CN112125980B - 一种有抗病毒作用的仙人掌果酸性多糖及其制备方法和应用 - Google Patents

一种有抗病毒作用的仙人掌果酸性多糖及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有抗病毒作用的仙人掌果酸性多糖及其制备方法和应用。本发明首次提取从海南仙人掌果中提取到了仙人掌果的酸性多糖,可以用于番茄曲叶黄化病毒防治,其效果优于阿泰灵。采用了充氮保护法,充分保护了仙人掌果的酸性多糖,防止了多糖氧化,保护其活性。使用了复合制剂,对于病毒宿主烟粉虱有杀灭作用,可以共同协调作用,防治病毒。

Description

一种有抗病毒作用的仙人掌果酸性多糖及其制备方法和应用
技术领域:
本发明属于病虫害防治技术领域,具体涉及一种从海南仙人掌果中分离得到的仙人掌果酸性多糖,以及利用仙人掌果酸性多糖抑制番茄曲叶黄化病毒衣壳蛋白形成的方法,且配合杀虫真菌抑制番茄曲叶黄化病毒的宿主烟粉虱,通过复合制剂,联合防治番茄曲叶黄化病毒。
背景技术:
番茄曲叶黄化病毒病为近年来严重影响我国番茄生产的一种新型病害,防治难度大,对于番茄幼苗能使其严重矮化,无法正常生长,对于番茄成株,能使其生长缓慢停滞,由顶部叶片开始发黄,新生叶片变小萎缩,叶边缘逐渐卷曲,叶面异常增厚,叶背面呈现黑紫色,新芽减少,结果期使果实着色不均匀,烂果,严重影响果实产量。
现有的防治方法以喷洒化学农药为主,容易导致烟粉虱产生耐药性,在结果期喷洒过量容易导致农药残留超标,影响番茄果实食用安全性。
发明内容:
本发明的目的是提供一种具有抗番茄曲叶黄化病毒活性的仙人掌果酸性多糖及其制备方法和应用。
本发明的具有抗番茄曲叶黄化病毒活性的仙人掌果酸性多糖是通过以下方法制备的:
A、取海南野生仙人掌果,烘干后粉碎,在氮气保护下,用乙醇或乙醇水溶液浸提,收集提取液,浓缩得到提取物,提取物用水溶解,在氮气保护下,调PH值10,冰浴超声搅拌萃取,得到胶状沉淀,将胶状沉淀用水反复冲洗直至脱盐,冷冻干燥后得到仙人掌多糖粗提取物;
B、将仙人掌多糖粗提取物加入到水中,在氮气保护下,加入蛋白质水解酶酶解,采用Sevage法在冰浴条件下去除蛋白,离心,然后去除有机溶剂层和蛋白质层,收集下层溶液,浓缩后再经冷冻干燥获得仙人掌果多糖去蛋白提取物;
C、将仙人掌果多糖去蛋白提取物经过DEAE-52纤维素柱层析,去除中性多糖,获得酸性多糖各个级分,然后将酸性多糖各个级分经SephadexG-100凝胶柱进一步纯化,收集目标分子量48-260KDa的多糖,即得目标酸性多糖(仙人掌果酸性多糖)。
优选,所述的在氮气保护下,是置于多糖提取装置氮气提取罐中,所述的多糖提取装置氮气提取罐包括超声破碎仪、氮气反应瓶、制冷及加热水浴锅和磁力底座,所述的氮气反应瓶置于制冷及加热水浴锅中,在制冷及加热水浴锅下方、对应氮气反应瓶的下方设有磁力底座,所述的氮气反应瓶的瓶口设有带孔硅胶瓶塞封闭氮气反应瓶的瓶口,所述的超声破碎仪的探头穿过带孔硅胶瓶塞伸入氮气反应瓶中,在氮气反应瓶的上部设有排气口、进气口和加样口。
所述的步骤A为:取海南野生仙人掌鲜果,于60℃下烘干粉碎至400目以下,在氮气氛围下,用体积分数80%的乙醇水溶液浸提,收集提取液,浓缩至原体积的1/3,得到提取物,提取物按照质量比1:100的比例加入到水中,在氮气保护下,用0.5M NaOH调PH值至10,冰浴超声磁力搅拌萃取10min,得到胶状沉淀,将胶状沉淀用水反复冲洗直至脱盐,冷冻干燥后得到仙人掌多糖粗提取物;
