CN1985592A - 一种硫酸酯化多糖或寡糖抗植物病毒剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可用作植物保护的，具有抗植物病毒性能的硫酸酯化多糖或寡糖缀合物的抗病毒剂及其制备方法。该抗病毒剂可用于防治各种粮食作物、经济作物、蔬菜、果树及花卉等由病毒引起的病害。其制备方法，将某些活性多糖或寡糖经常规的化学方法进行硫酸化而制得。制备该抗病毒剂的活性多糖主要包括几丁质多糖，海藻多糖，蘑芋多糖或甲壳素等天然多糖；活性寡糖是天然多糖降解产物，主要包括几丁质多糖，海藻多糖，蘑芋多糖或甲壳素等的降解产物，寡糖聚合度为2－30。
Description
技术领域
一种可用作植物保护的，具有抗植物病毒性能的硫酸酯化多糖或寡糖缀合物的抗病毒剂及其制备方法。
背景技术
植物病毒病是农业生产中一类种类繁多、发生普遍、危害严重的重要病害，因其危害大、防治困难而被喻为“植物癌症”。作物受病毒侵染后，经济损失无法准确估计；但毫无疑问植物病毒病在世界范围内造成了巨大的经济损失。
科学家已经合成出大量的药物并测试它们的抗病毒活性。然而，几乎没有经济有效的抗病毒剂在农业中实际应用。
近期，科学家测试一些抗动物病毒剂对植物病毒的活性，结果表明，它们也具有抗植物病毒的效果并且对植物几乎没有不良影响[Phytochemistry 1992，31，3017-3020；Antiviral Res.1997，36，125-129]。
据报道，硫酸酯化的多糖或寡糖具有抗HIV活性，但同时具有较高的抗凝血副作用[J Biol.Chem.2001，276，22420-22425]。由于安全性问题，并没有发现其在抗HIV上实际应用。然而，植物不具有类似人体的血液，硫酸酯化糖处理植物后不会出现抗凝血副作用。目前，还没有关于化学合成硫酸酯化多糖或寡糖用于抗植物病毒病的报道。受到启发，我们对一系列天然多糖或寡糖进行硫酸酯化，用于抗植物病毒试验，获得了良好的抗植物病毒效果。
发明内容
目前用来防治植物病毒病的抗病毒剂品种很少，且防治效果都不理想。我们简洁高效地制备硫酸酯化多糖或寡糖缀合物，并应用其防治植物病毒病，获得了良好的效果。因此，增加了抗植物病毒剂的品种，同时，为筛选新化合物用于防治植物病毒提供了新思路。
一种可用作植物保护的，具有抗植物病毒性能的硫酸酯化多糖或寡糖缀合物的抗病毒剂，其中，多糖或寡糖-OH基团中的氢被-SO3Na基团部分或全部取代。
另外，上述的抗病毒剂作用于植物后，其负电荷部分与植物病毒细胞壁蛋白的正电荷部分结合，抑制植物病毒的复制，从而达到防治病毒病的目的。
另外，上述的抗病毒剂可用于防治各种粮食作物、经济作物、蔬菜、果树及花卉等由病毒引起的病害。
本发明提供上述抗病毒剂的制备方法，将某些活性多糖或寡糖经常规的化学方法进行硫酸化而制得。
另外，在上述制备方法中，所述的活性多糖主要包括几丁质多糖，海藻多糖，蘑芋多糖或甲壳素等天然多糖。
另外，在上述制备方法中，所述的活性寡糖是天然多糖降解产物，主要包括几丁质多糖，海藻多糖，蘑芋多糖或甲壳素等的降解产物，寡糖聚合度为2-30。
具体实施方式
实施例1
甲壳素(1)(1克)在85度的温度下溶于吡啶(50毫升)中，然后加入三氧化硫-吡啶络合物(2.4克)，在85度温度下反应90分钟，冷却后，将反应混合物用饱和的氢氧化钡溶液中和至pH＝7.5-8.0。除去硫酸钡沉淀，母液用钠型阳离子交换树脂柱处理，然后用丙酮将粗产物沉淀出来。用丙酮洗涤数次，冷冻干燥后，得到白色粉末状的硫酸酯化甲壳素缀合物(2)(3.4克)。
对硫酸酯化甲壳素缀合物(2)进行防治烟草花叶病毒病的药效试验。试验对象为烟草花叶病毒病(tobacco mosaic virus，简写TMV)；试验作物为烟草，品种为“普通烟草哈瓦那38号”。试验药剂硫酸酯化甲壳素缀合物处理浓度分别为1、5、10μg/mL；对照药剂：20％病毒A可湿性粉剂(齐齐哈尔农药厂)，施药浓度为500倍[相当于400mg/L(ppm)]。选取生长一致的三、四叶期烟草幼苗，做以下处理：喷施各浓度的试验药剂，喷至叶片上药液流失为度。在第2次喷药(间隔期5d)后，待烟草叶面晾干，分别用机械摩擦方法接种5mg/mL的TMV粗提液于普通烟草第三、四的叶片上，置于25℃的温室中培养。于接种后15d时调查防治效果。每个小区调查全部发病植株及病情，计算病株率、病情指数及相对防治效果。
间接ELISA(PTA-ELISA)检测硫酸酯化寡糖缀合物的抗病毒病效果，各个处理均在摩擦接种后的第14d时，分别采集心叶，于-20℃冷冻保存后，用PTA-ELISA方法检测各处理叶片体内TMV的相对浓度，评价硫酸酯化寡糖缀合物的抗病毒病效果。采用邓肯氏新复极差法(DMRT)进行数据统计分析。
表1.硫酸酯化甲壳素缀合物对烟草花叶病毒病的相对防效
| 药剂处理 | 病株率(％) | 病情指数 | 相对防效(％) | 差异显著性(％) | ||
| 5 | 1 | |||||
| 220％病毒A WP空白对照 | 1μg/mL5μg/mL10μg/mL500倍 | 80.8675.3572.5673.29100 | 25.5522.1717.9718.1549.94 | 48.8455.6164.0263.66- | cbaa | CBAA |
