不同植物提取物對串珠鐮刀菌的抑制作用

關鍵詞：植物提取物；香附子（Cyperus rotundusL.）；串珠鐮刀菌（Fusarium moniliforme）；抑制作用

中圖分類號： Q946.88;S482.2⁺92 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）07-0074-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.07.013 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：回

The inhibitory effects of different plant extracts against Fusarium moniliforme

FANMeng1，YINYu-ling2，ZHAOMing-qi1，LIKuo1，ZHANGXing-li’，JIAOXiao- ?lu¹ ，LIUJia-nan ¹ ，LIYun-peng （1.College of Advanced Agriculture and Ecological Environment，Heilongjiang University，Harbin 15o08o，China; 2.InstituteofVegetables andFlowers，Jiangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanchang 3302Oo，China）

Abstract：Inordertoinvestigatetheihbtoryfectsofextractsfromsixplants，namelyCyperusrotundusL，Euonymus mckiRupr.，AdenophorastrictaMiq.，RheumpalmatumL.，ortexFraxini，andHelianthus tuberosusL.onFusariummoniliforme，thegowth ratemethodwasusedtosrentheethanolcrudeextractswithstrongantibacterialactivityfromthesixplants.Then，asrisofpolar solventssuchaspetroleumetherwereusedtoextractthescreenedethanolcrudeplantextracts.Theinibitionrateofeachextracton mycelialgrowthwasdetermined，thevirulencediferencsofachextractiniibiting mycelialgrowthwereanalyzd，theantextractwiththestrongestinibitoryeffectonFusariummonilfomewasscreenedout，andtheinbitoryefectoftisplantextracton sporegermination，aswellas isfectsonmycelialmorphologyandcellembranepermeabilityweredeterined.Theesultsshowed thattheethanolcrudeextractsofCyperusrotundusandEuonymus maackihadsignificantlyhigherinibitoryefectsonthemycelial growthofFusarummoniliformethanthecrudeextractsofotherplants，butterewasnosignificantdiferecebetweethem.Among thepolarextractionsolventsofCyperusrotundusandEuonymus maachi，thepetroleumetherextractsshowedsignificantantibacterial activity，andtheantibacterialefectoftepetroleumetherextractofCyperusrotuduswassignificantlyhigherthanthatofEuonyus maacki.The median inhibitory concentration （ IC₅₀ ）of the two on mycelial growth were 6.076 6 mg/mL and 16.736 3 mg/mL，respectively. The IC₅₀ of the petroleum ether extractof Cyperus rotundus on spore germination was 7.7217 mg/mL.This extractcould lead to abnormal mycelial growth and damage the semi - permeability of the mycelial cell membrane.

Key Words：plant extracts；Cyperus rotundus L.;Fusarium moniliforme; inhibitory effects

串珠鐮刀菌（Fusariummoniliforme）隸屬于無性型真菌，屬于絲孢綱瘤座菌目鐮孢屬1]。該菌是多種植物病害的病原物，引發的病害有甘蔗梢腐病、玉米莖腐病、玉米苗枯病、水稻惡苗病等。這些病害呈現出發病范圍廣、發病面積大、危害程度重的趨勢[2]。在農業生產過程中，針對串珠鐮刀菌引起的植物病害，防治措施主要以化學農藥防治為主[3]然而，長期大量地使用化學農藥會帶來一系列問題，例如環境污染、農藥殘留、病蟲害抗藥性等，因此急需安全、高效的新型農藥4。植物源殺菌劑是通過提取具有抑菌和殺菌活性的植物有效成分制成，主要應用于病原菌的抑制和植物病害的防治，具有高效、高選擇性、低毒性、低殘留、低成本等特點5，已逐漸發展成為研究熱點。

