大蒜素对三种农作物病原真菌的抑制作用|大蒜素胶囊的功效与作用

　　摘要：采用水浸提法和乙醇萃取法制备大蒜素，对稻瘟病菌（Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ）、小麦纹枯病菌（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｃｅｒｅａｌｉｓ）、油菜菌核病菌（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｎｉａ ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ）进行体外抑制试验，结果表明，水浸提法制备的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素对３种真菌的抑菌效果分别达到７０．６％、８３．６％、９４．３％，乙醇萃取法制备的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果分别达到７９．７％、８９．７％、９３．0％，供试最低抑菌浓度５ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果分别达到２９．０％、６１．０％、９３．７％，显示大蒜提取液对稻瘟病菌、小麦纹枯病菌、油菜菌核病菌都有较强的抑制作用，对油菜菌核病菌的抑制作用最强。结果提示，大蒜提取液对植物病原真菌抑制作用的强弱因供试菌、提取方法、作用浓度而异，这为开发农用抗生素对农作物病害进行生物防治提供了实践依据。
　　关键词：大蒜素；农用抗生素；稻瘟病菌；小麦纹枯病菌；油菜菌核病菌
　　中图分类号：Ｓ６３３．４；Ｓ４８２．２＋９２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）11－2247-03
　　
　　Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｇａｒｌｉｃ ａｇａｉｎｓｔ Ｆｕｎｇａｌ Ｐａｔｈｏｇｅｎｓ ｏｆ Ｃｒｏｐｓ
　　
　　ＺＥＮＧ Ｄｏｎｇ－ｆａｎｇ，ＣＨＥＮ Ｂｉｎ，ＺＥＮＧ Ｌｉｎｇ，ＨＵＡＮ Ｊｉａｏ
　　（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｕｎｇａｌ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｖｉｔｒｏ activity of garlic against Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ， Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｃｅｒｅａｌｉｓ，Ｓｃｌｅｒｏｔｉｎｉａ ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ was tested. The results showed tha for the garlic prepared from water leach， the inhibitory effect on Ｐ. ｏｒｙｚａｅ， Ｒ. ｃｅｒｅａｌｉｓ，Ｓ. ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ was ７０．６％，８３．６％ and ９４．３％， respectively； while that for the garlic prepared from achohol extraction was 79.7%，89.7% and 93.0% respectively. The antifungal activity of garlic at MIC，5mg/mL，on the three fungi was 29.0%，61.0% and 93.7% respectively，which meant that garlic extraction has strong inhibitory effect against the three fungi. The inhibitory effect of garlic against plant pathogenic fungi differed according to different fungi， extrating method and concentration； and this offered a base for developing agro-antibiotic for bio-controling of crop diseases.
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇａｒｌｉｃ；ａｇｒｏ－ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ； Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ； Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｃｅｒｅａｌｉｓ； Ｓｃｌｅｒｏｔｉｎｉａ ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ
　　
　　大蒜素是公认的植物源抗生素，不仅具有较宽的抑菌（杀菌）谱，同时还有着广泛的医药价值［１］。近２０年来，国内外报道了大蒜提取液中的活性成分具有较强的抗真菌特性，拓宽了大蒜素的应用领域，只是其中大部分报道局限于人与动物的病原真菌或生活食品的霉腐真菌［２－４］。植物保护工作者对大蒜的农用进行了研究，涉及大蒜素作用于植物病原真菌的报告有豌豆白粉病（Ｅｒｙｓｉｐｈｅ ｐｉｓｉ）、豌豆茎枯病（Ｐｈｙｔｏｐｈｔｈｏｒａ ｄｒｅｃｈｓｌｅｒｉ）、番茄灰霉病（Ｂｏｔｒｙｔｉｓ ｃｉｎｅｒｅａ）、番茄叶霉病菌（Ｆｕｌｖｉａ ｆｕｌｖａ）、番茄早疫病菌（Ａｌｔｅｒｎａｒｉａ ｓｏｌａｎｉ）、丝核菌（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｓｏｌａｎｉ）、交格链孢菌（Ａｌｔｅｒｎａｒｉａ ａｌｔｅｒｎａｔａ）、指状青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｄｉｇｉｔａｔｕｍ）和意大利青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｉｔａｌｉｃｕｍ）等［５－９］。虽然化学农药仍然是目前防治农作物病害的常用手段，但是开发研制环境友好、安全无毒的新型农药一直是人们梦寐以求的综合防治措施之一。
