CN107903110A - 一种植物疫苗及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种植物疫苗及其制备，该疫苗包括丙烯酸、马来酸、苯乙烯磺酸钠、过硫酸钾、β‑1,4‑N‑乙酰‑D‑氨基‑葡萄糖，其可为作物提供有机碳源、钾肥及杀菌抗虫剂；是一种多功能、安全无毒、高效新型复合制剂。本植物疫苗对粮食、蔬菜及水果等多种主要农作物均具有抗病、增产、驱虫、补钾、补碳、补硫等多重功效，而具备优良的扩散性和渗透性。

Description

一种植物疫苗及其制备
技术领域
本发明属于植物病虫防治技术领域，具体涉及一种植物疫苗及其制备。
背景技术
植物疫苗，又叫植物免疫诱抗剂，是一类新型生物农药，具有显著防病、防冻、增产、改善品质的效果，对人畜无害、不污染环境。是继人用疫苗、动物疫苗后，疫苗工程技术出现的新领域，也是国际上生物农药创制较为热门的研究方向。
当植物受到外界刺激或处于逆境条件时，能够通过调节自身的防卫和代谢系统产生免疫反应，植物的这种防御反应或免疫抗性反应，可以使植物延迟或减轻病害的发生和发展，减少化学农药与化学肥料的使用量，降低农产品残留。然而，大部分创制、控制植物病害药物的基本原则都是以病原菌为靶标，再把能快速全面杀死靶标的药物进一步按农药登记要求研制成农药，忽视了被病原菌危害的寄主植物本身对外来生物抵抗能力的利用。
植物疫苗对农作物病虫害却没有直接的杀灭作用，而是由外源生物或分子通过诱导或激活植物所产生的抗性物质，对某些病原物产生抗性或抑制病菌的生长。当其施用在农作物上后，通过诱导农作物产生抵御或防控农作物病虫害的物质，从而达到防治病虫害的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物疫苗，该疫苗包括以下组分，其重量百分比如下：
另一方面，本发明提供了一种植物疫苗的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)将丙烯酸、马来酸及苯乙烯磺酸钠按照质量比为4:0.5:0.5混合，连续搅拌，用氢氧化钠调节pH值到6.0，同时将烧瓶中的反应液温度逐步升高至80℃，该聚合过程控制在2-6h内完成，完成后继续升温至95℃，再搅拌反应1-5h，室温自然冷却后制备为原料1；
2)将过硫酸钾、50-100kDa的β-1,4-N-乙酰-D-氨基-葡萄糖和水按照质量比为0.1:1:50的比例混合，在90℃水浴环境下，连续搅拌，反应3-5h，反应结束后，用氢氧化钾和盐酸调解pH值至中性，按照体积比为1:1加入无水乙醇，产生沉淀，沉淀结束后，将沉淀过滤，沉淀用甲醇溶液清洗后，真空干燥，获得原料2；
3)将原料1、原料2和水按照质量比为1:5:94的比例混合在超声波辅助下，于80℃水浴环境下连续搅拌20-24h，室温冷却，制备复配制剂。
作为优选，所述步骤1)中聚合过程反应时间为3h。
作为优选，所述步骤1)中搅拌反应时间为2h。
作为优选，所述步骤2)中反应时间为3h。
作为优选，所述步骤3)中的超声波频率为20kHz。
作为优选，所述步骤3)中水浴环境下连续搅拌时间为24h。
本发明植物疫苗其有效成分包括K+、SO42-、和N-乙酰-D-葡萄糖胺寡聚体，可为作物提供有机碳源、钾肥及杀菌抗虫剂；是一种多功能、安全无毒、高效新型复合制剂。本植物疫苗对粮食、蔬菜及水果等多种主要农作物均具有抗病、驱虫、增产、改善品质等多重功效，而具备优良的扩散性和渗透性。
附图说明
图1为植物疫苗对番茄灰霉病和早疫病菌株生长的影响。
其中，A为番茄灰霉病对照组；B为番茄灰霉病处理组；C为番茄早疫病对照组；D为番茄早疫病处理组。
具体实施方式
