天然植物源生物農藥CE蛇床子素 高效防治抗性白粉?。ㄞr用蛇床子素對植物的作用）  分享

據統計,真菌性作物病害造成的全球主要農作物平均損失約占總產(chǎn)量的10%~15%,每年直接經(jīng)濟損失高達數千億美元[1]。真菌性病害的種類(lèi)很多，占全部植物病害的70%～80%以上，自然界中有超過(guò)2萬(wàn)多種真菌能夠侵染各種植物并造成相應的病害[2]。如不加以防治，作物真菌病害將對農作物產(chǎn)量造成災難性的損失，如1847年由疫霉屬真菌P. infestans引起的馬鈴薯晚疫病造成了馬鈴薯的大量減產(chǎn)，最終導致愛(ài)爾蘭一百多萬(wàn)人死于饑餓[3]。真菌性病害分布廣泛，由于其潛伏侵染特性，能夠危害果實(shí)、葉片、根部等作物部位，使農產(chǎn)品產(chǎn)量降低或直接失去商品價(jià)值，嚴重影響農業(yè)生產(chǎn)安全。

一、  農業(yè)白粉病發(fā)生現狀及防治策略

常見(jiàn)蔬菜、水果白粉病病原為瓜白粉菌（Erysiphe cucurbitacearum）和瓜單囊殼白粉菌（Sphaerotheca cucurbitae），均屬子囊菌亞門(mén)真菌[4]。一般情況下，病初在葉片上開(kāi)始產(chǎn)生黃色小點(diǎn)，而后擴大發(fā)展成圓形或橢圓形病斑，表面生有白色粉狀霉層。霉斑早期單獨分散，后聯(lián)合成一個(gè)大霉斑，甚至可以覆蓋全葉，嚴重影響光合作用，使正常新陳代謝受到干擾，造成作物早衰，整體產(chǎn)量受到損失。白粉病能夠浸染瓜類(lèi)、蔬菜、水果、糧食作物、花卉以及樹(shù)木等多種作物，分布廣泛，目前在世界上正式定名的超過(guò)650種[5]。白粉病屬于多循環(huán)病害，病害潛育期短，繁殖率高，產(chǎn)生的孢子可借助空氣大范圍傳播，并多次重復侵染寄主作物，防治困難。

隨著(zhù)農業(yè)種植結構調整，大棚、溫室等人工環(huán)境設施種植技術(shù)的推廣應用，溫暖高濕的集中種植環(huán)境讓白粉病造成的損失進(jìn)一步擴大。據統計，白粉病已成為草莓病害防空的主要靶標之一，每年因白粉病的發(fā)生導致的減產(chǎn)約10%~20%，爆發(fā)時(shí)高達50%以上甚至絕產(chǎn)。在中國葡萄主產(chǎn)區之一的新疆，自1956年首次發(fā)現白粉病以來(lái)已擴展到整個(gè)地區。2009年受氣候條件影響，新疆葡萄白粉病爆發(fā)受害率高達40%，個(gè)別果園毀園絕收。小麥是全球最重要的糧食作物之一，近年來(lái)部分地區氣候變化，降水增多，溫度升高等原因導致白粉病危害日益嚴重，嚴重時(shí)減產(chǎn)幅度可達到40%以上，嚴重危害糧食生產(chǎn)安全。

圖1 草莓白粉病、黃瓜白粉病發(fā)病狀態(tài)

目前，對白粉病防治仍以化學(xué)防治為主，多采用三唑類(lèi)殺菌劑(苯醚甲環(huán)唑、晴菌唑、戊唑醇、氟菌唑等），吡唑醚菌酯，代森錳鋅, 氟啶胺，三唑酮等化學(xué)藥劑單用或混配施用。其中，代森錳鋅、丙森鋅等藥劑主要作為預防保護劑施用，無(wú)法殺滅侵入葉片的菌絲體。苯醚甲環(huán)唑、氟硅唑、三唑酮、腈菌唑、四氟醚唑等具有內吸性殺菌劑會(huì )一定程度抑制作物生長(cháng)，長(cháng)期使用會(huì )降低植物對病原菌的抵抗力。長(cháng)期施用單一化學(xué)藥劑也讓抗藥性逐年攀升，施藥次數增加，使用濃度增加成為應對高抗性白粉病菌的主要措施。但同時(shí)所帶來(lái)的負面影響諸如管理成本上升、作物品質(zhì)下降、殘留增加等問(wèn)題越發(fā)嚴重。

