農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 前 言 根 據 美 國 環 境 保 護 署 之 定 義, 生 物 性 農 藥 包 括 微 生 物 農 藥 植 物 源 保 護 製 劑 (plant-incorporated protectants, 簡 稱 PIPs) 及 生 化 農 藥

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1 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 謝 廷 芳 行 政 院 農 業 委 員 會 農 業 試 驗 所 花 卉 研 究 中 心 通 訊 作 者 摘 要 植 物 富 含 許 多 特 殊 的 抑 菌 物 質 如 配 糖 體 生 物 鹼 萜 類 酚 類 鞣 質 類 黃 酮 素 皀 素 單 寧 香 豆 素 等, 具 有 特 定 之 生 物 活 性, 可 抑 制 多 種 植 物 病 原 菌, 是 開 發 植 物 源 保 護 製 劑 或 植 物 源 農 藥 的 材 料 植 物 源 農 藥 具 有 環 境 友 善 符 合 農 業 永 續 易 於 生 物 分 解 可 降 低 病 蟲 害 發 生 有 機 可 用 及 可 納 入 綜 合 管 理 體 系 之 中 等 特 性 與 優 點, 廣 受 研 究 人 員 青 睞 與 投 入 研 究 開 發 植 物 源 農 藥 均 由 評 估 植 物 萃 取 物 的 抑 菌 效 果 及 分 析 抑 菌 成 分 著 手, 再 進 行 製 劑 研 發, 並 評 估 田 間 病 害 防 治 之 藥 效 除 中 國 大 陸 提 出 超 過 20 種 已 開 發 的 植 物 源 農 藥 之 外, 目 前 國 外 登 記 用 於 防 治 植 物 病 害 的 商 品 尚 不 多 見, 計 有 具 廣 效 性 的 30% cinnamaldehyde 之 可 濕 性 粉 劑,29.2% gamma-aminobutyric acid 與 29.2% L-glutamic acid 複 合 劑 防 治 葡 萄 白 粉 病 和 核 果 類 作 物 的 褐 腐 病 (Monilia sp.) 與 穿 孔 病 (Stigmina carpophila), 荷 荷 巴 油 (jojoba oil) 預 防 觀 賞 植 物 的 粉 蝨 和 白 粉 病, 褐 藻 多 糖 (laminarin) 防 治 小 麥 白 粉 病, 中 草 藥 博 落 回 1.5% 水 溶 液 作 為 抗 病 誘 導 劑, 日 本 大 黃 可 濕 粉 製 劑 (RK) 防 治 胡 瓜 白 粉 病, 虎 杖 (Reynoutria sachalinensis) 萃 取 液 ( 商 品 名 Milsana ) 防 治 作 物 之 白 粉 病 及 灰 黴 病 而 國 內 成 功 開 發 用 於 防 治 植 物 病 害 的 植 物 源 農 藥 或 天 然 植 物 保 護 製 劑 計 有 中 興 100 (CH 100) 植 物 健 素 防 治 多 種 植 物 病 害, 乳 化 葵 花 油 ( 葵 無 露 ) 防 治 作 物 白 粉 病, 五 倍 子 中 草 藥 製 劑 ( 活 力 能 ) 防 治 作 物 炭 疽 病, 以 及 肉 桂 油 微 乳 劑 ( 黑 修 羅 ) 防 治 蔬 菜 黑 斑 病 與 根 瘤 線 蟲 等 目 前 實 際 應 用 天 然 植 物 成 分 防 治 作 物 病 害 的 成 果 有 限, 多 數 研 究 僅 局 限 於 實 驗 室 內 的 抑 菌 測 定 與 溫 室 防 病 試 驗 階 段, 未 來 應 加 強 評 估 田 間 的 防 病 成 效, 並 完 備 各 項 農 藥 登 記 應 備 資 料, 以 順 利 將 植 物 源 農 藥 商 品 化 利 用 天 然 植 物 成 分 據 以 研 發 植 物 源 農 藥, 用 於 防 治 植 物 病 害 的 潛 力 無 窮, 是 防 治 植 物 病 害 的 另 一 新 的 研 究 課 題 關 鍵 詞 : 植 物 源 農 藥 誘 導 抗 病 抑 菌 病 害 防 治 研 究 趨 勢 117

2 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 前 言 根 據 美 國 環 境 保 護 署 之 定 義, 生 物 性 農 藥 包 括 微 生 物 農 藥 植 物 源 保 護 製 劑 (plant-incorporated protectants, 簡 稱 PIPs) 及 生 化 農 藥 等 相 較 於 化 學 農 藥, 生 物 農 藥 對 人 畜 較 無 毒 害, 不 易 危 及 非 標 的 生 物, 對 生 態 環 境 較 為 友 善, 除 可 防 治 作 物 病 蟲 害 之 外, 尚 有 益 於 作 物 生 長, 並 維 護 自 然 生 態 和 諧 在 自 然 界 中 存 在 的 植 物, 富 含 許 多 特 殊 的 抑 菌 物 質 如 生 物 鹼 配 糖 體 酚 類 帖 類 鞣 質 類 黃 鹼 素 皀 素 類 胡 蘿 蔔 素 香 豆 素 等 (Cowan 1999), 具 有 特 定 的 生 物 活 性, 可 抑 制 多 種 植 物 病 原 菌, 是 開 發 植 物 源 保 護 製 劑 (natural plant protectants derived from plants) 或 植 物 源 農 藥 (botanical pesticides) 的 材 料 天 然 植 物 保 護 製 劑 或 植 物 源 農 藥 屬 於 生 物 農 藥 範 疇 的 一 個 分 支, 為 利 用 植 物 所 含 的 穩 定 有 效 成 分, 按 一 定 方 法 對 目 標 植 物 進 行 施 用 後, 以 降 低 病 蟲 雜 草 等 有 害 生 物 危 害 的 植 物 源 植 物 保 護 製 劑 植 物 源 農 藥 成 分 複 雜 多 變, 通 常 是 植 物 有 機 體 的 一 部 份 或 全 部, 依 植 物 種 類 與 來 源 不 同, 可 能 含 有 生 物 鹼 糖 苷 毒 蛋 白 質 揮 發 性 香 精 油 單 寧 樹 脂 有 機 酸 酯 酮 萜 等 各 類 物 質 ( 譚 et al. 2003) 全 世 界 可 作 爲 植 物 源 農 藥 應 用 的 植 物 約 有 二 千 種 以 上 就 中 國 大 陸 而 言, 大 多 數 植 物 源 農 藥 都 是 從 中 草 藥 中 發 掘 出 來 的, 其 中 已 知 可 用 於 調 配 植 物 源 農 藥 的 植 物 種 類 約 500 種 ( 無 名 氏 1959) 植 物 源 農 藥 的 種 源 十 分 廣 泛 而 豐 富, 但 被 利 用 者 微 乎 其 微, 僅 魚 藤 酮 苦 參 鹼 煙 鹼 楝 素 藜 蘆 鹼 茴 蒿 素 木 煙 鹼 苦 皮 藤 素 苦 豆 子 總 鹼 等 被 少 數 農 藥 公 司 所 開 發 生 産, 用 於 防 治 作 物 害 蟲 中 國 大 陸 利 用 植 物 性 物 質 防 治 作 物 病 蟲 害 已 經 有 二 百 多 年 的 歷 史, 但 真 正 有 目 的 科 學 地 進 行 開 發 利 用 則 是 近 二 十 年 的 事 目 前 中 國 大 陸 用 於 防 治 作 物 病 害 的 植 物 主 要 有 大 蒜 板 藍 根 商 陸 大 黃 連 翹 苦 楝 等 幾 十 種 ; 有 些 天 然 植 物 成 分 已 被 研 發 成 商 品, 如 市 售 的 大 蒜 素 中 草 藥 製 劑 912 MHll-14 可 濕 性 粉 劑 等, 並 推 廣 給 農 民 使 用 依 據 我 國 科 技 政 策 中 心 科 技 產 業 資 訊 服 務 - 熱 點 專 輯 的 資 料, 中 國 大 陸 在 年 間 已 登 錄 核 可 的 植 物 源 農 藥 專 利 達 196 項 ( 無 名 氏 2005) 另 外, 德 國 研 究 利 用 虎 杖 Reynoutria sachalinensis 萃 取 液 對 數 種 作 物 之 白 粉 病 及 灰 黴 病 有 良 好 的 防 治 效 果, 並 在 美 國 以 商 品 名 Milsana 登 錄 使 用 本 文 擬 由 目 前 植 物 源 保 護 製 劑 或 植 物 源 農 藥, 尤 其 是 植 物 源 殺 菌 劑 的 發 展 現 況 切 入, 探 討 開 發 植 物 源 殺 菌 劑 之 必 要 條 件, 並 提 出 未 來 植 物 源 農 藥 的 研 發 趨 勢, 以 作 為 我 國 開 發 該 類 天 然 植 物 保 護 製 劑 之 參 考 118

