CN107950540B - 5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了5‑氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途，本发明通过室内毒力测定，证明了5‑氮胞苷对植物病原真菌具有良好的抑制活性。5‑氮胞苷作为杀菌剂，具有高效和低毒的优点，适合于植物病害化学防治的要求。目前大量杀菌剂的使用，导致病原菌的抗药性增强，而且传统的杀菌剂对环境污染大、残留高，直接威胁着人类的食品安全。而5‑氮胞苷是一种可降解、无污染、对环境友好的小分子化合物，并且其抗药性差、对非靶标生物及人畜安全，能够保证农产品及果蔬的高品质，符合可持续发展的要求，其研究和市场应用前景广阔。

Description

5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀 菌剂中的用途

技术领域

本发明属于杀菌活性化合物技术领域，具体涉及5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途。

背景技术

21世纪以来，随着科技进步和社会生产力的提高，人类创造了前所未有的财富，与此同时，人口剧增、资源短缺、环境污染、生态破坏和自然灾害频繁等问题日益突出，严重阻碍了农业的可持续发展，农业生产也因此承担前所未有的巨大压力。根据联合国粮农组织估计，全世界的粮食和棉花生产因病害常年损失在10％以上。植物病害不仅可引起农作物产量的减少，而且在一定程度上还严重威胁到农产品的质量安全及其国际贸易。

植物病害化学防治的历史伴随着植物病害的发生而发展，化学防治的实践和应用迄今已有一个多世纪的历史。化学防治具有见效快、杀菌谱广、成本低、使用简便等优点，但杀菌剂的长期大量使用会造成土壤、大气等环境污染、破坏生态平衡。随着近年来人们对食品安全及环境污染问题的关注，一些化学杀菌剂在许多发达国家和地区已被严格限制使用。人们开始寻找一种对人类和环境无害并具有良好防治效果的新的植物病害防治策略。新型绿色杀菌剂高效且无毒、无害、无污染、不产生抗药性，不仅符合人们对绿色食品的需求，而且为农业的可持续发展提供了保障，因此，需要有更多的高效、低毒、低残留和环境友好型的杀菌剂被研发与应用，在农业生产中发挥重要的作用。

5-氮胞苷，又名阿扎胞苷、5-氮杂胞嘧啶核苷；化学名称：4-氨基-1-Β-D-呋喃核糖基均三嗪-2(1H)-酮；英文名称：5-Azacytidine，Azacitidine-15N4。CAS号：320-67-2，分子式：C₈H₁₂N₄O₅，分子量244.20，分子结构式为：

5-氮胞苷本品为白色、类白色固体，可溶于二甲基亚砜，微溶于乙醇:水(50:50)、丙二醇、聚乙二醇；略溶于水、5％葡萄糖注射液；不溶于丙酮、乙醇和甲基乙酮。熔点226-232℃。

5-氮胞苷通过使DNA减少甲基化过程和对骨髓异常造血细胞产生直接的细胞毒性，而发挥其抗肿瘤作用。体外研究表明,5-氮胞苷在最大程度抑制DNA甲基化时的浓度，不会严重阻碍DNA合成。甲基化过低现象可以使与细胞分化和增殖密切相关的基因恢复正常功能。而5-氮胞苷的细胞毒作用可引起快速增殖细胞的死亡，包括那些失去正常机制控制的癌细胞，而非增殖细胞对本品则相对不敏感。可用于治疗骨髓发育不良综合征。

5-氮胞苷为一种抗代谢药。主要适应症是对常规治疗无效的急性髓性白血病。亦用于乳腺癌、黑色素瘤、肠癌等。毒性主要表现为白细胞减少、血小板减少和贫血。恶心和呕吐为常见的不良反应，可通过长时间持续输注使症状改善，或在治病前24h至48h用止吐剂。其他毒性作用为腹泻、神经肌内障碍、发热、低血压和皮疹。制剂在用前3-4h新鲜配制。

