CN115039775B - 二羧酸类化合物对附着胞形成的抑制作用及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了二羧酸类化合物对附着胞形成的抑制作用及其用途。本发明所涉及的二羧酸类化合物通过抑制附着胞形成，可有效阻止病菌侵染植物，可用于防治危害巨大的植物病害包括稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病、灰霉病，提供了植物保护用药的新选择。

Description

二羧酸类化合物对附着胞形成的抑制作用及其用途

本申请是申请号为“201910542730.7”、申请日为2019年6月21日、发明名称为“二羧酸类化合物在防治植物病害中的应用”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及二羧酸类化合物的新用途，具体涉及该化合物在抑制附着胞形成中的用途。

背景技术

式I、II、III和IV所示的二羧酸类化合物是一类已知化合物，在化工、食品、医药、材料、纺织等领域应用广泛。例如二羧酸类化合物经常用来生产尼龙材料，丁二酸可用于尼龙x,4的合成，戊二酸用来生产尼龙5,5产品，己二酸用来生产尼龙x,6产品。壬二酸主要用于生产壬二酸二辛酯增塑剂，也可作为生产香料、润滑油、油剂、聚酰胺树脂的原料。它还有抗菌性，可用作食品防腐剂。在漱口品中使用有利于龋齿的防治，在香皂中使用可避免皂体表面的开裂。对皮肤有较好的渗透性，膏霜类化妆品中使用可增加皮肤的吸收功能。有多种药效，在皮肤病膏药中可用。有亮肤和增白功能。壬二酸或其锌盐与维生素B6配伍用于护发品，适用于男性内分泌较旺盛的男性荷尔蒙型脱发症的治疗，并同时刺激头发生长。但是，将这类二羧酸类化合物用于植物病害如稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病、灰霉病等植物病害的防治还未见报道。

由植物丝状真核病原物引起的病害约占植物病害的70～80％。一种作物上可发现几种甚至几十种此类病原物引起的病害。丝状真核病原物包括卵菌类,如绵霉菌引起的水稻烂秧，腐霉菌引起的幼苗猝倒和瓜果腐烂，疫霉菌引起的烟草黑胫病和马铃薯晚疫病，霜霉菌引起的霜霉病；丝状真核病原物还包括真菌，尤其是子囊菌门引起的病害，如白粉菌引起的白粉病，囊壳菌引起的水稻恶苗病、麦类赤霉病，黑星菌引起的苹果和梨的黑星病；担子菌门中锈菌引起的锈病，黑粉菌引起的黑粉病，半知菌类引起的稻瘟病、稻胡麻斑病、玉米大斑病、小斑病等。常见病症有霜霉、白粉、白锈、黑粉、锈粉、烟霉、黑痣、霉状物、蘑菇状物、棉絮状物、颗粒状物、绳索状物、粘质粒和小黑点等。

这些病害在田间主要通过气流、水流传播；此外，昆虫也可传播真菌和卵菌病害。这些病害对粮食、水果及蔬菜等的生产危害巨大。例如，稻梨孢菌引起的稻瘟病是水稻最严重的毁灭性病害，可引起大幅度减产，严重时减产40％～50％，甚至颗粒无收。稻瘟病不仅发生于世界各地，而且发生于水稻的各生育期，发生后可造成不同程度减产，尤其穗颈瘟可造成白穗以致绝产。稻瘟病可能发生在省域内的任何年份、任何生长期，因此其农业生产的危害极其严重。长期以来，稻瘟病每年给我国造成30亿公斤以上的粮食损失，甚至威胁着全球粮食安全。植物上的另一种重要真菌病害炭疽病，由炭疽菌引起。病菌由风雨、水滴滴溅传播；伤口有利于侵入。高温高湿、多雨、肥水不当、运输途中管理不当、植株长势差等均有利于病害发生。多种农作物、果树和蔬菜如辣椒、番茄、黄瓜、苹果均能感染炭疽病，对农业生产的影响巨大。

