CN109287677A - 公丁香挥发油的用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公丁香挥发油的用途；即其在农业上防治中药材或作物根腐病中的应用或在防治导致中药材或作物地上部发生病害的致病菌中的应用；实验结果表明公丁香挥发油能抑制导致三七根腐病发生的4种主要致病菌尖孢镰刀菌、腐皮镰刀菌、腐霉和毁坏柱孢霉的菌丝生长，且能完全抑制导致三七地上部病害发生的3种致病菌抑制灰霉菌、胶孢炭疽菌、立枯丝核菌的菌丝生长；公丁香挥发油抑菌效果与化学农药恶霉灵抑菌效果相当，并且公丁香与恶霉灵进行复配对多个菌株都具有协同作用；对三七叶片灰霉病的防控效果高达60.77%；由于挥发油的易挥发性，且具有芳香避秽的特点，因此以其开发的化肥或农药将具有安全、有效、低残留等优点。

Description

公丁香挥发油的用途

技术领域

本发明涉及公丁香挥发油的用途，尤其涉及公丁香挥发油对中药材或作物根腐病及对中药材或作物地上部多种病害的防治作用，属于生物农药技术领域。

背景技术

三七（Panax notoginseng (Burk.) F.H.Chen）又名田七，为五加科人参属多年生草本植物，具有散瘀止血、消肿定痛等功效，是中国特有的名贵栽培药用植物，主产地在我国西南地区，其中在云南省文山州距今已有400多年的栽培历史。三七根、茎、叶，花均可入药，用药范围非常广泛，社会需求量在不断增加，随着三七种植面积的迅速增加，其病害问题日益严重，已成为三七生产的主要障碍。大多数中草药的栽培都具有道地性，受地质土壤特性、气候条件及种植传统等因素的影响，因而不可避免的存在大量的连作，造成产量及品质降低，药效下降，已成为农业生产中亟待解决的问题。

目前，对三七病害的防治主要依赖各种化学药剂，化学农药虽有效，却大大增加了农民的投入成本，更严重污染了土壤和降低了药材品质。在现代农业生产中，化学农药被广范应用于病虫害的防治，是目前植物病害防治的主要手段。然而，它的致命缺点是在使用化学杀菌剂、杀虫剂时存在“3R”（残留、抗药性和再生）问题，高残留的农药会造成严重的环境污染。例如，恶霉灵是一种新型农药，对疾病的预防和控制有着独特的作用，然而它对皮肤和眼睛有刺激性，会引起肝毒性。

植物挥发油不仅限于传统医药、食品、烟草、酒精和烟草，还可用于植物保护 (杀虫、抑菌、除草等)，这无疑为植物生态系统的利用开辟了一条新的途径。植物挥发油作为植物源农药应用于植物保护领域，与建议的无公害农药理念一致。从这个意义上说，植物挥发油也可以被归类为第三代农药。

公丁香被用作香料和中药，是桃金娘科蒲桃属的热带植物，公丁香是没有开花的丁香（Syzygium aromaticum，桃金娘科蒲桃属）花蕾晒干后作为香料；公丁香辛，温；归脾、胃、肾经；具有温中降逆、散寒止痛、温肾助阳的功效。

目前，未见与本发明技术方案相关的文献公开。

发明内容

本发明目的在于提供一种公丁香挥发油的新用途，即其在防治中药材或作物根腐病中的应用。

本发明公丁香挥发油还可应用在防治导致中药材或作物地上部发生病害的致病菌中；所述致病菌为灰霉菌（Botrytis cinerea）、胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）、立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）等。

本发明所述的公丁香挥发油的用途，是将公丁香挥发油用作制备防治中药材或作物根腐病或者防治引起中药材或作物地上部发生病害的致病菌的制剂，即以公丁香挥发油为活性成分，在制备防治致病菌制剂中的应用。

本发明所述防治致病菌制剂的成分（或有效成分）为公丁香挥发油，还可以加入一种或多种中药和农作物病害防治制剂上可接受的辅料，或者与其他活性成分复配发挥协同抑菌作用。

公丁香挥发油可以通过现有技术设备制备成各种剂型的农药或各种形态的化肥。

本发明中公丁香挥发油是通过常规水蒸气蒸馏法提取，无水硫酸钠干燥挥发油而制得，该制备方法简单，所需试剂成本低，有利于大量生产。

公丁香挥发油可通过抑制病原菌孢子萌发和菌丝生长来降低植物发病率和病情指数；通过和化学农药协同增效，达到减少化学农药施用的目的。

公丁香挥发油作为一种天然的杀菌活性物质，在使用后其活性消失或被微生物分解，对环境无污染，对人畜安全；由于公丁香挥发油是植物源提取物，其有效成分复杂多样，对病原菌为多成分多靶点的作用机制，使得靶标生物不易产生对某种或某几种成分产生抗药性，从而获得持久的防治效果。与化学合成农药相比，公丁香挥发油的有效成分易挥发、易降解，抑菌而不杀菌，因此不易对其它的有益微生物造成危害，改善土壤微生态结构，促进植物与微生物协同进化，保护生态环境，提高中药材或作物的品质。

