g1983@126.c o m )周锋1,罗奥迪1,韩奥辉1,李冠龙1,徐莉1,张富龙1,周琳2,刘润强1(1.河南省绿色农药创制与智能传感监测工程技术研究中心/河南科技学院,河南新乡453003;2.河南农业大学植物保护学院,河南郑州450046)摘 要:为了解不同植物源杀菌剂对小麦茎基腐病的防治效果,采用菌丝生长速率法测定了14种植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的室内毒力,并对其中毒力较高的8种杀菌剂进行了盆栽病害防控试验㊂结果表明,厚朴酚㊁香芹酚㊁牛至油㊁蛇床子素㊁丁香酚㊁白藜芦醇㊁大蒜素和薄荷酮对假禾谷镰刀菌具有较高的抑菌活性,E C 50分别高达4.53㊁17.55㊁24.30㊁32.78㊁37.42㊁47.40㊁77.45和80.56μg ㊃m L -1㊂此8种杀菌剂中,香芹酚和薄荷酮对小麦茎基腐病的防效最好,均为82.6%;牛至油㊁厚朴酚㊁蛇床子素及白藜芦醇对小麦茎基腐病的防效次之,分别为78.0%㊁75.5%㊁75.5%和72.5%;丁香酚对小麦茎基腐病的防效最弱,为66.4%㊂这说明香芹酚㊁薄荷酮㊁牛至油㊁厚朴酚㊁蛇床子素㊁白藜芦醇等8种植物源杀菌剂对小麦茎基腐病具有较好的防控效果,可用于该病害的防治㊂关键词:小麦茎基腐病;假禾谷镰刀菌;植物源杀菌剂;毒力测定;盆栽试验中图分类号:S 512.1;S 432 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2023)12-1629-07S t u d y o n t h eA n t i b a c t e r i a lA c t i v i t y o fE i g h t B o t a n i c a l F u n g i c i d e sA g a i n s t F u s a r i u m p s e u d o gr a m i n e a r u m a n dC o n t r o l E f f e c t s o n F u r s a r i u m C r o w nR o t o fW h e a tZ H O UF e n g 1,L U OA o d i 1,H A NA o h u i 1,L IG u a n l o n g 1,X UL i 1,Z H A N GF u l o n g 1,Z H O UL i n 2,L I UR u n q i a n g1(1.H e n a nE n g i n e e r i n g R e s e a r c hC e n t e r o fG r e e nP e s t i c i d eC r e a t i o na n dP e s t i c i d eR e s i d u eM o n i t o r i n g b y I n t e l l i ge n t S e n s o r ,H e n a n I n s t i t u t e of S c i e n c e a n dT e c h n o l og y ,X i n x i a n g ,H e n a n453003,Chi n a ;2.C o l l e g e o f P l a n tP r o t e c t i o n ,H e n a nA gr i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,Z h e n gz h o u ,H e n a n450046,C h i n a )A b s t r a c t :I no r d e r t ou n d e r s t a n d t h e c o n t r o l e f f e c t s o f d i f f e r e n t b i o t a n i c a l f u n g i c i d e s a g a i n s t F u r s a r i u m c r o w n r o t o fw h e a t ,t h e i n h i b i t o r y a c t i v i t i e s i n l a b o r a t o r y o f 14b o t a n i c a l f u n g i c i d e s a ga i n s t F u s a r i u m p s e u d o gr a m i n e a r u m w e r ed e t e r m i n e db y m y c e l i u m g r o w t hr a t e m e t h o d ,a n de i g h t f u n g i c i d e sw i t h h i g h e r i n h i b i t o r y a c t i v i t i e sw e r e s c r e e n e d f o r p o t d i s e a s e c o n t r o l e x pe r i m e n t .