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乙酸叶醇酯在防治南方根结线虫中的应用

来源：花匠小妙招时间：2025-05-19 15:26

乙酸叶醇酯在防治南方根结线虫中的应用

1.本发明涉及南方根结线虫的防治领域，特别涉及乙酸叶醇酯在防治南方根结线虫中的应用。

背景技术：

2.植物根结线虫病害为全球农业生产中最为严重的土传病害之一，根结线虫危害不仅会导致农作物产量品质严重下降，还会加剧细菌真菌等病害的发生，导致连作障碍。据不完全统计，每年全世界因线虫病害造成的经济损失高达1250亿美元。如何有效防治根结线虫病害现已成为全球农业生产中亟需解决的问题。
3.根结线虫专性寄生于植物体内，具有极强的适应性和传播性。目前，在引起植物侵染性病害的四大病原生物中，根结线虫的危害程度已经超过细菌和病毒，仅次于病原真菌。其中，南方根结线虫(meloidogyne incognita)、花生根结线虫(meloidogyne arenaria)、北方根结线虫(meloidogyne hapla)、爪哇根结线虫(meloidogyne javanica)等为主要常见的四种根结线虫。在我国，南方根结线虫对农作物的危害最为严重。南方根结线虫在植物内的生活史分为卵、幼虫、成虫三个阶段，成虫一般营孤雌生殖。在温度适宜(20-30℃)条件下，虫卵经2天分裂至约20个细胞进入囊胚期，第4或第5天进入到原肠期，再经过4-5天发育后，出现口针形成一龄幼虫，再经过静伏及第一次蜕皮之后，发育形成二龄幼虫。二龄幼虫是具有侵染能力且能自由活动的幼虫，侵染部位主要为植物的须根和侧根，二龄阶段的根结线虫建立取食位点后，便继续发育形成三龄幼虫、四龄幼虫直至雌成虫。宿主植物被南方根结线虫侵染后，根细胞增生，形成多核和肿大的巨细胞。巨细胞是线虫养分的唯一来源，周围根细胞的增生导致根系上形成大小不均一的瘤块，即根结。到侵染后期时，根结内有较多雌虫，根结外有黄色或褐色的卵囊，并且此时，根结也渐渐腐烂，幼虫开始往土壤中释放。
4.玉米是全球种植范围最广、产量最大的谷类作物，也是我国最重要的粮食和饲料作物之一。然而，随着玉米田间复种指数增高，玉米根结线虫病常常发生，并有逐年加重的趋势。南方根结线虫侵染玉米后，会抑制玉米根系的生长和发育，进而降低玉米根的数量，导致玉米植株生长不良。危害较重时，则会导致玉米根系木质化，地上植株枯黄，甚至导致玉米死亡，造成玉米绝收。因此，在玉米种植过程中，需高度重视对南方根结线虫的防治。
5.目前，玉米南方根结线虫的主要防治措施主要包括两种，一种为农业防治措施，另一种为药剂防治措施。然而，农业防治并不能有效的控制根结线虫的侵染。传统化学农药剂防治虽能控制线虫病害，但是会破坏土壤生态系统、造成环境污染，进而影响人畜健康。随着公众环保意识的增强和线虫抗药性的增加，药剂防治措施日益受到限制。因此，近年来，寻找植物源杀线虫剂，开发绿色可持续防治手段已成为南方根结线虫防治的热点和重点。
6.乙酸叶醇酯为挥发性有机化合物，它们广泛存在于各种植物中，并会在植物受到生物或非生物胁迫时大量释放。研究表明，乙酸叶醇酯可以作为预警信号物质，激发植物的免疫和抗性，增强植物的抗病和抗虫能力。另外，乙酸叶醇酯具有“绿色”气味，可以赋予蔬菜水果等天然食物香气和风味，被广泛用作抗氧化剂、着色剂、芳香剂和调味剂。尽管乙酸
叶醇酯在害虫防治和工业生物技术中具有广阔的应用前景，但是还尚未见其用于防治南方根结线虫的报道。
7.cn105578879a的发明《含有包含来源于植物的成分及其类似物的有害节肢动物诱引物质的组合物》，提供诱引有害节肢动物组、保护植物免受有害节肢动物的迫害的防除用组合物和防除方法。有害节肢动物诱引组合物，其含有选自对茴香醛、苯甲醛、烟酸乙酯、香叶醇、芳樟醇、橙花醇、香茅醇、邻茴香醛、β-金合欢烯、邻氨基苯甲酸甲酯、苯甲酸甲酯、邻氨基苯乙酮、邻茴香胺、间氨基苯甲酸甲酯、邻甲基苯甲酸甲酯、丁子香酚、3-苯基丙醛、肉桂醛、桉油醇、角鲨烯、α-己基肉桂醛中的至少2种，且具有协同作用。
8.该组合物中，作为上述物质以外的有害节肢动物诱引物质，可含有异烟酸乙酯、异烟酸甲酯、异烟酸丙酯、异烟酸异丙酯、2-氯-异烟酸乙酯、吡啶4-(1,3-二氧戊环-2-基)、二异丙基异烟酰胺、4-甲酰吡啶、甲基4-吡啶酮、乙基4-吡啶酮、丙基4-吡啶酮、s-甲基丁酸橙花酯、乙酸薰衣草酯、叶醇、叶醛、乙酸叶醇酯等公知的诱引成分。
9.该专利中告知乙酸叶醇酯仅仅为诱引成分，并且是其对节肢动物的引诱作用。

