不同濃度苦瓜葉片提取液對農桿菌生長曲線的影響
苦瓜(Momordica Charantia L.)系葫蘆科(Cucurbitaceae)苦瓜屬(Momordica)攀緣性草本植物。多種古籍記載,苦瓜葉片具有治療胃痛、痢疾、療瘡腫毒和驅蟲等功效。近年來,有文獻報道苦瓜果實提取物具有良好的廣譜抗菌功效,對革蘭氏陽性球菌(如金黃色葡萄球菌)、革蘭氏陽性桿菌(如枯草桿菌)和革蘭氏陰性桿菌(如大腸桿菌)等具有明顯的抑菌效果。苦瓜葉片作為果實以外的副產物,雖然無法食用,但其提取物能夠有效抑制某些農業害蟲,如小菜蛾、斜紋夜蛾、美洲斑潛蠅等,因此可以作為綠色環保的害蟲抑制劑應用到農業生產中。目前研究多針對苦瓜葉片提取物對農業害蟲的抑制作用,對菌類抑制作用的報道較少。
農桿菌(Agrobacterium)是一類普遍存在于土壤中的革蘭氏陰性細菌,生活在植物根表面,依靠由根組織滲透出來的營養物質生存。農桿菌吸附在植物根部后,將自身DNA導入到植物根部,被侵染的植物會出現根部膨大、生長緩慢、矮小等癥狀。
本研究以無水乙醇為萃取液,制備苦瓜葉片提取液并處理農桿菌,觀測其生長情況。目的是為進一步研究苦瓜葉片的抗菌機制提供參考,也為其開發利用提供科學依據。
1材料與方法
1.1供試菌種與植物
菌種:農桿菌,天津師范大學生命科學學院欒維江教授實驗室提供。
植物:苦瓜(長豐三號),由天津市農業科學院蔬菜研究所提供種子,在天津市西青區精武鎮種植。采收葉片,用去離子水洗凈,真空干燥后保存備用。
1.2實驗方法
1.2.1苦瓜葉片乙醇提取液的制備
具體制備方法參照文獻
1.2.2液態培養基的制備
取250mL雙蒸水,加入蛋白胨2.5g,酵母粉1.25g,氯化鈉2.5g,以氫氧化鈉調節pH至7.0,加熱滅菌后,每4mL為1份,分裝至試管中。每份加入4μL利福平抗生素,將制備好的液態培養基混勻,備用。
1.2.3實驗處理
將苦瓜葉片提取液設置4種質量濃度(3.1、6.3、12.5、25.0g/L),同時用清水(CK1)和乙醇(CK2)作為對照,共設6個處理,每個處理重復3次。分別在各處理組中加入制備好的液態培養基1份,同時接種農桿菌,將各處理菌液置于28℃、200r/min環境下培養。對菌液每12h進行1次吸光度值D(λ)600的測量。因苦瓜葉片乙醇提取液本身為綠色,為消除提取液自身顏色對吸光度的影響,另配制每個濃度下未接種農桿菌的培養基,測量吸光度值。最終測量值為含菌培養液的吸光度值減去不含菌培養液的吸光度值。
1.3數據處理
以SPSS17.0統計軟件對數據進行處理和方差分析。
2結果與分析
根據在600nm處測得的培養基吸光度值的變化,可以看出不同處理濃度和不同時間農桿菌的生長情況,結果如表1所示。
表1農桿菌培養液在不同時間的D(λ)600
由表1可以看出,CK1和CK2處理組D(λ)600相近,都顯著高于苦瓜葉片乙醇提取液中的D(λ)600.隨著提取液濃度的增大,農桿菌培養液的D(λ)600呈下降趨勢,但在6.3、12.5和25.0g/L 3個處理濃度下,培養液D(λ)600的差異沒有統計學意義。
為了更清晰地分析苦瓜葉片提取液對農桿菌生長的影響,作生長曲線如圖1所示。
圖1農桿菌的生長曲線
從處理濃度上來看,在4個時間段中,苦瓜葉提取物質量濃度為3.1g/L的處理組與其余各處理組之間的差異均具有統計學意義(p≤0.05)。由圖1可以看出,在處理12h時,質量濃度為3.1g/L的處理組與6.3、12.5、25.0g/L處理組之間就開始出現差異,同對照組相比,此時農桿菌的生長已受到抑制,證明該濃度即為抑制農桿菌生長的有效濃度。隨著處理時間的延長,D(λ)600均逐漸增大,表明培養液中農桿菌數量逐漸增多。4個苦瓜葉提取物處理組的吸光度值均顯著低于2個對照組,表明苦瓜葉提取物對農桿菌具有抑制作用。其中質量濃度為3.1g/L處理組的農桿菌生長曲線同其他處理組始終差別較大,而且隨著作用時間的延長,差別也逐漸增大。其余3種濃度下農桿菌的生長曲線基本重合,由此可見,這3種濃度的苦瓜葉提取物對農桿菌的抑制效果近似。
從作用時間來看,對照組、質量濃度為3.1g/L處理組在4個時間段的菌液濃度始終呈上升趨勢;質量濃度為6.3、12.5、25.0g/L的處理組在36h之前為農桿菌的快速生長期,36h和48h之間菌液濃度達到最大,這說明處理時間達到36h后,農桿菌數量趨于穩定。
由此表明,4個苦瓜葉提取物處理組中,質量濃度為3.1g/L的提取物開始對農桿菌產生顯著的抑制效果,但抑菌能力出現大幅度變化的臨界質量濃度為6.3 g/L,濃度再增大時,抑菌效果已沒有顯著提升。
3結論
本研究表明,苦瓜葉片提取液確實可以有效抑制農桿菌的生長。在4個處理濃度中,以6.3 g/L為抑制農桿菌生長的最適處理濃度。在4個時間段中,以24h為最佳的處理時間。
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