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t m a g n o l o l ,c a r v a c r o l ,o r e g a n oo i l ,c n i d i a d i n ,e u g e n o l ,r e s v e r a t r o l ,a l l i c i n ,a n dm e n t h o l h a dh i gh a n t i b a c -t e r i a l a c t i v i t i e s a g a i n s t F .p s e u d o gr a m i n e a r u m ,w i t hE C 50v a l u e s u p t o 4.53,17.55,24.30,32.78,37.42,47.40,77.45,a n d 80.56μg ㊃m L -1,r e s p e c t i v e l y .C a r v a c r o l a n dm e n t h o l h a d t h e b e s t c o n t r o l e f f e c t o n F u r s a r i u m c r o w nr o to fw h e a t ,b o t ho fw h i c h w e r e82.6%.T h ec o n t r o l e f f e c t so fo r e g a n oo i l ,h o n o k i o l ,o s t h o l ,a n d r e s v e r a t r o l o n F u r s a r i u m c r o w n r o tw e r e 78.0%,75.5%,75.5%a n d 72.5%,r e s p e c t i v e l y .E u g e n o l s h o w e d t h ew e a k e s t e f f e c t o n F u r s a r i u m c r o w n r o t (66.4%).I tw a s s u g ge s t e d t h e e i i g h t p l a n tf u ng i c i d e s o f c a r v a c r o l ,m e n th o l ,o r e ga n o o i l ,h o n o k i o l ,c n i d i a d i n a n d r e s v e r a t r o l h a dg o o d c o n t r o l e f f e c t s a g a i n s tF u r s a r i u mc r o wr o t,a n d c o u l db eu s e d t o c o n t r o l t h ew h e a t d i s e a s e. K e y w o r d s:F u r s a r i u m c r o w n r o t;F u s a r i u m p s e u d o g r a m i n e a r u m;B o t a n i c a l f u n g i c i d e s;T o x i c i t y t e s t; P o t c o n t r o l e x p e r i m e n t小麦是世界上最重要的粮食作物,小麦的安全生产对保障粮食安全具有重要的意义㊂当前,由假禾谷镰刀菌(F u s a r i u m p s e u d o g r a m i n e a r u m)引起的小麦茎基腐病(F u s a r i u m c r o w n r o t)在中国黄淮冬麦区小麦普遍严重发生,对小麦的安全生产造成了巨大威胁[1-2]㊂因当前生产上推广的大多数小麦品种对小麦茎基腐病均表现感病,几乎无抗病品种可以利用[3-4]㊂同时,尽管实施精细化的农业管理措施对该病害有一定的控制作用,但当病害暴发流行时化学防治依然是最有效的防控手段[5]㊂目前,因中国尚无登记专门用于防控小麦茎基腐病的杀菌剂,所以开展针对小麦茎基腐病杀菌剂的筛选与防控研究已成为当前广大植保工作者的重要任务㊂植物源杀菌剂是从植物中提取的有效成分,对靶标病原物具有较强的抑菌作用,且因具有高效㊁低毒㊁易降解等特点而深受广大植保工作者的青睐[6]㊂此外,乙蒜素㊁春雷霉素㊁丁香子酚等多种植物源杀菌剂已在很多作物病害防控中得到了广泛地应用和推广,并取得了较好的病害防控效果[7]㊂研究发现,乙蒜素㊁春雷霉素㊁宁南霉素和中生菌素通过药剂蘸根处理对草莓角斑病(X a n-t h o m o n a s f r a g a r i a e)的防效高达80%以上[8];在温室大棚用1%蛇床子素对黄瓜白粉病(E r y s i p h e c u c u r b i t a c e a r u m)的防效达79.33%[9];100μg㊃m L-1大蒜素对丹参根腐病生长抑制率达99.98%,可有效防控丹参根腐病[10]㊂但目前有关植物源杀菌剂对小麦茎基腐病的研究鲜有报道,本研究选用了14种植物源杀菌剂,并通过开展室内药剂筛选及防控试验,以期筛选出对小麦茎基腐病具有较好防控效果的植物源杀菌剂,为使用植物源杀菌剂开展小麦茎基腐病的防控提供数据参考㊂1材料和方法1.1试验材料供试药剂:大黄素甲醚(98.78%)㊁蛇床子素(99.89%)㊁丁香酚(99.54%)㊁厚朴酚(98.34%)㊁黄藤素(98.90%)㊁白杨素(99.73%)㊁木犀草素(98.71%)㊁小檗碱(99.53%)㊁芦荟大黄素(97.92%)㊁牛至油(89.40%)㊁薄荷酮(98.00%)和大蒜素(ȡ80.00%)等试剂购自阿拉丁化学试剂公司;白藜芦醇(ȡ90.00%)和香芹酚(50.00%)由北京清源保生物科技有限公司馈赠;皂角苷(98.00%)购自百灵威生物科技有限公司㊂供试菌株:假禾谷镰刀菌(F.p s e u d o g r a m i n e a-r u m S Q-1)于2019年由河南省绿色农药创制与智能农残传感检测工程技术研究中心保存至今㊂供试培养基:马铃薯葡萄糖琼脂(P D A)培养基㊂1.2供试杀菌剂对假禾谷镰刀菌的毒力测定采用菌丝生长速率法测定了各供试植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌生长的影响试验㊂各供试植物源杀菌剂与已灭菌的P D A培养基按照一定的比例混合,制成系列浓度梯度(表1)的含药P D A 平板㊂同时,用已灭菌的打孔器(直径为5mm)将P D A上培养48h的新鲜假禾谷镰刀菌菌株(S Q-1)制备供试菌丝块,并以菌丝面朝下的方式将其接种在各供试含药P D A平板的中央㊂空白对照为不含药的P D A培养基㊂每个处理设3次重复㊂25ħ恒温培养48h后采用十字交叉法测量菌丝直径,计算菌丝生长抑制率㊂使用S P S S 20.0软件计算各供试药剂对假禾谷镰刀菌的毒力回归方程㊁E C50㊁E C95及决定系数R2等数据㊂菌丝生长抑制率=[(对照菌落直径-药剂处理菌落直径)/(对照菌落直径-菌饼直径)]ˑ100%1.3供试杀菌剂对小麦茎基腐病的盆栽防效试验选用常规小麦品种百农307培育2d左右,并用前期已报道[11-12]的方法制备C M C液体培养基㊂将生长在P D A平板上的假禾谷镰刀菌打3~5个菌饼,在超净工作台上,置于制备好的C M C液体培养基中,25ħ于摇床上180r㊃m i n-1振荡培养2d左右㊂然后用4层无菌纱布过滤,获得分生孢子溶液,并用血球计数板计数,将分生孢子液的浓度调至1.0ˑ105个(孢子)㊃m L-1后备用㊂小麦种子出芽2d(胚芽鞘长度约2mm),用1.2中抑制效果明显的供试植物源杀菌剂E C50的1/3倍㊁1倍和3倍3个浓度梯度处理,每组12粒种子,设置3个重复,以清水处理为空白对照,以大蒜素为对照药剂㊂先将出芽2mm的小麦分别在供试植物源杀菌剂中浸药3s,待药液晾干㊃0361㊃麦类作物学报第43卷后,在小麦茎基部接上5μL孢子液后放置在培养皿中,25ħ培养15d㊂统计发病植株病斑长度,分别计算8种植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的防治效果㊂防治效果=(空白对照组病斑平均长度-实验组病斑平均长度)/空白对照组病斑平均长度ˑ100%用S P S S20.0软件进行防治效果差异性分析,数据结果用G r a p h p a d p r i s m柱形图分析㊂2结果与分析2.1植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的室内毒力室内毒力测定结果(表2)表明,作为供试植物源杀菌剂的有效成分,厚朴酚对假禾谷镰刀菌的室内毒力最强,E C50为4.53μg㊃m L-1;香芹酚次之,E C50为17.55μg㊃m L-1;牛至油㊁蛇床子素㊁丁香酚㊁白藜芦醇㊁大蒜素和薄荷酮活性较弱,E C50分别为24.30㊁32.78㊁37.42㊁47.39㊁77.45和80.56μg㊃m L-1;芦荟大黄素㊁黄藤素和小檗碱抑菌效果很差,E C50分别为202.73㊁257.87和498.89μg㊃m L-1;木犀草素㊁皂角苷㊁大黄素甲醚对假禾谷镰刀菌的E C50>1000μg㊃m L-1,几乎没有抑菌活性㊂这表明厚朴酚㊁香芹酚㊁牛至油㊁蛇床子素㊁丁香酚㊁白藜芦醇㊁大蒜素和薄荷酮对假禾谷镰刀菌表现出了具有较强的抑菌活性㊂2.2植物源杀菌剂对小麦茎基腐病的盆栽试验防效为了进一步明确上述供试植物源活性成分对小麦茎基腐病的防治效果,本研究以大蒜素为对照药剂,分别开展了上述8种植物源活性成分对小麦茎基腐病的病害防控盆栽试验(图1)㊂试验结果表明,当对照药剂大蒜素作为保护剂以推荐剂量232.35μg㊃m L-1开展对小麦茎基腐病防控试验时,防治效果为61.0%(表3和图2);同时,供试植物源杀菌剂香芹酚以52.65μg㊃m L-1用量对小麦茎基腐病的防效达82.6%(图2和表3);薄荷酮以241.68μg㊃m L-1用量对小麦茎基腐病的防效达82.6%(表4和图2);牛至油以24.30μg㊃m L-1用量对小麦茎基腐病的防效达78.0%(表5和图2);厚朴酚以13.59μg㊃m L-1用量对小麦茎基腐病的防效达75.5%(表6和图2);蛇床子素以98.34μg㊃m L-1用量对小麦茎基腐病的防效达75.5%(表7和图2);白藜芦醇以142.20μg㊃m L-1用量对小麦茎基腐病的防效达72.5%(表8和图2);丁香酚以112.27μg㊃m L-1用量对小麦茎基腐病的防效达66.4%(表9和图2)㊂即与对照药剂大蒜素相比,供试植物源杀菌剂香芹酚㊁薄荷酮㊁牛至油㊁厚朴酚㊁蛇床子素及白藜芦醇对小麦茎基腐病均具有较好的防治效果㊂表1室内毒力测定与盆栽试验中各供试药剂的浓度T a b l e1C o n c e n t r a t i o no f e a c h t e s t a g e n t i n i n d o o r v i r u l e n c e d e t e r m i n a t i o na n d p o t t i n g t e s t供试药剂T e s t a g e n t培养基含药浓度梯度C o n c e n t r a t i o n g r a d i e n t o f c h a m b e rv i r u l e n c e a s s a y m e d i u m/(μg㊃m L-1)盆栽防效试验药剂稀释倍数梯度D i l u t i o n f a c t o r o f p o t t e d e f f i c a c y t e s t80.00%大蒜素A l l i c i n1.5625,3.125,6.25,12.5,25,50,100,150388,129,4398.34%厚朴酚H o n o k i o l0.25,0.5,1,2,4,8,16,326623,2208,73650.00%香芹酚C a r v a c r o l5,10,20,30,40,60,80,1001710,570,19089.40%牛至油O r e g a n oo i l1.5625,3.125,6.25,12.5,25,50,100,1501235,412,137 99.89%蛇床子素C n i d i u m m o n n i d i n1.875,3.75,7.5,15,30,45,60,80915,305,10299.54%丁香酚E u g e n o l0.5,1,2.5,5,10,15,30,45802,267,8990.00%白藜芦醇R