第33卷第2期　东　北　农　业　大　学　学　报　33(2):198～202　2002年6月Journal of Northeast Agricultural University June2002文章编号　1005-9369(2002)02-0198-05植物源杀菌剂的研究现状与展望李永刚,文景芝,郝中娜(东北农业大学　农学院植物保护系　黑龙江　哈尔滨　150030)摘要:植物源农药因其低毒、低残留、与环境和谐、符合现代环保和人们健康的要求而越来越引起世界各国高度重视,近几年掀起了一个研究开发植物源农药的高潮。

目前,对于植物源农药在植物虫害防治方面的研究已经很深入,但在植物病害研究方面尚处初级阶级,在药剂的类型、活性成分、作用机理等方面已有初步进展,并开发出一些卓有成效的新产品,但也存在许多急待解决的问题。

文章对上述诸方面进行阐述,并对我国植物源杀菌剂研究现状作一概述。

关　键　词:植物源;杀菌剂;植物病害;展望中图分类号:S482.2+8,S432 文献标识码A0　前　言 近半个世纪,随着化学农药和化肥等化学物质的使用造成有害物质在植物体内、水中及土壤中富集,一部分有害物质通过物质循环进入农作物及人畜体内,严重污染农产品和环境,危害人体健康,引发各种疾病。

植物源农药的开发,极大促进了无污染、无公害安全食品的生产和贸易活动,在全球范围迅速开展起来,为生物防治成为实施有害生物治理(IPM)的重要手段奠定了坚实的基础〔1〕。

近年来,生物药剂因其低毒、低残留、对环境影响小,逐渐成为植物病害防治的热点。

生物农药是指利用生物资源开发的农药,根据其来源大致可分为植物农药、微生物农药 收稿日期:2001-09-17此课题为省教育厅重大资助项目　合同号:9551Z001和抗生素等。

但微生物农药和抗生素防治对象单一,生产工艺要求高,不易保存和运输,且受环境影响大,数年来研发进展缓慢。

近两年,针对植物病害的植物源农药的研究与开发引起了众多科学家的重视,并已取得初步成果。

1977年Swain认为植物是生物活性化合物的天然宝库,其产生的次生代谢产物超过400000种,其中的大多数化学物质如萜烯类、生物碱、类黄酮、甾体、酚类、独特的氨基酸和多糖等均具有杀虫或抗菌活性〔2〕。

Wilkings和Board于1989年撰文报道有1389种植物有可能作为杀菌剂,其中包含了许多不同类型的化合物〔3〕。

因此,植物源杀菌剂的研制与开发具有广阔前景。

本文将对植物源杀菌剂的药剂类型、活性成分、作用机理及我国植物源杀菌剂的研究现状进行一定的阐述。

1　植物源农药的剂型及活性成分特点1.1　单一剂型这类剂型中活性物质研究较为深入,已有一些明确了其中的有效杀菌物质的化学成分和结构。

据不完全统计,迄今为止已对300余种中药进行过较系统的化学成分研究,发现了600余种活性单体化合物,大多数为生物碱、黄酮、萜等低极性的化学成分,近年来对极性较大的和水溶性的成分如皂形甙、鞣质、多糖等亦进行了较深入的研究〔4〕。

大蒜的有效成分为大蒜素,具有广谱抗菌抑菌活性,不但对细菌有较强的抑制效果,而且对真菌、线虫也有较好作用。

库拉索芦荟中分离出的酚性与非酚性成分的抗菌活性与新霉素、四环素相匹敌〔5〕。

麻黄(Ephedra sinica)油、细辛(Asar um heter otropoides var, mandshuricum)油两种挥发油对供试的Alternaria panax,Phytophthora,Rhizoctonia solani等几种病原真菌有较强的抑制作用〔6〕。

从厚朴树的自然落叶中提取总酚化合物,对禾赤色镰孢霉(Fusarium graminear um)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)等10种真菌都有很强的抑制作用,盆栽和大田试验均显示出较好的防治效果〔7〕。

