2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌中的应用

摘要

本发明公开了一种2‑壬酮的新用途，即2‑壬酮在抑制禾谷镰刀菌中的应用。本发明保护2‑壬酮和/或2‑壬酮类似物和/或2‑壬酮衍生物的应用，为如下(1)‑(6)中任一种：(1)抑制禾谷镰刀菌；(2)抑制禾谷镰刀菌生长；(3)抑制禾谷镰刀菌孢子萌发；(4)抑制禾谷镰刀菌孢子产生；(5)预防小麦赤霉病；(6)抑制小麦赤霉病。本发明还保护2‑壬酮和/或2‑壬酮类似物和/或2‑壬酮衍生物在制备产品中的应用。本发明通过实验证明，2‑壬酮可有效抑制禾谷镰刀菌的生长、孢子的萌发和孢子的产生，作为禾谷镰刀菌的生物防治材料，该化合物具有开发新的生物农药的应用前景。

权利要求

1.2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌中的应用。

2.2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌生长中的应用。

3.2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌孢子萌发中的应用。

4.2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌孢子产生中的应用。

5.2-壬酮和在预防小麦赤霉病中的应用。

6.2-壬酮在抑制小麦赤霉病中的应用。

7.2-壬酮作为防控小麦赤霉病的制剂的应用。

8.2-壬酮在制备防控小麦赤霉病的制剂中的应用。

9.2-壬酮在制备产品中的应用；所述产品的用途为如下（1）-（6）中至少一种：（1）抑制禾谷镰刀菌；

（2）抑制禾谷镰刀菌生长；

（3）抑制禾谷镰刀菌孢子萌发；

（4）抑制禾谷镰刀菌孢子产生；

（5）预防小麦赤霉病；

（6）抑制小麦赤霉病。

说明书

2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌中的应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌中的应用。

背景技术

[0002] 2-壬酮(2-Nonanone)为无色油状液体，不溶于水，溶于乙醇等有机熔剂。天然存在于乳酪、白脱油、草莓、椰子中。具有果香、甜香、蜡香、皂香、青香及椰子、奶油的气味。用于调配菠萝蜜、椰子、乳酪等食用香精。2-壬酮的FEMA编号为2785，FDA编号为172.515，CoE编号为154。中国GB 2760-1996批准为允许使用的食品香料。

[0003] 禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)是禾本科作物的重要病原菌之一，可引起麦类赤霉病(Fusarium Head Blight，FHB)，禾谷镰刀菌为限制小麦产量的一个主要因素。我国气候条件十分有利于麦类赤霉病的发生，长江中下游地区常年病害造成产量损失10％-15％，大流行年份减产近50％。由于全球气候变暖以及秸秆还田、免耕栽培等耕作制度改变的影响，我国麦类赤霉病的发生区域由长江流域迅速向西北、华北扩展，特别是在2008、
2010和2012年，全国麦类赤霉病发生十分严重，造成了严重的产粮损失和不良的社会影响，严重威胁我国粮食安全。

[0004] 禾谷镰刀菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON，3，7，15三羟基-12，13环氧单端孢霉-9烯-8酮)是存在于赤霉病菌感染麦粒中的主要天然毒素之一。DON已被认定为最危险的自然发生食品污染物之一，被列入国际研究的优先地位。DON可致人免疫力下降、贫血、头痛、腹痛、恶心；致动物拒食、生长延滞和流产。DON广泛存在并大量污染小麦及其制品，对人畜构成很大危害，严重威胁我国食品安全。因此，筛选和开发能够高效抑制禾谷镰刀菌生长安全、无毒的天然活性物质，加强禾谷镰刀菌防控研究已成为保障我国粮食安全和食品安全的迫切需求。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种2-壬酮的新用途，即2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌中的应用。

