謝 穎,雷震霖,駱焱平
(海南大學(xué) 環(huán)境與植物保護學(xué)院,海南 ???70228)
香豆素廣泛存在于自然界中[1-2],該類化合物具有重要的生物活性,如抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗HIV、抗氧化、除草、殺蟲[3-8]等活性. 雖然有文獻曾大量報道了7 -酯基香豆素的活性研究[9-10],但是關(guān)于6-酯基香豆素卻鮮有報道,為此,本研究開展了6 -酯基香豆素的活性研究,發(fā)現(xiàn)該類衍生物有較好的除草抑菌活性,具體研究如下.
1.1.1 供試藥劑 6 -酯基香豆素衍生物由本課題組合成[11],其結(jié)構(gòu)信息見表1. 其余供試藥劑為φ =97%的乙草胺(浙江嘉化進出口有限公司),φ=97%的百菌清(江蘇百靈農(nóng)化有限公司).
1.1.2 供試生物 含羞草(Mimosa pudica L.)、豬屎豆(Crotalaria pallida Ait.)、三葉鬼針草(Bidens pilosa L.)、黃瓜(Cucumis sativus)、蘿卜(Raphanus sativus)種子. 其中,含羞草、豬屎豆、三葉鬼針草采自海南大學(xué)周邊;黃瓜、蘿卜采購于當(dāng)?shù)厥袌?
香蕉炭疽病菌(Colletotrichum musae (Berk&Curt)Arx)、芒果炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides Penz.)、香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp cubense)、芒果蒂腐病菌(Botryodiplodia theobromae Pat.)、椰子灰斑病菌(Pestalotia palmarum Cooke.)、水稻紋枯病菌(Rhizoctonia solani Kühn)、橡膠棒孢霉落葉病菌(Corynespora cassiicola(Berk.Curt.)Wei)由海南大學(xué)環(huán)境與植物保護學(xué)院農(nóng)藥實驗室提供.
1.2.1 除草活性 含羞草、豬屎豆、三葉鬼針草、黃瓜、蘿卜為受體植物. 含羞草種子的種皮較厚,試驗前用濃硫酸浸泡30 min 后,再用自來水洗凈,接著用蒸餾水沖洗3 次備用.
使用適量丙酮將6 -酯基香豆素衍生物溶解,用φ =1/‰的吐溫-80 水溶液將其配制成質(zhì)量濃度為100 mg/L 的藥劑備用. 采用生長量法進行測試[12],即在放有2 層濾紙的9 cm 塑料培養(yǎng)皿中加入5 mL 供試藥劑,每皿精選30 粒整齊露白的受體植物種子,整齊擺放于培養(yǎng)皿內(nèi),然后置于光照培養(yǎng)箱內(nèi),在溫度為(28 ±2)℃,相對濕度為(75 ±5)%,光照周期為12 h/12 h(L/D)的條件下培養(yǎng). 以加入1 滴吐溫-80的相應(yīng)丙酮溶劑(5 mL)為空白對照,以乙草胺為對照藥劑. 每個處理設(shè)3 個重復(fù),連續(xù)培養(yǎng)4 d,然后在每個培養(yǎng)皿中隨機抽取20 株幼苗,測量其生長量,并根據(jù)下式計算生長量抑制率.
表1 6 -酯基香豆素I 的理化性質(zhì)
生長量抑制率=[(對照每株凈增重量-處理每株凈增重量)/對照每株凈增重量]×100%.
1.2.2 抑菌活性 以香蕉炭疽病菌、芒果炭疽病菌、香蕉枯萎病菌、芒果蒂腐病菌、椰子灰斑病菌、水稻紋枯病菌、橡膠棒孢霉落葉病菌為供試靶標(biāo)菌,將這7 種供試靶標(biāo)菌接種在PDA 培養(yǎng)基(馬鈴薯200 g/L,葡萄糖20 g/L,瓊脂20 g/L)上,適溫培養(yǎng)72 h,備用,然后按照上述方法,將供試藥劑配制成2 000 mg/L的母液,備用.
采用生長速率法[13],取1 mL 配制好的母液,加入到19 mL 的PDA 培養(yǎng)基中,充分搖勻,分裝至3 個直徑為6.0 cm 的培養(yǎng)皿內(nèi),制成薄厚均勻的平板. 此時供試藥劑的質(zhì)量濃度為100 mg/L. 待培養(yǎng)基冷卻后,用直徑為5 mm 的無菌打孔器打取菌餅,含菌絲的一面朝下,移入平板中央,適溫培養(yǎng). 以適量丙酮與1 滴吐溫-80 的無菌水溶液作為空白對照,同時,以百菌清為對照藥劑. 每個處理重復(fù)3 次,待空白對照組中的菌絲長到培養(yǎng)基總面積的75%左右時,以十字交叉法測量菌落的直徑,并按照以下公式計算抑菌率:
抑菌率=[(對照組菌落直徑-處理組菌落直徑)/(對照組菌落直徑-菌餅直徑)]×100%.
