CN1076587C - 天然抑芽剂的制备方法及其在烤烟腋芽抑制上的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于烤烟腋芽抑制的天然抑芽剂,从植物中采集、分离、纯化培养,选拔生物活性强,产率高的株系,进行小麦抑芽快速检测,再反复比较筛选出高产菌株,再经培养、溶剂萃取、浓缩、干燥而得天然脱落酸(ABA)和Botcinolide两种抑芽剂。将其用于烤烟腋芽的抑制上,有效率达89~92%,整个加工过程安全无毒,不含有机合成成份,因而不污染环境、无残毒,生产成本低,价格便宜,也可用于花卉、蔬菜保鲜,调控作物生育,改善品质提高产量等。

Description

天然抑芽剂的制备方法及其在烤烟腋芽抑制上的应用
本发明涉及天然抑芽剂的制备方法及其在烤烟腋芽抑制上的应用,属于生物技术领域。尤其是天然脱落酸S-(+)-ABA,简称ABA,5-(1-羟基-2,-6,6-三甲基-4-氧代-2-环己烯-1-基)-3-甲基-2-顺-4-反一戊二烯酸,及Botcinolide,即4-羟基-2-辛炔酸,两种产品均是Botrytis cinerea PersrCGMCCNO.0357—1、NO.0357—2真菌的代谢产物(保藏日为1998年9月3日)。
烟叶在我国许多省份种植面积大、经济效益明显。但每年田间管理中的封顶打杈,极其劳累费力,且摘除后不长时间,又会长出新的杈芽。为了提高烟叶产品产量、质量及减少劳力,国家先后从国外购入抑芽用的Flumetralin(抑芽敏)、Maleichydrazide(抑芽丹、芽敌)、除芽通等,这些药品用于田间管理,抑芽效果各有特色,但价格较高(13元/亩),而且它们都是有机合成制剂,对烤烟品质的影响及残留毒性、环境污染等问题尚未得到解决。
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足及弊端,提供一种安全无毒、无副作用、不污染环境、无残毒顾虑、效高价廉的新型抑芽剂。
上述目的是这样实现的:从植物中广泛采集Botrytis Cinerea Persr的真菌病害标本,选择新鲜症状典型的标本,进行表面消毒,用灭菌水冲洗,再用组织分离或直接孢子振落法,进行单孢分离、纯化培养,然后按照室内菌株筛选及生产工艺流程方法,选拔生物活性强,产率高的株系(产率在0.8‰以上,小麦抑芽快速检测试验,抽提物稀释至1500倍仍然有效的菌株),再反复比较筛选出高产菌株,产率0.9‰~1.5‰,最后依序编号,正式将菌种接入煮至半熟灭菌大麦粒上,放入-40℃~-60℃冰箱保存备用。培养基为PDA、PLD、PDA+柑桔皮粉,在25℃培养7天,然后加入溶剂萃取、过滤、浓缩干燥得天然ABA粗抽品,放在-80℃冰箱内保存备用。将所得产物采用抑制小麦胚芽鞘生长法,进行快速生测筛选,将预先提取待测粗抽品稀释10倍、50倍、100倍……系列浓度5ml分别移入放有处理过的小麦种子的烧杯中,以刚好浸没种子为宜,对照用清水,每一浓度重复3次,置26℃温箱中培养5~7天,筛选出活性强,产率高的菌株,培养所得粗品天然脱落酸(ABA)。再用柱层析和TLC法纯化、HPLC分析,应用IRV、UV、MS,结合HNMR仪器解析,确定分子量和结构式,天然脱落酸的分子量是264.3,分子式C15H20O4,结构式为
Figure C9812274300051
