14種紅樹植物對動物病原菌的抑菌活性

鄧業成, 駱海玉, 張麗珍, 秦 卉, 廖永梅, 李瑞鈺

（廣西師范大學 生命科學學院, 珍稀瀕危動植物生態與環境保護省部共建教育部重點實驗室, 廣西 桂林 541004）

14種紅樹植物對動物病原菌的抑菌活性

鄧業成, 駱海玉, 張麗珍, 秦 卉, 廖永梅, 李瑞鈺

（廣西師范大學 生命科學學院, 珍稀瀕危動植物生態與環境保護省部共建教育部重點實驗室, 廣西 桂林 541004）

采用帶藥培養基涂布法測定了14種紅樹植物甲醇提取物及從中分離獲得的2種純化合物對大腸桿菌（Escherichia coli）、綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）、傷寒沙門氏菌（Salmonella typhi）、痢疾志賀氏菌（Shigella dysenteriae）、普通變形桿菌（Proteus vulgaris）、金黃色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus）、藤黃微球菌（Micrococcus luteus）、溶壁微球菌（Micrococcus lysodeikticus）和蠟樣芽胞桿菌（Bacillus cereus）9種動物病原菌的抑菌活性。結果表明, 苦郎樹（Clerodendrum inerme）、海漆（Excoecaria agallocha）、白骨壤（Avicennia marina）、苦檻藍（Myoporum bontioides）、銀葉樹（Heritiera littoralis）和欖李（Lumnitzera racemosa）有比較廣譜的抗菌活性。苦檻藍和海漆的抑菌活性較高, 最低抑制濃度（Minimum inhibitory concentration, MIC）值分別為1～4 g/L和2～6 g/L。從苦郎樹中分離獲得的純化合物KLS-46對傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、溶壁微球菌和蠟樣芽胞桿菌的MIC值分別為0.1、0.05、0.1和0.05 g/L, 對其余5種病原菌的MIC值均大于0.4 g/L。從病原菌對紅樹植物的敏感性看, 藤黃微球菌和蠟樣芽胞桿菌對紅樹植物比較敏感。

紅樹植物; 動物病原菌; 抑菌活性

紅樹林是一類特殊而重要的海洋植物資源, 是生長在熱帶、亞熱帶低能海岸潮間帶, 受潮水浸淹的木本植物群落[1]。全世界紅樹植物共有 20科 27屬70種（含1變種）, 中國分布有12科25屬27種（含1變種）[2]。紅樹植物由于生長在海岸潮間帶的特殊環境, 在代謝過程中形成許多陸生植物所不具備的特殊次生物質, 這些次生物質是發現新型結構抗菌物質的天然資源庫[3]。研究表明, 紅茄苳（Rhizophora mucronata）具有抗艾滋病、抗菌、殺蟲、抗牛痘病毒、抗腦心肌炎病毒等藥理活性[4-5]。木欖（Bruguiera gymnorrhiza）中的一些化學成分顯示了良好的抗炎和抑制腫瘤生長等作用[6]。玉蕊（Barringtonia acutangula）有抗腫瘤和抗微生物作用[7-8]。老鼠簕（Acanthus ilicifolius）有抗氧化、抗癌、抗病毒、抗炎和肝保護作用等, 其中的2-苯駢惡唑啉酮有止痛、解熱、抗驚厥、催眠、肌肉松弛、誘變、殺利什曼原蟲（Leishmaniaspp.）和抗真菌作用, 其核糖衍生物可抗癌和抗病毒[9-10]。從海漆（Excoecaria agallocha）分離到的化合物具有顯著的抗腫瘤活性[3,11]。可見紅樹植物在醫學領域有廣闊的應用前景。目前國內外對紅樹植物的抗菌效果研究很少。作者選擇分布于廣西的14種紅樹植物, 測定了其提取物及其兩個化合物對動物病原菌的抑菌活性, 旨在為紅樹植物的開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試動物病原菌

大腸桿菌（Escherichia coli）, 綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）, 傷寒沙門氏菌（Salmonella typhi）, 痢疾志賀氏菌（Shigella dysenteriae）, 普通變形桿菌（Proteus vulgaris）, 金黃色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus）, 藤黃微球菌（Micrococcus luteus）, 溶壁微球菌（Micrococcus lysodeikticus）, 蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus）。

上述 9種動物病原細菌由桂林醫學院微生物實驗室提供。

1.1.2 供試紅樹植物

水黃皮（Pongamia pinnata）, 鹵蕨（Acrostichum aureum）, 苦郎樹（Clerodendrum inerme）, 銀葉樹（Heritiera littoralis）, 桐花樹（Aegiceras corniculata）, 秋茄（Kadelia candel）, 海漆, 欖李（Lumnitzera racemosa）,白骨壤（Avicennia marina）, 木欖, 紅海欖（Rhizophora stylosa）, 苦檻藍（Myoporum bontioides）, 老鼠簕, 海芒果（Cerbera manghas）。

