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前胡香豆素Ⅱ在誘導水稻抗稻瘟病和抗寒性中的應用.pdf

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前胡 香豆素 誘導 水稻 稻瘟病 抗寒性 中的 應用
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摘要
申請專利號:

CN200910226638.6

申請日:

20091215

公開號:

CN101766173B

公開日:

20130424

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01N43/90,A01P3/00,A01P21/00,A01G16/00 主分類號: A01N43/90,A01P3/00,A01P21/00,A01G16/00
申請人: 湖南農業大學,湖南人文科技學院
發明人: 柏連陽,陳桂華,劉二明,周小毛,蔡海林
地址: 410128 湖南省長沙市芙蓉區
優先權: CN200910226638A
專利代理機構: 湖南兆弘專利事務所 代理人: 江巨鰲
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200910226638.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明屬于天然藥物化學及生物農藥技術領域,具體為前胡香豆素II在誘導水稻抗稻瘟病和抗寒性中的應用。本發明的化合物具有優異的抗病活性,對病原菌無直接的殺菌作用,但具有明顯誘導植物自身的免疫系統來達到抗病的作用,特別適合于水稻稻瘟病。本發明的化合物同時具有很好的誘導植物抗寒性作用。

權利要求書

1.一種前胡香豆素Ⅱ在誘導水稻抗稻瘟病和抗寒性中的應用,其使用濃度為1-100mg/L;所述的前胡香豆素Ⅱ的化學結構式為:2.根據權利要求1所述的應用,其特征在于所述的前胡香豆素Ⅱ是從前胡中提取或化學合成得到。3.根據權利要求1所述的應用,其特征在于所述的化合物在誘導水稻抗稻瘟病中的應用。4.根據權利要求1所述的的應用,其特征在于所述的香豆素類化合物在誘導水稻抗寒性中的應用。5.一種誘導水稻抗稻瘟病和抗寒性的組合物,其特征在于含有如權利要求1所述的前胡香豆素Ⅱ化合物活性成分和農藥劑型加工上可以接受的載體。6.根據權利要求5所述的組合物,其特征在于活性成分的重量含量為0.1-99.9%。

說明書

技術領域

本發明屬于天然藥物化學及生物農藥技術領域,具體地涉及一種前胡香豆素II在誘導水稻抗稻瘟病和抗寒性中的應用。

背景技術

稻瘟病是一種水稻真菌病害,分布世界各水稻產區,嚴重影響全球水稻的高產穩產。人們對該病害的防治主要采取化學防治和抗病育種綜合防治的措施,但化學防治給人類帶來的副作用及對環境的污染和病原菌產生的抗藥性問題,一直困擾著人類;培育水稻抗病品種需要時間長,且抗病品種在推廣種植3~5年后就喪失對稻瘟病的抗性,從而引起稻瘟病爆發和流行。植物誘導抗病性是國際上近期興起的重要農業研究領域,利用植物誘導抗病性被認為是植物保護的新途徑和新技術。植物抗病性誘導劑(簡稱誘抗劑)是一類新型的生物農藥,本身并無殺菌活性,但它能激發植物產生系統獲得性抗性,激發植物內部的免疫機制,起到抗病、防病、治病的目的。

寒害是影響水稻高產優質的重要限制因素。水稻起源于熱帶,屬喜溫作物。在其生長發育過程中,溫度過低能抑制其正常發育,造成減產減收。

抗寒劑的研制目前在國內比較普遍,抗寒劑處理在玉米、棉花、水稻等作物上都有廣泛的應用,利用植物生長調節劑來提高水稻的抗寒性也有大量的研究。而植物源抗寒劑具有與環境相容性好、使用安全、成本低等優點,也開始受到關注。

因此對水稻稻瘟病和寒害以及誘導抗性的研究就成為今天研究的熱點,迫切需要尋找到一些誘導物質,它們能激發植物自身的免疫系統來達到抗病抗寒的目的。

發明內容

本發明的目的在于提出一種前胡香豆素II在誘導水稻抗稻瘟病和抗寒性中的應用。

本發明進一步還提供一組以前胡香豆素II為活性成分的,用于提高水稻抗寒能力的化合物組合物。

本發明的前胡香豆素II具有以下結構式:

