《中藥材霉變的生物防治研究進(jìn)展》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《中藥材霉變的生物防治研究進(jìn)展(3頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、中藥材霉變的生物防治研究進(jìn)展
中藥材貯藏期間由于管理不善經(jīng)常發(fā)生霉變,尤其在南方地區(qū)更為嚴(yán)重。中藥材管理除了做好防止霉變的預(yù)防措施外,對霉變中藥材用生物防治的方法是可行和有效的。文章綜述了近幾年中藥材霉變的生物防治方法及其作用機(jī)制。
中藥材 霉變 生物防治
中藥材是中醫(yī)防病治病的重要基礎(chǔ)。中藥材貯藏期間常受到各種霉菌的危害,俗稱“霉變”。這些霉菌分泌的有毒代謝產(chǎn)物使中藥材發(fā)霉變質(zhì),直接威脅到群眾的用藥安全。目前,除了在管理上做好貯藏期中藥材預(yù)防措施外,對發(fā)霉的中藥材,由于其特殊的商品用途,常規(guī)性的化學(xué)防霉劑很難用于防治中藥材霉變。目前,國內(nèi)外用生物防治技
2、術(shù)對中藥材霉變進(jìn)行了大量研究,包括拮抗微生物篩選、微生物代謝產(chǎn)物、植物活性成分研究等,取得了較好的研究結(jié)果。
1拮抗菌的防霉作用研究 不是所有的霉菌都能引起中藥材發(fā)霉變質(zhì),引起中藥材霉變的霉菌多屬于毛霉(Mucor spp.)、根霉(Rhizopus spp.)、曲霉(Aspergillus spp.)、青霉(Penicillium spp.)、擬青霉(Paecilomyces spp.)、芽枝孢霉(Cladosporium spp.)、鐮刀菌(Fusarium spp.),以及鏈格孢菌(Alternaria spp.)等產(chǎn)生有害毒素的腐生真菌[1]。這些霉菌廣泛存在于土壤、空氣以
3、及中藥材的根、莖、葉、花、果實(shí)與種子表面。同時(shí),另有一些微生物也廣泛存在,但并不引起中藥材霉變,相反卻能對有毒霉菌產(chǎn)生拮抗作用,屬于益微菌。
1.1木霉(trichoderma)自從Weilding[2]首次報(bào)道了木素木霉T.lignorum 對幾種土壤真菌有拮抗作用的研究結(jié)果后,許多人對木霉的生物防治作用產(chǎn)生了極大興趣,陸續(xù)就木霉對植物病原真菌的拮抗作用及其機(jī)制開展了研究。目前已經(jīng)報(bào)道的木霉至少對18個(gè)屬29種病原真菌在體外或體內(nèi)有拮抗作用,特別是對立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)、鐮刀菌(F.spp.)、齊整小核菌(Sclerotium rolfsli)、疫霉菌
4、(Phytophthora spp.)、腐霉菌(Pythium spp.)、鏈格孢菌(Alternaria spp.)等[3~4],其中多數(shù)真菌是中藥材上的有毒霉菌。至今還未見木霉對曲霉、青霉等霉菌拮抗作用的研究報(bào)道。目前,國內(nèi)外已開發(fā)生產(chǎn)了50多種商品化的木霉制劑,其中應(yīng)用最多的木霉菌種有綠色木霉(T.viride)、哈茨木霉(T.harzianum)、康寧木霉( T.koningii)和多孢木霉(T.polysporum),特別是哈茨木霉的防治研究最為深入[5]。木霉的拮抗作用機(jī)制是多樣而復(fù)雜的,有抗生作用、競爭作用、重寄生作用、誘導(dǎo)抗性、協(xié)同拮抗作用[6]?,F(xiàn)在已有人用分子水平對木霉拮抗
5、機(jī)制進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)了和拮抗有關(guān)的ech42基因[7]。不同的木霉種類拮抗作用的機(jī)制可能不同,就是同一種木霉不同菌株其生防機(jī)制的側(cè)重點(diǎn)也不一樣,表明了木霉菌拮抗作用的復(fù)雜化。木霉生物防治作用的效果與菌株類型、霉菌的類型、宿主以及環(huán)境條件密切相關(guān)。
