CN114009434A - 一种姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，涉及农业杀菌剂技术领域，具体方法为从姜黄植物中提取化合物I‑IX，将所述化合物制备成药剂用于小麦白粉病的防治。本发明从植物中提取化合物用于白粉病防治，具有低毒、低污染和靶标不易产生抗药性的特点，避免了化学农药的一系列副作用。

Description

一种姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用

技术领域

本发明涉及农业杀菌剂技术领域的植物源农药，尤其涉及一种姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用。

背景技术

小麦是禾本科小麦属植物，是一种在世界各地广泛种植的谷类作物，是三大谷物之一，几乎全作食用，仅约有六分之一作为饲料使用。近年来，随着我国农业产业结构调整及经济的快速发展，我国小麦的栽培面积趋于稳定，单位面积产量较高。

小麦白粉病由白粉病菌(Blumeria graminis f.sp.tritici)引起，其病原物小种多、变异快、侵染时期长、气流传播、适应范围广，群体结构较为复杂。该病的发生严重降低小麦的产量，是我国小麦生产上发病面积最大、危害损失最重的常发性病害。白粉病是禾草白粉病，禾草白粉病包括小麦白粉病、大麦白粉病、黑麦白粉病、燕麦白粉病等中的一种或多种，是由布氏白粉病菌(Blumeria graminis f.sp.tritici)引起的白粉病。

目前，生产上使用多菌灵、烯唑醇、腈菌唑等化学合成杀菌剂控制小麦白粉病。化学合成杀菌剂的使用导致病菌逐渐产生抗药性，增加了病害防治的难度。另外，随着环境法规和公众环保意识的加强，对少含或不含化学残留物的农产品的需求也越来越强。植物源农药以低残留、低毒或无毒、不易产生抗药性等特点受到人们的青睐。从生物资源，尤其是植物资源中寻找有效的生物活性物质并开发成新农药，已成为农药开发的一条重要途径。

姜黄(Curcuma longa L.)为姜科植物的根部。为临床常用中药材，属多年生草本植物。姜黄中的姜黄素具有利胆、降血脂、抗病毒、抗炎、抗氧化、抗感染、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、防止衰老等多方面药理作用，且安全无毒副作用；也是国内外允许用于食品的重要天然色素之一。目前姜黄中含有的各类化合物未见其应用于农业领域白粉病的防治。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中化学杀菌剂的局限性，发展一种对环境友好、低毒或无毒等的植物源农药。为实现上述目的，本发明提供了一种姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，包括以下步骤：

步骤1、从姜黄植物中提取化合物，所述化合物如式I-IX所示的一种或者多种：

步骤2、将所述化合物制备成药剂用于小麦白粉病的防治。进一步地，步骤1所述式I化合物中，

R1选自：H或OH；

R₂选自：

R3选自：H或

进一步地，所述步骤1还包括：

步骤1.1利用有机或无机溶剂对所述姜黄植物进行浸泡得到姜黄粗提液；

步骤1.2采用薄板层析制备法、柱层析法、高效液相色谱制备法中的一种或多种方法组合从所述姜黄粗提液中分离提取所述化合物。

进一步地，步骤1.2所述薄板层析法为用溶剂将所述姜黄粗提液置于平铺硅胶的薄板上进行层析分离。

进一步地，步骤1.2所述柱层析法为用溶剂将姜黄粗提液置于装有硅胶作为固定相的玻璃柱中进行分离提取。

进一步地，步骤1.2所述高效液相色谱法为用溶剂将通过所述薄板层析和所述柱层析已初步分离的物质置于色谱柱中，使用高压对其进行分离提取制备。

进一步地，所述溶剂为石油醚、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷和水中的一种或多种组成。

进一步地，所述药剂为农药。

进一步地，步骤2所述白粉病为小麦白粉病、大麦白粉病、黑麦白粉病、燕麦白粉病中的一种。

进一步地，步骤2所述药剂用于小麦白粉病的防治为将所述药剂喷洒在小麦叶片上。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明公开了九类活性化合物(从式I到式IX)，在防治白粉病中的应用。为麦类白粉病的防治提供了新的活性物质，有利于农业生产。

