一種抑制雜草種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的化合物的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于植物源除草活性物質(zhì)研究領(lǐng)域，尤其涉及到化合物鴉膽子素D抑制雜草種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的應(yīng)用，其分子結(jié)構(gòu)式如通式(Ⅰ)。本發(fā)明通過(guò)比較不同濃度鴉膽子素D對(duì)野燕麥和自生油菜的種子萌發(fā)和生長(zhǎng)影響，發(fā)現(xiàn)鴉膽子素D對(duì)單子葉雜草野燕麥(Avena fatua L.)和雙子葉雜草自生油菜(Brassica napus L.)的種子萌發(fā)和生長(zhǎng)有顯著的抑制作用。鴉膽子素D水溶液200μg/mL即可完全抑制單子葉雜草野燕麥(Avena fatua L.)種子萌發(fā)，400μg/mL即可完全抑制雙子葉雜草自生油菜(Brassica napus L.)種植萌發(fā)。鴉膽子素D在控制雜草方面有廣闊的應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種抑制雜草種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的化合物
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于植物源除草活性物質(zhì)研究領(lǐng)域，尤其涉及到化合物鴉膽子素 D抑制雜 草種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 雜草與作物爭(zhēng)奪光、水、肥等資源而成為影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子，長(zhǎng)期以 來(lái)主要采用化學(xué)除草的手段來(lái)控制雜草的危害，但長(zhǎng)期持續(xù)使用化學(xué)除草劑引發(fā)的食品安 全、公共衛(wèi)生、自然環(huán)境及雜草抗(耐)藥性等方面的不利影響已日益引起人們的關(guān)注。
[0003] 化學(xué)農(nóng)藥的廣泛使用，在保障農(nóng)作物高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)方面發(fā)揮了巨大的作用然而傳統(tǒng) 化學(xué)農(nóng)藥的長(zhǎng)期使用導(dǎo)致害蟲(chóng)產(chǎn)生的抗藥性迫使人們加大用藥劑量，引起了越來(lái)越嚴(yán)重的 環(huán)境問(wèn)題。如土壤、農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留逐年增加，危害人、畜安全等。因此，尋求和開(kāi)發(fā)對(duì)人 類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境安全的新型農(nóng)藥越來(lái)越迫切。
[0004] 為了保護(hù)人類(lèi)生存的環(huán)境和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，化學(xué)除草劑的研制與使用將嚴(yán)格 受到環(huán)境和生態(tài)的制約。利用天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)新的除草劑，已表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，天然產(chǎn)物 除草劑逐漸受到人們的重視，植物源除草劑是雜草的生物防除及新型生物源除草劑的研究 方向。
[0005] 人們對(duì)植物源農(nóng)藥的研究多集中在殺蟲(chóng)劑和殺菌劑方面，對(duì)除草劑的研究較少。 植物是生物活性化合物的天然寶庫(kù)。其產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物超過(guò)400 000種。目前世界上已 發(fā)現(xiàn)30多個(gè)科的植物含有近百種具有除草作用的天然化合物，其中有些已被開(kāi)發(fā)成天然產(chǎn) 物除草劑，并得到專(zhuān)利保護(hù)和推廣應(yīng)用。有些已被開(kāi)發(fā)為除草劑推廣應(yīng)用。環(huán)庚草醚(通用 名:Cinmethyl in)就是以植物性化合物;桉樹(shù)腦為先導(dǎo)化合物開(kāi)發(fā)的一種新型除草劑;而捷 利康公司研制的除草劑Triketones則是以植物次級(jí)代謝產(chǎn)物leptospermone為模板開(kāi)發(fā) 的。1999年，Dayan等報(bào)道人工合成的植物毒素和天然植物毒素作用的分子靶位很少有重 疊。這樣，就可能通過(guò)植物源的次級(jí)化合物來(lái)發(fā)現(xiàn)具有新的作用靶位，而且對(duì)環(huán)境友好的除 草劑。廣泛篩選植物中有除草特性的天然產(chǎn)物。并對(duì)其中活性物質(zhì)進(jìn)行分離鑒定，探索新的 活性化合物，并作為農(nóng)藥先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的重要來(lái)源。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行衍生及優(yōu)化。已成為新農(nóng)藥創(chuàng)制 研究的前沿與熱點(diǎn)領(lǐng)域，也是獲得具有良好的環(huán)境相容性農(nóng)藥的有效途徑之一。
