本發(fā)明涉及褪黑素的新用途,尤其涉及褪黑素抑制植物卵菌病害的新用途及新型植物卵菌殺菌劑。
背景技術(shù):
卵菌屬于色菌界,由于其形態(tài)特征和生活習(xí)性與真菌相似,通常被稱為真菌;但在進(jìn)化地位上卵菌與真菌相差很遠(yuǎn),而與褐藻和硅藻有更近的親緣關(guān)系,從而形成一個(gè)獨(dú)特的二倍體微生物類群。卵菌可侵染農(nóng)林生產(chǎn)上的眾多植物,引致多種毀滅性病害。
馬鈴薯晚疫病由致病疫霉(phytophthorainfestans)引起,是導(dǎo)致馬鈴薯莖葉死亡和塊莖腐爛的一種毀滅性卵菌病害,該病害可以導(dǎo)致田間馬鈴薯的嚴(yán)重?fù)p失,危害重的年份會(huì)導(dǎo)致絕收,該病害被視為國(guó)際第一作物病害。馬鈴薯晚疫病菌屬于卵菌門疫霉屬,菌絲為無(wú)色,無(wú)隔膜,較寬,一般適宜的生長(zhǎng)溫度是20-23℃,用吸器深入到寄主細(xì)胞中,同時(shí)產(chǎn)生毒素,對(duì)其進(jìn)行損傷;孢子囊呈檸檬狀,透明,一端具有乳突,另一端有小柄,形成的適宜溫度是19-23℃,可以產(chǎn)生4-8個(gè)腎行游動(dòng)孢子,游動(dòng)孢子呈腎型或卵性,具有兩根鞭毛。
煙草黑脛病屬于土傳病原菌,由煙草疫霉(phytophthoranicotianae)引起,是煙草生產(chǎn)上最具毀滅性的病害之一,又稱煙草疫病,也稱為“黑根”、“黑桿瘋”、“烏頭病”。煙草黑脛病在河南、安徽、山東、貴州、四川、湖南、廣西、云南、福建省等中國(guó)大部分煙區(qū)都有不同程度的發(fā)生,給整個(gè)煙草產(chǎn)業(yè)以及煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入造成了巨大的損失。煙草疫霉屬于卵菌門疫霉屬,菌絲為無(wú)色透明,粗細(xì)不一致,一般適宜的生長(zhǎng)溫度是27-32℃。孢子囊在適宜的條件下萌發(fā),頂生或側(cè)生,呈橢圓形,內(nèi)含許多顆粒。當(dāng)溫度濕度合適時(shí),會(huì)產(chǎn)生圓形或者腎形的游動(dòng)孢子,游動(dòng)孢子具有兩根鞭毛,能在水中游動(dòng)。
褪黑激素(n-乙?;?5-甲氧基色胺)又稱松果體素,是動(dòng)物的松果體產(chǎn)生的一種吲哚類激素,主要作用是參與動(dòng)物晝夜節(jié)律的調(diào)節(jié),抗衰老、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、抗氧化等多項(xiàng)生理功能。1995年,首次在植物中發(fā)現(xiàn)褪黑素,隨后的許多研究表明,褪黑素幾乎存在于所有的植物中。褪黑素在植物體內(nèi)具有很多生理功能,主要包括調(diào)節(jié)光周期、保護(hù)葉綠素、清除自由基及促進(jìn)根、莖的生長(zhǎng),同時(shí),也能增強(qiáng)植物對(duì)各種壓力脅迫的適應(yīng)能力。但是褪黑素在微生物中的研究很少,尤其是通過(guò)直接作用于卵菌,抑制卵菌的生長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行防治還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)以上問(wèn)題提供一種褪黑素抑制植物卵菌病害的新用途及新型植物卵菌殺菌劑。
為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
一種褪黑素在抑制植物卵菌病害中的應(yīng)用。
所述的植物卵菌病害為馬鈴薯晚疫病和煙草黑脛病。
在上述技術(shù)方案中,將褪黑素單獨(dú)或者與化學(xué)殺菌劑聯(lián)合使用用于抑制植物卵菌病害。
在上述技術(shù)方案中,所述的化學(xué)殺菌劑為銀法利或者乙蒜素。