2、防治白粉病的化合物提取自姜黄植物，具有对环境更友好、低毒或者无毒、低残留等优点，为研发新型植物源农药提供了基础。

3、从姜黄中提取的化合物制备的药剂可以有效防治小麦白粉病，降低病害危害程度，减少农业生产中的经济损失，且具有低毒、低污染和靶标不易产生抗药性的特点，避免化学农药的一系列副作用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

对白粉病防治效果的试验所采取的试验方法若未做详细说明的地方，按照农药室内生物测定试验准则杀菌剂第4部分：防治小麦白粉病试验盆栽法(NY/T 1156.4-2006)执行，具体如下：

步骤1、孢子悬浮液制备

用加有少量表面活性剂(如吐温-80等)的纯净水，洗取长满白粉菌植物叶片上的新鲜孢子，用双层纱布过滤，制成孢子浓度为1×10⁵个孢子/mL的悬浮液,备用。

步骤2、化合物提取和药剂配制

水溶性药剂直接用水溶解稀释。其他药剂选用合适的溶剂(甲醇、丙酮、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜等)溶解，用0.1％的吐温-80或其他合适的表面活性剂水溶液稀释。根据药剂活性，设置5-7个系列质量浓度，有机溶剂最终含量一般不超过0.5％-1％。制剂可直接用水稀释。

步骤3、接种与培养

用孢子悬浮液喷雾接种。保护性试验一般为药剂处理后24h左右进行接种，治疗性试验一般在药剂处理前24h接种，抗病激活性试验于药剂处理3-7天后再接种。接种后的试材自然风干，然后移至恒温室，在温度20-24℃的条件下培养7-10天。

步骤4、药剂处理

将药液均匀喷施于叶面至全部润湿，待药液自然风干后备用。每处理3盆，4次重复，并设只含溶剂和表面活性剂而不含有效成分的处理作空白对照。

步骤5、调查

待空白对照病叶率达到80％以上时，分级调查各处理发病情况，每处理至少调查30片叶，分级标准为：

0级：无病；

1级：病斑面积占整片叶面积的5％以下；

3级：病斑面积占整片叶面积的5％-15％，不含15％；

5级：病斑面积占整片叶面积的15％-25％，不含25％；

7级：病斑面积占整片叶面积的25％-50％，不含50％；

9级：病斑面积占整片叶面积的50％-75％，不含75％；

11级：病斑面积占整片叶面积的75％以上。

步骤6、防治效果

X：病情指数；

N_i：各级病叶数；

i：相对级数值；

N：调查总叶数。

P：防治效果，单位为百分数(％)；

CK：空白对照病情指数；

PT：药剂处理病情指数。

实施例2

将姜黄中提取的红没药烷型倍半萜类，如式I所示的化合物应用于白粉病防治，

其中R1选自：H或OH；

R₂选自：

R3选自：H或

实施例1中步骤2-4具体的如下，其他步骤不变：

采用红没药烷型倍半萜类中的(+)-(S)-芳姜黄酮((+)-(S)-ar-turmerone)应用于小麦白粉病的防治试验，(+)-(S)-芳姜黄酮((+)-(S)-ar-turmerone)分子式为：

称取姜黄粗提液80g，使用硅胶为固定相，流动相选用石油醚-乙酸乙酯(体积比为1:0-0:1)和乙酸乙酯-甲醇(体积比为1:0-0:1)，得到多种组分，利用高效液相色谱法，选用甲醇-水(体积比为1:0-0:1)或氯仿-甲醇(体积比为1:0-0:1)作为流动相对粗提液进行分离纯化，得到纯合的(+)-(S)-芳姜黄酮((+)-(S)-ar-turmerone)。取6.5％(+)-(S)-芳姜黄酮((+)-(S)-ar-turmerone)乳油，分别稀释150、300、600、1200倍(浓度分别为0.43g/L、0.22g/L、0.11g/L、0.05g/L)。

