CN115735935B - 雷公藤红素在防治农业病害中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农药应用技术领域,具体涉及雷公藤红素在防治农业病害中的应用。具体技术方案为:一种组合物,含有雷公藤红素化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物。本发明扩展了雷公藤红素的用途,测试了其抗菌和抗病毒活性,为新型植物源农药的研发和创制提供重要的科学基础。
Description
技术领域
本发明涉及农药应用技术领域,具体涉及雷公藤红素在防治农业病害中的应用。
背景技术
近年来,由细菌和病毒引起的植物病害已严重影响了成千上万农作物的产量和质量,严重时甚至导致农作物颗粒无收,造成了巨大的经济损失。常见的植物细菌性病害如水稻白叶枯病、水稻细菌性条斑病、烟草青枯病、黄瓜白叶枯病、柑桔溃疡病、番茄溃疡病和猕猴桃溃疡病等,能引起农作物枯萎、腐烂和坏死等,从而影响了农作物的质量和产量。常见的植物病毒病如烟草花叶病毒、马铃薯Y病毒和黄瓜花叶病毒等,能够感染多种农作物,从而对世界农业和园艺造成重大的影响。然而,由于传统杀菌剂和抗病毒剂的长期使用或滥用,导致农作物的抗药性增加,因此急需开发出具有高活性、高选择性、低毒、广谱和对环境友好的新型绿色农药。
植物源农药由于其对靶标生物高效、对非靶标生物安全,易分解,对环境污染小和不破坏生态平衡等优点已成为了人们广泛关注和研究的热点之一。我国是一个传统的中草药大国,古往今来,已从自然界中发现了许多有益的植物,从而衍生出大量高活性的药物,常见的植物源农药,如小檗碱、苦参碱和血根碱等由于其低毒和广谱的生物学活性已被人们广泛使用。因此,从植物中提取并发现具有高活性的天然产物具有十分重要的意义。
雷公藤红素(Celastrol)是一种来源于传统中药雷公藤的根皮并具有多种生物学活性的天然产物。2007年被国际顶级期刊《Cell》杂志列为最有可能发展为药物的5种天然产物之一。雷公藤红素具有良好的抗菌、抗炎、抗氧化、免疫抑制、抗肿瘤、抗肥胖、抗生育等药理活性,并对神经退行性疾病及Ⅱ型糖尿病具有治疗作用。雷公藤红素如下式所示:
文献调研发现,其主要在抗炎、抗肿瘤、抗肥胖、抗生育等方向被广泛研究,在农用方面研究较少。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了雷公藤红素在防治农业病害中的应用。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
本发明公开了一种组合物,含有雷公藤红素化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物,所述雷公藤红素化合物的结构式如下:
优选的,所述雷公藤红素化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物的质量百分比为0.01~0.1%。
优选的,所述雷公藤红素化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物的质量百分比为0.02~0.06%。
优选的,所述组合物的剂型为乳油、粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、水剂、悬浮剂、超低容量喷雾剂、可溶性粉剂、微胶囊剂、烟剂、水乳剂、水分散性粒剂。
相应的,上述组合物在防治农业病害中的应用。
优选的,所述农业病害为植物细菌性或病毒病害。
优选的,所述细菌性病害为水稻白叶枯病、水稻细菌性条斑病、李细菌性穿孔病、柑橘溃疡病、烟草青枯病、黄瓜白叶枯病、魔芋白叶枯病、柑桔溃疡病、葡萄溃疡病、番茄溃疡病、猕猴桃溃疡病、苹果溃疡病。
优选的,所述病毒病害为烟草花叶病毒病、黄瓜花叶病毒病、花椰菜花叶病毒病和马铃薯病毒病。
相应的,一种防治农业病害的方法,使用上述的组合物作用于有害物或其生活环境,所述农业病虫害为水稻白叶枯病、水稻细菌性条斑病、烟草青枯病、黄瓜白叶枯病、魔芋白叶枯病、柑桔溃疡病、葡萄溃疡病、番茄溃疡病、猕猴桃溃疡病、苹果溃疡病、烟草花叶病毒病、黄瓜花叶病毒病、花椰菜病毒病和马铃薯病毒病。
