本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)微生物學技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及4-乙烯基苯酚在制備線蟲殺蟲劑中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
植物病原線蟲作為一種常見的寄生線蟲,具有多寄主,防治難度大,抗藥性強等特點,對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴重的危害,其中植物根結(jié)線蟲和植物孢囊線蟲對農(nóng)作物莊稼危害最大,分布范圍也最廣(curtis2007)。根結(jié)線蟲(meloidogynespp.)是一種定植在植物根系的內(nèi)寄生線蟲,屬于墊刃目(tylenchida),異皮科(heteroderidae),根結(jié)亞科(meloidogyninae),根結(jié)線蟲屬(meloidogyne)。在我國,分布最廣、危害最嚴重的是南方根結(jié)線蟲。目前國內(nèi)外線蟲防治技術(shù)主要有以下幾種方法:
(1)農(nóng)業(yè)防治
苗床是線蟲傳播的非常重要的途徑,可以通過對苗床進行消毒或者無土育苗、種植抗線蟲品種等方法,保證種苗的健康成長,避免早期受到根結(jié)線蟲的侵染。清除帶蟲殘體,壓低蟲口密度,帶蟲根曬干后應(yīng)燒毀。深翻土壤。將表土翻至25厘米以下,可減輕蟲害發(fā)生。高(低)溫抑蟲。利用夏季高溫休閑季節(jié),起壟灌水覆地膜,密閉棚室兩周。利用冬季低溫凍垡等可抑制線蟲發(fā)生。有些地區(qū)可采用輪作,特別是水旱輪作的方法防治根結(jié)線蟲具有較好的效果(曹坳程等2002)。但是這些主要是起輔助性作用,通常使用的防治手段是使用化學農(nóng)藥防治。
(2)化學防治
長期以來,我國對作物病原線蟲的防治主要依靠化學農(nóng)藥,其在保障農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。溴甲烷是最早用于植物病原線蟲防治的一類化學藥劑,隨后,克線丹(cadusafos)、滅線磷(ethoprphos)等殺線蟲劑在黃瓜等農(nóng)作物線蟲病害防治過程中顯示出巨大的潛力,因此得到了廣泛的應(yīng)用(孔祥義等2006)。
但是,高毒性的化學農(nóng)藥在使用過程中造成了非常嚴重的農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境污染問題。據(jù)衛(wèi)生部和農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計,全國每年因農(nóng)藥中毒人數(shù)已超過5萬,農(nóng)藥殘留對人體造成的不良影響更是難以估量。同時,我國的農(nóng)副產(chǎn)品由于農(nóng)藥殘留量超標,出口受阻,每年造成的外貿(mào)經(jīng)濟損失高達70億美元。與此同時相當部分的化學殺線蟲藥劑進入土壤和地下水中,造成嚴重的環(huán)境污染,特別是地下水污染,直接威脅到生態(tài)安全。目前我國主要化學殺線蟲劑滅線磷、溴甲烷、涕滅威等已被禁用或限制使用,導致可選用的化學殺線蟲劑種類更少,加劇了線蟲防治的困難。所以,殺線蟲劑的應(yīng)用應(yīng)該向低毒、高效、低殘留方向發(fā)展(王新榮等2010)。
捻轉(zhuǎn)血矛線蟲(haemonchuscontortus)是一種寄生在反芻動物的主要病原寄生蟲,偶爾也見于人和鼠等非適宜宿主。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲屬直接發(fā)育型的寄生蟲,不需要中間宿主,成蟲排卵量大,嚴重污染草地和水源。該病的發(fā)生呈現(xiàn)出氣候、地理、牧場條件和宿主生理狀態(tài)依賴性。因引起感染動物貧血、消瘦甚至死亡而給畜牧業(yè)造成極大的經(jīng)濟損失。由于沒有商業(yè)化的疫苗,捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的防控仍然以抗蠕蟲藥治療為主。但是耐藥性的產(chǎn)生和有效疫苗的缺乏給防治工作帶來困難,新的藥物亟待開發(fā)。