3 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 植 物 萃 取 物 的 研 究 現 況 植 物 萃 取 物 防 治 作 物 病 蟲 害 是 開 發 植 物 源 保 護 製 劑 或 植 物 源 農 藥 的 初 階 研 究 目 前 研 究 植 物 萃 取 物 防 治 作 物 病 害 的 成 果 頗 多, 經 歸 納 可 分 成 二 大 類, 第 一 類 為 直 接 使 用 萃 取 抗 菌 物 質 或 含 抗 菌 成 分 的 萃 取 液 抑 制 病 原 菌 生 長, 第 二 類 為 利 用 植 物 萃 取 物 可 誘 導 植 物 產 生 抗 病 性 而 防 治 病 害 的 發 生 (Das et al. 2010) 一 直 接 抑 制 病 原 菌 生 長 於 健 康 植 物 體 內 固 存 一 些 抗 菌 物 質, 當 病 原 菌 侵 染 時, 產 生 具 抗 菌 活 性 的 水 解 產 物, 當 該 類 植 物 體 以 適 當 的 方 法 萃 取 其 抗 菌 物 質, 可 用 於 抑 制 植 病 病 原 菌 的 研 究 國 外 在 植 物 萃 取 液 的 抑 菌 特 性 研 究 上 著 墨 甚 多, 如 苦 棟 葉 萃 取 液 對 數 種 真 菌 孢 子 細 菌 均 有 抑 制 發 芽 或 靜 菌 作 用 (Coventry & Allan 2001); 黃 菫 (Corydalis chaerophylla) 之 根 葉 萃 取 液 含 berberine, 可 抑 制 多 種 真 菌 孢 子 發 芽 (Basha et al. 2002); 胡 椒 科 植 物 蓽 撥 果 實 萃 取 液 1,000 倍 可 完 全 抑 制 小 麥 赤 銹 病 菌 (Puccinia recondite) 孢 子 發 芽 (Lee et al. 2001); 鳳 梨 花 pineapple lily (Eucomis autumnalis) 鱗 莖 粗 萃 取 液, 可 完 全 抑 制 豌 豆 褐 斑 病 菌 (Mycosphaerella pinodes) 孢 子 發 芽 (Pretorius et al. 2002); 具 揮 發 性 的 抑 菌 物 質 大 蒜 素 allicin (diallyl thio sulphinate) 合 成 於 大 蒜 組 織 受 傷 時, 大 蒜 素 可 有 效 防 治 胡 蘿 蔔 種 子 傳 播 病 害 (Alternaria spp.) 番 茄 和 馬 鈴 薯 晚 疫 病 水 稻 稻 熱 病 及 阿 拉 伯 芥 (Arabidopsis thaliana) 露 菌 病 (Slusarenko et al. 2008); 丁 香 羅 勒 油 與 香 茅 油 在 250ppm 下 可 完 全 抑 制 白 粉 病 菌 (Erysiphe polygoni) 孢 子 發 芽 (Raj & Shukla 1996); 土 壤 中 添 加 10% 的 辡 椒 / 芥 菜 精 油 70% 丁 香 油 乳 劑 可 分 別 降 低 99.9 和 97.5% 的 菊 花 萎 凋 病 菌 (Fusarium oxysporum f.sp. chrysanthemi) 孢 子 數 量, 而 90% 苦 棟 油 乳 劑 則 會 增 加 病 原 菌 族 群 數 量 (Bowers & Locke 2000) 紅 辣 椒 萃 取 液 含 meta-coumaric 和 trans-cinnamic acids, 對 細 菌 性 軟 腐 病 菌 (Erwinia carotovora subsp. carotovora) 的 生 長 具 抑 制 作 用 ; 芫 荽 刺 芫 荽 和 苦 瓜 萃 取 液 可 抑 制 Erwinia 屬 細 菌 的 生 長, 而 mamon (Melicocca bijuga) 對 香 蕉 的 Pseudomonas 細 菌 具 抑 制 作 用 (Guevara et al. 2000); 南 美 紫 茉 莉 (Mirabilis jalapa) 葉 片 萃 取 液 完 全 抑 制 茄 子 (Solanum melongena) 的 胡 瓜 嵌 紋 病 毒 (Cucumber mosaic cucumovirus, CMV) (Bharathi 1999), 而 雜 草 Clerodendrum aculeatum 的 部 份 純 化 葉 萃 取 液 2:1 濃 度 連 續 噴 佈 大 豆 植 株 6 次 後, 可 明 顯 抑 制 大 豆 嵌 紋 病 毒 (Soybean mosaic potyvirus, SMV) 的 為 害 (Alpana et al. 1992) 119

4 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 植 物 精 油 使 用 於 防 治 貯 藏 期 病 害 是 相 當 具 吸 引 力 的, 大 多 數 研 究 植 物 精 油 對 植 物 病 原 真 菌 抑 菌 能 力 的 報 告 都 以 測 定 菌 絲 生 長 與 孢 子 發 芽 之 抑 制 作 用 為 主 在 抑 制 菌 絲 生 長 方 面, 如 Ranasinghe et al. (2002) 指 出 肉 桂 及 丁 香 油 在 % (v v) 下 可 抑 制 Fusarium proliferatum Lasiodiplodia theobromae 和 Colletotrichum musae 等 引 起 香 蕉 冠 腐 及 炭 疽 病 的 病 原 菌 菌 絲 生 長 : 百 里 香 精 油 在 0.06% 下 可 讓 C. gloeosporioides 和 Rhizopus stolonifer 二 者 的 菌 絲 停 止 生 長 (Bosquez-Molinaa et al. 2010), 而 0.05% 的 香 茅 精 油 和 0.4% 的 肉 桂 精 油 對 香 蕉 炭 疽 病 菌 C. musae 和 木 瓜 炭 疽 病 菌 C. gloeosporioides 具 有 殺 菌 效 果 (fungicidal effect) (Maqbool et al. 2011) 植 物 精 油 包 括 Lippia sidoides 丁 香 羅 勒 (Ocimum gratissimum) 馬 鞭 草 檸 檬 桉 (Lippia citriodora) 和 香 茅 在 1,000 μl/l 下 可 完 全 抑 制 炭 疽 病 菌 (C. gloeosporioides) 菌 絲 生 長 (Souza Júnior et al. 2009), 而 柑 桔 油 在 150 μg/ml 可 完 全 抑 制 芒 果 炭 疽 病 菌 菌 絲 生 長 (Abd-Alla & Haggag 2013) 亦 有 一 些 報 告 利 用 精 油 的 揮 發 性 物 質 來 達 到 抑 菌 的 功 效, 如 百 里 香 精 油 在 76 μl/l 下 的 揮 發 氣 體 可 完 全 抑 制 炭 疽 病 菌 (Colletotrichum acutatum) 的 菌 絲 生 長 亞 香 茅 (Cymbopogon nardus L.) 羅 勒 (Ocimum basilicum L.) 檸 檬 桉 和 白 豆 蔻 (Elettaria cardamomum Maton) 等 精 油 在 % (v/v) 下 對 L. theobromae F. proliferatum 和 C. musae 具 靜 菌 作 用 (fungistatic effect), 而 在 % (v/v) 下 有 殺 菌 效 果 (Abeywickrama et al. 2003) 在 抑 制 孢 子 發 芽 方 面,50 mg/l 的 芥 子 精 油 (mustard oil) 抑 制 70.8 % 炭 疽 病 菌 孢 子 發 芽, 而 羅 勒 精 油 則 抑 制 64.7% 孢 子 發 芽 (Abd-Alla & Haggag 2013) Midhila & Janardhana (2012) 測 試 7 種 植 物 精 油 抑 制 咖 哩 炭 疽 病 菌 (C. gloeosporioides) 孢 子 發 芽 與 發 芽 管 長 度, 發 現 不 同 精 油 的 抑 菌 濃 度 不 一, 柑 桔 油 在 1,360 mg/l 時 達 最 大 抑 制 量, 其 次 為 1,720 mg/l 的 香 茅 油 和 2,260 mg/l 的 薄 荷 精 油 而 Souza Júnior et al. (2009) 以 1,000 μl/l 的 精 油 包 括 Lippia sidoides 丁 香 羅 勒 馬 鞭 草 檸 檬 桉 香 茅 和 番 石 榴 (Psidium guayava var. pomifera) 等 具 有 完 全 抑 制 C. gloeosporioides 孢 子 發 芽 的 效 果 肉 桂 與 丁 香 精 油 對 黑 胡 椒 (Piper nigrum L.) 炭 疽 病 菌 (C. gloeosporioides) 孢 子 發 芽 的 半 致 死 濃 度 小 於 650 mg/l (Yulia et al. 2006) Rozwalka et al. (2010) 指 出 精 油 對 炭 疽 病 菌 (C. gloeosporioides 和 C. musae) 孢 子 的 殺 菌 作 用 主 要 是 使 細 胞 解 體 或 退 化 而 導 致 孢 子 無 法 發 芽 國 內 對 植 物 萃 取 液 的 抑 菌 能 力 測 定 亦 有 諸 多 研 究, 農 業 試 驗 所 的 研 究 團 隊 測 試 評 估 33 科 67 種 植 物 萃 取 液 對 蕙 蘭 細 斑 病 菌 (Fusarium proliferatum) 百 合 灰 黴 120

5 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 病 菌 (Botrytis elliptica) 和 及 小 白 菜 炭 疽 病 菌 (Colletotrichum higginsianum) 的 孢 子 發 芽 影 響, 其 中 以 山 韭 菜 及 大 風 子 抑 制 孢 子 發 芽 的 效 果 最 佳 ( 謝 et al. 2005) 何 et al. (2002) 亦 篩 選 64 種 植 物 萃 取 液, 發 現 其 中 的 23 種 對 甘 藍 黑 斑 病 菌 (Alternaria brassica),14 種 對 火 鶴 花 花 腐 病 菌 (Corynespora cassicola) 孢 子 發 芽 有 抑 制 效 果 另 何 & 吳 (2002) 發 現 扛 板 歸 的 萃 取 液, 對 甘 藍 黑 斑 病 菌 孢 子 發 芽 有 非 常 強 的 抑 制 作 用, 而 且 不 同 地 方 採 的 材 料, 抑 菌 程 度 也 不 同 黃 et al. (2003) 發 現 百 餘 種 植 物 萃 取 液 中, 有 多 種 具 抑 制 甜 瓜 白 粉 病 菌 的 效 果 武 藤 et al. (2005a) 評 估 14 種 臺 灣 原 住 民 鄒 族 常 用 藥 用 植 物 之 水 溶 液 與 酒 精 抽 出 物 的 抗 菌 活 性, 發 現 龍 葵 (Solanum nigrum) 的 水 與 酒 精 萃 取 物 均 能 完 全 抑 制 十 字 花 科 蔬 菜 黑 斑 病 菌 (A. brassicicola) 的 孢 子 發 芽 ; 新 鮮 琉 球 鐵 線 蓮 (Clematis tashiroi) 與 新 鮮 山 葛 (Pueraria montana) 水 萃 取 物 可 抑 制 白 菜 炭 疽 病 菌 (C. higginsianum); 而 新 鮮 琉 球 鐵 線 蓮 水 萃 取 物 亦 可 抑 制 蕃 茄 晚 疫 病 菌 (Phytophthora infestans) (Muto et al. 2005a) 二 誘 導 植 物 抗 病 性 目 前 多 數 研 究 指 出, 植 物 的 系 統 性 抗 病 能 力 可 被 誘 導, 抗 病 性 的 發 生 與 植 物 體 產 生 抗 菌 物 質 - 植 物 防 禦 素 (phytoalexin) 有 關 此 類 抗 菌 物 質 只 有 當 植 物 受 外 來 的 刺 激 物 質 如 微 生 物 紫 外 光 或 其 他 化 學 物 質 刺 激 時 才 被 誘 導 產 生 在 植 物 萃 取 液 誘 導 作 物 抗 病 性 的 報 告 頗 多, 如 油 菜 萵 苣 豌 豆 煙 草 番 茄 玉 米 小 麥 和 胡 瓜 的 葉 片 酒 精 萃 取 液 可 誘 導 胡 瓜 抗 炭 疽 病 (Foughtk & Kuc 1996); 利 用 苦 楝 (Azadirachta indica Juss.) 葉 水 萃 取 液 可 以 有 效 防 治 大 麥 葉 條 病 (Drechslera graminea 所 引 起 ) (Paul & Sharma 2002), 經 處 理 的 大 麥 葉 片 含 phenylalanine ammonia lyase 和 tyrosine ammonia lyase 酵 素 活 性 明 顯 增 加, 並 累 積 抑 菌 的 酚 化 合 物, 但 病 原 菌 的 孢 子 發 芽 不 受 苦 棟 萃 取 液 的 影 響, 顯 示 其 作 用 機 制 在 於 間 接 誘 導 植 物 抗 病 性 (Paul & Sharma 2002) 以 2% 虎 杖 (R. sachalinensis) 水 溶 性 萃 取 液 每 星 期 噴 佈 於 胡 瓜 植 株 上, 噴 施 後 植 體 葉 片 的 抑 菌 物 質 酚 化 合 物 會 累 積. 進 而 抵 抗 白 粉 病 菌 的 入 侵 (Daayf et al. 1995; Konstantinidou-Doltsinis & Schmitt 1998); 另 外, 鹿 蹄 草 萃 取 液 可 增 加 胡 瓜 葉 片 中 過 氧 化 酵 素 及 幾 丁 質 分 解 酵 素 的 含 量, 進 而 抑 制 細 菌 性 斑 點 病 的 發 生 (Ribnicky et al. 2001) Lychnis viscaria 種 子 萃 取 液 含 有 不 同 的 brassinosteroids 可 誘 導 植 物 產 生 抗 病 性, 以 0.5-1mg/l 乾 粉 水 萃 取 液 可 促 進 煙 草 胡 瓜 和 番 茄 對 病 毒 及 真 菌 病 原 的 抗 性 達 36%(Roth et al. 121

