茶皂素及茶多酚對(duì)2種植物病原菌的聯(lián)合毒力*

鄒東霞,廖旺姣,黃華艷,蔣學(xué)建

(廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 南寧530002)

桉樹 (Eucalyptus spp.)是南方重要的人工用材林樹種,隨著種植面積的不斷擴(kuò)大,病害也原來(lái)越嚴(yán)重。桉樹梢枯病 (die-back of Eucalyptus spp.),又稱為枝枯病,是近年來(lái)危害桉樹的主要病害之一[1],遭該病害危害后桉樹的樹梢及枝條枯死,樹木失去頂端優(yōu)勢(shì),嚴(yán)重影響桉樹的生長(zhǎng)及木材蓄積。據(jù)報(bào)道,該病害在桉樹種植區(qū)具有不同程度的發(fā)生,嚴(yán)重的林地發(fā)病率可達(dá)到100%,可可毛色二孢 (Lasiodiplodia theobromae)為廣西桉樹梢枯病的主要病原之一[2]。八角 (Illicium verum Hook.f)是我國(guó)南方歷史悠久的珍貴經(jīng)濟(jì)林樹種之一,原產(chǎn)于我國(guó)西南地區(qū)和越南等亞熱帶地區(qū),在廣西大面積種植,廣西既是八角原產(chǎn)地又是主產(chǎn)區(qū),有 “世界八角之鄉(xiāng)”的美稱[3]。八角渾身是寶,其果可做調(diào)料,也具有藥用價(jià)值,其葉和果制作八角茴香油,可用于食品業(yè)、化妝品以及醫(yī)學(xué)工業(yè)方面[3]。而長(zhǎng)期以來(lái),八角受到炭疽病的危害,其葉、果、枝、花梗及果梗等均可表現(xiàn)病癥,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致葉片大量脫落,使光合作用和營(yíng)養(yǎng)積累均受到嚴(yán)重影響,造成大量落花落果,甚至顆粒無(wú)收,造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[4]。據(jù)本課題組研究,引起近年來(lái)廣西八角炭疽病的病原為Colletotrichum horii[5]。目前對(duì)這2種病害的防治主要依靠化學(xué)防治[6-7],長(zhǎng)期化學(xué)藥劑的使用不僅污染環(huán)境,甚至?xí)：θ祟惖纳眢w健康。近年來(lái),低毒、低殘留、廣譜性、高效的植物源農(nóng)藥逐漸成為研究的熱點(diǎn),茶皂素和茶多酚屬于植物源農(nóng)藥的范疇。大量的研究表明,茶皂素和茶多酚對(duì)一些植物病原菌具有很好的抑制作用[8-10]。為了明確茶皂素和茶多酚對(duì)八角炭疽病及桉樹梢枯病的防治效果,在室內(nèi)條件下對(duì)茶皂素及茶多酚及其混配劑對(duì)八角炭疽病菌及桉樹梢枯病菌進(jìn)行室內(nèi)毒力及聯(lián)合毒力測(cè)定,旨在為茶皂素和茶多酚對(duì)這2種病害的田間防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

八角炭疽病菌、桉樹梢枯病菌可可毛色二孢由廣西林業(yè)科學(xué)研究院森保所分離獲得。

1.2 供試培養(yǎng)基

PDA培養(yǎng)基:馬鈴薯200g,葡萄糖20g,瓊脂15-20g,水1L。

1.3 供試藥劑

85%茶皂素粉,購(gòu)于青田中野天然植物科技有限公司;

98%茶多酚粉劑,購(gòu)于陜西騰邁生物科技有限責(zé)任公司。

1.4 方法

1.4.1 茶皂素及茶多酚單劑對(duì)2種病原菌的室內(nèi)毒力測(cè)定

采用菌絲生長(zhǎng)速率法測(cè)定。將植物病原真菌菌株在PDA培養(yǎng)基上活化培養(yǎng)至菌絲即將長(zhǎng)滿平板后備用。首先篩選出5個(gè)不同有效濃度的茶皂素、茶多酚 (表1),分別加入溶化后溫度冷卻至40-50℃的PDA培養(yǎng)基中混勻,制成平板,用內(nèi)徑為6mm的打孔器分別打取培養(yǎng)好的八角炭疽病菌及桉樹梢枯病菌可可毛色二孢菌餅,放于平板的中央,置于25±1℃培養(yǎng)箱培養(yǎng),對(duì)照用加相同劑量的無(wú)菌水的PDA培養(yǎng)基培養(yǎng),每處理重復(fù)3次,每天用游標(biāo)卡尺采用十字交叉法測(cè)定各菌株菌落直徑,根據(jù)2種植物病原菌菌株的生長(zhǎng)速率的快慢決定培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)短,以對(duì)照的菌絲接近長(zhǎng)滿平板時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算抑菌率。

抑菌率 (%)=(對(duì)照菌株的菌落直徑-處理菌株的菌落直徑)/(對(duì)照菌落直徑-6)×100

實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)經(jīng)DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并求得毒力回歸方程及EC50。

