一种抑制杂草种子萌发及生长的化合物的制作方法

文档序号:10678134阅读:709来源:国知局
一种抑制杂草种子萌发及生长的化合物的制作方法
【专利摘要】本发明属于植物源除草活性物质研究领域,尤其涉及到化合物鸦胆子素D抑制杂草种子萌发及生长的应用,其分子结构式如通式(Ⅰ)。本发明通过比较不同浓度鸦胆子素D对野燕麦和自生油菜的种子萌发和生长影响,发现鸦胆子素D对单子叶杂草野燕麦(Avena fatua L.)和双子叶杂草自生油菜(Brassica napus L.)的种子萌发和生长有显著的抑制作用。鸦胆子素D水溶液200μg/mL即可完全抑制单子叶杂草野燕麦(Avena fatua L.)种子萌发,400μg/mL即可完全抑制双子叶杂草自生油菜(Brassica napus L.)种植萌发。鸦胆子素D在控制杂草方面有广阔的应用开发前景。
【专利说明】
一种抑制杂草种子萌发及生长的化合物
技术领域
[0001] 本发明属于植物源除草活性物质研究领域,尤其涉及到化合物鸦胆子素 D抑制杂 草种子萌发及生长的应用。
【背景技术】
[0002] 杂草与作物争夺光、水、肥等资源而成为影响作物产量和品质的重要因子,长期以 来主要采用化学除草的手段来控制杂草的危害,但长期持续使用化学除草剂引发的食品安 全、公共卫生、自然环境及杂草抗(耐)药性等方面的不利影响已日益引起人们的关注。
[0003] 化学农药的广泛使用,在保障农作物高产和稳产方面发挥了巨大的作用然而传统 化学农药的长期使用导致害虫产生的抗药性迫使人们加大用药剂量,引起了越来越严重的 环境问题。如土壤、农产品中农药残留逐年增加,危害人、畜安全等。因此,寻求和开发对人 类健康和生态环境安全的新型农药越来越迫切。
[0004] 为了保护人类生存的环境和农业的可持续发展,化学除草剂的研制与使用将严格 受到环境和生态的制约。利用天然产物开发新的除草剂,已表现出强大的生命力,天然产物 除草剂逐渐受到人们的重视,植物源除草剂是杂草的生物防除及新型生物源除草剂的研究 方向。
[0005] 人们对植物源农药的研究多集中在杀虫剂和杀菌剂方面,对除草剂的研究较少。 植物是生物活性化合物的天然宝库。其产生的次生代谢产物超过400 000种。目前世界上已 发现30多个科的植物含有近百种具有除草作用的天然化合物,其中有些已被开发成天然产 物除草剂,并得到专利保护和推广应用。有些已被开发为除草剂推广应用。环庚草醚(通用 名:Cinmethyl in)就是以植物性化合物;桉树脑为先导化合物开发的一种新型除草剂;而捷 利康公司研制的除草剂Triketones则是以植物次级代谢产物leptospermone为模板开发 的。1999年,Dayan等报道人工合成的植物毒素和天然植物毒素作用的分子靶位很少有重 叠。这样,就可能通过植物源的次级化合物来发现具有新的作用靶位,而且对环境友好的除 草剂。广泛筛选植物中有除草特性的天然产物。并对其中活性物质进行分离鉴定,探索新的 活性化合物,并作为农药先导结构的重要来源。对结构进行衍生及优化。已成为新农药创制 研究的前沿与热点领域,也是获得具有良好的环境相容性农药的有效途径之一。
[0006] 鸦胆子系苦木科(Simaroubaceae)鸦胆子属(Brucea)植物的种子,始载于《本草纲 目拾遗》。5^卯(:1^11等报道了由13.3111:丨(15^61^6-;[1.1中分得对多种动物菌株有显著活性且 毒性较低的鸦胆丁 (Bruceantin)后,有关活性成分的报道引起了人们极大的关注,进一步 研究发现了许多新的具有抗肿瘤活性的苦木内酯类化合物。鸦胆子素 D有研究报导可作为 抗病毒剂对烟草花叶病毒(TMV)等具有较好活性,对甜菜夜蛾等昆虫有防治效果,另外在体 外对肿瘤细胞也有很好的抗肿瘤作用,而关于其除草活性的报道还没有。

【发明内容】

[0007] 本发明的目的在于提供一种可显著抑制单双子叶杂草种子萌发及株高和根系生 长的化合物,该化合物在较低浓度下可显著抑制杂草种子萌发。
[0008]为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种抑制杂草种子萌发及生长的化 合物,其特征在于,其分子结构式如通式(I)
[0010]本发明的第二目的是提供一种化合物的在抑制杂草萌芽及生长中的应用。
[0011]进一步的,所述化合物在抑制野燕麦种子萌芽及生长中应用,所述化合物的水溶 液能到为5-200yg/mL。
[0012] 进一步的,所述化合物在抑制自生油菜种子萌芽及生长中应用,所述化合物的水 溶液能到为50-400yg/mL。
[0013] 本发明的有益技术效果是:本发明通过比较不同浓度鸦胆子素 D对野燕麦和自生 油菜的种子萌发和生长影响,发现鸦胆子素 D对单子叶杂草野燕麦(Avena fatua L.)和双 子叶杂草自生油菜(Brassica napus L.)的种子萌发和生长有显著的抑制作用。鸦胆子素 D 水溶液200yg/mL即可完全抑制单子叶杂草野燕麦(Avena fatua L.)种子萌发,400yg/mL即 可完全抑制双子叶杂草自生油菜(Brassica napus L.)种植萌发。鸦胆子素 D在控制杂草方 面有广阔的应用开发前景。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1、鸦胆子素 D不同浓度水溶液对野燕麦(Avena fatua L.)杂草种子萌发及幼苗 生长的影响;