为了避免原料浪费,将萃取后的剩余水溶液再作处理。方法是:萃取后的剩余水溶液调整pH为碱性,经EtOAC抽提分离出溶剂层和水层,再对水层调整pH值,经倍量溶剂抽提,再次分离出溶剂层和水层,弃去水层,将此次分离出来的溶剂收集,用水和饱和Nacl液洗后,无水Na2So4脱水,浓缩干燥,EtOAC可溶酸性馏份,得到天然脱落酸ABA。
天然脱落酸的分子量为264.3,分子式C15H20O4。该物质结构具有5个特点:①主核具有环状结构;②环状结构上必须有双键:③主核具有一个侧链;④具有一个-COOH,羧基和主核间至少有一碳原子;⑤主核和侧链必须具立体结构。
另一种制备方法是:从植物中广泛采集Botrytis Cinerea Persr的真菌病害标本,选择新鲜症状典型的标本,进行表面消毒,用灭菌水冲洗,再用组织分离或直接孢子振落法,进行单孢分离、纯化培养,然后按照室内菌株筛选及生产工艺流程方法,选拔生物活性强产率高的株系(产率在0.8‰以上,小麦抑芽快速检测试验,抽提物稀释至1500倍仍然有效的菌株),再反复比较选出高产菌株,产率0.9‰~1.5‰,最后依序编号,正式将菌种接入煮至半熟灭菌大麦粒上,放入-40℃~-60℃冰箱保存备用。培养基为PDA,室温培养12天(如用谷糠23℃培养6天)然后加入溶剂萃取、过滤、浓缩干燥得Botcinolide的粗抽品,放在-80℃冰箱内保存备用。将所得产物采用抑制小麦胚芽鞘生长法,进行快速生测筛选,将预先提取的待测粗抽品稀释10倍、50倍、100倍……系列浓度5ml移入放有处理过的小麦种子的烧杯中,以刚好浸没种子为宜,对照用清水,每一浓度重复3次,置26℃温箱中培养5~7天,筛选出活性强产率高的菌株来生产天然Botcinolide。再用柱层析和TLC法纯化、HPLC分析,应用IRV、UV、MS,结合HNMR仪器解析,确定分子量和结构式,分子量是338,分子式C20H34O8,结构式为
Figure C9812274300061
将天然抑芽剂用于烤烟栽培过程的腋芽抑制上,采用涂抹或喷淋方式,达到了抑制烟芽疯长,收到了良好的效果。该抑芽剂也可用于其他植物的封顶打杈。花卉、蔬菜保鲜,调控作物生育,改善品质提高产量等。
天然抑芽剂由于是从植物中采集、分离、培养、萃取、过滤、干燥而得,整个加工过程安全无毒,不含有机合成成份,因而不污染环境、无残毒,生产成本低,价格便宜,每亩成本仅需8~9元,又能增进烤烟品质,抑芽效果平均在90%以上。该抑芽剂也可用于其他植物的封顶打杈。花卉、蔬菜保鲜,调控作物生育,改善品质提高产量等。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述
图1为天然抑芽剂的制备方法工艺流程图
图2为天然脱落酸ABA剩余水溶液的抽提工艺流程图
图3为天然抑芽剂(抑1、抑2)与对照组在田间应用示意图
首先从自然界各种植物(果树、蔬菜、花卉、粮食、经济作物、野生林木……等)中采集Botrytis Cinere Persr的真菌病害标本,然后选择新鲜、症状典型的标本,进行表面消毒,用灭菌水冲洗,进行单孢分离、纯化培养,采用小麦抑芽试验法,筛选具有生物活性的菌株,再从有活性的菌株群中反复筛选比较,寻找活性物质产出率最高的菌株作为菌种保存。例如,我们从莴苣、葱、草莓、酸木瓜等植物的灰霉病中分离到的7个菌株,按照前述方法分离培养、萃取、浓缩,即可得到粗产品,提供生测试验。培养基为PDA、PLD、PDA+柑桔皮粉,在25℃培养7天,然后加入溶剂萃取、过滤、浓缩干燥得天然ABA粗抽品,放在-80℃冰箱内保存备用。将所得产物采用抑制小麦胚芽鞘生长法,进行快速生测筛选,将预先配制好的标准及待测粗抽品稀释10倍、50倍、100倍……系列浓度5ml移入放有处理过的小麦种子的烧杯中,以刚好浸没种子为宜,对照用清水,每一浓度重复3次,置26℃温箱中培养5~7天,筛选出活性强产率高的天然脱落酸(ABA)。再用柱层析和TLC法纯化、HPLC分析,应用IRV、UV、MS,结合HNMR仪器解析,分子量和结构式,天然脱落酸的分子量是264.3,分子式C15H20O4,结构式为