供试作物为3片真叶期的小麦，将浓度为1×105个孢子/mL的白粉病菌喷施至小麦叶片表面进行接种，24小时后将配置好的各浓度的(+)-(S)-芳姜黄酮((+)-(S)-ar-turmerone)均匀喷施于叶面至全部湿润，每处理3盆，4次重复。在温度22℃、湿度75％条件下培养8天。

待空白对照病叶率达到80％以上时，分级调查各处理发病情况，随后进行数据统计分析，结果见表1，表明(+)-(S)-芳姜黄酮((+)-(S)-ar-turmerone)防治小麦白粉病室内生测得到防治效果分别为89.10％、88.82％、56.01％、34.66％。

上述实施例简单列举了姜黄中提取的红没药醇倍半萜类化合物应用于小麦白粉病防治的方法。上述实施例可以看出，本发明中含有较多变量，不能根据某一变量的变化来判断其与防治结果之间的关系，而是通过多个变量之间的协调组合进行活性化合物在防治瓜类白粉病方面的应用。

表1芳姜黄酮防治小麦白粉病效果试验结果

如下表2中除(+)-(S)-芳姜黄酮((+)-(S)-ar-turmerone)外的红没药烷型倍半萜可以用相同方法提取并应用于白粉病防治。

表2

实施例3

将姜黄中提取的β-红没药醇，如式Ⅱ所示的化合物应用于白粉病防治，

实施例1中步骤2化合物提取和药剂配制具体的如下，其他步骤不变：

称取姜黄粗提液80g，使用硅胶为固定相，流动相选用石油醚-乙酸乙酯(体积比为1:0-0:1)和乙酸乙酯-甲醇(体积比为1:0-0:1)，得到多种组分，利用高效液相色谱法，选用甲醇-水(体积比为1:0-0:1)或氯仿-甲醇(体积比为1:0-0:1)作为流动相对粗提液进行分离纯化，得到纯合的化合物：β-红没药醇。用上述分离纯化得到的化合物对小麦白粉病进行治疗实验，试验方法采用农药室内生物测定试验准则杀菌剂第11部分：防治小麦白粉病试验盆栽法(NY/T 1156.4-2006)。结果：芳姜黄酮含量为0.43g/L在盆栽实验中治疗效果为89.10％。

实施例4

将姜黄中提取的(+)-β-柏木烯，如式Ⅲ所示的化合物应用于白粉病防治，

实施例1中步骤2化合物提取和药剂配制具体的如下，其他步骤不变：

称取姜黄粗提液80g，使用硅胶为固定相，流动相选用石油醚-乙酸乙酯(体积比为1:0-0:1)和乙酸乙酯-甲醇(体积比为1:0-0:1)，得到多种组分，利用高效液相色谱法，选用甲醇-水(体积比为1:0-0:1)或氯仿-甲醇(体积比为1:0-0:1)作为流动相对粗提液进行分离纯化，得到纯合的化合物：(+)-β-柏木烯。用上述分离纯化得到的化合物对小麦白粉病进行治疗实验，试验方法采用农药室内生物测定试验准则杀菌剂第4部分：防治小麦白粉病试验盆栽法(NY/T 1156.4-2006)。结果：芳姜黄酮含量为0.22g/L在盆栽实验中治疗效果为88.82％。