所述的步骤B为:取仙人掌多糖粗提取物,按照质量比1:100的体积加入超纯水,在氮气保护下,磁力搅拌10min,加入1/1000质量的蛋白质水解酶,37℃磁力搅拌水浴酶解40min,降解粗提取物中的大分子蛋白质,此后加入Sevage试剂,氮气保护下冰浴,20min,离心收集粗提物溶解液I,将溶解液I离心,去除有机溶剂层,及两相交界处蛋白质杂质,收集下层溶液II,旋转蒸发浓缩至1/10体积,冷冻干燥得到仙人掌果多糖去蛋白提取物。
优选,所述的步骤C的将仙人掌果多糖去蛋白提取物经过DEAE-52纤维素柱层析,去除中性多糖,获得酸性多糖各个级分具体是将仙人掌果多糖去蛋白提取物依次用蒸馏水、0.1、0.2、0.5、0.8mol·L-1NaCl、0.1mol·L-1NaOH溶液梯度洗脱,收集洗脱液,并合并各主峰溶液,直至去离子水透析至袋外溶液与1%AgNO3反应为阴性后,停止透析,冻干,得到水洗脱的中性多糖部分和酸性多糖各个级分。
优选,所述的步骤C的将酸性多糖各个级分经SephadexG-100凝胶柱进一步纯化,收集目标分子量48-260KDa的多糖是取酸性多糖各个级分经SephadexG-100凝胶柱进一步纯化,以0.1mol·L-1NaCl溶液洗脱,合并同一色谱峰的各管收集液,去离子水透析,冻干,收集目标分子量48-260KDa的多糖。
本发明的第二个目的是提供上述仙人掌果酸性多糖在制备番茄曲叶黄化病毒防治药物中的应用。
本发明的第三个目的是提供一种番茄曲叶黄化病毒防治药物,其含有上述仙人掌果酸性多糖作为活性成分。
优选,还含有粉虱座壳孢和爪哇棒束孢。
进一步优选,按质量份计,包括6份的仙人掌果酸性多糖溶液、粉虱座壳孢木薯渣预混孢子粉1份、爪哇棒束孢木薯渣预混孢子粉1份和枯草芽孢杆菌1份,所述的仙人掌果酸性多糖溶液是将仙人掌果酸性多糖溶于其2倍体积的水中而得到的。
本发明的有益效果在于:
1、本发明首次提取从海南仙人掌果中提取到了仙人掌果的酸性多糖,可以用于番茄曲叶黄化病毒防治,其效果优于阿泰灵。
2、采用了充氮保护法,充分保护了仙人掌果的酸性多糖,防止了多糖氧化,保护其活性。
3、使用了复合制剂,对于病毒宿主烟粉虱有杀灭作用,可以共同协调作用,防治病毒。
附图说明:
图1是多糖提取装置氮气提取罐的结构示意图;
其中1、超声破碎仪;2、带孔硅胶瓶塞;3、排气口;4、进气口;5、加样口;6、氮气反应瓶;7、制冷及加热水浴锅;8、磁力底座;
图2是温室接种防治效果图;
图3是大田接种防治效果。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
实施例1:
1.利用超微粉碎技术,将海南野生仙人掌果干燥物粉碎至400目,充分破碎植物细胞壁,使多糖能充分溶出,以便下一步多糖的提取。
2.提取过程分为:其他提取条件相同,充氮气保护,和未充氮气保护,分别获得仙人掌多糖精提物和仙人掌果未充氮气提取物。将仙人掌果未充氮气提取物作为实验对照组。