6 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 2000) 三 植 物 萃 取 物 防 治 作 物 病 害 的 效 果 國 外 利 用 植 物 萃 取 物 防 治 作 物 病 害 的 例 子 不 少, 日 本 大 黃 (Rheum undulatum) 萃 取 物 可 濕 粉 製 劑 (RK) 2,000 倍 稀 釋 液, 對 胡 瓜 白 粉 病 有 % 的 防 治 率 (Paik et al. 1996); 虎 杖 (R. sachalinensis) 萃 取 液 對 數 種 作 物 之 白 粉 病 及 灰 黴 病 具 有 良 好 的 防 治 效 果 (Cheah & Cox 1995; Daayf et al. 1995; Herger et al. 1989); 大 豆 種 子 處 理 0.1% 明 礬 後 的 植 株 噴 佈 1% 指 甲 花 henna (Lawsonia inermis L.) 葉 片 萃 取 液 混 合 0.1% 明 礬 可 降 低 大 豆 炭 疽 病 (Colletotrichum truncatum) 的 發 生 (Chandrasekaran et al. 2000); 馬 纓 丹 (Lantana camara L.) 的 花 萃 取 液 可 降 低 由 Aspergillus niger 引 起 的 番 茄 果 腐 病, 也 降 低 因 Drosophila busckii 造 成 傷 害 導 致 的 果 腐 (Purnima & Saxena 1990); 苦 棟 葉 的 酒 精 萃 取 液 及 種 子 的 油 萃 取 液 明 顯 降 低 稻 熱 病 菌 孢 子 發 芽 及 稻 熱 病 的 發 生 (Amadioha 2000); 含 洋 香 瓜 萎 凋 病 菌 (F. oxysporum f. sp. melonis) 病 土 先 以 5% 和 10% 的 辡 椒 / 芥 菜 和 丁 香 油 乳 劑 處 理 一 星 期 後, 可 顯 著 降 低 幼 苗 死 亡 率 (Bowers & Locke 2000) 由 Bougainvillea spectabilis 和 Prosopis chilinesis 萃 取 的 抗 病 毒 蛋 白 可 有 效 地 降 低 向 日 葵 與 豇 豆 的 向 日 葵 壞 疽 病 毒 (sunflower necrosis virus) ( Lavanya et al. 2009) 另 外, 國 際 上 許 多 植 物 病 理 學 者 利 用 植 物 油 或 礦 物 油 來 防 治 作 物 病 害, 如 橄 欖 油 (olive oil) 菜 籽 油 (rapeseed oil) 苦 棟 油 Stylet-oil 可 防 治 白 粉 病 (Cheah 1995; McGrath & Shishkoff 2000; Pasini et al. 1997);1% 乳 化 礦 物 油 可 防 治 胡 瓜 白 粉 病, 但 過 高 的 濃 度 則 易 引 起 藥 害 (Casulli 2000) 施 用 的 方 式 多 半 將 油 脂 以 展 著 劑 乳 化 後 噴 施 於 葉 部 或 灌 注 於 土 壤 中, 以 每 週 施 用 一 次 最 普 遍 可 見 植 物 萃 取 物 可 廣 泛 用 於 作 物 病 害 的 防 治 用 途 上 而 利 用 植 物 精 油 防 治 植 物 病 害 之 報 亦 不 少, 如 黃 色 百 香 果 (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg.) 浸 於 120 mg/l 香 茅 油 溶 液 中 2 min 可 防 治 由 C. gloeosporioides 引 起 的 炭 疽 病 (Anaruma et al. 2010), 木 瓜 果 實 浸 於 0.12% (w/w) 百 里 香 精 和 0.1%(w/w) 墨 西 哥 萊 姆 精 油 溶 液 中 可 預 防 炭 疽 病 為 害 達 50% (Bosquez-Molinaa et al. 2010), 而 250 μl/l 芥 子 精 油 和 羅 勒 精 油 分 別 降 低 芒 果 果 實 炭 疽 病 達 79.9% 和 66.7% (Abd-Alla & Haggag 2013) 多 數 報 告 利 用 精 油 處 理 果 實 時 都 輔 以 佐 劑 配 方 或 配 合 其 他 措 施, 以 加 強 精 油 的 防 病 效 力, 如 木 瓜 浸 於 分 別 含 0.1% 百 里 香 或 0.5% 墨 西 哥 萊 姆 精 油 的 牧 豆 樹 膠 乳 劑 (mesquite gum emulsion) 中, 可 完 全 防 治 炭 疽 病 的 發 生 (Bosquez-Molinaa et al. 2010); 以 10% 阿 122

7 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 拉 伯 膠 (gum Arabic) 混 合 0.4% 肉 桂 油 作 為 植 物 源 農 藥 可 防 治 香 蕉 和 木 瓜 果 實 炭 疽 病 (Maqbool et al. 2011); 另 外 以 150 MPa 高 靜 水 壓 (high hydrostatic pressure) 配 合 750 mg/l 植 物 精 油 ( 柑 桔 與 香 茅 ) 可 作 為 木 瓜 果 實 炭 疽 病 的 防 治 方 法 (Palhanoa et al. 2004) 然 而, 使 用 精 油 防 治 果 實 炭 疽 病 常 會 造 成 藥 害 的 發 生,Yulia et al. (2006) 測 試 多 種 植 物 精 油 發 現 高 濃 度 下 可 抑 制 炭 疽 病 菌 的 生 長, 但 會 造 成 辣 椒 切 離 葉 產 生 藥 害 的 情 形, 如 由 丁 香 芽 和 葉 片 萃 取 的 精 油 造 成 中 度 毒 害, 而 由 肉 桂 樹 皮 和 葉 片 萃 取 的 精 油 則 產 生 嚴 重 毒 害 百 香 果 果 實 浸 泡 於 120 mg/l 香 茅 油 中 造 成 33.3 % 果 實 之 果 皮 發 生 褐 變,250 mg/l 時 引 起 76.6 % 果 實 褐 變, 而 500 mg/l 時 則 發 生 100 % 褐 變, 嚴 重 影 響 外 觀 與 品 質, 且 高 濃 度 精 油 處 理 之 下 使 果 皮 褐 變 而 罹 病 化, 導 致 罹 病 指 數 偏 高 (Anaruma et al. 2010) 國 內 利 用 植 物 萃 取 物 防 治 病 害 的 例 子 亦 不 在 少 數, 如 臺 中 區 農 業 改 良 場 曾 大 力 推 行 利 用 天 然 植 物 資 材, 如 大 蒜 辣 椒 木 醋 液 等 來 防 治 作 物 病 蟲 害 的 發 生 ( 謝 1999) 另 外, 花 蓮 改 良 場 亦 曾 測 試 多 種 植 物 油 對 防 病 忌 蟲 的 效 果, 其 中 以 丁 香 油 及 肉 桂 油 之 效 果 最 佳 ( 陳 1996) 中 興 大 學 黃 振 文 教 授 以 甘 藍 下 位 葉 及 菸 葉 渣 為 主 要 成 份, 製 造 液 體 的 中 興 100 (CH 100) 植 物 健 素, 可 防 治 許 多 種 植 物 病 害, 包 括 韭 菜 銹 病 瓜 類 白 粉 病 及 馬 鈴 薯 軟 腐 病, 而 且 已 經 商 品 化 ( 黃 1992; Huang, 1992, 1994; Huang & Chung 2003) 在 黃 氏 的 指 導 下, 林 (2000) 發 現 0.5%(w/v) 的 丁 香 及 其 主 要 抑 菌 成 分 丁 香 酚 有 防 治 甘 藍 立 枯 病 的 功 效 ; 而 Muto et al. (2001) 測 試 103 種 藥 用 植 物 的 萃 取 液 後, 發 現 蘿 蔔 種 子 及 大 黃 的 萃 取 液, 均 可 有 效 降 低 萵 苣 褐 斑 病 的 發 病 率 ; 另 外, 以 龍 葵 根 的 乙 醇 萃 取 液 亦 可 有 效 防 治 白 菜 黑 斑 病 (Muto et al. 2005a; 2005b) 農 試 所 亦 發 現 大 風 子 酒 精 萃 取 液 200 倍 稀 釋 液 可 抑 制 白 菜 炭 疽 病 菌 之 孢 子 發 芽 率, 亦 可 降 低 此 病 之 發 病 率 ( 謝 et al. 2003); 直 接 利 用 橙 花 依 蘭 花 梨 木 與 天 竺 葵 等 植 物 精 油 可 有 效 降 低 蝴 蝶 蘭 灰 黴 病 的 發 生 ( 陳 & 謝 2005) 另 外, 中 興 大 學 蔡 東 纂 教 授 以 天 人 菊 根 萃 取 液 處 理 根 瘤 線 蟲 24 小 時 後, 可 100% 殺 滅 線 蟲, 種 植 天 人 菊 或 將 天 人 菊 植 株 混 拌 於 土 壤 中, 皆 可 大 幅 降 低 土 壤 線 蟲 族 群 密 度 四 植 物 抑 菌 二 次 代 謝 物 質 植 物 富 含 生 物 活 性 物 質, 所 產 生 的 二 次 代 謝 產 物 超 過 40 萬 種, 其 中 大 多 數 的 化 學 物 質 如 萜 烯 類 生 物 鹼 黃 酮 類 固 醇 類 酚 類 氨 基 酸 和 多 糖 等 均 具 有 殺 蟲 或 抗 菌 活 性 ( 表 一 ) 因 此, 植 物 被 認 為 是 化 學 合 成 殺 菌 劑 替 代 品 最 好 的 開 發 來 源 (Mensah et al. 2000) 123