　　总体而言，迄今大蒜素抑制植物病原真菌的研究文献相对较少，尚未发现大蒜素作用于粮食作物、油料作物病原真菌的研究报道。稻瘟病菌（Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ）、小麦纹枯病菌（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｃｅｒｅａｌｉｓ）、油菜菌核病菌（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｎｉａ ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ）是粮食作物、油料作物最主要的真菌病害，其防治策略直接关系到农作物的产量与质量，还与当前人们关心的食品安全关联，寻找、开发、使用有效并安全无毒的生物农药至关重要。而大蒜是历史悠久的食药两用植物，大蒜素对粮食作物、油料作物主要真菌病害的防治潜力无疑是引人瞩目的研究内容。
　　１材料与方法
　　１．１植物病原真菌的来源、培养与活化
　　稻瘟病菌、小麦纹枯病菌、油菜菌核病菌由华中农业大学植物科学技术学院姜道宏教授惠赠。
　　马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA培养基）配方为：马铃薯２００ ｇ，葡萄糖２０ ｇ，琼脂１５～２０ ｇ，水
　　１ ０００ ｍＬ，ｐＨ自然。
　　先将病原真菌移植到PDA培养基上于２７ ℃恒温活化５ ｄ，再转管培养８ ｄ备用。
　　１．２水浸提法制备大蒜素
　　大蒜头去皮、洗净、捣碎，酶解３０ ｍｉｎ，加蒸馏水于３５℃恒温水浴中浸提４０ ｍｉｎ，纱布过滤，３ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心１０ ｍｉｎ，上清液经滤纸过滤后再用０．２ μｍ微孔滤膜过滤，可得到质量浓度为２ ｇ／ｍＬ的无菌大蒜素原液。
　　１．３乙醇萃取法制备大蒜素
　　大蒜头去皮、洗净、捣碎，酶解３０ ｍｉｎ，按料液比１∶４的比例加入９５％乙醇，在３５ ℃恒温水浴中萃取９０ ｍｉｎ，纱布过滤，３ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心１０ ｍｉｎ。上清液用旋转蒸发仪减压浓缩３０ ｍｉｎ，条件为温度４２ ℃，压力０．０１５ ＭＰａ，转速７５ ｒ／ｍｉｎ。旋转蒸发除去乙醇的馏出液先经滤纸过滤，再用０．２ μｍ微孔滤膜过滤，可得到２ ｇ／ｍＬ无菌大蒜素原液。
　　１．４生长速率法抑菌测定
　　由于植物病原真菌生长较细菌慢，测定大蒜提取液对植物病原真菌的抑菌效果一般采用生长速率法［６］。PDA培养基灭菌冷却至４５ ℃左右，向其中加入适量２ ｇ／ｍＬ无菌大蒜素原液，制成浓度为５、１０、２０ ｍｇ／ｍＬ的带药培养基平板。用打孔器在活化的病原菌菌落边缘取直径５ ｍｍ的菌饼，置于冷却后的带药培养基平板中央，２７ ℃恒温培养２～６ ｄ。测量菌落直径，按下述公式计算大蒜提取物的抑菌效果：
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　　２结果与分析
　　２．１大蒜提取液对稻瘟病菌的抑制作用
　　由表１可以看出，大蒜提取液对稻瘟病菌有抑制作用，浓度越大，抑菌效果越强，水浸提法制备的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果最高可达到７０．６％，而乙醇萃取法制备的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果最高可达到７９．７％，说明乙醇萃取法较水浸提法制备的大蒜素的抑菌成分多。随着培养时间的延长，抑菌效果逐渐减弱，可能与含大蒜素培养基中的抑菌成分逐渐挥发有关。在大蒜提取液供试浓度梯度设置有限的情况下，本试验中大蒜素对稻瘟病菌的最低抑菌浓度是５ ｍｇ／ｍＬ，抑菌效果达到２９．０％。
　　２．２大蒜提取液对小麦纹枯病菌的抑制作用
　　从表２中可以看出，大蒜提取液对小麦纹枯病菌有抑制作用，浓度越大，抑菌效果越强，水浸提法制备的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的最高抑菌效果可达到８３．６％，最低抑菌浓度（５ ｍｇ／ｍＬ）的抑菌效果可达到６１．０％；而乙醇萃取法制备的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果达到８９．７％，显示大蒜提取液对小麦纹枯病菌的抑制作用较对稻瘟病菌的抑制作用强。
　　２．３大蒜提取液对油菜菌核病菌的抑制作用
　　从表３中可以看出，大蒜提取液对油菜菌核病菌有抑制作用，浓度越大，抑菌效果越强，水浸提法制备的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果最高可达到９４．３％；而乙醇萃取法制备的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果可达到９３．0％，该法提取大蒜素的最低抑菌浓度（５ ｍｇ／ｍＬ）的抑菌效果可达到９３．７％，显示大蒜提取液对油菜菌核病菌的抑制作用较稻瘟病菌和小麦纹枯病菌都强，且供试的最低抑菌浓度５ ｍｇ／ｍＬ的抑菌效果与最高抑菌浓度２０ ｍｇ／ｍＬ的抑菌效果都可逼近１００％，说明大蒜提取液对油菜菌核病菌的抑制作用非常显著，预期的最低抑菌浓度应该低于５ｍｇ／ｍＬ。
　　３讨论
　　大蒜提取液中的抑菌成分不只一种［１，６］。由于在新鲜大蒜鳞茎中没有游离大蒜素，大蒜素的前体为蒜氨酸和蒜酶，这两种物质于自然状况下在鳞茎中独立稳定存在。当大蒜经过加工或受到物理机械破碎后，蒜氨酸和蒜酶才相互接触，蒜酶被激活，蒜氨酸酶解生成具有挥发性的大蒜素［１０］。因此在对大蒜进行浸提或萃取之前必须经过充分捣碎、酶解，以使其生成具有抑菌活性的大蒜素。本试验采用水浸提法和乙醇萃取法制备的大蒜素，对稻瘟病菌、小麦纹枯病菌、油菜菌核病菌的抑制效果明显，以乙醇萃取法制备的大蒜素的抑制效果稍强，可能与大蒜素不同的抑菌成分的溶解性有关。提高浸提温度，抑菌成分不仅挥发，而且遭到破坏，经济有效的大蒜素制备方法尚待进一步的优化研究。
　　试验结果证明大蒜提取液对稻瘟病菌、小麦纹枯病菌、油菜菌核病菌都有较强的抑制作用。并且大蒜提取液对植物病原真菌抑制作用的强弱因真菌物种、大蒜素的提取方法、大蒜素的作用浓度而异。供试的３种粮油植物病原真菌对大蒜素的敏感程度不同，以油菜菌核病菌最敏感，小麦纹枯病菌、稻瘟病菌渐次。大蒜素对植物病原真菌体外抑制作用的机理还不甚清楚，这对于开发农用抗生素或生物农药进行生物防治，都将是十分有意义的理论研究与生产实践课题。
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　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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