邢立剛,鄒 峰,梁 靜,張燦峰,李澤舟,羅大剛,梅 剛,馬 磊,周群文
[1.長江師范學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院,重慶涪陵 408000;2.重慶中邦藥業(yè)(集團(tuán))有限公司,重慶涪陵408000]
黑斑病是烏頭、冬青、薔薇、甜菜等植物的普通病害,由多種真菌所致,包括假單胞屬(Pseudomonas)細(xì)菌及多腔菌屬(Asterina)、星盾炱屬(Asterinella)、小星盾炱屬(Asteroma)、星殼孢屬(Diplotheca)、小叢殼屬(Glomerella)、日規(guī)殼屬(Gnomonia)、裂盾菌屬(Microthyriella)、扁殼黴屬(Placosphaeria)、疵黴屬(Stigmea)等真菌。莖瘤芥黑斑病是由半知菌亞門鏈格孢屬蕓薹鏈格孢侵染引起[1],它對(duì)莖瘤芥的侵染一般發(fā)生在潮濕季節(jié)[2],可能發(fā)生在葉或莖部,癥狀為出現(xiàn)圓形或不規(guī)則形黑色斑片狀病損,病斑隨著病害的持續(xù)而逐漸加深并且出現(xiàn)凹陷,最終形成黑色硬質(zhì)斑塊,嚴(yán)重影響莖瘤芥的生長[3]。病害發(fā)展到后期嚴(yán)重時(shí),會(huì)出現(xiàn)多個(gè)病斑連結(jié)成一塊大的病斑。在有機(jī)農(nóng)藥出現(xiàn)以前,我國常使用的農(nóng)藥有植物源農(nóng)藥及無機(jī)農(nóng)藥,只是在有機(jī)農(nóng)藥出現(xiàn)以后,有機(jī)農(nóng)藥快速占據(jù)主導(dǎo)地位,因?yàn)橛袡C(jī)農(nóng)藥對(duì)病蟲害的防治效果要遠(yuǎn)強(qiáng)于植物源農(nóng)藥和無機(jī)農(nóng)藥[4],雖然防治效果好,但會(huì)帶來環(huán)境污染、生態(tài)平衡破壞和食品安全等一系列問題,因此在開發(fā)低毒有機(jī)農(nóng)藥的同時(shí),具有安全、有效、無污染等優(yōu)點(diǎn)的植物源農(nóng)藥重新回歸人們的視野[5-7]。自然界中蘊(yùn)藏大約50 萬種的植物資源[8],許多植物具有抑菌成分,可按照不同比例復(fù)配形成植物源抑菌劑,已廣泛用于農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)貯藏。植物農(nóng)藥與有機(jī)農(nóng)藥各有優(yōu)缺點(diǎn),植物農(nóng)藥有安全、無污染等優(yōu)點(diǎn),但其防治效果遠(yuǎn)不如有機(jī)農(nóng)藥;而有機(jī)農(nóng)藥則相反,防治效果好,但有環(huán)境污染、不安全等缺點(diǎn)。通過對(duì)不同復(fù)配比例及濃度進(jìn)行試驗(yàn)[9-10],篩選出效果好、污染低、更加安全的農(nóng)藥[11]。
本試驗(yàn)從重慶市涪陵區(qū)義和街道采集莖瘤芥的黑斑病標(biāo)本,在PDA 培養(yǎng)基上用常規(guī)組織分離法獲得純培養(yǎng)。參試中藥包括貓爪草、白頭翁、千年健、五指毛桃、蟬花、蛇床子、蒙古蒿、穿心蓮、豨薟草、寬筋藤、鴨腳艾、草豆蔻、燈心草、柚核、麻黃,分別購于桐君閣大藥房和廣州采芝林國醫(yī)館有限公司北商大藥房,對(duì)照農(nóng)藥為25%多菌靈。
恒溫?fù)u床培養(yǎng)箱(ZHWY-2102C),高溫?cái)?shù)顯陶瓷電熱板(C-MAG HP 7),自動(dòng)壓力蒸汽滅菌器(GI54DWS),電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9245A)。
1.2.1 PDA培養(yǎng)基制備
稱取200 g 土豆加入足量超純水,煮至土豆酥軟且水量小于500 mL,各稱取20 g 葡萄糖、瓊脂,加超純水至500 mL,制成兩倍濃度PDA培養(yǎng)基,再分裝入2 個(gè)錐形瓶,其中1 瓶加250 mL 超純水制成正常的PDA 培養(yǎng)基。吸取10 mL 兩倍濃度PDA 培養(yǎng)基于6 支試管中,取培養(yǎng)皿,同時(shí)將6 支試管及200 mL 超純水一同滅菌,115 ℃下滅菌30 min[12-13]。取出后置于水浴鍋中,90 ℃保溫??赵嚬芎团囵B(yǎng)皿滅菌烘干備用。
1.2.2 真菌復(fù)蘇