4-乙烯基苯酚是白酒和啤酒中發(fā)現(xiàn)的酚類化合物,溶于水,部分溶于酒精,稍溶于油脂,具有苯酚、藥味和辛香風味,2000年,食品添加劑聯(lián)合專家委員會jecfa(thejointfao/whoexpertcommitteeonfoodadditives)評估4-乙烯基苯酚用作調(diào)味劑在當前攝入水平?jīng)]有安全問題;同時4-乙烯基苯酚是一種重要的有機化工原料及醫(yī)藥中間體,廣泛應(yīng)用于合成樹脂、合成橡膠、石油化工、食品香料、醫(yī)藥等行業(yè)。在中草藥中提取到的4-乙烯基苯酚發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤細胞血管生成的作用(gracegar-leeyue等2015),在chavicolandrelatedcompoundsasnematocides,biosci.biotech.biochem,57(9),1572-1574,1993中報道了4-乙烯基苯酚的殺秀麗隱桿線蟲活性,本申請首次發(fā)現(xiàn)4-乙烯基苯酚具有殺根結(jié)線蟲和羊捻轉(zhuǎn)血矛線蟲活性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供了4-乙烯基苯酚在制備線蟲殺蟲劑中的應(yīng)用,所述的4-乙烯基苯酚(4-vinylphenol)的分子量為120.15,分子式為c8h8o,化學式如下:
為了達到以上目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)措施:
4-乙烯基苯酚在制備線蟲殺蟲劑中的應(yīng)用,其應(yīng)用過程包括以4-乙烯基苯酚為主效成分或為有效成分之一制備成線蟲殺蟲劑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明首次報道了4-乙烯基苯酚的殺線蟲活性,為新型的動植物線蟲防治制劑的制備提供了新的選擇性。
4-乙烯基苯酚制備的殺線劑具有高效、低毒、持續(xù)性好的優(yōu)點。
附圖說明
圖1為4-乙烯基苯酚殺南方根結(jié)線蟲的效果圖;
圖1中a代表0h的殺蟲效果;圖1中b代表24h的殺蟲效果;圖1中c代表48h的殺蟲效果。
圖2為4-乙烯基苯酚殺羊捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的效果圖;
圖2中a:對照組線蟲;圖2中b:處理組線蟲。
具體實施方式
下述實施例中的實驗方法,如無特別說明,均為報道的微生物學常規(guī)操作方法。所述試劑或材料,如未特別說明,來源于商業(yè)渠道。
實驗例1:
4-乙烯基苯酚(4-vinylphenol)在制備根結(jié)線蟲殺蟲劑中的應(yīng)用,應(yīng)用過程如下:
從番茄根部挑取線蟲感染根結(jié),將卵塊置于96孔板20℃孵育,觀察根結(jié)線蟲孵化情況。用無菌水沖洗線蟲,在96孔板中加入200μl濃度依次為10,11,12,13,14,15μg/ml的4-乙烯基苯酚溶液,加入2μl氯霉素(30mg/ml)和30頭線蟲,純凈水做對照,每組3個重復。置于20℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),觀察實驗結(jié)果(圖1)。
線蟲死亡率=線蟲死亡數(shù)/供試線蟲數(shù)*100%
校正死亡率=(處理組線蟲死亡率-對照組線蟲死亡率)/(1-對照組線蟲死亡率)*100%
表1.4-乙烯基苯酚殺根結(jié)線蟲活性
對照組線蟲生長正常,4-乙烯基苯酚殺根結(jié)線蟲半數(shù)致死濃度lc50為14.96ug/ml(48h)和13.32ug/ml(72h)。
所述的線蟲為南方根結(jié)線蟲。
實驗例2:
4-乙烯基苯酚(4-vinylphenol)在制備秀麗隱桿線蟲殺蟲劑中的應(yīng)用,應(yīng)用過程如下:
