本發(fā)明涉及具殺菌活性化合物,特別涉及苯甲地那銨在制備用于防治由植物病原菌引起的植物病害的殺菌劑中的用途。
背景技術(shù):進入新世紀,人類面臨著更多的挑戰(zhàn)與危機,其中人口劇增、資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞和自然災(zāi)害頻繁等問題日益突出,嚴重阻礙了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也因此承擔(dān)前所未有的巨大壓力。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織估計,全世界的糧食和棉花生產(chǎn)因病害常年損失在10%以上。植物病害不僅可引起農(nóng)作物產(chǎn)量的減少,而且在一定程度上還嚴重威脅到農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全及其國際貿(mào)易。從控制作物病害的角度來說,目前殺菌劑有著其他物質(zhì)無法替代的作用,但是殺菌劑的藥害問題和病原菌對其抗藥性都在逐年加重,并且其長期大量使用會造成環(huán)境污染、生態(tài)平衡破壞。我國農(nóng)業(yè)要向著健康可持續(xù)方向發(fā)展,必須研發(fā)出高效、低毒、低殘留和環(huán)境友好型的殺菌劑應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中。隨著人類對環(huán)境、生態(tài)的關(guān)注日趨增加,解決抗性、增強植物免疫能力、安全高效、與環(huán)境兼容性好則成為了殺菌劑產(chǎn)品發(fā)展的方向。苯甲地那銨,又名苦精,化學(xué)名稱:苯甲酸[2-[(2,6-二甲基苯基)氨基]-2-氧代乙基]-N,N-二乙基芐基銨;英文名稱:DenatoniumBenzoate、Benzenemethanaminium,N-[2-[(2,6-dimethylphenyl)amino]-2-oxoethyl]-N,N-diethyl-,benzoate;CAS號:3734-33-6;分子式:C28H34N2O3;分子量:446.5882;分子結(jié)構(gòu)式為:白色結(jié)晶性粉末,熔點為164-168℃,無嗅,有非常強烈的苦味,極易溶于水、乙醇、乙二醇等,其水溶液呈中性。苯甲地那銨是目前已知世界上最苦的化合物,如果設(shè)定奎寧的苦度為基準1,本品的苦度則為1000,濃度為10ppm的溶液,對于絕大多數(shù)人來說已經(jīng)是苦得無法忍受,它的絕大部分應(yīng)用都和其苦味有關(guān),是番木鱉堿、苦木素、奎寧、木曲甙、柚甙的價廉高效替代物。苯甲地那銨是一種由季銨鹽陽離子與惰性陰離子如苯甲酸根離子或者糖精陰離子結(jié)合形成的季銨鹽。該物質(zhì)陽離子的結(jié)構(gòu)和局部麻醉劑利多卡因類似,其差異僅僅是在氨基的氮原子上多了一個芐基官能團。苯甲地那銨通常日用品和工業(yè)品中被在用作苦味劑(或厭惡劑),以避免人們誤食其它有毒卻無味的物質(zhì)。例如添加到工業(yè)酒精、與普通酒類口感相似的乙二醇或甲醇、防凍劑、油漆、潔廁劑、液體肥皂以及香波當(dāng)中,可以防止人、動物因誤食而引起的中毒事件的發(fā)生以及防止動物啃咬物品(使用量為1~50ppm)。除此之外還會添加到特殊的指甲拋光劑中,用于避免兒童咬指甲的不良習(xí)慣,以及驅(qū)逐大型野獸的驅(qū)逐劑。由于使用濃度極低,在通常使用條件下是安全無毒的。