前胡香豆素II

這類化合物分布在植物界的許多種植物中,可以從植物中提取分離制備而得,也可以用化學合成方式獲得。

中藥是我國的國粹,在治病強身方面有著神奇的療效已被世界所承認。有些中藥在植物病蟲害的防治方面有著很好的優勢,我們花了數年時間,從六十多種中藥中經過層層篩選,發現了前胡對水稻稻瘟病的誘導抗病性以及對水稻的抗寒性,并通過活性追蹤法從中分離了香豆素類化合物可明顯的誘導水稻抗稻瘟病,又通過確證性實驗證明,該香豆素類化合物具有誘導水稻抗寒性的作用。

本發明提出的化合物組合物含有防治有效量的香豆素類化合物如前胡香豆素II為活性成分,以及含有一種或多種化工上可接受的載體。其中,活性成分的重量含量為0.1-99.9%。

上文所述加工上可接受的載體系指滿足下述條件的物質:它與活性成分配制后便于施用于待處理的位點,例如可以是植物、種子或土壤;或者有利于貯存、運輸或操作。載體可以是農藥劑型加工領域常規的農藥載體,例如:分散劑、潤濕劑、粘結劑、表面活性劑、助劑等農業上可接受的載體,這些分散劑、潤濕劑、粘結劑、表面活性劑、助劑各有特性,本領域的技術人員是可以知道的。

本發明化合物可經稀釋后直接噴霧于植物的表面來誘導植物產生抗病性和抗寒性。前胡香豆素II在1~100mg/L的質量濃度范圍內處理水稻可以減輕水稻幼苗稻瘟病和水稻寒害的發生且對水稻安全。

本發明的化合物的各種劑型可以按照農藥劑型加工領域的常規生產方法制備。例如使活性成分與一種或多種載體混合,然后將其制成所需的劑型。對于前胡香豆素II的提取可以按已有的方法提取,如按實施例1所述的進行,關于浸提的時間和溫度,冷浸是在室溫下浸提24h,而加熱回流是1h/次,不同的溶劑沸點不同,對于溶劑的性質,本領域的技術人員是容易知道的,因而所采用的溫度條件也隨溶劑不同而進行調整。

具體的實施方式

下面的實施例是對本發明的進一步說明,但無論怎樣都不應看作是以任何方式對本發明的應用范圍進行的限制。

實施例1制備前胡香豆素II

通過功能基的測定和紫外光譜、紅外光譜、核磁共振譜、質譜等波譜分析技術對Q-2進行了化學結構鑒定,其分子量為386,為前胡香豆素II。

實施例2誘導水稻抗稻瘟病的實驗方法

育苗塑料缽23×47cm,裝稻田土至缽高的2/3。將健康無病的水稻品種T優180的種子浸于1%質量濃度的滅菌凈中2~4小時,自來水漂洗至24小時。然后置于25℃培養箱中(黑暗)催芽48小時。選取幼芽一致水稻苗播于盛有稻田土的塑料缽中,在溫度24~26℃,每日14小時光照(11000Lux)的生長室中培養。將上述提取的前胡香豆素II配置成I為100mg/L,II為50mg/L,III為10mg/L各3個質量濃度系列的溶液,pH接近中性,加入0.05%吐溫-80(v/v)噴霧至3葉1心期稻苗上,直至植株葉片全部濕潤,用化學誘抗劑好米得0.15g/缽作藥劑對照,空白對照用清水加0.05%(v/v)吐溫-80噴霧。2d天后用含稻瘟病菌5×105個孢子/mL(約30~60個孢子/目鏡)懸浮液均勻噴于稻苗葉片上。在26~28℃下的恒溫暗室內保濕48小時后繼續置于同一生長室中培養生長。7天后記載發病株和每株苗發病最嚴重葉片的病斑數目,病斑分級參考《植病研究方法》中的方法,按0,1,2,3,4,5級分級標準記載病斑分級,計算病株率和每葉平均病斑數。病葉分級根據病斑占葉面積的比例將病情分為0,1,2,3,4,5級,然后計算病情指數及病指下降百分率,結果如表1。

