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柠檬醛及其衍生物的抑菌活性与机理研究

郭丹  
【摘要】:采用菌丝生长速率法,分析测定了柠檬醛及其衍生物对水稻纹枯病菌(Rhizocotonia solani)、油茶炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)、西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)和水稻稻瘟病菌(Pyricularia grisea)4种常见植物病原菌抗菌效果。结果表明:15种化合物对4种植物病原菌的生长均表现出一定的抑制作用,而且随着浓度的升高,抑制作用增强。从15种化合物中筛选出对水稻纹枯病菌的抑菌作用最强化合物依次是柠檬醛,香茅醛,橙花素,乙位紫罗兰酮其EC50大小分别是18.42,16.11,23.32,23.34 mg/L。对油茶炭疽病菌、水稻稻瘟病菌和西瓜枯萎病菌的抑菌作用最强的分别为香茅醛、乙位紫罗兰酮、柠檬腈、鸢尾酮,其EC_(50)依次为16.11、31.53、37.64、133.60 mg/L。油茶炭疽病菌、水稻稻瘟病菌经乙位紫罗兰酮、柠檬腈处理后,其菌体细胞相对渗透率明显增大,表明细胞膜发生了破坏;而西瓜枯萎病菌经鸢尾酮处理后细胞相对渗透率先增大后减少,表明细胞膜没有发生破坏。采用菌丝生长速率法,分析测定了柠檬醛及其衍生物对绿色木霉(Trichoderma viride)、绵腐卧孔菌(Poria vaporaria(Fr.)Cooke.)和彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)3种常见木材真菌的抑制活性。结果表明:10种化合物对3种木材真菌的生长均表现出一定的抑制作用,而且随着浓度的升高,抑制作用增强。通过10种化合物对绵腐卧孔菌、绿色木霉、彩绒革盖菌3种常见木材真菌的毒力回归分析,并与三唑酮相比较,依次筛选出对绵腐卧孔菌、绿色木霉、彩绒革盖菌的抑制作用最强的分别为柠檬醛1,2-丙二醇缩醛、乙位紫罗兰酮、鸢尾酮,其EC_(50)依次分别为18.69、23.50、32.21 mg/L。绵腐卧孔菌、绿色木霉、彩绒革盖菌分别经柠檬醛1,2-丙二醇缩醛、乙位紫罗兰酮、鸢尾酮处理后,菌体细胞膜的相对渗透率发生变化,表明菌体细胞膜遭受到破坏。采用抑菌圈实验法和最低抑菌浓度法(MIC),分析测定了柠檬醛及其衍生物对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)绿脓杆菌(Pseudomonas areuginosa)4种食品腐败细菌的抑菌效果。结果表明:11种化合物对4种细菌都有一定的抑菌效果,羟基香茅醛对大肠杆菌抑菌效果最强,MIC为8 mg/L;香茅醛对金黄色葡萄球菌的抑制效果最好,MIC为16 mg/L;柠檬醛1,2-丙二醇缩醛对表皮葡萄球菌抑菌效果强,MIC为8 mg/L;香茅醛对绿脓杆菌抑菌效果强,MIC为8mg/L。大肠杆菌经羟基香茅醛处理后细胞膜发生了破坏,绿脓杆菌经香茅醛处理后细胞膜也发生了破坏。以水稻纹枯病菌为对象,在不同培养基培养条件下,柠檬醛对纤维素降解酶(CX)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸转移消除酶(PGTE)和果胶甲基转移消除酶(PMTE)5种细胞壁降解酶活性的抑制率分别为52.98%、57.61%、46.92%、82.85%和87.94%;香茅醛对PGTE和PMTE活性抑制率高达90%;橙花素对CX、PG、PGTE和PMTE抑制率分别为60.91%、39.11%、25.35%和58.08%;乙位紫罗兰酮对PG、PME、PGTE和PMTE的抑制率分别为18.68%、66.67%、18.61%和67.22%。橙花素对菌体过氧化氢酶(CAT)抑制率达38.07%,乙位紫罗兰酮抑制率达8.38%;橙花素使菌体过氧化物酶(POD)增长了48.72%,乙位紫罗兰酮增长了25.18%;柠檬醛对菌体超氧化物歧化酶(SOD)的抑制率为63.48%,乙位紫罗兰酮抑制率17.96%。同样,柠檬醛和香茅醛使菌体丙二醛(MDA)含量增大。柠檬醛和橙花素处理水稻纹枯病菌,相对渗透率发生改变,表明菌体的细胞膜造成伤害。经柠檬醛、香茅醛、橙花素、乙位紫罗兰酮抑制的水稻纹枯病菌的菌落颜色、菌核颜色、菌核分布、菌核干重呈现差异性,其中香茅醛使水稻纹枯病菌菌核的干重增重了0.35g;菌核经柠檬醛、香茅醛、橙花素、乙位紫罗兰酮处理时间的越长,菌核的萌发率和菌核的生长直径越小。以柠檬醛、香茅醛、橙花素、乙位紫罗兰酮处理过的菌体产生的毒素,处理不同类型的水稻种子,测定发芽率、对胚根和胚芽生长的影响,结果表明,不同类型的水稻品种在同种毒素相同浓度下受到的抑制有显著差异,同时,经化合物抑制的菌体产生毒素的毒性有所降低。粗毒素对不同类型水稻种子的发芽率、胚根和胚芽生长均有一定抑制作用,且浓度越高,抑制率越高能力越强。


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