一種殺菌劑,包含褪黑素。
所述的殺菌劑還包含植物卵菌殺菌劑。
上述殺菌劑中,所述植物卵菌殺菌劑為銀法利或者乙蒜素。
本發(fā)明的有益效果是:運(yùn)用褪黑素或褪黑素與農(nóng)藥聯(lián)合來(lái)防治馬鈴薯晚疫病和煙草黑脛病。通過(guò)病菌活體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),單獨(dú)使用褪黑素可以有效的減弱卵菌病害對(duì)宿主植物的侵染能力,并且當(dāng)褪黑素+銀法利或褪黑素+乙蒜素組合達(dá)到相同抑制效果時(shí)的雙藥藥物濃度顯著低于單藥所需的藥物濃度。病菌離體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),單獨(dú)使用褪黑素可以有效的抑制卵菌菌落的生長(zhǎng),并且當(dāng)褪黑素+銀法利或褪黑素+乙蒜素組合使用時(shí)達(dá)到ic50所需的雙藥藥物濃度顯著低于單藥所需的藥物濃度,即褪黑素+銀法利抑制馬鈴薯晚疫病,或褪黑素+乙蒜素抑制煙草黑脛病具有協(xié)同作用。本發(fā)明首次提出了褪黑素可以有效的防治植物卵菌病害,為卵菌病害的防治提供了一種新的思路,并且褪黑素+銀法利或褪黑素+乙蒜素組合具有協(xié)同作用,聯(lián)合使用能夠大幅度提高農(nóng)藥藥效,減少農(nóng)藥的使用量,有利于綠色防控和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)文明的可持續(xù)發(fā)展。
附圖說(shuō)明
圖1為不同濃度的褪黑素單獨(dú)處理接種晚疫病菌的馬鈴薯葉片和塊莖病斑面積的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,dmso為對(duì)照,圖a、b分別為葉片、塊莖處理,圖c為葉片和塊莖用不同濃度的褪黑素處理后的病斑大小統(tǒng)計(jì)。
圖2為不同濃度的褪黑素單獨(dú)處理接種煙草黑脛病菌的煙草葉片病斑面積的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,其中,圖a為煙草葉片處理,圖b為不同濃度的褪黑素處理后的病斑大小統(tǒng)計(jì)。
圖3為活體實(shí)驗(yàn)中褪黑素和銀法利單獨(dú)、聯(lián)合使用處理馬鈴薯葉片和塊莖病斑面積的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,a、b分別為葉片和塊莖處理,c、e分別為葉片采用不同濃度的聯(lián)合處理的病斑大小統(tǒng)計(jì),d、f分別為塊莖采用不同濃度的聯(lián)合處理的病斑大小統(tǒng)計(jì)。
圖4為活體實(shí)驗(yàn)中褪黑素和乙蒜素單獨(dú)、聯(lián)合使用處理煙草黑脛葉片病斑面積的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,a為葉片處理,b、c分別為采用不同濃度的聯(lián)合處理的病斑大小統(tǒng)計(jì)。
圖5為離體實(shí)驗(yàn)中不同濃度的褪黑素處理馬鈴薯晚疫病菌第9天和第14天結(jié)果,a為平板實(shí)驗(yàn)效果示意圖,b為抑制率結(jié)果。
圖6為不同濃度的褪黑素處理煙草黑脛病菌第10天和第18天結(jié)果,a為平板實(shí)驗(yàn)效果示意圖,b、c分別為第10天和第18天抑制率結(jié)果。
圖7為不同濃度組合的褪黑素和銀法利聯(lián)合使用來(lái)處理馬鈴薯晚疫病的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,a、b為平板實(shí)驗(yàn)效果圖,c為不同濃度組合處理的抑制率結(jié)果統(tǒng)計(jì),d為協(xié)同作用曲線。
