CN113367133B - 肉桂酸及其衍生物作为抗菌剂在抑制植物病原细菌中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种肉桂酸及其系列衍生物的新用途，即作为抗菌剂在抑制植物病原细菌——水稻白叶枯病病原菌，柑橘溃疡病病原菌和马铃薯黑胫病病原菌活性中的应用，属于天然药物化学和农药科学领域。本发明通过27种肉桂酸及其衍生物对三种植物病原细菌抑制作用的研究表明，以天然产物肉桂酸为化学骨架衍生的一系列化合物作为杀菌剂，对于植物病原细菌具有良好的抗菌活性，部分化合物浓度在0.1 mg/mL时，抑制率仍在90%以上，可作为新的杀菌先导化合物进行生物合理性设计与开发。另外。肉桂酸及其系列衍生物具有低毒、低残留、环境相容、不易产生耐药性等特点和优势，具有开发成为绿色、无污染、无公害新型杀菌剂的潜力。

Description

肉桂酸及其衍生物作为抗菌剂在抑制植物病原细菌中的应用
技术领域
本发明涉及一种肉桂酸及其衍生物的新的生物活性及用途——作为抗菌剂在抑制植物病原细菌中的应用，属于天然药物化学领域和农药科学领域。
背景技术
目前，对于植物细菌性病害的防治由于其化学药剂匮乏，防治效果不理想、成本高，且现有传统杀菌剂如叶枯唑和噻菌铜的的长期使用和滥用导致植物病害抗药性增强及农药残留超标等特点而一直是个世界性难题。因此，急需探索和开发新型高效低毒的绿色杀菌剂作为替代性杀菌剂，以应对上述问题。
肉桂酸是植物组织中苯丙氨酸脱去氨基后的代谢产物，广泛分布于蜂胶、蔬菜和水果等天然物质中，由于其结构简单、原料易得、毒性低且具有广泛的生物活性，已成为抗菌领域重要研究方向之一。目前肉桂酸及其衍生物作为抗菌剂对于水稻白叶枯病病原菌Xanthomonas oryzaeACCC 11602，柑橘溃疡病病原菌Xanthomonas axonopodis pv. Citri和马铃薯黑胫病病原菌Pectobacterium atroseptica ACCC 19901的抗菌活性的研究尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是通过研究肉桂酸及其系列衍生物对植物源性病菌的抑制作用，特别是对水稻白叶枯病病原菌Xanthomonas oryzaeACCC 11602，柑橘溃疡病病原菌Xanthomonas axonopodis pv. Citri和马铃薯黑胫病病原菌Pectobacterium atroseptica ACCC 19901的抑制作用进行研究，以用于防治由水稻白叶枯病病原菌Xanthomonas oryzaeACCC 11602，柑橘溃疡病病原菌Xanthomonas axonopodis pv. Citri和马铃薯黑胫病病原菌Pectobacterium atroseptica ACCC 19901引起的植物病害。
为了研究肉桂酸及其系列衍生物对植物病原细菌——水稻白叶枯病病原菌、菌柑橘溃疡病病原菌、马铃薯黑胫病病原菌的抑制作用，分别测定了27种化合物浓度为0.8 mg/mL时对水稻白叶枯病病原菌，柑橘溃疡病病原菌，马铃薯黑胫病病原菌的抑制率。对于抑制率大于90%的化合物，通过二倍稀释法进行低浓度活性测定。
1、肉桂酸衍生物对植物病原细菌的活性测定
本实验中所用的细菌为实验室-80℃含30%甘油冻存的菌种。将冻存细菌取出，在植物细菌的NB固体培养基（牛肉膏：3 g，蛋白胨：5 g，酵母粉：1 g，蔗糖：10 g，琼脂：15 g，蒸馏水：1 L，pH7.0；121℃灭菌20 min）上面进行划线，在28℃下恒温培养直到长出单菌落。分别挑取NB固体培养基上单菌落至植物细菌NB液体培养基（牛肉膏：3 g，蛋白胨：5 g，酵母粉：1 g，蔗糖：10 g，蒸馏水：1 L；121℃灭菌20 min）中，在28℃、180 rpm恒温摇床振荡培养到对数生长期。将处于对数生长期的细菌用NB液体培养基稀释至约106 CFU/mL备用。将化合物分别用DMSO溶解，加入NB液体培养基中，混合均匀，配制成浓度为1.6 mg/mL的含药NB液体培养基。取50 μL含药培养基和相同体积的含约106 CFU/mL细菌培养物加入到96孔板的孔中，最终给药浓度为0.8 mg/mL。含等量DMSO的相同浓度100 μL菌液做对照。将96孔板在28℃恒温培养箱中培养24-48 h直至对照组菌液长出，在酶标仪上测定孔中菌液的OD值（OD600）。并且另外测定100 μL NB液体培养基和浓度为0.8 mg/mL药剂的OD值，对培养基和药剂本身造成的OD值进行矫正。校正OD值和抑制率的计算公式如下：
校正OD值 = 含菌培养基OD值-无菌培养物OD值；
抑制率 =（校正后对照培养基菌液OD值-校正后含药培养基OD值）/校正后对照培养基菌液OD值 × 100%
所有实验设置三个重复，测定得到化合物的抑制率见表1。
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
由表1的测结果可知，肉桂酸及其衍生物对植物病原细菌水稻白叶枯病病原菌、柑橘溃疡病病原菌、马铃薯黑胫病原菌均表现出优异的抗菌活性。
、高活性肉桂酸衍生物低浓度下对植物病原细菌的活性测定
将活性化合物的含药NB培养基在96孔板中通过二倍稀释法稀释得到系列浓度的50 μL含药培养基，然后根据上述相同的试验方法测定系列浓度对应的抑制率。测定得到的活性数据见表2。
Figure 226193DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure 612175DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
由表2的测结果可知，肉桂酸（1）在低浓度时也表现出良好的抗菌活性，其衍生物如10（4-Cl）、13（4-Br）均提高了对植物病原细菌的活性。部分化合物浓度在0.1 mg/mL时，抑制率仍在90%以上，可作为新的杀菌先导化合物进行生物合理性设计与开发。
上述实验表明，肉桂酸及其系列衍生物对水稻白叶枯病病原菌Xanthomonas oryzaeACCC 11602，柑橘溃疡病病原菌Xanthomonas axonopodis pv. Citri，马铃薯黑胫病病原菌Pectobacterium atroseptica ACCC 19901等植物病原细菌具有一定的抑制作用。另外。肉桂酸及其系列衍生物具有低毒、低残留、环境相容、不易产生耐药性等特点和优势，具有开发成为绿色、无污染、无公害新型杀菌剂的潜力。
表1、2中，肉桂酸及其衍生物化合物1-27的化学结构式如下：
Figure 1699DEST_PATH_IMAGE006

Claims (1)

1.肉桂酸及其衍生物作为抗菌剂在抑制植物病原细菌中的应用，其特征在于：所述植物病原细菌为柑橘溃疡病病原菌Xanthomonas axonopodis pv. Citri；肉桂酸衍生物的化学结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
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