表1 供試藥劑的濃度Tab.1 The concentration of agentia

1.4.2 茶皂素與茶多酚混配后對(duì)2種植物病原菌的聯(lián)合毒力測(cè)定

將茶皂素與茶多酚按照1∶1、1∶4、2∶3及4∶1的比例混配,采用1.4.1的方法求出混配劑的毒力回歸方程及EC50,按照SUN氏共毒系數(shù)法評(píng)價(jià)聯(lián)合毒力,根據(jù)共毒系數(shù)的大小評(píng)價(jià)混配劑的增效作用[8]。

毒力指數(shù)TI=(標(biāo)準(zhǔn)藥劑的EC50/供試藥劑的EC50)×100%

混配劑實(shí)際毒力指數(shù) ATI=(標(biāo)準(zhǔn)藥劑的EC50/混配藥劑的EC50) ×100%

混配劑理論毒力指數(shù) TTI=單劑A的TI值×A在混配劑中有效成分的百分含量+單劑B的TI值×B在混配劑中有效成分的百分含量

共毒系數(shù)CTC=(混配劑實(shí)際毒力指數(shù)ATI/混配劑理論毒力指數(shù)TTI)×100%

當(dāng)CTC值小于80為拮抗作用,大于等于120為增效作用,80-120之間為相加作用。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶多酚及茶皂素對(duì)八角炭疽病菌室內(nèi)毒力測(cè)定

茶皂素及茶多酚對(duì)八角炭疽病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定結(jié)果表明,茶皂素和茶多酚對(duì)八角炭疽病菌均有抑制作用,但茶皂素的抑制作用強(qiáng)于茶多酚,EC50值分別為3.72mg/mL及28.35mg/mL(表2)。

表2 茶皂素及茶多酚對(duì)八角炭疽病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定Tab.2 Laboratory toxicity of tea saponin and tea polyphenols to Colletotrichum horii

2.2 茶皂素及茶多酚對(duì)桉樹梢枯病菌室內(nèi)毒力測(cè)定

茶皂素及茶多酚對(duì)桉樹梢枯病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定結(jié)果表明,茶皂素和茶多酚對(duì)桉樹梢枯病菌可可毛色二孢均有抑制作用,茶皂素的抑制作用比茶多酚強(qiáng),EC50值比茶多酚要低。EC50值分別為10.02mg/mL和104.35mg/mL(表3)。

表3 茶皂素及茶多酚對(duì)桉樹梢枯病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定Tab.3 Laboratory toxicity of tea saponin and tea polyphenols on Lasiodiplodia theobromae

2.3 茶皂素及茶多酚不同濃度復(fù)配劑對(duì)八角炭疽病菌的聯(lián)合毒力

茶皂素及茶多酚按照1∶1、1∶4、2∶3、4∶1混配后對(duì)八角炭疽病菌均有較強(qiáng)的抑制作用,EC50大于茶皂素單劑的EC50,小于茶多酚的EC50,其中1∶1混配后抑制作用最強(qiáng),EC50為1.40 mg/mL。兩者按照1∶1、1∶4、2∶3的比例混配后抑制八角炭疽病菌的CTC值分別為471、318、246,兩種藥劑以4∶1的比例表現(xiàn)為拮抗作用(表4)。

表4 不同濃度茶皂素與茶多酚復(fù)配劑對(duì)八角炭疽病菌的聯(lián)合毒力Tab.4 Co-toxicities of tea saponin and tea polyphenol on Colletotrichum horii

2.4 茶皂素及茶多酚不同濃度混配劑對(duì)桉樹梢枯病菌的聯(lián)合毒力

茶皂素及茶多酚按照1∶1、1∶4、2∶3、4∶1混配后對(duì)桉樹梢枯病菌均有較強(qiáng)的抑制作用,EC50均小于茶皂素和茶多酚單劑的EC50,其中1∶1混配后抑制作用最強(qiáng),EC50為1.03mg/mL。兩者按照1∶1、2∶3、4∶1的比例混配后抑制桉樹梢枯病菌的CTC值分別為406、141、234,2種藥劑以1∶4的比例表現(xiàn)為增效作用 (表5)。

表5 茶皂素及茶多酚不同濃度混配劑對(duì)桉樹梢枯病菌的聯(lián)合毒力Tab.5 Co-toxicities of tea saponin and tea polyphenol on Lasiodiplodia theobromae

3 結(jié)論與討論

將不同作用機(jī)理的殺菌劑混配后使用,不但能夠提高殺菌劑的使用效果,還能夠緩解病原菌對(duì)殺菌劑的抗藥性,延長(zhǎng)殺菌劑的使用壽命[11]。已有研究表明,茶皂素對(duì)多種殺菌劑抗植物病原菌具有增效作用[12-13],茶多酚與茶皂素復(fù)配對(duì)食品常見的污染細(xì)菌具有協(xié)同抑菌作用[14]。本文的研究結(jié)果表明,茶皂素及茶多酚單劑對(duì)八角炭疽病菌及桉樹梢枯病菌均具有一定的抑制作用,茶皂素的抑制作用比茶多酚的強(qiáng)。對(duì)于同種病菌,茶皂素的抑菌作用強(qiáng)于茶多酚,這可能與病原菌的種類及生長(zhǎng)環(huán)境的pH值有關(guān),也可能與茶皂素及茶多酚對(duì)病原菌抑菌的作用機(jī)理不同有關(guān)。

