摘要
丁香蒲桃(Syzygium aromaticum)是桃金娘科蒲桃属常绿乔木,也是一种药食两用的芳香植物,其花蕾精油因富含独特的芳香成分,在医药、香料、食品等领域具有重要应用价值。为系统比较不同产地丁香蒲桃花蕾之间的品质差异,该研究基于气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术,对8个不同产地丁香蒲桃花蕾精油的化学成分及其抗真菌活性展开研究。结果表明:(1)从不同产地丁香蒲桃花蕾精油中共鉴定出44种化合物,各产地样品的化学组成相似,其中丁香酚作为特征性成分在所有样品中均占主导地位,尤其是陕西地区含量最高(69.22%)。然而,不同产地样品在其他成分及含量上存在差异,这种差异可能与各产地的地理气候条件(如光照、温度、湿度、降水量)及土壤特性有关。(2)所有样品对供试真菌均表现出优异的抑菌活性。其中,陕西产地样品对西瓜枯萎病原真菌(Fusarium oxysporum f. sp. niveum)和棉花枯萎病原真菌(F. oxysporum f. sp. vasinfectum)的最小抑菌浓度(MIC)值均低至 0.5 μL·mL-1,抑菌效果尤为突出。该研究系统揭示了不同产地丁香蒲桃花蕾精油的化学成分差异及其抗真菌活性特征,证实陕西产地的丁香蒲桃花蕾具有优异的品质表现,其高含量的丁香酚与突出的抗真菌活性相关。该研究结果为优质丁香蒲桃品种选育及药用资源利用提供了科学依据,同时也为开发基于丁香蒲桃花蕾精油的植物源抗真菌剂奠定了理论基础。
关键词
Abstract
Syzygium aromaticum, an evergreen tree of the genus Syzygium in the family Myrtaceae, is an aromatic plant with both medicinal and edible applications. The essential oil derived from its flower buds holds significant value in the pharmaceutical, spice, and food industries due to its unique aromatic composition. In the pharmaceutical field, it serves as a key raw material for drug synthesis. In agriculture, it suppresses plant pathogens, aiding disease control and crop improvement. In the fragrance and food industries, it provides distinctive aromas that enhance product value. To systematically compare the quality differences of S. aromaticum flower bud essential oils from eight different producing areas, this study employed gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) technique to evaluate their chemical composition and antifungal activity. The results were as follows: (1) A total of 44 compounds were identified from the S. aromaticum flower bud essential oils from different producing areas. The samples from different producing areas shared a similar chemical profile. Eugenol served as the characteristic component and was the dominant compound in all samples. The sample from Shaanxi contained the highest level of eugenol (69.22%). However, samples from different producing areas exhibited certain variations in other compositions and their contents. These differences may be related to geographical and climatic conditions (e. g. sunlight, temperature, humidity, precipitation) and soil characteristics of different producing areas. (2) All samples exhibited excellent inhibitory effects against the tested phytopathogenic fungi. Particularly, the Shaanxi sample demonstrated outstanding antifungal activity, with minimum inhibitory concentration (MIC) values as low as 0.5 μL·mL-1 against Fusarium oxysporum f. sp. niveum and F. oxysporum f. sp. vasinfectum. This study systematically reveals the chemical composition variations and antifungal activity characteristics of Syzygium aromaticum flower bud essential oils from different producing areas. The results demonstrate that the S. aromaticum floral bud from Shaanxi exhibits superior quality attributes, showing a significant correlation between its high eugenol content and remarkable antifungal activity. These findings provide a scientific basis for breeding selection of superior S. aromaticum cultivars and the utilization of medicinal resources, and also lay a theoretical foundation for formulating plant-derived antifungal agents based on S. aromaticum flower bud essential oil.