目前,國內(nèi)外尚無關(guān)于苯甲地那銨對農(nóng)業(yè)病原菌抑制作用的報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供了苯甲地那銨在制備用于防治由植物病原菌引起的植物病害的殺菌劑中的用途。本發(fā)明通過毒力測定,證明了苯甲地那銨對植物病原真菌具有良好的抑制活性。苯甲地那銨作為殺菌劑,其高效、低毒,適合于植物病害化學(xué)防治的要求。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):本發(fā)明提供了苯甲地那銨在制備用于防治由植物病原菌引起的植物病害的殺菌劑中的用途。進一步的:所述植物病原菌為半知菌亞門真菌、子囊菌亞門真菌和鞭毛菌亞門真菌。進一步的:所述殺菌劑中苯甲地那銨的有效使用濃度為5mM-10mM。進一步的:所述半知菌亞門真菌包括藍莓?dāng)M莖點枝枯病菌、番茄枯萎病菌、番茄早疫病菌、藍莓枝枯病菌、煙草赤星病菌、水稻稻瘟病菌、小麥赤霉病菌、黃瓜棒孢葉斑病菌、棉花黃萎病菌、馬鈴薯枯萎病菌、葡萄灰霉病菌、水稻稻曲病菌、煙草靶斑病菌、花生黑斑病菌和玉米彎孢葉斑病菌。進一步的:所述子囊菌亞門真菌包括藍莓枝干潰瘍病菌、蘋果輪紋病菌、蘋果腐爛病菌和梨腐爛病菌。進一步的:所述鞭毛菌亞門真菌包括樟樹疫霉病菌和煙草黑脛病菌。進一步的:所述殺菌劑中苯甲地那銨的濃度為10mM時,苯甲地那銨對番茄灰霉病菌、藍莓枝干潰瘍病菌和蘋果輪紋病菌等7種植物病原菌的抑制率高達99%。進一步的:所述植物為樟樹、蘋果、桃、梨、番茄、藍莓、葡萄、煙草、黃瓜、棉花、水稻、玉米、小麥、花生和大豆。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點和技術(shù)效果是:目前殺菌劑的品種作用機制比較單一,病原菌的繁殖速度較快,故抗性也產(chǎn)生較快,且污染大,高殘留,威脅著人類的食品安全。本發(fā)明通過室內(nèi)毒力測定,證明了苯甲地那銨對植物病原真菌具有良好的抑制活性。苯甲地那銨作為殺菌劑,具有高效和低毒的優(yōu)點,適合于植物病害化學(xué)防治的要求。目前大量殺菌劑的使用,導(dǎo)致病原菌的抗藥性增強,而且傳統(tǒng)的殺菌劑對環(huán)境污染大、殘留高,直接威脅著人類的食品安全。隨著人們對無污染、無公害綠色食品的呼聲日益提高,綠色殺菌劑已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要防治方法,許多綠色殺菌劑已相繼問世,并廣泛應(yīng)用于生產(chǎn),取得了顯著效果。而苯甲地那銨是一種可降解、無污染、對環(huán)境友好的小分子化合物,并且其抗藥性差、對非靶標生物及人畜安全,能夠保證農(nóng)產(chǎn)品及果蔬的高品質(zhì),符合可持續(xù)發(fā)展的要求,其研究和市場應(yīng)用前景廣闊。附圖說明圖1是本發(fā)明中苯甲地那銨對藍莓?dāng)M莖點枝枯病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖2是本發(fā)明中苯甲地那銨對番茄早疫病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖3是本發(fā)明中苯甲地那銨對煙草赤星病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖4是本發(fā)明中苯甲地那銨對番茄灰霉病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖5是本發(fā)明中苯甲地那銨對小麥赤霉病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖6是本發(fā)明中苯甲地那銨對馬鈴薯枯萎病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖7是本發(fā)明中苯甲地那銨對煙草靶斑病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖8是本發(fā)明中苯甲地那銨對玉米彎孢葉斑病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖9是本發(fā)明中苯甲地那銨對黃瓜棒孢葉斑病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖10是本發(fā)明中苯甲地那銨對藍莓枝枯病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖11是本發(fā)明中苯甲地那銨對棉花黃萎病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖12是本發(fā)明中苯甲地那銨對花生黑斑病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖13是本發(fā)明中苯甲地那銨對藍莓枝干潰瘍病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖14是本發(fā)明中苯甲地那銨對蘋果腐爛病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖15是本發(fā)明中苯甲地那銨對蘋果輪紋病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖16是本發(fā)明中苯甲地那銨對梨腐爛病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖17是本發(fā)明中苯甲地那銨對樟樹疫霉病菌的抑菌實驗結(jié)果;圖18是本發(fā)明中苯甲地那銨對煙草黑脛病菌的抑菌實驗結(jié)果。具體實施方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細的描述。實施例1一、實驗材料苯甲地那銨為從Sigma公司購買的成品。稱取8.92g苯甲地那銨于200ml的超純水中,配成0.1M的母液,過濾除菌4℃保存待用。本實驗中所用的植物病原菌為實驗室4℃保存的菌種,采用的培養(yǎng)基為馬鈴薯培養(yǎng)基(簡稱PDA)。PDA培養(yǎng)基配方:馬鈴薯(去皮)200g,葡萄糖20g,瓊脂15g,自來水1000ml,自然PH配制方法:將馬鈴薯洗凈去皮,稱200g切成小塊,加水煮爛(煮沸20-30分鐘,能被玻璃棒戳破即可),用八層紗布過濾于燒杯中,根據(jù)實驗需要加15-20g瓊脂,加入20g葡萄糖,攪拌均勻,充分溶解后稍冷卻補足水至1000ml,分裝后121℃滅菌20分鐘,冷卻后備用。二、實驗方法采用生長速率法。1、先將18種植物病原菌在PDA平板上25℃培養(yǎng)6d左右待用。2、將PDA培養(yǎng)基加熱溶化,冷卻至45-50℃,分別加入不同濃度的苯甲地那銨制成含0、2.5、5和10mM藥液的培養(yǎng)基,并分別倒入培養(yǎng)皿中冷卻。