植物挥发性有机物对大肠杆菌和枯草芽孢的抑菌效果研究.doc

植物挥发性有机物对细菌的抑制效果研究
高凤 段程伟
（西安文理学院08级1班，陕西，西安，710065）

摘要：【目的】研究雪松、女贞两种植物叶片的挥发性有机物对细菌的抑制作用。【方法】提取雪松、女贞两种植物叶片释放的挥发性有机物，用菌落法和滤纸片法研究其对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等的抑制作用。【结果】两种植物叶片释放的挥发性有机物对两种细菌都有抑制作用，而且，女贞的抑菌效果明显强于雪松。【结论】雪松、女贞的挥发性有机物抑菌效果明显，在选择城市绿化中，应选择抑菌作用强的树种作为绿化树种。
关键词:绿色植物：挥发性有机物：抑菌
Study on Antibacterial Effect of Volatile Organic compounds extracted from Green Plants
GAOFeng,DUANChengWei
(Department of Life Science, xi`an University of Arts and Science, Xi`an,shanxi710065)
Abstract:[objective]Study the Antibacterial effect of volatile organic compounds extracted from Cedrus deodara(Roxb.)G.Don and Ligusrtum lucidum Ait.[Method]Extract the volatile organic compounds from leaves of two kinds of plants,Antibucterial effects were researched on Escherichia coil,Latin Name Bacillus subtilis(Ehrenberg) Cohn by using the colony and filter paper-research method.[Results]Two kinds of plants` volatile organic compounds have obvious inhibition effect to fungns. Ligusrtum lucidum Ait`s antibacterial effect is stronger than Cedrus deodara(Roxb)G.Don.[Conclusion] Cedrus deodara(Roxb.)G.Don and Ligustum lucidum Ait have strong inhibition effect to two kinds of fungns .In the select of urban greening ,we should choose these trees which have the strong
inhibition effect as green trees.
Key words: Green plants; Vlatile organic compounds; Antibacterial

空气是微生物传播的重要媒介，其含菌量受多种因素的影响，如气候条件、尘埃颗粒的粒径、人为的活动强度、土壤、化学污染物质、地面植被等，其中植物抑菌作用强度对空气含菌量的影响较大[1]。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[2]。全球每年非甲烷挥发性有机物排放90%以上来源于植物排放，异戊二烯的排放占全球非甲烷挥发性有机物总排放的一半左右，这使得它成为单一和最大的进入大气的挥发性有机物排放源。
在常见绿化植物中,雪松（Cedrus deodara (Roxb.) G. Don）属松科雪松属, 常绿乔木, 树冠圆锥形, 材质坚实, 具香气, 树形美观, 常作庭园树种。女贞（Ligustrum lucidum Ait）木犀科女贞属乔木植物，叶革质而脆，椭圆形或卵状披针形，一般作道路绿化。绿化植物对改善生活生态环境发挥非常重要的作用，出于此本试验用菌落法和滤纸片法研究了在校园分布较广的雪松和女贞叶片的挥发性有机物对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌的抑制作用，旨在对改善校内生态环境提出参考。
1材料和方法
1.1材料
1.1.1供试植物 雪松、女贞两种植物，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)，去柄后用清水洗，置阴凉通风处晾干，再用75%的酒精试擦叶片，随后用蒸馏水漂洗3 ～5次、晾干备用。
1.1.2实验仪器 仪器型号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） 水浴回流装置等(见图1)。
1.2方法
1.2.1供试菌种的活化及菌悬液的配制 将大肠杆菌、枯草芽孢杆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三角瓶内，用血球计数板计数将浓度调节至106个／ml震荡均匀，制成菌悬液。2种微生物悬液10倍稀释6次，将大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、2 种细菌悬液板各取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植物挥发性有机物的提取 将新鲜的成龄叶洗净、晾干, 切碎，每个品种各取处理后叶片5g，盛于圆底烧瓶中，加入100ml无水乙醇，250ml蒸馏水，在80℃下水浴回流16h，溶液颜色有绿色变为棕色，然后过滤，提取出挥发油,将其做一倍稀释分别记为浓度1和浓度2，将灭菌后的直径6mm滤纸片放入其中浸泡，无菌放置24h。
1.2.3菌落法测定供试植物对微生物的抑制作用 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0.5g、1 g、1.5 g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生长情况，测量菌落的大小，计算菌落个数，计算抑菌率。
1.2.4滤纸片法供试植物对微生物的抑制作用 取吸收了菌液的培养基，将浸泡过的灭菌圆形滤纸片泡贴于培养基中部，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尺测量抑菌圈直径，每种菌重复实验3个平板，计算其平均值。
2结果与分析
2.1菌落法测得的抑菌结果
2.1.1供试植物对大肠杆菌的抑制作用 2种植物对大肠杆菌的抑菌率由表 1所示，随着碎叶量的增加,供试植物的抑菌效果均增强。
表1 2种植物对大肠杆菌的抑制作用(菌落法)

