甘草提取物对5种植物病原菌的抑菌作用

潘翠翠，郭永霞，王丽艳，荆瑞勇，李薇

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319；2.黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院）

甘草（Glycyrrhiza uralensis）为豆科多年生草本植物。甘草在中国有着非常悠久的药用历史，《本草纲目》记载甘草能“协和群品，有元老之功，普治百邪，得王道之化，赞帝力而人不知，敛神功而已不与，可谓中药之良相也”，现代医学也证明了甘草有抗炎、抗氧化、解毒等多种药理功能[1-3]。在植物保护方面目前已有多人证明，甘草的提取物对于植物病原菌有明显的抑菌作用。肖凤艳等[4]采用生长速率法和倍比稀释法测定辛夷、丁香、商陆、甘草、北豆、萝藦、艾蒿、天南星8种中药提取物对薏苡灰霉病菌抑菌作用，指出丁香、辛夷、商陆提取物对薏苡灰霉病菌抑菌率达100%；其次是北豆、萝藦、甘草、艾蒿的提取物；天南星提取物对薏苡灰霉病菌没有抑制作用。周银丽等[5]用生长速率法，测定甘草、洋葱、胡椒、番茄茎尖和厚朴叶的95%的乙醇提取液来进行石榴枯萎病病菌的抑菌效果实验，证明5种植物提取液均对有一定的抑制作用。但是均采用单一溶剂的提取物分析提取物的抑菌作用，并未采用多种极性的溶剂对甘草的活性成分进行提取，结合甘草的活性成分与溶剂极性对抑菌成分进行分析。采用不同极性提取剂对甘草活性成分进行提取，研究甘草提取物对5种植物病原菌的抑菌作用，为植物源农药开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甘草（Glycyrrhiza uralensis），产地甘肃，将甘草用粉碎机粉碎，于50℃烘干至恒重，过50目筛后保存，备用。

1.2 供试菌种

立枯丝核菌（Rhizoctonia solani），半裸镰刀菌（Fusarium semitectum），尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum），茄链格孢菌（Alternaria solani），禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）由黑龙江八一农垦大学农学院植物病理研究室提供。

1.3 甘草提取物的制备及提取率

称取制备好的甘草材料6份，每份25 g，提取溶剂分别是丙酮、甲醇、95%乙醇、乙酸乙酯、正丁醇和蒸馏水6种，按1∶10比例分别加入提取溶剂，在25℃和功率为70%超声下提取1 h，反复提取3次，合并3次提取液，旋转蒸发浓缩，称重，计算提取率。每种溶剂提取重复3次。

1.4 抑菌活性测定

采用生长速率法[6]测定各溶剂提取物对供试病原菌的抑制作用。

准确称取各溶剂的提取物0.5 g，用丙酮定容[7]至10 mL，此时各溶剂提取物的浓度为50 mg·mL-1，避光保存于4℃下备用。在无菌条件下吸取各溶剂的提取液1 mL，与49 mL冷却至45℃～50℃的PDA培养基混合均匀，每个培养皿（直径90 mm）倒入15 mL培养基，制成含不同溶剂提取液的平板，以加入1 mL丙酮为溶剂对照。用6 mm的打孔器切取生长一致的供试病原菌的菌碟，用挑针挑取菌碟，有菌丝的一面朝下，放于含药培养基的中央，于27℃下恒温培养，待丙酮对照菌丝长至培养皿直径3/4时用十字交叉法测量菌落直径，计算抑菌率，每个处理重复3次。

1.5 数据处理

利用EXCEL2003和DPS7.05软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 甘草不同溶剂的提取率

不同极性的溶剂对甘草进行提取结果表明，不同的提取溶剂对甘草的提取率也不同，从图1中可以看出提取率大小顺序为：甲醇＞蒸馏水＞95%乙醇＞正丁醇＞丙酮＞乙酸乙酯。甲醇、蒸馏水和的提取效果最好，提取率分别为24.95%和21.06%。提取率较低的为丙酮和乙酸乙酯，提取率仅为2.37%和2.25%。

图1 甘草不同溶剂提取物的提取率Fig.1 Extraction ratio of Glycyrrhiza uralensis of the different solvents extraction yield