[0006] 鴉膽子系苦木科(Simaroubaceae)鴉膽子屬(Brucea)植物的種子，始載于《本草綱 目拾遺》。5^卯(：1^11等報(bào)道了由13.3111:丨(15^61^6-;[1.1中分得對(duì)多種動(dòng)物菌株有顯著活性且 毒性較低的鴉膽丁 (Bruceantin)后，有關(guān)活性成分的報(bào)道引起了人們極大的關(guān)注，進(jìn)一步 研究發(fā)現(xiàn)了許多新的具有抗腫瘤活性的苦木內(nèi)酯類(lèi)化合物。鴉膽子素 D有研究報(bào)導(dǎo)可作為 抗病毒劑對(duì)煙草花葉病毒(TMV)等具有較好活性，對(duì)甜菜夜蛾等昆蟲(chóng)有防治效果，另外在體 外對(duì)腫瘤細(xì)胞也有很好的抗腫瘤作用，而關(guān)于其除草活性的報(bào)道還沒(méi)有。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種可顯著抑制單雙子葉雜草種子萌發(fā)及株高和根系生 長(zhǎng)的化合物，該化合物在較低濃度下可顯著抑制雜草種子萌發(fā)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種抑制雜草種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的化 合物，其特征在于，其分子結(jié)構(gòu)式如通式(I)
[0010]本發(fā)明的第二目的是提供一種化合物的在抑制雜草萌芽及生長(zhǎng)中的應(yīng)用。
[0011]進(jìn)一步的，所述化合物在抑制野燕麥種子萌芽及生長(zhǎng)中應(yīng)用，所述化合物的水溶 液能到為5-200yg/mL。
[0012] 進(jìn)一步的，所述化合物在抑制自生油菜種子萌芽及生長(zhǎng)中應(yīng)用，所述化合物的水 溶液能到為50-400yg/mL。
[0013] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:本發(fā)明通過(guò)比較不同濃度鴉膽子素 D對(duì)野燕麥和自生 油菜的種子萌發(fā)和生長(zhǎng)影響，發(fā)現(xiàn)鴉膽子素 D對(duì)單子葉雜草野燕麥(Avena fatua L.)和雙 子葉雜草自生油菜(Brassica napus L.)的種子萌發(fā)和生長(zhǎng)有顯著的抑制作用。鴉膽子素 D 水溶液200yg/mL即可完全抑制單子葉雜草野燕麥(Avena fatua L.)種子萌發(fā)，400yg/mL即 可完全抑制雙子葉雜草自生油菜(Brassica napus L.)種植萌發(fā)。鴉膽子素 D在控制雜草方 面有廣闊的應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1、鴉膽子素 D不同濃度水溶液對(duì)野燕麥(Avena fatua L.)雜草種子萌發(fā)及幼苗 生長(zhǎng)的影響；
[0016]圖2、鴉膽子素 D 400yg/mL水溶液對(duì)野燕麥(Avena fatua L.)雜草種子萌發(fā)及幼 苗生長(zhǎng)的影響；
[0017]圖3、鴉膽子素 D 200yg/mL水溶液對(duì)野燕麥(Avena fatua L.)雜草種子萌發(fā)及幼 苗生長(zhǎng)的影響；
[0018]圖4、鴉膽子素 D不同濃度水溶液對(duì)自生油菜(Brassica napus L.)種子萌發(fā)及幼 苗生長(zhǎng)的影響；
[0019] 圖5、鴉膽子素 D 200yg/mL7jC溶液對(duì)自生油菜（Brassica napus L.)種子萌發(fā)及幼 苗生長(zhǎng)的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021] 實(shí)施例1
[0022]鴉膽子素 D對(duì)單子葉雜草野燕麥(Avena fatua L.)種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的顯著影響是 從其純品的不同濃度水溶液中篩選出來(lái)的。
[0023] 1.鴉膽子素 D純品溶液的配制
[0024] 配制7個(gè)濃度的鴉膽子素0水溶液，分別為6.25以8/1111^、12.5以8/1111^、25以8/1111^、5(^區(qū)/ mL、100yg/mL、200yg/mL、400yg/mL，以清水為空白對(duì)照。
[0025] 2.野燕麥種子處理
[0026] 選取大小一致、顆粒飽滿(mǎn)的野燕麥種子，用2.5%NaC10溶液浸泡，同時(shí)用磁力攪拌 器攪拌lOmin，再用無(wú)菌水?dāng)嚢铔_洗3次(每次3min)，吸水紙吸干，25°C的條件下催芽24h，挑 選露白一致的野燕麥種子進(jìn)行測(cè)定。