3.制备多糖提取装置氮气提取罐,所述的多糖提取装置氮气提取罐的结构如图1所示,其包括超声破碎仪1、氮气反应瓶6、制冷及加热水浴锅7和磁力底座8,所述的氮气反应瓶6置于制冷及加热水浴锅7中,在制冷及加热水浴锅下方、对应氮气反应瓶的下方设有磁力底座8,所述的氮气反应瓶的瓶口设有带孔硅胶瓶塞2封闭氮气反应瓶的瓶口,所述的超声破碎仪1的探头穿过带孔硅胶瓶塞伸入氮气反应瓶中,在氮气反应瓶的上部设有排气口3、进气口4和加样口5。在制冷及加热水浴锅的底部增加磁力底座,通过电磁力,使制冷及加热水浴锅获得磁力搅拌功能,氮气反应瓶中加样液面不超过瓶身1/3,氮气流速为0.3L/h。此多糖提取装置氮气提取罐的采用,有效的降低了酸性多糖的氧化,保护了多糖的活性,在后续的Sevage法去除蛋白的过程中,能降低有机溶剂的使用量,现使用量仅为普通方法的1/5,极大的节约了成本。
4.制备海南野生仙人掌果80%乙醇提取物:取海南野生仙人掌鲜果,于60℃下烘干粉碎至400目以下,在氮气反应瓶中装入体积分数80%乙醇水溶液,然后通过加样口加入仙人掌果超微粉碎粉(仙人掌果超微粉碎粉:乙醇水溶液的质量比1:100),磁力底座开启磁力搅拌提取过夜,期间充入氮气保护(以不充入氮气保护的作为对照),并开启超声破碎仪的探头,由于仙人掌果经过前一步的超微粉碎之后,胶状物较多,粘连性强,普通乙醇沉淀法无法充分混合,磁力搅拌能有效混合胶状提取物,收集乙醇提取液,过滤,于旋转蒸发仪中浓缩至原来体积的1/3,得到仙人掌果提取物。
5.碱提取法制备仙人掌多糖粗提取物:由于仙人掌果提取物富含糖醛酸的多糖及酸性多糖,故采用碱提取法,将上一步的仙人掌果提取物按照质量比1:100比例,加入超纯水,装入氮气反应瓶中,再加入0.5M NaOH调节pH至10,期间充入氮气保护(以不充入氮气保护的作为对照),并开启超声破碎仪的探头,其中氮气用于保护多糖,防止降解,冰浴超声磁力搅拌萃取10min,得到胶状沉淀,将胶状沉淀于超纯水反复冲洗至彻底脱盐,冷冻干燥后得到仙人掌多糖粗提取物。
6.制备仙人掌果多糖去蛋白提取物:取仙人掌多糖粗提取物,按照质量比1:100的体积加入超纯水,装入氮气反应瓶中,充入氮气保护,磁力搅拌10min,加入1/1000质量的木瓜蛋白酶,37℃磁力搅拌水浴酶解40min,降解粗提取物中的大分子蛋白质(水浴锅可直接加热至37℃),此后将采用Sevage法(氯仿:戊醇/丁醇体积比4:1)加入Sevage试剂,期间充入氮气保护并且冰浴,由于采用传统设备加入Sevage试剂,试剂添加量为样品体积的10倍,采用本发明的装置,其充氮冰浴,磁力搅拌20min,能有效降低有机溶剂的使用量,仅需加入样品1.5-2倍体积Sevage试剂,离心收集粗提物溶解液I,将溶解液I离心,去除有机溶剂层,及两相交界处蛋白质杂质,收集下层溶液II,旋转蒸发浓缩至1/10体积,冷冻干燥得到仙人掌果多糖去蛋白提取物。经过此步骤获得的多糖制品,用作生物农药,也有较好的抗病毒活性。
7.层析法精制仙人掌果多糖提取物:称取仙人掌果多糖去蛋白提取物样品0.5g,加入10mL水使其溶解,上样到平衡后的DEAE-52纤维素柱上。依次用蒸馏水、0.1、0.2、0.5、0.8mol·L-1NaCl、0.1mol·L-1NaOH溶液梯度洗脱,流速1mL/分钟,部分收集器收集洗脱液,每5min收集1管,隔管用苯酚-硫酸法进行检测。
8.以测得的吸光度为纵坐标,管数为横坐标,绘制多糖洗脱曲线。分别合并各主峰溶液,去离子水透析至袋外溶液与1%AgNO3反应为阴性后,停止透析,冻干,即得中性多糖(水洗脱部分)、酸性多糖多个级分,根据各级分收集量的多少,将各洗脱级分可以作进一步分析。