3、以無菌操作手續(xù),用打孔器在培養(yǎng)6d的各菌株菌絲邊緣(生長狀況盡量一致)打取圓形菌餅(直徑0.60cm),再用接種針挑至含藥平板中央,然后將培養(yǎng)皿倒置于培養(yǎng)箱(25℃)中培養(yǎng)。4、于處理后不同時間觀察測定菌絲的生長情況,并采用十字交叉法測得直徑并處理數(shù)據(jù),計算抑制率并拍照。抑制率(%)=(對照菌絲直徑-處理菌絲直徑)/對照菌絲直徑×100每個處理重復(fù)3次。三、苯甲地那銨對18種植物病原菌菌絲生長的抑菌效果1.棉花黃萎病菌:引起棉花黃萎病的病原菌是輪枝菌屬的大麗輪枝菌。該病原菌的寄主范圍極廣,國外報道可為害38科660種植物,其中農(nóng)作物184種,雜草153種。我國經(jīng)鑒定,寄主植物至少20科80種,大田作物包括棉花、向日葵、茄子、辣子、番茄、煙草、馬鈴薯、甜瓜、西瓜、黃瓜、花生、菜豆、綠豆、大豆、芝麻、甜菜等。該病菌能使寄主植物產(chǎn)生黃萎病,在世界范圍內(nèi)造成重大的經(jīng)濟損失。黃萎病防治困難,現(xiàn)有的防治手段如生物防治、化學(xué)防治、常規(guī)的遺傳育種等都無法達到理想的防治效果。2.煙草黑脛病菌:該病菌可危害烤煙、晾煙、曬煙、香料煙、白肋煙等所有栽培煙草,引起煙草黑脛病。在平均氣溫達22℃,多雨年份及低洼潮濕地區(qū),煙草黑脛病發(fā)生蔓延很快,1~2周內(nèi)可使整個煙田毀滅,破壞性極強,大田侵染后常造成煙株整株死亡。煙草黑脛病是一種毀滅性的土傳病害,也是世界性的煙草主要病害之一。生產(chǎn)上一旦發(fā)生,如果不及時處理,就會造成嚴重的經(jīng)濟損失。該病菌的寄主范圍較窄,煙草是其在自然條件下的唯一寄主。在人工接種條件下雖然寄主范圍大一些,但也只侵染番茄幼苗及果實、棉花的棉鈴、巴婆的莖及馬鈴薯、茄子、辣椒、蓖麻、蘋果、條紋葫蘆等少數(shù)幾種植物。3.花生黑斑病菌:花生黑斑病俗稱“黑疸”、“黑澀”,為國內(nèi)外花生產(chǎn)區(qū)最常見的葉部真菌病害,在花生整個生長季節(jié)皆可發(fā)生,但其發(fā)病高峰多出現(xiàn)于花生的生長中后期,故有“晚斑”病之稱。常造成植株大量落葉,致莢果發(fā)育受阻,產(chǎn)量銳減。該病菌只侵害花生,迄今尚沒有發(fā)現(xiàn)其他寄主。病菌主要以子座、菌絲和分生孢子在病殘體上越冬,也可以子囊果在病殘體內(nèi),或以分生孢子附著在種殼、種子上越冬,成為第2年發(fā)病的來源。在條件適宜時病菌菌絲直接產(chǎn)生的分生孢子隨風(fēng)雨傳播。產(chǎn)生的病斑首先出現(xiàn)在靠近土表的老葉上,在收獲前可造成幾乎所有葉片脫落。4.番茄早疫病菌:該病除直接危害莖、葉、果外,還可抑制番茄生長和果實形成,露地和保護地受害都較重,常年減產(chǎn)20%-30%,嚴重時可達50%以上,甚至絕產(chǎn)。此病原寄主范圍廣泛,除危害番茄外,還可危害茄子、辣椒和馬鈴薯等茄科蔬菜作物。5.小麥赤霉病菌:赤霉病是一種毀滅性病害,可引起穗腐,造成嚴重減產(chǎn)和品質(zhì)降低。隨著全球氣候變暖、耕作制度和方式的改變,小麥赤霉病不斷蔓延擴展,常常造成小麥減產(chǎn)、品質(zhì)降低,且受侵染的小麥籽粒中含有真菌毒素,可引起人畜中毒和嚴重疾病。該病菌除危害小麥外,還能侵染大麥、燕麥、水稻、玉米等多種禾本科作物以及鵝冠草等禾本科雜草,此外,還可侵染大豆、棉花、紅薯等作物。6.蘋果腐爛病菌:蘋果樹腐爛病是蘋果樹最主要、最嚴重的枝干病害。該病除了侵染枝干外還可以侵染果實,造成枯枝、死樹,嚴重時造成毀園,從而造成嚴重的產(chǎn)量和經(jīng)濟損失。