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一種綠色水稻穗萌抑制劑及其制備方法和應用.pdf

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一種 綠色 水稻 抑制劑 及其 制備 方法 應用
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摘要
申請專利號:

CN201610504096.4

申請日:

20160628

公開號:

CN106172523B

公開日:

20180918

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01N65/34,A01N43/16,A01N37/40,A01N37/36,A01P21/00 主分類號: A01N65/34,A01N43/16,A01N37/40,A01N37/36,A01P21/00
申請人: 廣東省農業科學院水稻研究所,廣東省農業科學院農業生物基因研究中心
發明人: 付華,劉軍,高家東,張友勝
地址: 510640 廣東省廣州市天河區五山路省農科院
優先權: CN201610504096A
專利代理機構: 廣東廣信君達律師事務所 代理人: 張燕玲
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610504096.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明屬于水稻穗萌抑制劑領域,公開了一種綠色水稻穗萌抑制劑及其制備方法和應用。該水稻穗萌抑制劑由以下按質量百分比計的原料制成:楊梅提取物29.00~30.00%、苦杏仁提取物25.00~25.50%、桑根提取物24.00~25.00%、水楊酸提取物10.00~11.00%、青梅提取物10.00~10.50%。本發明配方合理,充分利用了各原料各自具備的特性,合理組配使其發揮綜合穗萌抑制綜合作用,經實驗驗證對水稻穗萌抑制效果非常明顯,達到了既安全又防止穗萌的目的;加工制作簡單,使用方便,為預防水稻穗萌提供了一種理想的藥物。

權利要求書

1.一種綠色水稻穗萌抑制劑,其特征在于:該水稻穗萌抑制劑由以下按質量百分比計的原料制成:所述楊梅提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮楊梅的果實、樹皮或葉采用乙醇提取法得到楊梅提取液,再經噴霧干燥法得到楊梅提取物;所述乙醇提取法中楊梅原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%;所述楊梅為浙江栽培的楊梅果樹;所述苦杏仁提取物是按以下步驟制備得到:采用夏季采收的成熟苦杏仁果實,除去果肉及核殼,取出種子,在溫度35~45℃條件下干燥得到干燥苦杏仁原料;將干燥苦杏仁原料采用乙醇提取法得到提取液,再經噴霧干燥法得到苦杏仁提取物;所述乙醇提取法中干燥苦杏仁原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%;所述苦杏仁果實是采用薔薇科植物山杏、西伯利亞杏、東北杏的干燥成熟種子;所述桑根提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮桑根在溫度35~45℃條件下干燥后得到桑根干燥原料;將桑根干燥原料采用乙醇提取法得到桑根提取液,再經噴霧干燥法得到桑根提取物;所述乙醇提取法中桑根干燥原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%;所述新鮮桑根是采用廣東桑樹冬季產的新鮮桑根;所述水楊酸提取物是按以下步驟制備得到:將水楊酸含量豐富的原料撕成小塊之后浸泡在水中并加熱至沸騰,維持20~30分鐘,過濾;將濾液加熱濃縮至溶液底部有白色晶體產生時停止加熱;不斷濃縮使溶液體積減少,當看到溶液底部有白色晶體產生時停止加熱;然后用冰水給溶液降溫,析出晶體,過濾得到的晶體即為水楊酸提取物;所述水楊酸含量豐富的原料為柳樹、楊樹、冬青樹皮或獼猴桃果實;所述青梅提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮青梅采用乙醇提取法得到青梅提取液,再經噴霧干燥法得到青梅提取物;所述乙醇提取法中青梅原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%;所述青梅為廣東產的青梅。2.根據權利要求1所述的一種綠色水稻穗萌抑制劑,其特征在于:所述水稻穗萌抑制劑由以下按質量百分比計的原料制成:3.根據權利要求1或2所述的一種綠色水稻穗萌抑制劑,其特征在于:所述楊梅提取物中,以楊梅素和檸檬酸計,楊梅素的質量百分含量≥15%,檸檬酸的質量百分含量≥2.5%;所述苦杏仁提取物中,以苦杏仁苷計,質量百分含量≥50.0%;所述桑根提取物中,以1-脫氧野尻霉素計,質量百分含量≥0.5%;所述水楊酸提取物中,以水楊酸計,質量百分含量≥50%;所述青梅提取物中,以檸檬酸計,質量百分含量≥2.5%。4.根據權利要求1~3任一項所述的綠色水稻穗萌抑制劑的制備方法,其特征在于包括以下操作步驟:按上述配比稱取楊梅提取物、苦杏仁提取物、桑根提取物、水楊酸提取物和青梅提取物置于調配罐中,攪拌均勻,復合鋁袋包裝或罐裝后即得綠色水稻穗萌抑制劑。5.根據權利要求1~3任一項所述的綠色水稻穗萌抑制劑在抑制水稻穗萌中的應用。