此外，由卵菌引起的霜霉病和疫霉病也是很多作物的重要病害,例如，各种瓜类和葡萄的霜霉病，马铃薯和番茄晚疫病，辣椒疫霉病，这些病害均能对农业生产造成巨大的损失。

对于丝状真核病原物引起的植物病害，一般多采用化学药剂进行防治，并通过改进栽培管理措施促进植物健康、减少病原。目前进行化学防治常用的农药包括波尔多液，百菌通、百菌清、甲基托布津、多菌灵、吡唑醚菌酯、咪鲜胺。

上述病害的防治一直是农业生产中的关键技术问题，继续开发针对这些病害的绿色化学农药具有重要意义。许多寄生于植物的丝状真核病原物在其孢子发芽管或老菌丝的顶端会发生膨大，分泌黏状物，借以牢固地粘附在宿主的表面、实施侵入，此即附着胞。附着胞形成与否直接关系到病菌能否成功侵入寄主组织，是梨孢菌、炭疽菌、卵菌引起植物病害的关键步骤。如果有化合物或者措施能够有效抑制附着胞形成就能有效减轻、控制这些病害的发生。因此，开发附着胞形成抑制剂(即可有效抑制附着胞形成从而控制各种植物病害发生的物质)对植物真菌和卵菌病害的防治具有重大意义。

本发明通过对式I、II、III或IV所示的二羧酸类化合物的研究，得到了一种有别于现有二羧酸类化合物技术中的可用来抑制附着胞形成以及防治植物病害的新用途。

发明内容

本发明的目的之一在于提供二羧酸类化合物的一种新用途，为各种植物包括粮食作物(如水稻、小麦、高粱、玉米)、瓜果类植物(如苹果、柿树、柑橘、芒果、核桃、猕猴桃、枣树、荔枝、龙眼、枇杷、石榴、葡萄、西瓜、火龙果)和蔬菜(如辣椒、黄瓜、茄子、苦瓜、花椒、豆角)上发生的稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病或灰霉病等的防治提供一种新型植物保护剂。

本发明的一个技术方案是：二羧酸类化合物在防治植物病害中的应用，所述二羧酸类化合物选自式I、II、III和IV化合物，其异构体、水合物或盐，

其中，n为0～100的整数，即化合物该部分为0～100个碳；m为1～50的整数，即化合物该部分为1～50个烯键；x为0～50的整数，即化合物该部分为0～50个碳；R为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、烯基、炔基、羟基、氨基、氟、氯、溴、碘、硝基、亚硝基、羧基、酰基、氰基或糖基。

优选地，式I中，所述式I化合物的链的两端同时具有羧基官能团，n为0～30，即化合物该部分可为0～30个碳；m为1～16，即化合物该部分可为1～16个烯键。所述式I化合物包括但不限于直链化合物，还包括其支链异构体以及烯烃的顺反异构体和位置异构体。

更优选地，式I的n为6；m为1，即式I化合物选自以下式V中的化合物：

优选地，式II中，所述式II化合物的链的两端同时具有羧基官能团，n为0～48，即化合物该部分可为0～48个碳。所述式II化合物包括但不限于直链化合物，还包括其支链异构体以及烯烃的顺反异构体和位置异构体。

优选地，式III中，所述式III化合物的链的两端同时具有羧基官能团，n为0～30，即化合物该部分可为0～30个碳；x为0～30，即化合物该部分可为0～30个碳。所述式III化合物包括但不限于直链化合物，还包括其支链异构体以及立体异构体。

优选地，式IV中，所述式IV化合物的链的两端同时具有羧基官能团，n为0～10，即化合物该部分可为0～10个碳；x为0～10，即化合物该部分可为0～10个碳。所述式IV化合物包括但不限于直链化合物，还包括其支链异构体以及苯环上的位置异构体。

本发明的目的之二在于提供一种植物保护剂或杀菌剂，所述植物保护剂或杀菌剂中含有选自式I、II、III或IV的二羧酸类化合物，可以含有辅料。

优选地，为植物稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病、灰霉病的预防提供一种新型植物保护剂。