e s v e r a t r o l1.5625,3.125,6.25,12.5,25,50,100,150633,211,7098.00%薄荷酮M e n t h o n e3.125,6.25,12.5,25,50,100,150,200372,124,41 98.78%大黄素甲醚E m o d i nm e t h y l e t h e r2.5,5,10,20,30,40,60,80/98.90%黄藤素F l a v i n3.125,6.25,12.5,25,50,100,150,200/99.73%白杨素A s p e nT i n3.125,6.25,12.5,25,37.5,50,100,150/98.71%木犀草素L u t e o l i n3.125,6.25,12.5,25,50,100,150,200/99.53%小檗碱B e r b e r i n e3.125,6.25,12.5,25,37.5,50,100,150/97.92%芦荟大黄素A l o e e m o d i n3.125,6.25,12.5,25,37.5,50,75,100/98.00%皂角苷S a p o n i n1.5625,3.125,6.25,12.5,25,50,100,150/㊃1361㊃第12期周锋等:8种植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的抑菌活性及对小麦茎基腐病的防效探究表2 14种植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的抑菌效果T a b l e 2 B a c t e r i o s t a t i c e f f e c t o f 14p l a n t -d e r i v e d f u n gi c i d e s o n F u s a r i u m p s e u d o g r a m i n e a r u m 药剂名称N a m e o f a g e n t E C 50/(μg ㊃m L -1)E C 95/(μg ㊃m L -1)R 2毒力回归方程V i r u l e n c e r e g r e s s i o ne qu a t i o n 厚朴酚H o n o k i o l4.5396.990.99y =0.8+1.22x 香芹酚C a r v a c r o l 17.5589.270.98y =2.69+2.15x 牛至油O r e ga n oo i l 24.3096.530.93y =3.66+2.78x 蛇床子素C n i d i u m m o n n i d i n 32.78782.860.99y =1.82+1.2x 丁香酚E u ge n o l 37.421376.350.95y =1.63+1.03x 白藜芦醇R e s v e r a t r o l 47.39495.880.99y =2.78+1.68x 大蒜A l l i c i n 77.451408.950.99y =2.57+1.37x 薄荷酮M e n t h o n e 80.56222.380.93y =6.92+3.7x 芦荟大黄素A l o e e m o d i n 202.7310390.160.97y =2.34+1.04x 黄藤素F l a v i n257.8720931.700.97y =2.32+0.96x 小檗碱B e r b e r i n e 498.894123345.400.96y =1.14+0.43x 木犀草素L u t e o l i n1238.32243006.900.98y =2.28+0.75x 皂角苷S a p o n i n 1461.06105722.350.83y =2.59+0.76x 大黄素甲醚E m o d i nm e t h yl e t h e r 1885.031927665.060.98y =1.79+0.55x 图1 不同植物源杀菌剂对小麦茎基腐病盆栽防控的直观效果F i g .1 V i s u a l e f f e c t o f d i f f e r e n t p l a n t -d e r i v e d f u n g i c i d e s o n F u s a r i u m c r o w n r o t o fw h e a t b ypo t c u l t u r e ㊃2361㊃麦 类 作 物 学 报 第43卷表3香芹酚对小麦茎基腐病的盆栽试验防效T a b l e3E f f e c t o f c a r v a c r o l o n F u s a r i u m c r o w n r o to fw h e a t b yp o t c u l t u r e植物源活性成分A c t i v e i n g r e d i e n t d e r i v e d f r o m p l a n t名称N a m e浓度C o n c e n t r a t i o n/(μg㊃m L-1)防治效果C o n t r o l e f f e c t/%大蒜素A l l i c i n香芹酚C a r v a c r o l 25.829.80d 77.4525.10c 232.3561.00b 5.8525.10c 17.5572.50a b 52.6582.60a表中小写字母表示在0.05水平显著性差异,下同㊂T h e n o r m a l l e t t e r s i n t h e t a b l e i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e a t t h e0.05l e v e l,t h e s a m e b e l o w.