22種植物提取物對番茄病原菌生物活性的篩選

楊蘇蘇，趙慧琳，程慧麗，郝曉娟，楊 春，曹 揮

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷 030801）

番茄富含維生素和礦物質(zhì)，深受廣大人民群眾的喜愛，被稱為神奇的菜中之果，因此，在國內(nèi)外被廣泛種植。但隨著番茄種植面積的不斷擴(kuò)大以及栽培形式多樣，番茄病害的危害程度在逐年加重，新病害相繼出現(xiàn)，且經(jīng)常多種病害同時發(fā)生，加大了防治難度[1]。其中最為常見的是番茄葉霉病、番茄早疫病、番茄枯萎病、番茄灰霉病、番茄病毒病[2]。

植物源農(nóng)藥是一種新型高效、安全、無殘留的綠色農(nóng)藥，其產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物超過40萬種，其中的大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)如萜烯類、類黃酮、生物堿、酚類、甾體、獨(dú)特的氨基酸和多糖等均具有殺蟲或抗菌活性[3-5]。近年來，國內(nèi)外許多研究者針對植物源殺菌劑做了大量的工作。研究發(fā)現(xiàn)，蒜頭原汁液對膠孢炭疽菌、荔枝霜疫霉病菌、立枯絲核菌、辣椒疫霉菌和番茄枯萎病菌等菌絲生長有較高的抑制作用[6-7]，而大蒜中的蒜素因具有特殊的氣味還能趨避害蟲，是一種廣譜性的生物農(nóng)藥[8]；ZAMBONELLI等[9]研究發(fā)現(xiàn)，百里香精油對絲核菌、鐮刀菌、炭疽病菌都有很好的抑制作用；王樹桐等[10]研究發(fā)現(xiàn)，女貞子乙醇提取液對番茄灰霉病菌分生孢子萌發(fā)有很強(qiáng)的抑制作用；白頭翁和白術(shù)提取物對番茄灰霉病菌和番茄早疫病菌均具有較好的抗菌活性，且白頭翁提取物的抗菌活性最好[11]；于洋飛等[12]研究表明，飛廉提取物對黃瓜枯萎病病原菌、立枯絲核病病原菌、番茄早疫病病原菌有較強(qiáng)的抑制效果；丁香乙醇提取物對小麥紋枯病菌、棉花枯萎病菌、玉米小斑病菌和柑橘綠霉病菌等4種植物病原真菌的抑菌效果均大于60%[13]；茼蒿提取液對辣椒疫霉菌、萵苣菌核核盤菌2種真菌有很強(qiáng)的抑菌活性[14]；何衍彪等[15]研究發(fā)現(xiàn)，石菖蒲提取物對芒果炭疽病菌和香蕉尖孢鐮刀菌具有抑制作用；我國植物資源不僅非常豐富，而且在研究和推廣使用上相對較早[16-17]，是尋找理想殺菌劑的重要來源。

本試驗(yàn)在前期研究基礎(chǔ)上，對番茄病害病原菌有抑制作用的15個科的22種植物乙醇提取物進(jìn)行了初步篩選，旨在為充分利用我國豐富的植物資源，開發(fā)出更優(yōu)良的植物源農(nóng)藥提供一定的依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試植物屬15個科22個種（表1）。

表1 供試植物樣品

供試菌種為番茄枯萎病病原菌（Phomopsis macrospora）、番茄灰霉病病原菌（Botrytis cinerea）、番茄早疫病病原菌（Alternaria solani）、番茄黑斑病病原菌（Pseudomonas syringae），均由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理實(shí)驗(yàn)室提供。

供試培養(yǎng)基為PDA培養(yǎng)基。馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂2.3 g，蒸餾水1 000 mL，用于番茄病原真菌的培養(yǎng)。

1.2 方法

1.2.1 植物粗提物的制備 所用植物乙醇粗提物均采用超聲波提取法[18-19]。

1.2.2 抑菌活性測定 抑菌活性采用菌絲生長速率法[20]進(jìn)行測定。

1.2.3 植物乙醇提取物對4種病原菌的抑制中濃度 針對番茄枯萎病病原菌、番茄灰霉病病原菌、番茄早疫病病原菌、番茄黑斑病病原菌4種病原菌，選取抑制效果最好的植物乙醇提取物，利用二倍稀釋法[21-22]配制質(zhì)量濃度分別為 1，0.5，0.25，0.125，0.062 5 mg/mL的含藥培養(yǎng)基，測定各濃度對應(yīng)的抑菌率，得到乙醇提取物對病原菌的抑制中濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 22種植物乙醇提取物對4種番茄病原菌的生物活性測定

