單少杰,李 翔,郭紅梅,陳 宏
(天津師范大學a.生命科學學院,b.天津市動植物抗性重點實驗室,天津300387)
苦瓜(Momordica Charantia L.)系葫蘆科(Cucurbitaceae)苦瓜屬(Momordica)攀緣性草本植物.多種古籍記載,苦瓜葉片具有治療胃痛、痢疾、療瘡腫毒和驅蟲等功效[1].近年來,有文獻報道苦瓜果實提取物具有良好的廣譜抗菌功效,對革蘭氏陽性球菌(如金黃色葡萄球菌)、革蘭氏陽性桿菌(如枯草桿菌)和革蘭氏陰性桿菌(如大腸桿菌)等具有明顯的抑菌效果[2-4].苦瓜葉片作為果實以外的副產物,雖然無法食用,但其提取物能夠有效抑制某些農業(yè)害蟲,如小菜蛾、斜紋夜蛾、美洲斑潛蠅等[5-7],因此可以作為綠色環(huán)保的害蟲抑制劑應用到農業(yè)生產中.目前研究多針對苦瓜葉片提取物對農業(yè)害蟲的抑制作用,對菌類抑制作用的報道較少.
農桿菌(Agrobacterium)是一類普遍存在于土壤中的革蘭氏陰性細菌,生活在植物根表面,依靠由根組織滲透出來的營養(yǎng)物質生存.農桿菌吸附在植物根部后,將自身DNA導入到植物根部,被侵染的植物會出現(xiàn)根部膨大、生長緩慢、矮小等癥狀.
本研究以無水乙醇為萃取液,制備苦瓜葉片提取液并處理農桿菌,觀測其生長情況.目的是為進一步研究苦瓜葉片的抗菌機制提供參考,也為其開發(fā)利用提供科學依據(jù).
菌種:農桿菌,天津師范大學生命科學學院欒維江教授實驗室提供.
植物:苦瓜(長豐三號),由天津市農業(yè)科學院蔬菜研究所提供種子,在天津市西青區(qū)精武鎮(zhèn)種植.采收葉片,用去離子水洗凈,真空干燥后保存?zhèn)溆?
1.2.1 苦瓜葉片乙醇提取液的制備
具體制備方法參照文獻[5].
1.2.2 液態(tài)培養(yǎng)基的制備
取250mL雙蒸水,加入蛋白胨2.5g,酵母粉1.25g,氯化鈉2.5g,以氫氧化鈉調節(jié)pH至7.0,加熱滅菌后,每4mL為1份,分裝至試管中.每份加入4μL利福平抗生素,將制備好的液態(tài)培養(yǎng)基混勻,備用.
1.2.3 實驗處理
將苦瓜葉片提取液設置4種質量濃度(3.1、6.3、12.5、25.0g/L),同時用清水(CK1)和乙醇(CK2)作為對照,共設6個處理,每個處理重復3次.分別在各處理組中加入制備好的液態(tài)培養(yǎng)基1份,同時接種農桿菌,將各處理菌液置于28℃、200r/min環(huán)境下培養(yǎng).對菌液每12h進行1次吸光度值D(λ)600的測量.因苦瓜葉片乙醇提取液本身為綠色,為消除提取液自身顏色對吸光度的影響,另配制每個濃度下未接種農桿菌的培養(yǎng)基,測量吸光度值.最終測量值為含菌培養(yǎng)液的吸光度值減去不含菌培養(yǎng)液的吸光度值.
以SPSS17.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行處理和方差分析.
根據(jù)在600nm處測得的培養(yǎng)基吸光度值的變化,可以看出不同處理濃度和不同時間農桿菌的生長情況,結果如表1所示.
表1 農桿菌培養(yǎng)液在不同時間的D(λ)600Tab.1 D(λ)600of cultivation liquid of Agrobacterium at different time
由表1可以看出,CK1和CK2處理組D(λ)600相近,都顯著高于苦瓜葉片乙醇提取液中的D(λ)600.隨著提取液濃度的增大,農桿菌培養(yǎng)液的D(λ)600呈下降趨勢,但在6.3、12.5和25.0g/L 3個處理濃度下,培養(yǎng)液D(λ)600的差異沒有統(tǒng)計學意義.
為了更清晰地分析苦瓜葉片提取液對農桿菌生長的影響,作生長曲線如圖1所示.
圖1 農桿菌的生長曲線Fig.1 Growth curves of Agrobacterium
從處理濃度上來看,在4個時間段中,苦瓜葉提取物質量濃度為3.1g/L的處理組與其余各處理組之間的差異均具有統(tǒng)計學意義(p≤0.05).由圖1可以看出,在處理12h時,質量濃度為3.1g/L的處理組與6.3、12.5、25.0g/L處理組之間就開始出現(xiàn)差異,同對照組相比,此時農桿菌的生長已受到抑制,證明該濃度即為抑制農桿菌生長的有效濃度.隨著處理時間的延長,D(λ)600均逐漸增大,表明培養(yǎng)液中農桿菌數(shù)量逐漸增多.4個苦瓜葉提取物處理組的吸光度值均顯著低于2個對照組,表明苦瓜葉提取物對農桿菌具有抑制作用.其中質量濃度為3.1g/L處理組的農桿菌生長曲線同其他處理組始終差別較大,而且隨著作用時間的延長,差別也逐漸增大.其余3種濃度下農桿菌的生長曲線基本重合,由此可見,這3種濃度的苦瓜葉提取物對農桿菌的抑制效果近似.
從作用時間來看,對照組、質量濃度為3.1g/L處理組在4個時間段的菌液濃度始終呈上升趨勢;質量濃度為6.3、12.5、25.0g/L的處理組在36h之前為農桿菌的快速生長期,36h和48h之間菌液濃度達到最大,這說明處理時間達到36h后,農桿菌數(shù)量趨于穩(wěn)定.
由此表明,4個苦瓜葉提取物處理組中,質量濃度為3.1g/L的提取物開始對農桿菌產生顯著的抑制效果,但抑菌能力出現(xiàn)大幅度變化的臨界質量濃度為6.3 g/L,濃度再增大時,抑菌效果已沒有顯著提升.
本研究表明,苦瓜葉片提取液確實可以有效抑制農桿菌的生長.在4個處理濃度中,以6.3 g/L為抑制農桿菌生長的最適處理濃度.在4個時間段中,以24h為最佳的處理時間.
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