再优选地，所述病害选自稻瘟病、瓜类霜霉病、辣椒炭疽病、番茄灰霉病、马铃薯晚疫病、辣椒疫霉病。

本发明提供的二羧酸类化合物的新用途具有以下优点：

1、本发明首次发现了现有的一类二羧酸化合物具有抑制真菌附着胞形成的作用。许多寄生植物的病原真菌和卵菌在其芽管或菌丝顶端会发生膨大，分泌黏状物，帮助病菌牢固地粘附在宿主的表面、侵入植物组织，此结构即附着胞。病菌附着胞形成与否直接关系到它能否成功侵入寄主组织，是稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病、灰霉病等植物病害发病的关键。附着胞形成抑制剂是一种可有效抑制附着胞形成从而阻碍各种植物真菌或卵菌病害发生的物质。

通过研究发现，式I、II、III和IV的二羧酸化合物可有效抑制真菌或卵菌附着胞形成。

2、本发明发现，二羧酸类化合物通过抑制附着胞形成，可有效阻止病菌侵染植物，可用于防治危害巨大的植物病害包括稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病、灰霉病，提供了植物保护用药的新选择。

3、本发明发现，一些具有特定结构的具体二羧酸类化合物在10-100ppm的浓度内即可有效抑制真菌附着胞的形成，对稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病、灰霉病等植物病害的防效达到了80％以上。

4、本发明的二羧酸类化合物在抑制附着胞形成活性尤其是控制稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病、灰霉病方面，除了防效确切之外，还具有绿色、环保、残留少、安全性好优点。

5、与现有的防治稻瘟病、炭疽病、霜霉病、疫霉病、灰霉病的化合物相比，本发明的二羧酸类化合物由于是已知并被广泛使用的化合物，原料易得，合成工艺成熟，杂质研究充分，质量控制成熟，因此具有更加方便、易得优点。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

说明：本发明中所说的比例均为重量比，且是指游离物或无水物的比例，不包括盐离子或结晶水。

本发明中所说明的抑制附着胞形成活性的植物保护剂，可以称为附着胞形成抑制剂。

本发明涉及的二羧酸类化合物(具有式I、II、III、IV和V化合物)属于已知化合物，可以通过商业途径或文献方法获得。例如，本发明测试过的具体的二羧酸类化合物见表1。

表1部分式I、II、III、IV以及V化合物和相应的化合物编号和对应的CAS号

实施例1二羧酸化合物对炭疽菌附着胞形成的抑制

1.待测病菌：炭疽菌株共20株，分别为：葡萄炭疽菌，高粱炭疽菌，油茶炭疽菌，苹果炭疽菌，梨炭疽菌，草莓炭疽菌，辣椒尖孢炭疽菌，辣椒胶孢炭疽菌，深裂竹根七(8270)炭疽菌，深裂竹根七(8069)炭疽菌，牛大力炭疽菌，黄花梨炭疽菌，黄瓜炭疽菌，罗汉果炭疽菌，红山茶(9053)炭疽菌，红山茶(9059)炭疽菌，樱桃炭疽菌，十字花科蔬菜炭疽菌，核桃炭疽菌，玉米炭疽菌。

2.试验方法：

1)炭疽菌大量产生分生孢子：将待活化的炭疽菌菌株点接到马铃薯琼脂糖培养基PDA上，置于28℃恒温光照培养箱培养。3-5天后，培养皿表面长好的菌落即可。用灭菌水将培养基表面的菌丝全部洗掉并冲洗干净，晾干，于28℃光照培养48小时左右，即在PDA表面可见大量产生的分生孢子。

2)配制炭疽菌孢子悬浮液：用无菌水将产孢板上的孢子洗下来，三层滤纸过滤，然后用血球计数板计数，将浓度调整为2×10⁵个孢子/mL。

3)将目标化合物按不同浓度梯度加入孢子悬浮液中，配制成浓度为100ppm，70ppm，50ppm和30ppm的目标溶液，依次点在疏水玻片上。每个玻片上点接四个点，黑暗保湿处理。在接种后12小时，显微镜观察并计数分生孢子附着胞形成率。

