中藥材霉變的生物防治研究進(jìn)展

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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(duì)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(chēng)“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(duì)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(guó)內(nèi)外用生物防治技

2、術(shù)對(duì)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(duì)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(duì)幾種土壤真菌有拮抗作用的研究結(jié)果后，許多人對(duì)木霉的生物防治作用產(chǎn)生了極大興趣,陸續(xù)就木霉對(duì)植物病原真菌的拮抗作用及其機(jī)制開(kāi)展了研究。目前已經(jīng)報(bào)道的木霉至少對(duì)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(duì)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(jiàn)木霉對(duì)曲霉、青霉等霉菌拮抗作用的研究報(bào)道。目前，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)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(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(lèi)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(lèi)型、霉菌的類(lèi)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(xiàn)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(pán)

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(guò)藥材內(nèi)部某種活動(dòng)影響道地藥材的形成。江東福等［10］在內(nèi)生菌和龍血樹(shù)Dracaena cochinchinensis血竭形成關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌對(duì)龍血樹(shù)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(xiàn)蓮Anoe

7、ctochilus roxburghii無(wú)菌苗進(jìn)行共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌對(duì)金線(xiàn)蓮生長(zhǎng)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(zhǎng)。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(lèi)物質(zhì)。姜廣策等［13］從中國(guó)南海紅樹(shù)Rhizophora chinensis中分離出來(lái)的內(nèi)生真菌能產(chǎn)生灰黃霉素A和多種醌類(lèi)抗生素，對(duì)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(jiàn)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(guò)水解細(xì)胞壁抑制霉菌的生長(zhǎng)。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(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。內(nèi)生菌可以與霉菌形成營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)的對(duì)抗關(guān)系，使霉菌因得不到正常的營(yíng)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(jìng)爭(zhēng)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(duì)食草動(dòng)物和昆蟲(chóng)具有毒性，其中一些對(duì)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(duì)霉菌有明顯的抑制作用。植物內(nèi)生菌是潛力巨大、正在開(kāi)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(zhǎng)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(xiàn)菌自從Cohn在1872年發(fā)現(xiàn)放線(xiàn)菌至今,已報(bào)道的放線(xiàn)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(xiàn)菌。放線(xiàn)菌對(duì)霉菌的抑制作用包括兩個(gè)方面，一是放線(xiàn)菌直接的拮抗作用，如對(duì)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(xiàn)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(guó)內(nèi)廣泛用于霉菌的生物防治［19］；另一作用是利用放線(xiàn)菌產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物-抗生素。抗生素多是由放線(xiàn)菌產(chǎn)生的、在低濃度下對(duì)其它微生物生長(zhǎng)有抑制或殺滅作用的一類(lèi)非酶類(lèi)化學(xué)物質(zhì)。我國(guó)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(guó)家正式注冊(cè)登記的抗生素類(lèi)殺菌劑和防霉劑有十幾種。這些防霉劑多數(shù)對(duì)中藥材霉變有很好的防治效果。朱桂寧等［20］測(cè)定了抗生素防霉劑納他霉素（natamycin）對(duì)溜曲霉A.tamarii等10種引起廣西倉(cāng)儲(chǔ)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(zhǎng)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(guò)40萬(wàn)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(lái)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(duì)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(cè)定提取物的抗菌活性發(fā)現(xiàn)連翹提取物對(duì)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(duì)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(zhǎng)鏈酚類(lèi)物質(zhì)是主要的抗菌化合物，如白果酚(ginkgol)和漆樹(shù)酸(anacardic acid)。目前已經(jīng)研究過(guò)對(duì)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(yú)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(lèi)化合物、黃酮類(lèi)化合物以及倍半萜烯類(lèi)化合物中，但其作用機(jī)理還不完全清楚。