目前，国内外尚无关于5-氮胞苷对农业病原菌抑制作用的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供了5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途。本发明通过毒力测定，证明了5-氮胞苷对植物病原真菌具有良好的抑制活性。5-氮胞苷作为杀菌剂，其高效、低毒，适合于植物病害化学防治的要求。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途。

进一步的：所述植物病原菌为半知菌亚门真菌和子囊菌亚门真菌。

进一步的：所述杀菌剂中5-氮胞苷的有效使用浓度为5mM-10mM。

进一步的：所述半知菌亚门真菌包括棉花黄萎病菌、小麦赤霉病菌、马铃薯枯萎病菌、蓝莓枝枯病菌、玉米弯孢叶斑病菌、烟草靶斑病菌、黄瓜棒孢叶斑病菌、葡萄灰霉病菌、黄瓜拟茎点霉根腐病菌、烟草赤星病菌、番茄灰霉病菌、花生黑斑病菌和番茄枯萎病菌。

进一步的：所述子囊菌亚门真菌包括苹果炭疽叶枯病菌、苹果轮纹病菌、苹果腐烂病菌、梨腐烂病菌和蓝莓枝干溃疡病菌。

进一步的：所述杀菌剂中5-氮胞苷的浓度为10mM时，5-氮胞苷对葡萄灰霉病菌、苹果腐烂病菌和梨腐烂病菌等9种植物病原菌的抑制率高达99％。

进一步的：所述植物为苹果、梨、番茄、蓝莓、葡萄、烟草、黄瓜、棉花、马铃薯、花生、玉米和小麦。

与现有技术相比，本发明的优点和技术效果是：目前杀菌剂的品种作用机制比较单一，病原菌的繁殖速度较快，故抗性也产生较快，且污染大，高残留，威胁着人类的食品安全。

本发明通过室内毒力测定，证明了5-氮胞苷对植物病原真菌具有良好的抑制活性。5-氮胞苷作为杀菌剂，具有高效和低毒的优点，适合于植物病害化学防治的要求。目前大量杀菌剂的使用，导致病原菌的抗药性增强，而且传统的杀菌剂对环境污染大、残留高，直接威胁着人类的食品安全。随着人们对无污染、无公害绿色食品的呼声日益提高，绿色杀菌剂已成为农业生产中的重要防治方法，许多绿色杀菌剂已相继问世，并广泛应用于生产，取得了显著效果。而5-氮胞苷是一种可降解、无污染、对环境友好的小分子化合物，并且其抗药性差、对非靶标生物及人畜安全，能够保证农产品及果蔬的高品质，符合可持续发展的要求，其研究和市场应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明中5-氮胞苷对棉花黄萎病菌的抑菌实验结果；

图2是本发明中5-氮胞苷对小麦赤霉病菌的抑菌实验结果；

图3是本发明中5-氮胞苷对马铃薯枯萎病菌的抑菌实验结果；

图4是本发明中5-氮胞苷对蓝莓枝枯病菌的抑菌实验结果；

图5是本发明中5-氮胞苷对玉米弯孢叶斑病菌的抑菌实验结果；

图6是本发明中5-氮胞苷对烟草靶斑病菌的抑菌实验结果；

图7是本发明中5-氮胞苷对黄瓜棒孢叶斑病菌的抑菌实验结果；

图8是本发明中5-氮胞苷对葡萄灰霉病菌的抑菌实验结果；

图9是本发明中5-氮胞苷对黄瓜拟茎点霉根腐病菌的抑菌实验结果；

图10是本发明中5-氮胞苷对烟草赤星病菌的抑菌实验结果；

图11是本发明中5-氮胞苷对番茄灰霉病菌的抑菌实验结果；

图12是本发明中5-氮胞苷对花生黑斑病菌的抑菌实验结果；

图13是本发明中5-氮胞苷对番茄枯萎病菌的抑菌实验结果；

图14是本发明中5-氮胞苷对苹果炭疽叶枯病菌的抑菌实验结果；

图15是本发明中5-氮胞苷对苹果轮纹病菌的抑菌实验结果；

图16是本发明中5-氮胞苷对苹果腐烂病菌的抑菌实验结果；

图17是本发明中5-氮胞苷对梨腐烂病菌的抑菌实验结果；

图18是本发明中5-氮胞苷对蓝莓枝干溃疡病菌的抑菌实验结果。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的描述。

