CN106172523B - 一种绿色水稻穗萌抑制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于水稻穗萌抑制剂领域，公开了一种绿色水稻穗萌抑制剂及其制备方法和应用。该水稻穗萌抑制剂由以下按质量百分比计的原料制成：杨梅提取物29.00～30.00％、苦杏仁提取物25.00～25.50％、桑根提取物24.00～25.00％、水杨酸提取物10.00～11.00％、青梅提取物10.00～10.50％。本发明配方合理，充分利用了各原料各自具备的特性，合理组配使其发挥综合穗萌抑制综合作用，经实验验证对水稻穗萌抑制效果非常明显，达到了既安全又防止穗萌的目的；加工制作简单，使用方便，为预防水稻穗萌提供了一种理想的药物。

Description

一种绿色水稻穗萌抑制剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于水稻穗萌抑制剂领域，特别涉及一种绿色水稻穗萌抑制剂及其制备方法和应用。

背景技术

水稻穗萌是指水稻种子成熟后期且尚未脱离母株之前在穗上发芽的现象。水稻作为我国重要的粮食作物之一，其产量和品质的优劣是关系国民命脉的问题。我国大部分地区，在水稻粮食生产、杂交稻制种及繁种过程中均会出现不同程度的穗萌。华南地区因受夏秋季节长期阴雨气候影响，有超过6％的水稻种植区出现穗萌现象，其中杂交稻生产区穗萌率最高可达到20％；特别是在杂交水稻制种过程中，由于“九二0”的大量使用，加上不育系所特有的休眠性浅和种子易裂颖的特点，穗萌率可达60％，严重时可高达95％以上(王歧伟1992)。对于已发生穗萌的种子，基本丧失了种用价值，而对于有些尚未出现穗芽表现的植株，往往籽粒内部已经发生各种代谢变化，为穗萌做准备，在种子贮藏过程中更容易发生裂变，种子活力下降，同时也会降低种子的营养、播种和加工品质。

大量研究证实，水稻穗萌是品种遗传特性和外界环境因子共同作用的结果。品种遗传特性包括籽粒及穗部的性状、颖壳的厚度以及种皮颜色等遗传特性均对种子的休眠及穗萌有着不同程度的影响；外界环境因子包括种子含水量及温度以及种子体内的水解酶类含量、植物激素(赤霉素GA和脱落酸ABA)含量直接影响水稻穗萌。

当育种途径和普通的栽培措施都不能较好地抑制穗萌的情况下，应用化学试剂控制这一现象是当前农业生产中最常使用的措施之一。已有研究证明，在水稻穗萌发生前(一般在蜡熟期)喷施一定浓度的ABA能够有效防止穗萌，但由于ABA价格高昂，大面积使用时，给生产成本带来压力，且ABA处理过的种子具有较强的休眠特性，需要经过较长时间的沉积处理才能萌发(Gubler等2005；谈惠娟等2006)。多效唑和烯效唑是植物内源赤霉素合成的抑制剂，它们不仅可以较好抑制水稻穗萌，还能在一定程度上增加结实率和产量(Rademacher1991)。有研究表明，在水稻孕穗期每亩喷施750g的多效唑，可将穗萌发生率降低70％，在一定浓度范围内，随着浓度的增加抑制效果越好(廖泳祥2009)，但大面积使用这两种生长物质是否给农业生产带来土壤残留和抑制后作等副作用仍有待进一步验证。马来酰肼(MH)和丁酰肼(B9)具有较好的抑制水稻穗萌的效果，该物质通过降低种子活性，对发芽具有遏制、伤害作用，有研究表明经过MH处理过的稻穗，种子的呼吸作用和内源赤霉素的含量有所下降，但研究表明MH和B9可诱导染色体发生畸变，具有致癌作用，因此在生产上也逐渐淘汰(王玉元1989；胡伟民2000；Tao等2007)。另外目前已经商品化的“穗萌抑制剂”(主要成分为30％青鲜素+60％延滞性有机酸)和“穗芽克”(主要成分是1g/L香豆酸和0.03g/L多效唑)在生产中有一定程度的应用(谈惠娟等2006；张朝显和高先光2009)。浙江大学胡晋(2014)发现，在水稻乳熟末期至黄熟期初期喷施1-2g/kg的丁香酚可有效抑制穗萌，该方法对环境无污染。