采用菌絲生長速率法測定了22種植物乙醇提取物對番茄枯萎病原菌、番茄灰霉病原菌、番茄早疫病原菌、番茄黑斑病原菌菌絲生長的抑制作用。結(jié)果表明，同一植物提取物對4種不同病原真菌的抑制率存在很大的差異，不同植物提取物對同一病原真菌的抑制率也有明顯的差異。96 h時的抑菌率結(jié)果列于表2。

由表2可知，在質(zhì)量濃度為2mg/mL時，有10種植物乙醇提取物對番茄灰霉病菌菌絲生長的抑制率大于60%，其中，木醋酸、百里香、八角、細(xì)辛表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑制作用，抑制率均在85%以上，而木醋酸達(dá)到100%；對番茄早疫病菌，則有7種植物粗提物的抑制率大于65%，只有博落回抑制率大于85%；對番茄黑斑病菌，有8種植物提取物的抑制率大于65%，其中，木醋酸、狼毒、八角、丁香、蛇床子抑制率大于85%，丁香能達(dá)到100%；而對番茄枯萎病菌抑制活性達(dá)到65%以上的植物提取物有9種，丁香、甘草的抑制率高于85%，且丁香能達(dá)到100%。另外，對至少1種病原真菌抑制率大于75%者有11種，對至少2種病原真菌抑制率在75%以上的有6種，對3種病原真菌抑制率均大于75%的有木醋酸、八角、丁香3種，而對4種病原真菌抑制率均高于75%的僅有木醋酸。對每種番茄病原真菌抑制率最好的植物源提取物的菌絲生長如圖1所示。

表2 22種植物乙醇提取物對番茄病原菌菌絲的抑制作用

2.2 植物乙醇提取物對4種病原菌的抑制中濃度

對木醋酸、博落回、丁香3種提取物用二倍稀釋法配成 5個質(zhì)量濃度（1.00，0.50，0.25，0.125，0.062 5 mg/mL），對4種番茄病菌進(jìn)行生物活性測定，結(jié)果列于表3。

由表3可知，在0.50，1.00 mg/mL質(zhì)量濃度下，丁香對番茄黑斑病病原菌和番茄枯萎病病原菌抑制率達(dá)85%以上，效果極其顯著。而木醋酸對番茄灰霉病病原菌、博落回對番茄早疫病病原菌的抑制率在1.00 mg/mL質(zhì)量濃度下效果顯著，在0.50 mg/mL質(zhì)量濃度下效果較顯著。試驗(yàn)結(jié)果證明，隨著植物乙醇提取物濃度的不斷降低，其抑制作用也隨之減弱。

表3 不同質(zhì)量濃度植物提取物在96 h時對4種病菌菌絲生長的抑制作用

選取96 h的抑菌數(shù)據(jù)運(yùn)用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，分別求出毒力回歸方程和抑制中濃度（EC50），結(jié)果列于表4。從表4可以看出，木醋酸、博落回、丁香對番茄灰霉病原菌、番茄早疫病原菌、番茄黑斑病原菌、番茄枯萎病原菌的EC50分別為0.32，0.16，0.19，0.12 mg/mL，相關(guān)系數(shù)均接近于1。

表4 不同植物提取物對4種病原菌的毒力方程

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本試驗(yàn)采用菌絲生長速率法測定了22種植物對番茄病原真菌的抑菌活性。測得22種植物乙醇提取物在質(zhì)量濃度為2 mg/mL時，對番茄灰霉病原菌、番茄早疫病原菌、番茄黑斑病原菌、番茄枯萎病原菌的菌絲生長都有不同程度的抑制作用，博落回、木醋酸、八角、丁香、細(xì)辛、石菖蒲對4種番茄病原真菌的菌絲抑制率均大于60%。其中，木醋酸的抑制效果最好，對4種番茄病原真菌的菌絲生長抑制率均在75%以上。結(jié)果表明，木醋酸可作為一種新型的植物源農(nóng)藥進(jìn)行開發(fā)利用。

