（植物病理学专业论文）艾蒿农用杀菌抑菌作用研究.pdf

摘要 艾蒿( a r t e m i s ia r g y il e v i e tv a n t ) 是菊科多年生草本植物，是一种重要的中草药。本文 以艾蒿为材料，对其研究较少的农用杀菌抑菌生物活性方面进行了初步研究。主要试验结果 如下： 1 艾蒿中活性物质的证实 通过对艾蒿根、茎叶提取物的活性试验，证明艾蒿的根及地上部茎时均有较好的抑菌作 用，这说明艾蒿全株都有抑菌作用，其中根的乙酸乙酯提取物对葡萄黑痘病菌、苹果斑点落 叶、苹果轮纹病菌的抑菌率分别为1 0 0 、1 0 0 、7 9 3 ：艾叶的乙醚提取物对苹果腐烂病 菌、葡萄白腐病菌、葡萄黑痘病菌的抑菌率分别为1 0 0 、1 0 0 、9 4 9 。其中，艾叶的抑 菌活性稍强。 2 最佳提取溶剂的确定 各种供试溶剂的提取物的抑菌作用有所差别，但一般表现为；乙酸乙酯、丙酮、乙醇提 取物的抑菌活性较强。其中，乙酸乙酯的抑茁活性最强，而石油醚提取物的抑菌作用最弱。 这说明，活性组分为低极性物质。 3 不同季节( 春、秋) 艾蒿粗提物的抑菌活性差别 比较春秋两季艾蒿地上部茎叶的抑菌活性可以看出，春季艾蒿的抑菌活性较强。其中， 春季艾蒿的乙酸乙酯提取物对1 6 种供试菌种中的8 种抑菌率为1 0 0 ，对1 0 种抑蕴率高于 8 0 ；而秋季有4 种抑菌率为1 0 0 ，6 种抑菌率高于8 0 。 4p h 梯度法和硅胶柱层析法 p h 梯度法提取证明，杀菌抑菌活性成分不易与低浓度的酸反应，易与碱反应，这说明， 艾蒿中的抑菌活性物质为偏酸性物质或中性物质。而5 0 磷酸提取法的抑菌结果说明：该活 性物质易与强酸反应。 乙醚提取物浸膏硅胶柱层析的8 号组分抑菌活性较高，对苹果腐烂病、棉花枯萎病、柑 桔炭疽病的抑菌率分别为8 7 7 、4 0o 、6 2 5 。这进一步说明，活性成分为低极性的物 质。 关键词：艾蒿：抑菌率：活性物质：提取液 a b s t i 己a c t a r t e m i s ia r g y il e v i e tv a n tw h i c hi sp e r e n n i a lh e r b ，i so n eo fi m p o r t a n tc h i n e s eh e r b a l m e d i c i n e i nt h ep a p e rt h ep r e l i m i n a r y 赠洒犍i 捌蛐a n da g i f u n g i s t a s i so fd r t e m i s ia r g y i w e r es t u d i e d ，t h er e s u l t sw e r er e p o r t e da sf o l l o w s ： 1t h ec o n f i r m a t i o no fa c t i v es u b s t a n c e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ew h o l eb o d yo fa r t e m i s ia r g y il e v l e th a df u n g i s t a s i s ，t h e i n h i b i t o r yr a t e sf o re t h y la c e t a t ee x t r a c t so fr o o tt oe l s i n ea m p e l i n a a l t e r n a r i aa r e r n a t aa n d 咖a l o s p o r ap i r i c o l ar e s p e c t i v e l yw e r e1 0 0 、1 0 0 a n d7 9 3 ；t h ei n h i b i t o r yr a t e sd i e t h y lf o r e t h e re x t r a c t so ff o l i u ma r t e m i s i aa r g y i t ov a s a m a l l ，c o n i o t h y r i u md i p l o d i e l l aa n de l s i n e a m p e l i n ar e s p e c t i v e l yw e l e1 0 0 、1 0 0 a n d9 4 9 t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ef o l i u m a r t e m i s i a ea r g y ih a db e s ti n h i b i t o r ye f f e c t 2t h ec o n f i r m a t i o no f t h eb e s to f e x t r a c t i o ns o l v e n t a l t h o u g ha l lt h et e s t e d s o l v e n t sh a dm o l eo rl e s si n h i b i t o r ye f f e c t ，f u n 画s 诅s i so ft h ee t h y l a c e t a t e ，a c e t o n ea n de t h a n o le x t r a c t sw a sb e t t e r ，f u n g i s t a s i so ft h ee t h y la c e t a t ee x t r a c t sw a sb e s t ， f u n g i s t a s i so fp e t r o l e u ma e t h e re x t r a c t sw a sw o r s t t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep o l a r i t yo fa c t i v e m a t e r i a lw a sr e l a t i v e l yl o w e r 3t h ed i f f e r e n tf u n g i s t a s i sb e t w e e nt h ee x t r a c t so f a r t e m i s ia r g y ib e t w e e ns p r i n g t i m ea n da u t u m n t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ef u n g i s t a s i so f a r t e m i s ia r g y io ns p r i n g t i m ew a sb e t t e rt h a nt h a to f a u t u m n 8k i n d se t h y la c e t a t ee x t r a c t so ns p r i n g r i m ew e r e1 0 0 a n d1 0k i n d sw e r ea b o v e8 0 ； h o w e v e r4k i n d sw e r e1 0 0 a n d6k i n d sw e r ea b o v e8 0 o na u t u m n 4 p hg r a d i e n ta n ds i l i c ag e lc o l u m nc h r o m a t o g r a p h y t h ep hg r a d i e n ts h o w e dt h a tt h ei n h i b i t o r ya c t i v es u b s t a n c e sc o u l dn o te a s i l yr e a c tw i t hl o w c o n c e n t r a t i o na c i d ，b u te a s i l yr e a c tw i t ha l k a l i t h i ss h o w e dt h a ta c t i v es u b s t a n c e sw e r el e a nt o w a r d s t h ea c i d m a t e r i a lo rn e u t r a lm a t e r i a l t h ew a yb y5 0 h 3 p 0 4s h o w e dt h a tt h ea c t i v es u b s t a n c e s c o u l de a s i l yr e a c tw i t hs t r o n ga c i d t h es i l i c ag e lc o l u m nc h r o m a t o g r a p h ys h o w e d8 t hc o m p o n e n t sh a db e t t e r 如n 毋s t i s ，t h e i n h i b i t o r y r a t e st ov a s am a l l ，f o s s 7 f t z z qo ，v y s p o r i a ma n dc o l l e t o t r f c h u m g l e o s p o r i o i d e s r e s p e c t i v e l yw e r e8 7 7 、4 0 o a n d6 2 5 t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep o l a r i t yo fa c t i v e s u b s t a n c e sw a sl o w k e y w o r d s ：a r t e m f s fa t g y f ：i n h i b i t o r yr a t e ：a c t i v es u b s t a n c e ；e x t y a c t s 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。如不实，本人负全部责任。 一竺竺兰塑一竺竺鲎一生2 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定。