1.2植物內(nèi)生菌(endophyte) 植物內(nèi)生菌有內(nèi)生真菌、細(xì)菌和放線菌。內(nèi)生菌最早是在禾本科黑麥草中發(fā)現(xiàn)的,現(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)生菌普遍存在于各種植物組織中,越是生物多樣性豐富的地區(qū),內(nèi)生菌越多,尤其從中藥材中分離出大量的內(nèi)生菌。李琦等[8]從沙棘中分離到鏈格孢屬、青霉屬、根霉屬、芽枝霉屬、毛殼菌屬(Chaetomium spp.)、曲霉屬、盤
6、多毛孢屬(Pestalotia spp.)、枝頂孢霉屬(Acremonium spp.)、頭孢霉屬(Cephalosporium spp.)等9個(gè)屬的327株內(nèi)生真菌,其中多數(shù)屬于霉菌。表明霉菌不僅在中藥材外部存在,在中藥材組織內(nèi)部也存在大量霉菌,而且屬于不引起霉變的有益霉菌。最近,陳美蘭等[9]分析了中藥材內(nèi)生菌與道地藥材形成的關(guān)系,認(rèn)為內(nèi)生菌通過藥材內(nèi)部某種活動影響道地藥材的形成。江東福等[10]在內(nèi)生菌和龍血樹Dracaena cochinchinensis血竭形成關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌對龍血樹血竭形成具有很強(qiáng)的促進(jìn)作用。陳曉梅等[11~12]用4種純培養(yǎng)的內(nèi)生真菌分別與金線蓮Anoe
7、ctochilus roxburghii無菌苗進(jìn)行共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌對金線蓮生長及多糖合成具有明顯的促進(jìn)作用。許多植物內(nèi)生菌能分泌活性代謝產(chǎn)物,這些活性產(chǎn)物的作用是多方面的,其中一個(gè)重要的作用是抑制有毒霉菌的生長。內(nèi)生菌抑菌作用的機(jī)制很多,主要有:(1)產(chǎn)生抗菌素類物質(zhì)。姜廣策等[13]從中國南海紅樹Rhizophora chinensis中分離出來的內(nèi)生真菌能產(chǎn)生灰黃霉素A和多種醌類抗生素,對酵母菌和霉菌等有明顯的抑制作用。鄒文欣等[14,15]從黃花蒿Artemisia annua和蒙古蒿Artemisia mongolica的莖內(nèi)分離到的10余種內(nèi)生真菌,其體外培養(yǎng)液的醋酸乙酯提取物幾
8、乎全部含有抗瓜枝孢C.cucumerinum和黑曲霉A.niger兩種霉菌的代謝產(chǎn)物;(2)產(chǎn)生水解酶。最常見的水解酶是幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶。霉菌細(xì)胞壁的主要組成成分是幾丁質(zhì)和β-1,3-葡聚糖,內(nèi)生菌通過水解細(xì)胞壁抑制霉菌的生長。譬如一種用于防治水稻稻瘟病的內(nèi)生細(xì)菌熒光假單孢桿菌Pseudomonas fluorescens產(chǎn)生的幾丁質(zhì)酶和葡聚糖酶水平與它的防霉效果有密切的關(guān)系[16];(3)與有毒霉菌競爭營養(yǎng)物質(zhì)。內(nèi)生菌可以與霉菌形成營養(yǎng)競爭的對抗關(guān)系,使霉菌因得不到正常的營養(yǎng)供給而消亡。某些根際定殖的內(nèi)生細(xì)菌能產(chǎn)生噬鐵素與霉菌競爭鐵元素,而中藥材并不受其影響;(4)產(chǎn)生生物堿。