丁香蒲桃(Syzygium aromaticum)是桃金娘科蒲桃属常绿乔木(赵永田等,2022)。该植物原产于印度尼西亚,现广泛分布于坦桑尼亚、马来西亚、印度、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国家(Kamatou et al.,2012;Edis et al.,2025);在中国的不同地区亦有大量栽培。丁香蒲桃是一种药食两用的芳香植物,从药用价值来看,丁香蒲桃性温、味辛,在传统医学中具有“温中降逆”之效(刘积光等,2020),几个世纪以来,其一直被用于治疗胃肠功能紊乱(如呕吐、胀气、恶心等症状)及并发的肝胆疾病,同时还可作为神经刺激剂调节神经活动(Mahmood et al.,2019;Batiha et al.,2020)。此外,由于丁香蒲桃散发浓郁辛烈且具有木质调的芳香,其提取物在食品、化妆品及卫生用品等领域作为重要香料被广泛应用(Batiha et al.,2020;施璐等,2023)。
植物精油,又称植物挥发油,是芳香植物次生代谢过程中产生的复杂天然混合物(宋雪等,2022;陈文丹等,2024;Ancuceanu et al.,2024;梁胜焕等,2025)。这类物质主要从芳香植物的不同器官中提取获得,具有挥发性强、香味浓郁的特性(Falleh et al.,2020;Elshafie & Camele,2023)。近年来,植物精油的化学成分及生物活性已得到广泛研究(段云博等,2020;Li et al.,2022;李渔等,2022),精油市场呈现明显增长态势,这一趋势主要源于消费者对天然成分的兴趣日益增加,以及对合成添加剂和潜在危险添加剂的持续关注(Liñán-Atero et al.,2024)。丁香蒲桃精油在创伤修复、烧伤治疗、口腔感染及牙痛缓解等领域具有悠久的应用历史(Maggini et al.,2024)。此外,大量文献证实,该精油还具有多种生物活性,包括抗病毒(Refaey et al.,2023)、抗菌(李结瑶等,2023)、抗癌(Zari et al.,2021)以及抗氧化(Kaur et al.,2019)等功效。Kiki(2023)证实丁香蒲桃精油对甲型肝炎病毒有明显抑制作用;Bai等(2023)发现丁香蒲桃精油中的丁香酚能有效抑制金黄色葡萄球菌生物膜的形成;Fathy等(2019)则证明丁香酚能诱导人宫颈癌HeLa细胞系细胞凋亡。此外,Li等(2024)将丁香蒲桃精油微胶囊用于蓝莓保鲜,有效维持了果实品质。
精油的化学成分决定了精油的功能,而地理来源是影响精油化学成分的重要因素(Li et al.,2022)。Razafimamonjison等(2014)对马达加斯加、印度尼西亚和坦桑尼亚(桑给巴尔)产区的丁香蒲桃花蕾、叶片及茎秆精油进行对比研究,发现不同产区和不同植物部位的丁香蒲桃精油在化学成分及含量上均存在差异。施璐等(2023)对中国广东、印度尼西亚、坦桑尼亚和马来西亚产区丁香蒲桃花蕾的挥发油成分、抗氧化活性及香气特性进行对比分析,结果发现挥发油成分主要为丁香酚和丁香烯,印度尼西亚为丁香蒲桃花蕾精油的优选产地。张锐(2014)采用气相色谱-质谱法对印度尼西亚,以及中国的广东、云南、广西、海南共5个产地的丁香蒲桃花蕾挥发性物质进行比较研究,发现丁香酚在各产地中含量最高,并且不同产地的挥发性物质及其含量存在差异。蔡君龙等(2015)从马达加斯加、中国广东、中国广西、印度尼西亚4个产地的13批丁香蒲桃花蕾中鉴定出72种挥发性成分,发现同一产地丁香蒲桃花蕾的挥发性成分具有相似性,不同产地间则存在一定差异。周叶燕和王学娟(2014)采用水蒸气蒸馏法提取印度尼西亚、马达加斯加、印度、越南不同产地丁香蒲桃花蕾精油,通过GC-MS分析主要成分并比较香气特征,结果显示,受产地土壤、气候、品种等因素影响,4个产地丁香蒲桃花蕾精油的香气特征和化学成分含量存在一定差异。