学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子文档。本人授权学校可以 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。( 保密的学位论 文在解密后适用本授权书) 。 学位论文作者签名 缀遛辞 签字月期：，芽，月，7 同 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签字：痉和么刁哼 磐嘲啊月夕只 电话 邮编 莱阳农学院硕= l 学位论文 1 l j h i j舌 据联合国粮农组织调查，全世界每年被害虫夺去的谷物为收成的2 0 , - - 4 0 ， 由此造成的经济损失达1 2 0 0 亿美元。为了对付病虫害，每年要生产农药2 0 0 多力- 吨。其中主要是化学农药，而全世界每年约有2 0 0 万人因使用化学农药而中毒， 其中大约有4 万人死亡。长期使用某些化学农药，还会使病虫害产生抗药性。自 使用化学农药以来，抗药性害虫已从l o 种增加到目前的4 1 7 种。近1 0 年来，我 国农药发展迅速，其产量居世界第2 位，仅次于美国。但在品种上还是化学农药 为主，而且高毒品种占的比例较大导致每年均有人畜中毒事故发生，环境污染严 重。2 0 0 3 年1 1 月2 8 日，中国国家质检总局发布紧急预警，称欧盟于1 2 月3 1 日 起正式禁止3 2 0 种农药在欧盟的销售，其中涉及中国的达6 0 多种农药。这说明， 2 l 世纪是环保世纪，以高效低毒农药逐步替代传统的高毒农药是农药发展的必然 趋势。植物源农药绝大多数对人畜安全，无毒害，不污染环境，只杀病虫，不伤 天敌，也不易产生抗药性，是值得大力开发并推广使用的无公害农药川。 众所周知，传统有机合成农药的长期使用带来的种种弊端如有害生物抗药性 的产生、残留毒性及环境污染等已成为危及人类健康、生态平衡和社会发展的一 个危险因素。全球范围内，丌发高效低毒的有害生物控制剂的呼声同益高涨，生 态和谐和农业可持续发展的要求促使人们努力于发展环境和谐农药吼天然产物常 表现出许多生物活性，几百年来广为人们所用。其中植物源杀菌活性成分的研 究和开发是解决当前化学农药中化学合成杀菌剂诸多负面效应的一个重要研究方 向。 植物之所以被公认为是化学合成杀菌剂替代品的最好的丌发资源，最重要的 一点就是植物是生物活性化合物的巨大天然宝库，其产生的次生代谢产物超过 4 0 0 ，0 0 0 种1 3 m a h a d e v e n 4 ( 1 9 8 2 ) 在其著作植物抗病生物化学中列出了5 9 1 种植物抽 提物对真菌或细菌具拮抗作用，1 7 3 种植物含抗病毒物质。g r a n g e 和a h m e d ( 1 9 8 8 、 曾报道约有2 4 0 0 种植物具有控制有害生物的活性，仅占全世界现有植物种类的 1 0 。另外，过去仅仅只是植物体内含量丰富且农药活性高的组分被利用，而现在 莱障1 农学院硕l 学位论文 这种情况正在发生着变化，生物技术已有潜力培育出新的植物变种和产生大量的 活性成分【5 1 。因此开发利用植物资源用于有害生物防治的前景十分广阔。从1 9 世 纪末至今，植物源杀菌活性研究走过了1 0 0 多年的历史，相关文献数量浩大，我 们也应做好植物源杀菌活性物质的研究与应用【6 】。 艾蒿( a r t e m i s ia r g y il e v l e tv a n t ，) 是菊科多年生草本植物，广泛分布于世界 各地，几千年来，一直受到人们的广泛应用。将艾蒿置于室内点燃，可以清洁空 气，消灭蚊蝇，杀死细菌、霉菌与病毒等。艾蒿在我国的应用至少有三千多年的 历史。艾蒿被称为中医之草，最早记载于中医别录。传统中医认为艾蒿性苦、 辛、温、入脾、肝、7 肾经。具有散寒止痛、镇咳平喘、燥湿止瘁等功效【7 】。义叶含 挥发油，油中有桉油素、b 石竹烯、芳樟醇、反式一葛缕醇( 反式一香苇醇) 、n 萜 品烯醇、萜品烯醇4 等，又含有多糖类物质【8 。至今，对艾蒿的利用主要集中在医 药食品保健等方面 9 a o l ，在农业方面特别是农用杀菌剂对艾蒿进行系统研究的还较 少。因此，本文在艾蒿农用杀菌、掷菌方面散了一些初步的研究。 菜阳农学院硕士学位论文 第一章文献综述 1 1 植物源杀菌剂的研究进展 1 1 1 具有杀菌抑菌活性的植物资源 地球上具有杀菌抑菌作用的植物资源十分丰富，有人估计杀菌抑菌植物种类 占植物种类总数( 不少于2 5 万种) 的4 【l 】。根据检索c a b ( 1 9 9 5 1 9 9 9 年) 文摘结 果，世界各地几十个国家、1 0 0 0 余种植物被检测出具有杀菌活性，各地具有独特 地域特点的杀菌活性植物相继被挖掘发现。w i l k i n g s 等( 1 9 8 9 ) 曾报道有1 3 8 9 种 植物有可能作为杀菌剂。g r a n g e 和a h m e d 曾报道约有2 4 0 0 种植物具有控制有害 生物的活性，而这些在化学性质上做过调查研究的植物仅占全世界现有植物种类 的1 0 “ 。b j ，托金所著的植物杀菌素一书中列举了7 1 科、3 2 4 种植物具有 杀菌活性。