中草藥水浸提液對5種植物病原真菌的影響

蔣晶晶 彭沛穰 蘇鋒鋒 周昭旭 杜蕙

摘要?[目的] 探索對植物病原真菌具有抑菌活性的中草藥。[方法] 在室內(nèi)采用菌絲生長速率法測定黃連、黃芩和大黃水浸提液單劑及其復合劑不同濃度對5種植物病原真菌菌絲的抑制作用。[結果] 60%黃連、黃芩和大黃水浸提液對辣椒疫霉病菌和西瓜蔓枯病菌抑制率分別達97.7%和88.2%、87.3%和84.3%、73.5%和84.5%，抑制效果均較好;大黃對葡萄灰霉病菌的抑制效果優(yōu)于黃連和黃芩，抑制率可達59.0%;黃連對葡萄炭疽病菌和玉米莖基腐病菌的抑制效果優(yōu)于黃芩和大黃;除葡萄灰霉病菌外，不同濃度的水浸提液復合劑對其他4種病原真菌的抑制率均高于大黃，低于黃連，總體抑制效果及趨勢與黃芩相近。[結論] 黃連水浸提液抑菌范圍最廣、效果最好，可進一步為新型天然殺菌劑的研制和開發(fā)提供新途徑。

關鍵詞?黃連;黃芩;大黃;水浸提液;抑菌率

中圖分類號?S?482.2文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）17-0172-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.17.044

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of Chinese Herbal Medicine Water Extract on Five Plant Pathogenic Fungi

JIANG Jing?jing1，2， PENG Pei?rang3， SU Feng?feng3 et al

（1.Institue of Plant Protection，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou，.Gansu730070;2.Scientific Observing and Experimental Station of Crop Pests in Tianshui，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Tianshui， Gansu 741000;3.College of Life Sciences， Northwest Normal University， Lanzhou， Gansu 730070）

Abstract?[Objective] To explore Chinese herbal medicines that have antifungal activity against phytopathogenic fungi.[Method] The mycelial growth rate method was used to determine the single?agent and compound of Coptis chinensis，Scutellaria and Rhubarb water extracts in different concentrations against the five plant pathogenic fungal mycelia.[Result]60% of Coptis chinensis，Scutellaria and Rhubarb water extracts had inhibition rates of 97.7% and 88.2%，87.3% and 84.3%，73.5% and 84.5%，respectively，against Phytophthora capsici and Mycospharella melonis，had the better inhibitory effects;Rhubarb had better inhibitory effects on Botrytis cinerea than Coptis chinensis and Scutellaria，with an inhibition rate of 59.0%;Coptis chinensis had better effects on Colletotrichum gloeosporioides and Fusarium oxysporum than Scutellaria and Rhubarb;except for Botrytis cinerea，the inhibitory rates of different concentrations of water extract solution complexes on the other four pathogenic fungi were higher than Rhubarb and lower than Coptis chinensis，and the overall inhibition effect and trend were similar to that of Scutellaria.[Conclusion]It indicated that Coptis chinensis water extract had the wide range of antifungal and had the best effect，which can further provide a new way for the research and development of new natural fungicides.

Key words?Coptis chinensis;Scutellaria;Rhubarb;Water extraction;Inhibition rate

植物病原真菌對植物造成嚴重的危害，如引起葡萄灰霉病的灰葡萄孢（Botrytis cinerea ），其寄主范圍極其廣泛，能侵染200多種農(nóng)作物，并在多種重要作物上造成重大經(jīng)濟損失[1];引起辣椒疫病的辣椒疫霉菌（Phytophthora capsic），常引起病害的流行發(fā)生，導致植株成片死亡，損失嚴重，嚴重時病株率達80%以上[2]。由于大多數(shù)病原真菌變異能力強，致病力分化明顯，傳統(tǒng)防治方法主要依靠化學農(nóng)藥來防治病害，大量化學農(nóng)藥的使用容易誘導病菌產(chǎn)生抗藥性，一方面導致化學農(nóng)藥的防治效果降低，加大了防治難度，另一方面嚴重污染生態(tài)環(huán)境，開發(fā)新型環(huán)保的化學農(nóng)藥替代品勢在必行。

生物防治是目前國內(nèi)外防治植物病害的研究熱點，主要包括拮抗菌（真菌、細菌）和天然產(chǎn)物防治。大多數(shù)生防菌株由于自身的局限性和環(huán)境條件等因素的影響，只有少量生防資源可實際應用且防治效果不理想，穩(wěn)定性較差，植物源農(nóng)藥研究的興起為植物病害的生物防治開辟了一條新的途徑[3]。我國中草藥資源豐富，品種繁多，許多中草藥含抑菌活性物質(zhì)，是防治有害微生物的天然寶庫[4]。如黃連、大蒜和黃芩對菊果膠桿菌具有顯著抑菌效果[5];白花蛇舌草、金錢草、丹參和甘草配伍對細菌和霉菌抑菌效果最好[6];連翹、大黃水提物對大斑病凸臍蠕孢菌具有明顯的抑制效果[7];黃連對柑橘采后3種病原菌具有較強的抑制作用和防治潛力，綜合抑菌率達98.37%[8]。