1.2　复方剂型这类剂型杀菌效果较单一剂型明显增强,是今后研究和开发发展的重点。

现在一般多采用复方中草药,一味中草药中就含有很多化学成分,一个由十几种中药组成的复方可能相互反应产生新的物质〔8〕。

因此应利用中草药的配伍增效作用,积极开发克服单一剂型药效不高、疗效缓慢的药剂。

从茶叶中提出的茶皂素作为可湿性粉剂农药的湿润剂,能使可湿性粉剂农药的湿润性、pH、悬浮率等各项指标都能达到或超过国家规定标准,而且还具有杀菌作用〔9〕。

这对植物源杀菌剂的开发具有极大的价值。

甘肃省三川药业有限公司研制生产出一种以天然植物为原料的无公害农药2.5%生物碱拌种剂,含有黄酮、糖苷、毒蛋白等多种生物碱。

田间试验结果表明,拌种剂对瓜类蔓枯病、碗豆腐皮镰刀菌、小麦及玉米镰刀菌等99种病菌孢子的抑制率达89.8%～100%〔10〕;浙江省博杰科技有限公司专利产品“植保101。

“植保102”“植保103”是依据人与植物的生理共性,利用嫁接的方法理论,从白芷、泽兰、苦参等20多味中草药中采取高科技技术生产的杀虫剂、杀菌剂,对植物因真菌引起的腐烂、根腐、锈病、黑星病有很好的防治效果。

2　植物源杀菌剂的活性类型 根据植物病害的种类一般将植物源杀菌剂分为4类:2.1　抗真菌细辛(Asarum sieboldii Miq)、白头翁(Pulsatilla chinensis Regel)、穿心连(Androg raphis paniculata Ness)、大黄(Rheum of f ic inale Baill)、大蒜(Allium sativum L.)、夹竹桃(N erium oleander L.)等。

2.2　抗病毒商陆(Phtolacca acinosa)、甘草(Glycyrr hiza uralensis)、连翘(For sythia suspense)、小藜(Chenopodium serotinum L.)、红花马齿苋(Por tulaca splendens)、红叶藜(C.r ubr um L.)等。

2.3　杀线虫大蒜(Allium sativum L.)、穿心连(Androg raphis paniculata Ness)、苦楝皮(Azadir achta indica Adr.Juss)、常春藤(H edera helix L.)、烟草(N icotiana tabacum・199・第2期李永刚等:植物源杀菌剂的研究现状与展望2.4　抗细菌大蒜(Allium sativum L)、穿心连(Androgr aphis paniculata Ness)荆芥(Fineleaf Schizonepeta)、洋葱(Allium cepa. L.)、仙鹤草(Agrimonia pilosa Ledeb.)、半枝莲(Scutellar ua barbata D.Don)等。

具有杀有害生物活性的植物常兼有多种活性。

如有的植物既抗真菌、又能抗细菌、杀线虫和其它害虫。

由此可见植物源杀菌剂对靶标具有广谱性。

3　植物源杀菌剂的作用机理 该方面的研究多采用植物提取液对病原菌的直接作用,如抑制菌丝生长、抑制游动孢子的产生、附着胞形成及侵入丝形成、对线虫的致死率、对病毒的病株抑制率及体外钝化效果等;对寄主的作用,如诱导寄主产生抗性、增强寄主的生长及繁殖能力、保鲜及贮藏能力等。

在抗真菌天然药物方面,有关聚烯和核苷的研究仍然活跃,脂肽类化合物通过抑制活力细胞壁多聚体,1,3-A-D-葡聚糖的合成,具有广谱抗菌作用。

丙氨酸外消旋酶抑制剂,如pradimicin类化合物结合真菌表面甘露糖蛋白中的糖部分,导致细胞内钾离子的渗露和细胞形成的严重改变〔11〕。

采用纤维素膜技术研究大蒜、洋葱、大黄及中草药对马铃薯晚疫病菌菌丝生长、游动孢子的产生、附着胞形成及侵入丝形成的影响,并在此基础上进一步用提取物免疫处理种薯,诱导成株抗病性、增加块茎的产量进行研究,一些植物提取液取得了显著效果〔12〕。

