天然耐腐性木材抽提液對黃孢原毛平革菌的抑制性研究

張 勰， 許忠坤， 徐清乾

(湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長沙 410004)

天然耐腐性木材抽提液對黃孢原毛平革菌的抑制性研究

張 勰， 許忠坤， 徐清乾

(湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長沙 410004)

采用簡單微量抽提法獲得苦楝、圓柏、紅心材杉木、普通杉木等天然耐腐性木材的抽提液，通過涂布平板法和牛津杯法比較其木材抽提液對黃孢原毛平革菌的抑制效果。結(jié)果表明：苦楝、圓柏、普通杉木及紅心杉木木材的水抽提液以及圓柏和普通杉木木材的乙醇抽提液對黃孢原毛平革菌(P.c)的抑制效果不明顯；苦楝和紅心杉木木材的乙醇抽提液對P.c具有較顯著地抑制性，抑菌率分別為52.2%和40.8%。

苦楝； 圓柏； 紅心材杉木； 天然耐腐性； 木材抽提液； 黃孢原毛平革菌； 抑制

木材的天然耐腐性是指木材在使用時所具有的抵抗微生物腐敗的能力，它與木材的樹種、密度、抽提物等密切相關(guān)[1]。木材抽提物是存在于木材組織中分子量較小的非細(xì)胞壁組成物，可用水、醇、乙醚、苯、丙酮等溶劑浸提出來的物質(zhì)。抽提物種類繁多，因樹種、提取試劑等不同差異明顯，多包含有多元酚類、樹脂酸類、萜類、單寧、生物堿等。其中不少抽提物對微生物有抑制性。于文喜等[2]發(fā)現(xiàn)暴馬丁香心材提取物具有較強(qiáng)的抗菌活性。李堅[3]等認(rèn)為長白落葉松心材甲醇提取物對白腐菌的抑制效果較好。山槐心材甲醇抽提物有較強(qiáng)的防腐活性，對某些腐朽菌的防腐效力可與商業(yè)用防腐劑ACC相當(dāng)[4]。依據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13942.1-2009, GB/T13942.2-2009，圓柏(Sabinachinensis)木材為強(qiáng)耐腐，杉木(Cunninghamialanceolata)、苦楝(Meliaazedarach)木材為耐腐。紅心材杉木是杉木的特殊變異類型，其材質(zhì)優(yōu)良，紋理細(xì)密[5]。范國榮等研究發(fā)現(xiàn)，紅心杉木材抽提物含量高于普通杉木[6]。近年來，植物源木材防腐劑的低毒、低殘留、環(huán)境友好等逐漸成為木材防腐研究的熱點(diǎn)[7～12]。從具有天然耐腐性的木材中獲取可靠的抑菌成分是開發(fā)植物源木材防腐劑的前提。白腐菌是目前所發(fā)現(xiàn)的一類唯一能徹底降解木質(zhì)素的微生物,它可以分泌木質(zhì)素過氧化物酶、錳過氧化物酶、漆酶等胞外酶降解木質(zhì)素。黃孢原毛平革菌是白腐菌的典型代表[13]。因此，作者研究了幾種天然耐腐性木材樹種的抽提液對白腐菌黃孢原毛平革菌(PhanerochaetechrysosporlumP.c.)的抑制效果，為開發(fā)新型木材防腐劑提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 木材采集及處理

苦楝和圓柏木材采自南京林業(yè)大學(xué)。苦楝樣木的胸徑25.6 cm，樹高18.3 m；圓柏樣木的胸徑18.5 cm，樹高16.1 m。用生長錐在樹干胸徑(距地面約1.3 m)處鉆取若干個直徑木芯。紅心材杉木、普通杉木取自湖南省會同縣。紅心杉樣木的胸徑19.4 cm，樹高14.3 m；普通杉樣木的胸徑19.2 cm，樹高14.7 m。取伐倒木胸徑處厚約5 cm的圓盤。將所有木材試樣烘干，研磨成木粉，過80目篩，備用。

