CN107318846B - 褪黑素抑制植物卵菌病害的新用途及新型植物卵菌杀菌剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种褪黑素在抑制植物卵菌病害中的应用，还公开了一种包含褪黑素的杀菌剂。本发明首次提出了褪黑素可以有效的防治植物卵菌病害，为卵菌病害的防治提供了一种新的思路，并且褪黑素+银法利或褪黑素+乙蒜素组合具有协同作用，联合使用能够大幅度提高农药药效，减少农药的使用量，有利于绿色防控和实现农业生态文明的可持续发展。

Description

褪黑素抑制植物卵菌病害的新用途及新型植物卵菌杀菌剂
技术领域
本发明涉及褪黑素的新用途，尤其涉及褪黑素抑制植物卵菌病害的新用途及新型植物卵菌杀菌剂。
背景技术
卵菌属于色菌界，由于其形态特征和生活习性与真菌相似，通常被称为真菌；但在进化地位上卵菌与真菌相差很远，而与褐藻和硅藻有更近的亲缘关系，从而形成一个独特的二倍体微生物类群。卵菌可侵染农林生产上的众多植物，引致多种毁灭性病害。
马铃薯晚疫病由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起，是导致马铃薯茎叶死亡和块茎腐烂的一种毁灭性卵菌病害，该病害可以导致田间马铃薯的严重损失,危害重的年份会导致绝收,该病害被视为国际第一作物病害。马铃薯晚疫病菌属于卵菌门疫霉属，菌丝为无色，无隔膜，较宽，一般适宜的生长温度是20-23℃，用吸器深入到寄主细胞中，同时产生毒素，对其进行损伤；孢子囊呈柠檬状，透明，一端具有乳突，另一端有小柄，形成的适宜温度是19-23℃，可以产生4-8个肾行游动孢子，游动孢子呈肾型或卵性，具有两根鞭毛。
烟草黑胫病属于土传病原菌，由烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)引起，是烟草生产上最具毁灭性的病害之一，又称烟草疫病，也称为“黑根”、“黑杆疯”、“乌头病”。烟草黑胫病在河南、安徽、山东、贵州、四川、湖南、广西、云南、福建省等中国大部分烟区都有不同程度的发生，给整个烟草产业以及烟农的经济收入造成了巨大的损失。烟草疫霉属于卵菌门疫霉属，菌丝为无色透明，粗细不一致，一般适宜的生长温度是27-32℃。孢子囊在适宜的条件下萌发，顶生或侧生，呈椭圆形，内含许多颗粒。当温度湿度合适时，会产生圆形或者肾形的游动孢子，游动孢子具有两根鞭毛，能在水中游动。
褪黑激素(N-乙酰基-5-甲氧基色胺)又称松果体素，是动物的松果体产生的一种吲哚类激素，主要作用是参与动物昼夜节律的调节，抗衰老、抗肿瘤、调节免疫、抗氧化等多项生理功能。1995年，首次在植物中发现褪黑素，随后的许多研究表明，褪黑素几乎存在于所有的植物中。褪黑素在植物体内具有很多生理功能，主要包括调节光周期、保护叶绿素、清除自由基及促进根、茎的生长，同时，也能增强植物对各种压力胁迫的适应能力。但是褪黑素在微生物中的研究很少，尤其是通过直接作用于卵菌，抑制卵菌的生长来进行防治还未见相关报道。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题提供一种褪黑素抑制植物卵菌病害的新用途及新型植物卵菌杀菌剂。
为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种褪黑素在抑制植物卵菌病害中的应用。
所述的植物卵菌病害为马铃薯晚疫病和烟草黑胫病。
在上述技术方案中，将褪黑素单独或者与化学杀菌剂联合使用用于抑制植物卵菌病害。
在上述技术方案中，所述的化学杀菌剂为银法利或者乙蒜素。
一种杀菌剂，包含褪黑素。
所述的杀菌剂还包含植物卵菌杀菌剂。
上述杀菌剂中，所述植物卵菌杀菌剂为银法利或者乙蒜素。