注：表中数据为4次重复均值
表2.用ELISA方法测定硫酸酯化甲壳素缀合物对烟草花叶病毒病的相对防效
| 药剂处理 | OD410 | 相对防效 | 差异显著性(％) | ||
| 5 | 1 | ||||
| 220％病毒A WP空白对照 | 1μg/mL5μg/mL10μg/mL500倍 | 0.590.470.380.460.89 | 33.7147.1957.0348.31- | cbab | CBAB |
由表1和表2可见，硫酸酯化甲壳素缀合物对烟草花叶病毒病具有很好的防治作用(温室盆栽试验和间接酶联免疫试验结果)。在10μg/mL的浓度条件下防治效果与市售的化学药剂20％病毒AWP 400μg/mL的浓度条件下的防治效果相当。
实施例2
甲壳素经化学降解得到聚合度为2-30的乙酰氨基葡聚寡糖(3)(1克)在85度的温度下溶于吡啶(50毫升)中，然后加入三氧化硫-吡啶络合物(2.8克)，在85度温度下反应90分钟，冷却后，将反应混合物用饱和的氢氧化钡溶液中和至pH＝7.5-8.0。除去硫酸钡沉淀，母液用钠型阳离子交换树脂柱处理，然后用丙酮将粗产物沉淀出来。用丙酮洗涤数次，冷冻干燥后，得到白色粉末状的硫酸酯化寡糖缀合物(4)(1.6克)。
对硫酸酯化寡糖缀合物(4)进行防治烟草花叶病毒病的药效试验。试验对象为烟草花叶病毒病(TMV)；试验作物为烟草，品种为“普通烟草哈瓦那38号”。试验药剂硫酸酯化寡糖缀合物处理浓度分别为1、5、10μg/mL；对照药剂：20％病毒A可湿性粉剂(齐齐哈尔农药厂)，施药浓度为500倍[相当于400mg/L(ppm)]。选取生长一致的三、四叶期烟草幼苗，做以下处理：喷施各浓度的试验药剂，喷至叶片上药液流失为度。在第2次喷药(间隔期5d)后，待烟草叶面晾干，分别用机械摩擦方法接种5mg/mL的TMV粗提液于普通烟草第三、四的叶片上，置于25℃的温室中培养。于接种后15d时调查防治效果。每个小区调查全部发病植株及病情，计算病株率、病情指数及相对防治效果。
间接ELISA(PTA-ELISA)检测硫酸酯化寡糖缀合物的抗病毒病效果，各个处理均在摩擦接种后的第14d时，分别采集心叶，于-20℃冷冻保存后，用PTA-ELISA方法检测各处理叶片体内TMV的相对浓度，评价硫酸酯化寡糖缀合物的抗病毒病效果。采用邓肯氏新复极差法(DMRT)进行数据统计分析。
表3.硫酸酯化寡糖缀合物对烟草花叶病毒病的相对防效
| 药剂处理 | 病株率(％) | 病情指数 | 相对防效(％) | 差异显著性(％) | ||
| 5 | 1 | |||||
| 420％病毒A WP空白对照 | 1μg/mL5μg/mL10μg/mL500倍 | 95.8691.3573.2988.73100 | 28.7625.3618.1522.9249.94 | 42.4149.2263.6654.10- | dcab | DCAB |
注：表中数据为4次重复均值
表4.用ELISA方法测定硫酸酯化寡糖缀合物对烟草花叶病毒病的相对防效
| 约剂处理 | OD410 | 相对防效 | 差异显著性(％) | ||
| 5 | 1 | ||||
| 420％病毒A WP空白对照 | 1μg/mL5μg/mL10μg/mL500倍 | 0.590.510.420.460.89 | 33.7142.7052.8148.31- | dcab | DCAB |
由表3和表4可见，硫酸酯化寡糖缀合物对烟草花叶病毒病具有很好的防治作用(温室盆栽试验和间接酶联免疫试验结果)。在10μg/mL的浓度条件下防治效果与市售的化学药剂20％病毒A WP400μg/mL的浓度条件下的防治效果相当。
Claims (7)
1.一种可用作植物保护的，具有抗植物病毒性能的硫酸酯化多糖或寡糖缀合物的抗病毒剂，其特征在于，多糖或寡糖的-OH基团中的氢被-SO3Na基团部分或全部取代。
2.按照权利要求1所述的抗病毒剂，其特征在于，该产品作用于植物后，其负电荷部分与植物病毒细胞壁蛋白的正电荷部分结合，抑制植物病毒的复制，从而达到防治病毒病的目的。
3.按照权利要求1所述的抗病毒剂，其特征在于，可用于防治各种粮食作物、经济作物、蔬菜、果树及花卉等由植物病毒引起的病害。
4.一种可用作植物保护的，具有抗植物病毒性能的硫酸酯化多糖或寡糖缀合物的抗病毒剂的制备方法，其特征在于，将某些活性多糖或寡糖经常规的化学方法进行硫酸化而制得。
5.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，活性多糖主要包括几丁质多糖，海藻多糖，蘑芋多糖或甲壳素等天然多糖。
6.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，活性寡糖是天然多糖降解产物，主要包括几丁质多糖，海藻多糖，蘑芋多糖或甲壳素等的降解产物。
7.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于，活性寡糖的聚合度为2-30。
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