技术实现要素：

10.本发明要解决的技术问题是提供乙酸叶醇酯在防治南方根结线虫中的新用途。
11.为解决上述技术问题，本发明提供一种乙酸叶醇酯在防治南方根结线虫中的应用。
12.作为本发明应用的改进：在作物生长期间，将乙酸叶醇酯开放暴露处理作物。
13.作为本发明应用的进一步改进：利用缓释装置释放乙酸叶醇酯处理玉米植株(从玉米种子种植起算的第12天开始处理)，其处理浓度为每株(70
±
10)ng h-1
，处理时间为1.5
±
0.5小时。
14.本发明还同时提供了一种含有乙酸叶醇酯的南方根结线虫抑制剂。
15.本发明还同时提供了一种利用乙酸叶醇酯防治南方根结线虫的方法：在农作物生长期间，利用缓释装置释放乙酸叶醇酯暴露处理农作物；具体为：
16.从玉米种子种植起算的第12天，利用缓释装置释放乙酸叶醇酯暴露处理玉米植株，处理浓度为每株(70
±
10)ng h-1
，处理时间为1.5
±
0.5小时。
17.本发明经过大量试验研究发现乙酸叶醇酯暴露处理可以提高植物体内防御激素茉莉酸、茉莉酸异亮氨酸共轭物和脱落酸的含量。
18.本发明经过大量试验研究发现乙酸叶醇酯暴露处理可以显著抑制南方根结线虫的侵染和繁殖，显著降低南方根结线虫对寄主植物的取食嗜好性。
19.其具体的应用形式为，在玉米种植12天后，将含有乙酸叶醇酯的缓释装置暴露处理玉米植株1.5小时，处理浓度为每株70ng/h。与对照植株(未暴露)相比，暴露后的玉米植株线虫入侵数、根结数更少。乙酸叶醇酯处理可有效地减少南方根结线虫的侵染能力和繁殖力。此外，乙酸叶醇酯处理可以有效地降低根结线虫对玉米的取食嗜好性，具有趋避作用，可减少根结线虫侵染玉米的机会，具有良好的防治效果。
20.本发明具有如下有益效果：
21.本发明首次发现，乙酸叶醇酯暴露处理对南方根结线虫的侵染和繁殖具有显著的抑制作用，并且是通过调控自身根部茉莉酸的上调来显著抑制南方根结线虫的入侵和繁
殖，主要包括抑制南方根结线虫的入侵数、根结数和取食嗜好性等。
22.乙酸叶醇酯安全、无毒、经济、环保，处理后不会给农作物的生长带来负面影响。
23.需要强调说明的是：cn105578879a中告知乙酸叶醇酯仅仅为诱引成分，并且是其对节肢动物的引诱作用。
24.而本发明中，乙酸叶醇酯作为南方根结线虫的防治物质；南方根结线虫属于线形动物门线虫纲，而节肢动物属于节肢动物门，两者有本质性区别。此外，cn105578879a中仅告知乙酸叶醇酯仅仅作为诱引成分，而在本发明中，乙酸叶醇酯为南方根结线虫侵染的抑制成分和取食的趋避成分。
25.综上，本发明首次发现，乙酸叶醇酯暴露处理可以有效抑制南方根结线虫的侵染和繁殖，显著降低南方根结线虫对寄主植物的取食嗜好性。乙酸叶醇酯可以通过促进植物根部防御相关激素脱落酸、茉莉酸和茉莉酸异亮氨酸共轭物的含量来抑制南方根结线虫的入侵和取食。在应用的过程中，乙酸叶醇酯安全、无毒、经济、环保，处理后不会给农作物的生长带来负面影响。
附图说明
26.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
27.图1为乙酸叶醇酯暴露处理图。
28.图2为乙酸叶醇酯暴露后对南方根结线虫入侵数目的影响。
29.图3为乙酸叶醇酯暴露后对南方根结线虫形成根结数数目的影响。
30.图4为乙酸叶醇酯暴露后对南方根线虫取食嗜好性的影响。
31.图5为乙酸叶醇酯暴露后对玉米根部防御相关激素的影响。
32.图6为乙酸叶醇酯暴露后对玉米干重的影响。
具体实施方式
33.以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所做的修改或替换，均属于本发明的范围。
34.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
35.下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
36.实施例1
37.本实施例涉及乙酸叶醇酯对南方根结线虫的防治实验。
38.1.实验材料：
39.供试作物玉米b73(zea mays)。
40.南方根结线虫(meloidogyne incognita)卵块。