筆者選取平時多見且醫(yī)用有消炎作用的毛茛科黃連（Coptis chinensis）、唇形科黃芩（Scutellaria）和廖科大黃（Rhubarb），制備3種中草藥的不同濃度水浸提液以及不同濃度復合劑，以5種不同的植物病原真菌（辣椒疫霉病菌、西瓜蔓枯病菌、葡萄炭疽病菌、葡萄灰霉病菌和玉米莖基腐病菌）為測試對象，研究3種中草藥的農(nóng)用抑菌活性，旨在為新型生物農(nóng)藥開發(fā)提供依據(jù)，為中草藥利用提供新思路。

1?材料與方法

1.1?試驗材料?供試中草藥：黃連、黃芩，大黃均為市售。

供試菌株：葡萄炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）、葡萄灰霉病菌（Botrytis cinerea）、西瓜蔓枯病菌（Mycospharella melonis）、辣椒疫霉病菌（Phytophthora capsici）、玉米莖基腐病菌（Fusarium oxysporum），均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所經(jīng)濟作物病害研究室分離保存。

供試培養(yǎng)基：馬鈴薯葡萄糖瓊脂（potato dextrose agar，PDA）培養(yǎng)基，即馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂18 g、蒸餾水1 000 mL，pH自然。

1.2?試驗方法

1.2.1?中草藥水浸提液的制備與稀釋。參考徐國鈞等[9]的方法，取中草藥100 g在1 000 mL蒸餾水中浸泡20 min，然后在電磁爐上加熱至煮沸，轉(zhuǎn)小火煮30 min（溫度160 ℃左右），用紗布過濾出濾液。濾渣再加水500 mL，同樣方法煎煮約30 min后過濾，取2次濾液混合，用蒸餾水定容至1 000 mL（即中草藥水浸提液）。

取浸提液50、100、150、250及300 mL，用蒸餾水分別定容至500 mL，即制成濃度為10%、20%、30%、50%及60%的浸提液，密封置冰箱中冷藏備用。

將幾種中草藥水浸提原液按體積等量（1∶1∶1）混合后，制成中草藥水浸提液復合劑，分別用蒸餾水稀釋成濃度為10%合劑、30%合劑、60%合劑，密封置冰箱中冷藏備用。

1.2.2?含藥培養(yǎng)基的制備。用中草藥水浸提液代替PDA培養(yǎng)基中等量的水，配制含藥PDA培養(yǎng)基。

1.2.3?含藥培養(yǎng)基抑菌效果的測定。將供試菌株在PDA培養(yǎng)基活化培養(yǎng)3 d后，在接近菌落邊緣生長一致的地方打取直徑5 mm的菌餅，單個菌餅菌絲面朝下緊貼含藥PDA平板中央接入，以PDA為空白對照，每處理重復3次，置于26 ℃條件下培養(yǎng)6 d，第7天采用十字交叉法測量菌落直徑。依據(jù)記錄菌落直徑，計算各處理濃度對所測真菌菌絲的生長抑制率。菌絲生長抑制率=（D0-Dt）/D0×100%，其中，D0為空白對照的菌落直徑增長量，Dt 為藥劑處理的菌落直徑增長量，菌落直徑增長量=測得的菌落直徑-菌餅的直徑。

1.3?數(shù)據(jù)分析?利用SPSS 17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，應用Duncan氏新復極差法進行差異顯著檢驗。

2?結果與分析

2.1?不同濃度的黃連水浸提液對5種病原菌的抑制效果

黃連水浸提液對供試的5種病原菌均具有較好的抑制作用（表1），其中對辣椒疫霉病菌和西瓜蔓枯病菌效果最好，當浸提液濃度僅為10%時抑制率達82.5%和75.9%，且隨著濃度升高抑制率也升高;60%的黃連浸提液對葡萄炭疽病菌和玉米莖基腐病菌也具有一定的抑制效果，抑菌率達50%以上;黃連水浸提液對葡萄灰霉病菌抑菌效果最差，且當濃度為50%時抑菌率不再隨著濃度的升高而升高。

2.2?不同濃度的黃芩水浸提液對5種病原菌的抑制效果

10%的黃芩水提液對辣椒疫霉和西瓜蔓枯菌抑制率均超過50%，且隨著黃芩濃度的提高，抑制率也增強，可達873%;對葡萄灰霉病菌抑制效果較弱，當濃度達60%時抑制率達44.3%;對葡萄炭疽病菌和玉米莖基腐病菌的抑制效果最弱，且隨著黃芩水提液濃度的升高，并沒有顯著提高其抑菌效果，其中對葡萄炭疽病菌的抑制效果表現(xiàn)出高濃度反而降低（表2）。

