6种绿化植物叶片挥发性有机物对细菌的抑制作用

6种绿化植物叶片挥发性有机物对细菌的抑制作用

空气是微生物传播的重要手段，其含菌量受到多种因素的影响，如气候条件、灰尘的粒径、人类活动强度、土壤、化合物和土壤植被。其中，植物抑制的作用力对空气含菌量的影响很大。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40万种,其中大多数化学物质如萜烯类、生物碱、类黄酮、甾体、酚类、及部分基酸和多糖等均有抑菌作用。笔者采用菌落法和滤纸片法研究了在校园分布较广的6种绿色植物叶片的挥发性有机物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的抑制作用,旨在对改善校内生态环境提供参考。1材料和方法1.1材料表面1.1.1植物、植物法国冬青、雪松、七叶树、女贞、法国梧桐、三叶草6种植物,均采自西安文理学院校园内。采集新鲜的植物叶片(无虫斑点,大小适中),去柄置阴凉通风处晾干,再用75%的乙醇试擦叶片,随后用灭菌水漂洗3～5次,晾干备用。1.1.2ldzx-4001型立式自动热电压力蒸汽灭菌器LRH-250A生化培养箱(广东医疗器械厂);LDZX-4011型立式自动电热压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂);SW-CJ-2F型双面净化工作台(苏州净化设备有限公司)等。1.2方法1.2.1菌种的培养和成型将大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌分别接种在牛肉膏蛋白胨琼脂培养基上,37℃培养24h。将培养好的菌种挑取少许至装有无菌生理盐水的试管内,振荡均匀,制成菌悬液。3种微生物悬液10倍稀释6次,将大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌3种细菌悬液各取0.2ml,分别接种在牛肉膏蛋白胨琼脂培养基上,(先做平板,后加菌液),用涂布器涂布均匀。1.2.2挥发油的提取将新鲜的成龄叶洗净、晾干、切碎,每个品种各取处理后叶片5和10g,用水蒸气蒸馏-乙醚萃取法提取挥发油,用无水硫酸钠干燥,得到的挥发物制成浓度1和浓度2,无菌放置24h后,转移至灭菌后的培养皿中,将灭菌后直径6mm滤纸片放入其中浸泡,加盖同时紫外线灭菌30min。1.2.3试样重复试验待菌液被培养基吸收后,将培养基倒置,在皿盖中分别加入供试碎叶0.5和1.0g,每组试样3次重复(碎叶不与培养基接触)。将细菌培养皿放入恒温培养箱37℃培养24h,观察平板培养基上微生物的生长情况,测量菌落的大小,计算菌落个数和抑菌率。1.2.4抑菌圈直径测定取吸收菌液的培养基,将浸泡过的灭菌圆形滤纸片贴于培养基中部,将细菌培养皿放入恒温培养箱37℃倒置培养24h,观察平板培养基上微生物生长情况并用直尺测量抑菌圈直径,抑菌圈直径达8mm以上视为有抑菌作用,每种菌重复3个平板,计算其平均值。2结果与分析2.1根据防疫法测定的抗菌结果2.1.1法国有2.0g碎叶的抑菌率,主要有5.6种植物对大肠杆菌的抑菌作用见表1。由表1可知,随着碎叶量的增加,供试植物的抑菌效果均增强。法国冬青、雪松、女贞、法国梧桐的抑菌效果较好,1.0g碎叶的抑菌率均在42%以上,其中法国冬青雪松和法国梧桐的抑菌率达66.2%以上,说明这几种植物分泌的挥发性物质对大肠杆菌有明显的抑菌作用;七叶树、三叶草对大肠杆菌的抑菌作用较差。2.1.2植物抑菌率由表2可知,随着碎叶量的增加,6种植物对金黄色葡萄球菌的抑菌效果均增强。植物抑菌率大小为法国冬青>法国梧桐>女贞>雪松>三叶草=七叶树。法国冬青的1.0g碎叶抑菌率达50.6%,而七叶树和三叶草的1.0g碎叶抑菌率为均11.3%,前者的抑菌效果是后两者的4倍以上。2.1.3挥发性植物抑制枯草芽孢杆菌抑菌效果由表3可知,6种植物分泌的挥发性物质对枯草芽孢杆菌均有明显的抑菌作用。其中法国冬青、雪松、女贞和法国梧桐在0.5g碎叶量时的抑菌率达30%以上,而1.0g碎叶量时的抑菌率达35%以上,说明这几种植物分泌的挥发性物质对枯草芽孢杆菌的抑菌作用较强。而三叶草的抑菌率最低,与对照组相比,其菌落直径变化幅度最小。2.2菌株抑菌及抑菌效果由表4可知,随着叶片溶液浓度的增加,供试植物的抑菌效果增强。6种植物对大肠杆菌菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的抑制率排在前4位的是法国冬青、雪松、女贞和法国梧桐;其中法国冬青在2个浓度下对3种细菌抑菌圈均达20mm以上,显示较好的抑菌效果;七叶树、三叶草抑菌率均较低。此结果与菌落法所测结果相同。3抑菌保健功能植物产生次生代谢物抵御病虫害的侵扰是植物与有害生物相互适应、演变、协同进化的结果。目前对植物抑菌杀菌作用机理的研究较少,有几个著名的假说:①托金的“植物自然免疫理论”假说,认为植物分泌具有杀菌作用的物质,是为了保护植物本身不受外界微生物的危害。植物在长期的进化过程中都会产生一些对自身保护性的物质——植物杀菌素,能够杀死细菌、真菌和某些多细胞生物;②植物创伤保护假说,认为植物受到创伤时会分泌大量挥发性杀菌,有人用此来解释草地、草坪、树木修剪后植物杀菌物质分泌增多的现象;③植物杀菌素形成与植物生长发育相关的假说,认为植物杀菌素在植物生长旺盛时杀菌作用最强,随着植物生长代谢减弱或个体死亡,分泌杀菌素的过程随即终止。实践证明,植物叶片具有合成并释放有抑菌作用的挥发性有机物的功能。法国冬青、雪松、七叶树、女贞、法国梧桐、三叶草6种植物叶片释放的挥发性有机物对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌都有较明显的抑菌作用。法国冬青、雪松、女贞、法国梧桐的抑菌作用较强,其中1.0g法国冬青碎叶对3种细菌的抑菌率均达45%以上,对3种细菌抑菌圈达20mm以上,显示了较好的抑菌效果,而三叶草、七叶树的抑制作用较弱。叶片的破碎加强了这些挥发性物质的挥发作用,随着叶片量的增加,供试植物的抑菌效果增强,呈剂量效应。这是因为叶片量的增加使空气中的抑菌物质浓度增加所致。同一种植物对不同菌种的作用效果有较大差别,不同植物对同一种微生物的作用效果也不同。植物的活性成分与植物的生长情况和分布情况有很大关系,如种植地区、种植条件、收获部位、成熟度、植物的储藏以及提取方法等。但有些植物样品中活性成分甚微,因而在供试浓度下未表现较强的活性。在高校绿化、美化、香化校园环境中,植物有防风、降噪、除尘、增湿、固土等生态功能,还具有抑菌、杀菌作用。挥发物的抑菌保健功能,既能改善校园空气质量,又能促进