CN112106773A - 烯丙胺类化合物用于制备防治小麦真菌病害药物的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了烯丙胺类化合物用于制备防治小麦真菌病害药物的应用。实验研究表明，特比奈芬对小麦纹枯菌及赤霉菌具有显著的防治效果。本发明在全基因组测序基础上，预测出纹枯菌次生代谢核心酶‑角鲨烯合成酶，以此为靶点，利用烯丙胺类药物‑特比萘芬进行药效测试，发现该药对小麦赤霉菌和纹枯菌具有有效效果。该靶点不同于目前生产上大规模应用的DMI类药剂，能有效解决DMI引起的抗药性。

Description

烯丙胺类化合物用于制备防治小麦真菌病害药物的应用

技术领域

本发明属于化合物新应用技术领域，具体涉及烯丙胺类化合物用于制备防治小麦真菌病害药物的应用。

背景技术

烯丙胺(Allyamine)是从杂环螺旋奈Heteroeylic Spironaphene衍生出来的一类高效、低毒的抗真菌药。它的抗真菌谱包括曲霉菌、念珠菌和申克抱子丝菌。自从1981年Georgopoulos等发现奈替芬具有较高的广谱抗真菌活性以来,该类化合物的抗真菌研究进展很快,至今已发展为一类具有高度活性的抗真菌新型结构化合物。目前已上市或正研究的主要有五个化合物,其中萘替芬、特比奈芬、丁萘芬已在国内外相继上市,随着该类化合物研究的不断深入,将会有更多的烯丙胺衍生物抗真菌药不断用于临床。(具体参见“烯丙胺类抗真菌药物研究进展”，张恩娟，药物研究，1999年第8卷第6期)。

烯丙胺类抗真菌药物，人体细胞对本品的敏感性为真菌的万分之一。本品有广谱抗真菌作用，对皮肤真菌有杀菌作用，对白色念珠菌则起抑菌作用。适用于浅表真菌引起的皮肤、指甲感染，如毛癣菌、狗小孢子菌、絮状表皮癣菌等引起的体癣、股癣、足癣、甲癣以及皮肤白色念珠菌感染。

尚未发现本药物在植物病原上使用的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供烯丙胺类抗真菌药物在制备防治小麦真菌病害药物方面的新应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

烯丙胺类化合物用于制备防治小麦真菌病害药物的应用。

可选的，所述的烯丙胺类化合物选自萘替芬、特比萘芬和布替萘芬。

可选的，所述的小麦真菌病害包括由小麦赤霉病菌和/或小麦纹枯病菌引起的病害。

可选的，所述的小麦真菌病害包括由禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)和/或禾谷镰刀菌(Fusarium solani)引起的病害。

可选的，所述的小麦真菌病害包括小麦赤霉病或小麦纹枯病。

特比萘芬用于制备防治小麦赤霉病药物的应用。

特比萘芬用于制备防治小麦纹枯病药物的应用。

本发明的有益效果：

烯丙胺类抗真菌药物-特比奈芬对小麦赤霉病和小麦纹枯病菌具有良好的防治效果。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1为噻呋酰胺(左)及特比萘芬(右)对小麦纹枯菌药效测定培养皿的照片，a为1μg/mL，b为2μg/mL，c为0.25μg/mL、d为0.5μg/mL、e为0μg/mL、f为0.2μg/mL；

图2为噻呋酰胺(左)及特比萘芬(右)对小麦赤霉菌药效测定培养皿的照片，a为1μg/mL、b为2μg/mL、c为0.25μg/mL、d为0.5μg/mL、e为0μg/mL、f为0.2μg/mL；

图3小麦条锈病对特比萘芬和三唑酮药效测定。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明不受下列实施例的限制。

在众多杀菌剂种类中，甾醇合成抑制剂(sterol biosynthesis inhibitors，SBIs)是一种能够有效抑制植物病原真菌中甾醇生物合成的杀菌剂类型。根据其对病原物作用方式的不同可将此类杀菌剂分为两种类型：第一类也是最主要的一类为14-α-脱甲基抑制剂类杀菌剂(demethylation inhibitor，DMIs)(也称为芳族杂环类)，这一类型的代表杀菌剂有咪唑类(imidazole)、三唑类(triazole)、吡啶类(pyridines)等(Georgopapadakou et al.1994；Alcazar et al.2008)。DMI类药剂种类繁多，作用于真菌麦角甾醇生物合成途径的甾醇14-a脱甲基酶(由cyp51基因编码)。上世纪70年代成功应用，由于大量使用80年代出现抗药性问题，许多植物病原真菌已经对DMI类杀菌剂产生抗药性，如樱桃叶斑病菌(Blumeriella jaapii)(Ma et al.,2006)、麦类白粉病菌(Erysiphegraminis)(Delye et al.,1998)、桃褐腐菌(Monilinia fructicola)(Luo&Schnabel,2008)、小麦叶枯病菌(Mycosphaerella graminicola)(Leroux et al.,2007)、瓜类白粉病菌(Podosphaerella xanthii)(McGrath,2001)、指状青霉(Penicillium digitatum)(Hamamoto et al.,2000)、苹果黑星病菌(Venturia inaequalis)(Palani&Lalithakumari,1999,Schnabel&Jones,2001)。