表4薄荷酮对小麦茎基腐病的盆栽试验防效T a b l e4E f f e c t o fm e n t h o l o n e o n F u s a r i u m c r o w n r o to fw h e a t b yp o t c u l t u r e植物源活性成分A c t i v e i n g r e d i e n t d e r i v e d f r o m p l a n t名称N a m e浓度C o n c e n t r a t i o n/(μg㊃m L-1)防治效果C o n t r o l e f f e c t/%大蒜素A l l i c i n薄荷酮M e n t h o n e 25.829.80d 77.4525.10c 232.3561.00b 26.8531.80c 80.5651.10b 241.6882.60a表5牛至油对小麦茎基腐病的盆栽试验防效T a b l e5E f f e c t o f o r e g a n o o i l o n F u s a r i u m c r o w n r o to fw h e a t b yp o t c u l t u r e植物源活性成分A c t i v e i n g r e d i e n t d e r i v e d f r o m p l a n t名称N a m e浓度C o n c e n t r a t i o n/(μg㊃m L-1)防治效果C o n t r o l e f f e c t/%大蒜素A l l i c i n牛至油O r e g a n oo i l 25.829.80d 77.4525.10c 232.3561.00b 8.1012.10d e 24.3034.60c 72.9078.00a表6厚朴酚对小麦茎基腐病的盆栽试验防效T a b l e6E f f e c t o fm a g n o l o l o n F u s a r i u m c r o w n r o to fw h e a t b y p o t c u l t u r e植物源活性成分A c t i v e i n g r e d i e n t d e r i v e d f r o m p l a n t名称N a m e浓度C o n c e n t r a t i o n/(μg㊃m L-1)防治效果C o n t r o l e f f e c t/%大蒜素A l l i c i n厚朴酚H o n o k i o l 25.829.80d77.4525.10c232.3561.00b1.5119.90c d4.5318.30c13.5975.50a表7蛇床子素对小麦茎基腐病的盆栽试验防效T a b l e7E f f e c t o f c n i d i u ms n i t h e r i n a g a i n s t F u s a r i u mc r o w n r o t o fw h e a t b yp o t c u l t u r e植物源活性成分A c t i v e i n g r e d i e n t d e r i v e d f r o m p l a n t名称N a m e浓度C o n c e n t r a t i o n/(μg㊃m L-1)防治效果C o n t r o l e f f e c t/%大蒜素A l l i c i n蛇床子素C n i d i u mm o n n i d i n25.829.80d77.4525.10c232.3561.00b10.9318.30c d32.7823.50c98.3475.50a表8白藜芦醇对小麦茎基腐病的盆栽试验防效T a b l e8E f f e c t o f r e s v e r a t r o l o n F u s a r i u m c r o w n r o to fw h e a t b yp o t c u l t u r e植物源活性成分A c t i v e i n g r e d i e n t d e r i v e d f r o m p l a n t名称N a m e浓度C o n c e n t r a t i o n/(μg㊃m L-1)防治效果C o n t r o l e f f e c t/%大蒜素A l l i c i n白藜芦醇R e s v e r a t r o l25.829.80d77.4525.10c232.3561.00b15.8022.90c47.4026.60c142.2072.50a表9丁香酚对小麦茎基腐病的盆栽试验防效T a b l e9E f f e c t o f e u g e n o l o n F u s a r i u m c r o w n r o to fw h e a t b yp o t c u l t u r e植物源活性成分A c t i v e i n g r e d i e n t d e r i v e d f r o m p l a n t名称N a m e浓度C o n c e n t r a t i o n/(μg㊃m L-1)防治效果C o n t r o l e f f e c t/%大蒜素A l l i c i n丁香酚E u g e n o l25.829.80d77.4525.10c232.3561.00b12.4717.40c d37.4229.70b112.2766.40a3讨论小麦是中国最主要的粮食作物之一,年产量为主要粮食作物总产量的20.79%,在中国粮食作物中占据了重要的地位[10]㊂近年来,受全球气候变暖及种植方式结构调整等综合因素的影响,以黄淮海麦区为代表的小麦主产区由假禾谷镰刀菌(F.p s e u d o g r a m i n e a r u