假臭草(Praxelis clematidea)和胜红蓟(Ageratum conyzoides)起源于南美洲,目前是我国南方常见入侵杂草,对入侵地区的生物多样性及农、林、牧业都造成了严重的危害。资源化利用是入侵植物防除的新思路。本课题通过研究假臭草和胜红蓟的抗菌活性,并提取分离其抗菌活性物质,优化其活性物质的提取工艺,为入侵杂草的资源化利用提供参考,另一方面也有利于对入侵杂草的防除。研究内容及结果如下:(1)抗菌检测:采用牛津杯法测定假臭草和胜红蓟四种不同极性有机提取物对供试29种菌的抗菌活性,结果表明:假臭草不同极性有机溶剂提取物对供试的大部分细菌(革兰氏阴性菌和阳性菌)具有较强的抗菌活性,对供试真菌无抑制作用。假臭草的抗菌谱主要是细菌,而胜红蓟有机溶剂提取物对于本实验检测的大部分菌种活性较差。(2)活性部位筛选:本实验以抗菌效果最好的金黄色葡萄球菌为实验菌种,对假臭草和胜红蓟不同组织部位和不同乙醇浓度的提取物的抗菌进行测定。结果表明,假臭草抗菌活性物质主要存在于茎叶70%乙醇提取物中,而胜红蓟抗菌活性物质主要存在于叶片50%乙醇提取物中。(3)活性物质的稳定性及杀菌性检测:采用不同条件对假臭草茎叶70%乙醇提取物和胜红蓟叶50%的乙醇提取物进行处理,并对其进行抗菌活性测定。结果表明,两种植物提取物均具有较好的热稳定性、紫外辐射稳定性,氧化稳定性,但胜红蓟的氧化稳定性相对较差。通过倍半稀释法与平板涂布法实验对假臭草和胜红蓟提取物对金黄色葡萄球菌的最低抑制浓度和最低杀死浓度进行测定,结果显示其MIC和MBC分别为:0.78125 mg/mL、3.125mg/mL和3.125mg/mL、25mg/mL。(4)活性物质的分离及鉴定:采用液液萃取法对假臭草的乙醇提取物进行初步分离得到四部分,并测定其抗菌活,最终得到各部分抑菌活性为:乙酸乙酯相>正丁醇相>水相>石油醚相。选择抗菌活性最强的乙酸乙酯相,通过硅胶、凝胶柱层析技术进行追踪分离,通过TLC、HPLC进行化合物纯度检测,最终得到三个活性化合物即化合物Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ。三种化合物的质量分别为:3.71 g、301 mg、150 mg。当化合物浓度为2 mg/mL时对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为:12.27 mm、14.17 mm、13.80 mm。进一步通过NMR,ESI-MS对三个化合物进行鉴定,三种化合物分别为:5,6,7-trimethoxy-2-(4-methoxyphenyl)-4 H-chromen-4-one(3.71g)、5-hydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-6,7-dimethoxy-4H-chromen-4-one(301mg)和5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-6-methoxy-4 H-chromen-4-one(150mg)。(5)活性物质的提取工艺优化:采用分光光度法,以从假臭草中分离得到的5,6,7,4’-四甲氧基黄酮为标品,建立假臭草总黄酮测定标准曲线及方程。在单因素实验的基础上,选择对总黄酮提取率影响大的乙醇浓度、超声功率、料液比为因素,采用Box-Behnken模型对总黄酮提取工艺进行3因素3水平的响应面优化。最终得出假臭草总黄酮的最佳提取条件为:提取温度60℃,提取时间8 min,乙醇浓度53.89%,液料比26.27,超声功率163.73 W。根据模型预测的最佳条件进行实验验证,结果实测总黄酮提取率为2.385%,与预测值相对误差为0.02%;抗菌活性验证表明,该方法得到的提取物活性并未受到影响。因此,采用响应曲面法进行假臭草总黄酮提取工艺优化可靠。本研究表明,假臭草对供试细菌具有显著的抗菌活性,且活性成分含量大,稳定性好,可以为植物源抗菌剂的材料选择提供参考,变废为宝,同时有利于对入侵杂草的防除。