刘冰冰,李 颖,樊佳祺,王国夫,孙小红
(绍兴文理学院元培学院,浙江 绍兴 312000)
摘要:以乙醇作为提取剂制备香榧(Torreya grandis Merrilli)假种皮醇提物,并研究醇提物乳油制剂制备工艺。采用生长速率法测定醇提物及其乳油对黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)、水稻稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)、玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)、黄瓜霜霉病菌(Pseudoperonospora cubensis)和番茄早疫病菌(Alternaria solani)5种植物源病原菌的抑菌效果。结果表明,香榧假种皮醇提物对番茄早疫病菌、水稻稻瘟病菌等5种植物源病原菌具有较强的抑菌效果,10 mg/mL时对5种病菌的抑制率都在40%以上;筛选出乳油的最佳配方为香榧假种皮醇提物14%、乳化剂(吐温-20)15%、溶剂(乙酸乙酯)71%,乳油对5种病菌的抑制率都在50%以上。可见香榧假种皮醇提物抑菌谱较广,值得进一步研究开发。
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关键词 :香榧(Torreya grandis Merrilli)假种皮;乙醇提取物;乳油制剂;抑菌活性;植物病原菌
中图分类号:S482.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)02-0349-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.023
香榧(Torreya grandis Merrilli)为红豆杉科(紫杉科,Taxaceae)榧属(Torreya)常绿乔木,系裸子植物,是第三纪孑遗植物,又称细榧、木皮子、羊角榧等,为稀有坚果类树种,其果实香榧果具有食用和药用价值[1,2]。香榧果实一直备受青睐和肯定,但约占其种子鲜重50%~60%的假种皮部分则没有得到有效利用,长期被当作加工废弃物,不仅浪费资源,而且污染环境。
香榧假种皮富含多种活性物质,如黄酮类、二萜类、木脂素类化合物,还有醇、醛、烯、酚等植物芳香物质,某些物质还具有很强的抑菌活性,如木脂素类化合物、烯类化合物等。胡刘岩等[3]研究发现香榧壳挥发油含有大量的柠檬烯、蒎烯等具有抑菌作用的活性成分,这可能是其具有抑菌生物活性的原因。然而关于香榧假种皮提取物抑菌活性的研究报道较为鲜见。
植物病害是农业生产的大敌,而目前防治植物病害的主要手段为施用化学杀菌剂。由于化学农药有潜在危害,研制开发与推广应用安全、高效的生物农药已成为现代农药的主流。从植物中寻找抗菌活性物质是目前开发无公害农药的重要途径之一。本研究在测定香榧假种皮乙醇提取物抗菌活性的基础上,尝试将其制备成环保型乳油,旨在为创制和发展新型植物源农药提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 植物样品 香榧假种皮收集自浙江省绍兴市稽东镇香榧基地,经绍兴文理学院元培学院金自学教授鉴定为Torreya grandis Merrilli 的假种皮,置于阴凉通风处自然阴干。
1.1.2 供试菌种 黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)、水稻稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)、玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)、黄瓜霜霉病菌(Pseudoperonospora cubensis)和番茄早疫病菌(Alternaria solani)由山东省农业科学院提供。
1.2 测定方法
1.2.1 醇提物制备 将香榧假种皮用中药粉碎机粉碎,取200 g粉碎物于2 000 mL圆底烧瓶加70%乙醇1 000 mL回流提取2 h,过滤,取滤液旋转浓缩成浸膏,制成香榧假种皮醇提物,密封后于0~4 ℃冰箱中保存备用。
1.2.2 醇提物抑菌活性测定 采用菌丝生长速率法进行测定[4,5]。将香榧醇提物浸膏用少量二甲基亚砜溶解,用无菌水定容,配制成各浓度供试药液。在无菌条件下,将供试菌种用7 mm的打孔器打出一定数量的菌饼备用。熔化PDA培养基,用移液枪移取0.5 mL药液放入培养皿内,趁热倒入14.5 mL培养基于培养皿中制成厚薄均匀的平板,使培养基的药液最终浓度为2、4、6、8、10 mg/mL,以添加含有同样浓度的二甲基亚砜的无菌水为对照。每培养皿放置1个菌饼,菌丝面向下,重复3次,(28±1) ℃培养,72 h后用十字交叉法测量菌落直径,计算菌丝生长抑制率,评判醇提物抑菌活性。
菌落直径=菌落测量直径-菌饼直径;菌丝生长抑制率=(对照菌落直径-处理菌落直径)/对照菌落直径×100%。
1.2.3 醇提物乳油配方确定