实施例1

一、实验材料

5-氮胞苷为从Sigma公司购买的成品。称取2g 5-氮胞苷于50ml的二甲基亚砜中，配成0.2M的母液，过滤除菌4℃保存待用。

本实验中所用的植物病原菌为实验室4℃保存的菌种，采用的培养基为马铃薯培养基(简称PDA)。

PDA培养基配方：马铃薯(去皮)200g，葡萄糖20g，琼脂15g，自来水1000ml，自然PH。

配制方法：将马铃薯洗净去皮，称200g切成小块，加水煮烂(煮沸20-30分钟，能被玻璃棒戳破即可)，用八层纱布过滤于烧杯中，根据实验需要加15-20g琼脂，加入20g葡萄糖，搅拌均匀，充分溶解后稍冷却补足水至1000ml，分装后121℃灭菌20分钟，冷却后备用。

二、实验方法

采用生长速率法。

1、先将18种植物病原菌在PDA平板上25℃培养2d左右待用。

2、将PDA培养基加热溶化，冷却至45-50℃，分别加入不同浓度的5-氮胞苷制成含0、3、5和10mM药液的培养基(对照中加入相应体积的二甲基亚砜)，并分别倒入培养皿中冷却。

3、以无菌操作手续，用打孔器在培养2d的各菌株菌丝边缘(生长状况尽量一致)打取圆形菌饼(直径0.60cm)，再用接种针挑至含药平板中央，然后将培养皿倒置于培养箱(25℃)中培养。

4、于处理后不同时间观察测定菌丝的生长情况，并采用十字交叉法测得直径并处理数据，计算抑制率并拍照。

抑制率(％)＝(对照菌丝直径-处理菌丝直径)/对照菌丝直径×100；

每个处理重复3次。

三、5-氮胞苷对18种植物病原菌菌丝生长的抑菌效果

1.棉花黄萎病菌：引起棉花黄萎病的病原菌是轮枝菌属的大丽轮枝菌。该病原菌的寄主范围极广，国外报道可为害38科660种植物，其中农作物184种，杂草153种。我国经鉴定，寄主植物至少20科80种，大田作物包括棉花、向日葵、茄子、辣子、番茄、烟草、马铃薯、甜瓜、西瓜、黄瓜、花生、菜豆、绿豆、大豆、芝麻、甜菜等。该病菌能使寄主植物产生黄萎病，在世界范围内造成重大的经济损失。黄萎病防治困难，现有的防治手段如生物防治、化学防治、常规的遗传育种等都无法达到理想的防治效果。

2.小麦赤霉病菌：赤霉病是一种毁灭性病害，可引起穗腐，造成严重减产和品质降低。随着全球气候变暖、耕作制度和方式的改变，小麦赤霉病不断蔓延扩展，常常造成小麦减产、品质降低，且受侵染的小麦籽粒中含有真菌毒素，可引起人畜中毒和严重疾病。该病菌除危害小麦外，还能侵染大麦、燕麦、水稻、玉米等多种禾本科作物以及鹅冠草等禾本科杂草，此外，还可侵染大豆、棉花、红薯等作物。

