大蒜素對三種農(nóng)作物病原真菌的抑制作用

摘要：采用水浸提法和乙醇萃取法制備大蒜素，對稻瘟病菌（Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ）、小麥紋枯病菌（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｃｅｒｅａｌｉｓ）、油菜菌核病菌（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｎｉａ ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ）進行體外抑制試驗，結(jié)果表明，水浸提法制備的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素對３種真菌的抑菌效果分別達到７０．６％、８３．６％、９４．３％，乙醇萃取法制備的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果分別達到７９．７％、８９．７％、９３．0％，供試最低抑菌濃度５ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果分別達到２９．０％、６１．０％、９３．７％，顯示大蒜提取液對稻瘟病菌、小麥紋枯病菌、油菜菌核病菌都有較強的抑制作用，對油菜菌核病菌的抑制作用最強。結(jié)果提示，大蒜提取液對植物病原真菌抑制作用的強弱因供試菌、提取方法、作用濃度而異，這為開發(fā)農(nóng)用抗生素對農(nóng)作物病害進行生物防治提供了實踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大蒜素；農(nóng)用抗生素；稻瘟病菌；小麥紋枯病菌；油菜菌核病菌

中圖分類號：Ｓ６３３．４；Ｓ４８２．２＋９２文獻標識碼：Ａ文章編號：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

大蒜素是公認的植物源抗生素，不僅具有較寬的抑菌（殺菌）譜，同時還有著廣泛的醫(yī)藥價值［１］。近２０年來，國內(nèi)外報道了大蒜提取液中的活性成分具有較強的抗真菌特性，拓寬了大蒜素的應(yīng)用領(lǐng)域，只是其中大部分報道局限于人與動物的病原真菌或生活食品的霉腐真菌［２－４］。植物保護工作者對大蒜的農(nóng)用進行了研究，涉及大蒜素作用于植物病原真菌的報告有豌豆白粉病（Ｅｒｙｓｉｐｈｅ ｐｉｓｉ）、豌豆莖枯病（Ｐｈｙｔｏｐｈｔｈｏｒａ ｄｒｅｃｈｓｌｅｒｉ）、番茄灰霉病（Ｂｏｔｒｙｔｉｓ ｃｉｎｅｒｅａ）、番茄葉霉病菌（Ｆｕｌｖｉａ ｆｕｌｖａ）、番茄早疫病菌（Ａｌｔｅｒｎａｒｉａ ｓｏｌａｎｉ）、絲核菌（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｓｏｌａｎｉ）、交格鏈孢菌（Ａｌｔｅｒｎａｒｉａ ａｌｔｅｒｎａｔａ）、指狀青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｄｉｇｉｔａｔｕｍ）和意大利青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｉｔａｌｉｃｕｍ）等［５－９］。雖然化學(xué)農(nóng)藥仍然是目前防治農(nóng)作物病害的常用手段，但是開發(fā)研制環(huán)境友好、安全無毒的新型農(nóng)藥一直是人們夢寐以求的綜合防治措施之一。

總體而言，迄今大蒜素抑制植物病原真菌的研究文獻相對較少，尚未發(fā)現(xiàn)大蒜素作用于糧食作物、油料作物病原真菌的研究報道。稻瘟病菌（Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ）、小麥紋枯病菌（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｃｅｒｅａｌｉｓ）、油菜菌核病菌（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｎｉａ ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ）是糧食作物、油料作物最主要的真菌病害，其防治策略直接關(guān)系到農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量，還與當前人們關(guān)心的食品安全關(guān)聯(lián)，尋找、開發(fā)、使用有效并安全無毒的生物農(nóng)藥至關(guān)重要。而大蒜是歷史悠久的食藥兩用植物，大蒜素對糧食作物、油料作物主要真菌病害的防治潛力無疑是引人矚目的研究內(nèi)容。

１材料與方法

１．１植物病原真菌的來源、培養(yǎng)與活化

稻瘟病菌、小麥紋枯病菌、油菜菌核病菌由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院姜道宏教授惠贈。

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA培養(yǎng)基）配方為：馬鈴薯２００ ｇ，葡萄糖２０ ｇ，瓊脂１５～２０ ｇ，水

１ ０００ ｍＬ，ｐＨ自然。

先將病原真菌移植到PDA培養(yǎng)基上于２７ ℃恒溫活化５ ｄ，再轉(zhuǎn)管培養(yǎng)８ ｄ備用。

１．２水浸提法制備大蒜素

大蒜頭去皮、洗凈、搗碎，酶解３０ ｍｉｎ，加蒸餾水于３５℃恒溫水浴中浸提４０ ｍｉｎ，紗布過濾，３ ０００ ｒ／ｍｉｎ離心１０ ｍｉｎ，上清液經(jīng)濾紙過濾后再用０．２ μｍ微孔濾膜過濾，可得到質(zhì)量濃度為２ ｇ／ｍＬ的無菌大蒜素原液。

１．３乙醇萃取法制備大蒜素

大蒜頭去皮、洗凈、搗碎，酶解３０ ｍｉｎ，按料液比１∶４的比例加入９５％乙醇，在３５ ℃恒溫水浴中萃取９０ ｍｉｎ，紗布過濾，３ ０００ ｒ／ｍｉｎ離心１０ ｍｉｎ。上清液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮３０ ｍｉｎ，條件為溫度４２ ℃，壓力０．０１５ ＭＰａ，轉(zhuǎn)速７５ ｒ／ｍｉｎ。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇的餾出液先經(jīng)濾紙過濾，再用０．２ μｍ微孔濾膜過濾，可得到２ ｇ／ｍＬ無菌大蒜素原液。