m)为优势菌源的小麦茎基腐病呈重发态势,小麦的产量和质量受到了严重威胁[13-15]㊂因目前尚未选育出能够有效抵抗假禾谷镰刀菌侵染的抗病小麦品种,当前对其主要以农业措施和化学杀菌剂防控为主[16]㊂因长期㊃3361㊃第12期周锋等:8种植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的抑菌活性及对小麦茎基腐病的防效探究图2供试植物源杀菌剂对小麦茎基腐病的防效F i g.2E f f e c t o f t e s t p l a n t-d e r i v e d f u n g i c i d e s o nF u s a r i u m c r o w n r o t o fw h e a t大量及不科学地施用化学杀菌剂,农田环境污染㊁农药残留及病原菌抗药性等问题常有发生,寻找新的小麦茎基腐病防控方法已迫在眉睫㊂植物源杀菌剂因具有高效㊁低毒㊁易降解等特点而成为广大植保工作者的理想选择[11-12]㊂尽管前期已有一些关于植物源杀菌剂对植物病害方面的研究[7,17-18],但关于植物源杀菌剂对小麦茎基腐病(F.p s e u d o g r a m i n e a r u m)方面的研究鲜见报道㊂郑安可等[7]开展丁子香酚㊁蛇床子素及大蒜油等9种植物源杀菌剂对向日葵锈病(P u c c i n-i ah e l i a n t h i)的防效,结果表明,丁子香酚防效高达85%以上,蛇床子素和大蒜油的防效均达70%以上㊂也有研究表明,植物源杀菌剂对马铃薯枯萎病(F u s a r i u mo x y s p o r u m)㊁人参灰霉病(B o t r y t i s c i n e r e a)及棉花枯萎病(F.o x y s p o r u m)均具有很好的抑菌活性及防治效果[19-21]㊂这些研究结果说明,植物源杀菌剂对植物病原真菌具有优异的防效,可用于植物病原真菌的防控㊂此外,因植物源杀菌剂在田间的使用效果易受到环境条件等诸多因素影响,本研究开展的供试植物源杀菌剂对小麦茎基腐病的病害防控盆栽试验,其结果还不能等同于田间防效,为了更好地使用香芹酚㊁薄荷酮等植物源杀菌剂防控小麦茎基腐病,后续还需要开展田间防效验证试验,进一步确定其使用时间㊁使用量及防治效果,以便更好地指导使用植物源杀菌剂对小麦茎基腐病的防控㊂目前,小麦茎基腐病持续威胁中国小麦的安全生产,且当前中国尚未登记专门用于防控小麦茎基腐病的农药(h t t p://w w w.i c a m a.o r g.c n/ h y s j/i n d e x.j h t m l),因而本研究结果将进一步为基于植物源活性成分开展小麦茎基腐病的防控,及其登记用于防控小麦茎基腐病的植物源杀菌剂提供了数据支撑㊂同时,香芹酚㊁薄荷酮㊁牛至油㊁厚朴酚㊁蛇床子素㊁白藜芦醇等植物源杀菌剂对小麦茎基腐病的优势菌 假禾谷镰刀菌的抑菌机理尚不完全清楚,也需要进一步深入研究㊂参考文献:[1]徐飞,韩自行,宋玉立,等.几种杀菌剂对小麦茎基腐病的防治效果[J].植物保护,2022,48(2):296.X U F,H A NZX,S O N G Y L,e t a l.C o n t r o l e f f e c to f s e v e r a l f u n g i c i d e so n F u s a r i u m c r o w n r o t[J].P l a n t P r o t e c t i o n, 2022,48(2):296.[2]L I U X,WA N G S,F A N Z Y,e ta l.A n t i f u n g a la c t i v i t i e so fm e t c o n a z o l e a g a i n s t t h ee m e r g i n g w h e a t p a t h o g e n F u s a r i u m㊃4361㊃麦类作物学报第43卷p s e u d o g r a m i n e a r u m[J].P e s t i c i d eB i o c h e m i s t r 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植物精油的抑菌作用及机理研究进展摘要植物精油,是从芳香植物中提取的具有挥发性和浓郁香味的脂溶性天然化合物。
植物精油具有多种抑菌活性成分,如萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含氮含硫化合物等,对革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌、酵母菌和霉菌等具有良好的抑制作用,在食品、制药、香料等行业应用广泛。
本文对植物精油抑菌作用以及抑菌机理进行了综述,以期为植物精油在食品方面的深入研究提供参考依据。
关键词:植物精油;抑菌作用;抑菌机理;研究进展1引言植物精油是存在于植物体内(如:花、叶、茎、根、果实、皮等)的一类可通过挤法、水蒸气蒸馏法、冷浸法或溶剂提取法等方法提取的具有一定气味的挥发性油状液体的总称,属植物体自身的次级代谢产物,享有“液体黄金”的美誉[1]。
全球精油有3000种以上,具有商业价值的多达数百种。
植物精油含量较为丰富的植物有:唇植形科(如罗勒、百里香、迷迭香)、芸香科(柑橘皮、柠檬皮)、樟科(如肉桂)、姜科(如姜)等[2]。
植物精油的组成成分十分复杂,从结构上可分为四类,分别为萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物[3-4]。
因植物精油具有独特的组成和生物活性,所以它具有较强的广谱抑菌杀菌、抗氧化、抗炎症和促生长的作用,具有抗菌、天然、无毒的特点[5]。
近年来,由于食源性疾病的全球发病率不断增多,伴随着抗生素耐药性及药物残留的日益加重,严重影响着食品安全及人类健康,已成为全球性问题。
植物精油因其显著的抗细菌和抗真菌活性,对于解决食品中日渐增多的耐药性细菌及真菌感染问题有着重要意义[6]。