9.取酸性多糖分级经SephadexG-100凝胶柱进一步纯化。以0.1mol·L-1NaCl溶液洗脱,流速为0.5mL·min-1,每10min收集1管洗脱液,苯酚-硫酸法检测多糖含量,合并同一色谱峰的各管收集液,并测定相应分子量,收集目标分子量的多糖,去离子水透析,冻干,即得目标酸性多糖,其分子量分布范围为:48-260KDa,得到仙人掌果酸性多糖精提物,而按照相同的方法,只是未充氮气保护得到的提取物为仙人掌果未充氮气提取物(仙人掌果常规提取物)。
10.采用固液联合发酵法发酵粉虱座壳孢木薯渣预混孢子粉,爪哇棒束孢木薯渣预混孢子粉,发酵72h至有效菌数≥5×109cfu/g,将发酵物混合液用作下一步生物制剂的制备。
11.采用液体发酵法发酵枯草芽孢杆菌24h至有效菌数≥2×109cfu/g。将菌液用作下一步生物制剂的制备。
12.仙人掌果多糖提取物复合生物制剂的制备:将仙人掌果酸性多糖精提物加入2倍体积超纯水,得到多糖水溶液。按质量份计,在6份体积多糖水溶液中加入如下复合物:粉虱座壳孢木薯渣预混孢子粉1份(固液联合发酵72h活化至有效菌数≥5×109cfu/g),爪哇棒束孢木薯渣预混孢子粉1份(固液联合发酵72h至有效菌数≥5×109cfu/g),枯草芽孢杆菌1份(液体发酵24h至有效菌数≥2×109cfu/g),得到复合水悬浊液,即为仙人掌果多糖提取物复合生物制剂,用于番茄叶面喷洒。所制备的复合制剂按照国家农用微生物菌剂GB20287-2006无害化指标进行了测试,测试结果见表1,表2。无害化指标低于标准规定。
表1:
Figure GDA0002793026070000071
Figure GDA0002793026070000081
表2:
Figure GDA0002793026070000082
13.番茄苗的准备:32孔育苗盘(盆体54cm×28cm,孔径6com,孔深5cm,底部3cm),采用1/1000稀释次氯酸钠消毒,24小时后,放置消毒后的腐质土。番茄种子先在32孔育苗盘萌发长至3-4片真叶(约10公分)移植至直径10公分高度9公分花盆(每盆一颗),分别移种到温室和大田(每株间距约30公分),直至植物长至6片真叶(高约50公分)开始进行下一步处理。
14.番茄曲叶黄化病毒的接种:本发明采用温室烟粉虱侵染接种法,和田间自然接种法。
15.病情指数调查及抗性评价:
相对级数值:
0级:植株没有明显症状,生长正常;
1级:植株顶部1-3片叶片边缘发生轻微卷曲;
2级:植株1/3以上的叶片卷曲、皱缩,上部叶片节间距缩短,比未感病的植株矮小;
3级:植株1/2以上叶片发生明显卷曲、皱缩,上部叶片节间距缩短,植株矮化;
4级:植株2/3以上叶片明显卷曲、皱缩,上部叶片节间距缩短,植株矮化明显;
Figure GDA0002793026070000091
Figure GDA0002793026070000092
具体实施方式:
移栽缓苗25天后,按照温室烟粉虱侵染接种法,和田间自然接种法分别对温室及大田移栽的缓苗进行烟粉虱接种,7天后首次测量病情指数,并第一次施用药剂,之后每隔7天测量病情指数并进行下一次施药,共施药7次(温室处理编号为W01-W07,大田处理编号为D01-D07),均采用喷雾施药法,将药剂按10%质量分数稀释后,加入叶面喷雾器内,每株番茄苗施药量均为100mL,至病情稳定后,调查每株番茄苗染病情况,记录总株数,病株数,每组实验重复三次。
