植物源殺菌劑研究進展

2021-01-10 中國農資網

自20世紀40年代以來,化學農藥因其品種多、見效快、使用方便、價格低廉等特點而在農藥市場中佔據主導地位。然而由於人們對化學農藥的不合理使用和農藥本身固有的缺點,致使化學農藥在使用中產生了環境汙染、人畜中毒、農藥殘留等問題。隨著人們生活質量的提高和環保意識的增強,開發對人畜安全、無汙染、低毒、低殘留的生物農藥成為農藥領域研究的新熱點。

    植物源農藥作為生物合理性農藥的一部分,其開發研究一直是新農藥研究的熱點課題之一。植物源農藥來源於自然,能在自然界降解,一般不會汙染環境及農產品,在環境和人體中積累毒性的可能性不大,對人和牲畜相對安全,對害蟲天敵傷害小,具有低毒、低殘留的特點,能夠保持農產品的高品質,因此植物源農藥具有廣闊的市場。近幾年,對植物源殺蟲劑的研究較為深入,包括殺蟲植物資源及分布、殺蟲有效成分、作用方式、作用機理及商品化等方面;而有關植物源殺菌劑的研究相對薄弱。我國植物資源豐富,《中國有毒植物》一書列入了有毒植物1300餘種,其中許多種類具有殺蟲、殺菌作用並被作為植物源農藥利用。《中國土農藥志》共記述植物性農藥220種,主要為毛莨科、杜鵑花科、大戢科、茄科、百合科、豆科等有毒植物種類。因此,開發利用我國豐富的植物資源用於有害生物的防治具有深遠的意義。

    一、抗菌與殺菌植物資源

植物是生物活性化合物的天然寶庫,其產生的次生代謝產物超過40萬種,其中的大多數化學物質如萜烯類、生物鹼、類黃酮、甾體、酚類、獨特的胺基酸和多糖等均具有殺蟲或抗菌活性。Wilkins等(1989)曾報導有1389種植物有可能作為殺菌劑,植物中的抗毒素、類黃酮、罹病相關蛋白質、有機酸和酚類化合物等均具有殺菌或抗菌活性;因此,植物被認為是化學合成殺菌劑替代品最好的開發資源。較早用於植物病害防治的有大蒜汁、洋蔥汁、棉子餅、辣蓼、五風草等。近幾年來,國內外許多學者調查和研究了一些植物的抗菌、殺菌活性。張應烙等測定了井岡山47種植物丙酮提取物對幾種病原菌的抑菌生物活性,結果表明,山雞椒、凹葉厚樸和深山含笑提取物中含有農用抗菌成分,且抑菌譜較廣,作為植物源殺菌劑值得進一步研究。西北農林科技大學無公害農藥研究服務中心對西北地區200餘種植物的殺菌活性進行了初步篩選,綜合分析認為,菊科和豆科植物在植物源殺菌劑的研究中值得重視。喻大昭等以黃瓜灰黴病菌(Botrytis cinerea)為供試菌,對49種植物粗提物進行了生物活性篩選,結果表明,油茶和辣蓼粗提物的抑菌活性較高,有必要進一步對其不同組分進行分離、純化、活性追蹤,最終確定其主要活性組分。陳嬌等通過58種植物提取液對葡萄霜黴病菌(Plasmopara viticola)的遊動孢子囊萌發抑制率和接種葉圓盤的發病控制研究,篩選出虎耳草(Chloris virgata Swartz),黃檀(Dalbergia huoeana Hance),馬尾松(Pinus massoniana Larmb),牡丹(Paeonia suffruticasa),刺槐(Robinia pseudoaccia L.)5種具有抑菌作用的植物提取液。以龍膽斑枯病菌(Septoria microspra Speg.)為供試菌種,孫海峰等對9種中藥乙醇提取物進行抗龍膽斑枯菌活性試驗,結果9種中藥乙醇提取物均有抑菌作用,其中蛇床子、川楝子、知母14d最低抑菌質量濃度小於0.1g/mL,具有較強的抗龍膽斑枯病菌作用。於平儒等採用生長速率法測定了28種植物丙酮提取物的離體抑菌活性,發現拔葜的抑菌活性突出。Deepak S.A.等測試了40種植物的甲醇提取液對引起珍珠稷霜黴病的粟白髮菌(Sclerospora graminicola)的抗孢子形成作用,結果表明,小蓑衣藤(Clematis gouriana)、蒜(Allium  sativum)、胡椒(Piper nigrum)等5種植物提取液的抗菌活性同市售的殺菌劑相當,甜橙(Citrus sinensis)、萬壽菊(Tagetes erecta)、姜(Zingiber offinale)等11種植物的甲醇提取液稀釋10倍後仍表現出較強的抗孢子形成作用。此外,傘形科、衛矛科、葫蘆科、桑科等植物的抗菌、殺菌活性均有過報導見(表1)。

表1 具有抑菌殺菌活性的植物資源

科名

植物名稱

主要應用部位

傘形科

孜然

 

蛇床

果實

衛矛科

苦皮藤

鮮假種皮

樟科

山蒼子

果實

 

肉桂

葉、枝、樹皮、子

菊科

飛機草

葉片

 

萬壽菊

 

蒼耳

全株、葉

 

孔雀草

葫蘆科

絲瓜

傷流液

桑科

無花果

根、皮、葉等

百部科

百部

紫金牛科

Maesa lanceolata Forrsskal var goulungensis weir

莖幹

桃金孃科

丁子香

花蕾、花枝、葉

瑞香科

狼毒

楝科

苦楝

樹皮

百合科

大蒜

鱗莖

 

蘆薈

肉質葉

豆科

苦參

唇形科

神香草

種子

 

廣藿香

全草

 

毛羅勒

地上部分

 

孜然

 

    二、植物中的抑菌殺菌有效成分的研究

    植物源殺菌劑研究的主流在於探索農藥活性的先導化合物,而活性物質的化學結構鑑定是植物源殺菌劑研究的基礎工作。現代色譜分離技術(如高效液相色譜、薄層色譜、葡聚糖凝膠柱色譜以及快速柱層析等)、波譜化學結構鑑定技術(如NMR,MS和X-射線衍射等)的發展及在天然產物有效成分的分離和結構鑑定中的應用,使得植物中的殺菌、抑菌活性成分的確定取得了一定的進展。

目前發現的植物中的殺(抑)菌活性成分,其結構類型涉及萜類、生物鹼類、黃酮類、苷類、皂甙、醌類、香豆素、木脂素、芪類、胺類、酯類、酚類、醛類、醇類、甾類、有機酸及精油類等化合物(見表2)。國外學者對植物精油的抗菌、殺菌活性及其化學成分研究報導較多,江志利等也對植物精油在植物保護中的作用做了系統論述。綜合認為植物精油的生物活性很高,其應用不僅僅局限於傳統的醫藥、食品、菸酒、日用化學等工業,在植物保護中已展現出很強的實力。因此,植物精油作為植物源殺菌劑類農藥具有潛在的價值和廣闊的市場。

表2  植物中的抑菌、殺菌有效成分

植物名稱

有效成分

作用病原菌

廣藿香

廣藿香酮

核盤菌

柑桔油

Polymethoxylated flavones

膠胞炭疽菌

棕兒茶

兒茶酚

尖孢鐮刀菌

楊玉萍,李艾蓮(中國醫學科學院中國協和醫 ( 2006年06月28日 )

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