综合上述的研究，当育种途径和普通的栽培措施都不能较好地抑制穗萌的情况下，应该化学试剂控制这一现象是当前农业生产中最常使用的措施之一。但是由于化学试剂和生长激素对土壤、空气、水体等环境因子以及种子活力及毒性物质的影响还有待于进一步探讨，存在安全性问题。因此，从天然植物中提取有效成分组成绿色穗萌抑制剂是妥当的。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种绿色水稻穗萌抑制剂。该穗萌抑制剂可以通过单独使用或者通过与水稻成熟后期的田间管理措施结合一起来控制水稻的穗萌发生。

本发明的另一目的在于提供上述绿色穗萌抑制剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述绿色穗萌抑制剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种绿色水稻穗萌抑制剂，该水稻穗萌抑制剂由以下按质量百分比计的原料制成：

该绿色水稻穗萌抑制剂优选由以下按质量百分比计的原料制成：

所述杨梅提取物中，以杨梅素和柠檬酸计，杨梅素的质量百分含量≥15％，柠檬酸的质量百分含量≥2.5％；

所述苦杏仁提取物中，以苦杏仁苷计，质量百分含量≥50.0％；

所述桑根提取物中，以1-脱氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin，DNJ)计，质量百分含量≥0.5％；

所述水杨酸提取物中，以水杨酸计，质量百分含量≥50％；

所述青梅提取物中，以柠檬酸计，质量百分含量≥2.5％；

所述杨梅提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜杨梅的果实、树皮或叶采用乙醇提取法得到杨梅提取液，再经喷雾干燥法得到杨梅提取物；所述乙醇提取法中杨梅原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％，优选体积百分比浓度70％；所述杨梅为浙江栽培的杨梅果树。

所述苦杏仁提取物是按以下步骤制备得到：采用夏季采收的成熟苦杏仁果实，除去果肉及核壳，取出种子，在温度35～45℃条件下干燥得到干燥苦杏仁原料；将干燥苦杏仁原料采用乙醇提取法得到提取液，再经喷雾干燥法得到苦杏仁提取物；所述乙醇提取法中干燥苦杏仁原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％，优选体积百分比浓度70％；所述苦杏仁果实是采用蔷薇科植物山杏(苦杏)Prunus armeniacaL.var.ansu Maxim.、西伯利亚杏(山杏)Prunus sibirica L.、东北杏Prunus mandshurica(Maxim.)Koehne或杏Prunus armeniaca L.的干燥成熟种子，优选东北杏。

所述桑根提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜桑根在温度35～45℃条件下干燥后得到桑根干燥原料；将桑根干燥原料采用乙醇提取法得到桑根提取液，再经喷雾干燥法得到桑根提取物；所述乙醇提取法中桑根干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％，优选体积百分比浓度70％；所述新鲜桑根是采用广东桑树(粤桑)冬季产的新鲜桑根。

所述水杨酸提取物是按以下步骤制备得到：将水杨酸含量丰富的原料撕成小块之后浸泡在水中并加热至沸腾，维持20～30分钟，过滤；将滤液加热浓缩至溶液底部有白色晶体产生时停止加热；然后用冰水给溶液降温，析出晶体，过滤得到的晶体即为水杨酸提取物；所述水杨酸含量丰富的原料为柳树、杨树、冬青树皮或猕猴桃果实，优选柳树皮。

所述青梅提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜青梅采用乙醇提取法得到青梅提取液，再经喷雾干燥法得到青梅提取物；所述乙醇提取法中青梅原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％，优选体积百分比浓度70％；所述青梅为广东产的青梅。