蘋果樹腐爛病菌擁有比較廣泛的寄主植物,危害包括蘋果、樓桃、桃和梨等在內(nèi)的常見果樹。7.馬鈴薯枯萎病菌:尖孢鐮刀菌是馬鈴薯枯萎病的主要致病菌,而且該菌是一種世界性分布的土傳病原真菌,寄主范圍十分廣泛,可引起茄科、瓜類、香蕉、豆科、棉及花卉等多種植物枯萎病的發(fā)生。寄主被尖孢鐮刀菌侵染后,癥狀表現(xiàn)多種多樣,一般導(dǎo)致維管束褐變,植株萎蔫枯死,球莖和根腐爛,植株生長衰弱等。馬鈴薯枯萎病是近年來對馬鈴薯造成危害的一種重要的真菌性土傳病害,在很多地區(qū)已有發(fā)生,尤其在馬鈴薯重荏地發(fā)生程度更為嚴重,直接影響了馬鈴薯產(chǎn)量及其經(jīng)濟效益。8.藍莓枝枯病菌:該病菌屬于擬盤多毛孢屬,是一種重要的植物病原菌,可寄生大約五十多科的植物,植物受害后表現(xiàn)為葉斑、腐爛、潰瘍等癥狀,嚴重影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此,研究擬盤多毛孢菌對農(nóng)林作物的生產(chǎn)具有重要的經(jīng)濟意義。目前,生產(chǎn)上的藍莓主栽品種,如藍豐、公爵和藍美人等,均有枝枯病發(fā)生,顯著影響其果實產(chǎn)量和品質(zhì)。9.煙草赤星病菌:煙草赤星病是危害我國煙草生產(chǎn)的真菌性病害,不僅能使煙葉質(zhì)量下降和葉片殘缺毀壞,還能降低其工業(yè)使用價值,感病煙葉由于煙葉成分不一而使煙草的口感下降。煙草赤星菌寄主范圍較廣,除煙草外,還可侵染棉花、花生、大豆、番茄、桃、李、小麥等多種植物,引起斑點、根腐病等癥狀。10.黃瓜棒孢葉斑病菌:該病菌寄主范圍廣泛,傳播方式多樣。近幾年經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),由黃瓜棒孢葉斑病菌引起的黃瓜、番茄等蔬菜的葉斑病在中國的山東、河北、遼寧、內(nèi)蒙古等11個省市區(qū)大面積發(fā)生,造成了嚴重的經(jīng)濟損失。11.藍莓?dāng)M莖點枝枯病菌:藍莓?dāng)M莖點枝枯病是藍莓上一種重要的枝干病害。寄主范圍較廣,主要有落葉松屬、桃、梨屬、越橘屬、建始槭等植物。12.蘋果輪紋病菌:蘋果輪紋病又名粗皮病、輪紋爛果病,是蘋果枝干部和果實上的重要生物災(zāi)害,常引起蘋果枝干樹皮粗糙、局部性壞死和果實腐爛?;疾≈仓曜实?,導(dǎo)致樹體衰弱和產(chǎn)量減少,甚至絕產(chǎn)毀園。近年來,隨著易感品種富士蘋果的大面積栽培,蘋果輪紋病發(fā)病率逐年增加,危害面積不斷擴大,已成為中國蘋果生產(chǎn)中的嚴重病害,嚴重威脅著蘋果產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。13.梨腐爛病菌:梨腐爛病又名爛皮病,主要危害梨樹的主枝和側(cè)枝,導(dǎo)致梨樹勢衰弱,果實產(chǎn)量和品質(zhì)下降。該病具有發(fā)生區(qū)域廣、發(fā)病率高、難以控制的特點。在我國梨主產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生,尤以新疆、西北、華北、東北等地發(fā)生嚴重。發(fā)病嚴重的梨園,樹體病疤累累、枝干殘缺不全,造成大量死樹或毀園。14.藍莓枝干潰瘍病菌:引起藍莓枝干潰瘍病的病原菌—葡萄座腔菌屬是一類世界性分布的真菌,所導(dǎo)致的樹木潰瘍病是世界范圍內(nèi)發(fā)生的重大病害。其危害的寄主很廣,達45個屬(闊葉樹40個屬、針葉樹5個屬),對林果木危害嚴重,可引起桉樹、楊樹、蘋果、石榴、桃樹、草決明、楊梅、板栗等寄主植物的枝干潰瘍枯萎死亡、干腐、流膠等癥狀。