现有关于丁香蒲桃花蕾的研究主要集中于国外产区和我国南方地区(如广东、广西、云南、海南等),但针对我国北方地区及全国范围内的对比研究尚未见报道。为了对中国不同产地的丁香蒲桃花蕾精油进行系统的分析,本研究利用气相色谱-质谱技术对吉林、内蒙古、陕西、安徽、重庆、云南、广西及海南8个不同产地的丁香蒲桃花蕾精油化学成分及相对含量进行分析,并对其进行抗真菌活性评价,拟探讨以下问题:(1)中国不同产地丁香蒲桃花蕾精油的化学组成及含量的共性与差异;(2)不同产区丁香蒲桃花蕾精油的抗真菌活性差异及其与化学组成的相关性。本研究将为丁香蒲桃花蕾精油作为天然真菌抑制剂提供理论基础,进一步为优良丁香蒲桃品种的选育提供重要依据,从而深入挖掘丁香蒲桃的潜在价值。
1 材料与方法
1.1 材料和仪器
丁香蒲桃花蕾采集自吉林、内蒙古、陕西、安徽、重庆、云南、广西和海南8个不同地理区域,依次编号为JL、IM、SX、AH、CQ、YN、GX和HN,样品详细信息见表1。为保持其固有特性和化学成分的完整性,将所有丁香蒲桃花蕾样品置于通风良好、光照充足的室外环境,在自然光照条件下晾晒至恒重。
供试菌种为南瓜枯萎病原真菌(Mycosphaerella melonis,M.m.)、棉花枯萎病原真菌(Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum,F.o.v.)、苹果腐烂病原真菌(Valsa mali,V.m.)、西瓜枯萎病原真菌(Fusarium oxysporum f. sp. niveum,F.o.n.)、苹果炭疽病原真菌(Colletotrichum gloeosporioides,C.g.)、番茄早疫病原真菌(Alternaria solani,A.s.),所有菌种均由西北农林科技大学农药研究中心提供。
石油醚(沸点30~60 ℃,分析纯,天津欧博凯化工有限公司);无水硫酸镁(分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司);混合正构烷烃(C5-C17,上海阿拉丁生化科技股份有限公司);马铃薯葡萄糖水(广东环凯微生物科技有限公司);琼脂粉(北京奥博星生物技术有限责任公司);去离子水(陕西科技大学天然产物研究室自制)。
同时蒸馏萃取装置(天长市东祥玻璃仪器厂);R-1001VN 旋转蒸发仪(郑州长城科工贸有限公司);7890-7000C型气相色谱质谱仪(安捷伦科技有限公司);ZHJH-C1109B 超净工作台(上海智城分析仪器制造有限公司);HZQ-Q 全温振荡器(哈尔滨市东联生化仪器有限公司);DH5000B 电热恒温培养箱(天津市泰斯特仪器有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 精油提取
参照刘欢等(2022)的方法并稍加修改。将干燥丁香蒲桃花蕾研磨成粒径约40目的细粉,称取50 g并转移至2 000 mL圆底烧瓶中,加入650 mL蒸馏水(固液比1∶13,V/V),室温浸泡4 h后,连接同时蒸馏萃取装置一端。另取250 mL圆底烧瓶,加入100 mL石油醚及少量沸石,连接至同时蒸馏萃取装置另一端。加热蒸馏3.5 h后,收集石油醚萃取相,经旋转蒸发浓缩后即得丁香蒲桃花蕾精油。将所得精油密封后于4 ℃冷藏保存,备用。
表
1
不同产地样品信息
Table
1
Information of samples from different producing areas
1.2.2 化学成分分析