王燦燦等6的研究表明香附子（Cyperusrotun-dusL.）塊莖甲醇粗提物在 10mg/mL 的濃度下，對姜白絹病菌的抑制效果較為顯著，其抑制率達 100% 丁業[7的研究表明絲棉木（Euonymusmaackii Rupr.）果實多糖提取物對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有較好的抑菌作用；李嬌等8的研究表明北沙參（Ade-nophorastrictaMiq.）乙醇提取物在質量濃度為 2mg/mL 時對黃瓜靶斑病菌的抑菌率為 100% ;黃永豐等的研究發現大黃（RheumpalmatumL.）乙酸乙酯萃取組分對香蕉枯萎病菌菌絲生長和孢子萌發具有較強的抑制效果，當其濃度為 10mg/mL 時，對菌絲生長的抑制率可達 85.68% ；李金鴿等[0]的研究表明秦皮（CortexFraxini）乙醇提取物對銅綠假單胞菌有較強的抑制作用；諶馥佳\"的研究表明菊芋（HelianthustuberosusL.）葉片對辣椒疫霉菌具有很強的抑制作用。上述相關研究表明，香附子、絲棉木、沙參、大黃、秦皮、菊芋均具有良好的抑菌作用，然而，這6種植物的提取物對串珠鐮刀菌是否具有抑制作用，目前尚不明確。

本研究采用生長速率法，測定了上述6種植物的提取物對串珠鐮刀菌的抑制作用，對具有抑菌活性的提取物進行了梯度極性溶劑萃取，測定各萃取物的抑菌活性，篩選出抑菌活性萃取物，并探究其對菌絲形態和細胞膜透性的影響，以期為開發防治串珠鐮刀菌的植物源殺菌劑提供參考。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1供試植物香附子、絲棉木、沙參、大黃、秦皮、菊芋均購自黑龍江省哈爾濱市南崗區南京同仁堂中藥房。

1.1.2試驗所用菌種串珠鐮刀菌由黑龍江大學種子質量控制實驗室提供

1.1.3培養基采用PDA培養基進行菌種培養和菌絲生長抑制作用試驗，采用PDB培養基培養菌絲球，用于菌絲形態觀察和細胞膜透性檢測。

1.2 方法

1.2.1植物乙醇粗提物和極性溶劑萃取物的制備

1）植物乙醇粗提物的制備。取“1.1.1\"中的供試植物，研磨成粉末狀，以料液比 1：5（m：V） 加人 80% 乙醇溶液，經超聲波振蕩 60min 后進行過濾。將所得濾液通過旋轉蒸發濃縮至膏狀，以 50% 乙醇溶液為溶劑，依據植物材料干粉重量與 50% 乙醇溶液體積的比例關系，將粗提物的濃度定容至 1mg/mL （下同），于 4^°C 條件下密封保存，備用。

2）植物極性溶劑萃取物的制備。將上述制備植物乙醇粗提物過程中經旋轉蒸發后的膏狀物，用無菌水溶解，從而得到濃度為 1mg/mL 的粗提物溶液。接著，依次使用3倍體積的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇對各粗提物溶液進行萃取操作，進而獲得相應的萃取物以及水相萃余物。將有機溶劑通過旋轉蒸發去除，再以 50% 乙醇溶液為溶劑，配制濃度為 1mg/ mL 的各萃取物溶液，于 4^°C 條件下密封保存，備用。1.2.2孢子懸浮液制備將串珠鐮刀菌菌種接種至PDA培養基中，置于 28^°C 恒溫培養箱中培養6d，隨后轉入 22^°C 恒溫條件下繼續培養 15d 。向已長滿菌絲的培養基表面添加一定量無菌水，使用接種針輕輕刮取菌絲與孢子，通過無菌4層紗布進行過濾。將濾液以 4000r/min 的轉速離心 10min ，所得下層沉淀即為串珠鐮刀菌的孢子。接著，用無菌水稀釋該孢子懸液，使其在顯微鏡 10×10 視野下的平均孢子濃度約為200個/視野，即得到串珠鐮刀菌的孢子懸浮液。

