植物精油是从植物花、叶、茎、根、果实等部位中提取 的一类具有较强挥发性的植物次生代谢产物,其成分一 般由小分子、萜烯类、醇类、醛酮类等物质组成,作用机理 复杂,较难使病原菌产生抗性,在农林生物防治等领域具 有较好的应用前景。植物精油来源于天然,具有对人体相对安全、与环境友好、生物活性多样等特点,因此,从 天然植物中寻找广谱、高效、低毒的杀菌剂,已成为科研 人员及农药使用人员的共同目标。
供试材料:油樟鲜叶于2018年10 月中旬采集于江西吉安。供试菌种:尖孢镰刀菌(Fusari⁃ um oxysporum),由郑州精思威化工有限公司提供。供试 试剂:吐温-80、丙酮、PBS缓冲液、无水硫酸钠、ATP酶试 剂盒等均为分析纯。培养基:马铃薯葡萄糖琼脂培养基 (PDA培养基)等。
ShimadzuGCMS-QP2020气相色谱质谱联用仪,日本岛津公司生产;全自动高压灭菌,上海 博迅实业有限公司生产;H-1650高速离心机,长沙湘仪离心机仪器有限公司生产;DHP-9052电热恒温培养箱, 上海一恒科学仪器有限公司生产;SW-CJ-2F超净工作 台,苏州安泰空气技术有限公司生产等。
采用水蒸气蒸馏法提 取油樟鲜叶精油,收集一定量的叶精油,并用无水硫酸钠 干燥后置于分馏瓶中,再经减压分馏(-0.073MP),收集3 种不同温度的馏分,分别为:60℃以下的馏分,标为A1号 精油;60~100℃的馏分,标为A2号精油;100~150℃的馏 分,标为A3号精油。
(1)色谱条件: Rxi-5Sil MS(30m×0.25mm×0.25μm)石英毛细管柱,载气 为高纯度氦气(99.999%),流速为1.0mL/min,气化室温度 为220℃,柱起始温度50℃(保持2min),以8℃/min的速率 程序升温到160℃,以8℃/min升温至250℃(保持15min)至 完成分析;分流比为20∶1,进样量为0.5μL。
(2)质谱条件: 离子源为EI,电子能量为70eV,离子源温度为220.0℃,进 样口温度250℃扫描范围m/z60~350。
分别取油樟叶精油 的3种馏分(A1、A2和A2)50μL、100μL、150μL、200μL与 25mL PDA混合倒平板,制得油樟叶精油的3个馏分浓度 为2μL/mL、4μL/mL、6μL/mL、8μL/mL的PDA培养基,并以 纯PDA倒平板作对照。分别将尖孢镰刀菌菌丝块接种到 培养皿中央,重复3次,25℃恒温培养5d后观察拍照,计算 抑菌率。其中,接种在对照平板上的尖孢镰刀菌菌落平均直径为Do,接种在含馏分平板上的尖孢镰刀菌菌落平 均直径为Dx,则抑菌率(%)=(Do-Dx)/Do×100 (1)
用生长速率测定法分别测定馏分A3及主要单体成分对尖孢镰刀菌菌丝 生长的抑制作用。在无菌操作条件下,向每个培养皿中 倒入9mL的PDA培养基,再分别加入1mL精油馏分A3及其 主要单体成分,对照组加入1mL丙酮,轻轻摇匀,制成平 板,待冷却凝固后,每个培养皿中接入一个生长一致的菌 饼(d=5.0mm)。重复3次,25~26℃培养7d后,再用十字交 叉法测量菌落生长直径,计算菌丝生长抑制率。相关计 算公式如下:
菌丝生长抑制率(%)=(对照组菌丝生长直径-处理组菌 丝生长直径)(/ 对照组菌丝生长直径-菌饼直径)×100 (2)
前期已采用GCMS联用仪技术对油樟叶精油的3个馏分(A1、A2和A3)进行 了测定,结果显示,A1 馏分中主要化学成分(相对百分含 量>1%)有6种:2-甲基-5-(1-甲基乙基)-双环-2- 己烯、α-蒎稀、4(10)-侧柏烯、β-蒎烯、β-月桂烯和1,8- 桉叶油素;A2馏分中主要化学成分(相对百分含量>1%) 有8种:2-甲基-5-(1-甲基乙基)-双环-2-己烯、 α-蒎稀、4(10)-侧柏烯、β-蒎烯、β-月桂烯、(+)-4-蒈烯、 γ-萜品烯和1,8-桉叶油素;A3馏分中主要化学成分(相对 百分含量>1%)有13种:α-蒎稀、4(10)-侧柏烯、β-蒎烯、 β-月桂烯、(+)-4-蒈烯、D-柠檬烯、γ-萜品烯、石竹烯、大 根香叶烯B、1,8-桉叶油素、松油烯-4-醇和α-松油醇。3 个馏分中含量较高的均是1,8-桉叶油素,其次是4(10)- 侧柏烯和α-蒎稀。油樟叶精油 各馏分(A1、A2和A3)对尖孢镰刀菌均具有一定的抑制效 果,并分别随着各馏分浓度的增加,抑制效果更加明显。 当浓度为8μL/mL时,对尖孢镰刀菌的抑制效果均最为明 显,抑菌率分别达到79.09%、85.51%和89.81%(表1),油樟 叶精油馏分A3抑菌率分别为馏分A1和馏分A2的1.14和 1.05倍。其中馏分A3对 尖孢镰刀菌的作用更强一些。在浓度相同的情况下 (150mg/L),油樟叶精油馏分A3、1,8-桉叶油素及α-松油 醇对尖孢镰刀菌的抑制作用从大到小依次为馏分A3>α松油醇>1,8-桉叶油素;而随着馏分A3、α-松油醇及1,8- 桉叶油素浓度的增加,抑制作用均增大。;随后由于馏分A3 及其主要单体成分分别抑制了尖孢镰刀菌的生长繁殖,同 时破坏尖孢镰刀菌的菌体细胞膜,使分子质量较大的还原 糖得以通过细胞膜渗出等因素,导致还原性糖含量上升。
油樟叶精油3个馏分中主要含有醇类化合物和烃类 化合物,这些化合物被广泛应用于香精香料、制药及食品 工业等领域。如1,8-桉叶油素是世界10大精油品种之 一,具有抗菌 、杀虫 、疏风解热、祛湿解毒等作用, 同时也对多种药物具有良好的透皮渗透作用 。α-松油 醇可用于香精的配制以及医药、农药、塑料、肥皂等工业 中,是玻璃器皿上色彩的优良溶剂 。α-蒎稀是合成樟 脑、松油醇、香料、树脂等化工产品的重要原料之一,具有 较好的抗肿瘤、抗真菌、抗过敏及改善溃疡等生物活性及 独特的反应多样性 。此外,油樟叶精油馏分中还含有一 些化学成分,其功效目前尚未明确,有待于进一步研究。 从天然植物精油中分离纯化抑菌活性物质,并将其 直接运用到防治,得到一种既有效控制农作物病原真菌 病害又不至于对环境及其它生物造成伤害的药剂,这不 仅能拓宽丰富的植物精油资源的用途,又能开创农作物 病害生物防治的新途径 。油樟属于樟科樟属植物,富 含有精油。本试验对油樟叶精油馏分A3及其主要单体成 分进行抑菌研究,结果显示,馏分A3及主要单体成分均具 有一定的抑菌活性,又以馏分A3效果最好,可能是由于馏 分A3多种抑菌成分协同抗菌作用的结果,因此,可作为一 种有待开发的新型杀菌物质进行研究。
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