6種綠化植物葉片揮發(fā)性有機物對細菌的抑制作用

6種綠化植物葉片揮發(fā)性有機物對細菌的抑制作用

空氣是微生物傳播的重要手段，其含菌量受到多種因素的影響，如氣候條件、灰塵的粒徑、人類活動強度、土壤、化合物和土壤植被。其中，植物抑制的作用力對空氣含菌量的影響很大。植物是生物活性化合物的天然寶庫,其產生的次生代謝產物超過40萬種,其中大多數(shù)化學物質如萜烯類、生物堿、類黃酮、甾體、酚類、及部分基酸和多糖等均有抑菌作用。筆者采用菌落法和濾紙片法研究了在校園分布較廣的6種綠色植物葉片的揮發(fā)性有機物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的抑制作用,旨在對改善校內生態(tài)環(huán)境提供參考。1材料和方法1.1材料表面1.1.1植物、植物法國冬青、雪松、七葉樹、女貞、法國梧桐、三葉草6種植物,均采自西安文理學院校園內。采集新鮮的植物葉片(無蟲斑點,大小適中),去柄置陰涼通風處晾干,再用75%的乙醇試擦葉片,隨后用滅菌水漂洗3～5次,晾干備用。1.1.2ldzx-4001型立式自動熱電壓力蒸汽滅菌器LRH-250A生化培養(yǎng)箱(廣東醫(yī)療器械廠);LDZX-4011型立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器(上海申安醫(yī)療器械廠);SW-CJ-2F型雙面凈化工作臺(蘇州凈化設備有限公司)等。1.2方法1.2.1菌種的培養(yǎng)和成型將大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌分別接種在牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基上,37℃培養(yǎng)24h。將培養(yǎng)好的菌種挑取少許至裝有無菌生理鹽水的試管內,振蕩均勻,制成菌懸液。3種微生物懸液10倍稀釋6次,將大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌3種細菌懸液各取0.2ml,分別接種在牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基上,(先做平板,后加菌液),用涂布器涂布均勻。1.2.2揮發(fā)油的提取將新鮮的成齡葉洗凈、晾干、切碎,每個品種各取處理后葉片5和10g,用水蒸氣蒸餾-乙醚萃取法提取揮發(fā)油,用無水硫酸鈉干燥,得到的揮發(fā)物制成濃度1和濃度2,無菌放置24h后,轉移至滅菌后的培養(yǎng)皿中,將滅菌后直徑6mm濾紙片放入其中浸泡,加蓋同時紫外線滅菌30min。1.2.3試樣重復試驗待菌液被培養(yǎng)基吸收后,將培養(yǎng)基倒置,在皿蓋中分別加入供試碎葉0.5和1.0g,每組試樣3次重復(碎葉不與培養(yǎng)基接觸)。將細菌培養(yǎng)皿放入恒溫培養(yǎng)箱37℃培養(yǎng)24h,觀察平板培養(yǎng)基上微生物的生長情況,測量菌落的大小,計算菌落個數(shù)和抑菌率。1.2.4抑菌圈直徑測定取吸收菌液的培養(yǎng)基,將浸泡過的滅菌圓形濾紙片貼于培養(yǎng)基中部,將細菌培養(yǎng)皿放入恒溫培養(yǎng)箱37℃倒置培養(yǎng)24h,觀察平板培養(yǎng)基上微生物生長情況并用直尺測量抑菌圈直徑,抑菌圈直徑達8mm以上視為有抑菌作用,每種菌重復3個平板,計算其平均值。2結果與分析2.1根據防疫法測定的抗菌結果2.1.1法國有2.0g碎葉的抑菌率,主要有5.6種植物對大腸桿菌的抑菌作用見表1。