Figure C9812274300071
为了避免原料浪费,将萃取后的剩余水溶液再作处理。方法是:萃取后的剩余水溶液调整pH为碱性,经EtOAC抽提分离出溶剂层和水层,再对水层调整pH值,经倍量溶剂抽提,再次分离出溶剂层和水层,弃去水层,将此次分离出来的溶剂收集,用水和饱和Nacl液洗后,无水Na2SO4脱水,浓缩干燥,EtOAC可溶酸性馏份,得到天然脱落酸ABA。
另一种制备方法是:将筛选出来产率高的菌种,用PDA培养基,室温培养12天,如果用谷糠作培养基,23℃培养6天,然后用倍量乙酸乙脂浸提24小时(注意振摇),过滤、浓缩,再用苯浸提浓缩,即得到天然抑芽剂Botcinolide。再用柱层析和TLC法纯化、HPLC分析,应用IRV、UV、MS,结合HNMR仪器解析,确定分子量和结构式,分子量是338,分子式C20H34O8,结构式为
用这两种方法制备出的天然抑芽剂用于烤烟腋芽的抑制上。采用抑制小麦胚芽鞘生长法,进行快速生测筛选。方法是取精选小麦种子(汰除病损,空瘪)预浸1/1000多菌灵悬浮液内吸湿处理24小时。取灭菌烧杯(高6cm,径4.5cm)若干,杯底各放入小玻球40粒,其上垫一层灭菌圆形滤纸片,纸上再均布小麦种子10粒。分别将预先配制好的标准及待测粗抽品稀释10倍、50倍、100倍……系列浓度5ml移入烧杯中,以刚好浸没种子为宜,对照用清水,每一浓度重量4次,置26℃温箱中培养5~7天,观测幼根、幼芽生长有无抑制现象,而初步判断抽提粗品中是否含有活性成份。如前所述,产品先经室内生测鉴定,证明活性很高,再经室内盆栽烟株抑芽初试,效果明显,最后进行多点田间小区试验,98年6月下旬~7月下旬,在我省寻甸县、陆良县、弥勒县分别选择生长整齐,高矮一致,品种相同,管理一样的烟田,(最好选红花大金元或V-2系列品种)正常封顶打杈后,待腋芽刚露尖约1公分长,按田间布置图划分试验小区。试验药剂:ABA(抑1)、Botcinolide(抑2)、抑芽敏、除芽通、芽敌。按照试验设计,分别称取一定量的各供试药剂,加水充分搅拌均匀,调制成所需浓度,ABA(抑1)稀释成100、200、300倍;Botcinolide(抑2)稀释成100、200倍;抑芽敏(有效成分25.5%)300倍;除芽通(有效成分33%)100倍;芽敌(有效成分30.2%)50倍;清水对照。共九个处理,四次重复,总计36个小区,每小区0.03亩,同田随机区组排列。选择晴天无雨日期,于当天下午5时后,用杯淋法或涂抹法施药到各小区烟株腋芽上,处理后定点挂牌观察记载,抑芽效果90~92%,每亩成本仅需8~9元。而国内推广使用的有机合成抑芽敏、芽敌、除芽通等,每亩成本13元,抑芽效果虽都达到89~92%,但对环境污染及残毒尚未解决,就抑芽作用来说,天然抑芽剂作为新型抑芽剂是有竞争力的,采用涂抹每亩仅需10克,采用喷洒每亩20克,价钱也较便宜。该抑芽剂也可用于其他植物的封顶打杈。花卉、蔬菜保鲜,调控作物生育,改善品质提高产量等。

Claims (4)