1)溶剂筛选。为保证剂型环保,在乳油溶剂筛选中,弃用三苯类、芳烃类及氯仿等有毒溶剂,选择毒性相对较低的有机溶剂。取约10 mg的香榧假种皮醇提物浸膏,点于凹形载玻片的凹面内,再用移液枪吸取50 μL的溶剂点于浸膏的一侧,加盖玻片,观察扩散速度;室温静置1 h后,观察溶解情况。若没有完全溶解,再滴加10 μL溶剂,再观察,可逐次滴加溶剂,直至完全溶解。用20倍体视显微镜加以确认。为防止溶剂挥发,可用凡士林密封盖玻片。所用溶剂有丙酮、乙酸乙酯、无水乙醇、甲醇等。根据浸膏在溶剂中的扩散速度和溶解度,初步筛选出较佳溶剂。试验过程中,注意避免空气流动。
2)乳化剂筛选。弃用农乳系列,选择毒性相对较低的乳化剂。以醇提物浸膏280 mg,以溶剂筛选确定的溶剂2 mL为基础,进行乳化剂筛选。观察所配制剂的外观,以能形成均相透明、乳化性能好的乳化剂入选。
3)乳油稳定性检测。在250 mL烧杯中,加入10 mL (30±2) ℃标准硬水(氯化钙0.304 g、六水氯化镁0.139 g,以蒸馏水定容至1 000 mL)。用移液管吸取适量乳油试样,在不断搅拌的情况下慢慢加入硬水中,配成100 mL乳状液。2~3 r/s搅拌30 s,将乳状液移到清洁、干燥的100 mL量筒中,(30±2) ℃恒温静置水浴1 h,观察乳状液分离情况。量筒中无浮油(膏)、沉油和沉淀析出,则判定乳油稳定性合格[4]。
4)乳油分散性检测。将装有500 mL标准硬水的大烧杯置于25 ℃的恒温水浴中,温度平衡后用移液管吸取l mL乳油,离液面1 cm滴下,观察分散性。如能迅速地自动分散,水体变为乳白色透明状,则认为其扩散完全,判定乳油分散性合格。
1.2.4 乳油抑菌活性测定 按最佳配方配制香榧假种皮醇提物乳油,测定其对植物病原真菌菌丝生长的抑制作用[6],测定方法同“1.2.2”。
2 结果与分析
2.1 醇提物对植物病原菌的抑制作用
不同浓度的香榧假种皮醇提物对5种供试植物病原真菌菌丝生长均有一定程度的抑制作用(表1),说明其抗菌谱较广。其中对黄瓜枯萎病菌菌丝生长抑制效果最佳,抑制率均在62%以上,在醇提物浓度为10 mg/mL时抑制率最大,为79.57%。对水稻稻瘟病菌和黄瓜霜霉病菌菌丝生长最大抑制效果相近,其中,对水稻稻瘟病菌菌丝生长抑制效果随醇提物浓度增加而明显增加,在最大浓度10 mg/mL时,抑制效果最佳,抑制率为68.97%;对黄瓜霜霉病菌菌丝生长抑制效果随醇提物浓度增加变化不明显。对玉米小斑病菌,在10 mg/mL和6 mg/mL时的抑制率分别为56.08%和53.83%,2 mg/mL时抑制率在50%以下;对于番茄早疫病菌,抑制率均在50%以下,抑菌效果较差。
2.2 醇提物乳油配方筛选结果
香榧假种皮醇提物在各溶剂中扩散速度从快到慢依次为乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇、无水甲醇,溶解度分别为0.14 mg/μL(乙酸乙酯)、0.11 mg/μL(丙酮)、0.07 mg/μL(无水乙醇),0.06 mg/μL(无水甲醇),筛选得到的最佳溶剂为乙酸乙酯。以乙酸乙酯为溶剂进行乳化剂筛选(表2),最终筛选出的最佳乳油配方为醇提物14%、乳化剂(吐温-20)15%,溶剂(乙酸乙酯)71%。
2.3 醇提物乳油对植物病原菌的抑制作用
香榧假种皮醇提物乳油对5种植物病原真菌菌丝生长的抑制作用测定结果(表3)表明,10 mg/mL香榧假种皮醇提物乳油对5种供试植物病原真菌菌丝生长均有一定程度的抑制作用。其中对黄瓜枯萎病菌菌丝生长抑制效果最佳,抑制率为85.70%;对黄瓜霜霉病菌、番茄早疫病菌、玉米小斑病菌、水稻稻瘟病菌的菌丝生长抑制率分别为71.92%、50.46%、59.02%、74.49%,其抑菌效果优于醇提物。
3 小结与讨论
长期以来,香榧假种皮作为废物丢弃,既浪费了资源,又造成了环境的污染。已有研究表明,香榧假种皮富含多种活性成分,具有抑菌以及杀虫生物活性[7,8]。对香榧假种皮采用70%乙醇回流提取活性成分,得到乙醇浸膏,制成不同浓度的溶液,并对其抑菌活性进行了测试。结果表明,不同浓度的醇提物对各供试菌菌丝生长的抑制活性普遍较高,其中对黄瓜枯萎病菌菌丝生长抑制效果最佳,各浓度抑制率均在62%以上。可见,香榧假种皮醇提物抑菌谱较广,且活性较强,具有较好的开发应用前景。同时也证实香榧假种皮含有抑菌活性化合物,具体成分和作用机理有待深入研究。
乳油是农药传统基本剂型之一,与其他农药剂型相比,乳油有效成分含量较高、贮存稳定性好、工艺简单,至今依然是国内和发展中国家主要使用的农药剂型。但由于有机溶剂用量大,容易污染环境,使用率有所下降。选择使用环境友好、生物降解性好、低刺激、高效率的绿色表面活性剂应用于乳油生产,有助于降低助剂对环境、农产品安全的潜在威胁[9]。本研究对香榧假种皮醇提物浸膏分别通过溶剂和乳化剂的筛选、乳油稳定性和分散性的测定,确定最佳配方,制备乳油对其抑菌活性进行测试。结果表明,香榧假种皮醇提物乳油在一定浓度(10 mg/mL)下,对5种供试植物病原真菌菌丝生长均有一定的抑制作用, 且菌丝生长抑制率均高于醇提物。可见, 相同提取物含量的乳油抑菌效果更好。这与田秀玲[10]报道的蛇床子乳油比提取液药效高的结论相符。在开发新型植物源杀菌剂方面,香榧假种皮醇提物具有较大的潜力, 可对其进行深入研究。
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参考文献:
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