41.乙酸叶醇酯(cis-3-hexenyl acetate，cas：3681-71-8)购买于上海麦克林生化科技有限公司。
42.玻璃棉(glass wool，cas：65997-17-3)购买于上海阿拉丁生化科技有限公司。
43.蓝色9mm开孔螺纹盖(veap-5397-09b-100)购买于上海安谱实验科技股份有限公司。
44.2.实验方法：
45.乙酸叶醇酯缓释装置的制备：将玻璃棉缠绕放置于蓝色9mm开孔螺纹盖中，加入400微升乙酸叶醇酯纯品溶液(纯度98％)，使其乙酸叶醇酯的释放速率为70ng h1。
46.玉米种植：将玉米b73种子播种于栽培盆中(250g土/盆)，并置于在温度26.5℃，湿度为55％，二氧化碳浓度为456ppm的温室中培养生长12天，期间根据沙子干湿程度适当浇水，以保证玉米的正常生长。在每株玉米植株旁设置一个乙酸叶醇酯缓释装置。12天后，对玉米植株进行乙酸叶醇酯暴露处理，连续暴露1.5小时后，立即接种线虫。即，将含有乙酸叶醇酯的缓释装置暴露处理玉米植株，处理浓度为每株70ng/h，处理时间为1.5小时。
47.线虫侵染测定：经乙酸叶醇酯暴露处理后，在距离玉米基部1cm-2cm的范围内打四个深度为2cm左右的小孔，用移液枪将收集到的二龄期南方根结线虫悬浮液依次打入小孔中，随后用少量沙子将小孔填满并根据干湿程度适当浇水，每盆接种1000头二龄期南方根结线虫。用于测定入侵数和入侵数/玉米根系重量的，处理接种线虫3天后收样，从而获得根结线虫的侵染指标(图2)；用于测定根结数的处理接种线虫10天后收样，从而获得根结线虫的繁殖指标(图3)。
48.取食嗜好性测定：将14cm的黑色吸管插入对照(乙酸叶醇酯不暴露处理)与处理(乙酸叶醇酯暴露处理1.5小时)后的玉米栽培盆中间，在吸管中间依次接种1500头二龄期南方根结线虫悬浮液，8小时后收集栽培盆中的沙子，在显微镜下观察计数，从而获得乙酸叶醇酯处理后，根结线虫的取食嗜好性指标(图4)。
49.植物激素测定：经乙酸叶醇酯暴露处理0小时、0.5小时、1.5小时后，收集植物根部，研磨、收集0.1g玉米根部粉末，用乙酸乙酯同位素标记品(1ng d
5-ja、d
6-aba、
13c6-ja-ile)提取玉米根部粉末中的茉莉酸、茉莉酸异亮氨酸共轭物、脱落酸并通过uhplc-ms/ms进行分析，从而获得乙酸叶醇酯处理后，玉米体内激素含量指标(图5)。
50.玉米生长指标测定：经乙酸叶醇酯暴露处理1.5小时后，收集地上部分并称量其干重，从而获得乙酸叶醇酯处理后，玉米生长指标(图6)。
51.3.实验结果
52.测定玉米根部的线虫指标(入侵数、入侵数/重量、根结数、孵化数)、激素水平(茉莉酸、茉莉酸异亮氨酸共轭物、脱落酸)、以及玉米生长指标(干重)。
53.图2-图4可说明，乙酸叶醇酯暴露处理可以有效地抑制南方根结线虫的侵染和繁殖。
54.乙酸叶醇酯暴露处理后，与对照相比，显著的抑制了线虫的入侵数，抑制率达到了70％(如图2所示)，抑制效果极其显著。同时，与对照相比，乙酸叶醇酯暴露处理后玉米根系上的根结数下降了33％(如图3所示)。通过选择性研究可看出，乙酸叶醇酯暴露后具有明显对线虫趋避的作用，根结线虫对玉米的取食嗜好性降低了55.67％(如图4所示)。
55.图5可说明，乙酸叶醇酯暴露处理可以通过促进玉米根部防御相关激素的合成来抑制南方根结线虫的侵染和繁殖。
56.如图5所示，与对照相比，乙酸叶醇酯暴露后显著了提高玉米根部激素的含量，暴露0.5小时后，茉莉酸含量上调了94.25％，茉莉酸异亮氨酸共轭物含量上调了248.53％，脱落酸含量上调了40.93％；暴露1.5小时后，茉莉酸含量上调了143.07％，茉莉酸异亮氨酸共轭物含量上调了220.91％，脱落酸含量上调了40.98％，证明了玉米受到乙酸叶醇酯处理后，能够通过增加玉米根部的激素来抑制南方根结线虫的入侵。
57.如图6所示，乙酸叶醇酯处理后玉米植株的干重与未处理相比均未受到影响，说明乙酸叶醇酯处理后不会给农作物的生长带来负面影响。
58.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。