2.1 除草活性的測試結(jié)果 利用生長量法測試了39 種藥劑的除草活性,將實驗組和對照組的鮮重凈增長量進行比較,并根據(jù)抑制率的計算公式計算出各實驗組的抑制率,結(jié)果如表2 所示.
在100 mg/L 的質(zhì)量濃度下,6 -酯基香豆素衍生物對供試的5 種受體植物有較好的除草活性. 其中活性超過80%的化合物有Io,Iz,Ioo,Iqq,Im,Ia等6 種,分別對含羞草、豬屎豆和三葉鬼針草有較好的生長抑制作用,與乙草胺對照藥劑的活性相當(dāng).
對含羞草抑制活性在70% ~80%之間的化合物有9 中,分別是If,Ig,Ih,Ii,Ij,Ik,Im,Iv,Ill等;對豬屎豆的抑制率在70% ~80%之間的化合物有6 種,分別是If,Ip,Iff,Imm,Ioo,Iqq;對三葉鬼針草的抑制率在70%~80%之間的化合物有3 種,分別為Id,Ir,Ioo;對黃瓜抑制活性在70%以上的化合物有Ib,Il,Im,In,Ip,Iv,Iw,Ibb,Iee,Iff,Iqq,Irr;對蘿卜的抑制活性超過70%的化合物有Id,Ii,Io,Iz,Iaa,Icc,Igg,Ihh,Ijj.
通過對受體之間的分析發(fā)現(xiàn),6 -酯基香豆素衍生物對含羞草的抑制活性最好,對黃瓜和蘿卜抑制活性稍差. 由于黃瓜和蘿卜屬于蔬菜,從另一側(cè)面說明,該藥劑對蔬菜的安全性相對較好,6 -酯基香豆素衍生物之間的活性規(guī)律不明顯.
表2 6 -酯基香豆素I 的除草活性測試結(jié)果(4 d)
續(xù)表
2.2 殺菌活性測試結(jié)果 利用生長速率法測試了38 種藥劑對6 種靶標(biāo)菌的抑菌活性,實驗結(jié)果如表3所示:
表3 6 -酯基香豆素I 的殺菌活性測試結(jié)果(72 h)
續(xù)表
在100 mg/L 的質(zhì)量濃度下,6 -酯基香豆素I 對供試的6 種靶標(biāo)菌都具有一定的抑菌活性. 對椰子灰斑病菌抑制活性超過60%的化合物有Id,Im,Iq,Ipp,其中Im的活性最好,抑制率超過80%,與對照藥劑百菌清的活性相對;對香蕉炭疽菌抑制活性超過60%的化合物有Ip,Iq,其中,Iq的抑制活性超過70%,優(yōu)于對照藥劑百菌清的活性;對芒果炭疽病菌抑菌活性超過60%的化合物有Iq,Ir,其中,Iq的抑制活性在70%以上,與對照藥劑百菌清的活性相當(dāng);對芒果蒂腐病菌抑菌活性超過60%的化合物有Iq,Ir,Icc,Irr,其中,Iq和Icc的抑菌活性均在70%以上,與百菌清抑菌活性相當(dāng);對香蕉枯萎病菌抑菌活性超過60%的化合物僅有Ipp,且活性不如百菌清,說明供試藥劑對枯萎病菌的活性不理想;對水稻紋枯病菌抑菌活性超過60%的化合物為Io,且活性不如百菌清.
在質(zhì)量濃度100 mg/L 下,6 -酯基香豆素衍生物對供試的5 種受體植物有較好的抑制活性. 其中,抑制活性超過80%的化合物有6 種,與對照藥劑乙草胺的抑制活性相當(dāng);抑制活性在70% ~80%之間的化合物有28 種. 總體來說,6 -酯基香豆素I 系列化合物的殺草活性良好. 當(dāng)比較6 -酯基香豆素I 系列化合物對5 種受體植物的抑制活性時發(fā)現(xiàn),抑制活性超過80%的植物是含羞草、豬屎豆和三葉鬼針草,由此發(fā)現(xiàn),這一系列化合物對雜草的抑制活性相對較高,對蔬菜的抑制活性相對較低,具有一定的研究意義.3種雜草中,含羞草為一年生雜草,豬屎豆和三葉鬼針草為多年生雜草,相比較而言,對含羞草的抑制活性遠(yuǎn)高于豬屎豆和三葉鬼針草,由此可見,這個系列的化合物對一年生雜草的效果較好.
6 -酯基香豆素衍生物對供試的6 種靶標(biāo)菌都具有一定的抑菌活性. 抑菌活性最好的化合物是Im,抑菌活性在60%到80%之間的化合物有6 個,其中,化合物Iq對供試的4 種病原菌都有較好的抑菌活性,其結(jié)構(gòu)中含有2,6 -苯基取代基團,該類結(jié)構(gòu)一般表出較好的抑菌活性[14]. 其他化合物的抑菌效果不明顯,活性較低.
就除草活性和殺菌活性而言,6 -酯基香豆素化合物的除草活性較好,殺菌活性偏低,對其后續(xù)的研究可適當(dāng)偏向于除草活性方面,而對其殺菌活性的研究則可以在適當(dāng)提高藥劑濃度的情況下進行.
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