[0016]图2、鸦胆子素 D 400yg/mL水溶液对野燕麦(Avena fatua L.)杂草种子萌发及幼 苗生长的影响;
[0017]图3、鸦胆子素 D 200yg/mL水溶液对野燕麦(Avena fatua L.)杂草种子萌发及幼 苗生长的影响;
[0018]图4、鸦胆子素 D不同浓度水溶液对自生油菜(Brassica napus L.)种子萌发及幼 苗生长的影响;
[0019] 图5、鸦胆子素 D 200yg/mL7jC溶液对自生油菜(Brassica napus L.)种子萌发及幼 苗生长的影响。
【具体实施方式】
[0020] 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作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。
[0021] 实施例1
[0022]鸦胆子素 D对单子叶杂草野燕麦(Avena fatua L.)种子萌发及生长的显著影响是 从其纯品的不同浓度水溶液中筛选出来的。
[0023] 1.鸦胆子素 D纯品溶液的配制
[0024] 配制7个浓度的鸦胆子素0水溶液,分别为6.25以8/1111^、12.5以8/1111^、25以8/1111^、5(^区/ mL、100yg/mL、200yg/mL、400yg/mL,以清水为空白对照。
[0025] 2.野燕麦种子处理
[0026] 选取大小一致、颗粒饱满的野燕麦种子,用2.5%NaC10溶液浸泡,同时用磁力搅拌 器搅拌lOmin,再用无菌水搅拌冲洗3次(每次3min),吸水纸吸干,25°C的条件下催芽24h,挑 选露白一致的野燕麦种子进行测定。
[0027] 在高压灭菌后的玻璃培养皿(直径9cm)中铺双层滤纸,分别加入制备好的不同浓 度(6 · 25yg/mL、12 · 5yg/mL、25yg/mL、50yg/mL、100yg/mL、200yg/mL、400yg/mL)鸦胆子素 D 水 溶液5mL,以清水为CK对照。每皿放置露白一致的野燕麦20粒,按4*5排列,每个处理3次重 复。
[0028] 3.化合物抑草效应检测方法
[0029]采用培养皿滤纸法,在铺有双层滤纸的9cm培养皿中加入5mL不同浓度的待测处理 液,对照加等量的蒸馏水。试验采取完全随机区组设计,每个处理设3次重复。
[0030]将培养皿放在25 °C恒温培养箱中培养3天,第4天开始培养箱内的光照周期为12h 光照/12h黑暗。培养期间加适量无菌水保持种子及幼苗生长所需要的水分。1天测定种子发 芽率,7天分别测定野燕麦幼苗根长、芽长、发芽总数及计算抑制率。
[0031] (1).测量指标
[0032]萌发率:萌发的标准是胚根突破种皮l_2mm。
[0033] 根长:根颈部位到根尖部位作为根长。每个培养皿测全部发芽的种子,每个处理共 取3个培养皿,用量度为20cm的直尺测定根长。
[0034] 株高:以根颈以上部位的长度作为株高。每个培养皿测全部发芽的种植,每个处理 共取3个培养皿,用量度为20cm的直尺测定株高。
[0035]萌发率=(种子的萌发数/培养皿中种子总数)X 100%
[0036]根长(株高)抑制率:引用Williamson等和曾任森的方法计算株高抑制率。公式为: IRiOVTO XIOO/To,其中1^为测试项目的处理值,T 〇为对照值。当IR>0时表示存在抑制效 应,IR〈0时表示存在促进效应。IR的绝对值表示抑制作用的强弱。
[0037]综合抑制效应指数(SE):是萌发、根长和株高3个测定指标的对照抑制百分率的算 术平均值,是评价化合物对植株萌发及生长整体影响的参数。
[0038] (2).试验结果
[0039]表1鸦胆子素 D不同浓度水溶液对野燕麦(Avena fatua L.)杂草种子萌发及幼苗 生长的影响
[0041]由表1、图1-3中可以看出,鸦胆子素 D在不同浓度条件下对野燕麦种子萌芽和生长 具有抑制作用,当浓度200yg/mL时,抑制野燕麦(Avena fatua L.)杂草的种子萌发效果最 佳。鸦胆子素 D对于单子叶杂草野燕麦(Avena fatua L.)种子萌发具有显著的抑制作用。 [0042] 实施例2
[0043]鸦胆子素 D对自生油菜(Brassica napus L.)种子萌发及生长的显著影响是从其 纯品的不同浓度水溶液中筛选出来的。
[0044] 1.鸦胆子素 D纯品溶液的配制
[0045] 配制7个浓度的鸦胆子素 0水溶液。分别为6.25以8/1111^、12.5以8/1111^、25以8/1111^、5(^区/ mL、100yg/mL、200yg/mL、400yg/mL,以清水为空白对照。