3.2 討論

本研究僅限于22種植物乙醇提取物對4種番茄病原真菌菌絲抑制活性的初步篩選，有些植物提取物抑菌效果不明顯，可能是因?yàn)橐韵聨讉€方面：一是其中一些植物提取物的有效成分對于供試菌并無抑菌活性；二是用超聲波進(jìn)行粗提物的提取，有可能對有效成分的提取有限制；三是只測定了乙醇粗提物對病原菌的抑菌活性，并未研究其他溶劑提取物的抑制作用；四是所有抑菌試驗(yàn)均在離體條件下測定，未在活體植株上進(jìn)行試驗(yàn)。因此，要想得到更加準(zhǔn)確的結(jié)論，仍需結(jié)合孢子萌發(fā)抑制率以及采用多種溶劑提取來進(jìn)一步確認(rèn)。還應(yīng)對篩選出的有效植物提取物的作用方式和作用機(jī)制及在活體植物上的殺菌活性進(jìn)行更深層次的研究。

［1］黃順剛.番茄病害防治研究新進(jìn)展 [J].耕作與栽培，2012（3）：13-15.

［2］付建強(qiáng).日光溫室番茄常見病害及防治 [J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2014（16）：4-5，9.

［3］SWAIN T.Secondary compounds as protective agents[J].Ann Rev Plant Physiol，1977，28：479-501.

［4］操海群，岳永德，花日茂，等.植物源農(nóng)藥研究進(jìn)展（綜述）[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，27（1）：40-44.

［5］吳鐵青.使用天然抗菌化合物的保護(hù)作用 [J].農(nóng)藥譯叢，1996，18（3）：9-12.

［6］王強(qiáng)，馮巖，何小靜，等.植物源殺菌劑的篩選[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，27（11）：1246-1249.

［7］李永剛.一種植物源殺菌劑的研制及其在番茄葉霉病防治中的應(yīng)用[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

［8］張歡歡，郭天璐，王長彪，等.蒜素作為生物農(nóng)藥的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（4）：557-559.

［9］ZAMBONELLI A，ZECHINI D，AULERIO A，et al.Chemical composition and fungicidal activity of commercial essential oils of Thymus vulgaris L.[J].Journal of Essential Oil Research，2004（16）：69-74.

［10］王樹桐，胡同樂.對番茄灰霉病菌有抗菌活性的植物提取物的室內(nèi)篩選[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003，26（1）：61-64.

［11］畢亞玲，王波，黃保宏，等.兩種中藥提取物對番茄灰霉病菌和番茄早疫病菌的抑制活性研究 [J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（25）：15309-15310.

［12］于洋飛，馬紅，韓玉軍，等.飛廉提取物對3種蔬菜病原真菌的抑制作用[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，40（7）：15-18.

［13］陳仕江，丁偉，楊幫，等.10種中藥植物對4種植物病原真菌的生物活性研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2005，18（3）：311-314.

［14］劉瓊.茼蒿提取物對西瓜枯萎病菌抑菌活性及主要活性成分分析[D].南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

［15］何衍彪，詹儒林，趙艷龍.石菖蒲提取物對芒果炭疽菌及香蕉尖孢鐮刀菌的抑制作用 [J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，21（6）：728-732.

［16］張興.植物源農(nóng)藥研究進(jìn)展 [J].中國生物防治學(xué)報，2015，31（5）：685-698.

［17］吳新安，花日茂.植物源抗菌、殺菌活性物質(zhì)研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，29（3）：245.

［18］郭孝武.一種提取中草藥化學(xué)成分的方法——超聲提取法[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2000，11（3）：37-40.

［19］麻成金，吳竹青，黃偉，等.側(cè)柏籽油的超聲輔助提取及其脂肪酸組成分析[J].食品科學(xué)，2010，24（30）：50-55.

［20］吳文君.植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)論[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1987：141-145.

［21］周邦靖.常用中藥的抗菌作用及其測定方法[M].重慶：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，1987.

［22］方中達(dá).植病研究方法[M].3版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998.