3.马铃薯枯萎病菌：尖孢镰刀菌是马铃薯枯萎病的主要致病菌，而且该菌是一种世界性分布的土传病原真菌，寄主范围十分广泛，可引起茄科、瓜类、香蕉、豆科、棉及花卉等多种植物枯萎病的发生。寄主被尖孢镰刀菌侵染后，症状表现多种多样，一般导致维管束褐变，植株萎蔫枯死，球茎和根腐烂，植株生长衰弱等。马铃薯枯萎病是近年来对马铃薯造成危害的一种重要的真菌性土传病害，在很多地区已有发生，尤其在马铃薯重荏地发生程度更为严重，直接影响了马铃薯产量及其经济效益。

4.蓝莓枝枯病菌：该病菌属于拟盘多毛孢属，是一种重要的植物病原菌，可寄生大约五十多科的植物，植物受害后表现为叶斑、腐烂、溃疡等症状，严重影响产品的产量和品质。因此，研究拟盘多毛孢菌对农林作物的生产具有重要的经济意义。目前，生产上的蓝莓主栽品种，如蓝丰、公爵和蓝美人等，均有枝枯病发生，显著影响其果实产量和品质。

5.玉米弯孢叶斑病菌：玉米弯孢叶斑病又称拟眼斑病、黑霉病，主要为害玉米叶片，有时也危害叶鞘和苞叶，在不同品种上其症状变化极大。该病菌寄主范围较广，可以寄生于番茄、辣椒的果实上，还可以寄生在水稻、高粱、小麦和一些草坪上，使得这些植物发生病害。玉米弯孢叶斑病是近年来我国华北、东北玉米产区普遍发生的一种病害，由于该病是突发性病害，发生蔓延迅速，严重时叶部病斑密集成片，重病地块病株率及病叶率高达100％，已成为我国玉米产区的重要病害之一。

6.烟草靶斑病菌：烟草靶斑病是由立枯丝核菌引起的叶斑类病害，该病菌主要危害叶片形成病斑，病斑坏死部分易碎形成穿孔，发生严重时病斑连片，并且病害流行速度较快，因此对烟草生产构成了严重威胁。该病菌的寄主范围广泛，不仅可以侵染烟草，在自然情况下可侵染200多种植物，包括玉米、高粱、棉花、麦类、水稻、大豆等粮食作物和甜菜、茄子、番茄、龙葵、尊麻以及矮牵牛等。此外，该病菌在人工接种条件下可侵染32科的188种植物。

7.黄瓜棒孢叶斑病菌：该病菌寄主范围广泛，传播方式多样。近几年经调查发现，由黄瓜棒孢叶斑病菌引起的黄瓜、番茄等蔬菜的叶斑病在中国的山东、河北、辽宁、内蒙古等11个省市区大面积发生，造成了严重的经济损失。

8.葡萄灰霉病菌：葡萄灰霉病是灰葡萄孢菌引起的葡萄生产上的常见病害，也是危害最大的病害之一，发生普遍。该病在我国南方地区和北方保护地葡萄生产中发生尤为严重，己成为限制我国北方设施栽培葡萄产业发展的主要病害。该病还是贮藏过程中的毁灭性病害，对产量和质量影响很大，每年因灰霉病造成的葡萄产后损失在20％—30％左右，造成了巨大的经济损失。该病菌是一种寄主范围很广的兼性寄生菌，能侵染多种水果、蔬菜和花卉。

9.黄瓜拟茎点霉根腐病：黄瓜拟茎点霉根腐病，是嫁接黄瓜的主要根腐病种类。嫁接黄瓜在头1个月内发育正常，摘心后至收获期开始发病，接穗黄瓜病情进展较缓慢，初期叶片失去活力，晴天中午叶片萎蔫，早、晚或阴天恢复原状，持续数天后下部叶片开始枯黄，且逐渐向上扩展，抑制侧枝生长致黄瓜发育不良。

10.烟草赤星病菌：烟草赤星病是危害我国烟草生产的真菌性病害，不仅能使烟叶质量下降和叶片残缺毁坏，还能降低其工业使用价值，感病烟叶由于烟叶成分不一而使烟草的口感下降。烟草赤星菌寄主范围较广，除烟草外，还可侵染棉花、花生、大豆、番茄、桃、李、小麦等多种植物，引起斑点、根腐病等症状。