本发明所使用的试剂没有特别的限制，可采用商购的常规试剂。如实施例中丙烯酸购买于上海昊化化工有限公司；马来酸购买于上海将来实业股份有限公司；过硫酸钾购买于上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氢氧化钾上海麦克林生化科技有限公司；苯乙烯磺酸钠购买于上海邦成化工有限公司；β-1,4-N-乙酰-D-氨基-葡萄糖6聚体购买于上海一基实业有限公司。
实施例1
将丙烯酸、马来酸及苯乙烯磺酸钠按照质量比为4:0.5:0.5混合于三口烧瓶中(带有回流装置)，加入5滴氢氧化钾溶液至PH值6.0，在磁力搅拌器上连续搅拌，同时将烧瓶中的反应液温度逐步升高至80℃，该聚合过程控制在2h内完成，完成后继续升温至95℃，再搅拌反应2h，室温自然冷却后制备为原料1。将过硫酸钾、50-100kDa的β-1,4-N-乙酰-D-氨基-葡萄糖和水按照质量比为0.1:1:50的比例混合，在90℃水浴环境下，连续搅拌，反应3h，反应结束后，用氢氧化钾和盐酸调解pH值至中性，按照体积比为1:1加入无水乙醇，产生沉淀，沉淀结束后，将沉淀过滤，沉淀用甲醇溶液清洗后，真空干燥，获得原料2。将原料1、原料2和水按照质量比为1:5:94的比例混合，在超声波(20kHz)辅助下，于80℃水浴环境下连续搅拌24h，室温冷却，制备复配制剂。
植物疫苗对番茄灰霉病和早疫病病原菌生长的抑制实验在恒温培养箱中进行。具体培养方法为：首先从发病植株上取番茄灰霉病和早疫病病原菌，用无菌水配置成孢子浓度为107个/mL的悬浮液，将50微升悬浮液均匀涂布于PDA平板上，共10个PDA平板，PDA平板用封口膜密封后转移至恒温培养箱中，设定培养箱温度为28±1℃，培养5天后，取直径为0.5m m的菌斑，接种于含有植物疫苗的PDA平板(处理组：植物疫苗的体积含量为1％)和不含有植物疫苗的PDA(对照组)上。培养5天后，测定圆形菌斑直径。实验重复3次，每次取10个平板上菌斑的平均值，以3次实验的均值为最后数值，结果见图1。
从图1可以看出，喷施本发明植物疫苗后番茄灰霉病的病菌菌斑面积比对照显著降低，对照中菌斑的面积达到6mm2左右，而经过本发明植物疫苗处理后，菌斑的面积只有约1.2m m2，可见本发明植物疫苗能够显著抑制番茄灰霉病病菌的生长。另外，从图1还可以看出，喷施本发明植物疫苗后番茄早疫病的病菌菌斑面积比对照显著降低，对照中菌斑的面积达到5.2mm2左右，而经过本发明植物疫苗处理后，菌斑的面积只有约1.8mm2，这说明本发明植物疫苗显著抑制了番茄早疫病病菌的生长。
实施例2
将丙烯酸、马来酸及苯乙烯磺酸钠按照质量比为4:0.5:0.5混合于三口烧瓶中(带有回流装置)，加入5滴氢氧化钾溶液至PH值6.0，在磁力搅拌器上连续搅拌，同时将烧瓶中的反应液温度逐步升高至80℃，该聚合过程控制在3h内完成，完成后继续升温至95℃，再搅拌反应2h，室温自然冷却后制备为原料1。将过硫酸钾、50-100kDa的β-1,4-N-乙酰-D-氨基-葡萄糖和水按照质量比为0.1:1:50的比例混合，在90℃水浴环境下，连续搅拌，反应5h，反应结束后，用氢氧化钾和盐酸调解pH值至中性，按照体积比为1:1加入无水乙醇，产生沉淀，沉淀结束后，将沉淀过滤，沉淀用甲醇溶液清洗后，真空干燥，获得原料2。将原料1、原料2和水按照质量比为1:5:94的比例混合，在超声波(20kHz)辅助下，于80℃水浴环境下连续搅拌20h，室温冷却，制备复配制剂。
植物疫苗使用效果试验。选取西瓜作为试验作物，品种包括8424(早佳)、浙蜜5号和早春红玉等3个品种。试验在浙江大学教学玻璃温室内进行，环境温度控制在25-30℃。每个西瓜品种栽植10株，其中5株作为对照，常规废水管理，每株留1个瓜，不使用本发明植物疫苗；另外5株作为处理，常规废水管理，每株留1-3个瓜，从苗期开始每7天喷施1次本发明植物疫苗(用水稀释500倍后使用)，直至采收完毕。统计不同西瓜品种的始花期、单果重和遮光糖含量。遮光糖含量使用糖度计测定。统计结果如表1。
