天然辣椒素對(duì)幾種植物病原菌的抑菌活性研究

張然 李彪 韋勇 楊金茹 沙慧英 蘇仙輝 肖豐坤

摘要：以天然辣椒素為原料，采用含毒介質(zhì)法研究了不同含量的辣椒素對(duì)芒果炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）、三七根腐菌（Cylindrocarpon destructans）、番茄早疫菌（Alternaria solani）、番茄灰霉菌（Botrytis cinerea）、白菜黑斑菌（Alternaria brassicae）、玉米赤霉菌（Fusarium graminearum）、尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）等7種植物病原菌的抑制作用。結(jié)果表明，天然辣椒素對(duì)供試菌均有一定的抑制作用，在同等條件下天然辣椒素對(duì)幾種植物病原菌的抑制效果大小表現(xiàn)為番茄灰霉菌>白菜黑斑菌>芒果炭疽菌>番茄早疫菌>尖孢鐮刀菌>玉米赤霉菌>三七根腐菌。在一定的試驗(yàn)范圍內(nèi)，天然辣椒素對(duì)供試菌的抑制作用與辣椒素濃度和處理時(shí)間呈正相關(guān)，但達(dá)到一定濃度與處理時(shí)間后抑菌效果呈下降趨勢(shì)。當(dāng)天然辣椒素含量為0.11%，處理72 h左右時(shí)，對(duì)這7種植物病原菌的抑制效果達(dá)到最高，其中對(duì)番茄灰霉菌的抑制率為71.20%。

關(guān)鍵詞：天然辣椒素；植物病原菌；抑菌作用

中圖分類(lèi)號(hào)：S482.2+92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）08-0066-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.08.017

Study on the Antimicrobial Activity of Natural Capsaicin on Some Phytopathogen

ZHANG Ran，LI Biao，WEI Yong，YANG Jin-ru，SHA Hui-ying，SU Xian-hui，XIAO Feng-kun

（Yunnan Hong Lv Capsaicin Co.，Ltd.，Kunming 650503，China）

Abstract： Taking natural capsaicin as raw material，the antimicrobial activity of natural capsaicin on seven kinds of phytopathogen （including Colletotrichum gloeosporioides，Cylindrocarpon destructans，Alternaria solani，Botrytis cinerea，Alternaria brassicae，F(xiàn)usarium graminearum，F(xiàn)usarium oxysporum） were tested through toxic medium method. The results showed that above-mentioned even kinds of phytopathogen were inhibited growth by natural capsaicin，the order of antimicrobial activity on above-mentioned seven kinds of phytopathogen were Botrytis cinerea>Alternaria brassicae>Colletotrichum gloeosporioides>Alternaria solani>Fusarium oxysporum>Fusarium graminearum>Cylindrocarpon destructan. In certain range，antimicrobial activity of natural capsaicin were positively correlated with concentrations and time，respectively. However，weakening trend of antimicrobial activity appeared when some high concentrations of natural capsaicin and a certain time scale. The natural capsaicin showed up most strongly antimicrobial activity on above-mentioned seven kinds of phytopathogen when phytopathogen were trained for 72 hours on medium with 0.11% natural capsaicin，specially，the antimicrobial activity on B. cinerea was 71.20%.

Key words： natural capsaicin； phytopathogen； antimicrobial activity

天然辣椒素（Natural capsaicin）是一種酰胺類(lèi)化合物，其結(jié)構(gòu)式C18H27NO3，相對(duì)分子質(zhì)量305.41，化學(xué)名[（4-羥基-3-甲氧基苯基）-甲基]-8-甲基-9（反）-6-壬烯基酰胺[1]，主要存在于辣椒中。天然辣椒素由一系列同系物組成，主要含有辣椒素（Capsaicin）、二氫辣椒素（Dihy drocapsaicin）、高二氫辣椒素（Homodihy drocapsaicin）[2]等。其中辣椒素和二氫辣椒素在辣椒素類(lèi)物質(zhì)中含量超過(guò)90%[3]。

