Secondary Metabolites Extracted from Three Plant Species: Antibacterial Effects on Six Strains of Fusarium Wilt

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0383

Abstract

Abstract:

Fusarium wilt, one of the most threatening soil-borne diseases of agriculture, affects the yield and quality of many crops seriously. The purposes of this study are to explore and develop the environmental friendly plant resources with effective and strong inhibition of fusarium wilt, and to provide a theoretical basis for the research of plant-derived fungicides. The extracts of Syzygium aromaticum, Glycyrrhiza uralensis and Stellera chamaejasme were used as materials, and the antifungal activities against six kinds of fusarium wilt fungi were determined by mycelial growth rate method. The results demonstrated that the three kinds of plant extract could all inhibit the six kinds of fungi at 2 mg/mL, the antifungal rate was above 44.5% after 96 h. S. aromaticum showed the highest inhibition activity with EC₅₀ value ranged in 0.1473-0.3785 mg/mL; the EC₅₀ value of G. uralensis and S. chamaejasme was 0.1866-2.6262 mg/mL and 0.6281-3.1703 mg/mL, respectively. The results show that the extract of S. aromaticum, G. uralensis and S. chamaejasme have better antifungal activity against the six kinds of fungi, and could be explored as the new botanical pesticide against fusarium wilt.

Key words: plant extract, soil-borne diseases, Syzygium aromaticum, Glycyrrhiza uralensis, Stellera chamaejasme, fusarium wilt pathogen, botanical fungicide, antifungal activity

CLC Number:

S853.75

Wei Qianqian, Zheng Ruirui, Chen Yunkun, Hu Chunyan, Feng Xue, Cao Hui. Secondary Metabolites Extracted from Three Plant Species: Antibacterial Effects on Six Strains of Fusarium Wilt[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(9): 155-159.

Figures/Tables 8

References 35

[1]	施祖国. 植物镰刀菌枯萎病防治的研究进展[J]. 现代农业科技, 2016(20):102-103.
[2]	张扬, 郑建秋, 吴学宏, 等. 北京延庆甘蓝枯萎病发生和危害调查[J]. 中国农学通报, 2007(05):315-320.
[3]	李金荣, 王浩, 李晓维. 枯萎病对西瓜的危害及防治措施[J]. 中国农学通报, 2003(02):169.
[4]	陈秀玲, 赵红晓, 李东玉, 等. 两种秸秆醋液对尖孢镰刀菌和立枯丝核菌的抑菌作用[J]. 基因组学与应用生物学, 2020,39(02):621-628.
[5]	殷晓敏, 陈弟, 郑服丛. 尖镰孢枯萎病生物防治研究进展[J]. 广西农业科学, 2008(02):172-178.
[6]	王吉明, 尚建立, 董亚玲, 等. 西瓜抗枯萎病育种的分子辅助选择[J]. 中国农学通报, 2015,31(07):66-71.
[7]	郝晓娟, 刘波, 谢关林. 植物枯萎病生物防治研究进展[J]. 中国农学通报, 2005(07):319-322-337.
[8]	Pant M, Dubey S, Patanjali P K. Recent Advancements in Bio-botanical Pesticide Formulation Technology Development[J]. Herbal Insecticides, Repellents and Biomedicines: Effectiveness and Commercialization, https://doi.org/10.1007/978-81-322-2704-5_7,2016-02-16.
[9]	Mendki P S, Maheshwari V L, Kothari R M, et al. Botanical pesticides: Emerging trends, advantages and limitations[J]. Physiology and Molecular Biology of Plants, 2001,7(2):107-115.
[10]	李文茹, 施庆珊, 莫翠云, 等. 几种典型植物精油的化学成分与其抗菌活性[J]. 微生物学通报, 2013,40(11):2128-2137.
[11]	邵仁志, 刘小安, 孙兰, 等. 中国植物源农药的研究进展[J]. 今日农药, 2017(07):21-24.
[12]	曹慧. 植物源农药活性成分的应用及研究进展[J]. 北京农业, 2015(09):123.
[13]	张兴, 马志卿, 冯俊涛, 等. 植物源农药研究进展[J]. 中国生物防治学报, 2015,31(05):685-698.
[14]	La Torre, Caradonia F, Matere A, et al. Using plant essential oils to control Fusarium wilt in tomato plants[J]. European Journal of Plant Pathology, 2016,144(3):487-496. doi: 10.1007/s10658-015-0789-2 URL
[15]	孙红霞. 甘草根提取物对番茄枯萎病菌生物活性及抑菌机理的研究[D]. 晋中:山西农业大学, 2014.
[16]	Domenico R, Patrizio P, Barbara P, et al. Antifungal activity of pomegranate peel extract against fusarium wilt of tomato[J]. European Journal of Plant Pathology, 2016,147(1):1-10. doi: 10.1007/s10658-016-0977-8 URL
[17]	李文英, 刘贤谦, 戴建青. 万寿菊粗提物的抑菌作用初探[J]. 农药, 2002(10):41-42.
[18]	刘佳斌, 苏炜, 王金胜. 万寿菊根部生物碱类提取物抑菌活性成分的研究[J]. 安徽农业科学, 2007(03):746-747.
[19]	尤龙, 李曰鹏, 任士伟. 国内常见植物源农药的研究进展[J]. 广州化工, 2018,46(13):12-13,19.
[20]	魏敏, 于淑晶, 丁国华, 等. 姜黄炭疽病的病原菌鉴定及杀菌剂对其室内生物活性测定[J]. 农药, 2020,59(06):455-458.
[21]	李晓春, 王泽昊, 于志国, 等. 番茄灰霉病菌拮抗稀有放线菌的分离及其抑菌物质分析[J]. 河南农业科学, 2019,48(02):83-90.
[22]	曾荣, 陈金印, 林丽超. 丁香精油及丁香酚对食品腐败菌的抑菌活性研究[J]. 江西农业大学学报, 2013,35(04):852-857.
[23]	关文强, 李淑芬. 丁香精油对果蔬采后病原菌抑制效应研究[J]. 食品科学, 2005(12):227-230.
[24]	何衍彪, 詹儒林, 赵艳龙. 丁香提取物对芒果炭疽病菌和香蕉枯萎病菌的抑制作用[J]. 四川农业大学学报, 2006(04):394-397,404.
[25]	姚翰文, 葛康康, 潘佳亮, 等. 丁香等29种植物提取物抑菌活性的筛选[J]. 东北林业大学学报, 2017,45(10):35-39.
[26]	王锦玉, 王莉鑫, 韩馥蔓, 等. 现代生物技术在甘草中的应用研究进展[J]. 中国药学杂志, 2017,52(05):337-341.
[27]	罗建军, 翁群芳, 胡美英. 抑菌植物的筛选及甘草对5种植物病原真菌抑菌活性的研究[J]. 华南农业大学学报, 2012,33(03):356-360.
[28]	刘淑娜. 瑞香狼毒的化学成分和生物活性研究[D]. 北京:北京中医药大学, 2018.
[29]	李锋, 裴乐, 刘秀丽, 等. 瑞香狼毒涂搽剂急性毒性及对皮肤刺激性试验[J]. 畜牧与饲料科学, 2018,39(04):5-9.
[30]	张等宏, 陈娥, 杨顺义, 等. 瑞香狼毒根中杀螨活性物质的分离鉴定[J]. 甘肃农业大学学报, 2018,53(01):95-101.
[31]	沈佳钰. 瑞香狼毒药理活性研究进展[J]. 内蒙古中医药, 2017,36(08):151-152.
[32]	孔洁, 吴佳君, 史冠莹, 等. 瑞香狼毒提取物对试验动物急性毒性及活性的初步研究[J]. 四川动物, 2009,28(02):171-174.
[33]	李文娟, 龚晓霞, 王泓, 等. 青藏高原有毒植物瑞香狼毒根抑菌活性初步研究[J]. 西北植物学报, 2005(08):1661-1664.
[34]	赵磊, 杜娟, 王有年, 等. 瑞香狼毒提取物对3种病原菌的离体抑菌活性[J]. 中国农学通报, 2010,26(06):250-252.
[35]	苏杭, 王春梅, 陈浩, 等. 丁香酚对烟草抗烟草花叶病毒的诱导作用初探[J]. 农药学学报, 2012,14(01):24-29.