茶皂素及茶多酚按不同比例混配后對(duì)2種植物病原菌抑制具有增效作用,說明茶皂素與茶多酚單用或者混用具有防治這2種植物病害的潛力。茶皂素與茶多酚及其混配劑對(duì)這2種植物病害的田間防治效果有待于進(jìn)一步研究。茶皂素與茶多酚混用具有增效作用有可能是因?yàn)椴柙硭鼐哂斜砻婊钚缘男再|(zhì),增加了茶多酚與病原菌的接觸面積,提高了茶皂多酚的抑菌作用,也有可能是因?yàn)椴柙硭貙?duì)病菌造成的氧化損傷,增強(qiáng)病原菌對(duì)茶多酚的敏感性[14]。多項(xiàng)研究表明,茶皂素與殺菌劑不同比例混合增效作用不同,茶皂素與茶多酚按照1∶1的比例混合增效作用最顯著,可能是這個(gè)濃度下,上述作用最強(qiáng)。

據(jù)報(bào)道,茶皂素與代森錳鋅混配后對(duì)茶樹輪斑病菌增效作用機(jī)理主要是,茶樹輪斑病菌菌絲體細(xì)胞膜相對(duì)電導(dǎo)率升高,細(xì)胞膜滲透性增加,導(dǎo)致堿性磷酸酶的外滲增加,誘導(dǎo)菌絲體堿性蛋白酶和幾丁質(zhì)酶活性增強(qiáng),影響菌絲體可溶性蛋白、還原性糖含量變化[10]。茶皂素與三環(huán)唑的混劑能明顯提高稻瘟菌超氧化物歧化酶的活性,降低過氧化物酶活性,茶皂素及其與苯霜靈的混劑處理均能促進(jìn)黃瓜灰霉菌體細(xì)胞膜電解質(zhì)外滲,增加了細(xì)胞膜的滲透性[13]。由此可以看出,茶皂素對(duì)不同種類殺菌劑及不同種類的植物病原菌的增效作用機(jī)理不同,茶皂素與茶多酚混配后對(duì)八角炭疽病菌及桉樹梢枯病菌的增效作用機(jī)理有待于進(jìn)一步研究。

目前我國(guó)農(nóng)藥劑型主要有粉劑、可濕性粉劑、乳油劑、懸乳劑及水乳劑等劑型[15]。由于殺菌劑需要附著在植物的葉片,甚至需要葉片吸收,一般使用能夠加水稀釋的劑型。此外,林木病害的防治還要考慮林木的立地條件、林木的樹高及施藥工具等因素,可濕性粉劑、乳油劑、懸乳劑及水乳劑等更適合防治林木病害,如果茶多酚與茶皂素用在林間防治桉樹梢枯病及八角炭疽病,這幾種劑型均可作為參考。

每克茶皂素的價(jià)格約為0.1元,每克茶多酚的價(jià)格約為0.5元,根據(jù)茶皂素、茶多酚及二者1∶1混配劑對(duì)桉樹梢枯病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定的結(jié)果,以抑菌效果達(dá)到50%時(shí)為例,茶皂素的有效濃度是10.02mg/mL,茶多酚的有效濃度是104.35mg/mL,二者以1∶1混配劑的有效濃度是1.03mg/mL,若每畝地的噴藥量是75kg水,85%茶皂素量為884g,每畝成本為88.4元,茶多酚的成本3 993元,而二者以1∶1混配劑成本為25元。據(jù)茶皂素、茶多酚及二者1∶1混配劑對(duì)八角炭疽病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定的結(jié)果,以抑菌效果達(dá)到50%時(shí)為例,茶皂素的有效濃度是3.72mg/mL,茶多酚的有效濃度是28.35mg/mL,二者以1∶1混合劑的有效濃度是1.40mg/mL,按每畝地的噴藥量是75kg水,85%茶皂素用量為328g,每畝成本為32.8元,茶多酚每畝成本為1 085元,1∶1混配劑的成本為34元。值得注意的是本文所計(jì)算的防控兩種病害的成本均根據(jù)室內(nèi)毒力測(cè)定的結(jié)果計(jì)算得出,而林間防治效果受到天氣、林木的樹高、林木樹葉數(shù)量以及葉片對(duì)藥劑吸收情況等多種因素的影響,林間的防治成本應(yīng)高于以上計(jì)算出來(lái)的成本,茶皂素、茶多酚及二者混配劑對(duì)這2種病害的防控效果及成本有待于進(jìn)一步的研究。