我国的植物资源相当丰富，我国近3 万种高等植物中已查明约有近千 种植物含有杀虫、杀菌活性物质。在中国土农药志中所记载的2 2 0 种主要植 物中大约有1 1 2 植物的水提取物或醇提取物对农作物病害表现出抑制能力1 1 ”。下面 表1 1 【1 3 】列举了一些常见的杀菌抑菌植物。 由表1 1 可以看出，大部分资源集中在菊科、唇形科、木兰科、马兜铃科、 蓼科、木犀科、百合科、葫芦科、莎草科、豆科、十字花科等植物中，除此之外 还有樟科的肉桂、香叶树、暴马丁香 1 4 , t 5 、t h y m b r a s p i c a t a 、s a t u r e j at h y m b r a 、白 桂等 1 6 , 1 7 】。其中较早用于植物病害防治的有大蒜汁、洋葱汁、棉籽饼、辣蓼、五 风草等1 8 】，虽然众多的植物提取物对病菌都有抑制作用，但是同一种活性物质对 不同病原菌的抑制程度不同，同一病原菌对不同的提取物敏感性亦有差异。余世 望等测定6 0 种食药两用中药的抗菌作用，其中丁香口c a r y o p 妙卿、花椒口z a n z h o x y l i ) 、 高良姜( r a l p i n i a eo f f i c i n a r u m ) 、甘草( r g l y c y r r h i z a e ) 、乌梅( f m u n e ) 在o 2 浓度时 显示明显的抗菌作用，丁香、花椒、高良姜对黄曲霉、黑曲霉等表现出强的抗真 菌作用，乌梅对荧光假荦孢菌属细菌均有强烈抑制作用，其他大部分提取物抗菌 莱阳农学院硕士学位论文 效果很弱【1 9 】。马蹄皮酸醇提取物例、苦参提取物【2 1 1 苦瓜汁液【2 2 】、柚皮提取物【2 3 i 对各种细菌、真菌具有良好的抑菌作用。张国珍等从麻黄和细辛提取的麻黄油和 细辛油对立枯丝核菌的毒性很强，i c 5 0 分别为5 3 ，7 m g l 和8 7 8 m g l 1 2 ”。周立刚 等从中草药中分离b a i c a l e i n ，f u n k i o s i d ec 和d a u c o s t e r o s 对尖孢镰刀菌( f u s a r i u m o x y s p o r u m ) 和白色念珠菌( c a n d i d a a l b i c a n s ) 的生长均有抑制作用，其中b a i c a l e i n 和 f u n k i o s i d ec 对两种病菌的m i c 分别为o 1 1 2 、o 2 1 7 和o 2 6 4 、o 3 1 0 9 l ，d a u c o s t e r o s 对两种病菌的m i c 分别为o 1 0 8 和o 0 7 8 9 l 1 2 5 1 。赵纯森等从厚朴树的自然落叶中 提取总酚化合物对供试l o 种真菌都有很强的抑制作用，水提取物在2 0 0 0 m g k g 盆 栽条件下能杀死土壤中棉立枯病菌；田间对小麦白粉病、蚕豆赤斑病高峰期喷提 取物次可明显控制病情发展郾1 。 表1 1 ：常见抑菌植物资源 t a b l e l i ：t h ec o m m o nr e s t r a i nf u n g u sp l a n tr e s o u r c e s 莱阳农学院坝i j 学位论文 1 1 2 抗菌、杀菌有效成分在植物中的分布 不同的抗菌、杀菌植物，其有效成分分布在植物根、茎、叶、花、果实、种 子等不同部位，如厚朴存在于叶中、苦瓜存在于果实中等。同种植物不同部位活 性成分的含量存在差异，黄良绮龄等对香港地区四种红树植物的根茎分别用9 5 的乙醇浸取，其浸取物对三种植物病菌抑制活性存在一定差异口”。研究有效成分 在植物中分靠，应针对具体的杀菌、抗菌植物情况分成不同的部位，采用生物测 定法来分析活性成分在植株中的部位，只有研究清楚有效成分在植物中分御，刊 能有的放矢的对其开发利用。 1 1 3 植物中的杀菌抑菌活性成分 目前，从植物中分离的抑菌物质类型主要有：萜类化合物、芳香族化合物、 脂肪族化合物、含氮化合物，而实际上具有抑菌活性的植物有效成分的结构类型 很多，如生物碱、萜类、黄酮、酚、醇、醣，另外还有单宁、有机酸和蛋白质等 也具有抑菌作用，它们几乎涉及各类植物成分【2 8 。35 1 。在不同的植物中，含有不同 或相同的抗菌化合物，地锦草合黄酮类化合物，f i 倍子含鞣酸，甘草含目。草甜紊、 甘草次酸，桉叶含桉时油等，其有效成分对不司微_ 二物均有可能有抑菌作用；在 莱m 农学院坝i ：学位论义 一种植物中可存在不同的抑菌成分发挥不同的抑菌作用，包括酚类、生物碱类、 皂甙类、内酯类化合物、含硫化合物，黄酮类、萜类、挥发油，其中每和，类型又 含有多种结构。拿生物碱来说，一方面，目前己从植物中分出2 0 0 0 多种，且当某 种植物含有生物碱时，常常含有几种甚至几十种生物碱：另一方面，含生物碱的 植物也很多，如黄连、黄柏、三棵针等均含有生物碱。 到目前为止，对植物粗取物化学成分进行分析的包括：杨征敏1 3 6 i 从苦皮艨假 种皮中分离到间苯二酚、麝香草酚、la ，2 n 。