8 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 表 一 植 物 富 含 抑 菌 活 性 物 質 (Gurjar et al. 2012) Table 1. Botanicals produced by plants having antimicrobial activity (Gurjar et al. 2012) Common name Scientific name Compound Class Activity Apple Malus pumila Mill. Phloretin Flavonoid derivative General Ashwagandha Withania somnifera Dunal. Withafarin A Lactone Bacteria, fungi Bael tree Aegle marmelos Linn. Essential oil Terpenoid Fungi Blue gum tree Eucalyptue globulus Libill. Tannin Polyphenol Fungi, bacteria, viruses Onion Allium cepa Linn. Allicin Sulfoxide Fungi, bacteria Thyme Thymus vulgaris Linn Caffeic acid Terpenoid Fungi, bacteria, viruses Turmeric Curcuma longa_linn. Curcumin Terpenoids Fungi, bacteria, protozoa Thom apple Datura stramonium Linn. Hyoscymine Scopolamine Alkaloids Fungi Black pepper Piper nigrum Linn. Piperine Alkaloid Fungi Castorbean Ricinus communis Linn. Ricinine Ricininoleic Alkaloids Fungi Neem/Margosa tree Azadirachta indica A. Juss. Azadirachtin Terpenoids Fungi, bacteria Garlic Allium sativum Linn. Allicin Solfoxide Fungi, bacteria ( 一 ) 萜 類 與 揮 發 油 類 抑 菌 成 分 研 究 萜 類 (Terpinoids) 與 揮 發 油 類 (Volatile oil) 幾 乎 存 在 於 自 然 界 的 各 種 植 物 體 中, 種 類 多 且 具 有 多 樣 的 生 物 活 性, 在 抑 菌 活 性 方 面 的 研 究 頗 多 由 球 花 醉 (Buddleja globos) 中 分 離 得 到 5 種 萜 烯 類 化 合 物 diterpene buddlejone bisditerpene maytenone buddledin A buddledin B 和 diterpene deoxybuddlejone 對 Trichophyton rubrum Tricophyton interdigitale 和 Epidermophyton floccosum 等 真 菌 有 良 好 抑 制 作 用 (Mensah et al. 2000) 由 埃 塞 俄 比 亞 茄 的 分 泌 物 中 分 離 到 了 5 種 倍 半 萜 類 solavetivone lubimin lubiminoic acid aethione 和 lubiminol 對 Fusarium oxysporum 和 Verticillium dahliae 具 有 抑 制 作 用 (Nagaoka et al. 2001) 由 藥 用 植 物 中 萃 取 出 的 麻 黃 油 和 細 辛 油 等 揮 發 油 對 立 枯 絲 核 菌 有 較 強 的 毒 力, 其 LC 50 分 別 為 53.7mg/l 和 87.8mg/l ( 張 & 樊 1995) 山 雞 椒 揮 發 油 ( 山 蒼 子 油 ) 124

9 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 具 有 抑 制 植 物 病 原 真 菌 Fusarium oxysporum Helminthosporium sp. 和 Stemphyllium sp. 的 活 性, 其 主 要 抑 菌 成 分 為 檸 檬 醛 ( 黃 & 陳 1994) 郝 et al. (2007) 利 用 GC-MS 技 術 分 析 了 小 花 假 澤 蘭 全 株 精 油 的 化 學 成 分 及 其 含 量, 其 主 要 成 分 為 二 羥 基 豆 甾 烷 醇 (7.34%) 氧 化 丁 子 香 烯 (3.34%) 及 羅 漢 柏 烯 (2.92%) 等, 並 初 步 測 定 該 精 油 對 番 茄 灰 黴 病 菌 小 麥 紋 枯 病 菌 和 小 麥 赤 黴 病 菌 菌 絲 生 長 具 有 抑 制 作 用, 且 具 有 明 顯 防 治 番 茄 灰 黴 病 的 效 果 Gallori et al. (2001) 對 Tambourissa leptophylla 果 皮 的 揮 發 油 成 分 進 行 分 析, 結 果 其 主 要 成 分 為 檸 檬 烯 (24.0%) 順 - 香 檸 檬 烯 (23.2%) 3- 蒈 烯 (8.2%) 和 α- 薑 黃 烯 (6.0%), 對 Cladosporium cucumerinum 有 強 的 抑 菌 效 果 Dubey et al. (2000) 分 析 羅 勒 屬 植 物 Ocimum gratissimum 的 精 油 具 有 乙 基 肉 桂 酸 酯 結 構, 表 現 廣 譜 的 抑 菌 活 性 Kobaisy et al. (2001) 利 用 GC-MS 分 析 洋 麻 葉 (Hibiscus cannabinus) 精 油 主 成 分 有 E- 葉 綠 醇 (28.16%) Z- 葉 綠 醇 (8.02%) 和 n-nonanal (5.70%) 等, 總 精 油 對 萵 苣 和 翦 股 穎 (bentgrass) 具 毒 性, 而 對 Colletotrichum fragariae Colletotrichum gloeosporioides 和 Colletotrichum accutatum 等 炭 疽 病 菌 有 良 好 的 抑 菌 效 果 ( 二 ) 生 物 鹼 抑 菌 成 分 研 究 生 物 鹼 (Alkaloids) 是 一 類 重 要 的 天 然 有 機 化 合 物, 其 抑 菌 活 性 廣 為 人 知 (Dubey et al. 2000) Hanawa et al. (2000) 以 cupric chloride 處 理 skunk cabbage (Lysichitum americanum) 後, 由 葉 片 中 分 離 到 2-(4- 羥 基 苯 基 )-1- 硝 基 乙 烷 對 Fusarium oxysporum 和 Cladosporim herbarum 有 抑 制 作 用 另 外, 從 山 毛 櫸 科 樺 屬 植 物 白 樺 (Betula platyphylla Suk.) 花 粉 中 分 離 的 di-p-coumaroylcaffeoylspermidine 和 tri-p-coumaroylspermidine 能 抑 制 燕 麥 葉 條 紋 病 原 菌 菌 絲 的 生 長 而 且 此 2 種 物 質 均 能 減 輕 白 粉 病 菌 對 大 麥 幼 苗 的 侵 害, 但 只 有 di-p-coumaroyl-caffeoylspermidine 可 明 顯 預 防 白 粉 病 的 侵 染 (Kim et al. 2004) ( 三 ) 黃 酮 類 抑 菌 成 分 研 究 黃 酮 類 化 合 物 (Flavonoides and isoflavonoides) 是 植 物 界 分 佈 廣 泛 的 一 大 類 天 然 酚 類 化 合 物, 具 有 重 要 的 醫 藥 與 農 藥 用 途, 特 別 是 異 黃 酮 類 具 強 的 抗 菌 活 性 Atindehou et al. (2002) 從 豆 科 刺 桐 屬 植 物 Erythrina vogelii 根 皮 分 離 出 3 種 新 的 異 戊 二 烯 化 異 黃 酮, 可 以 抑 制 Cladosporium cucumerinum 的 生 長 Shahat et al. (2001) 分 析 鼠 李 科 植 物 Zizyphus spinachristi L. 的 葉 果 和 種 子 含 槲 皮 素 芸 香 125

10 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 苷 和 quercetin-3-o-[beta-xylosyl-(1-2)-alpha-rhamnoside]-4 -O-alpha-rhamnoside 等 3 種 化 合 物, 具 有 抗 病 毒 細 菌 及 真 菌 的 活 性 ( 四 ) 酚 醇 類 抑 菌 成 分 研 究 酚 類 化 合 物 (Phenolic compounds) 偏 酸 性, 具 有 不 同 程 度 的 抑 菌 作 用 洋 蔥 中 的 兒 茶 酚 和 原 兒 茶 酚 對 蔥 刺 盤 孢 的 孢 子 發 芽 有 明 顯 的 抑 制 作 用 ( 吳 et al. 2004) 趙 et al. (1994) 從 厚 樸 樹 葉 提 取 的 總 酚 化 合 物 對 立 枯 絲 核 菌 等 10 種 植 物 病 原 真 菌 都 具 有 很 強 的 抑 菌 活 性, 盆 栽 和 田 間 試 驗 均 具 防 治 效 果 從 苦 皮 藤 (Celastrus angulatus) 假 種 皮 中 分 離 到 間 苯 二 酚 和 麝 香 草 酚, 對 馬 鈴 薯 晚 疫 病 菌 (Phytophthora infestans) 有 良 好 的 抑 制 效 果 ( 李 et al. 2006) 存 在 於 亞 麻 中 的 松 柏 醇 軟 骨 藻 中 的 環 桉 葉 醇 及 來 自 于 麝 香 草 全 草 的 A- 松 油 醇 均 有 抑 菌 活 性, 而 且 後 兩 者 已 製 成 氣 霧 劑 作 為 空 氣 消 毒 殺 菌 劑 ( 孫 & 繩 1998) ( 五 ) 有 機 酸 類 抑 菌 成 分 研 究 從 菊 科 絹 毛 菊 中 分 離 得 到 的 p- 甲 氧 基 苯 甲 酸 和 異 番 草 酸 對 黑 麯 黴 均 有 強 抑 制 作 用 (Meng et al. 2000); 從 松 蘿 中 分 得 的 地 衣 酸, 從 鐵 莧 菜 翻 白 草 牡 丹 葉 細 葉 野 牡 丹 及 芒 果 葉 等 中 分 離 得 到 的 沒 食 子 酸, 白 蒿 中 的 香 草 酸, 四 季 青 中 的 原 兒 茶 酸, 百 蕊 草 中 的 丁 二 酸, 小 青 楊 中 的 阿 魏 酸 水 楊 酸 及 對 羥 基 苯 甲 酸 等 有 機 酸 均 具 有 強 烈 的 抑 菌 活 性 ( 韓 & 沈 1991) 從 高 山 龍 膽 的 丙 酮 提 取 物 中 分 離 出 2 個 對 植 物 病 原 真 菌 Cladosporium cucumerinum 有 強 抑 制 作 用 的 anofinic acid 和 fomannoxin acid (Tan et al. 1998) 另 外, 從 一 枝 黃 花 分 離 到 的 咖 啡 酸, 肉 桂 中 的 桂 皮 酸, 龍 膽 中 的 龍 膽 酸, 甘 草 中 的 甘 草 次 酸, 掌 葉 大 黃 和 何 首 烏 中 的 大 黃 酸, 白 蒿 中 的 丁 香 酸 等 有 機 酸 均 具 有 顯 著 的 抑 菌 活 性 ( 孫 & 繩 1998) ( 六 ) 固 醇 類 (Steroides) 及 皂 苷 類 (Saponins) 抑 菌 成 分 研 究 Atta-Ur-Rahman et al. (1997) 研 究 發 現 來 自 於 植 物 Jolyna rioides 的 岩 藻 固 醇 對 Curvularia lunata Stachybotrys atra 和 Microsporum canis 等 真 菌 具 有 顯 著 的 抑 菌 活 性 ; 而 王 et al. (2001) 研 究 發 現 7- 羟 基 -4 - 甲 氧 基 黄 烷 具 有 的 抑 菌 活 性 在 於 抑 制 固 醇 生 物 合 成 途 徑 ; 余 et al. (2006) 對 B- 穀 固 醇 和 豆 固 醇 的 抑 菌 活 性 研 究, 證 明 兩 者 均 有 抑 制 病 原 菌 的 活 性, 並 對 番 茄 灰 黴 病 的 抑 制 效 果 良 好 有 關 皂 苷 的 研 究 有 Marston et al. (1988) 從 扁 豆 (Dolichos kilimandscharicus) 中 分 離 126

11 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 得 到 3 種 具 抗 菌 活 性 的 皂 苷 如 三 萜 類 hederagenin 的 3-O-β-D-glucopyranosides bayogenin 和 medicagenic acid 等, 對 Cladosporium cucumerinum 的 最 小 抑 菌 濃 度 分 別 為 和 5.0µg 除 了 上 述 幾 類 抑 菌 活 性 成 分 之 外, 尚 有 抗 菌 蛋 白 及 多 肽 類 氨 基 酸 酯 類 及 部 分 有 機 酸 類 等, 均 具 有 一 定 的 抑 菌 活 性. 尚 待 研 究 開 發 各 類 抑 菌 物 質 之 作 用 機 制 如 表 二 表 二 植 物 抑 菌 成 分 的 作 用 模 式 (Cowan 1999) Table 2. Mode of action of phyto chemicals (Cowan 1999) Class Sub-class Mechanism Phenolics Simple phenols Membrane disruption, substrate deprivation Phenolic acids Phenolic acids Bind to adhesins, complex with cell wall, inactivate enzymes Terpenoids, essential oils Membrane disruption Alkaloids Intercalate into cell wall Tannins Bind to proteins, enzyme inhibition, substrate deprivation Flavonoids Bind to adhesins, complex with cell wall, Inactivate enzymes Coumarins Interaction with eukaryotic DNA Lectins and polypeptides Form disulfide bridges 五 植 物 源 殺 菌 劑 之 開 發 植 物 源 農 藥 與 化 學 合 成 農 藥 一 樣 具 有 許 多 優 缺 點, 植 物 源 農 藥 的 優 點 有 :(1) 低 或 無 殘 留 之 虞, 不 污 染 生 態 環 境, 亦 不 易 危 害 人 體 健 康 ;(2) 為 多 種 抗 菌 物 質 的 混 合 物, 對 病 原 菌 的 作 用 點 多, 不 易 造 成 病 菌 抗 藥 性 問 題 ;(3) 易 與 其 他 農 藥 混 合 施 用 而 植 物 源 農 藥 的 缺 點 有 :(1) 病 害 防 治 效 果 不 穩 定, 因 植 物 的 抗 病 蟲 物 質 含 量 會 受 植 物 品 種 產 地 採 收 季 節 植 物 成 熟 度 及 採 收 部 位 等 影 響 ;(2) 植 物 抑 菌 成 分 對 作 物 或 人 畜 可 能 造 成 危 害, 必 須 進 行 安 全 性 評 估 ;(3) 病 原 菌 產 生 抗 藥 性 的 可 能 性 仍 存 在, 雖 然 植 物 源 農 藥 是 多 種 化 合 物 的 混 合 物, 對 病 原 菌 的 作 用 點 多, 一 旦 病 原 菌 產 生 抗 藥 性 時, 會 對 病 害 防 治 帶 來 更 大 的 困 難 雖 然 植 物 源 農 藥 具 有 以 上 各 種 優 缺 點, 但 我 們 可 以 揚 長 避 短. 篩 選 並 研 製 出 無 污 染 無 殘 留 無 公 害 符 合 健 康 食 品 生 產 需 求 的 植 物 源 農 藥 ( 唐 2006) 127

12 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 除 中 國 大 陸 提 出 約 20 種 已 開 發 的 天 然 植 物 製 劑 之 外, 目 前 開 發 植 物 源 農 藥 的 例 子 尚 不 多 見, Yoon et al. (2013) 指 出 1994 年 美 國 二 家 公 司 以 含 30% cinnamaldehyde 之 可 濕 性 粉 劑 登 記 為 植 物 源 農 藥, 一 為 美 國 Monterey 實 驗 室 (Watsonville, CA 95076) 的 Vertigo 可 濕 性 粉 劑, 另 一 為 Proguard 公 司 (Suisun, CA 94585) 的 Cinnacure A3005 本 製 劑 不 易 溶 於 水, 但 可 在 土 壤 中 快 速 分 解, 對 非 標 的 生 物 或 環 境 不 造 成 危 害 存 在 於 所 有 活 體 生 物 中 的 gamma-aminobutyric acid (GABA) (29.2%) and L-glutamic acid (29.2%) 也 被 作 為 植 物 源 農 藥 的 成 分, 兩 種 成 分 可 促 進 扁 桃 青 花 菜 及 洋 蔥 等 植 物 生 長, 防 止 葡 萄 白 粉 病 和 其 他 核 果 類 作 物 的 褐 腐 病 (Monilia sp.) 穿 孔 病 (Stigmina carpophila) 等 發 生 (Copping 2004) 本 複 合 劑 可 直 接 噴 灑, 施 於 土 表 或 經 由 噴 灌 系 統 施 用, 對 動 物 及 人 類 無 任 何 毒 害 作 用, 但 本 劑 不 建 議 直 接 施 於 水 中 或 土 表 有 水 的 區 域 荷 荷 巴 油 (jojoba oil) 為 由 jojoba bean 種 子 萃 取 的 植 物 油, 物 理 性 質 與 其 他 植 物 油 一 樣, 可 預 防 觀 賞 植 物 或 其 他 作 物 的 粉 蝨 和 白 粉 病 主 要 作 用 機 制 之 一 為 在 葉 表 上 形 成 一 層 薄 膜, 作 為 物 理 阻 斷 之 作 用 (Copping 2004) 褐 藻 多 糖 laminarin ( 又 名 laminaran) 為 葡 聚 糖 的 一 種, 存 在 於 藍 綠 藻 (Laminaria digitata (Hudson) J.V. Lamouroux) 中, 可 誘 發 葡 萄 植 株 對 灰 黴 病 (Botrytis cinerea) 和 露 菌 病 (Plasmopara viticola) 產 生 抗 病 性 (Copping 2004), 而 含 褐 藻 多 糖 的 植 物 源 農 藥 登 記 使 用 於 防 治 小 麥 白 粉 病 中 草 藥 博 落 回 (Macleaya cordata (Willd.) R. Brown) 萃 取 物 含 sanguinaine 和 chelerythrine, 具 有 殺 菌 與 殺 蟲 活 性,Liu et al. (2009) 指 出 由 博 落 回 分 離 的 isoquinoline alkaloids 對 植 物 病 原 菌 具 抑 菌 效 果, 其 1.5% 水 溶 液 已 商 品 化 (Copping 2004) 儘 管 其 作 用 機 制 尚 未 被 確 認, 但 其 商 品 是 作 為 植 物 抗 病 性 誘 導 劑, 處 理 後 使 作 物 體 內 累 積 酚 類 物 質 (Copping 2004) 由 隔 山 消 (Cynanchum wilfordii (Maxim.) Hemsl) 萃 取 的 孕 烷 苷 (Pregnane glycosides) 對 於 降 低 白 粉 病 具 有 高 效 (Yoon et al. 2011), 並 由 隔 山 消 根 部 的 乙 酸 乙 酯 萃 取 物 製 成 的 可 濕 性 粉 劑 在 溫 室 中 可 抑 制 大 麥 及 草 莓 白 粉 病 的 發 生 另 外, 韓 國 以 日 本 大 黃 萃 取 物 製 成 可 濕 粉 製 劑 (RK), 以 2,000 倍 稀 釋 液 可 防 治 胡 瓜 白 粉 病 ; 德 國 BASF 於 1993 年 大 量 篩 選 植 物 萃 取 液 的 抑 菌 效 果, 得 到 一 虎 杖 giant knotweed (R. sachalinensis) 的 乾 抽 出 物, 商 品 名 為 Milsana, 是 唯 一 在 美 國 登 錄 的 植 物 抽 出 物 殺 菌 劑 義 大 利 研 究 人 員 發 現 Milsana 可 降 低 50% 的 胡 瓜 白 粉 病, 對 玫 瑰 白 粉 病 亦 有 相 同 的 效 果, 惟 其 效 果 比 植 物 油 的 抑 病 效 果 差 重 覆 噴 施 Milsana 可 使 葉 片 變 得 翠 綠 及 光 滑, 但 亦 變 得 易 碎 (Daayf et al. 1995) 中 興 大 學 128