說明書

技術領域

本發明屬于水稻穗萌抑制劑領域,特別涉及一種綠色水稻穗萌抑制劑及其制備方法和應用。

背景技術

水稻穗萌是指水稻種子成熟后期且尚未脫離母株之前在穗上發芽的現象。水稻作為我國重要的糧食作物之一,其產量和品質的優劣是關系國民命脈的問題。我國大部分地區,在水稻糧食生產、雜交稻制種及繁種過程中均會出現不同程度的穗萌。華南地區因受夏秋季節長期陰雨氣候影響,有超過6%的水稻種植區出現穗萌現象,其中雜交稻生產區穗萌率最高可達到20%;特別是在雜交水稻制種過程中,由于“九二0”的大量使用,加上不育系所特有的休眠性淺和種子易裂穎的特點,穗萌率可達60%,嚴重時可高達95%以上(王歧偉1992)。對于已發生穗萌的種子,基本喪失了種用價值,而對于有些尚未出現穗芽表現的植株,往往籽粒內部已經發生各種代謝變化,為穗萌做準備,在種子貯藏過程中更容易發生裂變,種子活力下降,同時也會降低種子的營養、播種和加工品質。

大量研究證實,水稻穗萌是品種遺傳特性和外界環境因子共同作用的結果。品種遺傳特性包括籽粒及穗部的性狀、穎殼的厚度以及種皮顏色等遺傳特性均對種子的休眠及穗萌有著不同程度的影響;外界環境因子包括種子含水量及溫度以及種子體內的水解酶類含量、植物激素(赤霉素GA和脫落酸ABA)含量直接影響水稻穗萌。

當育種途徑和普通的栽培措施都不能較好地抑制穗萌的情況下,應用化學試劑控制這一現象是當前農業生產中最常使用的措施之一。已有研究證明,在水稻穗萌發生前(一般在蠟熟期)噴施一定濃度的ABA能夠有效防止穗萌,但由于ABA價格高昂,大面積使用時,給生產成本帶來壓力,且ABA處理過的種子具有較強的休眠特性,需要經過較長時間的沉積處理才能萌發(Gubler等2005;談惠娟等2006)。多效唑和烯效唑是植物內源赤霉素合成的抑制劑,它們不僅可以較好抑制水稻穗萌,還能在一定程度上增加結實率和產量(Rademacher1991)。有研究表明,在水稻孕穗期每畝噴施750g的多效唑,可將穗萌發生率降低70%,在一定濃度范圍內,隨著濃度的增加抑制效果越好(廖泳祥2009),但大面積使用這兩種生長物質是否給農業生產帶來土壤殘留和抑制后作等副作用仍有待進一步驗證。馬來酰肼(MH)和丁酰肼(B9)具有較好的抑制水稻穗萌的效果,該物質通過降低種子活性,對發芽具有遏制、傷害作用,有研究表明經過MH處理過的稻穗,種子的呼吸作用和內源赤霉素的含量有所下降,但研究表明MH和B9可誘導染色體發生畸變,具有致癌作用,因此在生產上也逐漸淘汰(王玉元1989;胡偉民2000;Tao等2007)。另外目前已經商品化的“穗萌抑制劑”(主要成分為30%青鮮素+60%延滯性有機酸)和“穗芽克”(主要成分是1g/L香豆酸和0.03g/L多效唑)在生產中有一定程度的應用(談惠娟等2006;張朝顯和高先光2009)。浙江大學胡晉(2014)發現,在水稻乳熟末期至黃熟期初期噴施1-2g/kg的丁香酚可有效抑制穗萌,該方法對環境無污染。