4 a ，6o ，8 n ，9b ，1 3 一羟基二 氢呋喃沉香对玉米小斑病有较好的抑制作用；黄粱绮玲【2 7 1 等发现l l 鸡椒挥发油中 的柠檬醛是抑制尖孢镰刀菌、蠕孢菌、格孢腔菌生长的有效成分，且有明显的保 鲜作用，并且他从香港地区红树植物l u m i n i t z e r a 朋c 册白( 榄李) 提取分离到的 单宁是抑菌主要活性成分，其他黄酮类似物、脂肪等也有一些抑菌能力：赵纯森1 2 6 】 通过t l c 证明厚朴酚是粗提物中抗菌的主要成分。k o u s h iks e e t h a r a m a n i ”1 等从禾 本科植物高粱属中分离到抗真菌蛋白质( a f p ) 能抑制f u s a r i u mm o n i l i f o r m e 等 真菌孢子萌发：n h u y e nv a nc n u y e n ( 1 9 8 2 ) 从k u m a z a 分离到醋酸、丙烯酸、苯甲 酸、苯乙酸、水杨酸、3 一羟基苯甲酸、0 一茴香酸、邻甲氧基苯酚、苯酚、4 一乙基 苯酚等抗菌活性成分【3 8 】：国外学者报道苦参内某些黄酮类化合物对瓜果腐霉 ( 户n p h n n i d e r m a t u m ) 等几种腐霉和茄立枯丝核菌( 尼s o l a n i ) 等草坪致病菌有 一定的抑制作用 3 9 1 。t a h a r a 4 0 l 发现蒲公英中的一种倍半萜具有抗菌活性。 r a t u a y a k e m l 从e u p a t o r i u mr i p a r i c u m 中分离出具有抗菌活性的色烯。v e r o n i k a a b r a m 与m a r jj a nd o n k a 从花生中分离到多酚对6 0 0 t r i c h u ms p ，e q h c h e r i c h i n c o l i 、s a c c h a r o m v c e s 等病菌具有抑制作用。m a r u z z ll a h eb a l t e l 对l1 9 种植物 精油的抑菌作用进行了系统研究发现多种植物精油能抑制真菌生长1 4 2 l 。从毛蒿中 分离出的毛蒿素，从南欧丹参中分离出的硬尾醇，存在于苜蓿根部的苜蓿酸以及 海红豆中的紫檀素等均表现出很强的抗真菌活性f 4 3 1 。从茵陈蒿中分离得到的茵陈 素对多种植物病原真菌有杀菌作用，从蚕豆幼苗中分离出的一利，茵陈素的类似物 维尔酮也有较好的杀菌作用，从三叶草根中分离到的一种植物皂角甙对一种疫病 菌( p h y t o p h t h o r ac i n n a m o m i ) 有效，可用于防治鳄梨根腐病f 4 4 】。 植物诱导抗病性也能产生活性物质瞰1 从一种刺桐( 6 w f ，7 ，i n nc r i s t a 毋l ， 茉l ；几农学院顾i ：学位论文 ) 中提取的具有杀菌作用的紫檀素( p t e r o c a r p a n s ) 就是如此，从中分离出6 种 衍生物，有3 种是一直存在于植物体中，另外有3 种仅仅在受到病菌侵染时才形 成【4 4 】。 有些植物粗提物本身没有抗菌、杀菌活性，但经过酶解、水解等可得到较好 的抗菌、杀菌活性物质。l u i s a nmm a n i c i ( 1 9 9 7 ) 等从十字花科植物种子中分离到 1 i 种芥子油苷及其酶解产物，在对8 种真菌的抗菌活性研究中发现，芥子油苷本 身不具有抗菌活性，但其酶解产物对立枯丝核菌、s c l e r o t i n i as c l e r d t i o r u m 、 d i a p o r t h ep h a s e o i o r u m 和? v t h i u mi r r e g u l s r e 具有抗菌活性，m i c 为 0 卜0 2 m g l 1 4 6 1 。 同时，我们也应看到，所谓的有效成分和无效成分的划分是相对的，两者并 无绝对的界限，它是随着人们对化学成分的认识水平和应用而改变的。 1 1 4 植物源有效成分的提取、分离与结构鉴定 有关天然产物的提取方法很多，常用的溶剂提取法包括浸渍法、渗漉法、水蒸 汽蒸馏法、煎煮法、回流法、连续回流法等4 7 1 。近年来又出现了破碎提取法、超 声波提取法、微波提取法、超临界萃取法【4 8 - 5 4 】等新方法。同一种提取方法，不同的 提取溶剂提取的效果存在差异，一般采用系统溶剂进行活性物质的提取，包括溶 剂连续提取和溶剂平行提取，前者可以避免漏筛植物中的活性成分，后者能确定 最佳提取溶剂口”。林捷等分别用乙醇、乙酸乙酯、丙酮、石油醚、乙醚在室温下 浸提柚皮，结果表明用乙酸乙酯提取物抑菌力最强吲。王维华等用水、9 5 7 , 醇、 丙酮提取连翘中抗菌有效成分，以9 5 乙醇的提取物抑菌效果最强【5 6 i 。提取中可 加入提取辅助剂如酸、碱、表面活性剂、纤维素酶等提高提取效能，增大有效成 分的溶解度，增加有效成分在提取过程中稳定性及除去或减少某些杂质。 n h u y e n v a n c h u y e n 等从k u m a z a 提取活性物质时加入一定量的纤维素酶，结果可增 加提取物的抗菌活性d s i 。同时提取效能还与溶剂的比例、提取时间、提取温度等 有关刚。 目6 u ，植物粗提物成分分离通常采用柱层析、薄层层析( t l c ) 、高效液相色谱 ( h p l c ) 。