本发明在全基因组测序基础上，预测出纹枯菌次生代谢核心酶-角鲨烯合成酶，以此为靶点，利用烯丙胺类药物-特比萘芬进行药效测试，发现该药对小麦赤霉菌和纹枯菌具有良好防效。该靶点不同于目前生产上大规模应用的DMI类药剂，能有效解决DMI引起的抗药性。

通过基因组测序(本研究为该菌首次基因组测序)找到了小麦纹枯菌的次生代谢基因簇，其中一个关键基因角鲨烯/植物烯合酶(Squalene/phytoene synthase)。角鲨烯合成酶是角鲨烯合成通路中一种关键酶。角鲨烯是胆固醇的前体物质，由六分子异戊烯醇在角鲨烯合成酶的催化下合成。以这一物质为靶标，找到了人类烯丙胺类抗真菌药物，抑制真菌细胞麦角甾醇合成过程中的鲨烯环氧化酶，并使鲨烯在细胞中蓄积而起杀菌作用。通过皿内抑菌实验，可有效抑制小麦纹枯菌、赤霉菌，推测对小麦真菌同样具有广谱效果。其它真菌药效实验正在进行。

烯丙胺(Allyamine)是从杂环螺旋萘(Heteroeylic Spironaphene)衍生而来的一类高效、低毒抗真菌药。其抗真菌谱包括曲霉菌、念珠菌和申克孢子菌丝。自从1981年Georgopoulos等发现萘替芬具有较高的广谱抗真菌活性以来，该类化合物的抗真菌研究进展很快，至今已发展为一类具有高度活性的抗真菌新型结构化合物。目前已上市或正研究的化合物有萘替芬、特比萘芬、布替萘芬、SDZ-87-46g、托萘酯等，其中萘替芬、特比萘芬、布替萘芬已在国内外相继上市，随着该类化合物研究的不断深入，将会有更多的烯丙胺衍生物抗真菌药不断用于临床。

特比萘芬是继萘替芬后发现的第一个烯丙胺类抗真菌药，该药1991年由英国Sandoz公司研制成功并上市，与萘替芬相比，具有口服有效特点，体外实验表明，特比萘芬对皮肤癣菌、丝状真菌、双相真菌、暗色孢属真菌及某些酵母菌均有杀灭作用，对皮肤癣菌作用最强，其最小杀菌浓度与最小抑菌浓度相同，故特比萘芬为杀菌剂。体内实验口服特比萘芬，对皮肤癣菌、皮肤白色念珠菌及某些原虫均有效，但对肺曲菌病、系统性孢子丝菌病、暗色丝状菌病、深部或阴道白色念珠菌无效。对表皮真菌和曲霉菌的活性强于萘替芬、酮康唑、伊曲康唑、益康唑及灰黄霉素。

一、室内生物测定：

材料与方法：

供试材料菌株：小麦主要病害小麦纹枯病分离菌株禾谷丝核菌(Rhizoctoniacerealis)R0301和小麦赤霉病分离菌株禾谷镰刀菌(Fusarium solani)PH1。禾谷丝核菌R0301于2003年江苏南京采集，通过致病力测定试验测定其为强致病力菌株(张会云，2007)，目前为小麦纹枯菌鉴定的标准菌株。于25℃黑暗条件下在PDA(Potato DextroseAgar)培养基上保存培养。禾谷镰刀菌PH1，为小麦赤霉菌模式菌株。禾谷镰刀菌PH1的全基因组测序工作已经完成,其基因组较小,约为36.1Mb,已成为小麦赤霉病研究过程中主要参考菌株(Cuomo et al.,2007)。于25℃条件下在PDA培养基上保存培养。

参考文献：

Cuomo CA,Gueldener U,Xu JR,et al.,2007.The Fusarium graminearumgenome reveals a link between localized polymorphism and pathogenspecialization.Science 317,1400-2.

张会云,陈荣振,冯国华,刘东涛,王静,王晓军,楼辰军,张凤.中国小麦纹枯病的研究现状与展望[J].麦类作物学报,2007(06):1150-1153.