以上14種紅樹植物采自廣西防城港, 采集部位均為植物的枝葉。

1.2 方法

1.2.1 植物成分提取及分離

植物成分的提取: 采用溶劑冷浸法。將采集的植物材料放在室內晾干, 再在 60℃恒溫鼓風干燥箱中烘干至發脆, 用植物粉碎機粉碎。稱取一定量的干粉,放入玻璃容器中, 加 5倍量的甲醇, 在室溫下浸提48 h, 抽濾。共浸提2次, 將2次濾液合并, 用旋轉蒸發器在水浴中減壓濃縮, 蒸干溶劑, 得膏狀提取物。稱質量, 保存于4℃冰箱中備用。

（-）-epingaione的分離及鑒定: 參照 Deng[12]的方法。

KLS-46的分離: 先用液-液萃取法將苦郎樹葉甲醇提取物初步分離為石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物和水萃取物4部分, 通過測定各萃取物對甘蔗鳳梨病菌的抑菌活性, 確定苦郎樹的抑菌活性成分主要集中在石油醚萃取物中。對石油醚萃取物用硅膠柱色譜進行多次分離, 洗脫溶劑系統為石油醚/丙酮。同時測定各流分對甘蔗鳳梨病菌的抑菌活性, 最終分離得到活性流分 KLS-46。該化合物在甲醇中結晶時為無色針狀晶體, 其化學結構正在鑒定中。

1.2.2 抑菌活性和最低抑菌濃度測定

采用帶藥培養基涂布法測定。參照慕立義[13]的方法并加以改進。用丙酮和無菌水（1∶1）組成的混合溶劑溶解樣品, 配成所需濃度的藥液。在潔凈工作臺上取 1 mL藥液（對照用混合溶劑代替藥液）與 9 mL牛肉膏-蛋白胨熱培養基混勻, 倒入直徑為9 cm的玻璃培養皿中, 制成厚薄均勻的帶藥培養基。將保存的菌種接到牛肉膏-蛋白胨固體培養基上, 37℃培養24 h, 用接種環取菌落分散于無菌水中, 制備成濃度為106～107cfu/mL的菌懸液。取菌懸液0.1 mL加到培養基表面, 用涂布器涂布均勻, 置 37℃恒溫培養箱中培養。每處理重復3個皿。培養72 h后觀察記錄菌落的生長情況。測定最低抑菌濃度時, 制備系列濃度的帶藥培養基, 接菌培養, 不長菌的最低濃度即為最低抑菌濃度。

2 結果與分析

2.1 14種紅樹植物甲醇提取物對 9種動物病原菌的抑菌活性

采用帶藥培養基涂布法測定了14種紅樹植物甲醇提取物對大腸桿菌、綠膿桿菌、傷寒沙門氏菌、痢疾志賀氏菌、普通變形桿菌、金黃色葡萄球菌、藤黃微球菌、溶壁微球菌和蠟樣芽胞桿菌 9種動物病原菌的抑菌活性, 結果見表1。在質量濃度為10 g/L時, 苦郎樹、海漆和白骨壤對大腸桿菌除外的8種病原菌有抑菌活性, 苦檻藍、銀葉樹和欖李對大腸桿菌和綠膿桿菌除外的 7種病原菌有抑菌活性, 水黃皮和紅海欖對9種病原菌均無抑菌活性, 其余6種紅樹植物對1～4種病原菌有抑菌活性。表明苦郎樹、海漆、白骨壤、苦檻藍、銀葉樹和欖李 6種紅樹植物有比較廣譜的抗菌活性。從病原菌對紅樹植物的敏感性看, 藤黃微球菌和蠟樣芽胞桿菌對紅樹植物比較敏感, 有 11種紅樹植物對它們有抑菌活性, 大腸桿菌不敏感, 所有紅樹植物對它均無抑菌活性, 綠膿桿菌比較不敏感,有11種紅樹植物對它無抑菌活性。

2.2 12種紅樹植物提取物及2種化合物對動物病原菌的最低抑菌濃度

采用帶藥培養基涂布法進一步測定了在質量濃度為10 g/L時有抑菌活性的12種紅樹植物甲醇提取物對動物病原菌的最低抑菌濃度, 同時還測定了從苦檻藍和苦郎樹中分離獲得的 2個純化合物的最低抑菌濃度, 結果見表2。在抗菌譜比較廣的6種紅樹植物中, 苦檻藍和海漆的抑菌活性較高, MIC值分別為1～4 g/L和2～6 g/L。欖李的MIC值為1～8 g/L, 苦郎樹和銀葉樹的MIC值為2～10 g/L, 白骨壤的MIC值為4～10 g/L。在2種純化合物中, （-）-epingaione對所測定的9種動物病原菌的MIC值均大于0.4 g/L,即在濃度為0.4 g/L時均無抑菌活性; KLS-46對傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、溶壁微球菌和蠟樣芽胞桿菌的MIC值分別為0.1、0.05、0.1和0.05 g/L, 對其余5種動物病原菌的MIC值均大于0.4 g/L。