9、植物內(nèi)生真菌可以產(chǎn)生多種生物堿,這些生物堿對食草動物和昆蟲具有毒性,其中一些對有毒霉菌也有防治作用。Li等[17]從雷公藤Tripterygium wilfordii中分離到一株內(nèi)生真菌Cryptosporiopsis quercina,從其發(fā)酵產(chǎn)物中得到一種新的酰胺生物堿(cryptocin),對霉菌有明顯的抑制作用。植物內(nèi)生菌是潛力巨大、正在開發(fā)的拮抗微生物新資源。傳統(tǒng)中藥材以及一些特殊環(huán)境中生長的道地藥材中存在很多內(nèi)生菌,從這些內(nèi)生菌的代謝產(chǎn)物中尋找新型抑菌活性產(chǎn)物將是非常有意義的。
1.3土壤放線菌自從Cohn在1872年發(fā)現(xiàn)放線菌至今,已報(bào)道的放線菌有69屬1 687種[1
10、8]。其中,用于防治中藥材霉變的主要是鏈霉菌屬(Streptomyces spp.)和小單孢菌屬(Micromonospora spp.)中的放線菌。放線菌對霉菌的抑制作用包括兩個(gè)方面,一是放線菌直接的拮抗作用,如對腐霉菌、鐮刀菌、疫霉菌和絲核菌等霉菌的抑制作用。目前,以放線菌菌體本身為原料的制品已經(jīng)商品化,如細(xì)黃鏈霉菌(S.microflavus) 制成的“5406”抗生菌在國內(nèi)廣泛用于霉菌的生物防治[19];另一作用是利用放線菌產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物-抗生素??股囟嗍怯煞啪€菌產(chǎn)生的、在低濃度下對其它微生物生長有抑制或殺滅作用的一類非酶類化學(xué)物質(zhì)。我國在研究農(nóng)用和醫(yī)用抗生素方面走在世界前列,目
11、前國家正式注冊登記的抗生素類殺菌劑和防霉劑有十幾種。這些防霉劑多數(shù)對中藥材霉變有很好的防治效果。朱桂寧等[20]測定了抗生素防霉劑納他霉素(natamycin)對溜曲霉A.tamarii等10種引起廣西倉儲煙葉霉變的主要霉菌的抑制作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)納他霉素能有效抑制霉菌的生長繁殖,防止煙葉進(jìn)一步霉變。
2植物活性成分研究 植物產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì)已超過40萬種,其中許多成分具有很好的防霉效果,尤其在中藥材資源中包含很多抑菌防霉的活性成分。這些中藥材多集中在菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)、傘形科(Umbelliferae)、禾本科(Gramineae)、唇形科
12、(Labiatae)、木蘭科(Magnoliaceae)、馬兜鈴科(Aristolochiaceae)、蓼科(Chenopodiaceae)、木犀科(leaceae)、百合科(Liliaceae )、葫蘆科(Cucurbitaceae)、莎草科(Cypceaceae)、十字花科(Cruciferae) 和樟科(Lauraceae)等。目前,來源于柑桔、杜仲、蔥以及甘草等屬的防霉劑已經(jīng)在生產(chǎn)上應(yīng)用?,F(xiàn)在陸續(xù)有新的活性成分被發(fā)現(xiàn)有抑霉防霉作用。梁瑞云等[21]研究橙皮苷在酸性條件下對黑根霉、黑曲霉、擬青霉、毛霉和米曲霉等霉菌具有良好的抑制作用。傅強(qiáng)等[22]采用不同的溶劑提取連翹的有效抗菌成分,
13、測定提取物的抗菌活性發(fā)現(xiàn)連翹提取物對霉菌有較強(qiáng)的作用,主要活性成分是連翹酚。銀杏葉提取物中也含有很多活性成分,如銀杏酮、銀杏酸等對抑霉效果明顯。另外,宮霞等[23]研究認(rèn)為銀杏葉提取物中多種長鏈酚類物質(zhì)是主要的抗菌化合物,如白果酚(ginkgol)和漆樹酸(anacardic acid)。目前已經(jīng)研究過對霉菌有防治作用的中藥材包括黃連、黃芩、大青葉、丁香、艾葉、土槿皮、黃柏、射干、馬兜鈴、松葉、魚腥草、黃柏、苦參、連翹、知母、馬鞭草、白頭翁、蒲公英等[24]。從現(xiàn)有的研究看,植物中抑菌防霉的活性化學(xué)成分多數(shù)集中在酚類化合物、黃酮類化合物以及倍半萜烯類化合物中,但其作用機(jī)理還不完全清楚。