东莨菪内酯和原儿茶酸在防治荔枝霜疫霉病中的应用

1.本发明属于植物病害防治技术领域，具体涉及东莨菪内酯和原儿茶酸在防治荔枝霜疫霉病中的应用。


背景技术：

2.病害使植物的正常生长和发育受到干扰和破坏，使其从生理机能到组织结构上均发生了一系列的变化，以致在外部形态上表现出异常，最后导致产量降低、品质变劣。其中，荔枝霜疫霉病是由荔枝霜疫霉菌(peronophthoralitchii(chen)exko et al.)侵染所引起的、发生在荔枝上的一种最为严重的病害之一，其主要为害接近成熟或成熟的果实，对荔枝叶片、花穗、结果小枝、果柄、幼果等也存在一定的危害。荔枝霜疫霉菌是一种植物病原真菌，对荔枝的致病力极强，在自然条件下除侵染荔枝外，还可侵染番木瓜，番茄和丝瓜等果实。
3.目前生产上对荔枝霜疫病的防治以化学防治为主，而长期使用化学防治的手段防治病害，会使病原菌的抗药性增强，随着传统杀菌剂用量的长期不断加大，农作物中的化学残留上升，对食品安全造成极大威胁的同时，也给环境造成巨大的污染。而天然活性物质具有无污染、环境友好的优点，因此挖掘新的能抑制荔枝霜疫霉菌生长的天然活性物质，有利于对荔枝霜疫病的防治，对提高荔枝产量和品质具有十分重要的作用。
4.东莨菪内酯，英文名为scopoletin是一类苯丙素类有机物。目前，尚未有研究报道过东莨菪内酯在植物上有抑菌活性，特别是抗荔枝霜疫霉菌的活性。
5.原儿茶酸，又叫3，4-二羟基苯甲酸，英文名为protocatechuic acid，是一种多羟基酸。目前，原儿茶酸在植物上的抑菌活性，尤其是抗荔枝霜疫霉菌的活性，也都没有被报道过。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了两种抑制荔枝霜疫霉菌生长的天然有机物，所述天然有机物为东莨菪内酯和原儿茶酸，这两种有机物能够协同抑制荔枝霜疫霉菌生长，属于新的抗植物真菌有机物，可用于开发成新的荔枝抗真菌病药物。
7.为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
8.本发明提供了东莨菪内酯和/或原儿茶酸在荔枝霜疫霉病防治中的应用。
9.本发明还提供了东莨菪内酯和/或原儿茶酸在抑制荔枝霜疫霉菌中的应用。
10.本发明经研究发现，东莨菪内酯和原儿茶酸均能抑制荔枝霜疫霉菌的生长，而且东莨菪内酯和原儿茶酸可以协同增强抑制荔枝霜疫霉菌生长的效果。
11.本发明还提供了东莨菪内酯和/或原儿茶酸在防治荔枝采后感染荔枝霜疫霉病菌中的应用。
12.本发明经研究发现，东莨菪内酯和原儿茶酸均能在成熟荔枝果实上防止感染荔枝霜疫霉菌，而且东莨菪内酯和原儿茶酸在新鲜荔枝果实上可以协同抑制荔枝霜疫霉病，起
到荔枝果实的保鲜作用。
13.本发明还提供了东莨菪内酯和/或原儿茶酸在制备防治荔枝霜疫霉病的药剂中的应用。
14.本发明还提供了东莨菪内酯和/或原儿茶酸在制备抑制荔枝霜疫霉菌生长的抑菌剂中的应用。
15.本发明的东莨菪内酯和原儿茶酸可以单独或联合制成药物作为抗荔枝霜疫霉病的药剂使用，也可以与其它抗荔枝霜疫霉病的药剂一起使用，以增强抗菌效果或降低成本。所制成的药剂可以是固体形式(如粉剂、颗粒剂、脂质体等，其固体载体可以是无毒、生物可降解的、亲水性或疏水性物质)，也可以是液体形式(如溶液、乳浊液、混悬液等，其液体载体可以是水、亲水性或疏水性有机溶剂及其各种比例在水中的混合物)。
16.本发明还提供了一种用于防治荔枝霜疫霉病的药剂(比如新型抗生素或农用药物)，所述药剂的活性成分为东莨菪内酯或原儿茶酸。
17.本发明还提供了一种用于防治荔枝霜疫霉病的药剂(比如新型抗生素或农用药物)，所述药剂的活性成分为东莨菪内酯和原儿茶酸。
18.本发明所述的东莨菪内酯和原儿茶酸作为有效成分，添加到农药用载体或组合物中，制成农药，可以采用通常的农药剂型和使用方法，用于防治荔枝霜疫霉病害。