在96孔板中加入200μl濃度依次為50,75,100,125,150,175μg/ml的4-乙烯基苯酚溶液,加入2μl氯霉素(30mg/ml)和約30頭j2期秀麗隱桿線蟲線蟲,純凈水做對照,每組3個重復。置于20℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),觀察實驗結(jié)果。
線蟲死亡率=線蟲死亡數(shù)/供試線蟲數(shù)*100%
校正死亡率=(處理組線蟲死亡率-對照組線蟲死亡率)/(1-對照組線蟲死亡率)*100%
表2.4-乙烯基苯酚殺秀麗隱桿線蟲活性
對照組線蟲生長正常,4-乙烯基苯酚對秀麗隱桿線蟲半數(shù)致死濃度為103.33ug/ml(48h)和70.30ug/ml(72h)。4-乙烯基苯酚對植物病原南方根結(jié)線蟲殺蟲活性強于模式線蟲秀麗隱桿線蟲。
實驗例3:
4-乙烯基苯酚(4-vinylphenol)在制備羊捻轉(zhuǎn)血矛線蟲殺蟲劑中的應(yīng)用,應(yīng)用過程如下:
從感染羊糞便中獲得并孵育捻轉(zhuǎn)血矛線蟲三期幼蟲,用生理鹽水洗滌線蟲,38℃處理25-30分鐘進行脫鞘處理,然后用lb培養(yǎng)液洗滌線蟲,在96孔板中加入98μl含有100條左右幼蟲的lb溶液,加入2μl4-乙烯基苯酚溶液使其終濃度達到1mg/ml,lb溶液做對照,每組3個重復。置于38℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),72h后觀察實驗結(jié)果。
對照組線蟲生長正常,1mg/ml4-乙烯基苯酚處理下,羊捻轉(zhuǎn)血矛線蟲3期幼蟲全部死亡。4-乙烯基苯酚對動物病原線蟲羊捻轉(zhuǎn)血矛線蟲具有強烈殺蟲活性(圖2)。
實驗例4:
4-vinylphenol對南方根結(jié)線蟲卵孵化抑制實驗
1)挑取番茄根上的卵塊,收集在一起,放入1%次氯酸鈉溶液消毒3min,用無菌水洗掉次氯酸鈉殘留,在水里搖晃使卵從卵塊中脫落,獲得含卵懸浮液;
2)用無菌水沖洗,將含卵的懸浮液分別通過篩孔尺寸依次為200目、325目、500目的篩子,最后卵保留在500目的篩子上,再次用無菌水小心沖洗篩子上的卵,并收集;
3)在96孔板中加入線蟲卵150個/孔,每孔中加入4-vp溶液,使終濃度分別為5,10,40,100μg/ml,每組處理3個重復,水為對照,觀察結(jié)果。
卵孵化率(%)=孵化線蟲數(shù)/卵總數(shù)*100%
卵孵化抑制率(%)=(對照組卵孵化率-處理組卵孵化率)/對照組卵孵化率*100%
表3.根結(jié)線蟲10d卵孵化抑制率
4-vp濃度的提升對卵孵化抑制率升高,而且4-vp濃度達到40ug/ml之后孵化出來的線蟲存在80%-100%的死亡率。
實驗例5:
病原細菌拮抗實驗
大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌、青枯假單胞菌和丁香假單胞菌劃線活化得到單菌落,挑取單菌落接種到lb液體培養(yǎng)基中活化。采用瓊脂平板擴散法,將1%病原細菌加入培養(yǎng)基中倒入培養(yǎng)皿,在培養(yǎng)皿中放置牛津杯,在牛津杯中加入100μl濃度500μg/ml的4-vinylphenol,以水作為陰性對照,3個重復,大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌置于37℃培養(yǎng),青枯假單胞菌和丁香假單胞菌置于28℃培養(yǎng),觀察結(jié)果。
表4
+:表示有效果,-:表示無效果。
實驗例6:
病原真菌拮抗實驗
小麥立枯絲核菌,水稻立枯絲核菌,棉花立枯絲核菌,黑曲霉,油菜灰霉,小麥赤霉,辣椒灰霉,意大利青霉,油菜核盤菌,香蕉尖胞鐮刀菌,棉花尖胞鐮刀菌,稻瘟菌挑取菌絲接種到pda培養(yǎng)基上活化。采用瓊脂平板擴散法,挑取菌塊于pda培養(yǎng)基平板中心,用打孔器等距離打6個孔,加入100μl濃度500μg/ml的4-vinylphenol,以水作為陰性對照,3個重復,置于28℃培養(yǎng)(稻瘟菌和油菜核盤菌置于20℃),觀察結(jié)果。
表5
+:表示有效果,-:表示無效果。