土壤与季节变化下三种居群Acalypha gaumeri的抗真菌活性及离体繁殖研究

本研究针对热带真菌病害防控需求，探讨了尤卡坦半岛特有植物Acalypha gaumeri根乙醇提取物（EEs）在不同季节和土壤条件下对三种植物病原真菌（Alternaria chrysanthemi、Colletotrichum gloeosporioides和Pseudocercospora fijiensis）的抗真菌活性，并通过离体繁殖技术验证其可持续利用潜力。结果表明，Tinum居群在雨季提取物对三种病原菌的MIC值达500–1000 μg/mL，且扦插繁殖结合0.06% IBA处理成活率达96%。该研究为开发环境友好型生物农药提供了理论基础和实践依据，对保护濒危植物资源及农业可持续发展具有重要意义。

　　

在热带农业中，真菌病害是导致作物减产的主要因素之一，约占微生物病害造成损失的70%–80%。其中，Alternaria chrysanthemi、Colletotrichum gloeosporioides和Pseudocercospora fijiensis等病原真菌分别引起菊花叶枯病、热带果实炭疽病和香蕉黑条叶斑病（黑 Sigatoka），严重威胁粮食安全和经济作物生产。目前，化学农药仍是主要防控手段，但其环境残留和抗药性问题日益突出，亟需开发更环保的替代策略。

在此背景下，一种名为Acalypha gaumeri（当地名Sak ch’ilib tuux）的植物引起了研究者注意。这种属于大戟科（Euphorbiaceae）的陆地灌木，是墨西哥尤卡坦半岛生物省154种特有植物之一，被列为近危物种，仅有9个野生居群记录。早期研究发现，其根部的乙醇提取物（EEs）对多种植物病原真菌（如A. tagetica、C. gloeosporioides和Fusarium oxysporum）具有显著抑制效果，但关于其不同居群、季节变化及土壤条件如何影响抗真菌活性的研究尚属空白。此外，该植物的繁殖和可持续利用也缺乏系统探索。

为了填补这些知识缺口，由Arely A. Vargas-Díaz等来自墨西哥尤卡坦自治大学的研究团队开展了一项综合研究，成果发表在《Phyton-International Journal of Experimental Botany》。研究旨在评估三种野生居群（Oxkutzcab、Tinum和Yaxcabá）的A. gaumeri在一年中不同季节（干旱、雨季和北风季）的根提取物抗真菌活性，并探索其通过扦插和种子繁殖的可行性。研究不仅揭示了环境因素对生物活性的影响，还为该濒危植物的保护和农业应用提供了实践指导。

研究团队采用了多种关键技术方法：首先，从三个野生居群季度性采集根样本（n=15 plants/次），经干燥和粉碎后制备乙醇提取物（EEs）；通过薄层色谱（TLC）和Dragendorff试剂检测生物碱类化合物；采用96孔微稀释法评估提取物对三种病原真菌孢子萌发的抑制率（ISG），计算最小抑制浓度（MIC），并使用SPSS进行统计分析（Bonferroni和Tukey检验，p≤0.05）；在繁殖方面，比较了扦插（分基、中、远端部分）用0.06%吲哚丁酸（IBA）处理与对照的成活率，以及种子发芽实验；此外，利用扫描电子显微镜（SEM）观察植物形态结构以支持分类鉴定。所有实验均遵循严格标准，确保结果可靠性。

研究结果丰富且具启发性：

• •
  乙醇提取物产量：干旱季节提取物得率最高（2.2%–3.1%），雨季和北风季较低，表明季节影响代谢物积累。
• •
  抗真菌活性：
  • •
    针对Alternaria chrysanthemi，所有提取物在1000 μg/mL浓度下均显示≥75%抑制率，雨季和北风季活性最强（GI=94%–100%），无显著居群差异。
  • •
    对Colletotrichum gloeosporioides，Tinum居群提取物在多数季节表现最佳（GI=63%–100%），但11月收集的样本无活性，提示季节性波动影响显著。
  • •
    对Pseudocercospora fijiensis，雨季提取物在500 μg/mL时达到92%–100%抑制率，Yaxcabá居群整体活性较高（GI=75%–100%）。
• •
  最小抑制浓度（MIC）：Tinum居群雨季提取物对三种病原菌的MIC最低（500 μg/mL对A. chrysanthemi和P. fijiensis，1000 μg/mL对C. gloeosporioides），凸显其潜在应用价值。
• •
  生物碱检测：Dragendorff测试显示所有提取物均含氮化合物，TLC分析发现主要生物碱成分（Rf=0.52和0.4），可能与抗真菌活性相关。
• •
  繁殖效率：扦插繁殖中，中部枝条用0.06% IBA处理成活率最高（96%），显著高于基部（48%）和远端（无法成活）；种子发芽率仅51%，表明无性繁殖更可行。SEM图像进一步证实了植物生殖结构的完整性。

在讨论部分，研究者强调这是首次系统评估A. gaumeri抗真菌活性的季节和居群变异。结果与类似研究一致，如Eucalyptus tereticornis精油在雨季活性增强，但相反案例（如Annona purpurea在干旱季活性高）说明物种特异性响应。环境因素（如湿度、土壤类型）通过影响次生代谢物合成驱动活性变化，其中Tinum居群（rendzina土壤）在雨季表现最优，可能与高湿度促进微生物互作有关。此外，研究扩展了该植物的抗真菌谱，首次报道对P. fijiensis（香蕉黑 Sigatoka病原）的抑制活性，为开发混合生物农药提供了新选项。生物碱作为潜在活性成分，需进一步纯化鉴定；繁殖实验证实IBA处理扦插是可持续大规模生产的关键。

综上所述，本研究揭示了A. gaumeri抗真菌活性的环境依赖性，确定了最优采集季节（雨季）和居群（Tinum），并建立了高效繁殖方法。这些发现不仅深化了对植物-环境互作的理解，还为开发基于濒危植物的生物合理性产品奠定了理论与实践基础，对减少化学农药依赖、保护生物多样性和促进热带农业可持续发展具有重要意义。未来研究需长期监测环境变化的影响，并探索活性化合物的具体机制与应用潜力。