[0006] 本发明的目的是提供一种2-壬酮的新用途，即2-壬酮在抑制禾谷镰刀菌中的应用。

[0007] 本发明保护2-壬酮和/或2-壬酮类似物和/或2-壬酮衍生物的应用，为如下(1)-(6)中任一种：

[0008] (1)抑制禾谷镰刀菌；

[0009] (2)抑制禾谷镰刀菌生长；

[0010] (3)抑制禾谷镰刀菌孢子萌发；

[0011] (4)抑制禾谷镰刀菌孢子产生；

[0012] (5)预防小麦赤霉病；

[0013] (6)抑制小麦赤霉病。

[0014] 本发明还保护2-壬酮和/或2-壬酮类似物和/或2-壬酮衍生物作为防控小麦赤霉病的制剂的应用。

[0015] 本发明还保护2-壬酮和/或2-壬酮类似物和/或2-壬酮衍生物在制备防控小麦赤霉病的制剂中的应用。

[0016] 本发明还保护2-壬酮和/或2-壬酮类似物和/或2-壬酮衍生物在制备产品中的应用；所述产品的用途为如下(1)-(6)中至少一种：

[0017] (1)抑制禾谷镰刀菌；

[0018] (2)抑制禾谷镰刀菌生长；

[0019] (3)抑制禾谷镰刀菌孢子萌发；

[0020] (4)抑制禾谷镰刀菌孢子产生；

[0021] (5)预防小麦赤霉病；

[0022] (6)抑制小麦赤霉病。

[0023] 本发明还保护一种产品，其活性成分为2-壬酮和/或2-壬酮类似物和/或2-壬酮衍生物；所述产品的用途为如下(1)-(6)中至少一种：

[0024] (1)抑制禾谷镰刀菌；

[0025] (2)抑制禾谷镰刀菌生长；

[0026] (3)抑制禾谷镰刀菌孢子萌发；

[0027] (4)抑制禾谷镰刀菌孢子产生；

[0028] (5)预防小麦赤霉病；

[0029] (6)抑制小麦赤霉病。

[0030] 以上任一所述禾谷镰刀菌具体可为禾谷镰刀菌D187。

[0031] 以上任一所述产品具体可为生物农药。

[0032] 本发明通过实验证明，2-壬酮可有效抑制禾谷镰刀菌的生长、孢子的萌发和孢子的产生。作为禾谷镰刀菌的生物防治材料，2-壬酮具有如下优点：具有挥发性，对人畜安全性好，中国GB 2760-1996批准为允许使用的食品香料，对环境无污染，并且有清香。该化合物具有开发新的生物农药的应用前景。

附图说明

[0033] 图1为双格培养皿示意图。

[0034] 图2为实施例1中禾谷镰刀菌的生长情况观察结果。

具体实施方式

[0035] 以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。

[0036] 禾谷镰刀菌：参考文献：Zhao，Y.，Selvaraj，J.N.，Xing，F.，Zhou，L.，Wang，Y.，Song，H.，Tan，X.，Sun，L.，Sangare，L.，Folly，Y.M.E.，Liu，Y.，(2014)Antagonistic Action of Bacillus subtilis Strain SG6on Fusarium graminearum.PLoS ONE 9，e92486.；实施例中用到的的禾谷镰刀菌为禾谷镰刀菌D187，为参考文献中的F.graminearum D187；公众可以从中国农业科学院农产品加工研究所获得。

[0037] ppm：mg/L。

[0038] 实施例1、2-壬酮抑制禾谷镰刀菌生长

[0039] PDA固体培养基：去皮马铃薯200g煮沸30min后取滤液，加入葡萄糖20g、琼脂16g，加去离子水补足至1L，115℃高压灭菌30分钟。

[0040] WA固体培养基：琼脂15g，去离子水加至1L，121℃高压灭菌20分钟。

[0041] 双格培养皿：内装有两种培养基，左边的一半为WA固体培养基，右边的一半为PDA固体培养基，见图1。

[0042] 1、活化菌种：将禾谷镰刀菌接种于PDA固体培养基上，28℃静置培养7天。

[0043] 2、将步骤1活化的禾谷镰刀菌的菌饼(直径5mm)放置于双格培养皿的PDA固体培养基上的中央位置，将灭菌滤纸片放置在双格培养皿的WA固体培养基上的中央位置。

[0044] 3、完成步骤2后，取所述双格培养皿，分组处理如下(每组三个所述双格培养皿)：

[0045] 实验组：将200μL的2-壬酮缓慢加入步骤2的灭菌滤纸片上。

[0046] 对照组：将200μL无菌水缓慢加入步骤2的灭菌滤纸片上。

[0047] 将实验组和对照组的培养皿用封口膜密封后放入自封袋中，置于培养箱中28℃培养3天，然后观察禾谷镰刀菌的生长情况并拍照。

[0048] 结果见图2。图2中，A为对照组，B为实验组，实验组中禾谷镰刀菌的生长明显受到抑制。结果表明，2-壬酮可完全抑制禾谷镰刀菌的生长。

[0049] 实施例2、2-壬酮抑制禾谷镰刀菌孢子萌发

[0050] SNB液体培养基：磷酸二氢钾1.0g，硝酸钾1.0g，七水硫酸镁0.5g，氯化钾0.5g，葡萄糖0.2g，蔗糖0.2g，去离子水加至1L，121℃高压灭菌20分钟。