本发明的有益效果是：运用褪黑素或褪黑素与农药联合来防治马铃薯晚疫病和烟草黑胫病。通过病菌活体实验发现，单独使用褪黑素可以有效的减弱卵菌病害对宿主植物的侵染能力，并且当褪黑素+银法利或褪黑素+乙蒜素组合达到相同抑制效果时的双药药物浓度显著低于单药所需的药物浓度。病菌离体实验发现，单独使用褪黑素可以有效的抑制卵菌菌落的生长，并且当褪黑素+银法利或褪黑素+乙蒜素组合使用时达到IC50所需的双药药物浓度显著低于单药所需的药物浓度，即褪黑素+银法利抑制马铃薯晚疫病，或褪黑素+乙蒜素抑制烟草黑胫病具有协同作用。本发明首次提出了褪黑素可以有效的防治植物卵菌病害，为卵菌病害的防治提供了一种新的思路，并且褪黑素+银法利或褪黑素+乙蒜素组合具有协同作用，联合使用能够大幅度提高农药药效，减少农药的使用量，有利于绿色防控和实现农业生态文明的可持续发展。
附图说明
图1为不同浓度的褪黑素单独处理接种晚疫病菌的马铃薯叶片和块茎病斑面积的统计结果，DMSO为对照，图A、B分别为叶片、块茎处理，图C为叶片和块茎用不同浓度的褪黑素处理后的病斑大小统计。
图2为不同浓度的褪黑素单独处理接种烟草黑胫病菌的烟草叶片病斑面积的统计结果，其中，图A为烟草叶片处理，图B为不同浓度的褪黑素处理后的病斑大小统计。
图3为活体实验中褪黑素和银法利单独、联合使用处理马铃薯叶片和块茎病斑面积的统计结果，A、B分别为叶片和块茎处理，C、E分别为叶片采用不同浓度的联合处理的病斑大小统计，D、F分别为块茎采用不同浓度的联合处理的病斑大小统计。
图4为活体实验中褪黑素和乙蒜素单独、联合使用处理烟草黑胫叶片病斑面积的统计结果，A为叶片处理，B、C分别为采用不同浓度的联合处理的病斑大小统计。
图5为离体实验中不同浓度的褪黑素处理马铃薯晚疫病菌第9天和第14天结果，A为平板实验效果示意图，B为抑制率结果。
图6为不同浓度的褪黑素处理烟草黑胫病菌第10天和第18天结果，A为平板实验效果示意图，B、C分别为第10天和第18天抑制率结果。
图7为不同浓度组合的褪黑素和银法利联合使用来处理马铃薯晚疫病的实验结果，A、B为平板实验效果图，C为不同浓度组合处理的抑制率结果统计，D为协同作用曲线。
图8为不同浓度组合的褪黑素和乙蒜素联合使用来处理烟草黑胫病的实验结果，A、B为平板实验效果图，C为不同浓度组合处理的抑制率结果统计，D为协同作用曲线。
具体实施方式
具体实施例中各试剂均为市售常用试剂。
实施例1制备实验用培养基
1、黑麦固体培养基(RSA):①将60g黑麦粒浸泡在300ml蒸馏水中，4℃36小时，避免变质；②将浸泡水倒出保存在冰箱中，在膨胀的黑麦粒中加入100ml蒸馏水捣碎1-2min，其悬浮液在50℃水浴3h；④用3-4层纱布过滤悬浮液，保存滤液；⑤在浸泡水(第②步)和滤液(第④步)的混合液中加入20g蔗糖，然后加水至1000ml；⑥最后加入12g琼脂，高压灭菌121℃20min。
2、马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA):称取商品PDA培养基粉末44.3g，溶于1L蒸馏水中，高压灭菌121℃20min。
实施例2病菌活体实验
一、用褪黑素单独处理马铃薯叶片、马铃薯薯块和烟草叶片
用褪黑素分别处理马铃薯叶片、马铃薯薯块和烟草叶片，然后统计宿主植物的病斑面积。马铃薯叶片和体积为2cm×3cm×3mm的马铃薯薯块用不同浓度的褪黑素(1mM、3mM、6mM、8mM和10mM)浸泡3-5分钟，然后取7mm晚疫病菌块接种到马铃薯叶片和马铃薯薯块上，置于18℃，光照周期12h：12h的条件下，5天。烟草叶片用不同浓度的褪黑素(1mM、3mM、4mM和6mM)浸泡3-5分钟，然后取7mm烟草黑胫病菌块接种到烟草叶片上，置于27℃，光照周期12h：12h的条件下，3天。
根据统计的病斑面积(如图1所示)可以发现，用褪黑素处理马铃薯叶片和薯块，药物浓度为6mM的时候病斑面积明显减少，无病斑时的药物浓度为10mM，说明在这种浓度处理下，病菌几乎失去了侵染能力。根据统计的病斑面积(如图2所示)可以发现用褪黑素处理烟草叶片，药物浓度为4mM的时候病斑面积明显减少，无病斑时的药物浓度为6mM，说明在这种浓度处理下，病菌几乎失去了侵染能力。
二、用褪黑素+银法利联合用药处理马铃薯晚疫病菌、用褪黑素+乙蒜素联合用药处理烟草黑胫病菌
用褪黑素+银法利联合用药处理马铃薯叶片、马铃薯薯块，用褪黑素+乙蒜素联合用药处理烟草叶片，然后统计宿主植物的病斑面积。