4)统计：每个疏水玻片统计三个点，每个点计数中心的50个分生孢子，计数其附着胞形成个数，三组数据求平均值，统计附着胞形成率，并求IC₅₀值。

3.试验结果：10种化合物对20种炭疽病菌的抑制活性。

表2二羧酸化合物对20种炭疽病菌的IC50值测定

序号	化合物	炭疽寄主	IC50(ppm)
				1	D2	葡萄	37
2	D2	高粱	——
				3	D2	油茶	46
4	D2	草莓	47
				5	D2	梨	——
6	D2	苹果	——
				7	D2	辣椒尖孢	5
8	D2	辣椒胶孢	8
				9	D2	深裂竹根七(8270)	——
10	D2	深裂竹根七(8069)	——
				11	D2	牛大力	——
12	D2	黄花梨	——
				13	D2	黄瓜	——
14	D2	罗汉果	——
				15	D2	红山茶(9053)	——
16	D2	红山茶(9059)	——
				17	D2	樱桃	35
18	D2	十字花科蔬菜	78
				19	D2	核桃	49
20	D2	玉米	62

表3二羧酸化合物对20种炭疽病菌的IC50值测定

表4二羧酸化合物对20种炭疽病菌的IC50值测定

表5二羧酸化合物对20种炭疽病菌的IC50值测定

序号	化合物	炭疽寄主	IC50(ppm)
				1	D68	葡萄	48
2	D68	高粱	——
				3	D68	油茶	32
4	D68	草莓	90
				5	D68	梨	58
6	D68	苹果	——
				7	D68	辣椒尖孢	7
8	D68	辣椒胶孢	7
				9	D68	深裂竹根七(8270)	——
10	D68	深裂竹根七(8069)	60
				11	D68	牛大力	——
12	D68	黄花梨	——
				13	D68	黄瓜	——
14	D68	罗汉果	——
				15	D68	红山茶(9053)	——
16	D68	红山茶(9059)	40
				17	D68	樱桃	60
18	D68	十字花科蔬菜	46
				19	D68	核桃	53
20	D68	玉米	68

表6二羧酸化合物对20种炭疽病菌的IC50值测定

表7二羧酸化合物对20种炭疽病菌的IC50值测定

表8二羧酸化合物对20种炭疽病菌的IC50值测定

序号	化合物	炭疽寄主	IC50(ppm)
				1	D90	葡萄	41
2	D90	高粱	——
				3	D90	油茶	35
4	D90	草莓	85
				5	D90	梨	67
6	D90	苹果	——
				7	D90	辣椒尖孢	5
8	D90	辣椒胶孢	19
				9	D90	深裂竹根七(8270)	——
10	D90	深裂竹根七(8069)	55
				11	D90	牛大力	——
12	D90	黄花梨	——
				13	D90	黄瓜	——
14	D90	罗汉果	——
				15	D90	红山茶(9053)	——
16	D90	红山茶(9059)	50
				17	D90	樱桃	68
18	D90	十字花科蔬菜	45
				19	D90	核桃	61
20	D90	玉米	58

表9二羧酸化合物对20种炭疽病菌的IC50值测定

实施例2二羧酸化合物对稻瘟菌附着胞形成的抑制

1.待测病菌：稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)P131。

2.试验方法：

1)稻瘟菌大量产生分生孢子：将待活化的稻瘟菌菌株点接到西红柿燕麦平板OTA上，置于28℃恒温光照培养箱培养。3-5天后，培养皿表面长好的菌落即可。将OTA上的菌落充分打断，然后均匀地涂布到新的西红柿汁燕麦平板上，于28℃恒温光照培养箱培养。当肉眼可见新生菌丝长出培养基表面时，用棉签轻轻将菌丝打断，并用水冲洗干净，晾干。用单层纱布盖上培养皿，于28℃光照培养48小时左右，即在OTA表面可见大量产生的分生孢子。

2)配制稻瘟菌孢子悬浮液：用无菌水将产孢板上的菌丝和孢子同时洗下来，三层滤纸过滤，然后用血球计数板计数，将浓度调整为2×10⁵个孢子/mL。

3)将目标化合物按不同浓度梯度加入孢子悬浮液中，配制成浓度为100ppm，70ppm，50ppm和30ppm的目标溶液，依次点在疏水玻片上。每个玻片上点接四个点，黑暗保湿处理。在接种后12小时，显微镜观察并计数分生孢子附着胞形成率。