采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对丁香蒲桃花蕾精油成分进行分析检测(王春龙等,2021)。使用安捷伦7890-7000C型气相色谱质谱仪,配备DB-5MS毛细管色谱柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)。具体分析条件如下:进样量1 μL,分流比1∶10;程序升温条件为初始温度60 ℃保持2 min,以10 ℃·min-1升温至300 ℃后保持5 min;进样口温度300 ℃,检测器温度250 ℃。质谱条件设置条件如下:离子源温度250 ℃,质量扫描范围10~550 m·z-1,电离能量70 eV,载气为高纯氦气,流速1.0 mL·min-1。通过比对NIST质谱库的保留时间和质谱数据进行定性分析,并采用面积归一化法计算各组分相对含量。
1.2.3 抗真菌活性测试
采用琼脂扩散法测定丁香蒲桃花蕾精油的抗真菌活性(Zhao et al.,2024)。选取上述6种供试菌种,首先将各菌株接种于马铃薯葡萄糖肉汤(potato dextrose broth,PDB)培养基中,置于28 ℃全温振荡器以140 r·min-1活化培养24 h,制备浓度为108 CFU·mL-1的菌悬液备用。随后取200 μL菌悬液均匀涂布于马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)平板表面,中央放置经待测精油浸泡24 h并风干的6 mm药敏滤纸片,以酮康唑(ketoconazole,Keto)为阳性对照,以二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)为阴性对照。将平板于28 ℃培养48 h后测定抑菌圈直径并记录数据,重复3次实验并取其平均值。
MIC作为评估抗真菌剂抑制微生物生长能力的关键指标,为量化丁香蒲桃花蕾精油对植物病原真菌的抑菌效应提供了重要依据。本研究采用二倍稀释法(刘泽鑫等,2025)测定丁香蒲桃花蕾精油对6种供试菌种的MIC值。具体操作如下:将丁香蒲桃花蕾精油溶于少量二甲基亚砜(DMSO)后,以酮康唑(Keto)为阳性对照,以DMSO为阴性对照,在96孔板中进行实验。该板从左至右编号1-12列,每孔预先加入100 μL空白PDB培养基,为菌种生长提供营养环境。取100 μL待测溶液加入第1孔,混匀后吸取100 μL转移至第2孔,依次梯度稀释至第10孔,使各孔化合物浓度呈二倍递减,第12孔加入100 μL DMSO以监测溶剂对菌株生长的影响。最后每孔接种100 μL活化菌悬液,将培养板置于28 ℃恒温培养箱中孵育48 h后观察结果。每行从右向左数,首个清澈孔所对应的浓度即为该化合物对相应真菌的MIC值。
2 结果与分析
2.1 精油得率
不同产地丁香蒲桃花蕾精油的颜色和得率如表2显示,各样品的颜色和得率均存在差异。就颜色特征而言,SX样品呈现出较深的金黄色,其他地区样品均呈现不同程度的浅黄色;就得率而言,8个产地的精油得率介于3.37%~4.69%之间,其中SX样品的精油得率最高(4.69%),而AH样品则具有最低的精油得率,仅为3.37%。
表
2
不同产地丁香蒲桃花蕾精油的颜色和得率
Table
2
Color and yield of Syzygium aromaticum flower bud essential oils from different producing areas
2.2 精油化学成分
按“1.2.2”项下检测条件进样测定,在8个产地的丁香蒲桃花蕾精油中,共检出44种化合物(表3),按结构特征可分为六大类:萜烯类化合物(28种)、酯类(7种)、酮类(4种)、酚类(2种)、醇类(2种)以及醚类(1种)。定量分析结果表明,各产区样品中相对含量超过0.1%的特征性化学成分数量分别为24种(JL)、31种(IM)、13种(SX)、16种(AH)、19种(CQ)、22种(YN)、20种(GX)和17种(HN)。
