天然蒽醌化合物对植物病原真菌的生物活性及作用机理研究

摘要

开发生物活性高、对非靶标生物安全、环境相容性好的生物合理农药目前已成为农药发展的新趋势，本研究从植物中寻找高活性的天然产物，并研究其相关特性，以期为新农药的开发应用提供依据。 田间试验结果表明，药用大黄的乙醇提取物，对黄瓜白粉病和番茄灰霉病菌具有良好的防治效果。其稀释100倍和250倍的防效分别与对照药剂15％三唑酮可湿性粉剂稀释1000倍防治白粉病、70％嘧霉胺水分散粒剂稀释1000倍的防效相当。有必要进一步追踪其活性组分。 采用活性追踪和色谱法分离纯化植物大黄和巴天酸模中的活性化合物，利用现代波谱技术进行化学结构鉴定，确定为大黄酚、大黄素甲醚、大黄素、大黄素-1，6-二甲醚和大黄酸。葸醌衍生物在对植物提取物对病原真菌的活性中起主导作用，7个葸醌衍生物的抑菌谱测定结果表明，在活体测试条件下，极性较低的蒽醌衍生物人黄素-1，6-二甲醚、大黄酚和大黄素甲醚对病原菌的生物活性，明显优于极性较高的葸醌衍生物(含羟基较多或羧基)大黄酸、大黄素、1，8-二羟基葸醌和茜素的活性。相反，在离体条件下，极性较高的葸醌衍生物对病原菌的直接抑菌作用优于极性较低的蒽醌衍生物。表明葸醌衍生物的极性与生物活性有一定的关系。 药用大黄提取物中的蒽醌化合物人黄素甲醚对白粉菌的活性优于大黄酚，化合物之间对植物病原菌的活性存在增效作用。对于小麦白粉病菌，火黄素甲醚和大黄酚组合物的增效比率R值(理论EC<,50>/观察EC<,50>)为0.99～2.78，对于黄瓜白粉病菌，大黄素甲醚和大黄酚组合物的增效比率为1.01～4.06。大黄素甲醚和大黄酚在组合物中的比率为6：4～9：1时，对小麦白粉菌和黄瓜白粉菌的活性表现为加性效应，比率为1：9～5：5时，表现为增效作用，增效水平随着火黄酚在组合物中的比率的增高而升高。当天然产物直接用作生物源农药时，活性成分的种类和比率都需要确定以保证防效的稳定性。 2004～2005两年度分别建立了黄瓜白粉病菌和霜霉病菌种群对大黄素甲醚的敏感基线。全国9个地区262个白粉病菌株的EC<,50>值的分布成正态分布，EC<,50>值的变异范围为0.153～0.454 μgmL<'-1>，平均值0.304μg mL<'-1>为敏感基线。116个霜霉病菌株的EC<,50>值的分布成正态分布，EC<,50>值的变异范围为0.280-0.748 μg mL<'-1>，平均值0.501 μg mL<'-1>为敏感基线。黄瓜白粉病菌在大黄素甲醚选择压力下，G1～G15的EC<,50>值变化范围为0.249～0.395 μg mL<'-1>，与初始GO的EC<,50>值0.301μg mL<'-1>无显著差异，表明黄瓜白粉病菌株在人黄素甲醚的选择压力下，敏感性并没有变化。 接种前喷施大黄素甲醚可明显抑制小麦叶片上白粉病菌分生孢子的萌发和附着胞的形成，形成的附着胞大部分为畸形，不能形成吸器原体：接种后8 h喷施大黄素甲醚的畸形附着胞比率是清水处理的5～6倍，能减少约90％的吸器原体形成比率；接种后24 h、48 h和72 h，喷施大黄素甲醚，仍能不同程度抑制初生吸器和菌落的进一步生长发育，并减少单菌落形成吸器的个数，从而最终减少叶段上病斑数。大黄素甲醚对小麦白粉病菌生长发育的各个阶段均有一定作用，最显著的作用发生在入侵之前，即吸器原体形成前的阶段。大黄素甲醚对小麦白粉病菌和黄瓜灰霉病菌在离体条件下没有直接的抗菌活性，但在活体条件下活性很高。挑战接种试验结果表明该化合物局部诱导了植物对病原菌的抗病性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

第二章天然蒽醌化合物的分离纯化、结构鉴定和生物活性

1材料和方法

1.1分离纯化和结构鉴定

1.2生物活性测定

2结果与分析

2.1结构鉴定

2.2生物活性测定

3 讨论

第三章大黄素甲醚和大黄酚对白粉病菌活性的增效作用

1材料和方法

1.1供试化合物

1.2接种体的准备

1.3室内试验

1.4温室试验

1.5统计分析

2结果

2.1室内试验

2.2温室试验

3讨论

第四章大黄素甲醚对白粉菌和霜霉菌的敏感基线研究

1材料和方法

1.1供试化合物

1.2标样采集和菌种分离

1.3接种体的准备

1.4敏感基线测定

1.5在大黄素甲醚选择压力下黄瓜白粉病菌的敏感性监测

2结果与分析

2.1黄瓜白粉病菌种群的敏感基线

2.2黄瓜霜霉病菌种群的敏感基线

2.3在大黄素甲醚选择压力下黄瓜白粉病菌的敏感性监测结果

3讨论

第五章大黄素甲醚对小麦白粉菌侵染过程的影响

1材料与方法

1.1供试化合物

1.2供试病原菌

1.3供试植物培养

1.4药剂处理和接种

1.5取样、染色和调查

1.6病情调查

1.7数据处理

2结果与分析

2.1接种前喷施大黄素甲醚对白粉病菌发育的影响

2.2接种后喷施大黄素甲醚对白粉病菌发育的影响

2.3病情调查

3讨论

第六章大黄素甲醚对植物的抗病激活作用

1材料和方法

1.1供试化合物

1.2供试病原菌

1.3供试植物培养

1.4大黄素甲醚对小麦白粉病菌的离体和活体测试

1.5大黄素甲醚对黄瓜灰霉病菌的离体和活体测试

1.6挑战接种试验

2结果

2.1大黄素甲醚对小麦白粉病菌的离体和活体测试

2.2大黄素甲醚对黄瓜灰霉病菌的离体和活体测试

2.3挑战接种试验

3讨论

参考文献

附 录

致 谢

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