4)统计：每个疏水玻片统计三个点，每个点数中心的50个分生孢子，计数附着胞形成个数，三组数据求平均值，统计附着胞形成率，并求IC₅₀值。

3.试验结果：20种化合物对稻瘟菌P131附着胞形成的抑制

表10二羧酸化合物对稻瘟菌P131附着胞形成的抑制

实施例3二羧酸化合物对橡胶尖孢YN42附着胞形成的抑制

1.待测病菌：橡胶尖孢炭疽病菌(Colletotrichum acutatum)YN42。

2.试验方法：

1)炭疽菌大量产生分生孢子：将待活化的炭疽菌菌株点接到马铃薯琼脂糖培养基PDA上，置于28℃恒温光照培养箱培养。3-5天后，培养皿表面长好的菌落即可。用灭菌水将培养基表面的菌丝全部洗掉并冲洗干净，晾干，于28℃光照培养48小时左右，即在PDA表面可见大量产生的分生孢子。

2)配制炭疽菌孢子悬浮液：用无菌水将产孢板上的孢子洗下来，三层滤纸过滤，然后用血球计数板计数，将浓度调整为2×10⁵个孢子/mL。

3)将目标化合物按不同浓度梯度加入孢子悬浮液中，配制成浓度为100ppm，70ppm，50ppm和30ppm的目标溶液，依次点在疏水玻片上。每个玻片上点接四个点，黑暗保湿处理。在接种后12小时，显微镜观察并计数分生孢子附着胞形成率。

4)统计：每个疏水玻片统计三个点，每个点数中心的50个分生孢子，计数附着胞形成个数，三组数据求平均值，统计附着胞形成率，并求IC50值。

3.试验结果：20种化合物对橡胶尖孢YN42附着胞形成的抑制

表11二羧酸化合物对橡胶尖孢YN42附着胞形成的抑制

实施例4二羧酸化合物对芒果炭疽r13附着胞形成的抑制

1.待测病菌：芒果炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)r13

2.试验方法：

1)炭疽菌大量产生分生孢子：将待活化的炭疽菌菌株点接到马铃薯琼脂糖培养基PDA上，置于28℃恒温光照培养箱培养。3-5天后，培养皿表面长好的菌落即可。用灭菌水将培养基表面的菌丝全部洗掉并冲洗干净，晾干，于28℃光照培养48小时左右，即在PDA表面可见大量产生的分生孢子。

2)配制炭疽菌孢子悬浮液：用无菌水将产孢板上的孢子洗下来，三层滤纸过滤，然后用血球计数板计数，将浓度调整为2×10⁵个孢子/mL。

3)将目标化合物按不同浓度梯度加入孢子悬浮液中，配制成浓度为100ppm，70ppm，50ppm和30ppm的目标溶液，依次点在疏水玻片上。每个玻片上点接四个点，黑暗保湿处理。在接种后12小时，显微镜观察并计数分生孢子附着胞形成率。

4)统计：每个疏水玻片统计三个点，每个点数中心的50个分生孢子，计数附着胞形成个数，三组数据求平均值，统计附着胞形成率，并求IC50值。

3.试验结果：20种化合物对芒果炭疽r13附着胞形成的抑制

表12二羧酸化合物对芒果炭疽r13附着胞形成的抑制

实施例5二羧酸化合物对拟南芥炭疽病的防效

1.待测病菌：拟南芥炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)

2.试验方法：

1)炭疽菌大量产生分生孢子：将待活化的炭疽菌菌株点接到马铃薯琼脂糖培养基PDA上，置于28℃恒温光照培养箱培养。3-5天后，培养皿表面长好的菌落即可。用灭菌水将培养基表面的菌丝全部洗掉并冲洗干净，晾干，于28℃光照培养48小时左右，即在PDA表面可见大量产生的分生孢子。