圖8為不同濃度組合的褪黑素和乙蒜素聯(lián)合使用來(lái)處理煙草黑脛病的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,a、b為平板實(shí)驗(yàn)效果圖,c為不同濃度組合處理的抑制率結(jié)果統(tǒng)計(jì),d為協(xié)同作用曲線。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施例中各試劑均為市售常用試劑。
實(shí)施例1制備實(shí)驗(yàn)用培養(yǎng)基
1、黑麥固體培養(yǎng)基(rsa):①將60g黑麥粒浸泡在300ml蒸餾水中,4℃36小時(shí),避免變質(zhì);②將浸泡水倒出保存在冰箱中,在膨脹的黑麥粒中加入100ml蒸餾水搗碎1-2min,其懸浮液在50℃水浴3h;④用3-4層紗布過(guò)濾懸浮液,保存濾液;⑤在浸泡水(第②步)和濾液(第④步)的混合液中加入20g蔗糖,然后加水至1000ml;⑥最后加入12g瓊脂,高壓滅菌121℃20min。
2、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(pda):稱取商品pda培養(yǎng)基粉末44.3g,溶于1l蒸餾水中,高壓滅菌121℃20min。
實(shí)施例2病菌活體實(shí)驗(yàn)
一、用褪黑素單獨(dú)處理馬鈴薯葉片、馬鈴薯薯塊和煙草葉片
用褪黑素分別處理馬鈴薯葉片、馬鈴薯薯塊和煙草葉片,然后統(tǒng)計(jì)宿主植物的病斑面積。馬鈴薯葉片和體積為2cm×3cm×3mm的馬鈴薯薯塊用不同濃度的褪黑素(1mm、3mm、6mm、8mm和10mm)浸泡3-5分鐘,然后取7mm晚疫病菌塊接種到馬鈴薯葉片和馬鈴薯薯塊上,置于18℃,光照周期12h:12h的條件下,5天。煙草葉片用不同濃度的褪黑素(1mm、3mm、4mm和6mm)浸泡3-5分鐘,然后取7mm煙草黑脛病菌塊接種到煙草葉片上,置于27℃,光照周期12h:12h的條件下,3天。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)的病斑面積(如圖1所示)可以發(fā)現(xiàn),用褪黑素處理馬鈴薯葉片和薯塊,藥物濃度為6mm的時(shí)候病斑面積明顯減少,無(wú)病斑時(shí)的藥物濃度為10mm,說(shuō)明在這種濃度處理下,病菌幾乎失去了侵染能力。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的病斑面積(如圖2所示)可以發(fā)現(xiàn)用褪黑素處理煙草葉片,藥物濃度為4mm的時(shí)候病斑面積明顯減少,無(wú)病斑時(shí)的藥物濃度為6mm,說(shuō)明在這種濃度處理下,病菌幾乎失去了侵染能力。
二、用褪黑素+銀法利聯(lián)合用藥處理馬鈴薯晚疫病菌、用褪黑素+乙蒜素聯(lián)合用藥處理煙草黑脛病菌
用褪黑素+銀法利聯(lián)合用藥處理馬鈴薯葉片、馬鈴薯薯塊,用褪黑素+乙蒜素聯(lián)合用藥處理煙草葉片,然后統(tǒng)計(jì)宿主植物的病斑面積。
馬鈴薯葉片和體積為2cm×3cm×3mm的馬鈴薯薯塊分別用褪黑素(6mm)、銀法利(0.025ml/l)、褪黑素(6mm)+銀法利(0.025ml/l)組合這3種處理進(jìn)行浸泡3分鐘,然后取7mm馬鈴薯晚疫病菌塊接種到馬鈴薯葉片和馬鈴薯薯塊上,置于18℃,光照周期12h:12h的條件下,5天。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的病斑面積(如圖3所示)可以發(fā)現(xiàn),觀察葉片和薯塊上的病斑面積可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)用褪黑素+銀法利聯(lián)合處理馬鈴薯葉片和薯塊,褪黑素(6mm)+銀法利(0.025ml/l)的時(shí)候,宿主幾乎沒(méi)有染病,說(shuō)明在這種濃度處理下,病菌幾乎失去了侵染能力。