GC-MS分析结果显示,8个产地精油样品的化学组成相似,共有8个共有成分。丁香酚作为标志性组分在各产地样品中均占绝对优势(52.64%~69.22%)。萜烯类化合物中普遍存在3种特征性环状结构,即(1Z,4Z,7Z)-1,5,9,9-四甲基环十一碳-1,4,7-三烯(2.84%~5.00%)、Δ-杜松烯(1.02%~2.23%)以及(-)-氧化石竹烯(0.72%~1.15%)。酯类成分中,水杨酸甲酯(1.50%~2.65%)、乙酸异丁香酚酯(6.42%~8.37%)和乙酸苄酯(0.32%~0.83%)的含量分布相对稳定,5-茚醇(0.45%~1.26%)在各样品间也表现出良好的一致性。这些相同的化学成分,共同构成了不同产地样品的核心化学特征,充分体现了其化学组成的同源性。
不同样品的8个共有成分相关性分析如图1所示。不同产地丁香蒲桃花蕾精油的共有成分中,(1Z,4Z,7Z)-1,5,9,9-四甲基环十一碳-1,4,7-三烯和水杨酸甲酯与丁香酚、5-茚醇呈极显著负相关(P<0.001);Δ-杜松烯与水杨酸甲酯呈极显著负相关(P<0.001);(-)-氧化石竹烯与乙酸苄酯呈显著负相关(P<0.05)、与乙酸异丁香酚酯呈显著正相关(P<0.05);乙酸苄酯与水杨酸甲酯呈极显著正相关(P<0.01);丁香酚与5-茚醇呈极显著正相关(P<0.001)。总体而言,不同产地样品的共有成分间存在显著的关联性。
除此之外,各样品的其他化学成分及含量也存在一定的地域差异。化学成分种类分析(图2)显示,IM样品所含成分最多(31种),而SX样品的化学组成最为简单(仅13种),萜烯类化合物在各产地样品中占比最高,但不同产地间存在差异;SX样品中不含酮类化合物,除AH、YN、HN样品外,其余样品均未检测出醚类化合物。进一步分析显示,JL样品特有的(R)-1-甲基-5-(1-甲基乙烯基)环己烯和β-罗勒烯两种单萜化合物在其他样品中均未检出;IM样品展现出优异的化学多样性,同时含有4种特征性倍半萜(香树烯、α-依兰油烯、β-古巴烯和1,2,3,4-四氢-6-甲基-1-亚甲基-4-异丙基萘)以及非萜类次级代谢产物(包括正己酸乙酯、苯乙酮和2-庚醇等);AH样品含有独特的雅槛蓝烯(倍半萜);CQ样品中检测到独特的2个双环倍半萜类化合物(E)-4,11,11-三甲基-8-亚甲基双环 [7.2.0]十一碳-3-烯和α-二去氢菖蒲烯。化合物相对含量分析(图3)显示,所有样品中酚类化合物含量最多,萜烯类化合物含量次之,醚类化合物含量最低。以萜烯类中的β-石竹烯为例,虽然其他地区含量普遍维持在20%左右,但在IM、SX和HN样品中却未检出。此外,酯类、酮类和醇类化合物在不同地区也呈现出一定的含量波动。
对不同产地样品的化学成分及相对含量进行聚类分析。结果如图4所示,JL、GX与YN被聚为一大类,说明这3个产地的化合物种类及相对含量具有相似性;JL与GX进一步聚为一小类,表明二者的化合物种类及相对含量相似度更高;SX与HN聚为一大类,显示这2个产地的化合物种类及相对含量特征相近;AH与CQ聚为另一大类,揭示其化合物种类及相对含量具有较强的相似性。此外,热图中采用连续色阶表示化合物相对含量,其中红色区域代表高含量化合物,蓝色区域代表低含量化合物。同一化合物行,颜色从红色向蓝色跨度越大。说明该成分在不同产地间差异越大。例如,Δ-杜松烯、(-)-氧化石竹烯等化合物在行向量上呈现出明显的颜色梯度变化(红色至蓝色),表明这些成分在不同产地间具有明显的含量差异。这些差异不仅反映了不同产地精油的化学特征,还可能影响其物理特性和生物活性等方面,值得进一步深入研究。
表
3
不同产地丁香蒲桃花蕾精油的化学成分
Table
3
Chemical composition of Syzygium aromaticum floral bud essential oils from different producing areas
注:—表示未检测到。
Note:—indicates not detected.
图
1
不同产地样品的共有成分相关性分析热图
Fig.