2.2 甘草提取物对病原菌菌丝生长的抑制作用

6种溶剂的甘草提取物对供试病原菌的抑制作用结果见表1。方差分析采用的是多重比较中的最小显著差法（LSD）。从表1中可以看出不同极性的溶剂提取物对5种病原菌均表现出不同程度的抑菌作用。甘草的丙酮和乙酸乙酯提取物对5种病原菌均表现出良好的抑菌作用，除半裸镰刀菌外均不呈现显著差异。对尖孢镰刀菌的抑菌率分别是83.13%和82.64%，对禾谷镰刀菌的抑菌率分别是78.19%和77.94%，对立枯丝核菌的抑菌率分别是77.12%和75.14%，对半裸镰刀菌的抑菌率分别是76.18%和71.96%，对茄链格孢菌的抑菌率分别是73.73%和74.03%，均达到了70%以上。正丁醇，甲醇，95%乙醇也表现出不同程度的抑菌作用。抑菌效果最差的是水提物，对禾谷镰刀菌，半裸镰刀菌不仅没有抑菌作用，还会促进菌丝的生长，对其他病原菌的抑菌作用也较差，最高的是对茄链格孢菌抑菌率，但是也仅为10.15%，明显低于其他提取溶剂。

表1 不同溶剂的甘草提取物对5种植物病原菌的抑菌作用Table 1 Inhibition effects of Glycyrrhiza uralensis extract of different solvent to 5 plant pathogenic fungi

3 讨论

根据相似相容的原理，不同极性的溶剂能溶解的活性成分也不同。甘草中以黄酮类化合物、三萜类化合物（主要为甘草酸）和甘草多糖类化合物为主要成分[8]。黄酮类化合物是一类具有C6-C3-C6的基本母核，一般难溶于水，易但溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯和丙酮等有机溶剂；甘草酸主要以钾，钙盐的形式存在，是甘草的甜味成分，易溶于水；甘草多糖不易溶于丙酮和乙醇等有机溶剂，易溶于水。极性较大的蒸馏水提取物对各病原菌的抑菌率最低，中等极性的溶剂乙酸乙酯和中强极性的溶剂丙酮均有良好的抑菌活性，抑菌率显著高于甲醇、95%乙醇和蒸馏水的提取物。由此可见，甘草中的抑菌活性物质的极性处于中等极性和中强极性，用相应极性的溶剂即可提取出活性物质，丙酮和乙酸乙酯都是较好的提取溶剂，但是提取率最低，分别是2.34%和2.27%，这是可能与由于易溶于丙酮和乙酸乙酯的甘草黄酮类成分含量较低有关，甘草中黄酮类成分的质量分数为0.5%～4%[9]，用超声提取方法提取也不能100%提取，不同种植地区的甘草黄酮类成分含量也不同，所以提取率低于4%。

通过以上分析可以初步推断甘草中具有抑菌作用的活性成分可能为甘草黄酮类化合物。何璐等[10]测得甘草黄酮对黄瓜枯萎病病菌、水稻恶苗病病菌、小麦纹枯病病菌、辣椒疫病病菌的抑菌作用明显。甘草中含有的黄酮类成分较多，在从甘草属植物中分离出的130多种黄酮类及其衍生物中，甙元70多个，这些黄酮类化合物分别属于黄酮，异黄酮，二氢黄酮，二氢异黄酮，黄酮醇，黄烷酮等衍生物[11]。但甘草中除上述主要成分外还有多种氨基酸，雌性激素，有机酸[12]以及少量的生物碱香豆素[13-14]和木质素等。具体是黄酮类化合物单独作用还是两种以上有效成分复配表现出抑菌活性还需进一步的研究。

研究了甘草提取物对5种植物病原菌的抑菌作用，结果表明甘草丙酮和乙酸乙酯提取物对5种植物病原菌均表现出良好的抑菌作用，以尖孢镰刀菌最高，而尖孢镰刀菌是一种广泛分布的真菌，是许多重要作物的病原菌[15]，其次是禾谷镰刀菌，立枯丝核菌和半裸镰刀菌，最低的是对茄链格孢菌的抑菌作用，但也达到70%以上。由此可见，甘草具有开发植物源杀菌剂的巨大潜力，将有抑菌作用的活性成分分离纯化，通过现代技术进行结构鉴定，再经化学合成的方法模拟合成，最后得到高效，安全，经济的新型农用杀菌剂。

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