取出水浴鍋中正常PDA 培養(yǎng)基置于超凈工作臺(tái),倒平板,取出莖瘤芥黑斑病真菌的菌液置于超凈工作臺(tái),吸取50 μL 菌液加入平板中,涂均勻后封口,放入25 ℃恒溫?fù)u床培養(yǎng)箱中培養(yǎng),培養(yǎng)結(jié)束后,下次接取菌餅備用。
1.2.3 中藥提取液的制備
每種中藥稱取30 g,加入適量超純水,浸泡30 min,進(jìn)行熬制,待煮沸開始計(jì)時(shí),熬制20 min 后倒入大燒杯,共熬制3 次,用4 層紗布過濾[14],繼續(xù)濃縮至30 mL,放入4 ℃冰箱備用[15]。
1.2.4 單味中藥與復(fù)方中藥的抑菌試驗(yàn)
將試管和培養(yǎng)皿置于超凈工作臺(tái),吸取中藥液和滅菌水加入試管中,制成濃度為0.2、0.6、1.0 g·mL-1的藥液10 mL,塞上棉塞取出進(jìn)行90 ℃水浴加熱。將兩倍濃度PDA 培養(yǎng)基的試管取出,放入恒溫水浴鍋,取出2支裝培養(yǎng)基的試管和2支裝藥液的試管,75%酒精消毒后移入超凈工作臺(tái),倒入培養(yǎng)皿之中混勻。冷卻后,切取5 mm的菌餅,向藥基中接入菌餅,用封口膜進(jìn)行封口[16]。取出,置于恒溫培養(yǎng)箱,25 ℃倒置培養(yǎng)[17]。在培養(yǎng)結(jié)束時(shí),采用十字交叉法測(cè)量菌落直徑[18]。
待中藥篩選完畢,通過前面單味中藥試驗(yàn)結(jié)果制出復(fù)方中藥,按照比例稱取藥材,加水熬制濃縮成1 g·mL-1的中藥提取液,制成0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1 g·mL-1的藥基[19],向培養(yǎng)基中接入菌餅,封口,置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱倒置培養(yǎng)[20],待培養(yǎng)結(jié)束,取出測(cè)量菌落直徑,拍照。
1.2.5 農(nóng)藥的抑菌試驗(yàn)
在超凈工作臺(tái)中,向試管中加入1 g 多菌靈粉劑,加入超純水至10 mL,吸取1 mL 藥液加入另一支試管中,再加入超純水至10 mL,進(jìn)行梯度稀釋[21],稀釋成0.1 mg·mL-1的稀釋液,取出PDA 培養(yǎng)基加熱融化,先將多菌靈稀釋液加入平皿,再將培養(yǎng)基加入,混勻制成1、2、4、6、8、10 μg·mL-1的20 mL 多菌靈藥基。待多菌靈藥基冷卻,切取菌餅接入藥基,方法同上。
1.2.6 復(fù)方中藥與農(nóng)藥復(fù)配的抑菌試驗(yàn)
以1 g·mL-1的中藥配方藥液與0.1 g·mL-1的多菌靈藥液為原液,按照1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1的比例制成25 組不同比例的藥基,置于超凈工作臺(tái)中,將中藥液按照每個(gè)藥基所需要的量加入試管,取出進(jìn)行水浴加熱保溫。在平皿上加入不同量的農(nóng)藥溶液,取出滅菌的培養(yǎng)基,水浴保溫,同時(shí)取出中藥液和培養(yǎng)基加入含有農(nóng)藥的培養(yǎng)皿,混勻,藥基制作完成。接入菌餅培養(yǎng),培養(yǎng)結(jié)束后,對(duì)其菌落直徑進(jìn)行測(cè)量、拍照。
2.1.1 單味中藥的抑菌率
由表1可見,千年健、白頭翁、貓爪草在0.3 g·mL-1濃度下,黑斑病真菌菌絲不再生長,抑菌率達(dá)到100%;五指毛桃、蟬花在0.5 g·mL-1濃度下抑菌率達(dá)到100%;蛇床子、穿心蓮在0.5 g·mL-1濃度下抑菌率最大,在80%~90%;寬筋藤、豨薟草、鴨腳艾在0.5 g·mL-1濃度下抑菌率最大,在70%~80%;柚核、麻黃、燈心草在0.5 g·mL-1濃度下抑菌率最大,但低于60%。在李鵬祥的研究中,發(fā)現(xiàn)藿香的水提物、醇提物對(duì)人參黑斑病菌的抑制效果相差極大,在濃度0.01 g·mL-1時(shí)抑菌率分別為34.9%、88.2%[22]。提取方式不同,同一種藥材提取物的抑菌效果也不相同[23],所以試驗(yàn)可能存在部分藥材因提取方式不恰當(dāng)導(dǎo)致的抑菌效果不佳[24]。
表1 單味中藥對(duì)莖瘤芥黑斑病菌的抑制率 單位:%
2.1.2 復(fù)方中藥的抑菌率
由表2可見,復(fù)方中藥濃度達(dá)0.2 g·mL-1時(shí),對(duì)莖瘤芥黑斑病菌的抑制率已達(dá)100%;隨著復(fù)方藥濃度的降低,抑菌率也在下降,在0.2 g·mL-1濃度及以上的抑菌率均為100%。