1
Heatmap of correlation analysis of common compositions among samples from different producing areas
2.3 精油的抗真菌活性
2.3.1 抗真菌活性筛选
抗真菌活性筛选实验结果如图5所示。通过热图可视化分析(图6)可直观呈现不同产地精油对测试菌株的抑制效果差异。热图中颜色深浅与抑菌圈直径呈正相关:橙色加深表示抑菌圈直径增大,抑菌效力增强;向紫色过渡则表示抑菌圈直径减小,抑菌效力减弱。这清晰反映了不同产地精油的抗真菌效力强度差异。
从不同植物病原真菌的抑制效果分析,所有精油样品对苹果炭疽病原真菌(C.g.)、苹果腐烂病原真菌(V.m.)和南瓜枯萎病原真菌(M.m.)的抑制效果优于阳性对照,尤其是苹果炭疽病原真菌(C.g.)、苹果腐烂病原真菌(V.m.),多个样品对其抑菌圈直径较大,说明这两种病原真菌对精油成分较为敏感。相比之下,虽然精油样品对番茄早疫病原真菌(A.s.)的抑制效果较弱,但抑菌圈也几乎可以与阳性对照持平。这表明精油样品对供试的大部分植物病原真菌具有明显的抑制能力。从地域差异来看,SX样品表现出优异的抗真菌活性,其效果优于其他产区。CQ、AH、HN和IM样品抗菌效果次之,而GX、YN和JL样品抗真菌活性相对较弱。
2.3.2 最小抑菌浓度
最小抑菌浓度(MIC)测定结果详见表4。所有精油样品对5种测试真菌(除M.m.外)抑制效果均优于阳性对照。具体而言,SX、AH和CQ样品对棉花枯萎病原真菌(F.o.v.)的MIC最低值可达0.5 μL·mL-1;此外,SX样品对西瓜枯萎病原真菌(F.o.n.)的MIC最低值同样可达0.5 μL·mL-1。然而,精油样品在抑制南瓜枯萎病原真菌(M.m.)时效果相对较弱,其MIC值高于阳性对照。这些实验结果不仅系统阐明了精油样品对不同真菌的抑制特性,而且还为其在抗真菌领域的应用提供了重要的实验依据和理论支撑。
图
2
不同产地样品化学成分种类占比堆积柱状图
Fig.
2
Stacked column chart showing the proportion of chemical composition categories in samples from different producing areas
图
3
不同产地样品化学成分相对含量堆积柱状图
Fig.
3
Stacked column chart of the relative contents of chemical composition in samples from different producing areas
不同产地精油样品表现出明显的抗真菌活性差异,并且该差异与其丁香酚含量存在显著相关性(图7)。其中,SX样品因含有更高含量的丁香酚而展现出较大优势;AH、CQ和HN样品则呈现中等抗真菌活性;相比之下,JL、IM、YN和GX样品抗真菌活性较弱。MIC测定获得的数值与抑菌圈实验的结果高度一致。这种抗真菌活性的差异可能源于JL、IM、YN和GX样品产区相较于其他产区在气候条件上的不同,进而影响了其抗真菌活性成分的合成与积累。
3 讨论
3.1 不同产地精油的化学成分
本研究共鉴定出丁香蒲桃花蕾精油化学成分44种,其中8种为所有样品中的共有成分。在这些共有成分中,丁香酚含量最高(52.64%~69.22%),其余7个共有成分及含量分别为(1Z,4Z,7Z)-1,5,9,9-四甲基环十一碳-1,4,7-三烯(2.84%~5.00%)、Δ-杜松烯(1.02%~2.23%)、(-)-氧化石竹烯(0.72%~1.15%)、水杨酸甲酯(1.50%~2.65%)、乙酸异丁香酚酯(6.42%~8.37%)、乙酸苄酯(0.32%~0.83%)和5-茚醇(0.45%~1.26%)。在丁香蒲桃花蕾精油的相关研究中,丁香酚普遍被认为是其关键成分(Haro-González et al.,2021;Liñán-Atero et al.,2024),本研究结果与之相符,并进一步基于南北方地区更大范围的采样分析证实了这一现象。同时,本研究中鉴定出的(1Z,4Z,7Z)-1,5,9,9-四甲基环十一碳-1,4,7-三烯、乙酸苄酯、(-)-氧化石竹烯、Δ-杜松烯、水杨酸甲酯、5-茚醇也与前人研究结果(张锐,2014;蔡君龙等,2015;施璐等,2023;黄家豪等,2023)相一致。值得注意的是,本研究在所有8个精油样品中均检测出乙酸异丁香酚酯(6.42%~8.37%),其稳定存在与已有研究存在差异,推测该成分可能是丁香蒲桃花蕾精油中丁香酚在特定代谢过程中形成的次生代谢产物。
图
4
不同产地样品化学成分聚类分析热图
Fig.
