專利名稱：一種復合寡糖植物系統(tǒng)獲得性抗病誘導劑及其制備的制作方法
本專利是關(guān)于一種能使農(nóng)作物獲得抗病能力的新型植保產(chǎn)品及其制備，該專利的關(guān)鍵是將幾種活性寡糖與一種特定的植物信號傳導分子結(jié)合在一起，形成一類活性更高的植物系統(tǒng)獲得性抗病誘導劑。
植物系統(tǒng)獲得抗性(systemic acquired resistance，SAR)是由壞死型病原物侵染或某些生化制劑誘導處理后，植株未受侵染或處理部位產(chǎn)生對隨后病原物侵染的抗性。這種抗性具有區(qū)別于其他抗性形成的3大特點一是系統(tǒng)性，即SAR可表現(xiàn)在植株的非誘導因子處理部位；二是持久性，即SAR產(chǎn)生后維持幾周甚至幾個月；三是廣譜性，即SAR同時對真菌、細菌、病毒所致病害產(chǎn)生抑制作用。能夠激發(fā)作物產(chǎn)生SAR的化學物質(zhì)被稱作作物激活劑或誘導劑(Elicitor)，其在農(nóng)藥中代表著一種全新的化學，更代表著一種全新的植保技術(shù)和概念，改變了傳統(tǒng)殺菌劑都遵循的直接殺菌原則，推出之初，即被譽為“改朝換代”具有變革意義的新農(nóng)藥。
植物系統(tǒng)獲得抗性的分子生物學基礎(chǔ)是植物在與病原體相互作用的長期過程中，通過各種代謝途徑形成了各種與抵抗病原體有關(guān)的物質(zhì)，如木質(zhì)素，植保素，活性氧等，這些物質(zhì)有些是原來植物體中本身存在的，有些是病原體感染后誘導形成的。那么病原體是如何啟動植物的抗性系統(tǒng)的呢？研究表明，病原體中能激活植物自衛(wèi)系統(tǒng)的有效成分是病原體細胞璧多糖[J.K.Sharp，B.Valent，P.Albersheim，J.Biol.Chem，1984，25911312.]，這一發(fā)現(xiàn)也是符合糖類是生物體中信息傳遞物質(zhì)這樣一個公認的現(xiàn)代科學研究規(guī)律的。以后更進一步的研究揭示，多糖中活性最高的部位是構(gòu)成多糖的有特殊結(jié)構(gòu)的寡糖片段。寡糖片段在植物中可作為早期信息分子，對植物的抗病菌侵染、生長發(fā)育、形態(tài)建成等有重大影響。在抗病菌侵染過程中，寡糖能激發(fā)包括植保素合成在內(nèi)的多種防御反應(yīng)。
寡糖能作為植物自我防衛(wèi)系統(tǒng)的激活劑(Elicitor)是美國Albersheim在84年發(fā)現(xiàn)的[J.K.Sharp，B.Valent，P.Albersheim，J.Biol.Chem，1984，25911321.]寡糖激活劑是一類能在DNA轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)特殊代謝、基因表達的分子。真菌病原體Pmg(Phytophthora megasperma f.sp.glycinea)的細胞壁多糖中的β連接的葡萄七糖是首次被發(fā)現(xiàn)的寡糖激活劑，10ng(1×10-8克)應(yīng)用于1克植物組織即能產(chǎn)生足夠的植保素，相當于1克寡糖激活劑可使1000噸作物的組織產(chǎn)生足夠量的植保素，迄今為止它是已發(fā)現(xiàn)植保素激活劑中效率最高的。后來的研究表明，還原端少一個葡萄糖單元的六糖的甲基和烯丙基苷有類似于七糖的功能(Cote F，Hahn M，Plant Mol.Biol.1994，261379.)。這些發(fā)現(xiàn)引起了有機化學家的濃厚興趣，幾個有名的實驗室都先后進行了寡糖激活劑的合成研究，但由于所用的試劑昂貴、反應(yīng)步驟繁多，僅能用于結(jié)構(gòu)、活性關(guān)系的驗證研究，很難批量制備。中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心對寡糖激活劑的研究取得了最新的的進展，所發(fā)明的寡糖激活劑的合成方法簡潔、有效(寧君，孔繁祚，植物自我防衛(wèi)系統(tǒng)激活劑6糖的簡易合成。中國專利申請?zhí)?9119757.7；寧君，孔繁祚 可用作防治病害農(nóng)藥的、能使植物產(chǎn)生植保素的葡萄寡糖。中國專利申請?zhí)?0100713.0；寧君，孔繁祚，一種六糖的制備方法，世界專利申請?zhí)朠C 00253)。在對合成的寡糖誘導植物產(chǎn)生抗病機理進行深入研究的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)幾類天然多糖經(jīng)過一定的化學技術(shù)處理后，可得到復合寡糖產(chǎn)物，再與一種特定的植物信號傳導分子結(jié)合在一起，可形成一種誘導植物抗病活性更高的復合寡糖制劑，該制劑還有顯著促進植物生長，改善果實的品質(zhì)與口感等其它重要功能。
在達到上述目的中，本專利提供了一類能使農(nóng)作物獲得抗病能力的新型植保產(chǎn)品，該產(chǎn)品是將某些活性寡糖與一種特定的植物信號傳導分子結(jié)合在一起，形成一類活性更高的植物系統(tǒng)獲得性抗病誘導劑，來直接作用于正在生長的農(nóng)作物，從而使農(nóng)作物獲得抵抗病害的能力。
所述的活性寡糖來自天然多糖的降解產(chǎn)物，主要包括葡聚寡糖，氨基葡聚寡糖及乙酰氨基葡聚寡糖等等。
所述的寡糖聚合度為2-30。
所述的植物信號傳導分子主要是水楊酸，乙酰水楊酸及高級脂肪酸等。
所述的復合寡糖制劑可以是固體，也可以是一定濃度的水劑，若為液體，寡糖的濃度為0.5-5％，水楊酸的濃度為0.01-1％.