配制50mg/mL的公丁香挥发油溶液，溶剂为含有体积浓度1%的DMSO和体积浓度0.1%的吐温80的水溶液，测试公丁香挥发油对三七根腐病发生的4种主要致病菌尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、腐皮镰刀菌（Fusarium solani）、腐霉（Pythium aphanidermatum）和毁坏柱孢霉（Cylindrocarpon destructans）的作用，以及导致三七地上部病害发生的3种致病菌灰霉菌（Botrytis cinerea）、胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）、立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）菌丝生长的作用；

结果显示公丁香挥发油对孢子萌发和菌丝生长有抑制作用，公丁香挥发油与恶霉灵的MIC值为同一数量级，抑菌效果相当；将公丁香挥发油与化学农药恶霉灵进行复配，发现其对多个菌株的抑菌效果均具有协同作用；通过活体实验证实了公丁香挥发油对三七叶片灰霉病具有很好的防治作用。

本发明所述降低三七病害发生的公丁香挥发油具有投入低、制备简单、使用方便、效率高、易挥发、低毒、低残留的特点；在国家大力发展有机农业的大背景下，公丁香发油是比较理想的克服三七病害的化学药剂替代品，对农业的可持续发展具有重要意义，在农业生产中有较广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明中公丁香挥发油对尖孢镰刀菌（a）、腐皮镰刀菌（b）、毁坏柱孢霉（c）、腐霉（d）、灰霉菌（e）、胶孢炭疽菌（f）和立枯丝核菌（g）的菌落生长的影响结果（菌落直径结果）；

图2是本发明中公丁香挥发油对尖孢镰刀菌（a）、腐皮镰刀菌（b）、毁坏柱孢霉（c）、腐霉（d）、灰霉菌（e）、胶孢炭疽菌（f）和立枯丝核菌（g）的菌落生长的影响结果（抑菌率）；

图3是三七接种灰霉菌7 天后的发病症状；a为阴性对照；b为恶霉灵；c为公丁香挥发油；d为公丁香挥发油和恶霉灵的混合物。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容，实施例中方法如无特殊说明均为常规方法，使用的试剂如无特殊说明均为常规市售试剂或按常规方法配制的试剂。

实施例1：公丁香挥发油的制备

（1）在1kg粉碎的公丁香粉末中添加其质量8倍的水，浸泡2h，采用加热蒸馏的方式，利用水蒸气提取公丁香中的挥发油，提取时间为6h，冷凝收集溜出液；

（2）提取出来的挥发油用无水硫酸钠干燥，除去所含水份，放进棕色样品瓶里，密封，-20℃保存待用。

实施例2：致病菌的活化

（1）分离自三七根部和地上部的致病菌，纯化鉴定为尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、腐皮镰刀菌（Fusarium solani）、腐霉（Pythium aphanidermatum）、毁坏柱孢霉（Cylindrocarpon destructans）、灰霉菌（Botrytis cinerea）、胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）和立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）的菌种接种在PDA培养基上进行活化，接种3～4次后，取生长旺盛的菌株备用；

（2）马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）：马铃薯200g、葡萄糖20g、琼20 g、蒸馏水1000 mL。

实施例3：GC-MS测定公丁香挥发油的化学组分

（1）GC条件：仪器型号：Agilengt Technologies 7890B-5977B；色谱柱：HP-5MS 30 m×250μm×0.25μm；

（2）EI源电离源温度：230℃；四级杆温度：150℃；扫描范围：30～500m/z；进样口温度：285℃；分流比10:1；进样量：1μl；电子能量：70eV；柱温箱升温程序：50℃保持4min，5℃/min升温至120℃，1℃/min 升温至180℃，10℃/min 升温至280℃保持16min；其中RI值根据正构烷烃连续碳（C9-C25）的保留时间计算得到，将化合物的保留时间和质谱与NIST 17.L数据库进行数据比对，确定最终化合物，检测结果见下表；

a: 保留时间；b:相对峰面积 ；±相对偏差；c:保留指数。

实施例4：测定公丁香挥发油对实施例2中7种致病菌菌丝生长的影响

（1）在无菌操作条件下，每个培养皿中倒入15 mL PDA培养基，待冷却凝固后，取实施例2中在PDA培养基上培养7d的致病菌，用直径5 mm的打孔器沿菌落边缘打取菌块，接种于培养基中央；

（2）将4个无菌牛津杯距离真菌块25mm处等距离放置；

（3）将上述实施例1干燥后的公丁香挥发油用含有体积浓度1%的DMSO和体积浓度0.1%的吐温80的水溶液溶解，制得浓度为50mg/mL公丁香挥发油液体；

（4）在每个牛津杯中加入200μL步骤（3）的50mg/mL公丁香挥发油液体（事先用0.22 μm有机系滤头过滤除菌），于微生物培养箱中28℃恒温培养，以不加公丁香挥发油的含有体积浓度1%的DMSO和体积浓度0.1%的吐温80的水溶液和恶霉灵为对照，每个处理设5个重复；

