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news center 在中国，由于化学农药的滥用导致40种以上的主要农作物的病原微生物和害虫爆发抗药性、生态情形恶化、生物多样性水平降低等一系列问题，并且古板化学农药往往含有对人畜有害的因素，以植物体内对病原菌具有拮抗性的化学物质为主要因素的植物源农药，因其具有低毒、低残留、对非靶标生物及情形清静的特点而越来越受到重视。据研究，常用植物源农药有生物碱类化合物、黄酮类化合物、萜类化合物、挥发油等，差别类型的化合物具有差别的骨架结构，凭证化合物特征的的差别，选择差别方法举行提取，差别的化合物也具有差别的抑菌及提高植物抗氧化力等心理特征。本文综述了植物源农药中常见活性因素的结构表征、提取方法及其抑菌研究希望，旨为植物源农药的开发提供手艺支持。
一、植物源农药常用的活性提取物
1.生物碱类化合物
现在已发明的21,000多种生物碱类化合物，多漫衍在茄科植物的种、果、花、茎等植物部位。生物碱类化合物大多为环状结构，氮素被包括在碳环内。在抑菌时C1、C2、C9和C10中的羟基作为取代基会泛起结构取代的情形。生物碱常见类型有异喹啉类生物碱、喹啉类生物碱、吲哚类生物碱、哌啶类生物碱等，其中N-甲基四氢原小檗碱、原小檗碱和苯胺类生物碱的C2和C3的4阶碳和亚甲二氧基在提高N-甲基四氢原小檗碱的抗病毒、抗菌和抗真菌活性方面起着主要作用。当举行生物碱类化合物的结构优化时，可重点优化生物碱的C2和C3的4阶碳和亚甲二氧基，从而提高该类型化合物的抑菌效果。
2.黄酮类化合物
黄酮类化合物现在已发明800余种，属于植物的次生代谢物质�；仆嗟幕Ы峁估嘈徒隙�，一样平常以C6-C3-C6的形式为基础�；仆嗷衔锸潜讲�-γ-pyrone衍生物，当病菌对其举行侵染时，它会凭证其侧组位置和换位举行分类；其药理作用主要是凭证它的结构种别、羟基化水平、其他取代和共轭以及聚合水平相互协同相助，其中类黄酮在生物系统中�；ぷ饔霉橐蛴谒亲锴饣虻缱幼杂苫哪芰�；而芳香环上特殊位置的羟基能够提高抑菌作用。在举行黄酮类化合物的结构优化时，可先寻找到该物质芳香环的羟基，调解其位置，再审查该羟基在新位置上与它的结构种别、其他取代和共轭以及聚合水平相互协作的效果，从而抵达整体提高黄酮类化合物的抑菌效果。
3.萜类化合物
在自然产品中，萜类化合物是结构 多、结构 大的化合物之一，现在已发明50,000多种。萜类化合物可凭证异戊二烯举行分类，即将差别碳数目及组成结构举行线性排列，形成多个异戊二烯单位组成的头尾相连的异戊二烯聚合体，少部分萜类化合物也会以种种含氧衍生物的形式保存。萜类化合物主要由甲羟戊酸途径天生，但也可能泉源于2-C-甲基-D-赤藓糖醇4-磷酸，而缺少吡喃环时，则一样平常被以为没有活性，不具备抑菌作用。在举行萜类化合物的结构优化时，可以吡喃环为切入点举行研究，来提高萜类化合物的抑菌效果。
4.挥发油
挥发油又称植物精油，主要来自芳香植物，是脂溶性的自然化合物。植物精油因素重大，按化学结构分为芳香族、脂肪族和萜类，其中以萜类因素为主，主要包括单帖、倍半萜以及醇类、酚类、醚类、醛、酮、羧酸和酯等含氧衍生物�；臃⒂偷幕钚钥赡苁怯赡承┬』衔锶缦闱弁谋４嫠��；臃⒂退蛩靥�，可推测出抑菌作用主要源于它的组成因素的协同作用，并非一种物质的作用。举行结构优化太过重大。
二、活性物质提取方法
植物会通过自身的代谢功效合成差别的化学物质以及衍生物，这些物质具有抑菌、抗病、抗氧化等作用。因此可以凭证差别因素的特征选择合适提取方法举行因素提取。
1.生物碱类化合物