4
Heatmap of cluster analysis for chemical composition in samples from different producing areas
此外,本研究中的JL、IM、SX、AH、CQ产地丁香蒲桃花蕾精油的化学成分鲜有报道,其中JL、AH和CQ样品分别含有独特的化学成分,表现出明显的化学特异性,然而IM样品则因成分种类多于其他产区而呈现突出的化学多样性。不同产地的气候条件(如光照、温度、湿度、降水量)和土壤特性(如酸碱度、养分含量、透气性)存在差异,这些环境因素可能会影响丁香蒲桃花蕾的生长代谢和养分吸收,从而导致其精油成分及含量有所不同(Vaičiulytè et al.,2022)。
3.2 不同产地精油的抗真菌活性
在抗真菌活性方面,已有研究证实丁香蒲桃花蕾精油有较好的抑菌效果(李俊国,2022;王江来,2022;Roncero et al., 2025),本研究中所有精油样品同样对供试植物病原真菌均具有抑制作用。在抑制相同植物病原真菌(番茄早疫病原真菌)时,本研究结果显示,所有精油样品的抑菌圈直径在15 mm左右,最小抑菌浓度(MIC)为1~2 μL·mL-1,与朱立成等(2006)的研究结果(抑菌圈直径6 mm,最佳抑制浓度0.05 g·mL-1)相比,本研究中丁香蒲桃花蕾精油表现出更强的抗菌活性。此外,本研究还评估了丁香蒲桃花蕾精油对其他5种植物病原真菌的抑制效果,这些菌种在现有研究中相对较少。值得注意的是,所有精油样品对这些植物病原真菌均表现出良好的抑菌活性。
图
5
不同产地丁香蒲桃花蕾精油的抑菌圈
Fig.
5
Antifungal zone of Syzygium aromaticum flower bud essential oils from different producing areas
表
4
不同产地丁香蒲桃花蕾精油抗真菌MIC值
Table
4
MIC values of Syzygium aromaticum flower bud essential oils against fungi from different producing areas
注:Keto为阳性对照。
Note: Keto is used as the positive control.
作为精油中的关键活性成分,丁香酚含量对抗真菌活性具有主导作用,不同产区丁香蒲桃花蕾精油的抗真菌效果差异与其丁香酚含量密切相关。SX样品的丁香酚含量高达69.22%,与其突出的抗真菌效果高度相关;而JL样品的丁香酚含量最低,其抗真菌效果也最弱,其余产区的样品则因丁香酚含量存在差异,而呈现出相应的抗真菌效果变化趋势。此外,β-石竹烯、(-)-氧化石竹烯等化合物也可能会与丁香酚产生协同作用,共同影响抗真菌活性(Alshaikh & Perveen,2017;Haro-González et al.,2021;Spigarelli et al.,2024)。
图
6
不同产地丁香蒲桃花蕾精油抑菌效能热图
Fig.
6
Heatmap of antifungal capacity of Syzygium aromaticum flower bud essential oils from different producing areas
图
7
不同真菌抑制效果与样品丁香酚含量的相关性热图
Fig.
7
Heatmap of correlations between antifungal effects against different fungi and eugenol content of samples
4 结论
本研究系统分析了不同产地丁香蒲桃花蕾精油的化学成分与抗真菌活性,共鉴定出六大类44种化学成分。各地样品化学组成基本相似,丁香酚作为丁香蒲桃花蕾精油的关键特征成分,在所有分析样品中均显示出优势含量。受不同产地温度湿度等气候条件影响,不同样品部分成分及含量存在一定差异。抗真菌活性评价结果表明,所有精油样品对待测植物病原真菌均表现出良好的抑制效果,尤其是SX样品对西瓜枯萎病原真菌和棉花枯萎病原真菌的抑制效果最为突出。不同精油的抗菌活性差异主要与其丁香酚含量密切相关,这表明在评估精油抗真菌潜力时需重点考虑其地理来源。本研究结果不仅为不同产地丁香蒲桃花蕾精油的化学成分鉴定提供了科学依据,更为优质丁香蒲桃品种的选育及其资源的深度开发和合理利用提供了重要参考。