煙草葉片分別用褪黑素(4mm)、乙蒜素(0.03ml/l)、褪黑素(4mm)+乙蒜素(0.03ml/l)組合這3種處理進(jìn)行浸泡,然后取7mm煙草黑脛病菌塊接種到煙草葉片上,置于27℃,光照周期12h:12h的條件下,3天。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的病斑面積(如圖4所示)可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)用褪黑素+乙蒜素聯(lián)合處理煙草葉片,褪黑素(4mm)+乙蒜素(0.03ml/l)的時(shí)候,宿主幾乎沒(méi)有染病,說(shuō)明在這種濃度處理下,病菌幾乎失去了侵染能力。
實(shí)施例3病菌離體實(shí)驗(yàn)
一、用褪黑素分別處理馬鈴薯晚疫病和煙草黑脛病
配置黑麥固體培養(yǎng)基,然后培養(yǎng)基中向加入褪黑素,加入的褪黑素終濃度為(1mm、1.5mm、2mm、3mm和5mm)。取7mm馬鈴薯晚疫病菌菌塊放置于培養(yǎng)基中間,封口放置在18℃、黑暗條件下培養(yǎng)14天;配置pda培養(yǎng)基,然后向培養(yǎng)基中加入褪黑素,加入的褪黑素終濃度為(2mm、4mm、6mm、8mm和9mm)。取7mm煙草黑脛病菌塊放置于培養(yǎng)基中間,封口后放置在27℃、黑暗條件下培養(yǎng)18天。
觀察兩種病菌生長(zhǎng)狀況(如圖5、6所示)可以發(fā)現(xiàn),隨著褪黑素濃度的增加,病菌生長(zhǎng)受到的抑制越來(lái)越明顯。用褪黑素處理馬鈴薯晚疫病菌,ic50的藥物濃度為3mm,完全抑制病菌的藥物濃度為5mm;用褪黑素處理煙草黑脛菌,ic50的藥物濃度為6mm,完全抑制病菌的藥物濃度為9mm。
二、聯(lián)合用藥處理
1)用褪黑素+銀法利組合用藥處理馬鈴薯晚疫病菌
褪黑素的濃度分別為:1mm、2mm、3mm;銀法利的濃度分別為:0.001ml/l、0.005ml/l、0.01ml/l,將上述褪黑素和銀法利的濃度分別兩兩組合來(lái)處理馬鈴薯晚疫病菌,褪黑素+銀法利的濃度分別為:1mm+0.001ml/l,1mm+0.005ml/l,1mm+0.01ml/l,2mm+0.001ml/l,2mm+0.005ml/l,2mm+0.01ml/l,3mm+0.001ml/l,3mm+0.005ml/l,3mm+0.01ml/l。
2)用褪黑素+乙蒜素組合用藥處理煙草黑脛病菌
褪黑素的濃度分別為:2mm、4mm、6mm;乙蒜素的濃度分別為:0.01ml/l、0.05ml/l、0.1ml/l,將上述褪黑素和乙蒜素的濃度分別兩兩組合來(lái)處理煙草黑脛病菌,褪黑素+乙蒜素的濃度分別為:2mm+0.01ml/l,2mm+0.05ml/l,2mm+0.1ml/l,4mm+0.01ml/l,4mm+0.05ml/l,4mm+0.1ml/l,6mm+0.01ml/l,6mm+0.05ml/l,6mm+0.1ml/l。
觀察病菌生長(zhǎng)狀況(如圖7、8所示)可以發(fā)現(xiàn),隨著褪黑素+銀法利和褪黑素+乙蒜素組合用藥濃度的增加,兩種病菌生長(zhǎng)受到的抑制越來(lái)越明顯。用褪黑素+銀法利組合用藥處理馬鈴薯晚疫病菌,ic50的藥物濃度為褪黑素(2mm)+銀法利(0.0005ml/l);完全抑制的藥物濃度為褪黑素(3mm)+銀法利(0.01ml/l);用褪黑素+乙蒜素組合用藥處理煙草黑脛病菌,ic50的藥物濃度為褪黑素(4mm)+乙蒜素(0.007ml/l);完全抑制的藥物濃度為褪黑素(6mm)+乙蒜素(0.1ml/l)。同時(shí),根據(jù)compusyn軟件計(jì)算得到褪黑素+銀法利,褪黑素+乙蒜素,兩種藥物組合具有協(xié)同效應(yīng),在圖7、8中的協(xié)同作用曲線中,ci<1表示不具有協(xié)同作用;ci=1表示具有疊加作用;ci>1表示具有拮抗作用。