此外植物精油在医药、化妆品、香料、农药等行业,也得到了广泛的应用[7-10]。
本文对近年来有关植物精油抑菌作用及抑菌机理的研究进行梳理,总结前人的研究成果,以期为植物精油在食品安全方面的研究提供参考依据。
2植物精油的主要活性物质2.1萜类化合物萜类化合物是植物精油中最常见、含量最高的组成成分,占比达到70%以上,主要包括单萜(如橙花醇、香茅醇、薄荷醇等)、倍单萜(如橙花叔醇、杜松醇、榄香醇等)和双萜(如植醇、维生素A醇等)。
樟(Camphora officinarum Nees )属樟科(Lauraceae )樟属(Cinnamomum )常绿大乔木,根据挥发油主要成分的不同,可以分为以芳樟醇为主的芳樟、以樟脑为主的本樟和以松油醇为主的油樟3个类型[1-2]。
我国芳樟资源较为丰富,在福建省大部分地区均有大面积种植,可以作为香料、中医药、化工产品等产品的成分来源[3-4]。
目前,关于芳樟的研究方向主要包括挥发油成分和活性等,对非油部分的化学成分和活性报道较少。
根据文献报道,芳樟主要含有黄酮、木脂素、苯丙素类、萜类等化合物,且具有较好的抑菌活性,尤其是对于真菌病害[5-8]。
苹果黑腐皮壳菌(Valsa mali Miyabe et Yamada )是一种能够引起苹果树腐烂病的致病真菌,主要通过侵害苹果的枝干使苹果树皮发生腐烂,侵染果实使其产量和品质下降,其分布广泛,危害严重[9-10]。
链孢粘帚霉菌(Gliocladium catenulatum )是豌豆根腐病的一种致病真菌,能侵袭三叶草和衰弱的豆类植物组织[11-12]。
本试验以芳樟叶为材料,通过不同溶剂进行萃取并利用得到的萃取物对常见植物致病菌进行抑菌活性研究,为丰富芳樟资源多样化利用以及植物源农药的研发提供科学依据。
1材料与方法1.1试剂与仪器甲醇、乙醇、石油醚、乙酸乙酯等,均为分析纯,购自浙江杭宇医药科技有限公司。
YJ-1300型双人单面净化工作台,深圳市三莉科技有限公司生产;LDZF-30KB 型高压灭菌锅,西安禾普生物科技有限公司生产;PR224ZH/E 型电子分析天平,深圳市怡华新电子有限公司生产;KQ500DE 型数控超声波清洗机,上海习仁科学仪器有限公司生产;RE-52A 旋转蒸发仪,郑州博汇精密科技有限公司生产;HH 系列-1型电热恒温水浴锅,常州市金坛友联仪器研究所生产;DL-3020低温冷却液循环泵,南京舜玛仪器设备有限公司生产。
1.2植物材料和供试菌株芳樟叶为2019年7月采自福建省安溪半林国有林场(位于北纬24°56'55″、东经117°59'36″,海拔727.8m )的三年生芳樟,经福建农林大学林学院邹双收稿日期:2023-09-12基金项目:中央财政林业科技推广示范项目“香樟精油提取技术推广示范”(闽〔2020〕TG07号)。
植物源杀菌剂作用机理
首先,植物源杀菌剂可以直接杀灭病原菌。
植物源杀菌剂中的活性成
分具有高度的抗菌活性,可以直接进入病原菌细胞内部,干扰其代谢、调
控生长发育,并破坏病原菌的细胞壁和细胞膜,从而导致病原菌的死亡。
这些活性成分通常是由植物产生的自身抗病物质,如生物碱、黄酮类、鞣质、挥发性物质等。
植物源杀菌剂的抗菌作用具有高效、广谱、低毒性和
环境友好等特点。
其次,植物源杀菌剂可以增强植物抗病机制。
病原菌侵入植物体内后,植物会产生一系列防御反应,如产生抗菌蛋白、抗菌酶、抗氧化酶等物质,以抵抗病原菌的侵害。
植物源杀菌剂可以通过激活植物的抗病基因表达,
促使植物产生更多的抗病物质,增强植物的免疫力,提高其抵抗病原菌的
能力。
此外,植物源杀菌剂还可以促进植物的生长发育。
植物源杀菌剂中的
活性成分可以刺激植物的细胞活力,促进植物的新陈代谢,提高光合作用
效率,增加养分吸收和利用率,从而促进植物的生长发育。
此外,植物源
杀菌剂还可以调节植物的内源激素水平,如增加植物的赤霉素含量、提高
脱落酸的积累等,进而调节植物体内的生长发育过程,使植物健壮生长,
提高产量和品质。
总结起来,植物源杀菌剂的作用机理主要包括直接杀灭病原菌、增强
植物抗病机制和促进植物生长发育。
通过这些机制的共同作用,植物源杀
菌剂可以有效地防治植物病害,提高植物的产量和品质。
此外,植物源杀
菌剂具有低毒性、环境友好等优点,对人体和环境影响较小,是一种非常
理想的植物病害防治措施。
紫茎泽兰对植物病原菌的抑制作用研究进展紫茎泽兰,学名苋菜( Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb),是一种常见的入侵植物。
它具有广泛的适应性和强大的繁殖能力,对水稻田、农田和湿地等生态环境造成了严重的威胁。
近年来,研究人员发现紫茎泽兰可以抑制一些植物病原菌的生长,具有潜在的抑菌活性。
以下是紫茎泽兰对植物病原菌的抑制作用研究进展。
研究表明,紫茎泽兰提取物对多种植物病原菌具有抑制作用。
紫茎泽兰对水稻生长过程中常见的致病菌纹枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)具有较强的抑菌活性。
研究人员发现,紫茎泽兰提取物中含有多种具有抗菌活性的化合物,包括酚类化合物、黄酮类化合物和糖类化合物等。
这些化合物可以抑制纹枯病菌的生长和生理活性,减轻其对水稻的侵染。
紫茎泽兰还对一些其他重要作物常见的病原菌具有抑菌作用。
研究人员通过体外实验发现,紫茎泽兰提取物对小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)和玉米赤霉病菌(Fusarium verticillioides)的生长有明显的抑制作用。
这些病原菌是引起小麦赤霉病和玉米赤霉病的主要致病菌,对粮食作物的产量和质量造成了严重的损失。
研究人员认为,紫茎泽兰提取物中的抗菌活性化合物可以干扰这些病原菌的生物代谢过程,抑制它们的生长和侵染作用。
一些研究还发现,紫茎泽兰能够促进植物的自身免疫反应,增强植物对病原菌的抵抗能力。