1.2 抽提物的制備

以去離子水和乙醇(分析純)為抽提液。準(zhǔn)確稱量0.5 g木粉，置于1.5 mL離心管中；向離心管中加入1 mL溶劑，各重復(fù)3次；震蕩搖勻放入混勻儀，溫度70 ℃，抽提24 h；用移液槍小心將上清液移入新的離心管，4 ℃保存。

1.3 抑菌性試驗

1.3.1 試驗材料 采用PDA培養(yǎng)基(馬鈴薯、瓊脂粉、葡萄糖。試驗菌種)；黃孢原毛平革菌(P.c)取自南京林業(yè)大學(xué)微生物實(shí)驗組。

1.3.2 試驗方法

(1)涂布平板法。預(yù)先培養(yǎng)菌落，挑取菌株，移入裝有0.2 mL無菌水的離心管中,滴加等體積的木材抽提液，充分混勻后，涂布平板，每處理重復(fù)3次。同時設(shè)乙醇和蒸餾水為對照。密封平板，置于28 ℃的恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)72 h，觀察試驗結(jié)果。

(2) 牛津杯法。吸取0.2 mL菌液均勻涂布于平板上，將滅菌后的牛津杯(內(nèi)徑6 mm，外徑7.8 mm，高10 mm)放于平板中央。分別滴入0.5 mL對照溶液和木材抽提液。每處理重復(fù)3次。28 ℃恒溫恒濕箱培養(yǎng)72 h。用十字交叉法測量菌落直徑，計算抑菌率。

菌絲生長抑制率(%)=

2 結(jié)果與分析

2.1 涂布平板法不同木材提取液抑菌效果比較

苦楝、圓柏、普通杉木和紅心材杉木等木材的水抽提液對P.c的抑制效果如圖1所示。由圖1可知：含有苦楝木材抽提液的培養(yǎng)基菌株生長較好(圖1 — b)，該抽提液對P.c不具有抑制效果；含有圓柏木材抽提液的培養(yǎng)基上菌落生長略有不均勻(圖1 — c)，菌株生長有被抑制的可能；含有普通杉木與紅心杉木木材水抽提液的培養(yǎng)基上菌落生長相似，與對照平板(圖1 — a)相比，這2個培養(yǎng)基上生長的菌絲較薄(圖1 — d,e)，可能P.c的生長速率受到了抑制。

圖2是幾種木材乙醇抽提液的培養(yǎng)基平板。由圖2可知： 含有苦楝木材乙醇抽提液的培養(yǎng)基多數(shù)區(qū)域被菌株覆蓋，只有較少區(qū)域沒有菌株生長(圖2 — b)，菌株生長受到一定的抑制，效果優(yōu)于其水抽提液；含有圓柏木材乙醇抽提液的培養(yǎng)基僅在中心區(qū)域有極少量的菌株生長受限(圖2 — c)，因此該抽提液對P.c幾乎沒有抑制效果，與其水抽提液效果相似；含有普通杉木木材乙醇抽提液的培養(yǎng)基與其水抽提液的效果相似，雖然菌落生長較慢，但抑制效果并不明顯(圖2 — d)；但是含有紅心杉木木材乙醇抽提液的培養(yǎng)基上菌株生長明顯受到限制，有相當(dāng)部分培養(yǎng)基上并沒有菌落生長(圖2 — e)，效果優(yōu)于水抽提液，可以認(rèn)為紅心杉木材乙醇抽提液對P.c具有較顯著的抑制效果。

2.2 牛津杯法不同木材提取液抑菌效果比較

涂布平板法可以用來檢驗抑菌效果，而牛津杯法則可以量化抑菌效果。苦楝、圓柏、普通杉木和紅心材杉木木材的水、乙醇抽提液對黃孢原毛平革菌的抑制效果如圖3所示。從圖3中可以看出，各個樹種乙醇抽提液對黃孢原毛平革菌的抑制效果好于水抽提液，其中紅心杉木和苦楝的乙醇抽提液抑菌效果較好，分別為52.2%和40.8%；普通杉木提取液對黃孢原毛平革菌的抑菌效果最差。

(a)為對照(b)為苦楝(c)為圓柏(d)為普通杉木(e)為紅心杉木圖1 木材水抽提液對P.c的抑制效果Fig.1 Theantibacterialactivityeffectsofwaterextractsofwood