统计结果如下:
表3温室接种病情指数
Figure GDA0002793026070000093
Figure GDA0002793026070000101
A、10%仙人掌果常规提取物;B、10%仙人掌果酸性多糖精提物;C、10%仙人掌果多糖提取物复合生物制剂;D、10%爪哇棒束孢子粉预混液(爪哇棒束孢木薯渣预混孢子粉稀释十倍制成);E、10%阿泰灵(w/w)
表4大田接种病情指数
Figure GDA0002793026070000102
A、10%仙人掌果常规提取物;B、10%仙人掌果酸性多糖精提物;C、10%仙人掌果多糖提取物复合生物制剂;D、10%爪哇棒束孢子粉预混液(爪哇棒束孢木薯渣预混孢子粉稀释十倍制成);E、10%阿泰灵(w/w)
防治效果:
从表3、表4、图2和图3可以看出,在温室中及大田实验中,使用充氮保护法提取的仙人掌果酸性多糖(表中的仙人掌果酸性多糖精提物,对应图中的仙人掌果多糖精制提取物),防治效果明显高于使用了未使用氮气保护法提取的仙人掌果多糖(表中的仙人掌果常规提取物,对应图中的仙人掌果未充氮气提取物),并且使用了复合制剂法制备的复合制剂(表中的仙人掌果多糖提取物复合生物制剂,对应图中的仙人掌果多糖复合制剂),在防治效果上,也优于单一的仙人掌果多糖提取物,未使用充氮保护法提取的仙人掌果多糖的防治效果要低于阿泰灵。由此可见,对于仙人掌果这种酸性多糖占主要有效成分的多糖产物来说,使用充氮保护法提取的产物,防治效果明显高于未使用充氮保护法提取的产物。本发明的发明创造主要体现在三个方面:1、首次提取了仙人掌果的酸性多糖,用于番茄曲叶黄化病毒防治,其效果优于阿泰灵。2、采用了充氮保护法,充分保护了仙人掌果的酸性多糖,防止了多糖氧化,保护其活性。3、使用了复合制剂,对于病毒宿主烟粉虱有杀灭作用,可以共同协调作用,防治病毒。

Claims (10)

1.一种具有抗番茄曲叶黄化病毒活性的仙人掌果酸性多糖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、取海南野生仙人掌果,烘干后粉碎,在氮气保护下,用80%乙醇水溶液浸提,收集提取液,浓缩得到提取物,提取物用水溶解,在氮气保护下,调pH值至10,冰浴超声搅拌萃取,得到胶状沉淀,将胶状沉淀用水反复冲洗直至脱盐,冷冻干燥后得到仙人掌多糖粗提取物;
B、将仙人掌多糖粗提取物加入到水中,在氮气保护下,加入蛋白质水解酶酶解,采用Sevage法在冰浴条件下去除蛋白,离心,然后去除有机溶剂层和蛋白质层,收集下层溶液,浓缩后再经冷冻干燥获得仙人掌果多糖去蛋白提取物;
C、将仙人掌果多糖去蛋白提取物经过DEAE-52 纤维素柱层析,去除中性多糖,获得酸性多糖各个级分,然后将酸性多糖各个级分经SephadexG-100 凝胶柱进一步纯化,收集目标分子量48-260kDa的多糖,即得仙人掌果酸性多糖。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的在氮气保护下,是置于多糖提取装置氮气提取罐中,所述的多糖提取装置氮气提取罐包括超声破碎仪、氮气反应瓶、制冷及加热水浴锅和磁力底座,所述的氮气反应瓶置于制冷及加热水浴锅中,在制冷及加热水浴锅下方、对应氮气反应瓶的下方设有磁力底座,所述的氮气反应瓶的瓶口设有带孔硅胶瓶塞封闭氮气反应瓶的瓶口,所述的超声破碎仪的探头穿过带孔硅胶瓶塞伸入氮气反应瓶中,在氮气反应瓶的上部设有排气口、进气口和加样口。
3. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤A为:取海南野生仙人掌鲜果,于60℃下烘干粉碎至400目以下,在氮气氛围下,用体积分数80%的乙醇水溶液浸提,收集提取液,浓缩至原体积的1/3,得到提取物,提取物按照质量比1:100的比例加入到水中,在氮气保护下,用0.5M NaOH调pH值至10,冰浴超声磁力搅拌萃取10min,得到胶状沉淀,将胶状沉淀用水反复冲洗直至脱盐,冷冻干燥后得到仙人掌多糖粗提取物。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤B为:取仙人掌多糖粗提取物,按照质量比1:100的体积加入超纯水,在氮气保护下,磁力搅拌10min,加入1/1000质量的蛋白质水解酶,37℃磁力搅拌水浴酶解40min,降解粗提取物中的大分子蛋白质,此后加入Sevage试剂,在氮气保护下冰浴20min,离心收集粗提物溶解液I,将溶解液I离心,去除有机溶剂层,及两相交界处蛋白质杂质,收集下层溶液II,旋转蒸发浓缩至1/10体积,冷冻干燥得到仙人掌果多糖去蛋白提取物。
5. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤C的将仙人掌果多糖去蛋白提取物经过DEAE-52 纤维素柱层析,去除中性多糖,获得酸性多糖各个级分具体是将仙人掌果多糖去蛋白提取物依次用蒸馏水、0.1、0. 2、0. 5、0. 8 mol•L-1NaCl、0. 1 mol•L- 1NaOH溶液梯度洗脱,收集洗脱液,并合并各主峰溶液,直至去离子水透析至袋外溶液与 1%AgNO3反应为阴性后,停止透析,冻干,得到水洗脱的中性多糖部分和酸性多糖各个级分,所述的步骤C的将酸性多糖各个级分经SephadexG-100 凝胶柱进一步纯化,收集目标分子量48-260KDa的多糖是取酸性多糖各个级分经SephadexG-100 凝胶柱进一步纯化,以 0.1mol•L-1NaCl 溶液洗脱,合并同一色谱峰的各管收集液,去离子水透析,冻干,收集目标分子量48-260kDa的多糖。
6.一种按照权利要求1、2、3、4或5所述的制备方法制备得到的仙人掌果酸性多糖。
7.权利要求6所述的仙人掌果酸性多糖在制备番茄曲叶黄化病毒防治药物中的应用。
8.一种番茄曲叶黄化病毒防治药物,其特征在于,含有权利要求6所述的仙人掌果酸性多糖作为活性成分。
9.根据权利要求8所述的番茄曲叶黄化病毒防治药物,其特征在于,还含有粉虱座壳孢、爪哇棒束孢和枯草芽孢杆菌。
10.根据权利要求9所述的番茄曲叶黄化病毒防治药物,其特征在于,按质量份计,包括6份的仙人掌果酸性多糖溶液、粉虱座壳孢木薯渣预混孢子粉1份、爪哇棒束孢木薯渣预混孢子粉1份和枯草芽孢杆菌1份,所述的仙人掌果酸性多糖溶液是将仙人掌果酸性多糖溶于其2倍体积的水中而得到的。
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