11.番茄灰霉病菌：灰霉病是番茄上危害较重且常见的病害，各菜区都发生。除危害番茄外，还可危害茄子、辣椒、黄瓜、瓠瓜等20多种作物。低温、连续阴雨天气多的年份危害严重。番茄灰霉病是大棚栽培番茄的重要病害，病菌主要侵害果实，侵染由残留的花及花托向果实或果柄扩展，使果皮成为灰白色水渍状，变软腐烂；以后在果面、花萼及果柄上出现大量灰褐色霉层，果实失水僵化。灰霉病也为害茎叶，成株期病斑识见于叶片，由边缘向里呈“V”字型发展，并产生深浅相同的轮纹，表面着生少量灰霉，叶片最后枯死。

12.花生黑斑病菌：又称黑斑病。主叶斑现于叶正背两面，圆形或近圆形，大小0.5-8mm，病斑扩展后融合成大型不规则斑块。叶柄、茎和花轴染病生线形或椭圆形病斑，深褐色至黑褐色，有时外围具浅黄色水渍状晕圈。主要为害叶片、叶柄、茎和花轴。叶斑现于叶正背两面，圆形或近圆形，大小0.5-8mm，病斑扩展后融合成大型不规则斑块。叶柄、茎和花轴染病生线形或椭圆形病斑，深褐色至黑褐色，有时外围具浅黄色水渍状晕圈。为国内外花生产区最常见的叶部真菌病害。在花生整个生长季节皆可发生，但其发病高峰多出现于花生的生长中后期，故有“晚斑”病之称。常造成植株大量落叶，致荚果发育受阻，产量锐减。

13.番茄枯萎病菌：番茄枯萎病菌的专化性极强，只危害番茄。该菌主要侵染植物导管组织，通过阻塞木质部物质和水分运输引起植物萎蔫。它是一种严重危害蔬菜品质和产量的土传性病害，番茄的幼苗期到成株期期间均受到枯萎病菌的侵染。番茄枯萎病又叫萎蔫病，在老菜棚室发生严重。

14.苹果炭疽叶枯病菌：苹果炭疽叶枯病是由炭疽病菌引起的一种叶部病害，主要危害苹果的嘎拉、金冠、乔纳金、秦冠等品种，造成苹果树大量落叶和果实严重腐烂，树势严重削弱，导致次年绝产。富士、红星等品种高度抗病，发病的嘎拉和相邻未发病的富士苹果树在果园内对比非常明显。苹果炭疽菌叶枯病主要危害叶片，并导致大量落叶。

15.苹果轮纹病菌：苹果轮纹病又名粗皮病、轮纹烂果病，是苹果枝干部和果实上的重要生物灾害，常引起苹果枝干树皮粗糙、局部性坏死和果实腐烂。患病植株坐果率低，导致树体衰弱和产量减少，甚至绝产毁园。近年来，随着易感品种富士苹果的大面积栽培，苹果轮纹病发病率逐年增加，危害面积不断扩大，已成为中国苹果生产中的严重病害，严重威胁着苹果产业的可持续发展。

16.苹果腐烂病菌:苹果树腐烂病是苹果树最主要、最严重的枝干病害。该病除了侵染枝干外还可以侵染果实，造成枯枝、死树，严重时造成毁园，从而造成严重的产量和经济损失。苹果树腐烂病菌拥有比较广泛的寄主植物，危害包括苹果、楼桃、桃和梨等在内的常见果树。

17.梨腐烂病菌：梨腐烂病又名烂皮病，主要危害梨树的主枝和侧枝，导致梨树势衰弱，果实产量和品质下降。该病具有发生区域广、发病率高、难以控制的特点。在我国梨主产区均有发生，尤以新疆、西北、华北、东北等地发生严重。发病严重的梨园，树体病疤累累、枝干残缺不全，造成大量死树或毁园。