许多科学家已在应用植物和杂草的提取液来防治植物线虫方面作了大量出色的工作〔13-14〕。

从500多种有记载的杀线虫和昆虫的中草药中挑选58种进行筛选试验。

研究表明,这些提取液经处理后直接作用于线虫,其中,22种中草药能杀死根结线虫Melodogyne javanica,26种对短体线虫Pratylenchus vulnus有很强的药效,其中9种明显杀死它们〔15〕。

这种杀线虫的能力一般认为是来自植物本身的化学成分,因为这些筛选的植物都是驱杀蛔虫、昆虫、螨等的作用。

刘学端等从600多种植物中筛选,复配了一种对烟草花叶病防效较理想的药剂MH11-4。

试验研究结果表明,MH11-4的防病机理表现在体外钝化病毒、体内抑制病毒增殖和诱导烟株产生抗性三个方面〔16〕。

随着研究手段的日臻完善,许多天然抑制剂有效成分得到分离并纯化,这种抑制剂对靠机械传播的病毒特别有效。

从现有的研究结果看,高等植物中,抑制病毒的有效成分大多属于碱性蛋白或蛋白类似物,诸如多肽、酶等。

高等植物和微生物代谢产物对病毒的抑制作用机理还不完全清楚,天然抑制剂主要是使病毒粒子的蛋白凝聚和蛋白合成受阻,从而使病毒不能复制。

从香茹中提取的苯恩特明对T MV的抑制作用,可在电镜下观察到病毒凝聚,这表明是其外壳蛋白引起某些变性造成的〔17〕。

总之,植物源杀菌剂对植物病害作用机理仅限于初步了解,其真正的作用机理还需进行深入细致的研究。

4　存在问题 植物源杀菌剂的研究尚处于起步阶段,机理方面的研究仅是探索阶段,没有明确的方式和方法,需要进一步明确并深入;植物源农药由于其见效慢的特性,在市场中推广受到了限制;植物源农药的活性成分为植物的一类或几类次生代谢物质,其种类、含量受自身遗传因子、外界环境条件的影响,会有地域性和季节性等变化,并且活性成分在植物不同部分含量亦不同,・200・东　北　农　业　大　学　学　报第33卷成分对光和热不稳定,这给植物源杀菌剂开发利用带来一定的影响;其有效成分复杂,一般不容易确定和检测,不利于商品注册和形成产品。

5　展望 由于植物源杀菌剂的研究是一个近年来才引起众多科学家观注的热点,因此许多内容不是研究太少,就是尚属空白,笔者根据自己的初步试验和对中草药及农药的了解,提出一些研究方面的设想:作为天然植物的提取液在作用于寄主时,其渗透能力、延展能力都是有限的,因此应设法采用植物源助剂和化学药剂中的助剂来增加渗透能和延展能力,充分发挥药效;依据人与植物生理共性,利用一些成型的防治人类病害的复方中草药转移到植物病害上来,筛选出适于植物病害的配方药剂;植物源农药直接作用于寄主,在寄主体内可能会导致新活性物质的产生,可以用色谱法等手段进行分析鉴定,其在植物体内的传导途径及作用靶标可以通过同位素示踪等方法,深入研究其机理;无论对人类病害还是植物病害,关键是药物的活性物质,鉴于此在药物中寻找活性先导化合物在药物的研究开发具有举足轻重的作用,在美国等西方发达国家就以活性先导分离技术获得具有显著生物活性的新颖骨架结构化合物,而进行结构修饰与改造,探求构效关系,获得更好的化合物,进行半合成或全合成,并将其开发成为新药物〔4〕。