表1前胡香豆素II的不同濃度誘導水稻抗稻瘟病的作用

實驗結果表明前胡香豆素II對水稻稻瘟病都有較好的誘抗效果,不同質量濃度處理水稻后,其病株率、每葉平均病斑數和病情指數均明顯低于對照。不同質量濃度的前胡香豆素II對水稻稻瘟病的誘抗效果也不同,存在一定的差異性,在供試的3個濃度中,隨著濃度的降低,其誘抗效果降低,其中質量濃度在10mg/L時,前胡香豆素II的誘抗效果都超過了50%,與藥劑對照好米得誘抗效果相當。

實施例3誘導水稻抗寒性的實驗方法

水稻品種:培兩優500

(a)水稻種子用0.1%的升汞表面滅菌10min,再用自來水、蒸餾水分別沖洗3次后,吸干水分,分裝于小燒杯中,分別加入1mg/L,5mg/L,10mg/L,50mg/L,,100mg/L的前胡香豆素II,重復3次,30℃下浸種48h,取出后用蒸餾水沖洗3次,其間每天更換溶液1次,以同樣條件下蒸餾水浸種為對照,然后于30℃黑暗催芽24h,檢查發芽數,計算發芽率;再選取芽長一致的種子播于泥土中,每盆100粒,各處理3盆,在光強4000lux,溫度25±2℃的人工光照培養箱中培養,每日照光12h,當生長到二葉一心期噴施不同濃度的前胡香豆素III,處理36h后再置于5±1℃低溫培養箱寒害處理48h,然后檢查死苗數,計算死苗率、成苗率,洗凈幼苗,除去種子,剪下苗與根,稍晾干,稱取苗、根的鮮重,在80℃下烘48h后稱其干重。結果見表2。

表2前胡香豆素II處理對水稻的抗寒效果

前胡香豆素II誘導水稻抗寒性結果表明,不同質量濃度的前胡香豆素II對水稻發芽率沒有明顯影響,但可不同程度地提高水稻種子的成苗率,而且可提高水稻幼苗的素質。

(b)水稻種子用0.1%的升汞表面滅菌10min,再用自來水、蒸餾水分別沖洗3次后,吸干水分,分裝于小燒杯中,分別加入50mg/L的前胡香豆素II,30℃下浸種48h,取出后用蒸餾水沖洗3次,其間每天更換溶液1次,以同樣條件下蒸餾水浸種為對照,然后于28℃黑暗催芽24h,再選取芽長一致的種子播于泥土中,在光強4000Lux,溫度25±2℃的人工光照培養箱中培養,每日照光12h,當生長到二葉一心期備用。

用上述溶液(與浸種濃度相同)噴灑1次,直到葉面滴水為止,對照噴灑蒸餾水,噴灑36h后,將供試材料分成2組,一組于原培養條件下繼續生長,另一組移至5±1℃低溫培養箱進行低溫脅迫處理48h,然后移回原培養室恢復生長3d,分別于藥劑處理36h后低溫脅迫前,低溫脅迫后48h和恢復生長72h后取材制備酶液。

實驗結果表明前胡香豆素II處理在低溫逆境的條件下和恢復生長3d后,對水稻的生理活性變化均有一定的影響。低溫逆境后處理幼苗葉綠素和可溶性蛋白質含量比逆境前降低,正常溫度下(30℃)恢復生長3d后葉綠素含量又增加,增加比對照快。幼苗脯氨酸含量在低溫逆境下提高,正常溫度下恢復生長3d后含量繼續提高。同時處理幼苗可促進CAT、SOD、POD?3種保護酶的活性提高,增加水稻對低溫傷害時的防御效應,保護水稻免受寒凍的傷害。本發明的優點和積極效果:誘導水稻抗稻瘟病和抗寒性的效果明顯。大量實驗表明,經香豆素類化合物前胡香豆素II處理水稻后,水稻的稻瘟病明顯減輕,抗寒能力明顯增強,水稻葉片中與抗病性和抗寒性相關酶的活性明顯升高,具有明顯的誘導效應。

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