由表1可知,隨著碎葉量的增加,供試植物的抑菌效果均增強。法國冬青、雪松、女貞、法國梧桐的抑菌效果較好,1.0g碎葉的抑菌率均在42%以上,其中法國冬青雪松和法國梧桐的抑菌率達66.2%以上,說明這幾種植物分泌的揮發(fā)性物質對大腸桿菌有明顯的抑菌作用;七葉樹、三葉草對大腸桿菌的抑菌作用較差。2.1.2植物抑菌率由表2可知,隨著碎葉量的增加,6種植物對金黃色葡萄球菌的抑菌效果均增強。植物抑菌率大小為法國冬青>法國梧桐>女貞>雪松>三葉草=七葉樹。法國冬青的1.0g碎葉抑菌率達50.6%,而七葉樹和三葉草的1.0g碎葉抑菌率為均11.3%,前者的抑菌效果是后兩者的4倍以上。2.1.3揮發(fā)性植物抑制枯草芽孢桿菌抑菌效果由表3可知,6種植物分泌的揮發(fā)性物質對枯草芽孢桿菌均有明顯的抑菌作用。其中法國冬青、雪松、女貞和法國梧桐在0.5g碎葉量時的抑菌率達30%以上,而1.0g碎葉量時的抑菌率達35%以上,說明這幾種植物分泌的揮發(fā)性物質對枯草芽孢桿菌的抑菌作用較強。而三葉草的抑菌率最低,與對照組相比,其菌落直徑變化幅度最小。2.2菌株抑菌及抑菌效果由表4可知,隨著葉片溶液濃度的增加,供試植物的抑菌效果增強。6種植物對大腸桿菌菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的抑制率排在前4位的是法國冬青、雪松、女貞和法國梧桐;其中法國冬青在2個濃度下對3種細菌抑菌圈均達20mm以上,顯示較好的抑菌效果;七葉樹、三葉草抑菌率均較低。此結果與菌落法所測結果相同。3抑菌保健功能植物產生次生代謝物抵御病蟲害的侵擾是植物與有害生物相互適應、演變、協(xié)同進化的結果。目前對植物抑菌殺菌作用機理的研究較少,有幾個著名的假說:①托金的“植物自然免疫理論”假說,認為植物分泌具有殺菌作用的物質,是為了保護植物本身不受外界微生物的危害。植物在長期的進化過程中都會產生一些對自身保護性的物質——植物殺菌素,能夠殺死細菌、真菌和某些多細胞生物;②植物創(chuàng)傷保護假說,認為植物受到創(chuàng)傷時會分泌大量揮發(fā)性殺菌,有人用此來解釋草地、草坪、樹木修剪后植物殺菌物質分泌增多的現(xiàn)象;③植物殺菌素形成與植物生長發(fā)育相關的假說,認為植物殺菌素在植物生長旺盛時殺菌作用最強,隨著植物生長代謝減弱或個體死亡,分泌殺菌素的過程隨即終止。實踐證明,植物葉片具有合成并釋放有抑菌作用的揮發(fā)性有機物的功能。法國冬青、雪松、七葉樹、女貞、法國梧桐、三葉草6種植物葉片釋放的揮發(fā)性有機物對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌都有較明顯的抑菌作用。法國冬青、雪松、女貞、法國梧桐的抑菌作用較強,其中1.0g法國冬青碎葉對3種細菌的抑菌率均達45%以上,對3種細菌抑菌圈達20mm以上,顯示了較好的抑菌效果,而三葉草、七葉樹的抑制作用較弱。葉片的破碎加強了這些揮發(fā)性物質的揮發(fā)作用,隨著葉片量的增加,供試植物的抑菌效果增強,呈劑量效應。這是因為葉片量的增加使空氣中的抑菌物質濃度增加所致。同一種植物對不同菌種的作用效果有較大差別,不同植物對同一種微生物的作用效果也不同。植物的活性成分與植物的生長情況和分布情況有很大關系,如種植地區(qū)、種植條件、收獲部位、成熟度、植物的儲藏以及提取方法等。但有些植物樣品中活性成分甚微,因而在供試濃度下未表現(xiàn)較強的活性。在高校綠化、美化、香化校園環(huán)境中,植物有防風、降噪、除塵、增濕、固土等生態(tài)功能,還具有抑菌、殺菌作用。揮發(fā)物的抑菌保健功能,既能改善校園空氣質量,又能促進