[0046] 2.油菜种子处理
[0047] 选取大小一致、颗粒饱满的野燕麦种子,用2.5%NaC10溶液浸泡,同时用磁力搅拌 器搅拌lOmin,再用无菌水搅拌冲洗3次(每次3min),吸水纸吸干,25°C的条件下催芽24h。挑 选露白一致的野燕麦种子进行测定。
[0048] 在高压灭菌后的玻璃培养皿(直径9cm)中铺双层滤纸,分别加入制备好的不同浓 度(6 · 25yg/mL、12 · 5yg/mL、25yg/mL、50yg/mL、100yg/mL、200yg/mL、400yg/mL)鸦胆子素 D 水 溶液5mL,以清水为CK对照。每皿放置露白一致的油菜种子16粒,按4*4排列,每个处理3次重 复。
[0049] 3.化合物抑草效应检测方法
[0050] 采用培养皿滤纸法,在铺有双层滤纸的9cm培养皿中加入5mL不同浓度的待测处理 液,对照加等量的蒸馏水。试验采取完全随机区组设计,每个处理设3次重复。
[0051 ]将培养皿放在25 °C恒温培养箱中培养3天,第4天开始培养箱内的光照周期为12h 光照/12h黑暗。培养期间加适量无菌水保持种子及幼苗生长所需要的水分。1天测定种子发 芽率,7天分别测定油菜幼苗根长、芽长、鲜重、发芽数及计算抑制率 [0052] (1)测量指标
[0053]萌发率:萌发的标准是胚根突破种皮l_2mm。
[0054] 根长:根颈部位到根尖部位作为根长。每个培养皿测全部发芽的种子幼苗,每个处 理共取3个培养皿,用量度为20cm的直尺测定根长。
[0055] 株高:以根颈以上部位的长度作为株高。每个培养皿测全部发芽的种子幼苗,每个 处理共取3个培养皿,用量度为20cm的直尺测定株高。
[0056] 鲜重:发芽种子幼苗的总量作为鲜重。每个培养皿发芽的种子幼苗,用吸水纸吸干 表面水分后,用天平测定鲜重。
[0057]萌发率=(种子的萌发数/培养皿中种子总数)X 100%
[0058]根长、株高、鲜重抑制率:引用Williamson等和曾任森的方法计算株高抑制率。公 式为:IR^To-TjXlOO/To,其中T1为测试项目的处理值,To为对照值。当IR>0时表示存在 抑制效应,IR〈〇时表示存在促进效应。IR的绝对值表示抑制作用的强弱。
[0059] 综合效应指数(SE):是萌发、根长和株高3个测定指标的对照抑制百分率的算术平 均值,是评价化合物对植株萌发及生长整体影响的参数。
[0060] (2)试验结果
[0061] 表2鸦胆子素 D不同浓度水溶液对自生油菜(Brassica napus L.)种子萌发及幼 苗生长的影响
[0064]由表表2、附图4-5中可以看出,鸦胆子素 D在不同浓度条件下对自生油菜种植萌芽 和生长具有抑制作用;当鸦胆子素 D在400yg/mL时,抑制双子叶植物油菜(Brassica napus L.)的种子萌发的效果最佳。鸦胆子素 D对于双子叶杂草自生油菜(Brassica napus L.)种 子萌发具有显著的抑制作用。
[0065] 本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术 语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该 理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意 义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0066] 最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参 照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解:依然可以对本 发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均 应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种抑制杂草种子萌发及生长的化合物,其特征在于,其分子结构式如通式(I)2. 根据权利要求1所述化合物的在抑制杂草萌芽及生长中的应用。3. 根据权利要求1或2所述化合物的应用,其特征在于,所述化合物在抑制野燕麦种子 萌芽及生长中应用,所述化合物的水溶液能到为5-200yg/mL。4. 根据权利要求1或2所述化合物的应用,其特征在于,所述化合物在抑制自生油菜种 子萌芽及生长中应用,所述化合物的水溶液能到为50-400yg/mL。
【文档编号】A01P13/00GK106046018SQ201610408340
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】李玮, 沈硕, 郭青云
【申请人】青海省农林科学院
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