上述绿色水稻穗萌抑制剂的制备方法，包括以下操作步骤：按上述配比称取杨梅提取物、苦杏仁提取物、桑根提取物、水杨酸提取物和青梅提取物置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得绿色水稻穗萌抑制剂。

上述绿色水稻穗萌抑制剂在抑制水稻穗萌中的应用。

本发明的原理是：

杨梅提取物：杨梅科杨梅属植物杨梅树叶、皮、根和果实的提取物；主要活性成分为杨梅素、单宁等黄酮和多酚类物质以及柠檬酸、苹果酸等有机酸，杨梅提取物具有收敛剂，兴奋剂和催吐剂的作用，用于腹泻、黄胆肝炎、淋巴结核、漫性咽喉炎等。杨梅的树皮素还具有抗氧化性、消除体内自由基。民间历来就有用杨梅消炎和治疗牙痛的传统。在本配方中主要是利用其抑制种子萌发时糖类化合物的水解、微生物的繁殖等作用。

苦杏仁提取物：主要成分是苦杏仁苷，苦杏仁苷是一种维生素B17，为传统中药苦杏仁中的有效成分之一，广泛存在于桃、杏、梅、苹果、山楂等蔷薇科植物的种子中，传统医学表明，苦杏仁苷具有镇咳、平喘、抗炎、镇痛及抗肿瘤作用，但在本配方中主要是利用其是抑制赤霉素(GA)合成，起到类似脱落酸(ABA)的抑制种子萌发的作用。

桑根提取物：主要成分为生物碱类化合物，传统医学认为具有治疗惊痫、目赤、牙痛和筋骨疼痛等作用，但在本配方中主要是抑制水稻种子在进入成熟后期α-淀粉酶的增加减少种子中可溶性糖，减少呼吸作用，从而阻止穗萌现象发生。

水杨酸提取物：主要成分为水杨酸。水杨酸是一种酚类激素，可调节植物的生长发育，对植物的光合作用、蒸腾作用与离子的吸收与运输也有调节作用。水杨酸同时也可以诱导植物细胞的分化与叶绿体的生成。水杨酸还作为内生信号参与植物对病原体的抵御，通过诱导组织产生病程相关蛋白，当植物的一部分受到病原体感染时在其他部分产生抗性。通过形成挥发性的水杨酸甲酯，这一信号还可在不同植物间传递。

青梅提取物：主要活性成分为柠檬酸、苹果酸等有机酸和多种维生素及矿物质、黄酮糖苷、三萜皂苷、多酚及烯烃等物质，有生津止渴、增进食欲、杀菌解毒、净化血液、增强肝脏功能、预防高血压和脑溢血及抑制多种肿瘤等功效。药理作用为抗菌、驱虫、抗过敏，显著改善肠胃、调理肠道功，抗自由基、抗氧化，延缓衰老等作用。在本配方中主要是利用其抑制赤霉素(GA)合成，降低呼吸作用，起到类似脱落酸(ABA)的抑制种子萌发的作用。

本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：(1)本发明配方合理，充分利用了各原料各自具备的特性，合理组配使其发挥综合穗萌抑制综合作用，经实验验证对水稻穗萌抑制效果非常明显，达到了既安全又防止穗萌的目的；(2)加工制作简单，使用方便，为预防水稻穗萌提供了一种理想的药物。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例所使用的各原料来源如下：

1、杨梅提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜杨梅果实、树皮或叶采用乙醇提取法得到杨梅提取液，再经喷雾干燥法得到杨梅提取物；所述乙醇提取法中杨梅原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％。所得杨梅提取物中，以杨梅素和柠檬酸计，杨梅素的质量百分含量≥15％，柠檬酸的质量百分含量≥2.5％。

