茍亞峰,胡林峰,陳世敏,楊賀賀,孫世偉
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所,海南萬(wàn)寧 571533;2.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003)
硬枝黃蟬(Allemanda neriifolia Hook.)是夾竹桃科(Apocynaceae)黃蟬屬(Allemanda)植物,為常綠灌木植物,原產(chǎn)于巴西,在我國(guó)亞熱帶地區(qū)的廣東、福建、廣西、臺(tái)灣等地有引種,現(xiàn)廣泛栽培于熱帶地區(qū),是一種觀賞植物[1]。夾竹桃科植物一般有毒,含有多種類(lèi)型的生物堿,如夾竹桃苷、蘿芙木堿、長(zhǎng)春花堿、軟枝黃蟬苷等,是重要的藥物原料,可治療多種疾病,在農(nóng)業(yè)上用于殺蟲(chóng)防治。林同等研究發(fā)現(xiàn),硬枝黃蟬花的乙醇提取物對(duì)白蟻具有一定的防治效果[2];馮崗等研究發(fā)現(xiàn),軟枝黃蟬提取物對(duì)螺旋粉虱成蟲(chóng)、椰心葉甲具有一定的毒殺活性[3-4],但關(guān)于其抑菌活性的報(bào)道較少。筆者前期對(duì)豐富的熱帶植物抑菌活性進(jìn)行篩選發(fā)現(xiàn),硬枝黃蟬具有較強(qiáng)的抑菌活性,但對(duì)具體的抑菌活性成分未進(jìn)行分離。因此,本試驗(yàn)以威脅胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要病害胡椒瘟病病菌為供試病原菌,研究硬枝黃蟬無(wú)水乙醇提取物的萃取組分及其餾分的抑菌活性,以期為進(jìn)一步分離硬枝黃蟬的抑菌活性物質(zhì)提供理論基礎(chǔ)。
1.1.1 供試病原菌 胡椒瘟病病菌(Phytophthora capsici)由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所提供,桑利偉等對(duì)海南省主產(chǎn)區(qū)胡椒瘟病病原進(jìn)行鑒定,結(jié)果顯示,胡椒瘟病由辣椒疫霉(Phytophthora capsici)引起[5]。
1.1.2 供試植物 供試植物硬枝黃蟬全株采自中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所內(nèi)及萬(wàn)寧市文通村內(nèi)。
供試植物硬枝黃蟬樣品前處理和提取均參照馮俊濤等的方法[6],得到無(wú)水乙醇提取物浸膏后,于冰箱中(0~4℃)保存?zhèn)溆谩?/p>
采用液-液萃取法,具體參照筆者之前報(bào)道的操作方法[7]進(jìn)行,分別得硬枝黃蟬乙醇提取物石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯萃取組分浸膏,備用。
采用菌絲生長(zhǎng)速率法[8-9]。具體方法如下:稱(chēng)取0.2 g硬枝黃蟬無(wú)水乙醇提取物浸膏,用無(wú)菌蒸餾水定容至20 mL,制成濃度為10 mg/mL的無(wú)水乙醇提取物母液。再用無(wú)菌蒸餾水稀釋制成濃度為5 mg/mL的無(wú)水乙醇提取物。然后將培養(yǎng)基融化并冷卻至50℃左右,將4 mL不同濃度的硬枝黃蟬無(wú)水乙醇提取物分別與36 mL/瓶的PDA(馬鈴薯葡萄糖瓊脂)培養(yǎng)基混合,搖勻后迅速將其倒入3個(gè)直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中。待其凝固后,取菌落直徑為6 mm、培養(yǎng)好的各供試病原菌的外層菌塊置于培養(yǎng)皿中央,以加入等體積滅菌水的PDA培養(yǎng)平板為對(duì)照,每個(gè)處理設(shè)3皿重復(fù)。接種后,在人工氣候培養(yǎng)箱(溫度為25~28℃)中培養(yǎng)5 d后,采用十字交叉法分別測(cè)量菌落直徑(cm),求其平均值,按下式計(jì)算菌落直徑和抑菌率:
菌落直徑=測(cè)量菌落直徑平均值-0.6 cm;
抑菌率=(對(duì)照菌落直徑-處理菌落直徑)/對(duì)照菌落直徑×100%。
采用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
準(zhǔn)確稱(chēng)取10 kg硬枝黃蟬干粉,采用冷浸提的方法,將濾液減壓濃縮得到770.54 g硬枝黃蟬乙醇提取物浸膏,提取率為7.71%。
分別采用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯對(duì)硬枝黃蟬乙醇提取物浸膏進(jìn)行萃取,分別得到石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯萃取組分,采用“1.4”節(jié)的方法進(jìn)行抑菌活性的測(cè)定。從圖1、表1可以看出,三氯甲烷、乙酸乙酯萃取組分對(duì)胡椒瘟病病菌具有較好的抑菌活性,抑菌率分別達(dá)到83.40%、96.92%,石油醚萃取組分的抑菌活性較低。因此,下一步將以乙酸乙酯萃取組分為高活性萃取組分,進(jìn)一步采用硅膠柱層析對(duì)其抑菌活性成分進(jìn)行分離。
