[麻进展]汉麻不同器官提取物对植物病原菌的抑制作用

作者：杨帆等来源：发布时间：2022-02-13 Tag: 点击：

摘要：采用溶剂浸提法，对汉麻植株的花、叶、茎和根4种不同器官分别进行平行提取，采用菌丝生长速率法，测定汉麻粗提物对大豆疫霉病菌（Phytophthora sojae）、小麦赤霉病菌（Fusarium graminearum）和玉米小斑病菌（Bipolaris maydis）3种植物病原菌的抑制活性。结果表明：汉麻的不同器官粗提物对3种植物病原菌均具有一定的抑菌活性，其中汉麻花的乙醇提取物对小麦赤霉病菌的抑制活性最佳，抑制率可达50%。

关键词：汉麻；植物病原菌；抑菌活性

0引言

汉麻(Hemp)属于大麻科一年生草本植物，其植株群体花期花穗及顶部叶片所含的四氢大麻酚(THC)<0.3%，亦称工业大麻^[1，2,3]。汉麻可用于纺织业、造纸、油用和建材业^[4,5,6,7]，药理研究表明，汉麻具有镇痛、抗肿瘤、抗菌、抗血栓、抗炎等作用^{[8,9,10,11,12]}。汉麻的化学成分复杂，含有多酚类、黄酮类、生物碱类、萜类等大量活性物质^{[13,14,15,16]}，具有一定的抗菌性^[17]。张正海等^[18,19,20]通过实验证明了汉麻叶提取物对金黄色葡萄球菌和单核细胞李斯特菌具有较好的抑制作用，同时优化了汉麻叶抑菌活性物质的提取工艺，并初步研究了汉麻叶的抑菌成分对金黄色葡萄球菌的抑菌机制；张旭等^[21]利用超临界CO₂萃取的方法对汉麻进行提取，同时确定了其萃取物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有一定的抑菌效果；郭孟璧等^[22]研究了工业大麻雌株花叶多糖对金黄色葡萄球菌的抑菌杀菌效果，最低抑菌浓度为3.125mg·mL^-1，最低杀菌浓度为6.25mg·mL^-1；姬妍茹等^[23]将多种植物提取物复配后进行抑菌效果试验，发现3种配方对小麦赤霉病菌、水稻纹枯病菌和腐霉枯萎病菌均具有一定的抑制作用。

目前，我国对汉麻抗菌活性成分的提取和应用尚处于起步阶段，虽然已知汉麻提取物对多种病原菌有抑制作用^[24,25]，但对汉麻不同器官提取物抑制植物病原菌作用的研究鲜有报道。本试验利用汉麻不同器官提取物对几种常见植物病原菌的抑菌活性进行研究，对比汉麻的花、叶、茎、根4部分提取物的抑菌效果，为研发出新型抗植物病原菌制剂、拓宽汉麻提取物在农业生产领域的高效利用提供科学依据。

1材料与方法

1.1材料与试剂

工业大麻材料由黑龙江省神力生物科技有限公司提供；供试植物病原菌：大豆疫霉病菌(Phytophthora sojae)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)购于武汉淼灵科技有限公司；PDA培养基(自制)；95%乙醇(AR西陇化工股份有限公司)。

1.2仪器

粉碎机(QE-200浙江屹立工贸有限公司)，旋转蒸发仪(HAD-E-201D北京恒奥德仪器仪表有限公司)，离心机(SS600张家港恒大离心机有限公司)，真空干燥箱(DZF-6021上海精其仪器有限公司)，电子分析天平(BS110s德国Sartorius公司)，无菌超净工作台(BioX2266美国Bio科技有限公司)，微生物培养箱(BF240德国宾德BINDER公司)。

1.3方法

1.3.1汉麻不同器官活性物的提取

分别取汉麻的花、叶、茎和根组织部位阴干、粉碎、过筛(40目)，每份样品各称取100g，分别加入500mL95%的乙醇溶液，冷浸(-5℃)提取24h，离心(3000r·min-1，5min)，真空抽滤，滤渣如此重复提取3次，合并滤液，减压蒸馏(40℃)，浓缩成浸膏后，经真空干燥(30℃)得到汉麻的花、叶、茎和根4种器官的粗提物，避光冷藏备用(4℃)。

1.3.2提取物对3种植物病原菌的活性测定

将上述4种不同汉麻器官的粗提物，分别用95%的乙醇溶液配制成不同质量浓度的供试液，浓度由低到高分别为2、4、6、8、10mg·mL-1。汉麻不同器官的提取物对植物病原菌的活性测定采用菌丝生长速率法，在无菌条件下，分别取不同浓度的4种供试液1mL，加入到14mL温度在45℃的PDA培养基中，摇匀，倒入直径为9cm的灭菌培养皿中，冷却后即制得相应浓度的培养基平板；将培养好的病原菌，在无菌条件下，分别接入直径4mm的供试菌饼，每个菌种设3皿重复。以相同的方法制备相应量的95%的乙醇溶剂培养基平板作为对照，恒温(28℃)培养5d，采用十字交叉法量取菌落圈直径，并取其平均值作为试验结果，计算抑制生长率^[23,24]。