（5）培养箱中培养7d后，采用“十字交叉法”测量菌落直径。

结果见图1、2，从图1、2中可以看出公丁香挥发油对7种致病菌的菌丝生长有明显的抑制作用，且与化学药剂恶霉灵的效果相当，其中对腐皮镰刀菌的抑菌效果好于恶霉灵。

实施例5：公丁香挥发油MIC测定

（1）将实施例1干燥后的公丁香挥发油用含有体积浓度1%的DMSO和体积浓度0.1%的吐温80的水溶液溶解，用二倍稀释法配置浓度范围为150-0.15mg/mL的多个浓度梯度液体，阳性药恶霉灵、单体化合物丁香酚、石竹烯和丁香油酚乙酸酯用同样方法配置成浓度范围为2.5-0.005 mg/mL的浓度梯度；

（2）实施例2中生长7d的病原菌，用20mL 1/4 PDA液体培养基（不添加琼脂）冲洗培养基，制成孢子浓度为 1×10⁴个/mL的孢子悬浮液；

（3）在96孔板中加入0.22μm微孔滤膜过滤除菌的50μL公丁香挥发油和150μL步骤（2）中制成的孢子悬浮液；

（4）阴性对照为50μL含有体积浓度1%的DMSO和体积浓度0.1%的吐温80的水溶液以及150μL步骤（2）中制成的孢子悬浮液；阳性对照为150μL步骤（2）中制成的孢子悬浮液；

（5）96孔板28℃恒温培养36 h，然后检查孔内真菌生长情况；在595 nm处用酶标仪（Thermo 1510）测量每个孔的吸光度，结果见下表；

注：同一行不同字母表示不同处理有显著性差异 (P<0.05)。

实施例6：公丁香挥发油与恶霉灵相互作用测定

（1）依据实施例5得到的公丁香挥发油和恶霉灵的MIC，配置成最高浓度为8倍MIC，然后采用二倍稀释法配置8个稀释梯度；

（2）将不同浓度的公丁香挥发油（25μL）和不同浓度的恶霉灵（25μL）组合添加在96孔板内，然后每个孔中加入实施例5步骤（2）中制成的孢子悬浮液（150μL）；

（3）150μL实施例5步骤（2）中制成的孢子悬浮液与含有体积浓度1%的DMSO和体积浓度0.1%的吐温80的水溶液为阴性对照；

（4）96孔板在28℃恒温保存36 h，在595 nm处用酶标仪（Thermo 1510）比色，检测真菌生长情况；

（5）联合用药的MIC测定：以无真菌孔生长对应的药物浓度作为公丁香挥发油与恶霉灵联用的MIC；

（6）FIC计算：挥发油的FIC=挥发油与恶霉灵联用的MIC/挥发油的MIC，恶霉灵的FIC=挥发油与恶霉灵联用的MIC/恶霉灵的MIC；

（7）FICI=挥发油的FIC+ 恶霉灵的FIC，其中FICI≤0.5为协同作用，0.5<FICI≤1为加和作用，1<FICI≤4为无关作用，FICI>4为拮抗作用；FIC ≤ 0.5，协同作用；0.5 <FICI ≤1，加和；1<FICI ≤4，无关；FICI > 4，拮抗作用；结果见下表；

。

实施例7：活体实验测试公丁香挥发油的抑菌效果

（1）选取长势一致的三七幼苗，株高为15-18cm，取下叶片，用75%乙醇消毒30s，再用无菌水冲洗，无菌滤纸擦干表面水分；

（2）待叶片干燥后，用接种针在每个叶片中形成一个直径为1mm的孔，然后把叶子放在一个装有湿滤纸的培养皿里，每个培养皿中放10片三七叶；

（3）孔内添加10μL用实施例2生长7d的病原菌制成的灰霉孢子悬浮液，再添加10μL公丁香挥发油，浓度为上述实施例5中测定的对灰霉的MIC；同理小孔内添加10μL恶霉灵或5μL公丁香和5μL恶霉灵的混合液，阴性对照为小孔内添加10μL含有体积浓度1%的DMSO和体积浓度0.1%的吐温80的水溶液；

（4）所有叶片置于24℃（相对湿度90%）光照培养箱下，进行光（14 h/d）暗交替培养7～8d，测定叶片被侵染孔数和发病孔直径；

（5）病害发病率（%）= [(发病孔数/总孔数)]×100；防治效果(%)=[(对照的平均病害直径-处理的平均病害直径)/对照的平均病害直径]×100；

结果见图3和表4，从图3可以看出对三七叶片灰霉病的防控效果高达60.77%。

表4

注：同一行不同字母表示不同处理有显著性差异 (P<0.05)。

Claims (3)

1.公丁香挥发油在防治中药材或作物根腐病中的应用。

2.公丁香挥发油在防治导致中药材或作物地上部发生病害的致病菌中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：致病菌为灰霉菌（Botrytis cinerea）、胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）、立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）。