表1植物疫苗对不同西瓜品种早熟性、产量及品质的影响
从表1可以看出，在施用本发明植物疫苗后，3个西瓜品种在始花期、单果重、遮光糖含量及亩产量等4个方面都优于相应品种的对照组(未使用本发明植物疫苗)。在始花期方面，8424、浙蜜5号和早春红玉处理组分别比对照组提前6天，5天和2天；在单果重方面，8424、浙蜜5号和早春红玉处理组分别比对照组提高10.7％、7.8％和16.7％；在遮光糖含量方面，8424、浙蜜5号和早春红玉处理组分别比对照组提高13.8％、12.5％和5.7％；在亩产量方面，8424、浙蜜5号和早春红玉处理组分别比对照组提高10.7％、7.8％和16.7％。以上结果表明，施用本发明植物疫苗能够显著提高8424、浙蜜5号和早春红玉等西瓜品种的产量和品质。
实施例3
将丙烯酸、马来酸及苯乙烯磺酸钠按照质量比为4:0.5:0.5混合于三口烧瓶中(带有回流装置)，加入5滴氢氧化钾溶液至PH值6.0，在磁力搅拌器上连续搅拌，同时将烧瓶中的反应液温度逐步升高至80℃，该聚合过程控制在4h内完成，完成后继续升温至95℃，再搅拌反应3h，室温自然冷却后制备为原料1。将过硫酸钾、50-100kDa的β-1,4-N-乙酰-D-氨基-葡萄糖和水按照质量比为0.1:1:50的比例混合，在90℃水浴环境下，连续搅拌，反应4h，反应结束后，用氢氧化钾和盐酸调解pH值至中性，按照体积比为1:1加入无水乙醇，产生沉淀，沉淀结束后，将沉淀过滤，沉淀用甲醇溶液清洗后，真空干燥，获得原料2。将原料1、原料2和水按照质量比为1:5:94的比例混合，在超声波(20kHz)辅助下，于80℃水浴环境下连续搅拌24h，室温冷却，制备复配制剂。
植物疫苗使用效果试验。选取水稻作为试验作物，品种为“甬优15号”和“秀水63”。试验在宁波市农业科学研究院的试验基地内进行，5月10日播种，10月7日采收。试验设置对照组和处理组，每组种植3个小区(分别编号为I、II和III)，每个小区面积为20m2，对照组和处理组的废水管理和日常管理一致，对照组从苗期开始每7天喷施1次本发明植物疫苗(用水稀释1000倍后使用)直至采收完毕，对照组不喷施植物疫苗。统计两个品种的小区产量，计算折合亩产量；同时统计稻纵卷叶螟幼虫数，计算防治效率(幼虫减少量/对照组幼虫数目*100)。统计结果如表2和表3。
表2植物疫苗对水稻产量的影响
从表2可以看出，在施用本发明植物疫苗后，2个水稻品种的小区平均产量和折合亩产量都优于相应品种的对照组(未使用本发明植物疫苗)。其中甬优15号品种在施用本发明植物疫苗后折合亩产量提高6.95％；秀水63水稻品种在施用本发明植物疫苗后折合亩产量提高5.10％。以上结果表明，施用本发明植物疫苗能够显著提高甬优15号和秀水63两个水稻品种的产量。
从表3可以看出，在施用本发明植物疫苗后，2个水稻品种的小区内稻纵卷叶螟幼虫平均数目显著低于对照组(未使用本发明植物疫苗)，本发明植物疫苗对稻纵卷叶螟具有很好的防治效果。其中甬优15号品种在施用本发明植物疫苗7天后，小区内稻纵卷叶螟幼虫平均数目比对照低4.33只/小区；甬优15号品种在施用本发明植物疫苗7天后，小区内稻纵卷叶螟幼虫平均数目比对照低3.67只/小区。施用本发明植物疫苗后，甬优15号和秀水63两个水稻品种的驱虫性分别提高了81.23％和78.58％。以上结果表明，施用本发明植物疫苗能够显著提高甬优15号和秀水63两个水稻品种对稻纵卷叶螟的防治效果。
表3植物疫苗对稻纵卷叶螟的防治效果
实施例4
