基本信息
- 项目名称：
- 海带对马铃薯环腐病菌的抑菌作用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本实验以海带（Laminaria japonica）为材料，对马铃薯环腐病菌进行了抑菌试验。旨在发现新的具有抑菌或杀菌作用的植物资源，并通过优化海带抑菌物质的提取条件，确定其生产工艺流程。进行本实验，可为马铃薯的增产提供新的途径。
- 详细介绍：
- 马铃薯环腐病又称轮腐病，俗称转圈烂、黄眼圈。1906年首先发现于德国，进而在欧洲、北美、南美及亚洲的部分国家均有发生，是一种世界性的由细菌引起的维管束病害。目前，此病已遍及到我国各大马铃薯产区，严重影响了马铃薯的产量。当前主要采用化学药剂防治此病，然而随着人们对化学农药高毒、高残留、抗药性、环境污染等问题的广泛关注，研究和开发防治马铃薯环腐病的绿色农药，已成为人们的迫切需要和亟待解决的问题。相比化学杀菌剂，植物源杀菌剂以其具有低毒、低残留等特点成为了新农药的研究热点之一。据报道，已有2400种植物具有控制有害生物的活性，但是针对马铃薯环腐病菌尚未有有效的植物源杀菌剂进行防治。 海带 (Laminaria japonica ) 属于褐藻门，是多年生的大型藻类，分布广泛，资源丰富。经研究表明海带中含有多种药用活性成分，如褐藻酸钠、甘露醇等。长期以来人们对海带的研究主要集中在营养成分分析、保健功能、食品开发等方面。以海带作为植物源杀菌资源进行研究和开发国内外尚属空白。 本项目通过优化抑菌物质的提取条件及初步鉴定抑菌成分，对海带的抑菌特性进行研究，可为马铃薯的增产提供新的途径，具有明显的社会意义和广阔的市场前景。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 马铃薯环腐病是一种世界性的由细菌引起的维管束病害。目前，此病已遍及到我国各大马铃薯产区，严重影响了马铃薯的产量。研究和开发防治马铃薯环腐病的绿色农药，已成为人们的迫切需要和亟待解决的问题。 本项目通过对海带的抑菌特性进行研究，为其抑菌物质优化提取条件的确定提供依据，可为马铃薯的增产提供新的途径，具有明显的社会意义和广阔的市场前景。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目的创新之处在于以下两个方面： 1、避免了化学药剂带来的种种弊端，以海带植物为材料开发新型植物源杀菌剂，可填补国内外该领域的研究空白。 2、避免高等植物带来的种种限制。为寻找具有抑菌或杀菌作用的植物资源提供了新的途径。
应用价值和现实意义
- 目前，利用植物资源防治马铃薯环腐病，国内外尚属于空白。本项目选用海带为材料进行抑菌性研究，旨在发现新的具有抑菌或杀菌作用的植物资源。本项目对海带抑菌物质提取方法进行初步的研究，为其进行进一步的利用及大规模的开发提供科学依据。
学术论文摘要
- 本实验以海带（Laminaria japonica）为原材料，研究其对马铃薯环腐病菌（Clavibacter michiganense subsp.）的抑制作用。实验比较了浸提法和回流提取法的抑菌效果，结果表明回流提取法更适宜海带抑菌物质的提取。分别用甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、氯仿、石油醚和无菌水8种溶剂对海带抑菌物质进行提取，根据实验结果及综合各种因素确定乙醇为最适提取溶剂。根据单因素实验的结果，选择提取温度40℃、60℃、70℃，提取时间6h、8h、14h，固液比1:20、1:25、1:40为海带抑菌物质提取正交试验中各因素的三个水平选择。正交试验结果表明，提取温度对马铃薯环腐病菌的抑菌效果作用显著，提取温度与提取时间交互作用，对马铃薯环腐病菌的抑菌效果作用显著。最佳提取条件为提取温度60℃、回流提取14h、固液比1:25。
获奖情况
- 待发表
鉴定结果
- 海带抑菌物质提取的工艺流程：将挑好的海带洗净，挑去杂质，40℃下烘干，粉碎，过100目筛，粉末装瓶冷藏待用，以乙醇为溶剂，在提取温度60℃、固液比1:25的条件下进行大规模回流提取14h，得到抑菌剂。
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 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、独特的氨基酸和多糖等均具有抗菌活性。Grange和Ahmed(1988)曾报道约有2400种植物具有控制有害生物的活性。但是，在化学性质上作过调查研究的植物仅占世界现有植物种类的l0%。植物源杀菌剂就是利用具有杀菌、抑菌活性的植物的某些部位或提取其有效成分，以及分离纯化的单体物质加工而成的用于防治植物病害的药剂。因为植物源农药来源于自然，能够在自然界降解，一般不会污染环境及农产品，在环境和人体中积累毒性的可能性不大，对人和牲畜相对安全。植物源杀菌剂以其低毒、低残留的特点受到了众多科学家的重视，已成为当今新农药的研究热点之一。 国内外科研工作者在植物源杀菌剂的研究和开发方面已做了大量的工作。Arturo等的实结果表明葱的提取液对Sclerotium cepivorum有抑菌活性。冯俊涛等认为大花金挖耳、苍耳、石榴、孜然和瑞香狼毒等10余种植物具有明显的开发价值。边才苗研究表明白花蛇草的提取物质对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌等有较好的抑菌效果。经过Kristensen等研究，从甜菜叶中分离出的蛋白IWF5，可以有效的抑制甜菜尾孢的生长。Wilson等报道，13种葱属和辣椒属的植物对番茄灰霉具有较好的抑菌效果。Mahajan等报道黄连小蘖碱对许多种致病菌有明显的抑制作用。Owolade等试验表明丁香罗勒、斑鸠菊、芒果提取物对串珠镰刀菌有抑菌活性。卢成英等报道红檵木花红色素对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和痢疾杆菌均有明显的抑菌效果。姚兆斌等从提取甘草酸后的甘草渣中筛选出了抗菌成分，发现有较好的抑制作用。目前，我国已有多种植物源农药经研发投入市场并且取了良好的效果。我国曾以大蒜素分子结构为模板，衍生合成了类似物乙蒜素，并成功研制出杀菌剂401和402，用来防治甘薯黑斑病、小麦腥黑穗、棉花苗期病害等。孟召礼从银杏中分离出了抑菌活性物质并进行了仿生合成，开发出了农用杀菌剂产品“绿帝”和“银泰”并取得了专利。黄乐平等通过对新疆几十种植物抑菌活性的测定，发现了7种植物对黄瓜霜霉病有较好的防效，并进一步对其中的4种植物抑菌活性研究后，复配出抗病增产剂Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号，并取得了好的效果。