天然辣椒素因其具有很強(qiáng)的刺激性和生物活性，使其抑制的菌種種類(lèi)和抑菌效果成為國(guó)內(nèi)外重要的研究方向[4]。據(jù)國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道，辣椒素具有抗菌消炎等作用[5，6]。此外，由于辣椒素可作為抑制病原菌微生物的活性物質(zhì)，可用于防治植物病害、充當(dāng)防腐劑等。天然辣椒素在生物農(nóng)藥領(lǐng)域可作為新型綠色農(nóng)藥，具有良好的抑菌作用，對(duì)作物病害防治具有藥效高、持效長(zhǎng)和可降解的特點(diǎn)，是新型環(huán)保型植物源殺菌劑[7，8]。且天然辣椒素的價(jià)格較低，使以天然辣椒素為原料制備的植物源農(nóng)藥具有成本低、藥效高、環(huán)保無(wú)毒、無(wú)污染等特點(diǎn)[9]。

以天然辣椒素為原料，以芒果炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）、番茄早疫菌（Alternaria solani）、番茄灰霉菌（Botrytis cinerea）、白菜黑斑菌（Alternaria brassicae）、三七根腐菌（Cylindrocarpon destructans）、玉米赤霉菌（Fusarium graminearum）、尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）為研究對(duì)象，采用含毒介質(zhì)法[10，11]研究不同含量的辣椒素對(duì)幾種植物病原菌的抑制作用，為天然辣椒素在生物農(nóng)藥領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

天然辣椒素由云南宏綠辣素有限公司提供。

供試菌種：芒果炭疽菌、番茄早疫菌、番茄灰霉菌、白菜黑斑菌、三七根腐菌、玉米赤霉菌、尖孢鐮刀菌，由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

試劑：乙醇（分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司）、馬鈴薯（馬金鋪農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)）、葡萄糖（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）、瓊脂（北京奧博星生物技術(shù)有限公司）。

儀器與設(shè)備：LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器（上海醫(yī)療器械廠）、SW-CJ-2D型雙人超凈工作臺(tái)（上海蘇凈實(shí)業(yè)有限公司）、DHP-360型恒溫培養(yǎng)箱（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 不同濃度天然辣椒素培養(yǎng)基制備 稱(chēng)取辣椒素含量為10%的天然辣椒素1、3、5、7、9、11、15、20 g，分別加入到1 000 mL的PDA培養(yǎng)基中，制成天然辣椒素最終含量為0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%、0.11%、0.15%、0.20%的含毒培養(yǎng)基。

1.2.2 辣椒素抑菌作用測(cè)定方法 采用含毒介質(zhì)法，即在PDA培養(yǎng)基中加入一定量的天然辣椒素制成含不同辣椒素含量的PDA培養(yǎng)基，用打孔器取直徑為5 mm的菌絲塊，移入平板中，28 ℃倒置培養(yǎng)，分別培養(yǎng)48、72、96 h，采用十字交叉法用直尺測(cè)量菌落生長(zhǎng)直徑，重復(fù)3次，并計(jì)算各處理濃度下的抑菌率。

抑菌率=[（對(duì)照菌落生長(zhǎng)直徑-處理菌落生長(zhǎng)直徑）/對(duì)照菌落生長(zhǎng)直徑]×100%[12]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用SPSS17.0進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度天然辣椒素的抑菌效果

將已接種植物病原菌的培養(yǎng)皿倒置于28 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h，測(cè)量菌落直徑，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，天然辣椒素含量為0.01%～0.20%，培養(yǎng)72 h，對(duì)7種植物病原真菌的菌絲生長(zhǎng)均具有抑制作用，且隨著天然辣椒素含量的增加其抑制作用明顯增加，當(dāng)天然辣椒素含量達(dá)到0.11%時(shí)，其抑制率最高，隨后出現(xiàn)下降趨勢(shì)。其中，天然辣椒素對(duì)番茄灰霉菌的抑制率最高可達(dá)71.20%±0.30%，對(duì)尖孢鐮刀菌、白菜黑斑菌、番茄早疫菌、芒果炭疽菌的最大抑制率達(dá)到50%以上，而對(duì)三七根腐菌和玉米赤霉菌的抑制效果較弱。