因此，研發(fā)新型天然產(chǎn)物防治技術(shù)以及生物防治方法是防治白粉病發(fā)生的主要有效途徑之一。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，通過(guò)對天然植物源提取技術(shù)、制劑技術(shù)的深入研究，植物源代謝產(chǎn)物因其具有良好的應用效果，且在自然界降解快，不易產(chǎn)生抗藥性的特點(diǎn)，被越來(lái)越多的應用于農業(yè)病害防治。蛇床子是一種傳統中藥,是傘形科（Apiaceae）植物蛇床（Cnidium monnieri）的干燥成熟果實(shí),主要有效成分為蛇床子素及其它香豆素類(lèi)化合物。蛇床子具有抗心律失常、抗病毒、抗腫瘤等多種功效,并且廣泛應用于白癜風(fēng)、銀屑病等多種皮膚病的治療[6]。

圖2 蛇床子植株及藥材

二、關(guān)于蛇床提取物-蛇床子素的研究應用歷史

蛇床子在歷代本草中都有記載，如《本草綱目》和《神農本草經(jīng)》。其中《神農本草經(jīng)》關(guān)于蛇床子的記載″主婦人陰中腫痛，男子陰痿，濕癢，除痹氣，利關(guān)節，癲癇惡創(chuàng )″?，F代醫學(xué)表明，蛇床子素具有解痙、降血壓、抗心律失常、增強免疫功能及廣譜抗菌作用。

早在1984年，中國南京藥物研究所向仁德等人通過(guò)柱層析從蛇床提取物種分離純化并鑒定出8個(gè)單體化合物，棕櫚酸（palmitic acid）、蛇床子素（osthol）、佛手柑內酯（bergapten）、異纈草酸龍腦酯（bornyl isovalarate）、蛇床定（cnidiadin）、異茴芹素（isopimpinellin）等。通過(guò)針對發(fā)癬菌的活性測定發(fā)現，蛇床子素擁有最強的抑菌活性[7]。

蛇床子素又名歐芹酚甲醚,屬于香豆素類(lèi)化合物,該類(lèi)化合物的核心結構由苯環(huán)和吡喃酮環(huán)組成。作為香豆素類(lèi)化合物的一員,蛇床子素除具有香豆素的核心結構外,還有異戊烯結構,其化合物在抗病中起著(zhù)重要作用[8]。

圖3 蛇床子素 CAS：484-12-8

同時(shí)，大量研究報道顯示，蛇床子素對農業(yè)領(lǐng)域同樣具有一定的殺蟲(chóng)作用和對某些病原菌有很高的抑制作用。主要用于防治人參、黃連、金銀花和菊花等中藥材上白粉病，同時(shí)兼防灰霉病和炭疽病等。

嚴清平等[9]研究數據表明，蛇床子素對草莓白粉病菌孢子萌發(fā)具有強烈抑制作用，60 μg/ml濃度的蛇床子素處理白粉菌24h后即能完全抑制其孢子萌發(fā)。迮?；?span style="box-sizing: border-box; zoom: 1; position: relative; font-size: 12.75px; line-height: 0; vertical-align: baseline; top: -0.5em;">[10]等人發(fā)現，將蛇床子提取物制成1%蛇床子素水乳劑16.7~25 μg/ml對草莓白粉病的防效達95.15%~98.13%。

依托中國豐富的藥用植物資源及應用技術(shù)，專(zhuān)注于綠色農業(yè)生物技術(shù)創(chuàng )新研發(fā)的企業(yè)-成都新朝陽(yáng)作物科學(xué)股份有限公司經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)，成功開(kāi)發(fā)出天然新型植物源化合物蛇床子素這一創(chuàng )新生物技術(shù)，并推廣應用到農業(yè)白粉病等病害防治領(lǐng)域，為全球有機、綠色農業(yè)產(chǎn)業(yè)做出了卓越貢獻。

三、   蛇床子素最新研究進(jìn)展

（1）蛇床子素的登記信息

根據中國農藥信息網(wǎng)顯示，2017年10月，成都新朝陽(yáng)作物科學(xué)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)″新朝陽(yáng)″）0.4%蛇床子素可溶液劑，獲得了中國農業(yè)農村部ICAMA注冊登記（登記證號：PD20172589），登記對象為草莓白粉病。

圖4 產(chǎn)品登記信息

（2）0.4%CE蛇床子素可溶液劑的殺菌機制

經(jīng)過(guò)試驗測試分析，蛇床子素對防治白粉病具有顯著(zhù)的效果，是能夠強烈抑制白粉孢子萌發(fā)，破壞已形成的菌絲體和孢子囊，致使菌絲體破裂喪失侵染能力。同時(shí)，對已形成侵染釘的菌絲體具有鏟除作用。

