巨云為,樊培峰,奚月明,薛中官
(1.南京林業(yè)大學(xué) 森林資源與環(huán)境學(xué)院,江蘇 南京 210037;2.南京林業(yè)大學(xué) 江蘇省有害生物入侵預(yù)防與控制重點實驗室,江蘇 南京 210037;3.江蘇省南京市農(nóng)林局,江蘇 南京 210008;4.江蘇省連云港市林業(yè)技術(shù)指導(dǎo)站,江蘇連云港 222001)
松材線蟲病Bursaphelenchus xylophilus是松樹的一種毀滅性病害。該病自發(fā)現(xiàn)以來已經(jīng)迅速在中國絕大多數(shù)松林地區(qū)爆發(fā),至今還沒有有效的防治方法,目前仍然以藥劑防治為主,但效果較差,且污染環(huán)境[1]。隨著人類文明程度的不斷提高,人們的環(huán)保意識及對自身生活質(zhì)量的要求也不斷提高,因此,使用高效低毒的藥劑來防治線蟲,特別是在蔬菜、茶葉、中草藥、花卉及園林植物上的應(yīng)用尤其顯得迫切?!吧锖侠硇浴鞭r(nóng)藥的研制已成為當今農(nóng)藥研究領(lǐng)域的熱點,從植物的次生代謝物中尋找具有殺蟲活性的物質(zhì),以獲得研制新型、環(huán)保、和諧殺蟲劑的模板化合物就是重要的途徑之一[2-6]。菊科Compositae植物是被子植物中最大的科,廣布全球,其中中國有240屬,特有29屬,占中國菊科野生屬總數(shù)的13.43%。菊科植物化學(xué)成分的復(fù)雜性和多樣性均居植物界之首,潛在著大量的殺菌、殺蟲活性成分,具有極高的研究價值和廣闊的開發(fā)利用前景[7]。本研究通過測定萬壽菊Tagetes erecta粗提物殺松材線蟲活性,從而為菊科植物源殺蟲劑開發(fā)與利用提供一定的依據(jù),同時也為直接利用植物材料配制應(yīng)用農(nóng)藥提供幫助。
1.1.1 松材線蟲 松材線蟲取自南京地區(qū)病死的馬尾松Pinus massoniana。用貝曼氏漏斗法分離病樹上的松材線蟲,在顯微鏡下經(jīng)人工挑取純化,接種在嚴格滅菌的長滿灰葡萄孢菌Botrytis cinerea的馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基上,置于28℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。約7 d后分離培養(yǎng)皿中的松材線蟲,用無菌水配制成含松材線蟲約100條·滴-1的松材線蟲懸濁液,備用。
1.1.2 供試材料 萬壽菊的花、莖和根等3個部分。
1.2.1 材料的處理方法 將收集得到的萬壽菊材料分成根、莖和花等3個部分,然后將這3部分分別洗凈,放在干燥箱中,在50℃的溫度下進行干燥處理。干燥完成后,將它們分別用Jw6312型粉碎機粉碎成細粉末狀。
1.2.2 粗提物的提取方法 取萬壽菊根、莖和花的粉碎物各100 g,分別將它們放在體積分數(shù)為99%的乙醇中室溫下進行浸泡處理,2 d更換1次乙醇浸液。先用400目網(wǎng)篩過濾1次浸液,然后再對過濾的浸液進行抽慮過濾。連續(xù)浸泡提取3次后合并提取液。最后采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將提取液進行減壓蒸發(fā),得到3種黏稠狀(膠狀)粗提物。將得到的膠狀粗提物密封,放4℃冰箱中備用。
1.3.1 藥液的配制 用分析天平準確稱取各種粗提物適量,用無菌水進行溶解,將各種粗提物分別配制成 1.000,0.500,0.100,0.050,0.010,0.001 g·L-1共 6個質(zhì)量濃度的溶液,備用。
1.3.2 浸泡生測法 取若干直徑2 cm的小玻璃培養(yǎng)皿,然后把各種藥液按不同質(zhì)量濃度取3 mL放入小培養(yǎng)皿中,各種提取物做4組平行組,用清水做為對照組。每個培養(yǎng)皿中加入大約100條松材線蟲,放在28℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),24 h觀察記錄1次松材線蟲的死亡率,72 h后結(jié)束觀察[8]。