表1 硬枝黃蟬乙醇提取物不同萃取組分的抑菌率
采用硅膠柱層析對(duì)乙酸乙酯萃取組分進(jìn)行分離時(shí),首先要篩選合適的溶劑洗脫系統(tǒng)。本試驗(yàn)通過(guò)薄層色板,以Rf值在0.1~0.2范圍內(nèi)的溶劑系統(tǒng)為首選洗脫系統(tǒng),對(duì)常用有機(jī)溶劑石油醚、正己烷、乙酸乙酯、乙醇等單一溶劑或混合溶劑進(jìn)行展板比較,最終選擇石油醚-乙酸乙酯溶劑系統(tǒng)作為硅膠柱層析的洗脫劑。
在“2.3”節(jié)的基礎(chǔ)上,采用的硅膠柱層析以石油醚-乙酸乙酯為溶劑洗脫系統(tǒng),對(duì)硬枝黃蟬乙醇提取物乙酸乙酯萃取組分中的活性成分進(jìn)行梯度洗脫。設(shè)置石油醚、乙酸乙酯體積比=20∶1、18∶1、15∶1、12∶1、10∶1、8∶1、5∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶5、1∶8、1∶10、1∶12、1∶15、1∶18、1∶20的洗脫梯度。最后用甲醇清柱,每瓶餾分收集200 mL,一共收集229瓶。
采用TLC展板合并相同的餾分,得到AN-01、AN-02、AN-03、AN-04、AN-05、AN-06、AN-07、AN-08、AN-09、AN-10等10種餾分。
采用“1.4”節(jié)的方法對(duì)AN-01、AN-02、AN-03、AN-04、AN-05、AN-06、AN-07、AN-08、AN-09、AN-10等10種餾分的抑菌活性進(jìn)行測(cè)定。
從表2可以看出,餾分AN-02、AN-03和AN-04對(duì)胡椒瘟病病菌具有一定的抑菌活性,抑菌率分別達(dá)到100.00%、100.00%、81.45%。初步確定硬枝黃蟬乙醇提取物對(duì)胡椒瘟病病菌的抑菌活性成分集中在這3個(gè)餾分中,具體是哪一種化合物有待進(jìn)一步分離。
表2 不同餾分的抑菌活性測(cè)定結(jié)果
本研究發(fā)現(xiàn),硬枝黃蟬乙醇提取物采用石油醚、三氯甲烷和乙酸乙酯3種溶劑萃取后,三氯甲烷、乙酸乙酯萃取組分對(duì)胡椒瘟病病菌的抑菌活性較高,其抑菌率分別達(dá)到了83.40%、96.92%,石油醚萃取組分的抑菌率僅為51.38%。進(jìn)一步對(duì)抑菌活性較高的乙酸乙酯萃取組分進(jìn)行減壓柱層析分離,并采用薄層色板進(jìn)行展板合并,得到AN-01~AN-10等10個(gè)餾分。對(duì)分離的10個(gè)餾分進(jìn)行抑菌活性測(cè)定,結(jié)果顯示,其中AN-02、AN-03、AN-04對(duì)胡椒瘟病病菌表現(xiàn)出較高的抑菌活性,抑菌率分別達(dá)到了100.00%、100.00%、81.45%。下一步將結(jié)合餾分質(zhì)量和抑菌活性強(qiáng)度對(duì)餾分AN-02、AN-03、AN-04中的抑菌活性進(jìn)行進(jìn)一步分離,從而為開(kāi)發(fā)研制新型植物源殺菌劑奠定基礎(chǔ)。
目前,已經(jīng)開(kāi)始被應(yīng)用于生產(chǎn)防治植物病害的植物源殺菌劑有大蒜素、苦參堿、根復(fù)特、混合脂肪酸、銀杏提取素、低聚糖素、植物激活蛋白、丁子香酚、黃連素、檸檬醛·烯和丙烯酸·香芹酚等[10]。石志琦等報(bào)道,蛇床子素具有殺蟲(chóng)抑菌的雙重作用;2006年石志琦聯(lián)合江蘇省蘇科農(nóng)化有限責(zé)任公司開(kāi)發(fā)了首個(gè)蛇床子素殺菌劑1%蛇床子素水乳劑,用于替代三唑類(lèi)、代森錳鋅等殺菌劑,可以減少化學(xué)農(nóng)藥使用量達(dá)30%~60%,有效保障了農(nóng)產(chǎn)品的安全[11]。張曉艷等研究發(fā)現(xiàn),江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院產(chǎn)地環(huán)境與投入品安全研究室研發(fā)的20%丁香酚水乳劑對(duì)番茄黃化曲葉病毒具有較高的防效[12]。沈陽(yáng)化工研究院在1997年以天然抗生素為先導(dǎo)化合物研制了1種新型甲氧基丙烯酸酯類(lèi)殺菌劑烯肟菌酯,其對(duì)瓜類(lèi)、番茄具有明顯的促進(jìn)生長(zhǎng)和提高品質(zhì)的作用,用于防治霜疫霉病、蘋(píng)果葉斑病和小麥赤霉病等[13-14]。李嘉報(bào)道,黃蟬屬植物主要的化學(xué)成分為環(huán)烯醚萜、木脂素等,其中環(huán)烯醚萜內(nèi)酯成分黃蟬花定、雞蛋花素等具有抗腫瘤和抗真菌的生物活性[15]。Tiwari等研究發(fā)現(xiàn),從軟質(zhì)黃蟬中分離出的雞蛋花苷顯示出強(qiáng)烈的抗皮膚真菌的活性[16]。因此,在本研究的基礎(chǔ)上,對(duì)硬枝黃蟬中的抑菌活性物質(zhì)有待進(jìn)一步分離。