19.实际使用时，为了使东莨菪内酯和原儿茶酸在荔枝表面可以很好的粘附，东莨菪内酯和原儿茶酸的溶液可以添加一些常用的粘附剂或表面活性剂。
20.本发明还提供了一种防治荔枝霜疫霉病的方法，具体为：先将东莨菪内酯和/或原儿茶酸制成溶液，再将溶液喷施于荔枝果实上。
21.优选地，东莨菪内酯和原儿茶酸的浓度均为100-200μg/ml。更优选地，东莨菪内酯和原儿茶酸的浓度均为200μg/ml。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.本发明公开了两种能抑制荔枝霜疫霉菌的有机物东莨菪内酯和原儿茶酸。其中，东莨菪内酯的英文名为scopoletin，是一类苯丙素类有机物，原儿茶酸的英文名为protocatechuic acid，是一种多羟基酸。本发明首次发现东莨菪内酯和原儿茶酸在培养基中以及在成熟荔枝果实上能够抑制荔枝霜疫霉菌的生长，同时还发现东莨菪内酯和原儿茶酸在培养基中以及在成熟荔枝果实上可以协同增强抑制荔枝霜疫霉真菌生长的作用。预示东莨菪内酯和原儿茶酸在植物抗病领域特别是抗荔枝霜疫病领域具有潜在的应用价值，可用于新型抗生素或农用药物的开发。此外，东莨菪内酯和原儿茶酸属于天然化学产物，绿色、安全，有益于人体健康，符合食品安全要求，起到了防治荔枝霜疫霉病及对荔枝果品的保鲜作用。
附图说明
24.图1为实施例1中东莨菪内酯和原儿茶酸有机物的筛选结果(荔枝霜疫霉菌处理组和对照组东莨菪内酯和原儿茶酸的含量)；
25.图2为东莨菪内酯和原儿茶酸在培养基中对荔枝霜疫霉的抑制结果(每组进行三个生物学重复，每次重复均包含3个平行试验作为技术重复，各实验组和对照组随机挑选荔枝霜疫霉菌落生长情况用于拍照)；
26.图3为东莨菪内酯和原儿茶酸在培养基中抑制荔枝霜疫霉的菌斑面积统计结果(每组进行三个生物学重复，每次重复均包含3个平行试验作为重复)；
27.图4为东莨菪内酯和原儿茶酸在新鲜荔枝上对荔枝霜疫霉菌的抑制结果(每组进行三个生物学重复，每个生物学重复设置3个技术重复，每个重复试验组和对照组设置10颗荔枝果实，各组随机挑选10颗荔枝果实用于拍照)；
28.图5为东莨菪内酯和原儿茶酸在新鲜荔枝上抑制荔枝霜疫霉菌的病情指数统计结果(每组进行三个生物学重复，每个生物学重复设置3个重复)。
具体实施方式
29.下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
30.除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。本发明所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
31.除非另外指明，本发明的实施例中所使用的实验方法，均为植物学、微生物学和植物病理学等传统方法，实施例中所用到的各种试剂耗材，均为市售产品。
32.实施例1东莨菪内酯和原儿茶酸有机物的筛选
33.试验所用荔枝材料为国家果树种质广州荔枝圃提供的荔枝材料“妃子笑”。分别在荔枝新鲜叶片上接种5μl荔枝霜疫霉菌孢子悬液(处理组)和灭菌水(对照组)；所用孢子悬液中的孢子数为4
×
104个/ml；上述荔枝叶片处理24小时后，分别收集1g所处理的叶片委托北京奥维森基因科技有限公司进行代谢组学测定；根据代谢组学数据，统计分析处理组和对照组代谢物差异，筛选到有机物东莨菪内酯和原儿茶酸。
34.东莨菪内酯和原儿茶酸在荔枝霜疫霉菌处理组中的含量显著高于对照组(如图1所示)。其中，东莨菪内酯的英文名为scopoletin，分子量为192.17；原儿茶酸的英文名为protocatechuic acid，分子量为154.12。东莨菪内酯和原儿茶酸的结构式分别如式(ⅰ)、式(ⅱ)所示：