在提取生物碱时，生物碱的消融性能是提取方法选择依据，因此凭证差别生物碱在差别溶剂中的消融度举行溶剂选择，在举行亲水性生物碱的提取时要注重溶剂酸碱度的调理。Wei等将白屈菜破损后超声波提取，固液比为1∶8，提取液为75%乙醇，85%超声频率提取35 min获得白屈菜红碱；白屈菜红碱浓度为1.7×10-6mg/mL时，抑菌活性 高，对番茄枯萎病菌Z0413、黄瓜枯萎病菌Z0418等具有使用量少、抑菌性强的特点。Han等将延胡索破损后用正乙烷、乙酸乙酯、氯仿浸提分馏，纯化后获得3种异喹啉生物碱脱氢木犀草碱、针刺碱和虫草碱，3种碱对小麦叶锈病菌、花椒炭疽病菌均有一定的抑制作用，研究发明C-13和季铵盐中甲基的缺失氮原子在抗真菌药物中起着主要作用。陈伟等依次使用乙酸、氨水、正丁醇和甲醇对马铃薯薯芽与薯皮举行破损萃取，一直调理溶剂酸碱度， 后获得马铃薯糖苷生物碱；随着浓度增大，马铃薯糖苷生物碱对枸杞致腐病原菌镰孢菌的抑制作用随之增强，但浓度不可高于0.15 g/mL。周兵等凭证醇-酸水-有机溶剂提�。�95%乙醇回流提取2 h后，依次用酸性水溶液和浓氨水举行酸碱处置惩罚， 后用氯仿萃�。┓ǘ运槊咨菥ゾ傩凶苌锛钐崛�；随着浓度的增添，总生物碱对水稻稻瘟病菌、油菜菌核病菌、番茄早疫病菌和杨树溃疡病菌的抑制作用随之增添，但对水稻苗高有严重抑制作用。
因此，在提取生物碱时，不但要凭证溶剂极性来提取对应的生物碱类化合物，还要在提取历程中一直调理溶剂的酸碱度。差别类型的生物碱对差别的植物病害有一定的抑制作用，总生物碱类化合物不可用于水稻田，会影响水稻幼苗的生长。
2.黄酮类化合物
黄酮类化合物提取的要害在于所提取的黄酮类物质是游离苷元照旧苷类化合物，差别的化合物使用极性差别的溶剂，极性越大的溶剂所提取的极性化合物含量会越多，差别极性的溶剂混淆提取会泛起协同作用。Bartmańska等使用差别极性的溶剂划分从破除的啤酒花残渣中浸提获得7种黄酮类化合物，其中2种为自然黄酮（α,β-二羟基胡萝卜素和8-丙基柚皮素），提取黄腐醇含量 多的溶剂是甲醇＋二氯甲烷；丙酮、乙酸乙酯、甲醇的粗提物对镰刀菌的抑制所差无几，而亚甲基氯化物则对灰霉病菌有较强的抑制作用。EL-Hefny等使用乙酸乙酯和甲醇划分对大黄的根部举行萃取，分馏疏散后物质用蒸馏水配制成含有黄酮-3-醇和二苯乙烯的药液，并对田间熏染稻瘟菌的小麦举行抑菌试验；效果显示，其能显著抑制病菌孢子的萌发。
3.萜类化合物
萜类化合物常用的提取方法为压榨法、水蒸气蒸馏法、脂浸润法、超灵界流体萃取法和溶剂提取法。前4种要领可用于提取精油，一样平常萜类提取都是凭证提取物质的苷元形式选择差别极性、差别沸点的溶剂。Oludemi等将灵芝 行乙醇回流提取，干燥后凭证提取时间78.9 min、提取温度90℃、溶剂62.5%乙醇举行热萃取，获得提取率为（4.9±0.6）%，含量为（435.6±21.1）mg/g的三萜。Popov等研究发明，乙酸乙酯提取白桦醇的纯度比95%乙醇提取的白桦醇纯度高，并且可以在乙酸乙酯提取完白桦醇之后，使用水蒸馏法将提取残渣中的乙酸乙酯接纳，形成绿色萃取。Qun等通过使用蒸馏水，包管1∶55 （g/mL）的固液比，在超声波-微波辐照功率90Ｗ，提取周期75 s的条件下对角果举行三萜类化合物提取，获得16.789 mg/g，与预期相符。
4.挥发油
挥发油 常见的因素就是单帖及倍半萜，因此提取精油时常用水蒸气法和超临界流体萃取法。Bammou等通过水精蒸馏装置对蚤草属举行水蒸气蒸馏，提取精油对尖孢镰刀菌有一定的抗性。Shukla等使用超临界CO2对干姜举行多疏散器在线分馏，CO2接纳率为96.15%。工业生产中的工艺优化及其验证标度单位批注，超临界CO2萃取和同步萃取分馏可用于一系列自然生物活性化合物，如维生素、必需脂肪酸。Agha等接纳二维气相色谱法和浅易气相色谱法对天竺葵提取挥发油的化学因素举行检测，挥发油的主要因素是香茅醇、香叶醇和芳樟醇�；臃⒂鸵捕嘤糜诠弑Ｏ始懊雷毙幸抵�，以是使用超临界CO2作为萃取剂，既价钱低廉，又无残留，且不破损化合物结构。在提取种种化合物时，除了凭证差别提取物质选择差别极性的溶剂外，可以接纳微波辅助提取或超声波辅助提取方法。比照古板的溶剂提取法，通过超声或微波爆发切向力，使溶剂渗入，加速有用因素进入提取溶剂中，从而提高提取率，且不降低提取物的活性。郭孝武划分使用超声波辅助提取法、回流提取法、浸提法对益母草的总生物碱举行提取，发明超声波辅助提取法的提取率较其他2种要领要高，且未改变提取物的化学结构。