[0027] 在高壓滅菌后的玻璃培養(yǎng)皿(直徑9cm)中鋪雙層濾紙，分別加入制備好的不同濃 度（6 · 25yg/mL、12 · 5yg/mL、25yg/mL、50yg/mL、100yg/mL、200yg/mL、400yg/mL)鴉膽子素 D 水 溶液5mL，以清水為CK對(duì)照。每皿放置露白一致的野燕麥20粒，按4*5排列，每個(gè)處理3次重 復(fù)。
[0028] 3.化合物抑草效應(yīng)檢測(cè)方法
[0029]采用培養(yǎng)皿濾紙法，在鋪有雙層濾紙的9cm培養(yǎng)皿中加入5mL不同濃度的待測(cè)處理 液，對(duì)照加等量的蒸餾水。試驗(yàn)采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。
[0030]將培養(yǎng)皿放在25 °C恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3天，第4天開(kāi)始培養(yǎng)箱內(nèi)的光照周期為12h 光照/12h黑暗。培養(yǎng)期間加適量無(wú)菌水保持種子及幼苗生長(zhǎng)所需要的水分。1天測(cè)定種子發(fā) 芽率，7天分別測(cè)定野燕麥幼苗根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)、發(fā)芽總數(shù)及計(jì)算抑制率。
[0031] (1).測(cè)量指標(biāo)
[0032]萌發(fā)率:萌發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)是胚根突破種皮l_2mm。
[0033] 根長(zhǎng):根頸部位到根尖部位作為根長(zhǎng)。每個(gè)培養(yǎng)皿測(cè)全部發(fā)芽的種子，每個(gè)處理共 取3個(gè)培養(yǎng)皿，用量度為20cm的直尺測(cè)定根長(zhǎng)。
[0034] 株高：以根頸以上部位的長(zhǎng)度作為株高。每個(gè)培養(yǎng)皿測(cè)全部發(fā)芽的種植，每個(gè)處理 共取3個(gè)培養(yǎng)皿，用量度為20cm的直尺測(cè)定株高。
[0035]萌發(fā)率=(種子的萌發(fā)數(shù)/培養(yǎng)皿中種子總數(shù)）X 100%
[0036]根長(zhǎng)(株高)抑制率：引用Williamson等和曾任森的方法計(jì)算株高抑制率。公式為： IRiOVTO XIOO/To,其中1^為測(cè)試項(xiàng)目的處理值，T 〇為對(duì)照值。當(dāng)IR>0時(shí)表示存在抑制效 應(yīng)，IR〈0時(shí)表示存在促進(jìn)效應(yīng)。IR的絕對(duì)值表示抑制作用的強(qiáng)弱。
[0037]綜合抑制效應(yīng)指數(shù)(SE):是萌發(fā)、根長(zhǎng)和株高3個(gè)測(cè)定指標(biāo)的對(duì)照抑制百分率的算 術(shù)平均值，是評(píng)價(jià)化合物對(duì)植株萌發(fā)及生長(zhǎng)整體影響的參數(shù)。
[0038] (2).試驗(yàn)結(jié)果
[0039]表1鴉膽子素 D不同濃度水溶液對(duì)野燕麥(Avena fatua L.)雜草種子萌發(fā)及幼苗 生長(zhǎng)的影響
[0041]由表1、圖1-3中可以看出，鴉膽子素 D在不同濃度條件下對(duì)野燕麥種子萌芽和生長(zhǎng) 具有抑制作用，當(dāng)濃度200yg/mL時(shí)，抑制野燕麥(Avena fatua L.)雜草的種子萌發(fā)效果最 佳。鴉膽子素 D對(duì)于單子葉雜草野燕麥(Avena fatua L.)種子萌發(fā)具有顯著的抑制作用。 [0042] 實(shí)施例2
[0043]鴉膽子素 D對(duì)自生油菜(Brassica napus L.)種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的顯著影響是從其 純品的不同濃度水溶液中篩選出來(lái)的。
[0044] 1.鴉膽子素 D純品溶液的配制
[0045] 配制7個(gè)濃度的鴉膽子素 0水溶液。分別為6.25以8/1111^、12.5以8/1111^、25以8/1111^、5(^區(qū)/ mL、100yg/mL、200yg/mL、400yg/mL，以清水為空白對(duì)照。
[0046] 2.油菜種子處理
[0047] 選取大小一致、顆粒飽滿(mǎn)的野燕麥種子，用2.5%NaC10溶液浸泡，同時(shí)用磁力攪拌 器攪拌lOmin，再用無(wú)菌水?dāng)嚢铔_洗3次(每次3min)，吸水紙吸干，25°C的條件下催芽24h。挑 選露白一致的野燕麥種子進(jìn)行測(cè)定。
[0048] 在高壓滅菌后的玻璃培養(yǎng)皿(直徑9cm)中鋪雙層濾紙，分別加入制備好的不同濃 度（6 · 25yg/mL、12 · 5yg/mL、25yg/mL、50yg/mL、100yg/mL、200yg/mL、400yg/mL)鴉膽子素 D 水 溶液5mL，以清水為CK對(duì)照。每皿放置露白一致的油菜種子16粒，按4*4排列，每個(gè)處理3次重 復(fù)。
[0049] 3.化合物抑草效應(yīng)檢測(cè)方法
[0050] 采用培養(yǎng)皿濾紙法，在鋪有雙層濾紙的9cm培養(yǎng)皿中加入5mL不同濃度的待測(cè)處理 液，對(duì)照加等量的蒸餾水。試驗(yàn)采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。
