天然耐腐性木材抽提液对黄孢原毛平革菌的抑制性研究

张 勰， 许忠坤， 徐清乾

(湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004)

天然耐腐性木材抽提液对黄孢原毛平革菌的抑制性研究

张 勰， 许忠坤， 徐清乾

(湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004)

采用简单微量抽提法获得苦楝、圆柏、红心材杉木、普通杉木等天然耐腐性木材的抽提液，通过涂布平板法和牛津杯法比较其木材抽提液对黄孢原毛平革菌的抑制效果。结果表明：苦楝、圆柏、普通杉木及红心杉木木材的水抽提液以及圆柏和普通杉木木材的乙醇抽提液对黄孢原毛平革菌(P.c)的抑制效果不明显；苦楝和红心杉木木材的乙醇抽提液对P.c具有较显著地抑制性，抑菌率分别为52.2%和40.8%。

苦楝； 圆柏； 红心材杉木； 天然耐腐性； 木材抽提液； 黄孢原毛平革菌； 抑制

木材的天然耐腐性是指木材在使用时所具有的抵抗微生物腐败的能力，它与木材的树种、密度、抽提物等密切相关[1]。木材抽提物是存在于木材组织中分子量较小的非细胞壁组成物，可用水、醇、乙醚、苯、丙酮等溶剂浸提出来的物质。抽提物种类繁多，因树种、提取试剂等不同差异明显，多包含有多元酚类、树脂酸类、萜类、单宁、生物碱等。其中不少抽提物对微生物有抑制性。于文喜等[2]发现暴马丁香心材提取物具有较强的抗菌活性。李坚[3]等认为长白落叶松心材甲醇提取物对白腐菌的抑制效果较好。山槐心材甲醇抽提物有较强的防腐活性，对某些腐朽菌的防腐效力可与商业用防腐剂ACC相当[4]。依据我国国家标准GB/T13942.1-2009, GB/T13942.2-2009，圆柏(Sabinachinensis)木材为强耐腐，杉木(Cunninghamialanceolata)、苦楝(Meliaazedarach)木材为耐腐。红心材杉木是杉木的特殊变异类型，其材质优良，纹理细密[5]。范国荣等研究发现，红心杉木材抽提物含量高于普通杉木[6]。近年来，植物源木材防腐剂的低毒、低残留、环境友好等逐渐成为木材防腐研究的热点[7～12]。从具有天然耐腐性的木材中获取可靠的抑菌成分是开发植物源木材防腐剂的前提。白腐菌是目前所发现的一类唯一能彻底降解木质素的微生物,它可以分泌木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶等胞外酶降解木质素。黄孢原毛平革菌是白腐菌的典型代表[13]。因此，作者研究了几种天然耐腐性木材树种的抽提液对白腐菌黄孢原毛平革菌(PhanerochaetechrysosporlumP.c.)的抑制效果，为开发新型木材防腐剂提供依据。

1 材料与方法

1.1 木材采集及处理

苦楝和圆柏木材采自南京林业大学。苦楝样木的胸径25.6 cm，树高18.3 m；圆柏样木的胸径18.5 cm，树高16.1 m。用生长锥在树干胸径(距地面约1.3 m)处钻取若干个直径木芯。红心材杉木、普通杉木取自湖南省会同县。红心杉样木的胸径19.4 cm，树高14.3 m；普通杉样木的胸径19.2 cm，树高14.7 m。取伐倒木胸径处厚约5 cm的圆盘。将所有木材试样烘干，研磨成木粉，过80目筛，备用。

1.2 抽提物的制备

以去离子水和乙醇(分析纯)为抽提液。准确称量0.5 g木粉，置于1.5 mL离心管中；向离心管中加入1 mL溶剂，各重复3次；震荡摇匀放入混匀仪，温度70 ℃，抽提24 h；用移液枪小心将上清液移入新的离心管，4 ℃保存。

1.3 抑菌性试验

1.3.1 试验材料 采用PDA培养基(马铃薯、琼脂粉、葡萄糖。试验菌种)；黄孢原毛平革菌(P.c)取自南京林业大学微生物实验组。

1.3.2 试验方法

(1)涂布平板法。预先培养菌落，挑取菌株，移入装有0.2 mL无菌水的离心管中,滴加等体积的木材抽提液，充分混匀后，涂布平板，每处理重复3次。同时设乙醇和蒸馏水为对照。密封平板，置于28 ℃的恒温箱内培养72 h，观察试验结果。

(2) 牛津杯法。吸取0.2 mL菌液均匀涂布于平板上，将灭菌后的牛津杯(内径6 mm，外径7.8 mm，高10 mm)放于平板中央。分别滴入0.5 mL对照溶液和木材抽提液。每处理重复3次。28 ℃恒温恒湿箱培养72 h。用十字交叉法测量菌落直径，计算抑菌率。

菌丝生长抑制率(%)=

2 结果与分析

2.1 涂布平板法不同木材提取液抑菌效果比较

苦楝、圆柏、普通杉木和红心材杉木等木材的水抽提液对P.c的抑制效果如图1所示。由图1可知：含有苦楝木材抽提液的培养基菌株生长较好(图1 — b)，该抽提液对P.c不具有抑制效果；含有圆柏木材抽提液的培养基上菌落生长略有不均匀(图1 — c)，菌株生长有被抑制的可能；含有普通杉木与红心杉木木材水抽提液的培养基上菌落生长相似，与对照平板(图1 — a)相比，这2个培养基上生长的菌丝较薄(图1 — d,e)，可能P.c的生长速率受到了抑制。