但是薄层层析对天然产物的提取物分离效果较差，半h 提物不直采用，一 策m 农学院顾1 学位论史 般应在多次柱层析后。样品所含组分较少时，再用薄层层析。柱层析、薄层层析 常用吸附剂为硅胶，选用合适的溶剂( 一般二元或多元溶剂) 配成系列极性，进行梯度 淋洗和展开。另外还有反相硅胶层析、凝胶层析、液滴逆流层析、大孔树脂层析 等分离方法。分离后的成分可以通过u v 、g c m s 、h p l c m s 、i r 、n m r 技术探 讨活性成分结构及构效关系1 5 。 1 1 5 植物源杀菌剂的研究基础与研究现状 1 1 5 1 农用杀菌剂的发展历程 农用杀菌剂的发展阶段根据作用机制的不同，大体分为三代。从1 8 8 2 年开始 应用，至1 9 4 3 年出现了以二硫代氨基甲酸盐类为代表的多作用点有机合成杀菌剂， 这是第一代杀菌剂。进入6 0 年代后，出现了诸如苯并咪唑、氧硫杂芑类以及近年 来出现的三唑类、咪唑类等麦角 ；j 醇合成抑制剂，人们称之为第二代杀菌剂。近 年来，对于无毒性保护剂的研究十分活跃，这类药剂为第三代杀菌剂。其中第三 代杀菌剂，就是所谓的“非杀菌性杀菌剂”，它们自身没有直接的杀菌活性，而是 通过抑制病原物的致病反应，或者通过对病原物毒素的解毒作用，或者通过诱导 植物自身的抗病反应来防治植物病害；典型的第三代杀菌剂如诺华公司开发的 b t h 就是模拟植物抗病信号物质水杨酸开发而成的，e p a 登i 己的m e s s e n g e r 是利 用发酵方法生产的病原微生物的h a r p i n 蛋白，同样具有诱导植物抗性的作用。 1 1 5 2 植物源杀菌剂的研究现状 掘美国夏威夷大学学者m i c h e a lg r a i g e 等1 9 8 4 年调查收集的统计资料表明， 在1 8 0 0 多种具有农药活性的植物中，其各种活性类型所占比例如下：杀虫剂 5 4 6 ，拒食品剂2 0 8 6 ，驱避剂l5 15 ，杀真菌剂5 1 ，杀线虫剂5 8 6 ，杀 细菌剂o 6 ，生长抑制剂1 6 8 杀鼠剂l 一0 3 。以上数据统计表明，杀虫活性 居首位。我国沈阳化工研究院筛选1 5 6 种具农药活性植物进行试验，试验结果具 杀虫活性的占5 8 ，9 ( 朱正方，1 9 9 2 ) ，这一结果与m i c h e a l 等报道的杀虫荆所占比例 相近。 目前植物源杀虫剂的研究大大多于植物源杀菌剂、除草剂的研究，未来的工 作应加强后两者的研究。目前，在各科研院所和高校中，对植物提取物在杀菌方 莱m 农学院颇卜学位论立 面的研究已相当广泛。当前国内的研究热点主要集中在大蒜、乌药、甘松、麻黄、 细辛、胡敏藤、黄柏、连翘、板蓝根、烟草、茶籽、艾叶、鱼腥草。苍术、藿香、 山奈、香茅、苦参、鱼藤、小藜、玉簪、厚朴等植物上 6 0 - 6 2 。它们不同程度地也 有抗病毒、抗菌及植物生长调节活性。例如，莱阳农学院孟昭礼教授领导开发的“银 泰”、“银果”就是以从银杏中提取出的抑菌活性成分为先导化合物而丌发出的我国 第一个拥有自主知识产权的仿生杀菌剂陋6 6 1 。 植物源抗细菌活性化合物主要在人体医学中研究较多，尤其是大量的抗菌中 成药早已发展成为成熟的商品化药剂，这一点在农用杀( 抗) 细菌研究中可以借 鉴【6 7 6 9 1 。植物源农用抗细菌制剂的最近研究主要集中在以下几种植物上，从甘松 中提取松油对野油菜黄单孢菌 砌妇9 ，7 聊琊彻印脚宙) 有较高的抑制作用：乌药、黄 连提取液中的异喹类生物碱对金黄色葡萄球菌等有抑制作用【6 2 , 7 0 。 林存銮【7 l j 从9 0 种植物中筛选出小藜( c h e n o p o d i u ms e r o t i n u m ) 和玉簪 ( h o s m p l a n t a i n e a ) 两种植物的抽驳液对番茄花叶病毒有一定治疗作用。裘维蕃从 1 1 2 个材料中发现连翘、大黄和板兰根对黄瓜花叶病毒引起的辣椒花叶病具有比较 稳定的防效，大黄提取物不仅影响番茄植株内t o m v ( 番茄花叶病毒) 的含量，还影 响其症状表现。同本从菠菜叶中分离出一种化合物i 对烟草花叶病有很强的抑制 作用 7 2 1 。v e r m a 等人也发现p s e u d e r e n t h e m a mb i c o l o r d 的提取液对t m v 引起的多 种植物病毒病有治疗作用 7 3 1 。另外，研究发现紫苑、茜草、风毛菊、盘果菊、瓦 松、苦参、香薷表现抗病毒( t m v ) 、抑菌及植物生长调节活性。连翘、大黄、板 蓝根的提取液对t m v 具有稳定的疗效；紫衫皮提取液对植物病毒具有较明显的抑 制作用。据研究由商陆、甘草、连翘等几种植物提取物配制而成的复配剂m h l l - 4 对植物病毒有较好的防治效果。植物提取液虽对植物病毒有一定的防效，但因其 成分复杂，受环境影响后作用机制相互制约，在实际生产应用上往往稳定性差。 因此，要从植物中丌发出安全、有效的抗病毒剂，还需对植物提取液中抗病毒活 性物质以及其抗病毒作用机理等方面进行深入研究。 有的植物既抗真菌、又能抗细菌、杀线虫和其它害虫，可见植物源杀菌剂对 靶标具有广谱性。