1.2.3粗提物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制作用測定采用生長速率法，測定供試植物的乙醇粗提物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制作用。在無菌環境下，分別量取 1mL 植物粗提物（濃度為 1g/mL ，加人 99mL 已冷卻至約 50^qC 的PDA培養基中，充分混合均勻后制成平板。以加入 1mL50% 乙醇溶液的培養基為對照，每個處理設置3次重復。完成平板制備后，接入菌餅，置于 28^°C 恒溫條件下培養。采用十字交叉法，以接種當天為0d，在接種后3、4、5d分別測定并記錄串珠鐮刀菌的菌落直徑，按公式（1）計算菌落直徑，進而計算各粗提物對菌絲生長的抑制率，從中篩選出抑菌效果較好的粗提物。

菌落直徑 ="測量直徑－接種時菌餅直徑 （1）

菌絲生長抑制率 ="對照菌落直徑－處理菌落直徑／對照菌落直徑 ×100% 對照菌落直徑

1.2.4萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制作用測定將“1.2.3\"中添加至培養基的各粗提物，分別替換為經篩選得到的抑菌活性較好的粗提物的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物以及水相萃余物。在培養3d后，測定菌絲生長直徑，并據此計算菌絲生長抑制率，從而篩選出抑菌效果較為理想的萃取物。

1.2.5抑菌活性萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的毒力測定用 50% 乙醇溶液對“1.2.4”中篩選出的萃取物進行稀釋，得到質量濃度分別為0.125、0.250、0.500、0.750、1.000mg/mL 的萃取物溶液。分別量取各濃度萃取物溶液 4mL ，加入到 96mL 的PDA培養基中。采用“1.2.3”的方法，在培養3d后，測定菌絲生長直徑，并計算萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制率、毒力回歸方程和 IC₅₀ （半抑制濃度）。

1.2.6抑菌活性萃取物對串珠鐮刀菌孢子萌發的毒力測定采用懸滴法開展孢子萌發試驗。針對“1.2.5\"中篩選出的萃取物進行處理，先將其旋轉蒸發至呈膏狀，隨后以 0.2% 的吐溫-80溶液作為溶劑，分別配制濃度為 5，10，20，30，40mg/mL 的萃取物溶液。具體操作時，取 10μL 各濃度的萃取物溶液，分別與 10μL 串珠鐮刀菌孢子懸浮液充分混合，然后將混合液滴加到凹玻片的凹面中心位置。將經過滅菌處理的濾紙平鋪于培養皿底部，向濾紙上滴加適量無菌水以維持濕度，在濾紙中間放置玻片支架，將已滴加混合液的凹玻片倒置于支架上，蓋好培養皿蓋。以僅使用 0.2% 吐溫-80溶液培養孢子為對照，每個處理設置3次重復。將培養皿置于 28^°C 恒溫環境下培養 ^10h 后，借助 10×40 倍顯微鏡觀察并統計萌發孢子數以及檢查孢子總數，進而計算各濃度萃取物對孢子萌發的抑制率。

孢子萌發數孢子萌發率 ="x 100% （檢查孢子總數孢子萌發抑制率 Σ=Σ 對照組孢子萌發率－處理組孢子萌發率×100% 對照組孢子萌發率

1.2.7串珠鐮刀菌菌絲的形態觀察分別使用含有經篩選得出且濃度為 IC₅₀ 的萃取物的PDA培養基和PDB培養基，對串珠鐮刀菌菌絲進行培養。同時，設置添加等量 50% 乙醇溶液的培養基作為對照，每個處理設置3次重復。將培養體系置于 28^°C 恒溫環境下培養5d后，借助 10×40 倍顯微鏡對菌絲形態進行觀察。