圖5 白粉病菌絲體光學(xué)顯微鏡鏡檢數據

施加0.4%CE蛇床子素可溶液劑90h后，白粉病致病菌的孢子囊破裂失活。對已經(jīng)感染白粉并形成侵染釘的作物葉片，施加0.4%CE蛇床子素可溶液劑后顯著(zhù)觀(guān)察到白粉侵染釘被鏟除。

圖6 白粉病侵染釘掃描電子顯微鏡鏡檢數據

（3）CE蛇床子素的提取技術(shù)研究

新朝陽(yáng)公司經(jīng)過(guò)多年科研攻關(guān)，采用原創(chuàng )的植物源共同萃取技術(shù)，產(chǎn)品中活性組分更加豐富，協(xié)同增效作用明顯，顯著(zhù)增加了蛇床子提取物對病害的活性。且進(jìn)一步降低了應用成本，有效推動(dòng)了蛇床子素在農業(yè)上的推廣應用。

據相關(guān)報道，蛇床子素的傳統提取方法有回流，超聲，超臨界，連續動(dòng)態(tài)逆流等方法。相比之下，共同萃取技術(shù)（Co-extraction technology，簡(jiǎn)稱(chēng)CE）是以傳統中醫藥理論為基礎，利用現代化提取技術(shù)，實(shí)現多種有效成分、有益成分的最大化提取。解決了蛇床子素萃取組分單一、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化應用效果不佳、應用成本高等問(wèn)題。

圖7 處方共同萃取技術(shù)研究

0.4%CE蛇床子素可溶液劑擁有更加豐富的提取物組分，實(shí)現多種香豆素類(lèi)有效成分的最大化提取，降低各種生產(chǎn)能耗的同時(shí)，組分間協(xié)同增效更顯著(zhù)，與植物親和力好，殺菌譜廣，使用安全性高.

圖8  0.4%CE蛇床子素可溶液劑多種主要活性成分

（4）0.4%CE蛇床子素可溶液劑處方技術(shù)研究

利用現代農藥制劑技術(shù)，針對含有多種組分，成分復雜的蛇床子提取物，開(kāi)展精準化配方開(kāi)發(fā)，優(yōu)選制劑原材料配比，并結合多重光散射測試等，開(kāi)發(fā)貯存穩定的最佳制劑配方。同時(shí)根據防治靶標及作物特點(diǎn)，通過(guò)表面活性劑處方篩選，結合納米乳化技術(shù)、動(dòng)靜態(tài)表面張力優(yōu)化、接觸角測試優(yōu)化等技術(shù)，提高藥液潤濕、鋪展、成膜粘附、保濕抗蒸發(fā)性能，提高葉片藥液沉積量，增加有效成分對于農作物葉面和有害生物表面的黏附性與覆蓋率，提高產(chǎn)品田間應用效果，實(shí)現植物源農藥藥效提升。

為了確保多種有效成分的穩定性，篩選了高分子黏附成分，在使用濃度下快速增加藥液對靶標包裹，迅速降低藥液表面張力，鋪展明顯優(yōu)于同類(lèi)產(chǎn)品，有助于藥液鋪展和粘附作用，提升藥效。通過(guò)反復的實(shí)驗摸索，提高制劑性能，達到了產(chǎn)品外觀(guān)為均相液體，入水自動(dòng)分散，納米級分散；潤濕滲透性?xún)?yōu)良，在稀釋300倍后具有顯著(zhù)的潤濕和滲透性。多重光散射表明產(chǎn)品穩定性好，均相一致，無(wú)任何顆粒雜質(zhì)、沉淀。

圖9  0.4%CE蛇床子素可溶液劑多重光散射光譜圖

（5）0.4%CE蛇床子素可溶液劑應用技術(shù)研究

天然植物源殺菌劑0.4%CE蛇床子素可溶液劑的成功開(kāi)發(fā)，有助于有效緩解白粉病防治困難、抗性大幅增加的問(wèn)題。目前，長(cháng)期依賴(lài)單一化學(xué)農藥，施藥次數增多，用藥成本增高，導致抗藥性十分嚴重、農殘超標。而天然植物源殺菌劑相比于傳統防治技術(shù)而言，其優(yōu)點(diǎn)在于天然產(chǎn)物易降解，毒性小，多重成分協(xié)同增效，抗藥性不易產(chǎn)生，對植物安全。

