紫茎泽兰中倍半萜化合物的抗菌活性、作用机理及水解规律研究

发布时间：2018-11-25 15:43

【摘要】：农业是人类社会赖以生存的基本生活资料的来源,是国民经济发展的重要基础。在农药的保驾护航下,我国农业已经实现了“十二年增”。获得可喜成绩的同时,农药带来的环境污染问题也日益凸显,给人类健康造成了诸多方面的威胁。植物次级代谢产物是其在适应环境、对抗自然界病虫害侵扰的过程中,逐渐发展、形成的,具有资源丰富、可再生和与环境相容性好等优点,是筛选绿色农药的重要资源。本文以紫茎泽兰中倍半萜类化合物为研究对象,研究其在控制植物病原菌方面的活性及作用机理,并初步探讨了倍半萜化合物在紫茎泽兰植株中的分布积累动态及其水解规律。获得的主要结论如下:1、通过甲醇浸提、乙酸乙酯萃取、硅胶柱层析,获得紫茎泽兰叶油。气相色谱-质谱法(GC-MS)对叶油成分进行分离和鉴定,以色谱峰面积归一化法计算了各成分的相对含量。从紫茎泽兰叶油中共鉴定了12个化合物,占叶油总含量的99.15%。主要物质有9-羰基-10Hβ泽兰酮(37.03%)、9-羰基-10Hα泽兰酮(37.73%)、9-羰基-10,11-去氢泽兰酮(23.41%),这3种化合物占叶油总量的98.17%。2、用含毒介质培养法研究紫茎泽兰叶油体外抗菌活性。紫茎泽兰叶油对群结腐霉(Pythium myriotylum)和辣椒疫霉(Phytophthora capsici)的抑制活性较高,测得的最小抑菌浓度分别为0.1mg/mL和0.5mg/mL;对细极链格孢(Alternaria tenuissima)、腐皮镰刀(Fusarium solani)和麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)抑制活性一般。通过光学显微镜观察了紫茎泽兰叶油对P.myriotylum菌丝形态的影响,P.myriotylum在叶油的影响下菌丝直径变粗、细胞壁破裂、细胞质分布不均匀、细胞质凝结且变少。人工接种P.myriotylum实验表明,紫茎泽兰叶油在0.2mg/m L时可有效防止P.myriotylum侵染生姜。3、以P.myriotylum和P.capsici为防治对象,紫茎泽兰叶油分别与精甲霜灵、代森锰锌、异菌脲混用表现出良好的增效作用。4、以P.myriotylum为研究对象,测定了紫茎泽兰叶油对菌体中可溶性蛋白、可溶性糖及丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性的影响。以P.capsici和P.myriotylum为研究对象,采用透射电镜观察了紫茎泽兰叶油对卵菌细胞超微结构的影响,采用电导率法测定了叶油对P.capsici细胞膜通透性的影响。结论如下:紫茎泽兰叶油抑制了P.myriotylum细胞中SOD、CAT、POD和SDH等四种酶的活性,增加了MDH的活性,表明紫茎泽兰叶油降低了P.myriotylum细胞清除活性氧自由基的能力,影响了三羧酸循环(TCA)。紫茎泽兰叶油导致P.myriotylum细胞内MDA含量增加,说明菌体细胞膜脂质过氧化增加。0.06mg/mL和0.08mg/mL紫茎泽兰叶油减少了P.myriotylum菌体可溶性糖的含量,可溶性蛋白含量的动态变化趋势则呈现为先增加后减少,说明紫茎泽兰叶油影响了P.myriotylum细胞内生物合成。紫茎泽兰叶油导致P.capsici和P.myriotylum细胞出现典型的凋亡症状,如细胞破裂、细胞器解体、细胞内含物减少、细胞空腔化。叶油改变了P.capsici细胞膜的通透性,导致菌液中电导率值变大。5、从紫茎泽兰叶片中分离得到了两种杜松烷型倍半萜,分别为9-羰基-10Hβ泽兰酮和9-羰基-10,11去氢泽兰酮,它们均能较好的抑制细极链格孢(Alternaria tenuissima)、尖孢镰刀(Fusarium oxysporum)、层出镰刀(Fusarium proliferatum)、麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)和群结腐霉(Pythium myriotylum)的菌丝生长及F.oxysporum孢子萌发。扫描电镜观察结果表明,9-羰基-10Hβ泽兰酮和9-羰基-10,11去氢泽兰酮破坏了菌丝正常结构,加速了菌丝和分生孢子的衰老凋亡。倍半萜单体化合物对P.myriotylum的抑制活性明显低于倍半萜混合物——紫茎泽兰叶油的抑菌活性。6、采用微量稀释法测定两种倍半萜化合物对R.solanacearum的最小抑菌浓度(MIC)。9-羰基-10Hβ泽兰酮和9-羰基-10,11去氢泽兰酮对R.solanacearum四号生理小种的抑制活性较低,但9-羰基-10,11去氢泽兰酮对R.solanacearum一号生理小种(R4)抑制作用较好,MIC值为0.25mg/mL。7、建立了紫茎泽兰中9-羰基-10Hβ泽兰酮和9-羰基-10,11去氢泽兰酮的UPLC-MS/MS分析方法,测定了两种化合物在紫茎泽兰植株中的分布积累动态及其水解规律。结果表明两种化合物主要分布在紫茎泽兰叶片中,且在植株体营养期含量高于生殖期含量;在pH值为7和9的条件下极易水解,且水解速率受温度影响较小。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S482.292

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 华劲松;;几种优质牧草替代种植对紫茎泽兰的防控效果分析[J];湖北农业科学;2013年10期

2 张梅;周忠玉;任慧;谭建文;万方浩;;紫茎泽兰中的酚类化学成分[J];热带亚热带植物学报;2013年01期

3 于文清;刘万学;桂富荣;刘文志;万方浩;张利莉;;外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响[J];生态学报;2012年22期

4 张妙直;田兆丰;刘佳磊;谢响明;;紫茎泽兰提取物对几种植物病原真菌的抑制作用[J];安徽农业科学;2010年12期

5 李会娜;刘万学;戴莲;万方浩;曹远银;;紫茎泽兰入侵对土壤微生物、酶活性及肥力的影响[J];中国农业科学;2009年11期

6 张玉玉;王以明;徐进勇;刘光灿;;固相微萃取-气质联用技术分析紫茎泽兰中挥发性成分[J];成都理工大学学报(自然科学版);2009年05期

7 曹坳程;田宇;郭美霞;王秋霞;陈耕;张育森;曾溢曦;;除草剂涂抹紫茎泽兰不同部位的效果[J];杂草科学;2008年04期

8 蒋智林;刘万学;万方浩;李正跃;;紫茎泽兰与本地植物群落根际土壤酶活性和土壤肥力的差异[J];农业环境科学学报;2008年02期

9 钟声;段新慧;奎嘉祥;;紫茎泽兰对16种牧草发芽及幼苗生长的化感作用[J];草业学报;2007年06期

10 程丽坤;任琴;刘小侠;果春山;腾兆乾;张青文;;棉蚜和七星瓢虫对紫茎泽兰挥发物的行为反应及挥发物化学成分初步分析[J];昆虫学报;2007年11期

，

本文编号：2356639