1.一种天然抑芽剂的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
a、从植物中采集Botrytis Cinerea Persr真菌CGMCC NO 0357—1的病害标本,选择新采症状典型的标本,进行表面消毒,用灭菌水冲洗,再用组织分离或直接孢子振落法,进行单孢分离、纯化培养,然后按照室内菌株筛选及生产工艺流程方法,选拔生物活性强,产率在0.8‰以上,小麦抑芽快速检测试验,抽提物稀释至1500倍仍然有效的菌株株系,再反复比较选出高产菌株,产率0.9‰~1.5‰,最后依序编号,将菌种接入煮至半熟灭菌大麦粒上,放入-40℃~-60℃冰箱保存备用;
b、将保存的菌株在25℃培养7天,使用的培养基为PDA、PLD或PDA+柑桔皮粉,然后加入溶剂萃取、过滤、浓缩干燥得天然脱落酸粗抽品,放在-80℃冰箱内保存备用,
c、将所得产物采用抑制小麦胚芽鞘生长法,进行快速生测筛选,将预先配制好的标准ABA液及待测粗抽品进行系列稀释,每个浓度5ml分别移入放有处理过的小麦种子的烧杯中,以刚好浸没种子为宜,对照用清水,每一浓度重复3次,置温箱中培养5~7天,筛选出活性强,产率高的菌株培养所得粗品天然脱落酸,
d、再用柱层析和TLC法纯化、HPLC分析,应用IRV、UV、MS,结合HNMR仪器解析,确定分子量和结构式,天然脱落酸的分子量是264.3,分子式C15H20O4,结构式为
Figure C9812274300021
2.一种天然抑芽剂的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
a、从植物中采集Botrytis Cinerea Persr真菌CGMCC NO 0357—2的病害标本,选择新采症状典型的标本,进行表面消毒,用灭菌水冲洗,再用组织分离或直接孢子振落法,进行单孢分离、纯化培养,然后按照室内菌株筛选及生产工艺流程方法,选拔生物活性强,产率在0.8‰以上,小麦抑芽快速检测试验,抽提物稀释至l500倍仍然有效的菌株株系,再反复比较选出高产菌株,产率0.9‰~1.5‰,最后依序编号,将菌种接入煮至半熟灭菌大麦粒上,放入-40℃~-60℃冰箱保存备用,
b、将保存的菌株在室温培养12天,培养基为PDA或用谷糠23℃培养6天,然后加入溶剂乙酸乙酯萃取、过滤、浓缩干燥得Botcinolide的粗抽品,放在-80℃冰箱内保存备用,
c、将所得产物采用抑制小麦胚芽鞘生长法,进行快速生测筛选,将预先提取的待测粗抽品进行系列稀释,每个浓度5ml移入放有处理过的小麦种子的烧杯中,以刚好浸没种子为宜,对照用清水,每一浓度重复3次,置温箱中培养5~7天,筛选出活性强产率高的菌株来生产天然Botcinolide,
d、再用柱层析和TLC法纯化、HPLC分析,应用IRV、UV、MS,结合HNMR仪器解析,确定分子量和结构式,分子量是338,分子式C20H34O8,结构式为
3.权利要求1或2所述的天然抑芽剂在烤烟腋芽抑制方面的应用。
4.权利要求1所述的制备方法,其特征在于:萃取后的剩余水溶液调整PH为碱性,经EtOAC抽提分离出溶剂层和水层,再对水层调整PH值,经倍量溶剂抽提,再次分离出溶剂层和水层,弃去水层,将此次分离出来的溶剂收集,用饱和Nacl液洗后,无水Na2SO4脱水,浓缩干燥,EtOAC处理得可溶酸性馏份,得到天然脱落酸。
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