【摘 要】
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田间杂草严重影响作物产量和质量,增加生产成本,如何高效、低毒防除杂草是长期限制我国农业发展的主要问题之一。病原真菌毒素来源的新型生物农药替代化学除草剂是当前杂草防除研究领域一大研究热门。本文主要从杂草致病真菌出发,研究其代谢产物除草活性,为后续开发生物源除草剂奠定基础。从患病杂草中分离纯化得到杂草病原真菌,以液体发酵培养的方式获取病原真菌发酵液,测试其对稗草根的抑制活性,筛选得到除草活性较好的菌株
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田间杂草严重影响作物产量和质量,增加生产成本,如何高效、低毒防除杂草是长期限制我国农业发展的主要问题之一。病原真菌毒素来源的新型生物农药替代化学除草剂是当前杂草防除研究领域一大研究热门。本文主要从杂草致病真菌出发,研究其代谢产物除草活性,为后续开发生物源除草剂奠定基础。从患病杂草中分离纯化得到杂草病原真菌,以液体发酵培养的方式获取病原真菌发酵液,测试其对稗草根的抑制活性,筛选得到除草活性较好的菌株;运用硅胶柱层析、薄层层析（TLC）、凝胶柱层析、液相色谱和核磁共振等多种方法相结合,分离和鉴定目标真菌的次级代谢产物。共筛选到20株对除草活性较好菌株,并从其中Bipolaris oryzae SSQB01共分离到9个化合物,确定了其中8个化合物结构并测试了单体化合物的除草活性。具体结果分述如下:1.从致病杂草中共分离纯化到52株杂草病原真菌,活性测试结果表明ZBZJ-4（寄主:牛筋草）、ZBZJ-8（空心莲子草）、ZBZJ-11（辣蓼）、ZBZJ-14（商陆）、SSQB01（双穗雀稗）、ZBZ.0J-27（薏米）、ZBZJ-29（刺儿菜）、ZBZJ-31（龙葵）、ZBZJ-36（白茅）、ZBZJ-37（铁苋菜）、ZBZJ-41（野蔷薇）和ZBZJ-43（鬼针草）等12株致病真菌对稗草根表现强烈的抑制活性,抑制率均为100%;ZBZJ-40（覆盆子）和ZBZJ-3（竹节菜）对稗草根也表现很强的抑制活性,抑制率分别为92%,90%;6株致病真菌对稗草根表现较高的抑制活性,抑制率为70-88%。;其余32株致病真菌对稗草根抑制活性较差,抑制率均在66%以下。2.对除草活性较好的20株和代谢产物较为丰富的9株共计29株真菌进行ITS测序鉴定,结果发现其中Alternaria属15株（占51.7%）、Fusarium属5株（占17.2%）和Nigrospora属4株（占13.7%）,丰度较高,另外2株属于弯孢属（Curvularia）,1株属于茎点霉属（Phoma）,1株属于平脐蠕孢属（Bipolaris）,1株属于葡萄座腔属（Botryosphaeria）。因分离自双穗雀稗的病原真菌Bipolaris oryzae SSQB01活性好且代谢产物丰富,因此选为后续进一步研究的目标菌株。3.对目标菌株Bipolaris oryzae SSQB01代谢产物进行分离和鉴定,共分离得到9个化合物,鉴定了其中8个化合物,分别为:3-anhydro-ophiobolin A（1）、3-anhydro-6-epi-ophiobolin A（2）、ophiobolin A（3）、anhydrocochlioquinone A（4）、cochlioquinone A（5）、cochlioquinone B（6）、isocochlioquinone A（7）、甘露醇（8）。4.测试了单体化合物的除草活性,结果表明在供试浓度为100μg/ml时,化合物1-2,3,5表现很强的抑制活性,其对稗草根的抑制活性均为100%,同时其对反枝苋根的抑制活性分别为80.15%,81.38%,77.15%和84.17%;化合物4具有较弱的除草活性,其对稗草和反枝苋根的抑制活性分别为42.23%和51.49%。进一步测试了化合物4对癌细胞的细胞毒活性,发现其对A-375（人体黑色素肿瘤细胞）、SKOV-3（人卵巢癌细胞）和MGC-803（人体胃癌肿瘤细胞）具有中等细胞毒活性,抑制活性的IC50值分别为15.55、29.41和18.12μM,但其对人正常肝细胞L-02毒性较大(IC50=15.55μM)上述研究结果表明,杂草致病真菌具有较好的除草活性,是除草活性天然产物的重要资源库,作为新型除草的来源具有重要的研究价值。
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