2、苦杏仁提取物是按以下步骤制备得到：采用夏季采收的成熟苦杏仁果实(苦杏仁果实是采用蔷薇科植物山杏、西伯利亚杏、东北杏或杏的干燥成熟种子)，除去果肉及核壳，取出种子，在温度35～45℃条件下干燥得到干燥苦杏仁；将干燥苦杏仁原料采用乙醇提取法得到提取液，再经喷雾干燥法得到苦杏仁提取物；所述乙醇浸提使用的乙醇浓度为70～80％，原料与乙醇的质量比例为1：10～12，浸提温度80～85℃，浸提时间为1小时。所得苦杏仁提取物中，以苦杏仁苷计，质量百分含量≥50.0％。

3、桑根提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜桑根在温度35～45℃条件下干燥后得到桑根干燥原料；将桑根干燥原料采用乙醇提取法得到桑根提取液，再经喷雾干燥法得到桑根提取物；所述乙醇提取法中桑根干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95％。所得桑根提取物中，以1-脱氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin，DNJ)计，质量百分含量≥0.5％。

4、水杨酸提取物是按以下步骤制备得到：将水杨酸含量丰富的原料如柳树皮等撕成小块之后浸泡在水中并加热至沸腾，维持约20～30分钟，过滤；将滤液加热浓缩至溶液底部有白色晶体产生时停止加热。然后用冰水给溶液降温，可以看到更多的晶体析出，过滤降温后的溶液得到的晶体即为水杨酸提取物。所得柳树皮提取物以水杨酸计，质量百分含量≥50％。

5、青梅提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜青梅采用乙醇提取法得到青梅提取液，再经喷雾干燥法得到青梅提取物；所述乙醇提取法中青梅原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％。所得青梅提取物中，以柠檬酸计，质量百分含量≥2.5％。

实施例1：

称取质量百分比29.50％的杨梅提取物、质量百分比25.25％的苦杏仁提取物、质量百分比24.50％的桑根提取物、质量百分比10.50％的水杨酸提取物和质量百分比10.25％的青梅提取物置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得绿色水稻穗萌抑制剂。

实施例2：

称取质量百分比30.00％的杨梅提取物、质量百分比25.10％的苦杏仁提取物、质量百分比24.50％的桑根提取物、质量百分比10.15％的水杨酸提取物和质量百分比10.25％的青梅提取物置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得绿色水稻穗萌抑制剂。

实施例3：

称取质量百分比29.61％的杨梅提取物、质量百分比25.25％的苦杏仁提取物、质量百分比24.75％的桑根提取物、质量百分比10.17％的水杨酸提取物和质量百分比10.22％的青梅提取物置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得绿色水稻穗萌抑制剂。

实施例4：

称取质量百分比29.6％的杨梅提取物、质量百分比25.10％的苦杏仁提取物、质量百分比24.90％的桑根提取物、质量百分比10.18％的水杨酸提取物和质量百分比10.22％的青梅提取物置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得绿色水稻穗萌抑制剂。

实施例5：“368”系列杂交水稻自然生长条件下经本发明水稻穗萌抑制剂处理后穗萌率的变化情况

称取实施例1配制的绿色水稻穗萌抑制剂1.00kg，用200kg水加热、搅拌溶解，用塑料桶灌装后即得质量百分比为0.5％的穗萌抑制剂直接用液。将上述直接用液在“博优368”、“天优368”和“秋优368”杂交水稻生产大田(自然生长条件下，水稻黄熟期喷施)喷施1次，喷施使用量为直接用液50kg/亩。稻谷成熟后分别调查各系列杂交水稻生产大田的穗萌发生率。从表1可以看出，黄熟期喷施1次穗萌抑制剂后稻谷的穗萌抑制效果明显。上述杂交水稻组合名称由广东省金稻种业有限公司提供，穗萌发生率的计算公式：穗萌发生率％＝芽谷数/总谷粒数×100％。