科名	种名	采集地点	供试部位	提取率/%
桃金娘科Myrtacesae	丁香(Syzygium aromaticum)	河北省安国药材市场	茎部	39.1
豆科 Leguminosae	甘草(Glycyrrhiza uralensis)	山西省太谷县仁和药店	根茎部	40.1
瑞香科Thymelaeaceae	狼毒(Stellera chamaejasme)	河北省安国药材市场	根部	36.5

科名	种名	采集地点	供试部位	提取率/%
桃金娘科Myrtacesae	丁香(Syzygium aromaticum)	河北省安国药材市场	茎部	39.1
豆科 Leguminosae	甘草(Glycyrrhiza uralensis)	山西省太谷县仁和药店	根茎部	40.1
瑞香科Thymelaeaceae	狼毒(Stellera chamaejasme)	河北省安国药材市场	根部	36.5

真菌名称	毒力回归方程	相关系数	EC₅₀/(mg/mL)
辣椒枯萎	y=8.7660+5.1934x	0.9679	0.1883
番茄枯萎	y=8.7629+5.2823x	0.9679	0.1939
茄子枯萎	y=8.6042+4.8822x	0.9387	0.1827
甜瓜枯萎	y=9.5210+5.4345x	0.9199	0.1473
西瓜枯萎	y=8.9241+6.7154x	0.9767	0.2604
兰花枯萎	y=8.2679+7.7441x	0.9661	0.3785

真菌名称	毒力回归方程	相关系数	EC₅₀/(mg/mL)
辣椒枯萎	y=8.7660+5.1934x	0.9679	0.1883
番茄枯萎	y=8.7629+5.2823x	0.9679	0.1939
茄子枯萎	y=8.6042+4.8822x	0.9387	0.1827
甜瓜枯萎	y=9.5210+5.4345x	0.9199	0.1473
西瓜枯萎	y=8.9241+6.7154x	0.9767	0.2604
兰花枯萎	y=8.2679+7.7441x	0.9661	0.3785

真菌名称	毒力回归方程	相关系数	EC₅₀/(mg/mL)
辣椒枯萎	y=4.9574+1.3200x	0.9966	1.0771
番茄枯萎	y=4.8091+1.0560x	0.9861	1.5163
茄子枯萎	y=4.9792+1.1691x	0.9710	1.0419
甜瓜枯萎	y=4.6511+1.3363x	0.9532	1.8243
西瓜枯萎	y=5.4715+2.3344x	0.8792	0.6281
兰花枯萎	y=4.4568+1.0841x	0.9779	3.1703