所述的活性寡糖與一種特定的植物信號傳導分子如水楊酸是通過化學鍵合作用結(jié)合在一起，形成寡糖復合物。
下面以實例來具體說明本產(chǎn)品，產(chǎn)品的制備及其在農(nóng)作物上防治病害的效果。
例1.將殼聚糖經(jīng)化學降解得到聚合度為2-30的氨基葡萄寡糖與水楊酸配制成2％的復合寡糖溶液，其中水楊酸的含量為0.2％。將其用水稀釋200倍后直接噴灑到已被灰霉病菌輕度感染的45厘米高的西紅柿的葉子上，對照組為只噴清水的被灰霉病菌輕度感染的葉子，三天后通過計量實驗組與對照組的病斑面積之比，確定防治病的效果。結(jié)果如下所述的復合寡糖抗西紅柿灰霉病的結(jié)果病情指數(shù)(％) 相對防效(％)灰霉病菌感染清水對照組98.6 0復合寡糖溶液 20.1 76.2萬霉靈實驗組(500ppm) 18.3 81.4由上表可見200倍復合寡糖液直接噴灑染病的西紅柿，可以達到很好的防治灰霉病的效果，與化學農(nóng)藥萬霉靈相當。
例2.將例1所得復合寡糖溶液，用水稀釋200倍后直接噴灑到已被黃萎菌輕度感染的棉花的葉子上，對照組為只噴清水的被黃萎菌輕度感染的葉子，三天后通過計量實驗組與對照組的病斑面積之比，確定防治病的效果。結(jié)果如下所述的復合寡糖抗棉花黃萎菌病的結(jié)果病情指數(shù)(％)相對防效(％)黃萎菌感染清水對照組97.90
復合寡糖溶液21.378.1多菌靈實驗組(400ppm)19.181.2由上表可見200倍復合寡糖液直接噴灑染病的棉花，可以達到很好的防治黃萎菌病的效果，與化學農(nóng)藥多菌靈相當。
例3.將例1所得的復合寡糖溶液，用水稀釋200倍后直接噴灑到已被炭疽病菌輕度感染的辣椒的葉子上，對照組為只噴清水被炭疽病輕度感染的葉子，三天后通過計量實驗組與對照組的病斑面積之比，確定防治病的效果。結(jié)果如下所述的復合寡糖抗辣椒炭疽病的結(jié)果病情指數(shù)(％)相對防效(％)炭疽病感染清水對照組90.20復合寡糖液 20.379.6多菌靈實驗組(200ppm)20.082.2由上表可見復合寡糖液直接噴灑染炭疽病的辣椒，可以達到很好的防治炭疽病菌的效果，與化學農(nóng)藥多菌靈相當。
權(quán)利要求
1.某些活性寡糖與一種特定的植物信號傳導分子結(jié)合在一起，形成一類活性更高的植物系統(tǒng)獲得性抗病誘導劑。
2.按照權(quán)利要求1，所述的活性寡糖來自天然多糖的降解產(chǎn)物，主要包括葡聚寡糖，氨基葡聚寡糖及乙酰氨基葡聚寡糖等等。
3.按照權(quán)利要求1，所述的寡糖聚合度為2-30。
4.按照權(quán)利要求1，所述的植物信號傳導分子主要是水楊酸，乙酰水楊酸及高級脂肪酸等。
5.按照權(quán)利要求1，所述的復合寡糖制劑可以是固體，也可以是一定濃度的水劑，若為液體，寡糖的濃度為0.5-5％，水楊酸的濃度為0.01-1％.
6.按照權(quán)利要求1，活性寡糖與一種特定的植物信號傳導分子如水楊酸是通過化學鍵合作用結(jié)合在一起，形成寡糖復合物。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種能使農(nóng)作物獲得抗病能力的新型植保產(chǎn)品及其制備，該專利的關(guān)鍵是將某些活性寡糖與一種特定的植物信號傳導分子結(jié)合在一起，形成一類活性更高的植物系統(tǒng)獲得性抗病誘導劑。
文檔編號A01N31/00GK1483319SQ0213093
公開日2004年3月24日 申請日期2002年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
發(fā)明者寧君, 汪峰, 牟玉靜, 孔繁祚, 寧 君 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心