表1“368”系列杂交水稻经穗萌抑制剂处理后穗萌率的变化情况

实施例6：“998”系列杂交水稻在人工智能温室中经本发明水稻穗萌抑制剂处理后穗萌率的变化情况

称取实施例2配制的穗萌抑制剂1.00kg，用200kg水加热、搅拌溶解，用塑料桶灌装后即得质量百分比为0.5％的穗萌抑制剂直接用液。将上述直接用液在黄熟期和蜡熟期喷施在“天优998”、“秋优998”和“Ⅱ优998”杂交水稻上(杂交水稻栽种在人工智能温室中，同时调节温度、湿度，使穗萌发生率提高)各1次。每次喷施使用量为直接用液50kg/亩。稻谷成熟后分别调查各系列杂交水稻的穗萌发生率。从表2可以看出，黄熟期和蜡熟期各喷施1次穗萌抑制剂后稻谷的穗萌抑制效果非常明显。上述杂交水稻组合名称由广东省金稻种业有限公司提供，穗萌发生率的计算公式：穗萌发生率％＝芽谷数/总谷粒数×100％。

表2“998”系列杂交水稻经穗萌抑制剂处理后穗萌率的变化情况

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种绿色水稻穗萌抑制剂，其特征在于：该水稻穗萌抑制剂由以下按质量百分比计的原料制成：

所述杨梅提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜杨梅的果实、树皮或叶采用乙醇提取法得到杨梅提取液，再经喷雾干燥法得到杨梅提取物；所述乙醇提取法中杨梅原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％；所述杨梅为浙江栽培的杨梅果树；

所述苦杏仁提取物是按以下步骤制备得到：采用夏季采收的成熟苦杏仁果实，除去果肉及核壳，取出种子，在温度35～45℃条件下干燥得到干燥苦杏仁原料；将干燥苦杏仁原料采用乙醇提取法得到提取液，再经喷雾干燥法得到苦杏仁提取物；所述乙醇提取法中干燥苦杏仁原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％；所述苦杏仁果实是采用蔷薇科植物山杏、西伯利亚杏、东北杏的干燥成熟种子；

所述桑根提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜桑根在温度35～45℃条件下干燥后得到桑根干燥原料；将桑根干燥原料采用乙醇提取法得到桑根提取液，再经喷雾干燥法得到桑根提取物；所述乙醇提取法中桑根干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％；所述新鲜桑根是采用广东桑树冬季产的新鲜桑根；

所述水杨酸提取物是按以下步骤制备得到：将水杨酸含量丰富的原料撕成小块之后浸泡在水中并加热至沸腾，维持20～30分钟，过滤；将滤液加热浓缩至溶液底部有白色晶体产生时停止加热；不断浓缩使溶液体积减少，当看到溶液底部有白色晶体产生时停止加热；然后用冰水给溶液降温，析出晶体，过滤得到的晶体即为水杨酸提取物；所述水杨酸含量丰富的原料为柳树、杨树、冬青树皮或猕猴桃果实；

所述青梅提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜青梅采用乙醇提取法得到青梅提取液，再经喷雾干燥法得到青梅提取物；所述乙醇提取法中青梅原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为65～95％；所述青梅为广东产的青梅。

2.根据权利要求1所述的一种绿色水稻穗萌抑制剂，其特征在于：所述水稻穗萌抑制剂由以下按质量百分比计的原料制成：

3.根据权利要求1或2所述的一种绿色水稻穗萌抑制剂，其特征在于：

所述杨梅提取物中，以杨梅素和柠檬酸计，杨梅素的质量百分含量≥15％，柠檬酸的质量百分含量≥2.5％；

所述苦杏仁提取物中，以苦杏仁苷计，质量百分含量≥50.0％；

所述桑根提取物中，以1-脱氧野尻霉素计，质量百分含量≥0.5％；

所述水杨酸提取物中，以水杨酸计，质量百分含量≥50％；

所述青梅提取物中，以柠檬酸计，质量百分含量≥2.5％。

4.根据权利要求1～3任一项所述的绿色水稻穗萌抑制剂的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：按上述配比称取杨梅提取物、苦杏仁提取物、桑根提取物、水杨酸提取物和青梅提取物置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得绿色水稻穗萌抑制剂。

5.根据权利要求1～3任一项所述的绿色水稻穗萌抑制剂在抑制水稻穗萌中的应用。