特比奈芬(北京索莱宝)与噻呋酰胺原药，分别用无水乙醇与灭菌超纯水配置成为2μg/mL的母液待用(噻呋酰胺溶解过程中需适当加热)。

PDA培养基的配方为:称取马铃薯葡萄糖琼脂(北京索莱宝)46.0克，加入1000ml蒸馏水中，115℃高压灭菌20分钟备用。

敏感性测定：

采用菌丝生长速率法测定。将各供试菌株接种在PDA平板上，25℃下预培养3d，在菌落边缘使用打孔器取直径6mm菌饼(Φ6mm)，菌丝面向下接种于含有不同浓度(0.2、0.25、0.5、1和2μg/mL)特比奈芬与噻呋酰胺的PDA平板上，以不含农药的PDA平板为对照。PDA培养基溶液高温高压灭菌，待培养基温度降低至55℃(手可触摸)时，加入相对应浓度农药，每平板加入相同体积(15mL)的培养基。实验进行三次生物学重复。25℃下培养4d，测量菌落直径(cm)，取平均数，计算抑制率，抑制率公式如下：

抑菌率/％＝[(对照菌落直径-处理菌落直径)/(对照菌落直径-0.6)]×100

通过浓度对数值(x)和抑菌率几率值(y)之间的线性回归关系可得到毒力回归方程以及EC₅₀。EC50值采用的是Excel软件对相对抑制率几率值和药剂浓度取log10后并进行线性回归后得到。抑菌率几率值根据抑菌率查阅生物统计机率值换算表(https://wenku.baidu.com/view/5c0cf248f7ec4afe04a1dfc8.html)得到。

具体实验测定结果见表1-5。

表1小麦纹枯菌-特比萘芬药效测定

表2小麦纹枯菌-噻呋酰胺药效测定

表3小麦赤霉菌-特比萘芬药效测定

表4小麦赤霉菌-噻呋酰胺药效测定

表5小麦病原菌与同药物的不同组合EC50

表5中的字母表示：

R0301-T：小麦纹枯病菌R0301菌株接种在含有不同质量浓度特比奈芬PDA培养基中。具体浓度梯度见表1。

R0301-S：小麦纹枯病菌R0301菌株接种在含有不同质量浓度噻呋酰胺PDA培养基中。具体浓度梯度见表2。

PH1-T：小麦赤霉病菌PH1菌株接种在含有不同质量浓度特比奈芬PDA培养基中。具体浓度梯度见表3。

PH1-S：小麦赤霉病菌PH1菌株接种在含有不同质量浓度特比奈芬PDA培养基中。具体浓度梯度见表4。

通过对所有试验结果进行统计分析，发现小麦纹枯菌对特比萘芬的E_C50为0.64μg/mL(表1，表5，图1)，小麦纹枯菌对生产上纹枯菌防治使用的噻呋酰胺的E_C50为1.18μg/mL(表2，表5，图1)。发现小麦赤霉菌对特比萘芬的E_C50为0.15μg/mL(表1，表5，图2)，小麦赤霉菌对生产上纹枯菌防治使用的噻呋酰胺的的E_C50为6.56μg/mL(表2，表5，图2)。结果：皿内实验表明，特比奈芬对小麦纹枯菌及赤霉菌具有显著的防治效果。

对比实验：小麦条锈病菌

小麦条锈菌离体测试按照以下方法进行，定量接种我国当前的条锈菌流行小种CYR32，接种6天后，小麦叶片接种区间上会有淡淡的侵染斑显现出来，将接种区间沿划线部分剪下，将剪下的叶段按照浓度梯度放置于提前配制好的带药平板上，每皿放置5片并用透明胶片压住叶段边缘防止叶段卷翘。最后将带药平板放置于16℃人工光照培养箱培养7天(光照条件为16小时光照与8小时黑暗交替，光照强度设置为10000LX)。叶段在带药平板上离体培养7天后，对离体叶段上的发病状况进行拍照并用直尺测量发病区域的长度。

在对小麦条锈菌离体叶段测试发现，在使用特比萘芬0.5μg/mL和1μg/mL后没有显著差异，三唑酮对照组在0.5μg/mL即可表现很好的防治效果(图3)。上述实验结果表明，特比萘芬对小麦条锈病的防治效果不好，甚至在一定浓度范围内无显著防效体现。

参考文献：

“中国小麦条锈菌当前优势小种CYR32和CYR33毒性评价”，韩德俊等，《中国植物病理学会2009年学术年会论文集》2009年.

以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (7)

1.烯丙胺类化合物用于制备防治小麦真菌病害药物的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的烯丙胺类化合物选自萘替芬、特比萘芬和布替萘芬。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的小麦真菌病害包括由小麦赤霉病菌和/或小麦纹枯病菌引起的病害。

4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的小麦真菌病害包括由禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)和/或禾谷镰刀菌(Fusarium solani)引起的病害。

5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的小麦真菌病害包括小麦赤霉病或小麦纹枯病。

6.特比萘芬用于制备防治小麦赤霉病药物的应用。

7.特比萘芬用于制备防治小麦纹枯病药物的应用。

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