表1 14種紅樹植物提取物對動物病原菌的抑菌活性Tab. 1 Inhibitory activity of extracts from 14 mangrove plants against animal pathogens

表2 12種紅樹植物提取物及2種化合物對動物病原菌的最低抑菌濃度Tab. 2 The MIC values of extracts and two compounds from 12 mangrove plants against animal pathogens

3 討論

海洋生物藥物是目前研究開發的熱點領域之一,紅樹植物是海洋生物的一部分, 除了在海洋生態方面具有重要功能外, 在醫學領域也有多種藥理功效和用途, 具有很大的開發應用前景。本研究發現, 從廣西防城港紅樹林采集的14種紅樹植物大多數對動物病原菌有抗菌活性, 其中苦郎樹、海漆、白骨壤、苦檻藍、銀葉樹和欖李 6種紅樹植物的抗菌譜比較廣, 在提取物質量濃度為10 g/L時對9種供試病原菌中的 7種以上有抗菌活性, 苦檻藍和海漆的抗菌活性較高, MIC值分別為1～4 g/L和2～6 g/L。所以這些紅樹植物作為抗菌藥在醫藥領域有開發應用價值。作者在以前的研究工作中已發現多種紅樹植物提取物對植物病原真菌有抗菌活性[14], 并從苦檻藍中分離鑒定出抗菌物質（-）-epingaione[12], 從苦郎樹中分離出抗菌物質KLS-46, 這2種抗菌物質對植物病原真菌均有很好的抗菌活性, 在農藥領域也有開發應用前景。在本研究中發現, 苦檻藍中的抗菌物質（-）-epingaione對供試的 9種動物病原菌在濃度為0.4 g/L時沒有抑菌活性, 而苦檻藍甲醇提取物對其中的 7種動物病原菌抑菌活性較高, 推測苦檻藍對植物病原真菌和動物病原細菌的抗菌活性物質不同,還有其他的抗菌活性物質存在。苦郎樹中的抗菌活性物質KLS-46只對部分動物病原細菌有活性, 與其提取物的抗菌譜不一致, 推測也可能還有其他抗菌活性物質存在。所以, 要明確這2種紅樹植物的抗菌活性物質還需要進一步研究。對其他抗菌活性高且抗菌譜較廣的紅樹植物也有待進一步研究其抗菌活性物質, 這將有助于從紅樹植物中發現更多抗菌活性物質, 為抗菌藥物的開發奠定基礎。

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Received: Apr.,21, 2011

Key words:mangrove plants; animal pathogens; inhibitory activity

Abstract:The inhibitory activity of methanol extracts from fourteen mangrove plants and two isolated compounds againstEscherichia coli,Pseudomonas aeruginosa,Salmonella typhi,Shigella dysenteriae,Proteus vulgaris,Staphyloccocus aureus,Micrococcus luteus,Micrococcus lysodeikticusandBacillus cereuswas determined using plate culture medium coating method. The results showed that the extracts ofClerodendrum inerme,Excoecaria agallocha,Avicennia marina,Myoporum bontioides,Heritiera littoralisandLumnitzera racemosaexhibited broad-spectrum antibacteria activity. The inhibitory activity ofM.bontioidesandE.agallochawas relatively high and the MIC value was 1-4 and 2-6 g/L, respectively. The KLS-46 purified fromC.inermehad the MIC values of 0.1, 0.05, 0.1 and 0.05 g/L againstS.typhi,S.aureus,M.lysodeikticusandB.cereus, respectively, but showed almost inactive against the other five pathogens with MIC value more than 0.4 g/L. TheM.luteusandB.cereuswere more sensitive to the extracts from mangrove plants.

（本文編輯:譚雪靜）

Inhibitory activity of fourteen mangrove plants against animal pathogens

DENG Ye-cheng, LUO Hai-yu, ZHANG Li-zhen, QIN Hui, LIAO Yong-mei, LI Rui-yu
（College of Life Science, Guangxi Normal University, Key Laboratory of Ecology of Rare and Endangered Species and Environmental Protection（Guangxi Normal University）, Ministry of Education, Guilin 541004, China）

S 435.72

A

1000-3096（2012）03-0037-05

2011-04-21;

2011-12-21

廣西自然科學基金項目（桂科自 0991097）; 珍稀瀕危動植物生態與環境保護省部共建教育部重點實驗室科研項目（桂科能1001Z014）

鄧業成（1965-）, 男, 廣西全州人, 教授, 博士, 主要從事天然產物研究, E-mail: dyecheng@163.com