稱量蒸發(fā)濃縮所得各粗提物質(zhì)量,計算粗提物得率。粗提物得率 =[濃縮所得粗提物質(zhì)量/取用的材料的質(zhì)量(100 g)]× 100%。
所得萬壽菊莖的乙醇粗提物為10 g,粗提物得率為10%。所得萬壽菊根的乙醇粗提物為8 g,粗提物得率為8%。所得萬壽菊花的乙醇粗提物為6 g,粗提物得率為6%。
觀察并統(tǒng)計不同質(zhì)量濃度的各種粗提物藥液對松材線蟲的致死率,并采用直線回歸法計算毒力回歸方程以及半致死濃度C50。
2.2.1 萬壽菊各部分粗提物的殺松材線蟲活性測定結(jié)果 測定結(jié)果見圖1。
2.2.2 萬壽菊各部分粗提物的最終生測結(jié)果分析測定結(jié)果見表1。從以上圖1和表1,我們可以看出,萬壽菊的根、莖和花的粗提物對松材線蟲的毒殺效果都比較明顯,并且從圖中可以看出松材線蟲的致死率隨著粗提物藥液質(zhì)量濃度的增加也有增長的趨勢,其中萬壽菊根粗提物的殺松材線蟲活性最為顯著,0.1 g·L-1以上質(zhì)量濃度時,72 h內(nèi)的線蟲致死率在 90%以上,其半致死質(zhì)量濃度C50達到 0.006 3 g·L-1。
表1 萬壽菊各部分粗提物的生測結(jié)果數(shù)據(jù)分析Table 1 Data analysis about toxicity of marigold extracts against Bursaphelenchus xylophilus
圖1 不同質(zhì)量濃度萬壽菊各部分粗提物對松材線蟲作用Figure 1 Toxicity of marigold root against the nematode
通過本次實驗發(fā)現(xiàn),萬壽菊的根、莖和花各部分的粗提物對松材線蟲都具有一定的毒性,其中根的粗提物最為顯著。隨著粗提物藥液質(zhì)量濃度的增加,對松材線蟲的毒性也有增加的趨勢,當質(zhì)量濃度達到一定程度的時候就可以全部殺死松材線蟲。并且發(fā)現(xiàn),粗提物藥液對松材線蟲的抑制作用有隨著時間的延長而增強的趨勢。結(jié)合前人的研究和本次實驗,進一步說明了萬壽菊粗提物具有較強的殺松材線蟲活性,在防治松材線蟲病方面具有良好的應(yīng)用前景。
本次實驗只是對萬壽菊的根、莖和花的粗提物單一的進行了對松材線蟲毒性的測試,并沒有進行它們之間的混配實驗,而且并沒有對其粗提取物中所含的有效成分的進一步分離和鑒定,這些將是我們下一步研究的方向和重點。
萬壽菊具有同印楝Azadirachta indica,川楝Melia toosendan,煙草Nicotiana tabacum和魚藤Derris trifoliata等同樣的地位,成為從2 400種已記載控害植物中挑選出來的43種廣譜控害植物之一,被譽為 “控害的精華”[8-9]。萬壽菊化學(xué)成分包括噻吩類、精油、色素、黃酮及苷類等。隨后的研究又發(fā)現(xiàn)萬壽菊的提取物對多種線蟲和昆蟲有毒殺作用,并且對多種植物病原菌有明顯的抑制作用[10-11]。Zechmeister和Sease首次從萬壽菊花中分離出三聚噻吩和它的衍生物,并有人發(fā)現(xiàn)在紫外光(320~400 nm)照射下,噻吩類化合物對線蟲有生物活性。Uhlenbroek等測試了從萬壽菊根中分出的噻吩及合成噻吩對3種線蟲的活性,結(jié)果顯示萬壽菊中的殺線蟲活性成分是噻吩物質(zhì)。樂海洋在從萬壽菊中分離殺蟲物質(zhì),進行光活化基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究時發(fā)現(xiàn),中國生長的萬壽菊所含的殺蟲有效成分比國外的要高[11-13],因此,中國的萬壽菊在生物農(nóng)藥研究方面有更好的研究價值。
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