CN101265241B - 利用提高植物免疫力防治植物病毒害的方法及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸(NK-F001)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠(NK-F002)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯(NK-F003)以及甲噻酰胺(SZG-7)诱导植物的免疫系统使植物产生对植物病毒抗性用于植物保护的方法和用途，本发明还提供了4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸(NK-F001)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠(NK-F002)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯(NK-F003)以及甲噻酰胺(SZG-7)和苯并噻二唑(活化酯，BTH)以及噻酰菌胺(TDL)和DL-β-氨基丁酸、病毒唑、宁南霉素、安托芬、病毒星1号、病毒星2号和XY-13、XY-30以任意2种或3种组合使用用于提高植物免疫力从而用于诱导植物产生抗病毒活性的用途以及这些单剂和混剂的加工剂型和剂型中有效成分的组成和含量。本发明公开了这些化合物及其组合物可以诱导的植物的范围和诱导植物抗病毒的范围及其在农业和园艺领域中用于植物保护的应用。

Description

利用提高植物免疫力防治植物病毒害的方法及其用途

技术领域

本发明的技术方案涉及利用化学合成的化合物来提高植物免疫力的方法，以及这些化合物在提高农业植物和园艺植物抵抗病毒病害侵染上的用途。

背景技术

植物病毒病是植物的“癌症”，其防治方法目前主要包括物理的方法和化学的方法一机械的方法，但每一种方法均不能达到理想的效果，在化学方法，目前还没有一种完全可以控制植物病毒病害的药剂，由于病毒病的发生与寄主植物之间存在紧密的关系，因此，探索利用植物自身抗性的机制进行病毒病的防治一直是农业科学工作者的理想和努力的方向，植物激活剂正是这一方向研究的突出成果，它同时可以避免传统农药通过直接作用于害虫和杂草以及病原物来得到防虫、控草和防病的目的而造成对有益生物造成不良影响和对环境的压力，在目前开发最成功的植物激活剂BTH已经在世界范围内广泛使用(Bakulev V A，Dehaen W.TheChemistry of 1，2，3-thiadiazole，2004，John Wiley&Sons，Inc.)，发明人从基础研究出发，在国家自然科学基金(30270883和20672062)、“973”计划(2003CB114402)和天津市自然科学基金(07JCYBJC01200)以及天津市科技支撑计划国际科技合作项目(07ZCGHHZ01400)的资助下，设计合成并发现N-(5-甲基-1，3-噻唑-2-基)-4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酰胺(以下简称甲噻酰胺)具有很好的生物活性(范志金等，新型[1，2，3]噻二唑衍生物及其合成方法和用途，中华人民共和国国家发明专利，公开号：CN1810808A；范志金等，具有诱导金丝桃属植物次生代谢活性的新化合物，中华人民共和国国家发明专利，公开号：CN2020667A)；其后，发明人对这类化合物进行了系统的结构优化和创制研究(范志金，等，噻二唑甲酰胺衍生物及其合成方法和用途，中华人民共和国国家发明专利，申请号：200810052546.6；范志金，等，含噻二唑的杂环化合物及其合成方法和用途，中华人民共和国国家发明专利，申请号：200810052547.0；范志金，等，噻二唑亚胺衍生物及其合成方法和用途，中华人民共和国国家发明专利，申请号：200810052553.6)。甲噻酰胺对雌、雄大鼠的急性经口的LD₅₀均大于5000mg/kg；对雌、雄大鼠的急性经皮的LD₅₀均大于2000mg/kg；对家兔的急性眼刺激试验结果为轻度刺激；对家兔的急性皮肤刺激试验结果为无刺激；对豚鼠的皮肤致敏试验结果为弱致敏。本究发明涉及利用甲噻酰胺等化合物提高植物免疫力的方法和这些化合物在农业植物和园艺植物保护中的用途。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供新的4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠的合成方法，提供4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸和4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯以及甲噻酰胺提高植物免疫力的方法，以及利用这些化合物提高植物免疫力在农业领域和园艺领域中用于植物病毒病害防治的应用。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：具有提高植物免疫力的化合物包括4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸和4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯以及甲噻酰胺以及4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠，其化学结构见表1：

表1化合物的化学结构和试验代号

化学结构

试验代号    NK-F001           NK-F002            NK-F003             甲噻酰胺(SZG-7)

其中4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸(NK-F001)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠(NK-F002)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯(NK-F003)以及甲噻酰胺(SZG-7)可以是合成的化合物或购买的化合物。苯并噻二唑(活化酯，BTH)以及噻酰菌胺(TDL)和DL-β-氨基丁酸、病毒唑、宁南霉素、安托芬、病毒星1号、病毒星2号和XY-13、XY-30等化合物可合成或购买。

本发明中的化合物提高植物免疫力的方法是如下：

离体直接抗病毒活性的测定采用半叶法进行；活体诱导是将苗龄一致的普通烟，3盆为一组，分别于接种前7天前处理过的烟苗，处理方式包括：喷施供试化合物溶液2到3次，每次10毫升，或土壤处理，每次10毫升，第7天于新长出的烟叶上摩擦接种TMV，将烟苗置于其生长适宜温度及光照下培养3天后，检查发病情况，综合病斑数目按下式计算出供试化合物对TMV的诱导抗病毒效果，每一处理设3次重复，对照分空白对照和标准药剂处理对照2种；测试化合物的相对效果分为4级：A、B、C、D，具体数据为A级：诱导效果＞70％，为优；B级：诱导效果70～50％，为良；C级：诱导效果30～50％，为差；D级：诱导效果＜30％视为无诱导效果：

$R=\frac{\mathrm{CK}-I}{\mathrm{CK}}\×100$

其中，R为新化合物对烟草抗TMV的诱导效果，单位：％

CK为清水对照叶片的平均枯斑数，单位：个

I为经化合物诱导处理后叶片的平均枯斑数，单位：个；

同样的方法可以用于这些化合物单独或以任意2种或任意三种混合使用诱导烟草抗TMV或其他的粮食作物和经济作物以及园艺植物抗植物病毒病及其应用。

本发明的有益效果是：本发明利用4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸(NK-F001)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠(NK-F002)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯(NK-F003)以及甲噻酰胺(SZG-7)、苯并噻二唑(活化酯，BTH)以及噻酰菌胺(TDL)和DL-β-氨基丁酸、病毒唑、宁南霉素、安托芬、病毒星1号、病毒星2号和XY-13、XY-30等化合物或其组合物可以提高农业植物和园艺植物的免疫力，增强农业植物和园艺植物植株抵抗植物病毒的入侵，用于植物病毒病的防治。

本发明将通过特定制备和生物活性测定实施例更加具体地说明利用4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸(NK-F001)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠(NK-F002)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯(NK-F003)以及甲噻酰胺(SZG-7)、苯并噻二唑(活化酯，BTH)以及噻酰菌胺(TDL)和DL-β-氨基丁酸、病毒唑、宁南霉素、安托芬、病毒星1号、病毒星2号和XY-13、XY-30等化合物及其组合物提高农业植物和园艺植物抗植物病毒病害的方法和生物活性及其应用，但所述实施例仅用于具体说明本发明而非限制本发明，具体实施方式如下：

实施例1

利用NK-F001，NK-F002，NK-F003和SZG-7等提高烟草的免疫力抵抗TMV的方法和用途

离体直接抗病毒活性的测定采用半叶法，活体诱导是将苗龄一致的普通烟，3盆为一组，分别于接种前7天前处理过的烟苗，处理方式包括：喷施供试化合物溶液2到3次，每次10毫升，或土壤处理，每次10毫升，第7天于新长出的烟叶上摩擦接种TMV，将烟苗置于其生长适宜温度及光照下培养3天后，检查发病情况，综合病斑数目按下式计算出供试化合物对TMV的诱导抗病毒效果，每一处理设3次重复，对照分空白对照和标准药剂处理对照2种；测试化合物的相对效果分为4级：A、B、C、D，具体数据为A级：诱导效果＞70％，为优；B级：诱导效果70～50％，为良；C级：诱导效果30～50％，为差；D级：诱导效果＜30％视为无诱导效果：

$R=\frac{\mathrm{CK}-I}{\mathrm{CK}}\×100$

其中，R为新化合物对烟草抗TMV的诱导效果，单位：％

CK为清水对照叶片的平均枯斑数，单位：个

I为经化合物诱导处理后叶片的平均枯斑数，单位：个；

离体直接抗病毒活性的测定采用半叶法测定结果表明，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸(NK-F001)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠(NK-F002)，4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯(NK-F003)以及甲噻酰胺(SZG-7)直接的抗病毒活性很差，但这些化合物对烟草均具有不同程度的诱导活性表现出对TMV的抗性(表2)。

表2不同浓度化合物对黄瓜灰霉病菌的诱导效果

ND：未测定

本发明中使用的药剂BTH、TDL、SZG-7及NK-F001、NK-F002、NK-F003以任意两种或三种混合使用或者这些药剂与DL-β-氨基丁酸、病毒唑、宁南霉素、安托芬、病毒星1号、病毒星2号和XY-13、XY-30等以任意组合组合成2元或3元混剂均可以得到同样的诱导效果，这些药剂的二元混配比例在1％∶99％到99％∶1％范围内，这些药剂的三元混配比例包括任何一种药剂在混剂中的比例在1％∶99％之间均可以得到上述实施例2和实施例6以及实施例7的诱导效果。这些药剂可以加工的剂型包括可湿性粉剂、缓释剂、水剂、粉剂、微胶囊悬浮剂、可分散浓剂、种子处理乳剂、水乳剂、大粒剂、颗粒剂、微乳剂、油悬浮剂、油剂、用农药包衣的种子、浓悬浮剂、悬乳剂、水溶性粒剂、可溶性浓剂、水分散性粒剂等，各剂型均可得到上述的诱导效果。