綜合上述的研究,當育種途徑和普通的栽培措施都不能較好地抑制穗萌的情況下,應該化學試劑控制這一現象是當前農業生產中最常使用的措施之一。但是由于化學試劑和生長激素對土壤、空氣、水體等環境因子以及種子活力及毒性物質的影響還有待于進一步探討,存在安全性問題。因此,從天然植物中提取有效成分組成綠色穗萌抑制劑是妥當的。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的不足之處,本發明的首要目的在于提供一種綠色水稻穗萌抑制劑。該穗萌抑制劑可以通過單獨使用或者通過與水稻成熟后期的田間管理措施結合一起來控制水稻的穗萌發生。

本發明的另一目的在于提供上述綠色穗萌抑制劑的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述綠色穗萌抑制劑的應用。

本發明的目的通過下述技術方案來實現:一種綠色水稻穗萌抑制劑,該水稻穗萌抑制劑由以下按質量百分比計的原料制成:

該綠色水稻穗萌抑制劑優選由以下按質量百分比計的原料制成:

所述楊梅提取物中,以楊梅素和檸檬酸計,楊梅素的質量百分含量≥15%,檸檬酸的質量百分含量≥2.5%;

所述苦杏仁提取物中,以苦杏仁苷計,質量百分含量≥50.0%;

所述桑根提取物中,以1-脫氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin,DNJ)計,質量百分含量≥0.5%;

所述水楊酸提取物中,以水楊酸計,質量百分含量≥50%;

所述青梅提取物中,以檸檬酸計,質量百分含量≥2.5%;

所述楊梅提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮楊梅的果實、樹皮或葉采用乙醇提取法得到楊梅提取液,再經噴霧干燥法得到楊梅提取物;所述乙醇提取法中楊梅原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%,優選體積百分比濃度70%;所述楊梅為浙江栽培的楊梅果樹。

所述苦杏仁提取物是按以下步驟制備得到:采用夏季采收的成熟苦杏仁果實,除去果肉及核殼,取出種子,在溫度35~45℃條件下干燥得到干燥苦杏仁原料;將干燥苦杏仁原料采用乙醇提取法得到提取液,再經噴霧干燥法得到苦杏仁提取物;所述乙醇提取法中干燥苦杏仁原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%,優選體積百分比濃度70%;所述苦杏仁果實是采用薔薇科植物山杏(苦杏)Prunus armeniaca L.var.ansu Maxim.、西伯利亞杏(山杏)Prunus sibirica L.、東北杏Prunus mandshurica(Maxim.)Koehne或杏Prunus armeniaca L.的干燥成熟種子,優選東北杏。

所述桑根提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮桑根在溫度35~45℃條件下干燥后得到桑根干燥原料;將桑根干燥原料采用乙醇提取法得到桑根提取液,再經噴霧干燥法得到桑根提取物;所述乙醇提取法中桑根干燥原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%,優選體積百分比濃度70%;所述新鮮桑根是采用廣東桑樹(粵桑)冬季產的新鮮桑根。

所述水楊酸提取物是按以下步驟制備得到:將水楊酸含量豐富的原料撕成小塊之后浸泡在水中并加熱至沸騰,維持20~30分鐘,過濾;將濾液加熱濃縮至溶液底部有白色晶體產生時停止加熱;然后用冰水給溶液降溫,析出晶體,過濾得到的晶體即為水楊酸提取物;所述水楊酸含量豐富的原料為柳樹、楊樹、冬青樹皮或獼猴桃果實,優選柳樹皮。

所述青梅提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮青梅采用乙醇提取法得到青梅提取液,再經噴霧干燥法得到青梅提取物;所述乙醇提取法中青梅原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%,優選體積百分比濃度70%;所述青梅為廣東產的青梅。

上述綠色水稻穗萌抑制劑的制備方法,包括以下操作步驟:按上述配比稱取楊梅提取物、苦杏仁提取物、桑根提取物、水楊酸提取物和青梅提取物置于調配罐中,攪拌均勻,復合鋁袋包裝或罐裝后即得綠色水稻穗萌抑制劑。

上述綠色水稻穗萌抑制劑在抑制水稻穗萌中的應用。

本發明的原理是:

楊梅提取物:楊梅科楊梅屬植物楊梅樹葉、皮、根和果實的提取物;主要活性成分為楊梅素、單寧等黃酮和多酚類物質以及檸檬酸、蘋果酸等有機酸,楊梅提取物具有收斂劑,興奮劑和催吐劑的作用,用于腹瀉、黃膽肝炎、淋巴結核、漫性咽喉炎等。楊梅的樹皮素還具有抗氧化性、消除體內自由基。民間歷來就有用楊梅消炎和治療牙痛的傳統。在本配方中主要是利用其抑制種子萌發時糖類化合物的水解、微生物的繁殖等作用。