[0035][0036]
实施例2东莨菪内酯和原儿茶酸有机物在胡萝卜培养基中对荔枝霜疫霉菌的协同增强抑制作用
[0037]
试验所用试剂东莨菪内酯、原儿茶酸、制霉菌素和dmso均购买于上海麦克林生化科技有限公司。
[0038]
(1)试验方法：
[0039]
1)培养基的配制：试验所用培养基为胡萝卜琼脂培养基，配制方法为：将200g去皮胡萝卜榨汁，纱布过滤，取滤液，加入20g琼脂粉，定容到1000ml，灭菌。
[0040]
2)分别添加dmso(阴性对照组)、制霉菌素(阳性对照组)(100μg/ml)、东莨菪内酯(100μg/ml)，原儿茶酸(100μg/ml)，东莨菪内酯(100μg/ml) 原儿茶酸(100μg/ml)至各组胡萝卜培养基中。所用东莨菪内酯、原儿茶酸和制霉菌素均用dmso溶液配置，故用dmso作为阴性对照组；制霉菌素是一类报道能够显著抑制霉菌的抗生素，此处用作阳性对照。
[0041]
3)培养基中抑菌性试验：在上述配制好的培养基中，分别接种5mm荔枝霜疫霉菌块。从接种开始(记为0天)至接种后第5天连续统计并统计菌斑面积(接种后的培养温度为27℃～28℃)。以菌斑面积大小评估各组有机物的抑制性。
[0042]
(2)试验结果：
[0043]
如图2、图3所示，在100μg/ml的浓度下，东莨菪内酯和原儿茶酸均能抑制荔枝霜疫霉菌的生长，其中，东莨菪内酯有机物虽然抑制了荔枝霜疫霉菌的生长，但抑菌效果比阳性对照(制霉菌素)稍差，而原儿茶酸的抑菌效果更弱于东莨菪内酯，和阴性对照差别不大。然而，在同时添加东莨菪内酯和原儿茶酸的培养基中，荔枝霜疫霉菌的生长极其缓慢，表明东莨菪内酯和原儿茶酸可以协同抑制荔枝霜疫霉菌的生长。
[0044]
实施例3东莨菪内酯和原儿茶酸有机物在新鲜活体荔枝中对荔枝霜疫霉菌的协同增强抑制作用
[0045]
试验所用荔枝材料为“桂味”。在新鲜“桂味”荔枝上接种5μl荔枝霜疫霉菌孢子悬液，所用孢子悬液中的孢子数为4
×
104个/ml；在接种霜疫霉孢子液的荔枝上分别喷施以下溶液：阴性对照组：dmso(阴性对照)；试验组：东莨菪内酯(200μg/ml)，原儿茶酸(200μg/ml)，东莨菪内酯(200μg/ml) 原儿茶酸(200μg/ml)。统计接种荔枝霜疫霉菌后第五天(接种后的培养温度为27℃～28℃)实验组和对照组荔枝成熟果实病情指数。
[0046]
病情指数di＝∑(病果数
×
病级数值)/(总果数
×
最高级数值)
×
100；
[0047]
发病率＝病果数/总果数
×
100％；
[0048]
根据病斑面积来评判荔枝病级数值。病斑面积对应的病级数值如下：0级，无病斑；1级，病斑面积占总面积的5％以下；3级，病斑面积占总面积的6％～15％；5级，病斑面积占总面积的16％～25％；7级，病斑面积占总面积的26％～50％；9级，病斑面积占总面积的51％以上。
[0049]
(2)试验结果：
[0050]
如图4、图5所示，东莨菪内酯和原儿茶酸在成熟荔枝果实上均具有一定的抑制荔枝霜疫霉菌的作用，其中，在含有东莨菪内酯的处理组中，荔枝果实的病情指数显著低于阴性对照组，表明东莨菪内酯在成熟荔枝果实上具有抑制荔枝霜疫霉菌的作用。而在原儿茶酸的处理组中，荔枝果实的病情指数显著高于东莨菪内酯，与对照组区别不大，说明单独原儿茶酸对荔枝霜疫霉菌的抑菌性较差。令人惊喜的是，在同时添加东莨菪内酯和原儿茶酸处理的实验组中，所接种后的霜疫霉菌基本不发病(未见病斑)，表明东莨菪内酯和原儿茶酸在新鲜荔枝果实上可以协同抑制荔枝霜疫霉病，防止荔枝果实感染荔枝霜疫霉菌。
[0051]
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多
种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。