13 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 以 甘 藍 下 位 葉 及 菸 葉 渣 為 主 要 成 份, 製 造 成 中 興 100 (CH 100) 植 物 健 素, 用 於 防 治 多 種 植 物 病 害, 並 已 商 品 化 (Huang 1992, 1994); 另 外, 農 試 所 研 發 乳 化 葵 花 油 ( 葵 無 露 ) 作 為 防 治 作 物 白 粉 病 之 用 (Ko et al. 2003), 研 發 五 倍 子 中 草 藥 製 劑 ( 活 力 能 ) 用 於 防 治 作 物 炭 疽 病, 而 肉 桂 油 微 乳 劑 ( 黑 修 羅 ) 用 於 防 治 作 物 根 瘤 線 蟲 ( 顏 et al. 2008) 開 發 植 物 源 農 藥 的 必 要 條 件 植 物 源 農 藥 具 有 環 境 友 善 符 合 農 業 永 續 易 於 生 物 分 解 可 降 低 病 蟲 害 發 生 有 機 可 用 及 可 納 入 綜 合 管 理 體 系 之 中 等 特 性 與 優 點 (Gurjar et al. 2012), 近 年 來 廣 受 全 世 界 研 究 人 員 青 睞 與 投 入 研 究 然 而 植 物 源 農 藥 在 植 物 病 害 管 理 之 中 尚 有 些 許 限 制, 如 萃 取 方 法 未 能 標 準 化, 有 效 成 分 易 於 被 分 解, 大 多 為 室 內 的 抑 菌 效 果, 需 要 開 發 成 為 製 劑, 有 些 抑 菌 物 質 對 人 類 和 植 物 有 害, 抑 菌 的 有 效 性 較 差, 現 有 製 劑 尚 少 等 (Gurjar et al. 2012) 因 此, 研 究 抗 菌 成 分 之 產 品 時, 植 物 材 料 的 準 備, 萃 取 時 有 機 溶 劑 之 選 擇 ( 表 三 ), 萃 取 方 法 及 室 內 抑 菌 效 果 評 估 方 法 必 須 標 準 化, 才 能 有 科 學 再 現 性, 以 便 更 能 系 統 化 地 研 發 具 生 物 活 性 的 植 物 保 護 製 劑 產 品 (Gurjar et al. 2012) 於 室 內 具 有 抑 菌 效 果 的 千 百 種 的 植 物 萃 取 物 應 該 進 行 溫 室 與 田 間 試 驗, 以 評 估 其 防 治 作 物 病 害 之 有 效 性 (Das et al. 2010) 另 外, 應 積 極 開 發 植 物 源 農 藥 的 製 劑 製 備 技 術, 以 強 化 其 田 間 使 用 的 有 效 性 表 三 有 效 抑 菌 成 分 的 萃 取 溶 劑 (Cowan 1999) Table 3. Solvents used for active component extraction (Cowan 1999) Water Ethanol Methanol Chloroform Dichloro-methanol Ether Acetone Tannins Alkaloids Terpenoids Terpenoids Terpenoids Alkaloids Flavonols Saponins Tannins Saponins Flavonoids - Terpenoids - Terpinoids Terpinoids Tannins - - Coumarins - - Flavonol Flavones 未 來 研 發 趨 勢 由 前 面 的 植 物 萃 取 物 抑 菌 或 防 治 病 害 的 研 究 現 況 發 現, 未 來 開 發 植 物 源 農 藥 或 植 物 源 保 護 製 劑 時 或 精 進 其 防 治 病 害 效 果 時, 筆 者 認 為 可 以 朝 向 下 面 各 項 工 作 進 行 研 發 : 129

14 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 一 植 物 萃 取 物 有 效 成 分 分 析 現 階 段 多 數 研 究 僅 止 於 大 量 篩 選 抑 菌 之 植 物 萃 取 物 種 類, 而 抑 菌 成 分 之 分 析 雖 有 明 顯 增 加 趨 勢, 但 仍 待 加 強 因 為 瞭 解 植 物 萃 取 物 中 之 主 要 抑 菌 成 分 時, 有 助 於 修 正 萃 取 條 件 及 選 擇 適 當 之 萃 取 溶 劑. 以 便 能 大 量 且 穩 定 地 製 備 萃 取 物 質, 作 為 開 發 植 物 源 農 藥 的 基 礎 材 料 二 增 效 之 萃 取 技 術 - 奈 米 技 術 將 植 物 材 料 以 奈 米 化 技 術 磨 成 更 細 小 之 顆 粒, 以 增 加 植 物 材 料 與 萃 取 溶 劑 之 接 觸 面 積, 理 論 上 可 提 高 抑 菌 成 分 之 萃 取 率 三 雙 效 製 劑 之 配 製 技 術 結 合 二 種 以 上 之 植 物 萃 取 物, 探 討 其 間 是 否 有 具 有 協 力 作 用 或 增 效 作 用, 以 加 強 植 物 源 農 藥 或 植 物 源 保 護 製 劑 之 防 病 效 果, 或 是 增 加 製 劑 對 防 病 範 圍 之 廣 度 四 製 劑 穩 定 性 之 強 化 技 術 配 製 植 物 源 農 藥 或 植 物 源 保 護 製 劑 時, 可 以 研 究 佐 劑 之 添 加 用 以 強 化 製 劑 之 病 害 防 治 效 果 穩 定 度, 以 及 延 長 製 劑 本 身 之 耐 貯 藏 性 或 儲 架 壽 命 因 為 產 品 貯 存 時 的 環 境 變 化 會 影 響 製 劑 之 病 害 防 治 有 效 性, 理 想 的 製 劑 應 可 在 一 般 環 境 條 件 下 貯 放 至 少 3 年 的 時 間 五 田 間 藥 效 增 強 技 術 植 物 源 農 藥 本 身 對 病 蟲 害 的 防 治 效 果 有 其 一 定 的 限 制, 如 預 防 性 的 效 果 比 治 療 性 佳 其 他 如 田 間 應 用 時, 施 用 的 時 間 施 用 植 株 部 位 施 用 劑 量 及 噴 佈 器 具 等 均 會 直 接 影 響 其 防 治 的 有 效 性 另 外 在 植 物 油 的 使 用 上, 油 滴 的 粒 徑 大 小 會 影 響 其 在 植 體 表 面 的 分 布 均 勻 性, 且 與 是 否 造 成 藥 害 有 密 切 關 係 因 此, 植 物 油 乳 化 技 術 相 當 重 要, 例 如 Gan-Mor et al. (2010) 研 發 一 台 新 型 植 物 油 均 質 機, 每 分 鐘 可 製 成 2 公 升 油 滴 粒 徑 4μm 的 30% 乳 化 植 物 油, 且 介 面 活 性 劑 的 使 用 量 少 於 0.3% 經 有 效 性 測 試 芥 子 油 棉 子 油 及 花 生 油 對 於 蚜 蟲 粉 蚧 白 粉 病 各 露 菌 病 均 有 良 效, 且 對 捕 植 蟎 無 負 面 效 果 六 植 物 源 農 藥 對 土 壤 微 生 物 相 之 影 響 130

15 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 植 物 源 農 藥 對 於 土 壤 微 生 相 所 造 成 的 可 能 衝 擊 所 知 有 限,Spyrou et al. (2009) 於 實 驗 室 與 田 間 利 用 phospholipid fatty acids (PLFA) 分 析 方 法 研 究 合 成 化 學 藥 劑 (metham sodium [MS] sodium tetrathiocarbonate [SoTe] 和 fosthiazate) 與 植 物 源 農 藥 (azadirachtin quillaja 和 pulverized Melia azedarach fruits [PMF]) 對 土 壤 微 生 物 相 之 影 響, 結 果 PMF 增 加 土 壤 有 機 碳 和 營 養 而 使 革 蘭 氏 陰 性 細 菌 和 腐 生 真 菌 族 群 增 量, 而 MS 卻 抑 制 革 蘭 氏 陰 性 細 菌 和 腐 生 真 菌, 但 fosthiazate 和 植 物 源 農 藥 quillaja 和 azadirachtin 則 不 影 響 土 壤 微 生 物 族 群 數 量 一 般 而 言, 植 物 源 農 藥 相 對 於 化 學 合 成 農 藥 在 推 薦 劑 量 下 施 用 較 不 造 成 土 壤 微 生 物 族 群 結 構 之 改 變 然 而, 植 物 源 農 藥 的 抑 菌 成 分 多 樣, 未 來 每 種 製 劑 產 品 應 針 對 土 壤 微 生 物 相 之 影 響 進 行 評 估, 以 確 保 產 品 之 使 用 不 造 成 環 境 之 壓 力 結 論 植 物 是 天 然 的 化 工 廠, 藉 由 光 合 作 用 及 根 部 所 吸 收 的 養 份, 持 續 不 斷 地 生 產 天 然 的 化 合 物, 取 之 不 盡, 用 之 不 竭 應 用 植 物 萃 取 物 具 有 抑 制 植 物 病 原 菌 及 可 以 誘 導 植 物 產 生 抗 病 性 的 現 象, 據 以 研 發 植 物 源 保 護 製 劑, 是 現 今 的 熱 門 課 題, 世 界 各 地 的 研 究 人 員 正 積 極 進 行 相 關 研 究 目 前 已 有 少 數 植 物 源 農 藥 問 市, 例 如 由 虎 杖 (giant knotweed) 的 萃 取 物 研 製 而 成 的 Milsana 製 劑 和 由 藍 綠 藻 萃 取 的 褐 藻 多 糖 Laminarin 製 劑, 均 推 薦 於 防 治 作 物 白 粉 病 及 灰 黴 病 之 用 該 二 種 製 劑 的 防 病 原 理 為 誘 導 植 物 體 產 生 系 統 性 抗 病 的 功 效. 此 方 面 的 研 究 空 間 相 當 大, 目 前 較 少 研 究, 值 得 群 策 群 力 發 展 此 一 尚 待 開 發 的 領 域 筆 者 多 年 來 已 開 發 多 項 天 然 植 物 保 護 製 劑, 如 肉 桂 油 微 乳 劑 及 五 倍 子 中 草 藥 植 保 製 劑, 研 究 團 隊 並 成 功 技 轉 多 項 植 保 製 劑 調 製 技 術 給 業 界, 如 亞 磷 酸 植 物 營 養 液 簡 便 使 用 法 及 葵 無 露 製 劑 調 製 技 術 分 析 植 物 萃 取 物 的 抑 菌 與 誘 導 抗 病 成 分, 可 從 中 發 現 病 害 防 治 的 新 化 學 物 質 或 成 分, 提 供 作 物 病 害 防 治 研 究 的 新 發 展 方 向 可 建 立 植 物 源 農 藥 或 植 物 源 保 護 製 劑 的 調 配 及 量 產 技 術, 開 創 植 物 病 害 防 治 研 究 的 新 領 域, 更 可 放 眼 國 際 市 場, 為 我 國 農 業 研 究 開 拓 除 化 學 農 藥 之 外 的 另 一 扇 作 物 病 害 防 治 之 門 參 考 文 獻 王 理 達 胡 迎 慶 屠 鵬 飛 吳 之 偉 鄭 俊 華 果 德 安 種 生 藥 提 取 物 及 化 學 131