相应的,上述组合物的使用方法,直接将组合物与植物接触。
本发明具备以下有益效果:
本发明发现雷公藤红素对致病病原细菌和植物病毒具有良好的抑制作用,针对病原细菌如水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、番茄溃疡病菌(Clavibactermichiganensis subsp.Michiganensis,Cmm)、水稻细菌性条斑病(Xanthomonas oryzaepv.oryzicola,Xoc)等和植物病毒烟草花叶病毒(Tobacco mosaicvirus)等均具有良好的抑制效果,为新农药的研发和创制提供重要的科学基础。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
若未特别指明,实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
本发明公开了一种组合物,含有雷公藤红素化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物,所述雷公藤红素化合物的结构式如下:
进一步的,所述雷公藤红素化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物的质量百分比为0.01~0.1%,优选为0.02~0.06%,更优选为0.02~0.05%;最优选为0.02%、0.03%、0.04%、0.05%。
进一步的,所述组合物的剂型为乳油(EC)、粉剂(DP)、可湿性粉剂(WP)、颗粒剂(GR)、水剂(AS)、悬浮剂(SC)、超低容量喷雾剂(ULV)、可溶性粉剂(SP)、微胶囊剂(MC)、烟剂(FU)、水乳剂(EW)、水分散性粒剂(WG)。
本发明公开了上述组合物在防治农业病害中的应用,或者,含有雷公藤红素化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物可用于防治农业病害。
进一步的,所述农业病害为植物细菌性或病毒病害。
进一步的,所述细菌性病害为水稻白叶枯病、水稻细菌性条斑病、李细菌性穿孔病、柑橘溃疡病、烟草青枯病、黄瓜白叶枯病、魔芋白叶枯病、柑桔溃疡病、葡萄溃疡病、番茄溃疡病、猕猴桃溃疡病、苹果溃疡病。
进一步的,所述病毒病害为烟草花叶病毒病、黄瓜花叶病毒病、花椰菜花叶病毒病和马铃薯病毒病。
本发明公开了上述组合物的使用方法,将所述组合物(或含有雷公藤红素化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物)作用于有害物或其生活的环境,或直接将组合物与植物接触。或者,将所述组合物与农业上可用的助剂制成杀菌剂、杀虫剂、抗病毒剂或除草剂使用。
下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。
实施例1
采用浊度法测试雷公藤红素对植物病原细菌的抑制率,试验对象为水稻白叶枯病菌(Xoo)。用接菌环挑取水稻白叶枯病菌在NA固体培养基(葡萄糖:20g,牛肉膏:6g,蛋白胨:10g,酵母粉:2g,琼脂:30g,二次水:2L;用5mol/L氢氧化钠溶液将培养基调节至pH=7.1-7.2,在121℃下,灭菌20min)上面划线,然后放入28℃的培养箱培育至病原菌长满边缘后备用。将平板上新活化的水稻白叶枯病菌取适量加入NB培养基中,在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用;将药剂(化合物)配制成不同浓度(例:100、50mg/L)的含毒NB液体培养基5mL加入到试管中,分别加入40μL含有水稻白叶枯病菌的NB液体培养基,在28~30℃、180rpm恒温摇床中振荡,培养约36h。将各个浓度的菌液在分光光度计上测定OD595值,并且另外测定对应浓度的含毒无菌NB液体培养基的OD595值,对药剂本身造成的OD值进行校正。
部分目标化合物实验结果如表1所示。
表1雷公藤红素对植物病原细菌水稻白叶枯病菌的抑制活性
化合物 | 毒力回归方程 | r- | EC50(mg/L) |