1.2.8串珠鐮刀菌細胞膜透性的檢測采用外滲電導率法測定萃取物對串珠鐮刀菌細胞膜透性的影響。具體操作如下：分別稱取 0.5g 菌絲，將其依次置于濃度為 5，10，20，30，40mg/mL 的香附子石油醚萃取物中浸泡。同時，以添加等量 50% 乙醇溶液的去離子水為對照。分別在浸泡 0、1、2、3、4、5h 時，測定相應溶液的電導率，并據此計算電解質滲出率。

相對電導率=（"處理組電導率-空白組電導率／對照組電導率－空白組電導率） ×100%

2 結果與分析

2.1供試植物乙醇粗提物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制作用

如表1所示，在濃度為 10mg/mL 時，各植物材料的乙醇粗提物均在一定程度上抑制了串珠鐮刀菌菌絲生長，抑制率表現為香附子 gt; 絲棉木 gt; 大黃 gt; 菊芋花瓣 gt; 沙參 gt; 菊芋葉片 gt; 秦皮 gt; 菊芋塊莖。其中，香附子和絲棉木乙醇粗提物的抑菌活性顯著高于其他植物乙醇粗提物。培養至4d時，香附子和絲棉木乙醇粗提物對串珠鐮刀菌的抑制率均達到最高，分別為48.25% 和 49.40% ，二者之間無顯著差異，故選用香附子和絲棉木進行后續試驗。

表1不同植物乙醇粗提物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制率（單位： % ）

注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著 （Plt;0.05） 。表2、表4同

2.2香附子和絲棉木的萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制作用

如表2所示，在培養3d時，香附子石油醚萃取物和絲棉木石油醚萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制率均顯著高于其他萃取物且達到了最高，分別為 47.90% 和 46.48% ，二者之間無顯著差異。隨著培養時間的推移，香附子石油醚萃取物、絲棉木石油醚萃取物的抑菌活性均呈下降趨勢，而絲棉木石油醚萃取物下降更明顯。在培養4、5d時，香附子石油醚萃取物的抑制率顯著高于其他萃取物；絲棉木石油醚萃取物的抑制率顯著低于香附子，且顯著高于其他萃取物。為了避免誤選，選用香附子石油醚萃取物和絲棉木石油醚萃取物進行菌絲生長毒力分析。

表2香附子、絲棉木各萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制率 （單位： %

2.3香附子、絲棉木石油醚萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的毒力分析

如表3所示，隨著濃度的增加，香附子石油醚萃取物、絲棉木石油醚萃取物的菌絲生長抑制率均顯著提升。利用統計軟件計算，得出香附子石油醚萃取物、絲棉木石油醚萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的毒力回歸方程分別為 和 y= 3.0818+1.5676x ，相關系數 （r） 分別為0.9599和0.972 9，IC₅₀ 分別為 6.0766mg/mL 和 16.7363mg/ mL 。可見，香附子石油醚萃取物對菌絲生長的抑制作用更強，因而選用香附子石油醚萃取物進行后續試驗。

表3香附子石油醚萃取物、絲棉木石油醚萃取物在不同濃度下對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制率

注：同行數據后不同小寫字母表示差異顯著 （Plt;0.05 ））

2.4香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌孢子萌發的抑制作用

如表4所示，隨著香附子石油醚萃取物濃度的增加，其對串珠鐮刀菌孢子萌發的抑制作用逐漸增強。香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌孢子萌發的IC₅₀ 為 7.7217mg/mL 。

表4香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌孢子萌發的抑制作用

2.5香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌菌絲形態 的影響

如圖1所示，在 10×40 顯微鏡下，未經香附子石 油醚萃取物處理的串珠鐮刀菌菌絲（圖1a、圖1c）生 長較為舒展、表面平滑、排列整齊、粗細均勻，而經過 香附子石油醚萃取物處理的串珠鐮刀菌的菌絲（圖 1b、圖1d）均出現表面褶皺、相互纏繞、分支增多、粗 細不一致等生長畸形現象。可見，香附子石油醚萃 取物改變了串珠鐮刀菌的菌絲形態，導致菌絲生長畸形。