图2是几种木材乙醇抽提液的培养基平板。由图2可知： 含有苦楝木材乙醇抽提液的培养基多数区域被菌株覆盖，只有较少区域没有菌株生长(图2 — b)，菌株生长受到一定的抑制，效果优于其水抽提液；含有圆柏木材乙醇抽提液的培养基仅在中心区域有极少量的菌株生长受限(图2 — c)，因此该抽提液对P.c几乎没有抑制效果，与其水抽提液效果相似；含有普通杉木木材乙醇抽提液的培养基与其水抽提液的效果相似，虽然菌落生长较慢，但抑制效果并不明显(图2 — d)；但是含有红心杉木木材乙醇抽提液的培养基上菌株生长明显受到限制，有相当部分培养基上并没有菌落生长(图2 — e)，效果优于水抽提液，可以认为红心杉木材乙醇抽提液对P.c具有较显著的抑制效果。

2.2 牛津杯法不同木材提取液抑菌效果比较

涂布平板法可以用来检验抑菌效果，而牛津杯法则可以量化抑菌效果。苦楝、圆柏、普通杉木和红心材杉木木材的水、乙醇抽提液对黄孢原毛平革菌的抑制效果如图3所示。从图3中可以看出，各个树种乙醇抽提液对黄孢原毛平革菌的抑制效果好于水抽提液，其中红心杉木和苦楝的乙醇抽提液抑菌效果较好，分别为52.2%和40.8%；普通杉木提取液对黄孢原毛平革菌的抑菌效果最差。

(a)为对照(b)为苦楝(c)为圆柏(d)为普通杉木(e)为红心杉木图1 木材水抽提液对P.c的抑制效果Fig.1 Theantibacterialactivityeffectsofwaterextractsofwood

(a)为对照(b)为苦楝(c)为圆柏(d)为普通杉木(e)为红心杉木图2 木材乙醇抽提液对P.c的抑制效果Fig.2 Theantibacterialactivityeffectsofethanolextractsofwood

图3 不同木材抽提液对黄孢原毛平革菌生长的抑制率Fig.3 The antibacterial rate of P. chrysosporlum of different wood extract

3 结论与讨论

本研究采用简易微量法获取了苦楝、圆柏、普通杉木和红心杉木木材的水及乙醇抽提液，在没有任何二次复配处理下比较了抽提液对黄孢原毛平革菌的抑制效果。发现不同树种的木材抽提液对黄孢原毛平革菌(P.c)的抑制效果不尽相同，抽提试剂也会影响提取液的抑菌效果。几种木材的水抽提液对P.c的抑制效果甚微，而乙醇抽提液对P.c的抑制效果在树种之间差别明显。其中苦楝和红心杉木木材乙醇抽提液的抑制效果比较明显，抑菌率分别为52.2%和40.8%，但是圆柏和普通杉木木材乙醇抽提液没有显著的抑制效果。由此可见，具有天然耐腐性的木材并不只是抽提物在起作用，而是木材结构与化学组成共同作用的结果，木材的超微结构和细胞壁特征等可能是主要原因。简单抽提可能其抽提出的成分种类和浓度有限，也限制了其抑菌性。另外，单独使用某一种溶剂抽提，其抽提物可能不具备高效和广谱的抑菌性。所以，将抽提物与其他化学组分复配，可能会有更好的防腐效果。徐国祺[14]等将樟树叶抽提物复配后处理毛竹，发现其提升了竹材对白腐菌、褐腐菌的抵御能力。李权等[15]采用香樟木质部的4种溶剂提取物、ACQ及樟脑配制成防腐剂进行防腐试验，发现10%浓度的香樟木质部甲醇提取物以及4%的ACQ处理试件均达到I级强耐腐水平；4%樟脑、10%香樟乙酸乙酯和10%丙酮提取物处理的试件达到Ⅱ级耐腐水平。总之，木材抽提物将是植物源防腐剂的主要来源，探明其活性成分，提高有效分离技术，有效成分的人工合成等还需要进一步研究。

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Comparativeresearchonantibacterialactivityofwoodextractsfromseveraldecay-resistanttreespeciestoPhanerochaetechrysosporlum

ZHANG Xie, XU Zhongkun, XU Qingqian

(Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, China)

Obtain extracts fromMeliaazedarach；Sabinachinensis；red-coloredCunninghamialanceolataandCunninghamialanceolataby simple micro-extraction method,compare antibacterial activity of wood extracts from several decay-resistant tree species toPhanerochaetechrysosporlum(P.c) by plate smearing method and oxford cup method.The results showed that the antibacterial activity of water extracts fromM.azedarach,C.lanceolata,red-coloredC.lanceolata,S.chinensisto P.c and ethanol extracts fromS.chinensisandC.lanceolatetoP.cwere non-significant;and the antibacterial activity of ethanol extracts from M. azedarach and red-coloredC.lanceolatatoP.cwas significant,antibacterial rate was 52.2% and 40.8% respectively.

Meliaazedarach；Sabinachinensis；red-coloredCunninghamialanceolata；decay-resistant；wood extract；Phanerochaetechrysosporlum；antibacterial activity

2015-09-30

“十二五”国家科技计划课题“湖南杉木三代育种技术研究与示范”(2012BAD01B020102)。

张 勰(1983-)，男，江西省九江市人，助理研究员，主要从事林木遗传育种工作。

S 782.33

A

1003 — 5710(2015)06 — 0077 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 06. 014

(文字编校：唐效蓉)