植物毒素fusaricacid在制备杂草抑制剂或除草剂中的应用

本发明涉及植物毒素fusaric acid在制备杂草抑制剂或除草剂中的应用，属于生物农药。

背景技术：

1、棉花是我国种植业生产中最重要的经济作物，其商品率可达95％以上，作为原材料被广泛应用于纺织工业、化工、医药和国防等领域，在国民经济中占有重要地位。棉花上发生病害类型很多，最严重的是黄萎病和枯萎病。两种病害一旦发病会产生多次再侵染，造成毁灭性损失。

2、棉花枯萎病致病菌为尖孢镰刀菌萎蔫专化型(fusarium oxysporumschlect.f.sp.vasinfectum(atk.)snyd.&hans.)。棉花枯萎病的致病机理一般认为有两种假说，一是堵塞假说：棉花枯萎病病菌菌丝体在导管内大量繁殖，棉株茎部木质部导管被堵塞，水分在棉株体内的运转的受阻。同时，导管内壁的果胶物质会被枯萎病菌分泌的甲基脂酶所降解，致使导管中的树胶和凝胶体的聚集，造成导管的充塞程度进一步加剧；二是毒素假说：棉花枯萎病病菌在自身的生长代谢过程中会产生毒素等次生代谢物，这些毒素致使棉株细胞中毒死亡而发生萎蔫。因此研究棉花尖孢镰刀菌毒素对防治枯萎病具有重要意义。

3、植物病原菌毒素除了能够引起植物病害，在农业生产上也有很大应用价值，包括：(1)在作物抗病育种中的应用。由于植物病原菌毒素能够产生与病原菌一样的致病作用，因此可以利用它作为筛选剂，进行作物抗病性鉴定和抗性材料离体筛选，这样更加简便、快速。(2)在病害防治中的应用。根据毒素结构，合成其类似物或类毒素作用于病原菌，从而抑制毒素的产生，以达到杀菌的目的；(3)在杂草控制中的应用。作为植物毒素，它们不仅引发作物病害，同时也有成为除草剂的潜力。目前有约150种植物病原真菌毒素具有作为除草剂的潜力，可以杀灭杂草以及寄生植物。尽管真菌能够产生如此多的活性物质，目前市场上基于真菌天然产物的生物除草剂却为零。化学除草剂的出现，在防治杂草的同时，也引发了一系列的问题，如环境污染、农药残留以及杂草抗性。因此开发环保、高效的新型除草剂已迫在眉睫。而微生物天然产物除草剂由于其对杂草的选择性高、易降解、资源丰富等优点，符合农业可持续发展的要求，需要我们投入更多的努力去挖掘新分子。

技术实现思路

1、发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供植物毒素fusaric acid在制备杂草抑制剂或除草剂中的应用。

2、技术方案：本发明所述植物毒素fusaric acid在制备杂草抑制剂或除草剂中的应用。

3、其中，所述杂草包括单子叶杂草和双子叶杂草。

4、其中，所述单子叶杂草包括稗草、马唐、千金子等；所述双子叶杂草包括鳢肠等。

5、其中，所述植物毒素fusaric acid的分子量为178.0879[m-h]-，分子式为c10h13no2，化学结构式如下：

6、

7、其中，所述植物毒素fusaric acid是通过棉花尖孢镰刀菌发酵培养后，在发酵液提取物里分离得到。

8、其中，所述植物毒素fusaric acid的制备包括以下步骤：

9、(1)利用pda培养基培养尖孢镰刀菌，将菌丝体接种到麦芽液体培养基进行扩大培养，得到尖孢镰刀菌的有效液体培养物；

10、(2)将尖孢镰刀菌的有效液体培养物经乙酸乙酯萃取，减压浓缩，获得次级代谢粗提物；

11、(3)利用柱层析对次级代谢粗提物进行分离纯化，再利用hplc分离单个化合物，得到植物毒素fusaric acid。

12、其中，步骤(1)中，所述扩大培养条件为25℃，160rpm，振荡培养14天。

13、其中，步骤(2)中，所述柱层析包括硅胶柱、反向c18 flash柱以及sephadex lh20凝胶柱。

14、其中，步骤(3)中，每一步分离纯化都通过喷洒稗草来确定含有活性化合物的组分。

15、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

16、(1)本发明植物毒素fusaric acid对双子叶杂草鳢肠种子萌发的抑制效果优于激素类除草剂毒莠定(picloram)；对双子叶杂草鳢肠和单子叶杂草千金子的抑制效果优于激素类除草剂二氯吡啶酸(clopyralid)。

17、(2)本发明植物毒素fusaric acid有望开发成绿色环保、低毒高效的除草剂及先导化合物，具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.植物毒素fusaric acid在制备杂草抑制剂中的应用。

2.植物毒素fusaric acid在制备除草剂中的应用。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述杂草包括单子叶杂草和双子叶杂草。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述单子叶杂草包括稗草、马唐、千金子；所述双子叶杂草包括鳢肠。

5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述植物毒素fusaric acid的分子量为178.0879[m-h]-，分子式为c10h13no2，化学结构式如下：

6.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述植物毒素fusaric acid是通过棉花尖孢镰刀菌发酵培养后，在发酵液提取物里分离得到。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述植物毒素fusaric acid的制备包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述扩大培养条件为25℃，160rpm，振荡培养14天。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述柱层析包括硅胶柱、反向c18 flash柱以及sephadex lh20凝胶柱。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤(3)中，每一步分离纯化都通过喷洒稗草来确定含有活性化合物的组分。

技术总结
本发明公开了植物毒素fusaric acid在制备杂草抑制剂或除草剂中的应用，所述植物毒素fusaric acid的分子量为178.0879[M‑H]‑，分子式为C10H13NO2，化学结构式如下式I所示，植物毒素fusaric acid是通过棉花尖孢镰刀菌发酵培养后，在发酵液提取物里分离得到。本发明植物毒素fusaric acid对于杂草(包括单子叶杂草和双子叶杂草)种子的萌发和生长均有抑制作用，对杂草有杀灭作用，有望开发成绿色环保、低毒高效的除草剂及先导化合物，具有广泛的应用前景。

技术研发人员：郝婷婷,张保龙,周珍珍,杨霞,唐兆成
受保护的技术使用者：江苏省农业科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13