研究人员发现,紫茎泽兰提取物处理后的植物叶片对纹枯病菌的侵染程度较低,病情发展较慢。
植物体内抗氧化系统和防御酶活性也得到增强,有助于抵抗病原菌的侵染。
这表明紫茎泽兰提取物可以调节植物的免疫反应,提高植物对病原菌的抵抗力。
紫茎泽兰具有潜在的抗病原菌活性。
研究人员通过对紫茎泽兰提取物的化学分析和生物学实验,揭示了其抑制作用的机制和途径。
紫茎泽兰提取物中的多种化合物可以抑制病原菌的生长和侵染作用,并且可以增强植物的免疫反应,提高植物对病原菌的抵抗能力。
11种植物提取物对4种病原细菌的抑菌活性筛选植物源杀菌剂具有选择性高、环境友好、对非靶标生物安全、低毒、低残留等优点,从植物中寻找抑菌活性物质,是研发新型杀菌剂的热点之一。
目前,中国开发与应用的植物源杀菌剂主要有苦参碱、黄岑苷、小檗碱、丁子香酚、香芹酚、儿茶素、大蒜素、乙蒜素、大黄素甲醚等。
但前述产品多集中于对植物真菌病害的防治,对植物源杀细菌剂的研究大多侧重于食品污染菌的控制,且大多数还处于室内筛选阶段。
魏希颖等研究发现泡桐花提取液对金黄色葡萄球菌有很强的抑制作用。
叶舟测定了木麻黄(Casuarina equisetifolia Forst)小枝提取液的抑菌活性,发现对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌表现出较强的抑制活性。
崔彦等的研究证明五倍子、丁香、地榆对黄瓜细菌角斑病菌表现出显著的抑制作用,其中五倍子提取物的活體防效可达60%,具有一定的开发潜力。
李玉玲发现竹焦油对甘蓝黑腐病菌、番茄细菌性斑点病菌、茄青枯病菌等多种供试细菌都有不同程度的抑制活性。
为了获得对植物细菌病害有广泛抑菌谱的植物源物质,本研究选取已报道过的具有广泛抑菌活性的11种植物提取物,对魔芋软腐病菌、猕猴桃溃疡病菌、核桃黑斑病菌、白菜软腐病菌4种常见的病原细菌进行室内抑菌活性筛选,旨在为新型植物源杀细菌剂的开发研究提供线索。
1 材料与方法1.1 材料1.1.1 供试菌种魔芋软腐病菌(Erwinia carotovora pv. carotovora)、猕猴桃溃疡病菌(Pseudomonas syringae pv. actinidiae)、白菜软腐病菌(Erwinia carotorora)均由西北农林科技大学无公害农药研究服务中心提供;核桃细菌性黑斑病菌(Xanthomonas campestris pv. juglandis)由西北农林科技大学林学院提供。
1.1.2 供试植物源物质及试剂大黄提取物(其中大黄素含量为0.30%)、博落回提取物(其中血根碱含量为0.57%)、狼毒提取物(其中狼毒素含量为1.90%)、皂荚提取物(其中皂荚素含量为6.90%)、苦参提取物(其中苦参碱含量为2.15%)均由山西德威生化有限公司提供。
编辑:杨风光
nyzszz@ 农资新品
苯丙烯菌酮,为补骨脂种子提取物,是我国自主创制开发的一种新型植物源杀菌剂,具有广谱杀菌、免疫诱抗、促进生长等特点,契合绿色防控要求,对环境安全,无残留隐患。
尤其对水稻稻瘟病、苹果腐烂病、早晚疫病、炭疽病等多种重要植物病害防治效果显著。
其作用机理是通过破坏植物病原菌的细胞壁、细胞膜、线粒体膜、核膜等壁膜系统,干扰细胞代谢过程而达到杀菌的目的。
国内首批两个苯丙烯菌酮产微乳剂,农药登记证号PD20190020,登记作物和防治对象为水稻稻瘟病。
室内活性试验和田间药效试验结果表明,0.2%苯丙烯菌酮(补骨脂种子提取物)微乳剂对水稻稻瘟病具有较好的防治效果,推荐用药量为0.2%苯丙烯菌酮微乳剂商品量每667平方米每次45~60毫升,应用于破口期、齐穗期进行喷雾防治,发病严重的可使用登记上限用药量。
在用药剂量范围内对作物安全,未见药害发生。
对捕食天敌、寄生天敌低毒或无影响。
新型植物源杀菌剂苯丙烯菌酮文/ 山东省宁阳县农业农村局 刘刚。
樟树叶提取液的抑菌作用研究指导老师:赵微加成员:许昌炎姜康田禹齐曹加伟实验背景在我们南通大学校园里,随处可见那郁郁葱葱的樟树矗立在校园两旁。
春天到了,各种细菌引起的疾病也开始传播,于是有个想法便萌生了。
既然樟树百虫不侵,那么它的叶子是否又有抗菌的功效。
生物学上是对樟树如此定义的:樟树系樟科属的常绿乔木植物, 树叶中含芳香性挥发油、樟脑等, 具有祛风、除湿、止痛、杀虫之功效樟树叶生长量大, 全年可采, 为可再生资源。
这给我们的研究提供了理论依据。
实验目的植物源杀菌剂是指某些植物中含有的抗菌物质或诱导产生的植物防卫素,它能杀死或有效抑制某些病原菌。
植物体内的抗菌化合物是植物体产生的多种具有抗菌活性的次生代谢产物,是包含了生物碱类、类黄酮类、蛋白质类、有机酸类和酚类等的化合物。
许多植物具有较强的抑菌活性,如茶子、花椒、某些红树以及蕨类植物等,它们既能抗真菌、又能抗细菌,可见植物源杀菌剂对靶标具有广谱性。
目前,我国对于樟树在抗虫方面的研究较多,但对于其抗菌作用的研究甚少。
因此,该研究旨在探讨樟树叶提取物的抗菌效果,为新型抗菌剂的研发提供参考。
通过实验,获取樟树的提取液,并对其进行科学分析。
选择些代表性的细菌做各种侵染实验以比较其对细菌的抑制作用。
以樟树叶提取液为材料,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、康氏木霉为实验菌种,利用杯碟法测定樟树叶提取物对各实验菌种的抑菌效果,并比较各浓度提取液抑菌效果的浓度效应和时间效应。
实验预期:樟树叶提取液是一种广谱性抗菌剂,且对革兰氏阳性菌的抑菌效果最佳。
实验流程1.材料与方法1.1 材料1.1.1 原材料:樟树叶,在南通大学校园内采集。
1.1.2 试剂器材:超净工作台、加热回流装置、水浴装置、恒温箱、蒸汽压力灭菌锅、培养箱以及常用实验室微生物培养器具。
1.1.3 试验菌种:金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母、康氏木霉。
由南通大学生命科学学院提供。