将丙烯酸、马来酸及苯乙烯磺酸钠按照质量比为4:0.5:0.5混合于三口烧瓶中(带有回流装置)，加入5滴氢氧化钾溶液，在磁力搅拌器上连续搅拌，同时将烧瓶中的反应液温度逐步升高至80℃，该聚合过程控制在2h内完成，完成后继续升温至95℃，再搅拌反应2h，室温自然冷却后制备为原料1。将过硫酸钾、50-100kDa的β-1,4-N-乙酰-D-氨基-葡萄糖和水按照质量比为0.1:1:50的比例混合，在90℃水浴环境下，连续搅拌，反应3h，反应结束后，用氢氧化钾和盐酸调解pH值至中性，按照体积比为1:1加入无水乙醇，产生沉淀，沉淀结束后，将沉淀过滤，沉淀用甲醇溶液清洗后，真空干燥，获得原料2。将原料1、原料2和水按照质量比为1:5:94的比例混合，在超声波(20kHz)辅助下，于80℃水浴环境下连续搅拌24h，室温冷却，制备复配制剂。
植物疫苗使用效果试验。选取茶叶作为试验作物，品种为龙井43和龙井群体种。试验在浙江大学园艺学教学基地内进行。试验中每个品种共设置两组，分别为对照组和处理组，每组观测10株，对照组不使用本发明植物疫苗；处理组从5月10日开始每7天喷施1次本发明植物疫苗(用水稀释500倍后使用)，连续喷施4次。统计两个品种的叶芽数、叶长和芽重。结果如表4所示。
表4植物疫苗对不同茶叶品种产量的影响
从表4可以看出，在施用本发明植物疫苗后，2个茶叶品种在叶芽数、叶芽长和叶芽重等3个方面都优于相应品种的对照组(未使用本发明植物疫苗)。在叶芽数方面，龙井43品种和龙井群体种处理组分别比对照组增加22.6％和24.0％；叶芽长方面，龙井43品种和龙井群体种处理组分别比对照组增加13.9％和11.7％；叶芽重方面，龙井43品种和龙井群体种处理组分别比对照组增加18.3％和12.5％。以上结果表明，施用本发明植物疫苗能够显著提高龙井43和龙井群体种等茶叶品种的产量。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种植物疫苗，其特征在于包括以下组分，其重量百分比如下：
2.一种植物疫苗的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将丙烯酸、马来酸及苯乙烯磺酸钠按照质量比为4:0.5:0.5混合，连续搅拌，用氢氧化钠调节pH值到6.0，同时将烧瓶中的反应液温度逐步升高至80℃，该聚合过程控制在2-6h内完成，完成后继续升温至95℃，再搅拌反应1-5h，室温自然冷却后制备为原料1；
2)将过硫酸钾、50-100kDa的β-1,4-N-乙酰-D-氨基-葡萄糖和水按照质量比为0.1:1:50的比例混合，在90℃水浴环境下，连续搅拌，反应3-5h，反应结束后，用氢氧化钾和盐酸调解pH值至中性，按照体积比为1:1加入无水乙醇，产生沉淀，沉淀结束后，将沉淀过滤，沉淀用甲醇溶液清洗后，真空干燥，获得原料2；
3)将原料1、原料2和水按照质量比为1:5:94的比例混合在超声波辅助下，于80℃水浴环境下连续搅拌20-24h，室温冷却，制备复配制剂。
3.根据权利要求2所述的一种植物疫苗的制备方法，其特征在于所述步骤1)中聚合过程反应时间为3h。
4.根据权利要求2所述的一种植物疫苗的制备方法，其特征在于所述步骤1)中搅拌反应时间为2h。
5.根据权利要求2所述的一种植物疫苗的制备方法，其特征在于所述步骤2)中反应时间为3h。
6.根据权利要求2所述的一种植物疫苗的制备方法，其特征在于所述步骤3)中的超声波频率为20kHz。
7.根据权利要求2所述的一种植物疫苗的制备方法，其特征在于所述步骤3)中水浴环境下连续搅拌时间为24h。
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