三、活性物质抑菌机制
1.生物碱类化合物
生物碱类化合物可以在需要�；さ南赴闲纬梢徊惚；つ�，从而镌汰其他病菌对细胞的破损。Zhao等使用异喹啉生物碱对稻瘟病菌举行抑制试验，效果批注，菌丝体弯曲、崩解，细胞膜完整性受损，同时还抑制菌丝的活性氧天生，破损了菌丝的膜功效和细胞增殖。
关于病菌抑制，生物碱类化合物可对病菌细胞基因及酶类举行影响，或者对细胞膜、菌丝生长形态造成影响，从而抵达抗病的作用。
2.黄酮类化合物
黄酮类化合物的抗病性可能是非特异性的，通过黄酮类化合物的抗氧化性，使致病菌因缺氧而失去活性，影响生物膜的形成、膜的通透性等心理特征，影响某些酶对细胞质的抑制。Rachmawaty等对干燥的可可果举行破损后使用7∶3的丙酮水溶液浸提3次，获得黄酮类化合物，发明其对尖孢菌的孢子有强烈的抑制作用。Chen等研究发明黄芩素在32和64μg/mL时对病菌具有下调群体感应系统调理因子及基因细胞间粘附素在生物膜中的表达生产细胞的能力。
3.萜类化合物
萜类化合物对真菌的抑制作用主要体现在对真菌菌丝的生长抑制，使其尖端膨胀、分支形成孢子�；蚴咕慷狭�，对细胞造成破损以及对真菌细胞卵白的下调。杨婷等对13种萜类化合物举行抑菌筛选，其中，香芹酚、丁香酚、异丁香酚、枯茗醛、百里香酚对孢炭疽菌的 佳抑制浓度为50μg/mL。Alexa等对丹参和百里香划分举行萃取，获得γ-松油烯和ｐ-百里香酚，两者混淆对禾谷镰刀菌有一定的抑制协同作用。丁兰等从香茶菜属中疏散出4种萜类物质（leukamein E、weisiensin B、熊果酸和2-α-羟基熊果酸），并考察几种物质对蝴蝶兰茎腐病中疏散出的镰孢属真菌的抑制活性；发明真菌的菌丝简短膨大成为囊泡，泛起断裂，逐渐变为空泡；菌丝体细胞膜结构被严重破损，且大大改变了其通透性。
4.挥发油
挥发油是通过精油及其组分对细胞膜造成破损，增大膜的通透性，致使细胞内的物质走漏，或直接破损病菌的酶系统，致其殒命。Moghaddam等发明从山羊草种子中提取的精油对青枯病菌有较强的抑制活性，能够显著抑制菌丝的生长。Yu等考察从茶树中提取的精油对灰霉病菌的抑制活性，研究发明精油中的α-松油醇、1,8-桉叶素混淆后能穿透病菌细胞，破损细胞器而不影响细胞膜透性。相比之下，松油烯破损了膜的完整性，增添了膜的通透性，导致离子渗漏和膜功效障碍。
四、展望
现在研究职员对种莳植物源化合物已有一定的研究，但差别类型化合物的生物功效和生态化学功效尚未被充分研究，例如化合物在植物体内代谢历程、所具有的功效，以及在生态情形中的保存形式与归宿途径等。
在提取工艺中，不但要思量优化工艺增添物质提取率或提取出其他物质类型，还要思量提取本钱，以及商业生产的经济性，是否适用于工厂批量化生产。例如将许多高质量的有价值的化合物被一个简单的办法接纳，从某种低廉的植物中获得大宗高质量的化合物等。关于植物源农药，所需化合物的活性筛选仍然是新农药开发的要害办法，具有较高活性的化合物可以直接开发为新药�；衔锏慕峁构赜谝志钚杂凶胖饕跋�，因此可以将“组学”手艺与分子网络药理学相团结，在原物质结构的基础上举行结构修饰，合成具有高效抑菌能力的新物质。
泉源：《黑龙江农业科学》2021年第7期
作者：淮阴工学院生命科学与食物工程学院 于忻滢 张国良 范松 黄志炜 张叶