１．４生長速率法抑菌測定

由于植物病原真菌生長較細菌慢，測定大蒜提取液對植物病原真菌的抑菌效果一般采用生長速率法［６］。PDA培養(yǎng)基滅菌冷卻至４５ ℃左右，向其中加入適量２ ｇ／ｍＬ無菌大蒜素原液，制成濃度為５、１０、２０ ｍｇ／ｍＬ的帶藥培養(yǎng)基平板。用打孔器在活化的病原菌菌落邊緣取直徑５ ｍｍ的菌餅，置于冷卻后的帶藥培養(yǎng)基平板中央，２７ ℃恒溫培養(yǎng)２～６ ｄ。測量菌落直徑，按下述公式計算大蒜提取物的抑菌效果：

抑菌效果＝（對照菌落直徑－處理菌落直徑）／（對照菌落直徑－菌餅直徑）×１００％

２結(jié)果與分析

２．１大蒜提取液對稻瘟病菌的抑制作用

由表１可以看出，大蒜提取液對稻瘟病菌有抑制作用，濃度越大，抑菌效果越強，水浸提法制備的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果最高可達到７０．６％，而乙醇萃取法制備的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果最高可達到７９．７％，說明乙醇萃取法較水浸提法制備的大蒜素的抑菌成分多。隨著培養(yǎng)時間的延長，抑菌效果逐漸減弱，可能與含大蒜素培養(yǎng)基中的抑菌成分逐漸揮發(fā)有關(guān)。在大蒜提取液供試濃度梯度設(shè)置有限的情況下，本試驗中大蒜素對稻瘟病菌的最低抑菌濃度是５ ｍｇ／ｍＬ，抑菌效果達到２９．０％。

２．２大蒜提取液對小麥紋枯病菌的抑制作用

從表２中可以看出，大蒜提取液對小麥紋枯病菌有抑制作用，濃度越大，抑菌效果越強，水浸提法制備的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的最高抑菌效果可達到８３．６％，最低抑菌濃度（５ ｍｇ／ｍＬ）的抑菌效果可達到６１．０％；而乙醇萃取法制備的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果達到８９．７％，顯示大蒜提取液對小麥紋枯病菌的抑制作用較對稻瘟病菌的抑制作用強。

２．３大蒜提取液對油菜菌核病菌的抑制作用

從表３中可以看出，大蒜提取液對油菜菌核病菌有抑制作用，濃度越大，抑菌效果越強，水浸提法制備的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果最高可達到９４．３％；而乙醇萃取法制備的２０ ｍｇ／ｍＬ大蒜素的抑菌效果可達到９３．0％，該法提取大蒜素的最低抑菌濃度（５ ｍｇ／ｍＬ）的抑菌效果可達到９３．７％，顯示大蒜提取液對油菜菌核病菌的抑制作用較稻瘟病菌和小麥紋枯病菌都強，且供試的最低抑菌濃度５ ｍｇ／ｍＬ的抑菌效果與最高抑菌濃度２０ ｍｇ／ｍＬ的抑菌效果都可逼近１００％，說明大蒜提取液對油菜菌核病菌的抑制作用非常顯著，預(yù)期的最低抑菌濃度應(yīng)該低于５ｍｇ／ｍＬ。

３討論

大蒜提取液中的抑菌成分不只一種［１，６］。由于在新鮮大蒜鱗莖中沒有游離大蒜素，大蒜素的前體為蒜氨酸和蒜酶，這兩種物質(zhì)于自然狀況下在鱗莖中獨立穩(wěn)定存在。當大蒜經(jīng)過加工或受到物理機械破碎后，蒜氨酸和蒜酶才相互接觸，蒜酶被激活，蒜氨酸酶解生成具有揮發(fā)性的大蒜素［１０］。因此在對大蒜進行浸提或萃取之前必須經(jīng)過充分搗碎、酶解，以使其生成具有抑菌活性的大蒜素。本試驗采用水浸提法和乙醇萃取法制備的大蒜素，對稻瘟病菌、小麥紋枯病菌、油菜菌核病菌的抑制效果明顯，以乙醇萃取法制備的大蒜素的抑制效果稍強，可能與大蒜素不同的抑菌成分的溶解性有關(guān)。提高浸提溫度，抑菌成分不僅揮發(fā)，而且遭到破壞，經(jīng)濟有效的大蒜素制備方法尚待進一步的優(yōu)化研究。

試驗結(jié)果證明大蒜提取液對稻瘟病菌、小麥紋枯病菌、油菜菌核病菌都有較強的抑制作用。并且大蒜提取液對植物病原真菌抑制作用的強弱因真菌物種、大蒜素的提取方法、大蒜素的作用濃度而異。供試的３種糧油植物病原真菌對大蒜素的敏感程度不同，以油菜菌核病菌最敏感，小麥紋枯病菌、稻瘟病菌漸次。大蒜素對植物病原真菌體外抑制作用的機理還不甚清楚，這對于開發(fā)農(nóng)用抗生素或生物農(nóng)藥進行生物防治，都將是十分有意義的理論研究與生產(chǎn)實踐課題。

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