丁布的生物活性研究进展

摘要：丁布是广泛存在于小麦、玉米等禾本科作物中的异羟肟酸类次生化学物质，研究表明其具有广谱活性。本文从丁布的抗虫活性、抗菌活性、化感作用、土壤微生物活性、生态毒性及作用机理等方面进行了概述，并对今后的研究进行了展望。

关键词：丁布； 抗虫活性； 抗菌活性； 化感作用； 生态毒性； 作用机理

中图分类号： S 432.2

文献标识码： A

异羟肟酸（hydroxamic acid）及其衍生物是广泛存在于禾本科植物中的一类重要的次生代谢物质[12]，在双子叶植物爵床科（Acanthaceae）、玄参科（Scrophulariaceae）和毛茛科（Ranunculaceae）中也存在[35]。丁布（DIMBOA，2，4二羟基7甲氧基1，4苯并噁嗪3酮）是禾本科作物含量最丰富的一类异羟肟酸[69]。丁布在正常植物体内以糖苷形式存在，当受到机械损伤、虫害、病菌侵入等伤害时，在分布于细胞壁上的糖苷酶的作用下，释放出有活性的丁布[1012]。国内外学者围绕异羟肟酸化合物进行了深入的研究，本文从丁布的抗虫活性、抗菌活性、化感作用、土壤微生物活性、生态毒性及作用机理等方面进行了概述，为进一步研究提供信息和参考。

1 丁布的生物活性

1.1 丁布的抗虫活性

丁布的抗虫活性研究最多的是对蚜虫和玉米螟的抗性。研究认为丁布在小麦对蚜虫的抗性中占有重要地位，许多文献表明小麦和玉米植株上蚜虫的生长量与植株体内丁布的含量呈负相关[1318]。Rustamani等[19]研究表明几乎所有玉米植株都对蚜虫有抗性，在玉米生长初期丁布浓度高时蚜虫数量下降，在玉米成熟期和衰老期丁布浓度低时蚜虫存活率上升，在几乎不含丁布的雄花中蚜虫为害最为严重。Long等研究指出，当在饲料中加入010、0.25、0.50 mg/g丁布时，饲养12 d后，蚜虫存活率分别为82.2%、75.5%、68.1%，对照组蚜虫存活率为86.6%，表明丁布对蚜虫具有一定的影响[20]。刘保川等[21]在麦长管蚜人工饲料中加入不同浓度的丁布，当丁布浓度在0.40 mg/g以上时，饲养6 d麦长管蚜的死亡率在33.3%以上，饲养12 d麦长管蚜的死亡率在64.67%以上，而丁布浓度在0.60 mg/g以上时，麦长管蚜几乎全部死亡。

丁布对鳞翅目幼虫也表现出很强的抗性。早在1967年，Klun等就研究了丁布对欧洲玉米螟（Ostrinia nubilalis Hübner）的影响，发现丁布能够阻碍玉米螟幼虫的发育，导致25%的幼虫死亡，蛹重与对照也有显著差异，并指出玉米中丁布的含量和对欧洲玉米螟的抗性成正比[22]。朱秋云等[23]对辽宁广泛种植的16个玉米品种进行了田间调查和室内生化分析，研究了不同玉米品种心叶期对亚洲玉米螟的抗性与次生代谢物的关系，发现玉米品种抗螟性随着丁布含量的增加而增加。Campos等[24]报道了随着丁布在饲料中的浓度增加，欧洲玉米螟化蛹和羽化平均时间显著延长，雌、雄蛹和成虫体重下降，雌虫产卵量下降；当饲料中丁布浓度达到0.5 mg/g时，幼虫和蛹死亡率增加，浓度在0.2～0.5 mg/g 时导致卵块数和卵粒数减少，在较高浓度时幼虫和蛹死亡率显著上升。阎凤鸣等[25]也研究了丁布对亚洲玉米螟生长发育的影响，结果表明丁布处理的玉米螟幼虫体重明显下降，幼虫发育迟缓。另外，Cuevas[26]和Houseman[27]等研究了丁布对欧洲玉米螟消化道中肠胰蛋白酶的影响，认为丁布主要为消化毒剂。

1.2 丁布的抗菌活性

1.2.1 丁布的抗真菌活性

丁布对壳针孢菌（Septoria nodorum，S.dolichi）、玉米大斑病菌（Helminthosporium turcicum Pass.）、串珠镰孢菌（Fusarium moniliforme Sheldon）、小麦秆锈病菌（Puccinia graminis var. tritici Eriks et Henn.）、玉米丝黑穗病菌（Sphacelotheca reiliana Clint.）、玉米赤霉病菌（Fusarium avenaceum Sacc.）等病原真菌表现出抑菌活性[2832]。国外对丁布的抑菌作用研究较早，在1959年Wahlroos等[6]研究发现镰刀菌[Fusarium nivale （Fr.） Ces.]在燕麦葡萄糖甘油培养基上生长6 d，对照的菌落直径为29 mm，丁布的前体化合物浓度为0.5 mg/mL时，菌落直径为22 mm，当丁布浓度达到1.5 mg/mL时，菌落不能生长。Molot和Anglade首先报道了玉米对大斑病菌的抗性与丁布的含量成正相关[33]。Lim等[34]对玉米大斑病菌（H. turcicum）进行了丁布剂量反应试验，结果表明显著抑制孢子萌发的丁布剂量是300 μg/mL以上。Couture等[29]进一步通过生物测定发现，丁布能够有效抑制玉米大斑病菌孢子萌发和芽管伸长，还证实了丁布含量高的植株能够减少病斑数目、阻碍病斑扩大，降低感染百分率。国内对丁布的抑菌作用研究比较晚，2002年刘小红在做丁布的生物活性测定中发现，丁布对玉米新月弯孢菌（Curvularia lunata Boed.）孢子萌发具有显著的抑制作用[35]。随后徐国锋等[36]通过室内孢子萌发试验和盆栽试验测定丁布对小麦条锈病菌（Puccinia striiformis West.f.sp.tritici Eriks et Henn）的活性，结果表明当浓度为1.0 mg/mL时，丁布对小麦条锈病菌的孢子萌发具有抑制作用，抑制率达到79.31%，当浓度为0.6～0.8 mg/mL时，抑制率为32.67%～44.08%。黄京华等[37]发现丁布在浓度为50 μg/mL时即可抑制立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）菌丝的生长，抑制率为18.52%。丁布对小麦赤霉菌（Fusarium graminearum）、玉米新月弯孢菌、玉米小斑病菌（Helminthosporium maydis Nisik & Miy）的菌丝生长无明显影响，但对其孢子萌发却有不同程度的滞后作用，这一特点为作物抵御病原菌的侵染和减轻危害提供了可能[3839]。

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