[0051] PDB液体培养基：去皮马铃薯200g煮沸30min后取滤液，加入葡萄糖20g，加去离子水补足至1L，115℃高压灭菌30分钟。

[0052] 1、制备分生孢子：将禾谷镰刀菌菌种接于装有50mL SNB液体培养基的250mL三角瓶中，25℃条件下，200r/min摇床培养3天，用无菌滤纸滤去菌丝获得孢子悬液，将悬液浓度调至106个孢子/mL。

[0053] 2、取3mL步骤1的孢子悬液加入到含27mL PDB液体培养基的三角瓶中，然后加入2-壬酮，得到初始体系。初始体系中，禾谷镰刀菌的浓度为105个孢子/mL，2-壬酮设置4个浓度，具体如下：

[0054] 体系I：2-壬酮的浓度为0ppm；

[0055] 体系II：2-壬酮的浓度为25ppm；

[0056] 体系III：2-壬酮的浓度为50ppm；

[0057] 体系IV：2-壬酮的浓度为75ppm。

[0058] 体系I作为对照组。体系II、体系III、体系IV作为实验组。每组设置三个重复。

[0059] 将初始体系在25℃条件下进行200r/min摇床培养，通过显微镜观察培养2h、4h、6h时的孢子萌发情况并统计孢子萌发抑制率。

[0060] 孢子萌发抑制率的计算方法为：(对照组的孢子萌发数-实验组的孢子萌发数)/对照组的孢子萌发数。

[0061] 结果见表1。结果显示，随着2-壬酮浓度的增高，孢子萌发抑制率逐渐增加，当2-壬酮浓度为75ppm时，6h孢子萌发抑制率为88.2％。

[0062] 表1禾谷镰刀菌孢子萌发抑制率统计结果

[0063]

[0064] 实施例3、2-壬酮抑制禾谷镰刀菌孢子产生

[0065] SNA固体培养基：磷酸二氢钾1.0g，硝酸钾1.0g，七水硫酸镁0.5g，氯化钾0.5g，葡萄糖0.2g，蔗糖0.2g，琼脂15g，去离子水加至1L，121℃高压灭菌20分钟。

[0066] 培养基I：SNA固体培养基；

[0067] 培养基II：2-壬酮浓度为1000ppm的SNA固体培养基；

[0068] 培养基III：2-壬酮浓度为2000ppm的SNA固体培养基；

[0069] 培养基IV：2-壬酮浓度为3000ppm的SNA固体培养基。

[0070] 1、将禾谷镰刀菌菌饼(5mm)接种于固体培养基中，25℃倒置培养21天。

[0071] 第一组采用培养基I作为固体培养基。

[0072] 第二组采用培养基II作为固体培养基。

[0073] 第三组采用培养基III作为固体培养基。

[0074] 第四组采用培养基IV作为固体培养基。

[0075] 第一组作为对照组。第二组、第三组和第四组作为实验组。每组设置三个重复。

[0076] 3、向步骤2培养21天后的固体平板中滴加5mL 0.85％NaCl(含0.01％v/v吐温80)水溶液，用移液枪吹打洗涤数次，再将平板上的液体吸出，得到孢子悬液。用血球计数板计算悬液中的孢子数及产生抑制率。

[0077] 孢子产生抑制率的计算方法为：(对照组得到的孢子悬液中的孢子数-实验组得到的孢子悬液中的孢子数)/对照组得到的孢子悬液中的孢子数)。

[0078] 结果见表2。结果显示，随着2-壬酮浓度的增高，孢子产生抑制率逐渐增加，当浓度为3000ppm时，孢子产生抑制率为95.2％。

[0079] 表2禾谷镰刀菌孢子生长抑制率统计结果

[0080]2-壬酮的浓度(ppm) 孢子产生抑制率(％)
1000 28.6±14.3
2000 47.5±21.8
3000 95.2+8.2