雷公藤红素 | y=3.5968x+1.4869 | 0.95 | 9.48±0.34 |
噻菌铜(20%可湿性粉剂) | y=2.555x-0.026 | 0.94 | 92.7±3.4 |
叶枯唑(90%原药) | y=4.174x-1.229 | 0.91 | 31.1±0.9 |
从表1中可得,雷公藤红素对水稻白叶枯菌表现出优异的离体抗菌活性,其EC50=9.48mg/L,其离体抗菌活性显著优于商品对照药叶枯唑(EC50=31.1mg/L)和噻菌铜(EC50=92.7mg/L)。
实施例2
采用半叶枯斑法测试雷公藤红素对植物病毒的抑制率,试验对象为烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus)。选择长势较一致的心叶烟,并用油性记号笔在盆钵侧面标记样品编号,并将心叶烟整齐的摆放在试验台上;提前用磷酸缓冲液将TMV粗提液稀释至适宜的浓度,备用。
1)治疗活性
首先,选取长势较一致的心叶烟,用毛笔人工摩擦将已提前稀释至适宜浓度的TMV接种于撒有金刚砂的适龄叶片上,全叶接种病毒,每叶片都人工轻轻涂抹病毒一次,左右半叶涂抹力度需尽量做到均匀,之后将接种后的叶片用无菌水冲洗。冲洗完成后,将植株在室外避光通风处静置约1h,待叶片表面水珠完全干后,在右半叶涂施已提前配置好的化合物药液,左半叶涂施对应剂量的溶剂作对照。将植株放置于温度为23±1℃,光照10000Lux,光照16h,黑暗8h的光照培养箱内培养。3~4d后观察并记录产生枯斑的数目,每药剂处理设3株,每株3~4片叶。按上述方法每药剂进行3次重复。
2)保护活性
首先,选取长势较一致的心叶烟,在右半叶涂施已提前配置好的化合物药液,左半叶涂施对应剂量的溶剂作对照,并将其放置于温度为23±1℃,光照10000Lux的光照培养箱内培养12h。随后用毛笔人工摩擦将已提前稀释至适宜浓度的TMV接种于撒有金刚砂的适龄叶片上,全叶接种病毒,每叶片都人工轻轻涂抹病毒一次,左右半叶涂抹力度需尽量做到均匀,之后将接种后的叶片用无菌水冲洗。冲洗完成后,将植株放置于温度为23±1℃,光照10000Lux,光照16h,黑暗8h的光照培养箱内培养。3~4d后观察并记录产生枯斑的数目,每药剂处理设3株,每株3~4片叶。按上述方法每药剂进行3次重复。
3)实验结果统计
对植株进行观察同时并做好记录。当空白对照的半叶上呈现明显枯斑,约在实验3~4d后便可调查,分别计算并记录每片叶的左右半叶的枯斑数,按照下列公式计算出供试化合物对烟草花叶病毒的抑制率,即相对效果。
Y=(C-A)/C×100%
其中;Y为化合物对烟草花叶病毒的抑制率
C为对照组枯斑数,单位:个;
A为化合物处理组枯斑数,单位:个。
对照组枯斑数和化合物处理组枯斑数都可以参用各组重复的平均数或各组重复的枯斑总数。每个处理都是用本叶的另一半作为对照,再设置一组商品宁南霉素的处理作为对比。
部分目标化合物实验结果如表2所示。
表2雷公藤红素(500mg/L)对抗烟草花叶病毒生物活性测试结果
化合物 | 治疗活性(%) | 保护活性(%) |
雷公藤红素 | 83.3±6.1 | 74.7±8.4 |
宁南霉素 | 58.3±5.9 | 77.4±9.6 |
从表2中可得,雷公藤红素对烟草花叶病毒也表现出优异的抑制活性。其中,在药物浓度为500mg/L时,其治疗活性显著优于商品药宁南霉素(58.3%),其保护活性与商品药宁南霉素(77.4%)相当。
因此,雷公藤红素对致病病原菌和植物病毒具有较好的抑制作用,该类天然骨架在新型抗植物致病病原细菌和植物病毒农药的发现中具有极高的研究价值。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (2)
1.一种组合物在防治农业病害中的应用,其特征在于:所述组合物为雷公藤红素,所述农业病害为植物细菌性或病毒病害;所述细菌性病害为水稻白叶枯病;所述病毒病害为烟草花叶病毒病。
2.一种防治农业病害的方法,其特征在于:使用雷公藤红素作用于有害物或其生活环境,所述农业病害为水稻白叶枯病、烟草花叶病毒病。
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