圖1香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌菌絲形態的影響

a.PDA培養基（CK）上串珠鐮刀菌菌絲形態;b.加入萃取物的PDA培 養基的串珠鐮刀菌菌絲形態；c.PDB培養基（CK）中串珠鐮刀菌菌絲 形態；d.加入萃取物的PDB培養基的串珠鐮刀菌菌絲形態

2.6香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌細胞膜透 性的影響

電解質外滲程度常以相對電導率表示，反映細胞的抗性和受害程度。如圖2所示，對照組菌液與香附子石油醚萃取物處理組菌液（5、10、20、30、40mg/mL ）的相對電導率均隨著時間的推移而增加，在0～1h ，各處理的相對電導率呈顯著上升趨勢；在1～5h ，各處理的相對電導率雖有增加，但增幅較小。各處理菌液的相對電導率隨著萃取物濃度的增加而增加，且均顯著高于對照（ （Plt;0.05） 。處理 ^1h 時，處理組菌液的相對電導率分別比對照高 3.50% 、10.03%.11.92%.15.64%.21.04% ；處理 5h 時，分別比對照高 2.84%?10.90%?11.88%?15.02%?20.21% 可見，香附子石油醚萃取物增大了菌絲細胞膜的透性，導致細胞內電解質外滲率增加，進而抑制了菌絲生長。

圖2香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌相對電導率的影響

3 討論與小結

王燦燦等的研究表明，香附子塊莖甲醇粗提物在 10mg/mL 的濃度下，對禾谷鐮刀菌、香蕉枯萎菌4號小種、水稻紋枯病菌等7種植物病原真菌的抑制率均在 70% 以上。本研究從香附子、絲棉木、沙參、大黃、秦皮、菊芋的乙醇粗提物中篩選出對串珠鐮刀菌菌絲生長抑制作用較強的香附子和絲棉木乙醇粗提物。進一步研究發現，在香附子和絲棉木的各萃取物中，香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長的抑制作用最強。香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌菌絲生長和孢子萌發的抑制中濃度 （IC₅₀） 分別為 6.0766mg/mL 和 7.7217mg/mL ；濃度為40mg/mL 時，其對串珠鐮刀菌菌絲生長和孢子萌發的抑制率分別為 87.28% 和 89.21% 。本研究進一步證實了香附子的抑菌活性及其在綠色植保中的利用潛力。

張旭歡等的研究發現，經檜木醇處理后，西瓜枯萎病菌菌絲呈現扭曲、畸形、纏繞等不規則的外觀形態，病原菌細胞膜的完整性遭到破壞。王欣等[13的研究發現，經川芎石油醚處理的藍莓葉斑病菌菌絲的電解質滲出率均顯著上升。本研究表明，經過香附子石油醚萃取物處理的串珠鐮刀菌菌絲均出現表面褶皺、相互纏繞等生長畸形現象，并且電解質外滲率升高。可見，香附子石油醚萃取物對菌絲形態及菌絲細胞膜結構和功能產生了影響，導致菌絲生長受到抑制。

利用植物提取物防治串珠鐮刀菌已有一些研究。例如，濃度為 80% 的生姜水溶液對串珠鐮刀菌有顯著的抑制作用14；肉豆蔻-石榴皮的復方中草藥水提物對串珠鐮刀菌的抑制率可達 70.55%^[15] ；艾蒿提取液在質量濃度為 0.1g/mL 時對串珠鐮刀菌的抑制率可達 98.20%^[16] 。本研究結果表明，香附子石油醚萃取物對串珠鐮刀菌具有良好的抑制作用，這為利用植物提取物防治串珠鐮刀菌引起的農作物病害提供了新的植物資源。后續可開展香附子石油醚萃取物抑菌活性物質的分離純化、抑菌機理的深入研究，同時探索其實際應用的效果和方法，以期用于防治串珠鐮刀菌在農業生產中造成的植物病害。

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（責任編輯 丁艷紅）