实施例5

将姜黄中提取的姜烯，如式Ⅳ所示的化合物应用于白粉病防治，

实施例1中步骤2化合物提取和药剂配制具体的如下，其他步骤不变：

称取姜黄粗提液80g，使用硅胶为固定相，流动相选用石油醚-乙酸乙酯(体积比为1:0-0:1)和乙酸乙酯-甲醇(体积比为1:0-0:1)，得到多种组分，利用高效液相色谱法，选用甲醇-水(体积比为1:0-0:1)或氯仿-甲醇(体积比为1:0-0:1)作为流动相对粗提液进行分离纯化，得到化合物：姜烯。用上述分离纯化得到的化合物对小麦白粉病进行治疗实验，试验方法采用农药室内生物测定试验准则杀菌剂第4部分：防治小麦白粉病试验盆栽法(NY/T1156.4-2006)。结果：芳姜黄酮含量为0.11g/L在盆栽实验中治疗效果为56.01％。

实施例6

将姜黄中提取的莪术烯醇，如式Ⅴ所示的化合物应用于白粉病防治，

实施例1步骤2化合物提取和药剂配制具体的如下，其他步骤不变：

称取姜黄粗提液80g，使用硅胶为固定相，流动相选用石油醚-乙酸乙酯(体积比为1:0-0:1)和乙酸乙酯-甲醇(体积比为1:0-0:1)，得到多种组分，利用高效液相色谱法，选用甲醇-水(体积比为1:0-0:1)或氯仿-甲醇(体积比为1:0-0:1)作为流动相对粗提液进行分离纯化，得到化合物：莪术烯醇。用上述分离纯化得到的化合物对小麦白粉病进行治疗实验，结果：芳姜黄酮含量为0.05g/L在盆栽实验中治疗效果为34.66％。

本发明中用于防治白粉病或者用于消杀和/或抑制白粉菌的化合物可以制备成农药，可以配制成固态、半固态、液态或气态制剂，如片剂、丸剂、胶囊剂、粉剂、颗粒剂、膏剂、乳剂、悬浮剂、溶液剂、栓剂、注射剂、吸入剂、凝胶剂、微球及气溶胶等等。

本发明中用于防治白粉病或者用于消杀和/或抑制白粉菌的化合物，包括所有立体异构体(例如对映异构体和非对映异构体)、几何异构体、互变异构体(形式来源于一个单键与相邻的双键交换并一起伴随一个质子的迁移)和同位素。可以是不对称的，例如，具有一个或多个立体异构体。本发明中含有不对称碳原子的化合物，可以光学活性纯的形式或外消旋形式被分离出来；光学活性纯的形式可以从外消旋混合物拆分，或通过使用手性原料或手性试剂合成。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、从姜黄植物中提取化合物，所述化合物如式I-IX所示的一种或者多种：

步骤2、将所述化合物制备成药剂用于小麦白粉病的防治。

2.如权利要求1所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，步骤1所述式I化合物中，

R1选自：H或OH；

R₂选自：

R3选自：H或

3.如权利要求1所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，所述步骤1还包括：

步骤1.1利用有机或无机溶剂对所述姜黄植物进行浸泡得到姜黄粗提液；

步骤1.2采用薄板层析制备法、柱层析法、高效液相色谱制备法中的一种或多种方法组合从所述姜黄粗提液中分离提取所述化合物。

4.如权利要求3所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，步骤1.2所述薄板层析法为用溶剂将所述姜黄粗提液置于平铺硅胶的薄板上进行层析分离。

5.如权利要求3所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，步骤1.2所述柱层析法为用溶剂将姜黄粗提液置于装有硅胶作为固定相的玻璃柱中进行分离提取。

6.如权利要求3所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，步骤1.2所述高效液相色谱法为用溶剂将通过所述薄板层析和所述柱层析已初步分离的物质置于色谱柱中，使用高压对其进行分离提取制备。

7.如权利要求4-6任一所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，所述溶剂为石油醚、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷和水中的一种或多种组成。

8.如权利要求1所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，所述药剂为农药。

9.如权利要求1所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，步骤2所述白粉病为小麦白粉病、大麦白粉病、黑麦白粉病、燕麦白粉病中的一种。

10.如权利要求1所述的姜黄提取化合物在防治小麦白粉病中的应用，其特征在于，步骤2所述药剂用于小麦白粉病的防治为将所述药剂喷洒在小麦叶片上。