表2 復(fù)方中藥對(duì)莖瘤芥黑斑病菌的抑制率
25%多菌靈濃度為2 μg·mL-1時(shí),其抑菌率為100%,表明多菌靈對(duì)莖瘤芥黑斑病真菌具有極強(qiáng)的抑菌效果;多菌靈濃度為1 μg·mL-1時(shí),抑菌率為93.1%。在馬榮等關(guān)于紅棗黑斑病菌的殺菌劑研究中,發(fā)現(xiàn)75%百菌清等殺菌劑的EC50均高于1 μg·mL-1,其中40%氟硅唑、50%喹啉銅的EC50值低于1 μg·mL-1,其濃度達(dá)到1 μg·mL-1時(shí)抑菌效果遠(yuǎn)低于90%[25]。25%多菌靈制成培養(yǎng)基對(duì)莖瘤芥黑斑病菌的抑制效果極強(qiáng),需要稀釋濃度,應(yīng)遠(yuǎn)低于說明書上的濃度,可能是室內(nèi)毒力與大田防治的差別,也可能是初次使用多菌靈,菌種對(duì)多菌靈的抗性極低的原因。
在參考高小寬等關(guān)于農(nóng)藥與三七復(fù)配的研究基礎(chǔ)上[26],這里我們將多菌靈濃度0.0005 mg·mL-1與復(fù)方中藥濃度50 mg·mL-1分別為定義為最大濃度1∶1,復(fù)配比例如表3。結(jié)果表明,配比為3∶1 時(shí),抑菌率最大為88.24%;配比為1∶3 時(shí),抑菌率最大為85.29%;配比為2∶1 時(shí),抑菌率最大為79.41%;配比為1∶2時(shí),抑菌率最大為73.53%;配比為1∶1 時(shí),抑菌率最大為65.88%;5 組配比中抑菌效果最好的是3∶1,最差的是1∶1,抑菌率隨著多菌靈濃度降低而下降得更快,復(fù)方中藥與農(nóng)藥復(fù)配的抑菌效果下降。
表3 復(fù)方中藥與多菌靈不同復(fù)配比例下的抑菌率
通過單味中藥的抑菌試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)抑菌效果最好的有千年健、白頭翁、貓爪草3種,在0.3 g·mL-1濃度時(shí)對(duì)莖瘤芥黑斑病真菌的抑菌率已達(dá)到100%;五指毛桃稍差,濃度0.3 g·mL-1時(shí)的抑菌率為88%,五指毛桃與蟬花在濃度0.5 g·mL-1時(shí)達(dá)到了100%的抑菌率;蛇床子、穿心蓮次之,在濃度0.5 g·mL-1時(shí)對(duì)黑斑病真菌同樣有很強(qiáng)的抑制效果,抑菌率達(dá)到80%以上;鴨腳艾、豨薟草、寬筋藤對(duì)莖瘤芥黑斑病真菌有較強(qiáng)的抑制效果,抑菌率在70%~80%;燈心草、麻黃、柚核,抑菌效果最差,在藥物濃度0.5 g·mL-1時(shí)的抑菌率不足50%。單獨(dú)使用貓爪草、白頭翁時(shí),藥劑濃度從0.1 g·mL-1升到0.3 g·mL-1,其抑菌率出現(xiàn)跳躍式增長,可能與朱華旭等研究一樣,在用水煎和濃縮過程中出現(xiàn)沉淀,制作藥基時(shí)吸取上層清液,未搖晃混勻,且藥物濃度低,藥液中抑菌活性物質(zhì)減少,使得抑菌效果不佳[27]。用25%多菌靈可濕性粉劑制作的藥物培養(yǎng)基對(duì)莖瘤芥黑斑病真菌表現(xiàn)出極強(qiáng)的抑制效果,在濃度為1 μg·mL-1時(shí)抑菌率達(dá)93.1%,藥物濃度比之中藥要低很多,但就如石志琦等認(rèn)為的一樣,多菌靈作用的靶標(biāo)真菌容易產(chǎn)生抗藥性,從而導(dǎo)致防治失敗[28]。復(fù)方中藥的抑菌效果比單味中藥效果要好,可能是各種中藥之間存在相互增益,使得抑菌效果增強(qiáng)很多,在藥物濃度為0.1 g·mL-1時(shí)抑菌率就高達(dá)96%。復(fù)方中藥和多菌靈復(fù)配所得的抑菌率比預(yù)期要差,復(fù)配的抑菌率還不如相同濃度下單獨(dú)使用時(shí)的抑菌率。
綜上所述,針對(duì)本試驗(yàn)所選的中藥,可繼續(xù)進(jìn)行單味中藥抑菌制劑的研究,也可從中藥毒性和降低農(nóng)藥殘留兩個(gè)方面考慮,通過降低藥物濃度,研究復(fù)方中藥和農(nóng)藥的復(fù)配比例,達(dá)到減毒增效復(fù)配農(nóng)藥的效果。試驗(yàn)結(jié)果可對(duì)莖瘤芥黑斑病復(fù)配中藥農(nóng)藥、降低化學(xué)農(nóng)藥殘留與污染的研究提供依據(jù),為進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。