2.2 含量為0.11%的天然辣椒素在不同時(shí)間下對(duì)7種植物病原真菌的抑制效果

由表2可知，含量為0.11%的天然辣椒素對(duì)7種植物病原真菌的菌絲生長(zhǎng)隨時(shí)間的推移其抑制效果逐漸增加，在72 h左右，其抑制作用均達(dá)到最強(qiáng)，而后抑制作用逐漸減弱（圖1）。造成此現(xiàn)象的原因可能是由于隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，培養(yǎng)基中天然辣椒素的含量有所降低或者植物病原菌逐漸適應(yīng)了含有天然辣椒素的培養(yǎng)基，具體原因有待進(jìn)一步的研究。

2.3 不同含量的天然辣椒素在不同時(shí)間處理下對(duì)番茄灰霉菌的抑制作用

由表3可知，在處理時(shí)間相同的條件下，在天然辣椒素含量為0.01%～0.20%時(shí)，對(duì)番茄灰霉菌的抑制作用隨天然辣椒素含量的增加其抑制效果增加，當(dāng)天然辣椒素含量為0.11%時(shí)對(duì)番茄灰霉菌的抑制作用最強(qiáng)，而后隨著天然辣椒素含量的增加其抑制作用降低。當(dāng)天然辣椒素含量相同時(shí)，天然辣椒素對(duì)番茄灰霉菌的抑制作用隨時(shí)間的增加其抑制作用相對(duì)增強(qiáng)，當(dāng)?shù)?2 h時(shí)，其抑制作用最強(qiáng)，隨后抑制作用減弱。可見(jiàn)當(dāng)天然辣椒素含量為0.11%、72 h時(shí)對(duì)番茄灰霉菌的抑制作用最強(qiáng)，達(dá)71.20%±0.30%。

3 小結(jié)與討論

天然辣椒素對(duì)多種植物病原真菌有明顯的抑制作用。結(jié)果表明，天然辣椒素含量為0.01%～0.20%時(shí)對(duì)芒果炭疽菌、番茄早疫菌、番茄灰霉菌、白菜黑斑菌、三七根腐菌、玉米赤霉菌、尖孢鐮刀菌等7種植物病原菌均有明顯抑制作用。除玉米赤霉菌、三七根腐菌外，對(duì)番茄灰霉菌、白菜黑斑菌、芒果炭疽菌、番茄早疫菌、尖孢鐮刀菌的最高抑制率均達(dá)到50%以上。當(dāng)天然辣椒素含量為0.11%時(shí)，對(duì)番茄灰霉菌的抑制率最高，達(dá)到71.20%±0.30%。在一定天然辣椒素含量范圍內(nèi)，對(duì)7種植物病原菌的抑制率隨著天然辣椒素含量的升高而升高。在相同天然辣椒素含量下，在一定的時(shí)間內(nèi)，天然辣椒素對(duì)植物病原菌的抑制率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。

近年來(lái)由于化學(xué)農(nóng)藥大量不合理施用，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，農(nóng)藥殘留對(duì)人身體健康造成巨大危害。天然辣椒素作為新型綠色農(nóng)藥，具有良好的抑菌作用，對(duì)作物病害防治可達(dá)到藥效高、持效長(zhǎng)和可降解的特點(diǎn)。美國(guó)環(huán)保局早在1991年就將辣椒素及其制品確定為生物農(nóng)藥，并免除其在水果、蔬菜和谷物等上殘留量的限制。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，天然辣椒素對(duì)植物病原真菌菌絲生長(zhǎng)具有明顯的抑制效果?？蔀槠湓跉⒕爸参锉Ｗo(hù)劑領(lǐng)域的研究提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)材料，以期研發(fā)出新型殺菌劑并進(jìn)行推廣，解決當(dāng)前生物農(nóng)藥缺乏、果蔬運(yùn)輸成本高、效果不佳等問(wèn)題。因此以天然辣椒素為基礎(chǔ)原料的新型殺菌劑具有十分廣泛的應(yīng)用前景。

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