苦杏仁提取物:主要成分是苦杏仁苷,苦杏仁苷是一種維生素B17,為傳統中藥苦杏仁中的有效成分之一,廣泛存在于桃、杏、梅、蘋果、山楂等薔薇科植物的種子中,傳統醫學表明,苦杏仁苷具有鎮咳、平喘、抗炎、鎮痛及抗腫瘤作用,但在本配方中主要是利用其是抑制赤霉素(GA)合成,起到類似脫落酸(ABA)的抑制種子萌發的作用。

桑根提取物:主要成分為生物堿類化合物,傳統醫學認為具有治療驚癇、目赤、牙痛和筋骨疼痛等作用,但在本配方中主要是抑制水稻種子在進入成熟后期α-淀粉酶的增加減少種子中可溶性糖,減少呼吸作用,從而阻止穗萌現象發生。

水楊酸提取物:主要成分為水楊酸。水楊酸是一種酚類激素,可調節植物的生長發育,對植物的光合作用、蒸騰作用與離子的吸收與運輸也有調節作用。水楊酸同時也可以誘導植物細胞的分化與葉綠體的生成。水楊酸還作為內生信號參與植物對病原體的抵御,通過誘導組織產生病程相關蛋白,當植物的一部分受到病原體感染時在其他部分產生抗性。通過形成揮發性的水楊酸甲酯,這一信號還可在不同植物間傳遞。

青梅提取物:主要活性成分為檸檬酸、蘋果酸等有機酸和多種維生素及礦物質、黃酮糖苷、三萜皂苷、多酚及烯烴等物質,有生津止渴、增進食欲、殺菌解毒、凈化血液、增強肝臟功能、預防高血壓和腦溢血及抑制多種腫瘤等功效。藥理作用為抗菌、驅蟲、抗過敏,顯著改善腸胃、調理腸道功,抗自由基、抗氧化,延緩衰老等作用。在本配方中主要是利用其抑制赤霉素(GA)合成,降低呼吸作用,起到類似脫落酸(ABA)的抑制種子萌發的作用。

本發明相對現有技術,具有如下的優點及有益效果:(1)本發明配方合理,充分利用了各原料各自具備的特性,合理組配使其發揮綜合穗萌抑制綜合作用,經實驗驗證對水稻穗萌抑制效果非常明顯,達到了既安全又防止穗萌的目的;(2)加工制作簡單,使用方便,為預防水稻穗萌提供了一種理想的藥物。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述,但本發明的實施方式不限于此。

以下實施例所使用的各原料來源如下:

1、楊梅提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮楊梅果實、樹皮或葉采用乙醇提取法得到楊梅提取液,再經噴霧干燥法得到楊梅提取物;所述乙醇提取法中楊梅原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%。所得楊梅提取物中,以楊梅素和檸檬酸計,楊梅素的質量百分含量≥15%,檸檬酸的質量百分含量≥2.5%。

2、苦杏仁提取物是按以下步驟制備得到:采用夏季采收的成熟苦杏仁果實(苦杏仁果實是采用薔薇科植物山杏、西伯利亞杏、東北杏或杏的干燥成熟種子),除去果肉及核殼,取出種子,在溫度35~45℃條件下干燥得到干燥苦杏仁;將干燥苦杏仁原料采用乙醇提取法得到提取液,再經噴霧干燥法得到苦杏仁提取物;所述乙醇浸提使用的乙醇濃度為70~80%,原料與乙醇的質量比例為1:10~12,浸提溫度80~85℃,浸提時間為1小時。所得苦杏仁提取物中,以苦杏仁苷計,質量百分含量≥50.0%。

3、桑根提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮桑根在溫度35~45℃條件下干燥后得到桑根干燥原料;將桑根干燥原料采用乙醇提取法得到桑根提取液,再經噴霧干燥法得到桑根提取物;所述乙醇提取法中桑根干燥原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為85~95%。所得桑根提取物中,以1-脫氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin,DNJ)計,質量百分含量≥0.5%。

