以感染綠豆之炭疽菌 Colletotrichum acutatum 的二次代謝物作為潛力除草劑之研究

Abstract

"隨著抗性雜草的出現及老舊藥劑的退場，對於具有新作用機制或新有效成分之除草劑的需求愈來愈高。由於天然物具有多樣性的結構，使天然物成為研究除草劑之新作用機制或新有效成分的重要先導化合物 (lead compound)。前人文獻指出 Colletotrichum acutatum BCRC34607 可感染綠豆幼苗並抑制其生長，因此本研究欲探討植物病原菌 C. acutatum BCRC34607 之二次代謝物是否有作為除草劑之潛力。在培養條件的篩選過程中，發現將 C. acutatum BCRC34607 置於察氏培養基 (Czapek-Dox broth) 中搖瓶培養，並以乙酸乙酯萃取菌液，可穩定取得成分相似且具有植物毒性之粗萃取物。使用粗萃取物進行生物試驗，發現其可抑制綠豆幼苗的下胚軸及根之生長，且隨著粗萃取物的濃度上升，綠豆下胚軸及根受抑制情形也更加嚴重，顯示具有劑量效應。粗萃取物亦可抑制雙子葉植物大花咸豐草種子的發芽，但對單子葉植物芒稷種子卻無抑制效果，表示粗萃取物的植物毒性具有選擇性。以矽膠管柱對粗萃物進行半純化，將收集之分液分為兩組並進行生物試驗，結果顯示極性較高的第二組對綠豆幼苗的影響，與控制組相比具有顯著差異，因此再將其細分成兩組進行生物試驗，發現再細分後之兩組分液對綠豆幼苗皆具有生物活性，說明 C. acutatum BCRC34607 的二次代謝物中，可能含有不止一種植物毒素。將粗萃取物以 SepBox 系統純化，並以氣相層析質譜儀 (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS) 初步探討二次代謝物之成分，發現粗萃取物中含 cyclo(Phe-Pro)、tyrosol 及 bis(2-ethylhexyl) phthalate (BEHP) 三種成分，其可能貢獻部分粗萃取物的植物毒性，然而因本研究所選擇之分析方法的限制，故無法得知所有二次代謝物的結構和特性，此部分仍有待未來持續的探討和研究。總結來說，C. acutatum BCRC34607 之二次代謝物中含有具植物毒性之成分，且對雙子葉植物的生長抑制情形較佳，因此具有作為除草劑應用之潛能。"