杀线虫植物源包括大蒜( a l l i u ms a t i v u m 三) 、穿心莲 n d r o g r a p h i sp a n i c u l a t an e s s ) 、苦楝皮( a z a d i r a c h t ai n d i c aa d r j u s s ) 、常春藤 菜m 农学院顺1 学位论史 ( h e d e r a h e l i xl ) 、烟草( n i c o t i a n a t a b a c u m 上，) 等。抗细菌植物源包括大蒜 口l l i u ms a t i v u ml ) 、穿心莲( a n d r o g r a p h i sp a n i c u l a t an e s s ) 、荆芥 ( f i n e l e a f s c h i z o n e p e t a ) 、洋葱似l l i u mc e p a l ，) 、仙鹤草似驴i m o n i a p i l o s al e d e b ) 、 半枝莲( s c u t e l - l a r u ab a r b a t ad1 等。 目前植物源杀菌剂研究的目的主要包括以下三种：直接将含有农药活性物 质的植物或提取其有效成分加工成商品；采用有机合成手段合成植物源农药活 性物质销售：以植物源农药活性成分为先导化合物，合成筛选类似物，研发新 农药，这个最成功的例子是除虫菊酯合成农药的问世。国外大多以第三个目的为 主，我国则以第一个目的为主。其他大都是直接加工利用为主，这是因为我们植 物资源极其丰富，植物源杀菌剂的丌发和化学合成农药相比，研究丌发的周期较 短，相对耗资也较少，因此走这条道路更符合我国国情，况且植物源杀菌剂具有 上述无公害等优点，自然更受到青睐。 我国植物源农药研发中应注意以下四个方面的问题：活性成分的化学结构 鉴定是植物源农药研究中的基础工作；研究工作的主流在于为新农药创制探索 先导化合物：直接用于加工商品农药的植物在国际上趋少的原因及在国内趋多 的背景和存在的问题。 1 ，1 ，6 植物源杀菌剂的优缺点 1 1 6 1 植物源杀菌剂的优点 ( 1 ) 生物活性多样性植物源杀菌剂不仅具有杀菌抑菌活性，还兼有杀虫和刺 激植物生长的作用，其作用方式也不是单一的。 ( 2 ) 对高等动物及有益微生物比较安全。 ( 3 ) 病原菌不易产生抗药性植物源杀菌剂往往含数种有效成分，且作用机制 与一般化学农药不同，病原菌不易产生抗药性。 ( 4 ) 对环境安全，低残留植物源杀菌剂中含有的有效化学成分是自然界本身 具有的结构，在自然生念系统中一定存在降解它的途径，不会随食物链而浓缩富 集。 莱阳农学院颂卜学位论文 ( 5 ) 价格便宜植物源杀菌剂较易获得，粗制方便因而价格较之常规农药更 便宜。 1 1 6 2 植物源杀菌剂的缺点 事物都是一分为二的，植物源杀菌剂虽然具有目前许多化学农药难以具备的 优点，但是植物源杀菌剂与化学农药相比也存在许多本身固有的弱点，主要包括 以下几点： ( 1 ) 有效活性成分较复杂 ( 2 ) 控制病原菌的范围较窄 ( 3 ) 防治效果一般较为缓慢 ( 4 ) 易受到环境因素的制约和干扰 ( 5 ) 产品有效期短、质量稳定性较差 ( 6 ) 原药植物种植有限、商品化生产受限 1 1 7 展望 植物中的化学成分有数十种甚至数百种化合物，但其中具有抗菌、杀菌活性成 分可能只有一种或几种，为了开发利用植物杀菌、抗菌活性资源，并从中获得有效 成分，鉴定结构，直至产业化应用，今后需要在以下几个方面进行更深入的研究： ( 1 ) 加强杀菌、抗菌植物资源的调查研究。通过历年大规模药用植物调查，我 国药用植物的种数为8 ，0 0 0 种左右，而作过抗菌、杀菌活性研究的植物仅仅涉及菊 科、唇形科等十多个科植物，尤其在一些偏远地区、山区中可能存在着较多与自 然界协同进化的抗菌、杀菌植物资源。另外，一些具有杀虫活性的植物资源也可 以进行抗菌、杀菌活性方面研究。植物中具有抗菌、杀菌活性物质主要是香精油 类即酯、醛、酮、酚和萜烯等。植物作为天然的化合物宝库，其中的氨基酸、生 物碱也可能具有抗菌、杀菌活性，值得作为研究对象。 ( 2 ) 建立快速、准确的活性物质筛选方法。杀菌、抗菌活性物质筛选方法t f 确 与否对发现新的化合物具有重要作用，在天然产物农药研究过程中，常规的筛选 莱阳农学院硕j ：学位论文 方法难以对微量的分离物进行抗菌活性跟踪；另外，在对化合物进行抗菌活性测定 时，目前应用较多的是离体活性筛选，这种方法有可能导致一些活性物质的漏筛。 而植株筛选法通常是决定该化合物是否具有实际应用价值的有效方法，在活性物 质筛选中值得重视。由于天然产物研究本身没有固定的方法论，所以需要根据每 个研究对象的特点，采用灵活的研究方法，如科学合理的提取分离体系和检测方 法，同时要加强与生物学科、化学学科之间的交叉与合作，这样才能推动植物源 杀菌剂研究的深入发展。 ( 3 ) 植物源杀菌剂的产业化技术研究与应用。现今登记的植物源农药几乎都是 杀虫剂，而杀菌剂产品却甚少，可见植物源杀菌剂的产业化还相当薄弱。为此， 第一，要加快实验室的提取分离技术工厂化的步伐，例如在实验室中采用超l 临界 萃取技术提取活性成分：第二，可以利用生物技术如组织培养技术、细胞培养技 术，对植物资源进行快速繁殖，满足工厂化对原材料的需求：第三，以实验室分 离到的活性物质为先导化合物，合成一系列的结构相似的化合物进行活性物质的 结构优化，获得高活性的化合物，最后工厂化生产。 