2.3?不同濃度的大黃水浸提液對5種病原菌的抑制效果

大黃水提液對辣椒疫霉和西瓜蔓枯抑制效果最好，隨著大黃濃度的提高抑制率也增強，當浸提液濃度為60%時抑制率分別為73.5%和84.0%;其次為葡萄灰霉病菌，當浸提液濃度為60%時抑制率達59.0%;對葡萄炭疽病菌和玉米莖基腐病菌的抑制效果最弱（表3）。

2.4?不同濃度的水浸提液復合劑對菌株的抑菌效果

將3種中草藥水浸提液按體積等量（1∶1∶1）混合后，制成中草藥水浸提液復合劑，用蒸餾水稀釋成10%合劑、30%合劑、60%合劑。由圖1可知，除灰葡萄孢外，不同濃度的3種水浸提液復合劑對其他4種植物病原真菌菌絲生長抑制率均高于不同濃度的大黃水浸提液，低于不同濃度的黃連水浸提液，總體抑制效果及趨勢與黃芩水浸提液相近;水浸提液復合劑對葡萄灰霉的抑制效果最差，弱于3種中草藥水浸提液單獨作用。表明將3種中草藥混合后，抑菌成分均存在，沒有顯著提高藥效或者減弱藥效。

3?結論與討論

中草藥作為天然的抑菌藥物，其抗菌、低毒、無副作用、無殘留等優(yōu)點在現(xiàn)代預防和抗真菌細菌感染方面發(fā)揮了積極作用。研究證實在對人體致病菌有抑制作用的常見中草藥中，有的對植物病菌有一定的抑菌效果。周勇等[5]研究發(fā)現(xiàn)黃連對菊果膠桿菌抑菌效果最優(yōu)，黃芩次之;李家洲等[10]研究發(fā)現(xiàn)黃連水提液對尖孢鐮孢菌具有較好的抗菌效果，與該研究結果基本一致;王艷紅等[11]研究發(fā)現(xiàn)中藥黃連對番茄早疫病菌的抑菌效果最好，大黃次之，抑制率達93.9%。該試驗中黃連對5種病原真菌均表現(xiàn)出較好的抑制效果，對辣椒疫霉病菌和西瓜蔓枯病菌的抑制率分別達97.7%和88.2%，對葡萄灰霉病的抑制效果最差，但濃度為60%時抑制率也能達44.5%，表明黃連水浸提液不但抗菌譜廣泛，還具有良好地抑制真菌菌絲生長的作用，為后期研發(fā)綠色農(nóng)藥防治疫霉病、西瓜蔓枯病、炭疽病、枯萎病等提供新思路。楊金鳳等[12]研究發(fā)現(xiàn)黃芩對桃褐腐病菌抑菌率達80%以上，對供試的16種植物病原真菌也有不同的抑制效果，抑菌譜較廣;金麗瓊等[7]研究發(fā)現(xiàn)大黃水提物對大斑病凸臍蠕孢菌具有良好的抑制效果。該研究中黃芩和大黃水浸提液濃度為60%對辣椒疫霉、西瓜蔓枯、葡萄灰霉病菌也表現(xiàn)出較好的抑制效果，進一步擴大了中草藥的抗菌譜，為中草藥的開發(fā)利用提供了參考。

種類繁多的植物次生代謝產(chǎn)物雖然能夠為植物源抗菌研究提供廣闊空間，但其成分復雜、分離困難、抑菌機制還不明確，使得植物源抑菌劑的應用受到很大的限制[13]。目前主要對已經(jīng)明確化合物成分的植物活性物質(zhì)進行單獨或按照一定比例進行復配后的抑菌機理評價及抑菌效果研究。配伍后的中藥并不是某種單味化學成分的相加，而是某些化學成分溶出率的改變、水解、氧化、揮發(fā)、螯合、沉淀等化學和物理變化，使得原有的某些化學成分消失或產(chǎn)生新的化合物從而能夠避免某種藥單獨作用藥效不夠又能夠避免某種藥作用損害造成損傷的困境即出現(xiàn)減毒、增效的效果[14]。該研究中黃連、黃芩和大黃3種中草藥復配的合劑，藥效并未出現(xiàn)明顯的減毒或者增效的效果，抑菌率總體趨勢為黃連>復合劑≥黃芩>大黃，這可能與中草藥的成分及中藥配伍的復雜性有關。目前中草藥及配伍大部分研究處于篩選和初步探索階段，仍存在許多問題有待解決。未來植物源抑菌方面應大力發(fā)展成分分離技術，有效利用各成分，將抑菌研究與其他研究領域相結合，做到資源高效利用，從而降低生物農(nóng)藥應用成本，更好地應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

中草藥活性成分復雜，提取方法和所用溶劑不同，提取

物中的化學成分也不同。該研究采用中草藥水浸提液進行試驗，避免了提取過程中有機試劑對環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)成本，具有生產(chǎn)簡便、經(jīng)濟、無污染等特點。但僅在室內(nèi)測定了3種中草藥水浸提液的抑菌活性，試驗結果尚需在溫室盆栽及田間進一步驗證。

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