15.番茄灰霉病菌:番茄灰霉病是灰葡萄孢菌侵染所致的常見病害,是危害最大的病害之一,發(fā)生普遍。除危害番茄外,還可危害害茄子、辣椒、黃瓜、瓠瓜等20多種作物。低溫、連續(xù)陰雨天氣多的年份危害嚴重。發(fā)病嚴重時造成莖葉枯死和大量的爛花、爛果,直接影響產(chǎn)量。該病菌是一種寄主范圍很廣的兼性寄生菌,能侵染多種水果、蔬菜和花卉。16.樟樹疫霉病菌:樟疫霉又稱褐疫霉、肉桂疫毒,可引起樟屬植物根部腐爛以及枝干潰瘍等,造成極大損失。在中國,樟疫霉除引起樟屬植物的疫霉病外,還可以造成雪松疫霉腐爛病。該病菌廣泛分布于美洲、歐洲以及東亞、南亞和大洋洲等地區(qū),可侵染包括林木以及農(nóng)作物在內(nèi)的超過3000多種植物,是森林病害防治的重要病原菌之一。17.玉米彎孢葉斑病菌:玉米彎孢葉斑病又稱擬眼斑病、黑霉病,主要為害玉米葉片,有時也危害葉鞘和苞葉,在不同品種上其癥狀變化極大。該病菌寄主范圍較廣,可以寄生于番茄、辣椒的果實上,還可以寄生在水稻、高粱、小麥和一些草坪上,使得這些植物發(fā)生病害。玉米彎孢葉斑病是近年來我國華北、東北玉米產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生的一種病害,由于該病是突發(fā)性病害,發(fā)生蔓延迅速,嚴重時葉部病斑密集成片,重病地塊病株率及病葉率高達100%,已成為我國玉米產(chǎn)區(qū)的重要病害之一。18.煙草靶斑病菌:煙草靶斑病是由立枯絲核菌引起的葉斑類病害,該病菌主要危害葉片形成病斑,病斑壞死部分易碎形成穿孔,發(fā)生嚴重時病斑連片,并且病害流行速度較快,因此對煙草生產(chǎn)構(gòu)成了嚴重威脅。該病菌的寄主范圍廣泛,不僅可以侵染煙草,在自然情況下可侵染200多種植物,包括玉米、高粱、棉花、麥類、水稻、大豆等糧食作物和甜菜、茄子、番茄、龍葵、尊麻以及矮牽牛等。此外,該病菌在人工接種條件下可侵染32科的188種植物。苯甲地那銨對18種植物病原菌的離體抑菌作用生測結(jié)果見表1。表1苯甲地那銨對18種病原菌菌絲生長的抑制作用測定結(jié)果(6d)注:試驗中每個處理設(shè)三次重復(fù),表中數(shù)據(jù)為三次重復(fù)的平均值。從表1中可知,隨著苯甲地那銨濃度的升高,其對18種植物病原菌的抑制效果也有不同程度的提高。當(dāng)苯甲地那銨濃度為10mM時,其對半知菌亞門、子囊菌亞門和鞭毛菌亞門的18種植物病原菌均有很好的抑制效果,抑制率均在85%以上,其中對番茄灰霉病菌、藍莓枝干潰瘍病菌和蘋果輪紋病菌等9種植物病原菌的抑制率在90%以上。尤其對樟樹疫霉病菌、蘋果腐爛病菌和梨腐爛病菌等7種病原菌的抑菌效果最好,其抑制率均在99%以上,可對其進行有效防治。苯甲地那銨對18種植物病原菌菌絲生長的抑菌效果圖片如圖1-18所示,當(dāng)苯甲地那銨的濃度在10mM時,樟樹疫霉病菌、蘋果腐爛病菌、煙草黑脛病菌等7種病原菌幾乎沒有菌絲生長。而對番茄灰霉病菌、藍莓枝干潰瘍病菌和蘋果輪紋病菌等8種植物病原菌而言,只有很少的菌絲生長。此外,對煙草赤星病菌、花生黑斑病菌和煙草靶斑病菌來說,雖有菌絲生長,但與對照相比,菌絲生長較弱,說明苯甲地那銨起到了很好的抑制效果。綜上所述,苯甲地那銨很有潛力應(yīng)用于植物病原菌的防治中。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其進行限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護的技術(shù)方案的精神和范圍。