1 2 艾蒿研究概况 从古至今，对艾蒿的研究和应用主要集中于艾叶( f o l i u m a r t e m i s i a ea r g y i ) ，即 艾蒿的干燥叶，因此，下面主要以艾叶作为介绍对象。 1 2 1 艾蒿( aa r g y il e v i e tv a n t ) 的生物学特性及其地理分布 艾蒿( d r t e m i s ia r g y fl e v l e tv a n t ) 为菊科多年生草本植物，高4 5 1 2 0 c m ， 全株密被灰白色的短软毛。茎直立，圆柱形，基部木质化，中部向上分枝。单叶 互生，下部叶花期枯萎，中部叶近长倒卵形，长6 1 0 c m ，宽4 8 c m ，羽状浅裂 或深裂。侧裂片约2 对，常楔形，有假托叶，上部叶渐小，3 裂或不裂，近无柄， 近顶端叶披针形，全缘，上面生柔毛，有腺点，下面密生狄白色绒毛。花紫红色， 头状花序，多数排列成总状；总苞卵形，总苞片4 5 层，边缘膜质，背面生绵毛； 外缘花雌性，花冠细弱，常不发育，中央花两性，各l o 余朵，缘花花冠管细管状， 顶端2 3 齿裂。子房细柱形，盘花花冠管近喇叭筒状，先端5 裂，裂片外卷，呈 菜| ；l 农学院预卜学位论文 紫红色，后退为黄绿色：雄蕊5 ，聚药，花柱顶端2 分叉。瘦果近柱形或长圆形 无毛。花期3 1 0 月，果期1 0 一1 1 月。 艾蒿在我国分布广泛，生于平原、丘陵、路旁、山坡及沟旁等处。我国除了 西北的沙荒地区，西南高寒山地以及华南高温地区外，各省，区均有分布，例如， 分布黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、安徽、江苏、浙江、广东、广西、江西、 湖南、湖北、四川、贵州、云南、陕西、甘肃等地。 1 2 2 艾蒿叶中所含的化学成分 ( 1 ) 挥发油艾叶含挥发油( o 4 5 1 o o ) ，从中鉴定出2 一甲基丁醇 ( 2 - m e t h y l b u t a n 0 1 ) 、2 一己烯醛( 2 - h e x e n a l ) 、三环萜( t r i c y c l e n e ) 、a 侧柏烯( q - t h u j e n e ) 等6 0 种成分1 7 “。从山东崂山产野生艾叶的挥发油中鉴定出3 4 种成分，其中含量较 高的有柠檬烯( t i m o n e n e ) 、o 侧柏酮( q t h u j o n e ) 、o 一水芹烯( 。一p h e l l a n d r e n e ) 和香 茅醇( c i t r o n e l l 0 1 ) 等【7 5 】。又从全株的挥发油中分得水合樟烯( c a m p h e n e h y d r a t e ) 、1 , 4 桉叶素( 1 ，4 - e i n e o l e ) 、蒿属酮( a r t e m i s i a k e t o n e ) 、辣薄荷酮( p i p e r i t o n e ) 和羽毛柏烯 1 ( w i d d r e n e ) 等3 2 个成分。 ( 2 ) 黄酮类成分5 , 7 一二羟基一6 ，3 ，47 一三甲氧基黄酮( e u r a t i t i n ) 、5 - 羟4 基- 6 ，7 3 4 - 四甲氧基黄酮( 5 一h y d r o x y - - 6 ，7 ，3 4 一t e t r a m e t h o x y n a v o n e ) 、槲皮素( q u e r c e t i n ) ；阳 柚皮素( n a r i n g e n i n ) 等【7 “。 ( 3 ) 桉叶烷类( e u d e s m a n e ) 成分柳杉二醇( c r y p t o m e r i d i 0 1 ) ，魁蒿内酯( y o m o g i n ) ，1 一 氧4b 乙酰氧基桉时2 ，1 1 ( 1 3 ) 一二烯一1 2 ，8b 内酯( 1 - o x o ，4b 莱l ；兀农学院硕j j 学位论文 a c e t o x y e u d e s m a 一2 ，1 1 ( 1 3 ) 一d i e n 一1 2 ，8po l i d e ) 、1 氧一4o 一乙酰氧基桉叶一2 ，1 1 ( 1 3 ) 一二烯 - 1 2 ，8b 一内酉( 1 一o x o 一4o a c e t o x y e u d e s m a 一2 ，1 l ( 1 3 ) d i e n 一1 2 ，8b o l i d e ) 。 ( 4 ) - - - 萜类成分d 一及1 3 - 香树脂醇( a m y r i n ) 、无羁萜( f r i e d e l i n ) 、q 及b 一香树脂 醇的乙酸酯( a m y r i n a c e ta _ t e ) 、羽扇烯酮( 1 u p e n o n e ) 、粘霉烯酮( e l u t i n o n e ) 、羊齿烯酮 ( f e m e o n e ) 、2 4 一亚甲基环木菠萝烷酮( 2 4 一m e t h y l e n e c y c l o a r