16 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 成 分 的 抗 真 菌 活 性 篩 選 中 草 藥 32(3): 余 鑫 平 馮 俊 濤 劉 曉 明 莊 世 宏 張 興 2006 小 花 假 澤 蘭 莖 葉 中 殺 菌 活 性 成 分 的 研 究 西 北 植 物 學 報 26(5): 李 廣 領 陳 錫 嶺 郭 彥 亮 2006 新 型 植 物 源 農 藥 苦 皮 藤 素 的 研 究 綜 述 安 徽 農 業 科 學 34(21): 吳 光 旭 何 庭 玉 劉 愛 媛 陳 維 信 2004 植 物 中 抗 病 原 真 菌 的 活 性 物 質 植 物 學 通 報 21(3): 何 婉 清 李 惠 玲 李 智 緯 吳 宗 諭 李 興 進 2002 抑 菌 植 物 材 料 的 篩 選 植 保 會 刊 44: 365 何 婉 清 吳 宗 諭 2002 影 響 扛 板 歸 抑 菌 效 果 的 因 子 植 保 會 刊 44: 林 宗 俊 2000 丁 香 及 其 主 成 份 防 治 甘 藍 苗 立 枯 病 的 功 效 國 立 中 興 大 學 植 物 病 理 研 究 所 碩 士 論 文 武 藤 真 知 子 2001 蘿 蔔 種 子 粉 水 溶 性 抽 出 物 防 治 萵 苣 褐 斑 病 的 功 效 國 立 中 興 大 學 植 物 病 理 研 究 所 碩 士 論 文 郝 彩 琴 杜 曉 峰 莊 世 宏 2007 小 花 假 澤 蘭 精 油 化 學 成 分 及 其 抑 菌 活 性 初 步 研 究 西 北 植 物 學 報 27(10): 唐 蕊 2006 淺 談 植 物 源 農 藥 邢 臺 學 院 學 報 4: 孫 文 基 繩 金 房 1998 天 然 活 性 成 分 簡 明 手 冊 中 國 醫 藥 科 技 出 版 社 北 京 張 國 珍 樊 瑛 1995 麻 黃 和 細 辛 揮 發 油 的 抗 真 菌 作 用 植 物 保 護 學 報 22 (4): 陳 俊 宏 謝 廷 芳 2005 植 物 精 油 抑 制 灰 黴 病 菌 孢 子 發 芽 與 防 治 蝴 蝶 蘭 灰 黴 病 之 效 果 植 病 會 刊 14: 陳 哲 民 1996 植 物 油 抑 制 植 物 病 原 真 菌 胞 子 發 芽 之 效 果 花 蓮 區 農 業 改 良 場 研 究 彙 報 12: 黃 振 文 1992 利 用 合 成 植 物 營 養 液 管 理 蔬 菜 種 苗 病 蟲 害 病 害 非 農 藥 防 治 技 術 研 討 會 專 刊 pp 黃 晉 興 王 毓 華 羅 朝 村 2002 利 用 葉 片 圓 盤 接 種 法 測 定 甜 瓜 抗 白 粉 病 品 種 中 華 農 業 研 究 51: 黃 晉 興 謝 廷 芳 胡 敏 夫 2003 利 用 離 葉 接 種 法 測 定 植 物 萃 取 液 防 治 胡 瓜 白 粉 病 植 病 會 刊 12: 278 ( 摘 要 ) 黃 梁 綺 齡 陳 培 榕 1994 山 雞 椒 揮 發 油 成 分 分 析 及 其 抗 真 菌 保 鮮 作 用 的 研 究 天 然 產 物 研 究 與 開 發 6(4): 1-5 無 名 氏 1959 中 國 土 農 藥 誌 中 國 土 農 藥 誌 編 輯 委 員 會 編 著 科 學 出 版 社 北 京 281 頁 無 名 氏 2005 植 物 源 農 藥 / 中 草 藥 殺 蟲 劑 - 中 國 專 利 ( /10) 科 技 政 策 中 心 132

17 產 業 資 訊 服 務 - 熱 點 專 輯 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 趙 純 森 黃 俊 斌 周 茂 蘩 1994 厚 樸 葉 中 抑 菌 活 性 成 分 鑒 別 及 其 防 病 效 果 華 中 農 業 大 學 學 報 13(4): 顏 志 恒 陳 殿 義 鍾 文 全 蔡 東 纂 謝 廷 芳 2008 天 然 植 物 保 護 製 劑 防 治 植 物 線 蟲 病 害 之 效 果 評 估 植 病 會 刊 17: 謝 廷 芳 黃 晉 興 胡 敏 夫 2003 大 風 子 抽 出 液 防 治 白 菜 炭 疽 病 的 效 果 植 病 會 刊 12: ( 摘 要 ) 謝 廷 芳 黃 晉 興 謝 麗 娟 胡 敏 夫 柯 文 雄 2005 植 物 萃 取 液 對 植 物 病 原 真 菌 之 抑 菌 效 果 植 病 會 刊 14: 謝 慶 芳 1999 天 然 藥 劑 與 病 害 控 制 興 大 農 業 30: 韓 公 羽 沈 企 華 1991 植 物 藥 有 效 成 分 的 研 究 與 開 發 杭 州 大 學 出 版 社 杭 州 70 頁 譚 仁 祥 王 劍 文 徐 琛 崔 桂 友 2003 植 物 成 分 功 能 科 學 出 版 社 北 京 744 頁 Abd-Alla, M. A. and W. M. Haggag Use of some plant essential oils as post-harvest botanical fungicides in the management of anthracnose disease of mango fruits (Mangi feraindica L.) caused by Colletotrichum gloeosporioides (Penz). Intl. J. Agri. Forestry 3(1): 1-6. Abeywickrama, K., S. Anthony and R. Watawala Fumigant action of selected essential oils against banana fruit pathogens. J. Natl. Sci. Found. Sri Lanka 31: Alpana, V., R. B. Singh and H. N. Verma Prevention of soybean mosaic virus infection in Glycine max plants by plant extract. Bioved 3: Amadioha, A. C Controlling rice blast in vitro and in vivo with extracts of Azadirachta indica. Crop Prot. 19: Anaruma, N. D., F. L. Schmidt, M. C. T. Duarte, G. M. Figueira, C. Delarmelina, E. A. Benato and A. Sartoratto Control of Colletotrichum gloeosporioides (penz.) Sacc. in yellow passion fruit suing Cymbopogon citratus essential oil. Braz. J. Microbiol. 41: Atindehou, K. K., E. F. Queiroz, C. Terreaux, D. Traore and K. Hostettmann Three new prenylated isoflavonoids from the root bark of Erythrina vogelii. Planta Med. 68 (2): Atta-ur-Rahman, M. I. Choudhary, A. Majeed, M. Shabbir and M. Shameel A succinyl anthranilic acid and other bioactive compounds from Jolyna laminarioides. Phytochemistry 46(7):

18 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 Barnett, R. J. and A. M. Seligman Histochemical demonstration of esterases by production of indigo. Science 114: Basha, S. A., R. K. Mishra, R. N. Jha, V. B. Pandey and U. P. Singh Effect of berberine and bicuculline isolated from Corydalis chaerophylla on spore germination of some fungi. Folia Microbiol. 47: Bharathi, M Effect of plant extract and chemical inhibitors on cucumber mosaic virus of brinijal. J. Mycol. Plant Pathol. 29: Bosquez-Molinaa, E., E. Ronquillo-de Jesúsa, S. Bautista-Ba nosb, J. R. Verde-Calvoa and J. Morales-Lópezc Inhibitory effect of essential oils against Colletotrichum gloeosporioides and Rhizopus stolonifer in stored papaya fruit and their possible application in coatings. Postharvest Biol. Technol. 57: Bowers, J. H. and J. C. Locke Effect of botanical extracts on the population density of Fusarium oxysporum in soil and control of fusarium wilt in the greenhouse. Plant Dis. 84: Chandrasekaran, A., V. Narasimhan and K. Rajappan Integrated management of anthracnose and pod blight of soybean. Ann. Plant Prot. Sci. 8: Casulli, F., A. Santomauro and F. Faretra Natural compounds in the control of powdery mildew on Cucurbitaceae. Bull. OEPP 30: Cheah, L. H. and J. K. Cox Screening of plant extracts for control of powdery mildew in squash. p In: Proceedings of the 48th New Zealand Plant Protection Conference August, Hastings, New Zealand. Copping, L. G The Manual of Biocontrol Agents. 702pp. 3rd Ed. BCPC Publications, Alton, Hants, UK. Coventry, E. and E. J. Allan Microbiological and chemical analysis of neem (Azadirachta indica) extracts: new data on antimicrobial activity. Phytoparasitica 29: Cowan, M. M Plant products as antimicrobial agents. Clinical Microbiol. Rev. 12: Daayf, F., A. Schmitt and R. R. Bélanger The effects of plant extracts of Reynoutria sachalinensis on powdery mildew development and leaf physiology of long English cucumber. Plant Dis. 79: Das, K., R. K. S. Tiwari and D. K. Shrivastava Techniques for evaluation of medicinal plant products as antimicrobial agent: Current methods and future trends. J. Med. Plants Res. 4: Dubey, N. K., T. N. Tiwari, D. Mandin, H. Andriamboavonjy and J. P. Chaumont

19 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 Antifungal properties of Ocimum gratissimum essential oil (ethyl cinnamate chemotype). Fitoterapia 71(5): Foughtk, L. and J. A. Kuc Lack of specificity in plant extracts and chemicals as inducers of systemic resistance in cucumber plants to anthracnose. J. Phytopathol. 144: 1-6. Gallori, S; A. R. Bilia, N. Mulinacci, C. Bicchi, P. Rubiolo and F. F. Vincieri Identification of volatile constituents of Tambourissa leptophylla. Planta Med. 67 (3): Gan-Mor, S., S. Pivonia, A. Mizrach, B. Ronen and P. G. Weintraub A new technology for application of freshly emulsified botanical pesticides. Aspect. Appl. Biol. 99: Gasco, M. R Microemulsions in the pharmaceutical field: perspectives and applications. p In: Solans, C. and H. Kunieda (eds.). Industrial Applications of Microemulsions. Marcel Dekker Inc., New York. Guevara, Y., A. Maselli and M. C. Sanchez Effect of plant extracts for the control on plant pathogenic bacteria. Manejo Integrado de Plagas 56: Gurjar, M. S., S. Ali, M. Akhtar and K. S. Singh Efficacy of plant extracts in plant disease management. Agri. Sci. 3: Hanawa, F., S. Tahara and G. H. N. Towers Antifungal nitro compounds from skunk cabbage (Lysichitum americanum) leaves treated with cupric chloride. Phytochemistry 53(1): Hayat, M. A Basic techniques for transmission electron microscopy. Academic press, Inc., New York, USA. 411p. Herger, G., I. Harvey, T. Jenkins and R. Alexander Control of powdery mildew of grapes with plant extracts. p In: Proceedings of the forty second New Zealand weed and pest control conference, Taranki Country Lodge, New Plymouth, August 8-10, Hood, M. E. and H. D. Shew Applications of KOH-aniline blue fluorescence in the study of plant-fungal interactions. Phytopathology 86: Huang, J. W Integrated management of vegetable seedling pests with a formulated plant nutrition. Plant Prot. Bull. 34: Huang, J. W Control of Chinese leek rust with a plant nutrient formulation. Plant Pathol. Bull. 3: Huang, J. W. and W. C. Chung Management of vegetable crop diseases with plant extracts. p In: Huang, H. C. and S. N. Acharya (eds.). Advances in 135