18.蓝莓枝干溃疡病菌：引起蓝莓枝干溃疡病的病原菌—葡萄座腔菌属是一类世界性分布的真菌，所导致的树木溃疡病是世界范围内发生的重大病害。其危害的寄主很广，达45个属(阔叶树40个属、针叶树5个属)，对林果木危害严重，可引起桉树、杨树、苹果、石榴、桃树、草决明、杨梅、板栗等寄主植物的枝干溃疡枯萎死亡、干腐、流胶等症状。

5-氮胞苷对18种植物病原菌的离体抑菌作用生测结果见表1。

表1为5-氮胞苷对18种病原菌菌丝生长的抑制作用测定结果(6d)

注：试验中每个处理设三次重复，表中数据为三次重复的平均值。

从表1中可知，随着5-氮胞苷浓度的升高，其对18种植物病原菌的抑制效果也依次提高。当5-氮胞苷浓度为10mM时，其对半知菌亚门、子囊菌亚门的18种植物病原菌均有很好的抑制效果，抑制率均在83％以上，其中对玉米弯孢叶斑病菌、苹果腐烂病菌和梨腐烂病菌等12种植物病原菌的抑制率在90％以上。尤其对葡萄灰霉病菌、苹果腐烂病菌和梨腐烂病等9种病原菌的抑菌效果最好，其抑制率均在99％以上，可对其进行有效防治。

5-氮胞苷对18种植物病原菌菌丝生长的抑菌效果图片如图1-18所示，当5-氮胞苷的浓度在10mM时，梨腐烂菌、棉花黄萎病菌和番茄灰霉病菌等9种病原菌几乎没有菌丝生长。而对小麦赤霉病菌、马铃薯枯萎病菌和苹果轮纹病菌等5种植物病原菌而言，只有很少的菌丝生长。此外，对黄瓜棒孢叶斑病菌、花生黑斑病菌、烟草赤星病菌来说，虽有菌丝生长，但与对照相比，菌丝生长较弱，说明5-氮胞苷起到了很好的抑制效果。综上所述，5-氮胞苷很有潜力应用于植物病原菌的防治中。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途，其特征在于：所述植物病原菌为半知菌亚门真菌和子囊菌亚门真菌；

所述半知菌亚门真菌为棉花黄萎病菌、小麦赤霉病菌 Fusarium graminearum、蓝莓枝枯病菌 Pestalotiopsis clavispora、玉米弯孢叶斑病菌、烟草靶斑病菌、黄瓜棒孢叶斑病菌、葡萄灰霉病菌、黄瓜拟茎点霉根腐病菌、烟草赤星病菌、番茄灰霉病菌、花生黑斑病菌；

所述子囊菌亚门真菌为苹果炭疽叶枯病菌、苹果轮纹病菌、苹果腐烂病菌、梨腐烂病菌和蓝莓枝干溃疡病菌。

2.根据权利要求1所述的5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途，其特征在于：所述杀菌剂中5-氮胞苷的有效使用浓度为5 mM -10mM。

3.根据权利要求1所述的5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途，其特征在于：所述杀菌剂中5-氮胞苷的浓度为10mM时，5-氮胞苷对棉花黄萎病菌、蓝莓枝枯病菌、玉米弯孢叶斑病菌、黄瓜拟茎点霉根腐病菌、番茄灰霉病菌、蓝莓枝干溃疡病菌、葡萄灰霉病菌、苹果腐烂病菌和梨腐烂病菌9种植物病原菌的抑制率高达99%。

4.根据权利要求1所述的5-氮胞苷在制备用于防治由植物病原菌引起的植物病害的杀菌剂中的用途，其特征在于：所述植物为苹果、梨、番茄、蓝莓、葡萄、烟草、黄瓜、棉花、花生、玉米和小麦。

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