4、水楊酸提取物是按以下步驟制備得到:將水楊酸含量豐富的原料如柳樹皮等撕成小塊之后浸泡在水中并加熱至沸騰,維持約20~30分鐘,過濾;將濾液加熱濃縮至溶液底部有白色晶體產生時停止加熱。然后用冰水給溶液降溫,可以看到更多的晶體析出,過濾降溫后的溶液得到的晶體即為水楊酸提取物。所得柳樹皮提取物以水楊酸計,質量百分含量≥50%。

5、青梅提取物是按以下步驟制備得到:將新鮮青梅采用乙醇提取法得到青梅提取液,再經噴霧干燥法得到青梅提取物;所述乙醇提取法中青梅原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為65~95%。所得青梅提取物中,以檸檬酸計,質量百分含量≥2.5%。

實施例1:

稱取質量百分比29.50%的楊梅提取物、質量百分比25.25%的苦杏仁提取物、質量百分比24.50%的桑根提取物、質量百分比10.50%的水楊酸提取物和質量百分比10.25%的青梅提取物置于調配罐中,攪拌均勻,復合鋁袋包裝或罐裝后即得綠色水稻穗萌抑制劑。

實施例2:

稱取質量百分比30.00%的楊梅提取物、質量百分比25.10%的苦杏仁提取物、質量百分比24.50%的桑根提取物、質量百分比10.15%的水楊酸提取物和質量百分比10.25%的青梅提取物置于調配罐中,攪拌均勻,復合鋁袋包裝或罐裝后即得綠色水稻穗萌抑制劑。

實施例3:

稱取質量百分比29.61%的楊梅提取物、質量百分比25.25%的苦杏仁提取物、質量百分比24.75%的桑根提取物、質量百分比10.17%的水楊酸提取物和質量百分比10.22%的青梅提取物置于調配罐中,攪拌均勻,復合鋁袋包裝或罐裝后即得綠色水稻穗萌抑制劑。

實施例4:

稱取質量百分比29.6%的楊梅提取物、質量百分比25.10%的苦杏仁提取物、質量百分比24.90%的桑根提取物、質量百分比10.18%的水楊酸提取物和質量百分比10.22%的青梅提取物置于調配罐中,攪拌均勻,復合鋁袋包裝或罐裝后即得綠色水稻穗萌抑制劑。

實施例5:“368”系列雜交水稻自然生長條件下經本發明水稻穗萌抑制劑處理后穗萌率的變化情況

稱取實施例1配制的綠色水稻穗萌抑制劑1.00kg,用200kg水加熱、攪拌溶解,用塑料桶灌裝后即得質量百分比為0.5%的穗萌抑制劑直接用液。將上述直接用液在“博優368”、“天優368”和“秋優368”雜交水稻生產大田(自然生長條件下,水稻黃熟期噴施)噴施1次,噴施使用量為直接用液50kg/畝。稻谷成熟后分別調查各系列雜交水稻生產大田的穗萌發生率。從表1可以看出,黃熟期噴施1次穗萌抑制劑后稻谷的穗萌抑制效果明顯。上述雜交水稻組合名稱由廣東省金稻種業有限公司提供,穗萌發生率的計算公式:穗萌發生率%=芽谷數/總谷粒數×100%。

表1“368”系列雜交水稻經穗萌抑制劑處理后穗萌率的變化情況

實施例6:“998”系列雜交水稻在人工智能溫室中經本發明水稻穗萌抑制劑處理后穗萌率的變化情況

稱取實施例2配制的穗萌抑制劑1.00kg,用200kg水加熱、攪拌溶解,用塑料桶灌裝后即得質量百分比為0.5%的穗萌抑制劑直接用液。將上述直接用液在黃熟期和蠟熟期噴施在“天優998”、“秋優998”和“Ⅱ優998”雜交水稻上(雜交水稻栽種在人工智能溫室中,同時調節溫度、濕度,使穗萌發生率提高)各1次。每次噴施使用量為直接用液50kg/畝。稻谷成熟后分別調查各系列雜交水稻的穗萌發生率。從表2可以看出,黃熟期和蠟熟期各噴施1次穗萌抑制劑后稻谷的穗萌抑制效果非常明顯。上述雜交水稻組合名稱由廣東省金稻種業有限公司提供,穗萌發生率的計算公式:穗萌發生率%=芽谷數/總谷粒數×100%。

表2“998”系列雜交水稻經穗萌抑制劑處理后穗萌率的變化情況

上述實施例為本發明較佳的實施方式,但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應為等效的置換方式,都包含在本發明的保護范圍之內。

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