20 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 Plant Disease Management. Research Signpost, Kerala, India. Kim, M. R., S. K. Lee, C. S. Kim, K. S. Kim and D. C. Moon Phytochemical constituents of Carpesium macrocephalum F R. et S AV. Arch. Pharm. Res. 27(10): Ko, W. H., S. Y. Wang, T. F. Hsieh and P. J. Ann Effects of sunflower oil on tomato powdery mildew caused by Oidium neolycopersici. J. Phytopathol. 151: Kobaisy, M., M. R. Tellez, C. L. Webber, F. E. Dayan, K. K. Schrader and D. E. Wedge Phytotoxic and fungitoxic activities of the essential oil of kenaf (Hibiscus cannabinus L.) leaves and its composition. J. Agric. Food Chem. 49 (8): Konstantinidou-Doltsinis, S. and A. Schmitt Impact of treatment with plant extracts from Reynoutria sachalinensis (F. Schmidt) Nakai on intensity of powdery mildew severity and yield in cucumber under high disease pressure. Crop Prot. 17: Lavanya, N., D. Saravanakumar, L. Rajendran, M. Ramiah, T. Raguchander and R. Samiyappan Management of sunflower necrosis virus through anti-viral substances. Arch. Phytopathol. Plant Prot. 42: Liu, H., J. Wang, J. Zhao, S. Lu, J. Wang, W. Jiang, Z. Ma and L. Zhou Isoquinoline alkaloids from Macleaya cordata active against plant microbial pathogens. Nat. Prod. Commun. 4: Maqbool, M., A. Ali, P. G. Alderson, M. T. M. Mohamed, Y. Siddiqui and N. Zahida Postharvest application of gum arabic and essential oils for controlling anthracnose and quality of banana and papaya during cold storage. Postharvest Biol. Technol. 62: Marston, A., F. Gafner, S. F. Dossaji and K. Hostettmann Fungicidal and molluscicidal saponins from Dolichos kilimandscharicus. Phytochemistry 27(5): McGrath, M. T. and N. Shishkoff Control of cucurbit powdery mildew with JMS Stylet-Oil. Plant Dis. 84: Meng J C., Q. Zhu and R. X. Tan New antimicrobial mono- and sesquiterpenes from Soroseris hookeriana subsp. erysimiodes. Planta Medica. 66: Mensah, A. Y. P. J. Houghton, S. Bloomfield, A. Vlietinck and B. D. Vanden Known and novel terpenes from Buddleja globosa displaying selective antifungal activity against dermatophytes. J. Nat. Prod. 63(9): Midhila, P. and G. R. Janardhana Screening for inhibitory activities of essential 136

21 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 oils on the growth of Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz. & Sacc., the causal agent of leaf spot disease of Murraya koenigii L., Arch. Phytopathol. Plant Prot. 45(13): Muto, M., H. Takahashi, K. Ishihara, H. Yuasa and J. W. Huang. 2005a. Antimicrobial activity of medicinal plants used by indigenous people in Taiwan. Plant Pathol. Bull. 14: Muto, M., H. Takahashi, K. Ishihara, H. Yuasa and J. W. Huang. 2005b. Control of black leaf spot (Alternaria brassicicola) of crucifers by extracts of black nightshade (Solanum nigrum). Plant Pathol. Bull. 14: Nagaoka, T., K. Goto, A. Watanabe, Y. Sakata and T. Yoshihara Sesquiterpenoids in root exudates of Solanum aethiopicum. Z. Naturforsch 56: Paik, S. B., S. H. Kyung, J. J. Kim and Y. S. Oh Effect of a bioactive substance extracted from Rheum undulatum on control of cucumber powdery mildew. Korean J. Plant Pathol. 12: Palhanoa, F. L., T. T. B. Vilchesb, R. B. Santosb, M. T. D. Orlandoc, J. A. Venturad and P. M. B. Fernandes Inactivation of Colletotrichum gloeosporioides spores by high hydrostatic pressure combined with citral or lemongrass essential oil. Int. J. Food Microbiol. 95: Pasini, C., F. D Aquila, P. Curir and M. L. Gullino Effectiveness of antifungal compounds against rose powdery mildew (Sphaerotheca pannosa var. rosae) in glasshouses. Crop Prot. 16: Paul, P. K. and P. D. Sharma Azadirachta indica leaf extract induces resistance in barley against leaf stripe disease. Physiol. Mol. Plant Pathol. 61: Pretorius, J. C., P. Craven and E. van der Watt In vivo control of Mycosphaerella pinodes on pea leaves by a crude bulb extract of Eucomis autumnalis. Ann. Appl. Biol. 141: Purnima, S. and S. K. Saxena Effect of flower extract of Lantana camara on development of fruit rot caused by Aspergillus niger in the presence of Drosophila busckii. Acta Bot. Indica 18: Raj, K. and D. S. Shukla Evaluation of some innovatives vis-à-vis powdery mildew of opium poppy incited by Erysiphe polygoni. J. Living World 3: Ranasinghe, L., B. Jayawardena and K. Abeywickrama Fungicidal activity of essential oils of Cinnamomum zeylanicum (L.) and Syzygium aromaticum (L.) Merr et L. M. Perry against crown rot and anthracnose pathogens isolated from banana. Lett. 137

22 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 Appl. Microbiol. 35: Ribnicky, D. M., I. Chet, D. Frisem, A. Poulev, I. Raskin and I. Yedidya Extracts of Gaultheria procumbens L. promote disease resistance in Cucumis sativus challenged with Pseudomonas syringae pv lachrymans. Plant Biology 2001 July 21-25, Providence, Rhode Island, USA Roth, U., A. Friebe and H. Schnabl Resistance induction in plants by a brassinosteroid-containing extract of Lychnis viscaria L. Zeitschrift fur Naturforschung. Section C, Biosciences 55: Rozwalka, L. C., E. Alves and D. C. do Amaral Ultrastructural study of conidia of Colletotrichum gloeosporioides and Colletotrichum musae treated with essential oils. Interciencia 35(12): Shahat, A. A., L. Piepers, S. Apers, N. M. Nazeif, N. S. Abdel-Azim, D. V. Berghe and A. J. Vlietinck Chemical and biological investigations on Zizyphus spina-christi L. Phytother. Res. 15(7): Slusarenko, A. J., A. Patel and D. Portz Control of plant diseases by natural products: Allicin from garlic as a case study. Eur. J. Plant Pathol. 121: Souza Júnior, I. T., N. L. Pereira Sales and E. Ronie Martins Fungitoxic effect of concentrations of essential oils on Colletotrichum gloeosporioides, isolated from the passion fruit. Biotemas 22(3): Spyrou, I. M., D. G. Karpouzas and U. Menkissoglu-Spiroudi Do botanical pesticides alter the structure of the soil microbial community? Microb. Ecol. 58: Tan, R. X., L. D. Kong and H. X. Wei Secoiridoid glycosides and anantifungal anthranilate derivative from Gentiana tibetica. Phytochemistry 47(7): Xu, X. L. and W. H. Ko A quantitative confined inoculation method for studies of pathogenicity of fungi on plants. Bot. Bull. Acad. Sinica 39: Yoon, M. Y., N. H. Choi, B. S. Min, G. J. Choi, Y. H. Choi, K. S. Jang, S. S. Han, B. Cha and J. C. Kim Potent in vivo antifungal activity against powdery mildews of pregnane glycosides from the roots of Cynanchum wilfordii. J. Agric. Food Chem. 59: Yoon, M. Y., B. Cha and J. C. Kim Recent trends in studies on botanical fungicides in agriculture. Plant Pathol. J. 29(1): 1-9. Yulia, E., W. A. Shipton and R. J. Coventry Activity of some plant oils and extracts against Colletotrichum gloeosporioides. Plant Pathol. J. 5:

23 植 物 源 保 護 製 劑 之 研 發 趨 勢 Current Trends on Research and Development of Botanical Fungicides or Plant Protection Products Derived from Plant Materials Ting-Fang Hsieh Floriculture Research Center, Taiwan Agricultural Research Institute, COA Corresponding author. ABSTRACT Plants synthesize aromatic secondary metabolites with antimicrobial activities against the infection of plant pathogens, such as β-glucan, alkaloids, terpinoids, phenols, phenolic acids, quinones, flavones, flavonoids, flavonols, saponins, tannins and coumarins. Those active properties of specific plant materials could be extracted by suitable solvents and be formulated into botanical fungicides or natural plant protectants. Botanical fungicides have showed some advantages with eco-friendly products, fitting the need of sustainable agriculture, easily biodegradable in environment, reducing crop diseases, useful for organic farming, easily incorporating into integrated diseases management. So that scientists put their efforts on developing the botanical fungicides. There are some steps to develop a botanical fungicide. First of all, to evaluate the antimicrobial efficacy of plant extracts and to analyze the active components were taken into consideration, then to develop the formulation techniques of botanical fungicides was necessary. Finally, to assess the efficiency of disease control in the field by application of botanical fungicides was also required. Up to date, just a few botanical fungicides were commercialized in the world. Exception of mainland China have released more than 20 kinds of botanical pesticides, the others of commercial products included as follows, 1) 30% cinnamaldehyde wettable powder (WP) formulation which registered and named Vertigo Wettable Powder Fungicide and Cinnacure A3005, 2) Gamma-aminobutyric acid (GABA) (29.2%) and L-glutamic acid (29.2%) mixture for control of powdery mildew of grapes and brown rot and shot hole of stone fruits, 3) Jojoba oil for control of white flies and powdery mildew on ornamental plants and grapes, 4) Natural fungicide containing laminarin for control of powdery mildew of wheat, 5) 1.5% pink plume poppy aqueous solution for inducing systemic acquired resistance through accumulation of endogenous phenolic substances in the treated plants, and 6) Milsana derived from giant knotweed was registered to control powdery mildew and grey mold. In Taiwan, at least 4 kinds of botanical fungicides or natural 139

24 農 業 生 物 資 材 產 業 發 展 研 討 會 專 刊 plant protectants were developed, such as CH 100 formulated nutrient solution, emulsified sunflower oil, gallnut Chinese herb plant protectants, andcassia oil micro-emulsifier. The limited products were registered as botanical fungicides, since most parts of researches were done in vitro antifungal activities but not in vivo control plant diseases in the field. The works should be done urgently to evaluate the efficiency in controlling the plant diseases by botanical fungicides or natural plant protectants. Once the data of physical and chemical properties as well as the toxicity of botanical fungicides or plant protectants were readily prepared, the plant protection products might be easily extended to market for the alternative needs of disease control. Key words: Botanical fungicide, Induce resistance, Antimicrobial activity, Disease control, Research trends. 140