细辛挥发油抗植物病原真菌活性及作用机理研究

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本文通过细辛(Asarum heterotiopoides Fr.Schmidt var.mandshuricum(Maxim)Kitag.)不同提取物对植物病原真菌活性抑制作用的测定,明确细辛主要抗菌活性部位为挥发油;通过与市售农药甲霜灵和农抗120的对比实验,了解了细辛挥发油对5种植物病原真菌的作用强度,并对作用机理和活性成分进行了初步分析,为开发利用细辛作为植物源农药奠定了基础。 采用生长速率法测定细辛挥发油对16种植物病原真菌的抑制作用,结果显示:细辛挥发油浓度为500μg/ml时,抑制率在38.54-100%之间,对其中14种病原菌的抑制率在50%以上。孢子萌发试验结果显示:细辛挥发油对土生链格孢菌(Alternaria humicola)、砂仁叶斑病菌(Petalozzia sp.)孢子的萌发抑制率分别为72.5%和72.85%。对5种植物病原真菌的菌丝生长毒力作用测定结果表明:细辛挥发油对人参根疫病菌(Phytophthora cactorum)毒力作用最强,EC50为59.70μg/mL,与甲霜灵相近;对土生链格孢菌(A.humicola)、烟草赤星病菌(A.longipes)、砂仁叶斑病菌(Petalozzia sp.)、枸杞炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides Penz.)的EC50值分布在296.48~410.20μg/ml之间,作用强度低于甲霜灵;对土生链格孢菌、烟草赤星病菌的抑制作用与农抗120相当,而对砂仁叶斑病菌、枸杞炭疽病菌抑制作用优于农抗120。因此可以得出结论:细辛挥发油具有较广谱、较强的抗植物病原真菌活性。 以A.humicola为主要目标菌株,研究观察了细辛挥发油抑制植物病原真菌的作用机制。 经扫描电镜观察发现细辛挥发油能影响孢子形态结构,使孢子外表面出现凹陷,部分孢子出现囊状的凸起物。采用电导率法测定细辛挥发油对病原菌细胞膜通透性的影响,结果显示:在作用2.5、5.0、10.0h后菌丝细胞外渗液电导率值随着作用时间延长增加,分别为5.318、6.362、8.982μS/cm,明显高于空白对照组1.988、2.753、2.613μS/cm(P<0.05),与对照农药农抗120作用相近,略高于甲霜灵组,提示细辛挥发油使细胞膜完整性受到破坏,内容物外渗。采用3,5-二硝基水杨酸法测定A.humicola对营养物质的吸收利用情况发现:在正常培养基上培养96h后菌丝对还原糖的吸收利用率为9.95%,在含有细辛挥发油的培养基上为-0.63%,没有吸收,可见细辛挥发油显著影响病原真菌对还原糖的吸收利用率。采用比色法测定细辛挥发油对线粒体内琥珀酸脱氢酶(SDH)活性的影响,结果表明随着细辛挥发油渗入病原菌细胞内,在作用96h后SDH酶比活力降低1.2倍,病原菌丝体重量降低1.8倍,说明细辛挥发油对病原真菌氧化-还原系统造成了一定程度的破坏,影响菌体的生物合成,最终导致菌丝体的死亡。 通过生物—薄层法发现,并通过菌丝生长速率法验证了甲基丁香酚是细辛挥发油中主要抗菌
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