本发明涉及作物病害防治,特别是涉及一种基于植物源碳纳米点的小麦茎基腐病防控制剂及应用。
背景技术:
1、小麦茎基腐病( fusarium crown rot, fcr)是由假禾谷镰刀菌( fusarium pseudograminearum)引起的重大土传真菌病害,在全球小麦主产区广泛发生,严重威胁小麦产量与品质。目前,针对该病害的防治主要依赖以下手段,但均存在显著缺陷:
2、1. 化学防治:以戊唑醇、苯醚甲环唑等化学杀菌剂进行拌种或灌根。然而,长期使用导致病原菌抗药性日益增强、土壤农药残留超标,破坏农田生态平衡,并存在食品安全隐患。
3、2. 农业防治:采用轮作、深翻等措施。但在耕地资源紧张的现实条件下,其推广应用受到极大限制。
4、3. 抗病品种选育:因小麦可利用的抗茎基腐病基因资源匮乏,且育种周期漫长,进展相对缓慢,难以满足当前生产急需。
5、因此,开发高效、绿色、安全且不易诱导病原菌抗性的新型防治策略是当前亟待解决的重大问题。
6、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明针对小麦茎基腐病现有化学防治导致的病原菌抗药性增强、农药残留及环境风险问题,以及真菌结构复杂性导致的绿色防控技术匮乏的缺陷,采用以天然姜黄为碳源水热合成的碳纳米点(cds)作为光动力抗菌剂的技术手段,在光照条件下激发高活性氧自由基(ros)高效杀灭假禾谷镰刀菌孢子、抑制其菌丝生长及孢子萌发,从而取得无化学残留、不易诱导抗性、环境友好且盆栽防效显著(如0.3 g/l cds光照30分钟灭活率100 %)的绿色防控技术效果。
2、根据本公开的一个方面,将植物源碳纳米点或其纳米制剂应用在如下(1)~(5)中的至少一项:
3、(1)防治小麦茎基腐病或制备治防治小麦茎基腐病的药剂;
4、(2)灭活假禾谷镰刀菌孢子或制备灭活假禾谷镰刀菌孢子的药剂;
5、(3)抑制假禾谷镰刀菌孢子萌发或制备抑制假禾谷镰刀菌孢子萌发的制剂;
6、(4)抑制假禾谷镰刀菌孢子芽管伸长或制备抑制假禾谷镰刀菌孢子芽管伸长的制剂;
7、(5)阻断假禾谷镰刀菌菌丝体生长或制备阻断假禾谷镰刀菌菌丝体生长的药剂。
8、根据本公开的第二个方面,提供一种有效成分为植物源碳纳米点的纳米制剂产品,其具有以下(1)~(5)功能或作用中的至少一项:
9、(1)防治小麦茎基腐病;
10、(2)灭活假禾谷镰刀菌孢子;
11、(3)抑制假禾谷镰刀菌孢子萌发;
12、(4)抑制假禾谷镰刀菌孢子芽管伸长;
13、(5)阻断假禾谷镰刀菌菌丝体生长。
14、在本公开的一些实施例中,所述纳米制剂含植物源碳纳米点 ≥ 0.01 g/l。
15、在本公开的一些实施例中,所述应用或所述纳米制剂产品施用于如下光催化条件实施:光照强度 ≥ 2000 lux,光照时间 ≥ 10 min。
16、根据本公开的第三个方面,提供一种小麦茎基腐病的绿色防控方法,包括:
17、将植物源碳纳米点配制成0.05 ~ 0.3 g/l的工作液;将所述工作液施作于小麦茎基部后保持光照条件:光照强度 ≥ 2000 lux、光照时间 ≥ 10 min。
18、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下任一技术效果或优点:
19、1. 材料绿色环保,制备简便经济:以天然、可再生的姜黄为碳源,采用水热法合成cds。该工艺原料来源广泛、制备方法简单、成本低廉,所得cds具备优异的光催化性能、良好的化学稳定性与生物相容性,且细胞毒性低,解决了化学农药的环境污染和残留问题。
20、2. 高效特异性抗真菌机制:cds在自然光照条件下,能够高效激发产生高浓度的活性氧自由基(ros)。通过多种ros及其协同作用,该材料可快速、高效地杀灭假禾谷镰刀菌孢子(例如,0.3 g/l浓度下光照30 min即可完全灭活1×106cfu/ml的孢子悬液),并显著抑制其菌丝生长和分生孢子萌发(表现为浓度依赖性抑制,0.3 g/l可完全抑制)。该光动力抗菌机制作用靶点多,不易诱导病原菌产生抗药性,克服了化学杀菌剂抗性增强的难题。
21、3. 显著的田间防病效果:盆栽试验证实,cds能有效控制小麦茎基腐病的发生与发展。具体表现为:cds处理(光照30 min)后,小麦茎基部病斑长度随cds浓度增加而显著减小;在0.3 g/l 浓度下,平均病斑长度仅为0.17 cm,平均病情指数评分低至1.7,病原菌在小麦组织中的相对表达量也显著降低至0.024。这明确验证了其在实际病害防控中的良好防效。
22、4. 安全性高,促生无碍:应用过程中对小麦植株生长无不良影响,无化学农药残留,对人体和环境安全性高,符合农产品安全生产要求。
23、5. 应用前景广阔:本发明为小麦茎基腐病的防治提供了一种高效、绿色、安全、不易产生抗性的新策略,具有重要的理论意义和广阔的农业推广价值,尤其适用于替代或减少传统化学农药的使用。
1.植物源碳纳米点或其纳米制剂在如下(1)~(5)中至少一项的应用:
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述植物源碳纳米点为姜黄碳纳米点。
3.一种纳米制剂产品,其特征在于,其有效成分为植物源碳纳米点,其具有以下(1)~(5)功能或作用中的至少一项:
4.根据权利要求1所述的应用或权利要求3所述的纳米制剂产品,其特征在于,所述纳米制剂含植物源碳纳米点 ≥ 0.01 g/l。
5.根据权利要求1所述的应用或权利要求3所述的纳米制剂产品,其特征在于,所述应用或所述纳米制剂产品施用于如下光催化条件实施:光照强度≥ 2000 lux,光照时间 ≥10 min。
6.一种小麦茎基腐病的绿色防控方法,其特征在于,包括: