香芹酚及其衍生物和类似物在消除或降低噻唑膦药害中的应用
阅读说明：本技术 香芹酚及其衍生物和类似物在消除或降低噻唑膦药害中的应用 (Application of carvacrol, derivatives and analogs thereof in eliminating or reducing thiazole phosphine phytotoxicity ) 是由 林柏荣 卓侃 刘倩 廖金铃 于 2020-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了香芹酚及其衍生物和类似物在消除或降低噻唑膦药害中的应用。本发明研究显示香芹酚与噻唑膦混用能消除/降低噻唑膦对植物生长的抑制作用,而且不会影响噻唑膦对植物有害生物的防治效果,同时对植物有害生物的抑制作用也得到加强,因此香芹酚与噻唑膦联用能用于开发新的防治植物有害生物(如植物线虫)的药剂,在有效防治植物虫害与病害的同时不会影响植物的生长。而且,香芹酚广泛存在于百里香、牛至、冬季香薄荷等香料植物中,作为一种植物源成分,对环境友好、安全。因此本发明方案对防治植物病害有重要的理论指导意义和实践应用价值。(The invention discloses application of carvacrol, derivatives and analogs thereof in eliminating or reducing thiazole phosphine phytotoxicity. The research of the invention shows that the mixed use of carvacrol and fosthiazate can eliminate/reduce the inhibition effect of the fosthiazate on the plant growth, and can not influence the control effect of the fosthiazate on plant pests, and simultaneously, the inhibition effect on the plant pests is enhanced, so that the combination of the carvacrol and the fosthiazate can be used for developing a new medicament for controlling the plant pests (such as plant nematodes), and can not influence the plant growth while effectively controlling the plant pests and diseases. Moreover, carvacrol is widely present in spice plants such as thyme, oregano, winter savory and the like, is used as a plant source component, and is environment-friendly and safe. Therefore, the scheme of the invention has important theoretical guiding significance and practical application value for preventing and treating plant diseases.)
技术领域
本发明属于农业技术领域。更具体地，涉及香芹酚及其衍生物和类似物在消除或降低噻唑膦药害中的应用。
背景技术
噻唑膦作为一种有机磷类的农药，其作用机制是抑制靶标生物乙酰胆碱酯酶的作用，从而达到防治根结线虫等有害生物的效果。尤其是作为杀线剂，应用广泛。植物寄生线虫是一种重要的植物病原生物。根据报道，全世界每年因植物线虫危害造成的作物经济价值损失超过1000亿美元。对作物造成的损失最大的植物线虫种类主要有根结线虫(Meloidogyne spp.)、孢囊线虫(Heterodera spp.)、球孢囊线虫(Globodera spp.)、短体线虫(Pratylenchus spp.)和松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)等。其中根结线虫的危害最广、最大，尤其是在农业方面。植物根结线虫大部分都寄生在植株地下部，危害较为隐蔽，造成人们对线虫造成的危害估计不足。
目前，植物线虫病害主要通过化学药剂进行防治。然而，植物线虫的化学药剂的发展相对其他病、虫、草的化学药剂还是比较落后，品种较少。目前，在生产中主要使用的杀线剂仅有噻唑膦和阿维菌素。其中噻唑膦是一种具有内吸性的有机磷的杀线剂，对根内寄生的植物线虫防治效果优于阿维菌素(苏兰茜，2016)，同时考虑到噻唑膦对哺乳动物(小鼠LD50：91～104mg/kg)和水生动物(鲤鱼LC50：208mg/L)的毒性比阿维菌素的低(小鼠LD50：13mg/kg，鲤鱼LC50：3.6mg/L)，因此，利用噻唑膦防治植物线虫对环境和非靶标生物的影响更小，应用潜力更高。
但是，在使用过程中发现噻唑膦对植物根系的生长有显著的抑制作用(纪春涛，2009)，这会严重的限制噻唑膦的推广和应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有噻唑膦对植物药害，尤其是对植物根系生长的抑制问题，提供一种新的方案来消除或减轻噻唑膦对植物生长的抑制作用。
本发明的目的是提供香芹酚及其衍生物和类似物在消除或降低噻唑膦药害中的应用。
本发明另一目的是提供一种由噻唑膦和香芹酚组成的防治植物有害生物的药剂。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
本发明研究发现，香芹酚溶液能有效的消除/减轻噻唑膦对植物生长的抑制作用，而且不会影响噻唑膦对植物线虫的防治效果，同时对线虫的抑制作用也得到加强，能与噻唑膦协同用于开发新的防治植物有害生物(包括植物虫害或植物病害，尤其是植物线虫)的药剂，所述防治是抑制有害生物(如植物线虫)，包括直接杀死有害生物以及减少有害生物对植物的危害。
因此，香芹酚及其衍生物与类似物在消除或降低噻唑膦药害中的应用，以及在制备可消除或降低噻唑膦药害的制剂方面的应用，应在本发明保护范围之内。
具体地，所述噻唑膦药害是指噻唑膦对植物生长的抑制作用。更具体是指噻唑膦对植物根系的抑制作用。
所述香芹酚衍生物与类似物比如可选自下述化合物之一：
所述香芹酚的来源可以选择如下方式：(1)人工合成；(2)天然来源，如百里香、牛至、冬季香薄荷等芳香植物挥发油等。
另外，基于上述成果，物质A和噻唑膦复配在防治植物虫害或植物病害(如植物线虫)方面的应用，以及在制备防治植物虫害或植物病害(如植物线虫)的药剂方面的应用，以及同时包含有物质A和噻唑膦的药剂，也均应在本发明保护范围之内。
所述物质A为香芹酚、香芹酚衍生物、香芹酚类似物中的一种或几种。
所述植物线虫如根结线虫。
另外优选地，本发明的方案中，为了更好的控制药效，香芹酚与噻唑膦的质量比可控制在1：(0.001～500)范围内。
更优选地，考虑到香芹酚与噻唑膦各自对根结线虫的最佳用量范围，本发明的方案中，香芹酚与噻唑膦的质量比可控制在1：(0.001～50)范围内，能够更加节约两种药物的用量。
更优选地，香芹酚与噻唑膦的质量比可控制在1：(0.1～10)范围内。
本发明具有以下有益效果：
本发明首次研究显示，香芹酚与噻唑膦联用能消除/降低噻唑膦对植物生长的抑制作用，而且不会影响噻唑膦对植物线虫的毒性，同时对线虫的抑制作用也得到加强，因此能用于开发新的防治植物虫害或植物病害的药剂，尤其是用于开发与噻唑膦复配的防治植物虫害或植物病害的药剂，在有效防治植物病害与虫害的同时不会影响植物的生长。
而且，香芹酚广泛存在于百里香、牛至、冬季香薄荷等香料植物中，作为一种植物源成分，对环境友好、安全。
因此本发明方案对防治植物虫害或植物病害有重要的理论指导意义和实践应用价值。
附图说明
图1显示与CK和香芹酚处理的相比，噻唑膦处理能够显著降低爪哇根结线虫对番茄根部的危害。
图2显示与CK和香芹酚处理的相比，噻唑膦处理的番茄植株根系会出现褐化和生长不良的情况。
图3显示与CK相比，噻唑膦会显著的降低植株的根重。
图4显示与CK相比，噻唑膦会显著的降低植株的总重量。
图5显示香芹酚与噻唑膦复配能够提高噻唑膦对爪哇根结线虫的防治效果。
图6显示香芹酚与噻唑膦复配能够消除/降低噻唑膦对植株根重的影响。
图7显示香芹酚与噻唑膦复配能够消除/降低噻唑膦对植株总量的影响。
图8为香芹酚与噻唑膦复配处理与单剂处理的植株图片。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
1、实验药剂等材料
香芹酚溶液配制：香芹酚购买自sigma(carvacrol，货号：W224511-100G-K，CAS号：499-75-2)，用电子天平秤称取香芹酚原药250mg、量取1000μL曲拉通、500μL乙醇、使用3％的Tween-20溶液定溶至10mL，获得25mg/mL的香芹酚溶液。
10％噻唑膦颗粒剂购自中国农科院植保所农药厂。
本实验以番茄苗为例，番茄品种为品种为硬粉8号，购自国家蔬菜工程技术研究中心。
2、实验方法
实验分为九组，具体如下：
(1)CK组：不加入任何药剂；
(2)2mg噻唑膦组：按每植株20mg 10％噻唑膦颗粒剂(噻唑膦有效用量为2mg/株)的用量撒施在植株根部周围土壤中；
(3)4mg噻唑膦组：按每植株40mg 10％噻唑膦颗粒剂(噻唑膦有效用量为4mg/株)的用量撒施在植株根部周围土壤中；
(4)1mg香芹酚组：香芹酚配置成0.1mg/mL溶液，每株用10mL施在植株根部周围土壤中(香芹酚有效用量为1mg/株)；
(5)2.5mg香芹酚组：香芹酚配置成0.25mg/mL溶液，每株用10mL施在植株根部周围土壤中(香芹酚有效用量为2.5mg/株)；
(6)联用1：取20mg 10％噻唑膦颗粒剂(噻唑膦有效用量为2mg/株)与10mL0.25mg/mL香芹酚溶液(香芹酚有效用量为2.5mg/株)混匀后，施在植株根部周围土壤中；
(7)联用2：取40mg 10％噻唑膦颗粒剂(噻唑膦有效用量为4mg/株)与10mL0.25mg/mL香芹酚溶液(香芹酚有效用量为2.5mg/株)混匀后，施在植株根部周围土壤中；
(8)联用3：取20mg 10％噻唑膦颗粒剂(噻唑膦有效用量为2mg/株)与10mL0.1 mg/mL香芹酚溶液(香芹酚有效用量为1mg/株)混匀后，施在植株根部周围土壤中；
(9)联用4：取40mg 10％噻唑膦颗粒剂(噻唑膦有效用量为4mg/株)与10mL0.1 mg/mL香芹酚溶液(香芹酚有效用量为1mg/株)混匀后，施在植株根部周围土壤中。
待番茄苗生长至4叶期进行药剂处理，药剂处理24h后按照每株苗200条J2的浓度接种爪哇根结线虫至供试番茄根部。接种爪哇根结线虫60d后，将番茄整株拔出，用自来水清洗根上的泥土，再用滤纸吸干根上和植株上的水分，然后统计根结数、植株总重量、根重和株高。
3、实验结果
3.1香芹酚和噻唑膦单剂对番茄的影响
在接种爪哇根结线虫60天后进行数据调查。结果显示，与CK相比，噻唑膦处理能够显著降低爪哇根结线虫对番茄根部的危害，但是香芹酚处理不能抑制爪哇根结线虫对番茄根部的危害(图1)。同时，还发现了噻唑膦处理的番茄植株根系会出现褐化和生长不良的情况(图2)。因此，我们还统计了不同药剂处理对番茄植株生长的影响。结果显示，2mg/株和4mg/株的噻唑膦处理后，番茄的根重分别为0.7克/株和0.6克/株，使用1mg/株和2.5mg/株香芹酚处理的植株根重分别为1.6克/株和1.3克/株，不使用药剂处理的植株的根重为1.4克/株。与CK相比，2mg/株和4mg/株的噻唑膦会显著的降低植株的根重(p＜0.01)(图3)和植株的总重量(图4)，但是，1mg/株和2.5mg/株的香芹酚对番茄根重和植株总重量都没有显著影响(图3和图4)。这表明了虽然使用噻唑膦能有效的降低爪哇根结线虫对番茄的危害，但也会显著的抑制番茄根系和植株的生长，而香芹酚对爪哇根结线虫侵染番茄、番茄的根重和总重量都没有显著的影响。
3.2香芹酚和噻唑膦复配对番茄的影响
结果显示，2mg的噻唑膦和1mg的香芹酚复配的根结数平均为3.75，而单独使用2mg噻唑膦处理后根结数为8.8。2mg的噻唑膦和2.5mg的香芹酚复配的根结数平均则为2.5，在p＜0.01的水平上有显著差异。4mg的噻唑膦与1mg和2.5mg的香芹酚复配的根结数分别为2.1和0.1，而单独使用该浓度的噻唑膦处理后根结数为6.1，在p＜0.01的水平上两种浓度的香芹酚与4mg的噻唑膦均有显著差异(图5)。这说明了，香芹酚与噻唑膦复配能够提高噻唑膦对爪哇根结线虫的防治效果。
由于单独使用噻唑膦能显著的抑制番茄根系和植株的生长，因此，我们也分析了噻唑膦和香芹酚的复配是否也会对番茄根系和植株的生长产生抑制作用。结果显示，2mg的噻唑膦与1mg和2mg的香芹酚复配药剂处理的植株根重分别为1.2克/株和1.5克/株，而单独使用2mg噻唑膦处理的番茄植株根重为0.7克/株，CK的根重为1.4克/株，复配处理与噻唑膦单剂处理的根重在p＜0.01的水平上均有显著差异，但是复配处理与CK的根重在p＜0.01的水平上均没有显著差异。4mg的噻唑膦与1mg和2mg的香芹酚复配药剂处理的植株根重分别为1.3克/株和1.7克/株，而单独使用4mg噻唑膦处理的番茄植株根重为0.6克/株，CK的根重为1.4克/株，复配处理与单剂处理的根重在p＜0.01的水平上均有显著差异，但是复配处理与CK的根重在p＜0.01的水平上均没有显著差异(图6)。复配处理对植株总量上的影响与对根重的影响类似，在不同浓度的噻唑膦中加入2mg或4mg的香芹酚的均能减轻噻唑膦对植株总重量的影响(图7)。这说明了，不同浓度的香芹酚与不同浓度的噻唑膦复配均能提高噻唑膦对爪哇根结线虫的防治效果，而且能显著的降低噻唑膦对番茄根系和植株生长的抑制作用(图8)。
实施例2
基于上述结果，我们还对香芹酚与噻唑膦的用量比范围进行了考察。
结果显示，在使用噻唑膦的同时，联用使用香芹酚即可明显降低噻唑膦对植物的抑制作用；我们实验中的最大配比(香芹酚：噻唑膦＝1：0.001)和最小配比(香芹酚：噻唑膦＝1：500)均能显示出上述作用。
需要说明的是，上述数据只代表本发明直接实验验证过的结果，并不用于限制香芹酚和噻唑膦的配比，本领域技术人员结合本发明的结果，可合理预测超过香芹酚：噻唑膦＝1：(0.001～500)这个配比范围的方案应当也会显示相同或相近的功效。
实施例3
将实施例1中香芹酚分别替换为下面五种物质：(1)对-孟烷-2-醇，(2)2-甲基-4-异丙基苯酚，(3)4-甲基-2-异丙基苯酚，(4)3-甲基-4-异丙基苯酚，(5)4-甲基-3-异丙基苯酚。
其他参照实施例1的方法进行了实验。
结果显示这五种香芹酚类似物对噻唑膦对植物的有害抑制作用也具有较明显的降低作用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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