草果精油化学成分及其对植物病原真菌的抑制作用

摘要

农药残留是当前影响农产品质量安全的重要因素之一，威胁人类的生命健康安全，开发天然、安全的植物源农药越来越受广大农药研究者的亲睐。植物精油是植物源农药的重要来源，尤其在果蔬等农产品防腐保鲜杀菌剂的开发利用方面成为当前的研究热点。本文采用菌丝生长速率法测定了12种植物精油在质量浓度为1g/L时，对6种常见果蔬采后致病真菌的抑菌活性；采用GC-MS分析了4种抑菌活性较好的植物精油的主要化学成分及化合物的相对含量；开展了草果精油对苹果腐烂病菌等6种供试真菌的毒力测定，求出相应的毒力回归方程和 EC50值；明确了草果精油对葡萄灰霉病菌体内琥珀酸脱氢酶（SDH）和几丁质酶(Chitinase)活性的影响。主要研究结果如下：　　1.以苹果腐烂病菌、苹果炭疽病菌、葡萄灰霉病菌、梨黑星病菌、苹果轮纹病菌、枣炭疽病菌为供试病菌，采用菌丝生长速率法测定了水蒸气蒸馏法提取的草果、十三香、路路通、广玉兰叶、吴茱萸、排草、桑白皮、银杏叶、芦苇茎叶、芦根、香蒲叶、空心莲子草茎叶12种植物精油在质量浓度为1g/L时的抑菌活性。实验结果表明，草果等12种供试植物精油对6种供试植物病原真菌均具有一定的抑制作用。其中，草果精油、十三香精油、路路通精油和广玉兰叶精油对供试病原真菌表现出较高的抑制活性，对上述6种供试真菌的抑制率分别为71.58％~100%、57.13%~100%、46.44%~81.52%和46.22%~71.06%。　　2.应用气相色谱-质谱联用技术鉴定了草果、十三香、路路通、广玉兰叶等4种抑菌活性较高的植物精油的化学成分，并采用面积归一化法测定其相对含量。草果精油被鉴定出64种化合物，主要成分及含量为：桉油精（27.24%）、四环[3.3.1.0.1(3,9)]癸-10-酮（9.18%）、2-异丙基苯甲醛（6.36%）、柠檬醛（5.98%）、β-甲基肉桂醛（5.26%）、马鞭草烯醇（4.62%）、香叶醇（4.50%）等；十三香精油被鉴定出51种化合物，主要成分是茴香脑（59.68%）、D-柠檬烯（10.01%）、草蒿脑（4.55%）、1-（3-甲基-2-丁烯基）-4-丙烯基萘（4.50%）；路路通精油被鉴定出70种化合物，主要成分是石竹烯氧化物（10.65%）、马鞭草烯酮（8.83%）、桃金娘烯醇（6.33%）；广玉兰叶精油被鉴定出56种化合物，主要成分是β-榄香烯（26.51%）、长叶烯（10.69%）、香叶烯（7.27%）。　　3.抑菌毒力测定结果表明，草果精油对苹果腐烂病菌、苹果炭疽病菌、葡萄灰霉病菌、梨黑星病菌、苹果轮纹病菌和枣炭疽病菌的毒力回归方程分别为y=2.0557x+0.4563(r=0.9627)、y=3.3616x-3.9582(r=0.9839)、y=2.013x+0.2358(r=0.9945)、y=2.3779x-1.5497(r=0.9599)、y=2.7736x-2.8933(r=0.9783)、y=2.6761x-2.8781(r=0.9330)，其EC50值分别为0.1653g/L、0.4621 g/L、0.2315 g/L、0.5685 g/L、0.6992 g/L、0.8618 g/L。可见，草果精油对苹果腐烂病菌的抑制作用最强，对枣炭疽病菌的抑制作用稍差。草果精油对供试植物病原真菌良好的抑菌活性，显示出其在果蔬采后病害防治方面具有进一步开发应用价值；　　4.测定了0.1、0.2、0.3g/L等不同浓度草果精油对葡萄灰霉病菌几丁质酶活性的影响。结果表明，不同时间段的精油处理组的病菌几丁质酶活性始终比CK组酶活性高，且随着草果精油处理浓度的增加，几丁质酶活性相对空白组升高越明显。CK、0.05、0.1、0.15、0.2、0.3g/L浓度组草果精油处理葡萄灰霉病菌后，SDH活力值依次为80.25 U/mgprot、77.12 U/ mgprot71.53 U/ mgprot、62.08 U/ mgprot、54.64 U/mgprot、47.19 U/mgprot，精油处理组的葡萄灰霉病菌体内SDH活性均明显低于CK组，且随着精油浓度的增加，SDH值呈下降趋势，即草果精油浓度越高，对葡萄灰霉病菌SDH活性的抑制作用越明显。由此推测，葡萄灰霉病菌经草果精油处理后，一方面可能在一定程度上引起灰霉病菌产生葡萄糖饥饿现象，刺激几丁质酶活性的升高，不断降解真菌细胞壁，破坏真菌细胞壁的完整性，引起细胞内渗透压不稳定，导致真菌细胞溶解死亡；另一方面可能由于葡萄灰霉病菌体内SDH活性受抑制，直接影响细胞中电子传递链和呼吸氧化作用，阻碍三羧酸循环和能量代谢，使组织化学反应减弱或终止，细胞生长周期停滞，最终抑制了病原菌的生长甚至导致其死亡。

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术语与缩略表

1 文献综述

1.1 植物精油概述

1.2 草果精油研究现状

2 引言

2.1 研究目的与意义

2.2 研究内容

3 材料与方法

3.1试验材料

3.2 试验方法

4 结果与分析

4.1 12种供试植物精油的提取率

4.2 植物精油对供试真菌的抑菌活性

4.3 植物精油GC-MS成分分析

4.4草果精油对6种供试真菌的毒力测定结果

4.5 草果精油对葡萄灰霉病菌酶活性的影响

5 讨论

5.1 植物精油的抑菌活性

5.2 植物精油的GC-MS成分分析

5.3 草果精油对6种供试真菌的毒力测定

5.4 草果精油对葡萄灰霉病菌酶活性的影响

6 结论

6.1 植物精油的抑菌活性

6.2 4种抑菌活性高的植物精油成分分析

6.3 草果精油对供试真菌的毒力测定

6.4 草果精油对葡萄灰霉病菌酶活性的影响

参考文献

致谢

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