实施例2

利用NK-F001，NK-F002，NK-F003和SZG-7处理诱导烟草挑战接种TMV后烟草体内苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性变化

取经上述化合物诱导后新长出的并接种TMV的烟草叶片待测，加3毫升0.2摩尔/升硼砂缓冲液(pH8.8，含0.005摩尔/升的巯基乙醇，0.001摩尔/升的EDTA)及约样品重量1/10的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，在冰浴中匀浆。10000转/分钟，4度下离心20分钟，上清液作酶活测定。测定系统由2毫升0.2摩尔/升pH8.8的硼砂缓冲液。1毫升0.02摩尔/升L-苯丙氨酸和0.8毫升酶液组成。测定OD290后，于37度水浴反应1小时，再测定OD290值，对照为硼砂缓冲液3毫升加酶液0.8毫升。蛋白质含量的测定采用考斯亮蓝G250法，以BSA为标准蛋白。用药剂处理诱导烟草的免疫系统后，各处理PAL酶比活力均显著高于对照(表3)，与生物测定的结果一致。

表3药剂诱导处理与挑战接种后烟草叶片PAL活性的变化

本发明中使用的药剂BTH、TDL、SZG-7及NK-F001、NK-F002、NK-F003、DL-β-氨基丁酸、病毒唑、宁南霉素、安托芬、病毒星1号、病毒星2号和XY-13、XY-30等以任意组合组合成2元或3元混剂均可以得到很好的诱导效果，这些药剂的二元混配比例在1％∶99％到99％∶1％范围内，这些药剂的三元混配比例包括任何一种药剂在混剂中的比例在1％∶99％之间均可以得到很好的诱导效果。这些药剂可以加工的剂型包括可湿性粉剂、缓释剂、水剂、粉剂、微胶囊悬浮剂、可分散浓剂、种子处理乳剂、水乳剂、大粒剂、颗粒剂、微乳剂、油悬浮剂、油剂、用农药包衣的种子、浓悬浮剂、悬乳剂、水溶性粒剂、可溶性浓剂、水分散性粒剂等，各剂型均可得到上述实施例1的诱导效果。

利用类似的方法可以确定上述的药剂BTH、TDL、SZG-7及NK-F001、NK-F002、NK-F003、DL-β-氨基丁酸、病毒唑、宁南霉素、安托芬、病毒星1号、病毒星2号和XY-13、XY-30等的单剂及以任意组合组合成2元或3元混剂诱导粮食作物和经济作物以及园艺植物产生对植物病毒病害的抗性。

其中主要的作物包括谷类作物(包括稻谷、小麦、大麦、燕麦、玉米、谷子、高粱等)、薯类作物(包括甘薯、马铃薯、木薯等)、豆类作物(包括大豆、蚕豆、豌豆、绿豆、小豆等)和纤维作物(棉花、麻类、蚕桑等)、油料作物(花生、油菜、芝麻、大豆、向日葵等)、糖料作物(甜菜、甘蔗等)、饮料作物(茶叶、咖啡、可可等)、嗜好作物(烟叶等)、药用作物(人参、贝母等)、热带作物(橡胶、椰子、油棕、剑麻等)等粮食作物和水果、花卉、油料、糖料以及棉、麻、茶、烟草、中药材等经济作物以及种植瓜、果、茶、蚕桑、蔬菜(含各种山野菜等)、竹笋、花卉及观赏植物、啤酒花、药材、胡椒、种苗及其他园艺作物等园艺作物如烟草(烤烟，晾烟、晒烟)、蔬菜、(番茄、辣椒、萝卜、黄瓜、白菜、芹菜、榨菜、甜菜、油菜、葱、蒜等)、瓜类(西瓜、甜瓜、哈密瓜、木瓜等)、豆类(大豆、蚕豆、荷兰豆等)、马铃薯、小麦、玉米、水稻、花生、果树、(苹果、香蕉、柑桔，桃树、番木瓜)、花卉(如兰花)、盆景等；病毒病害包括烟草花叶病毒病、各种瓜类病毒病、各种茄果类病毒病、豆类病毒病、十字花科病毒病、粮油作物病毒病、棉花病毒病及各种果树病毒病等，其中危害严重的主要有：烟草病毒病、辣甜椒病毒病、番茄病毒病、大白菜病毒病、水稻病毒病包括水稻矮缩病、黄矮病、条纹叶枯病、番茄蕨叶病毒病、辣椒花叶病毒病和烟草脉坏死病毒病、玉米矮花叶病、花椰菜花叶病毒、柑橘病毒病、建兰花叶病毒、建兰环斑病毒等。

Claims (2)

1.4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸钠在制备诱导烟草抗烟草花叶病毒药剂中的用途。

2.4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸乙酯在制备诱导烟草抗烟草花叶病毒药剂中的用途。