(a)為對照(b)為苦楝(c)為圓柏(d)為普通杉木(e)為紅心杉木圖2 木材乙醇抽提液對P.c的抑制效果Fig.2 Theantibacterialactivityeffectsofethanolextractsofwood

圖3 不同木材抽提液對黃孢原毛平革菌生長的抑制率Fig.3 The antibacterial rate of P. chrysosporlum of different wood extract

3 結(jié)論與討論

本研究采用簡易微量法獲取了苦楝、圓柏、普通杉木和紅心杉木木材的水及乙醇抽提液，在沒有任何二次復(fù)配處理下比較了抽提液對黃孢原毛平革菌的抑制效果。發(fā)現(xiàn)不同樹種的木材抽提液對黃孢原毛平革菌(P.c)的抑制效果不盡相同，抽提試劑也會影響提取液的抑菌效果。幾種木材的水抽提液對P.c的抑制效果甚微，而乙醇抽提液對P.c的抑制效果在樹種之間差別明顯。其中苦楝和紅心杉木木材乙醇抽提液的抑制效果比較明顯，抑菌率分別為52.2%和40.8%，但是圓柏和普通杉木木材乙醇抽提液沒有顯著的抑制效果。由此可見，具有天然耐腐性的木材并不只是抽提物在起作用，而是木材結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成共同作用的結(jié)果，木材的超微結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁特征等可能是主要原因。簡單抽提可能其抽提出的成分種類和濃度有限，也限制了其抑菌性。另外，單獨(dú)使用某一種溶劑抽提，其抽提物可能不具備高效和廣譜的抑菌性。所以，將抽提物與其他化學(xué)組分復(fù)配，可能會有更好的防腐效果。徐國祺[14]等將樟樹葉抽提物復(fù)配后處理毛竹，發(fā)現(xiàn)其提升了竹材對白腐菌、褐腐菌的抵御能力。李權(quán)等[15]采用香樟木質(zhì)部的4種溶劑提取物、ACQ及樟腦配制成防腐劑進(jìn)行防腐試驗，發(fā)現(xiàn)10%濃度的香樟木質(zhì)部甲醇提取物以及4%的ACQ處理試件均達(dá)到I級強(qiáng)耐腐水平；4%樟腦、10%香樟乙酸乙酯和10%丙酮提取物處理的試件達(dá)到Ⅱ級耐腐水平?？傊静某樘嵛飳⑹侵参镌捶栏瘎┑闹饕獊碓?，探明其活性成分，提高有效分離技術(shù)，有效成分的人工合成等還需要進(jìn)一步研究。

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Comparativeresearchonantibacterialactivityofwoodextractsfromseveraldecay-resistanttreespeciestoPhanerochaetechrysosporlum

ZHANG Xie, XU Zhongkun, XU Qingqian

(Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, China)

Obtain extracts fromMeliaazedarach；Sabinachinensis；red-coloredCunninghamialanceolataandCunninghamialanceolataby simple micro-extraction method,compare antibacterial activity of wood extracts from several decay-resistant tree species toPhanerochaetechrysosporlum(P.c) by plate smearing method and oxford cup method.The results showed that the antibacterial activity of water extracts fromM.azedarach,C.lanceolata,red-coloredC.lanceolata,S.chinensisto P.c and ethanol extracts fromS.chinensisandC.lanceolatetoP.cwere non-significant;and the antibacterial activity of ethanol extracts from M. azedarach and red-coloredC.lanceolatatoP.cwas significant,antibacterial rate was 52.2% and 40.8% respectively.

Meliaazedarach；Sabinachinensis；red-coloredCunninghamialanceolata；decay-resistant；wood extract；Phanerochaetechrysosporlum；antibacterial activity

2015-09-30

“十二五”國家科技計劃課題“湖南杉木三代育種技術(shù)研究與示范”(2012BAD01B020102)。

張 勰(1983-)，男，江西省九江市人，助理研究員，主要從事林木遺傳育種工作。

S 782.33

A

1003 — 5710(2015)06 — 0077 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 06. 014

(文字編校：唐效蓉)