[0051 ]將培養(yǎng)皿放在25 °C恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3天，第4天開(kāi)始培養(yǎng)箱內(nèi)的光照周期為12h 光照/12h黑暗。培養(yǎng)期間加適量無(wú)菌水保持種子及幼苗生長(zhǎng)所需要的水分。1天測(cè)定種子發(fā) 芽率，7天分別測(cè)定油菜幼苗根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)、鮮重、發(fā)芽數(shù)及計(jì)算抑制率 [0052] (1)測(cè)量指標(biāo)
[0053]萌發(fā)率:萌發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)是胚根突破種皮l_2mm。
[0054] 根長(zhǎng):根頸部位到根尖部位作為根長(zhǎng)。每個(gè)培養(yǎng)皿測(cè)全部發(fā)芽的種子幼苗，每個(gè)處 理共取3個(gè)培養(yǎng)皿，用量度為20cm的直尺測(cè)定根長(zhǎng)。
[0055] 株高：以根頸以上部位的長(zhǎng)度作為株高。每個(gè)培養(yǎng)皿測(cè)全部發(fā)芽的種子幼苗，每個(gè) 處理共取3個(gè)培養(yǎng)皿，用量度為20cm的直尺測(cè)定株高。
[0056] 鮮重:發(fā)芽種子幼苗的總量作為鮮重。每個(gè)培養(yǎng)皿發(fā)芽的種子幼苗，用吸水紙吸干 表面水分后，用天平測(cè)定鮮重。
[0057]萌發(fā)率=(種子的萌發(fā)數(shù)/培養(yǎng)皿中種子總數(shù)）X 100%
[0058]根長(zhǎng)、株高、鮮重抑制率：引用Williamson等和曾任森的方法計(jì)算株高抑制率。公 式為：IR^To-TjXlOO/To,其中T1為測(cè)試項(xiàng)目的處理值，To為對(duì)照值。當(dāng)IR>0時(shí)表示存在 抑制效應(yīng)，IR〈〇時(shí)表示存在促進(jìn)效應(yīng)。IR的絕對(duì)值表示抑制作用的強(qiáng)弱。
[0059] 綜合效應(yīng)指數(shù)(SE):是萌發(fā)、根長(zhǎng)和株高3個(gè)測(cè)定指標(biāo)的對(duì)照抑制百分率的算術(shù)平 均值，是評(píng)價(jià)化合物對(duì)植株萌發(fā)及生長(zhǎng)整體影響的參數(shù)。
[0060] (2)試驗(yàn)結(jié)果
[0061] 表2鴉膽子素 D不同濃度水溶液對(duì)自生油菜(Brassica napus L.)種子萌發(fā)及幼 苗生長(zhǎng)的影響
[0064]由表表2、附圖4-5中可以看出，鴉膽子素 D在不同濃度條件下對(duì)自生油菜種植萌芽 和生長(zhǎng)具有抑制作用；當(dāng)鴉膽子素 D在400yg/mL時(shí)，抑制雙子葉植物油菜(Brassica napus L.)的種子萌發(fā)的效果最佳。鴉膽子素 D對(duì)于雙子葉雜草自生油菜(Brassica napus L.)種 子萌發(fā)具有顯著的抑制作用。
[0065] 本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù) 語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該 理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意 義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
[0066] 最后所應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參 照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解:依然可以對(duì)本 發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抑制雜草種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的化合物，其特征在于，其分子結(jié)構(gòu)式如通式(I)2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物的在抑制雜草萌芽及生長(zhǎng)中的應(yīng)用。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述化合物的應(yīng)用，其特征在于，所述化合物在抑制野燕麥種子 萌芽及生長(zhǎng)中應(yīng)用，所述化合物的水溶液能到為5-200yg/mL。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述化合物的應(yīng)用，其特征在于，所述化合物在抑制自生油菜種 子萌芽及生長(zhǎng)中應(yīng)用，所述化合物的水溶液能到為50-400yg/mL。
【文檔編號(hào)】A01P13/00GK106046018SQ201610408340
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】李瑋, 沈碩, 郭青云
【申請(qǐng)人】青海省農(nóng)林科學(xué)院