组别
对照菌落
(个)
0.5g碎叶
（个）
抑菌率
1g碎叶
（个）
抑菌率
1.5g碎叶
（个）
抑菌率
雪松
45
33
26%
28
38%
14
69%
女贞
52
36
30%
27
48%
9
83%
注：所数菌落为直径大于5mm.
2.1.2供试植物对枯草芽孢杆菌的抑制作用 2种植物都枯草芽孢杆菌由表2所示，随着碎叶量
的增加,供试植物的抑菌效果均增强。

组别
对照菌落
（个）
0.5g碎叶
（个）
抑菌率
1g碎叶
（个）
抑菌率
1.5g碎叶
（个）
抑菌率
雪松
57
50
12%
39
32%
30
53%
女贞
79
68
14%
43
46%
26
67%
注：所数菌落为直径大于5mm.
2.2滤纸片法测得的抑菌结果
滤纸片法实验结果如表 3所示，随着叶片溶液浓度的增加,供试植物的抑菌效果增强。
表3 滤纸片法测得2种植物对细菌的抑制作用（mm）

细菌种类
浓度
雪松
女贞
大肠杆菌
浓度1
20mm(图2)
30mm(图3)
浓度2
15mm(图4)
27mm(图5)
枯草芽孢杆菌
浓度1
14mm(图6)
24mm(图7)
浓度2
17mm(图8)
21mm(图9)
3 结论与讨论
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[4]。目前对植物抑菌杀菌作用机理的研究还比较少,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尤其是微生物的危害。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出大量挥发性杀菌，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，此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[5] 。
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。雪松 、女贞植物叶片释放的挥发性有机物对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌都有较明显的抑菌作用。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。同一种植物对不同的菌种的作用效果有较大的差别,不同的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的关系，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[1]。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, 又能以促进人体的健康。因此在选择绿化植物时，应充分考虑植物的抑杀菌作用。
在实验过程中对实验也进行了一些改进，把整叶改为碎叶可以提高抑菌的效率，在把叶子放入培养皿前进行2h的紫外线灭菌可以进一步防止被污染的可能，还加长对滤纸片浸泡时间并在此过程中用紫外线灭菌可以是挥发性有机物进一步被吸收并且防止被污染。
参考文献
[1] 石靖，赵咏梅，张强.常见绿化植物挥发性有机物抑菌效果研究【A】.西安文理学报
[2] 肖靖萍，任宇红.松针抑菌作用的研究 .食品科学,1994,2
[3] 胡仁火,任国祥，徐辉等.8种植物挥发性物质的抑菌杀菌作用[J]. 咸宁学院学报,2007,27(3)：108-111
[4] 黄枢.城市绿化建设的目标应是改善生态环境[J].环境保护,2002,(7):22-24.
[5] 马志卿,李广泽,何军等.植物源农药的定义,特点及研究进展[A].张兴.植物农药与药剂毒理学研究进展[M].北京：中国农业科学出版社， 2002．113-120.

图1 水浴回流装置

图2 图3
图4

图5 图6

图7 图8