2)配制炭疽菌孢子悬浮液：用无菌水将产孢板上的孢子洗下来，三层滤纸过滤，然后用血球计数板计数，将浓度调整为2×10⁵个孢子/mL。

3)将目标化合物按不同浓度梯度加入孢子悬浮液中，配制成浓度为100ppm和50ppm的目标溶液，喷接到拟南芥叶片上，七天后统计发病情况并计算防效(％)。

3.试验结果：具体结果见表14。

表14二羧酸化合物对拟南芥炭疽病的防治

序号	化合物	浓度(ppm)	防效(％)
				1	D2	50	9.61
2	D2	100	44.42
				3	D9	50	10.70
4	D9	100	30.51
				5	D29	50	24.63
6	D29	100	56.84
				7	D51	50	63.40
8	D51	100	98.71
				9	D68	50	10.70
10	D68	100	38.73

实施例6二羧酸化合物对马铃薯晚疫病的防效

1.待测病菌：马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans)

2.试验方法：

马铃薯品种：“希森6号”，为高感晚疫病栽培品种。

1.Phytophthora infestans孢子悬浮液的制备

Phytophthora infestans菌株MZ15-30接种到黑麦培养基中，共计10个平板(90mm直径)，培养到第13天检察是否有污染。保留无污染平板，无菌操作台上于每个平板中加入10mL无菌蒸馏水，并将平板于4℃冰箱孵育3-4h让孢子囊破裂释放出游动孢子。

小心将游动孢子转移到50mL的离心管中，4个平板转移到一个离心管。2500rpm低速离心10分钟，并小心倒出上清，管底留200uL液体并将沉淀重悬浮于2mL无菌蒸馏水中。将10μL重悬的游动孢子按1:10用无菌蒸馏水稀释并用血球计数板(Modified FuchsRosenthal Counting Chamber，depth 0.2mm；Weber Scientific International，Teddington，UK)于生物显微镜下计数。用移液器将稀释后的游动孢子充分混匀并于血球计数器两侧上样。统计血球计数板16个方格中的游动孢子的总数，然后除于4算出每个方格的平均游动孢子数。将这个数乘于10,000，就计算出了每毫升总的游动孢子的浓度。用于接种的孢子浓度需用无菌蒸馏水稀释到每毫升15,000个。

2.P.infestans孢子悬浮液添加目标化合物活体接种供试植物

1)配制100ppm药液，均匀喷施于20天苗龄马铃薯叶片上，在人工气候室保湿培养，24h后，再将配置好的菌液均匀喷施于马铃薯叶片上，人工气候室(20℃，18h光照，6h黑暗)保湿培养，4-5天后统计病情指数。由于实验所用菌株为中强致病菌株，所以一般接种4天后开始统计，连续统计三天的病情指数和防效并拍照记录。

2)喷施的化合物

名称：D2、D9、D29、D68、D51

浓度:100ppm(μg/mL)

药剂溶剂：DMSO，浓度1‰

3)喷施的晚疫病菌

喷施的晚疫病菌菌株:

菌株编号：MZ

生理小种：R1.R3.R4.R7.R9.R10.R11

菌株特点：中强菌株、表现为毒力强，发病快。

孢子浓度：250个游动孢子/10μL

3.试验结果：5种化合物均对马铃薯晚疫病有一定的防治效果。其中D9，D29，D51和D68防治效果显著，防效均达到85％以上，D2化合物效果略差于其它四种化合物。

表15二羧酸化合物对马铃薯晚疫病的防治

序号	化合物	浓度(ppm)	三天防效平均值(％)
				1	D2	50	0.00
2	D2	100	31.53
				3	D9	50	71.34
4	D9	100	93.20
				5	D29	50	60.54
6	D29	100	90.65
				7	D51	50	67.48
8	D51	100	95.66
				9	D68	50	56.40
10	D68	100	88.04

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，本领域技术人员可以对之作一些修改或改进。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明的内容。

Claims (1)

1.二羧酸类化合物在抑制附着胞形成中的用途，所述二羧酸类化合物选自下表：

所述二羧酸类化合物通过抑制附着胞形成而阻止病菌侵染植物，所述附着胞为橡胶尖孢YN42或芒果炭疽r13附着胞。