马铃薯叶片和体积为2cm×3cm×3mm的马铃薯薯块分别用褪黑素(6mM)、银法利(0.025ml/l)、褪黑素(6mM)+银法利(0.025ml/l)组合这3种处理进行浸泡3分钟，然后取7mm马铃薯晚疫病菌块接种到马铃薯叶片和马铃薯薯块上，置于18℃，光照周期12h：12h的条件下，5天。根据统计的病斑面积(如图3所示)可以发现，观察叶片和薯块上的病斑面积可以发现，当用褪黑素+银法利联合处理马铃薯叶片和薯块，褪黑素(6mM)+银法利(0.025ml/l)的时候，宿主几乎没有染病，说明在这种浓度处理下，病菌几乎失去了侵染能力。
烟草叶片分别用褪黑素(4mM)、乙蒜素(0.03ml/l)、褪黑素(4mM)+乙蒜素(0.03ml/l)组合这3种处理进行浸泡，然后取7mm烟草黑胫病菌块接种到烟草叶片上，置于27℃，光照周期12h：12h的条件下，3天。根据统计的病斑面积(如图4所示)可以发现，当用褪黑素+乙蒜素联合处理烟草叶片，褪黑素(4mM)+乙蒜素(0.03ml/l)的时候，宿主几乎没有染病，说明在这种浓度处理下，病菌几乎失去了侵染能力。
实施例3病菌离体实验
一、用褪黑素分别处理马铃薯晚疫病和烟草黑胫病
配置黑麦固体培养基，然后培养基中向加入褪黑素，加入的褪黑素终浓度为(1mM、1.5mM、2mM、3mM和5mM)。取7mm马铃薯晚疫病菌菌块放置于培养基中间，封口放置在18℃、黑暗条件下培养14天；配置PDA培养基，然后向培养基中加入褪黑素，加入的褪黑素终浓度为(2mM、4mM、6mM、8mM和9mM)。取7mm烟草黑胫病菌块放置于培养基中间，封口后放置在27℃、黑暗条件下培养18天。
观察两种病菌生长状况(如图5、6所示)可以发现，随着褪黑素浓度的增加，病菌生长受到的抑制越来越明显。用褪黑素处理马铃薯晚疫病菌，IC50的药物浓度为3mM，完全抑制病菌的药物浓度为5mM；用褪黑素处理烟草黑胫菌，IC50的药物浓度为6mM，完全抑制病菌的药物浓度为9mM。
二、联合用药处理
1)用褪黑素+银法利组合用药处理马铃薯晚疫病菌
褪黑素的浓度分别为：1mM、2mM、3mM；银法利的浓度分别为：0.001ml/l、0.005ml/l、0.01ml/l，将上述褪黑素和银法利的浓度分别两两组合来处理马铃薯晚疫病菌，褪黑素+银法利的浓度分别为：1mM+0.001ml/l，1mM+0.005ml/l，1mM+0.01ml/l，2mM+0.001ml/l，2mM+0.005ml/l，2mM+0.01ml/l，3mM+0.001ml/l，3mM+0.005ml/l，3mM+0.01ml/l。
2)用褪黑素+乙蒜素组合用药处理烟草黑胫病菌
褪黑素的浓度分别为：2mM、4mM、6mM；乙蒜素的浓度分别为：0.01ml/l、0.05ml/l、0.1ml/l，将上述褪黑素和乙蒜素的浓度分别两两组合来处理烟草黑胫病菌，褪黑素+乙蒜素的浓度分别为：2mM+0.01ml/l，2mM+0.05ml/l，2mM+0.1ml/l，4mM+0.01ml/l，4mM+0.05ml/l，4mM+0.1ml/l，6mM+0.01ml/l，6mM+0.05ml/l，6mM+0.1ml/l。
观察病菌生长状况(如图7、8所示)可以发现，随着褪黑素+银法利和褪黑素+乙蒜素组合用药浓度的增加，两种病菌生长受到的抑制越来越明显。用褪黑素+银法利组合用药处理马铃薯晚疫病菌，IC50的药物浓度为褪黑素(2mM)+银法利(0.0005ml/l)；完全抑制的药物浓度为褪黑素(3mM)+银法利(0.01ml/l)；用褪黑素+乙蒜素组合用药处理烟草黑胫病菌，IC50的药物浓度为褪黑素(4mM)+乙蒜素(0.007ml/l)；完全抑制的药物浓度为褪黑素(6mM)+乙蒜素(0.1ml/l)。同时，根据CompuSyn软件计算得到褪黑素+银法利,褪黑素+乙蒜素，两种药物组合具有协同效应，在图7、8中的协同作用曲线中，CI<1表示不具有协同作用；CI＝1表示具有叠加作用；CI>1表示具有拮抗作用。

Claims (1)

1.褪黑素在抑制马铃薯晚疫病或烟草黑胫病中的应用。
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