2结果与讨论

汉麻花粗提物在不同浓度时，对3种病菌菌丝的生长抑制作用见表1。由表1可见，汉麻花的乙醇提取物对小麦赤霉病菌的抑制作用最强，生长抑制率最大为53.97%，其次为玉米小斑病菌，生长抑制率最大为45.56%，对大豆疫霉病的抑制作用最弱，生长抑制率最大为39.76%。同时随着提取物质量浓度的增加(2～8mg·mL-1)，对该3种植物病原菌的抑制作用呈增大趋势，而浓度为8、10mg·mL-1时，菌丝生长速率变化不大。由表2、表3和表4可见，汉麻的叶、茎、根部位的乙醇提取物对3种病原菌的抑制效果均为小麦赤霉病菌>玉米小斑病菌>大豆疫霉病，叶、茎、根部位的乙醇提取物浓度对3种植物病原菌菌丝生长的抑制作用影响与花的类似，随浓度的增加，抑菌作用逐渐增强。

表1 汉麻花提取物对植物病原菌菌丝生长的抑制作用

供试菌种	供试液浓度
供试菌种	2 mg·mL-1	4 mg·mL-1	6 mg·mL-1	8 mg·mL-1	10 mg·mL-1
大豆疫霉病菌	29.43±0.02a	30.98±0.67a	33.07±1.47a	38.87±1.23a	39.76±1.44a
小麦赤霉病菌	35.24±0.08a	37.85±1.29a	40.98±1.37a	53.06±0.06b	53.97±1.02b
玉米小斑病菌	32.11±1.17a	34.58±1.13a	35.71±0.36a	42.97±1.22b	45.56±1.81b

*相同的字母表示差异不显著，不同字母表示差异显著(p=0.05)

表2 汉麻叶提取物对植物病原菌菌丝生长的抑制作用

供试菌种	供试液浓度
供试菌种	2 mg·mL-1	4 mg·mL-1	6 mg·mL-1	8 mg·mL-1	10 mg·mL-1
大豆疫霉病菌	21.62±0.09a	22.43±1.55a	23.71±0.36a	25.71±0.88a	29.71±0.12a
小麦赤霉病菌	25.13±1.34a	26.85±0.09a	30.29±0.91a	41.60±1.02b	40.03±0.68b
玉米小斑病菌	24.43±0.06a	24.17±0.08a	25.63±1.25a	28.42±0.07a	30.01±0.02a

*相同的字母表示差异不显著，不同字母表示差异显著(p=0.05)

表3 汉麻茎提取物对植物病原菌菌丝生长的抑制作用

供试菌种	供试液浓度
供试菌种	2 mg·mL-1	4 mg·mL-1	6 mg·mL-1	8 mg·mL-1	10 mg·mL-1
大豆疫霉病菌	18.70±0.02a	19.04±0.24a	20.53±0.09a	22.67±1.28a	24.97±0.83a
小麦赤霉病菌	20.87±0.70a	23.76±1.09a	25.66±0.07a	29.98±1.02a	32.01±0.06a
玉米小斑病菌	20.12±0.17a	20.37±1.23a	22.90±0.01a	25.65±1.85a	25.99±1.35a

*相同的字母表示差异不显著，不同字母表示差异显著(p=0.05)

表4 汉麻根提取物对植物病原菌菌丝生长的抑制作用

供试菌种	供试液浓度
供试菌种	2 mg·mL-1	4 mg·mL-1	6 mg·mL-1	8 mg·mL-1	10 mg·mL-1
大豆疫霉病菌	10.32±1.15a	11.04±1.07a	14.44±1.23a	16.54±0.06a	16.03±0.44a
小麦赤霉病菌	17.32±1.25a	18.56±0.13a	19.54±1.54a	23.74±0.58a	23.82±0.83a
玉米小斑病菌	16.65±0.38a	17.54±0.98a	18.66±1.23a	19.12±0.27a	21.07±0.04a

*相同的字母表示差异不显著，不同字母表示差异显著(p=0.05)

对比表1～4，可见汉麻的4种不同器官的乙醇提取物对3种植物病原菌的抑制作用大小为花>叶>茎>根。表明汉麻花中的抑制植物病原菌的活性物质最多，汉麻茎和根中则相对较少。

3结论

汉麻的4种不同器官提取物对3种常见植物病原菌均具有一定的抑制作用，抑菌活性大小为：花>叶>茎>根。本试验仅对汉麻不同器官的粗提物进行了抑菌活性的测试，具体影响抑菌活性的其它因素及各组织中起抑菌效果的化学成分，以及化学成分与抑菌作用的内在关系还有待进一步研究。若可以从汉麻中提取抑菌活性成分配制生物制剂，并将其直接用于农业植物病害的防治，将会提高汉麻全株的综合利用价值，进一步拓宽汉麻提取物的应用领域。

参考文献

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