與此同時(shí)，為了解決植物源農藥在實(shí)際應用中持效期短，速效性不夠的問(wèn)題，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，新朝陽(yáng)建立了生物農藥″預防-預防性治療-治療″的主動(dòng)防治體系，即在病害發(fā)生前和初期，主要以生物農藥為主；在爆發(fā)期使用生物農藥搭配化學(xué)藥劑，最大程度的抑制病害的傳染，降低病害發(fā)生指數，減少化學(xué)農藥的使用。

通過(guò)室內預防實(shí)驗發(fā)現，0.4%CE蛇床子素可溶液劑稀釋300倍對白粉病的抑制率在80%以上。在發(fā)病初期進(jìn)行預防，0.4%CE蛇床子素能夠達到顯著(zhù)的防治效果。

圖10 0.4%CE蛇床子素可溶液劑對黃瓜白粉病室內活性結果

在病害發(fā)生的中后期，即是爆發(fā)期，選擇以″植物源農藥+化學(xué)農藥″為主線(xiàn)從而達到減量增效的核心應用技術(shù)手段，在提高防治效果的前提下，降低化學(xué)農藥使用量，降低了植株抗藥性，降低化學(xué)農藥殘留，提高農產(chǎn)品品質(zhì)，改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境，維系生物多樣性和減輕環(huán)境壓力。

大量的田間實(shí)驗結果表明，0.4%CE蛇床子素可溶液劑與25%乙嘧酚磺酸酯、30%苯甲·醚菌脂等復配后可降低化學(xué)農藥的使用量10~30%，達到了減量增效的作用。

2021年，中國聊城莘縣燕店鎮香瓜白粉病發(fā)生嚴重，使用0.4%CE蛇床子素400倍+30%苯甲?醚菌酯1,500倍/25%乙嘧酚磺酸酯600倍表現出明顯的減量（減量30%）增效效果，防效達到80%以上，且香瓜白粉病菌絲變黑變干成團癥狀。

圖11 0.4%CE蛇床子素可溶液劑搭配25%乙嘧酚田間生測結果

同年，中國臨沂市草莓白粉病發(fā)生嚴重，使用0.4%CE蛇床子素可溶液劑500倍+30%苯甲?醚菌酯1000倍處理后，草莓果實(shí)白粉脫落。

圖12 0.4%CE蛇床子素可溶液劑搭配30%苯甲?醚菌酯田間生測結果

中國杭州建德市草莓基白粉病爆發(fā)，當地使用0.4%CE蛇床子素可溶液劑400倍+25%乙嘧酚750倍防治白粉病，施藥2天后，葉面白粉脫落，用藥后6天防效為80%，協(xié)同增效明顯。

圖13 0.4%CE蛇床子素可溶液劑搭配25%乙嘧酚田間生測結果

0.4%蛇床子素可溶液劑不僅具有很好的殺菌活性，同時(shí)也具有良好的作物安全性，對草莓幼果，葉片，嫩芽及各類(lèi)瓜果蔬菜安全。

圖14 0.4%CE蛇床子素可溶液劑安全性

四、藥用植物蛇床的產(chǎn)業(yè)化潛力

蛇床作為利用最早的藥用植物品種之一，早年多為野生，隨著(zhù)現代藥理學(xué)的不斷發(fā)展，更多的藥用價(jià)值被發(fā)掘，人們對蛇床的需求逐年提高。蛇床主產(chǎn)江蘇、安徽、山東、湖北、河北等地，此外，廣西、四川、陜西、山西、河南、浙江等地也有少量生產(chǎn)，中國大部分地區均有分布。蛇床具有易種易出易管理特點(diǎn),生長(cháng)快,不受雜草影響，一年可收兩季且種植簡(jiǎn)單。人工種植解決了市場(chǎng)上蛇床藥材的流通不足問(wèn)題，這為蛇床產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實(shí)的基礎。近年來(lái)，隨著(zhù)生物合成技術(shù)的全球發(fā)展，通過(guò)酵母、植物干細胞等真核生物工廠(chǎng)技術(shù)合成植物活性代謝產(chǎn)物成為熱門(mén)研究方向?？深A見(jiàn)在未來(lái)，通過(guò)大規模生物反應器生產(chǎn)蛇床子素將成為可能，必將進(jìn)一步推動(dòng)蛇床子素的深入產(chǎn)業(yè)化應用。

五、展望

白粉病的用藥歷史可追溯到100年前，從以硫磺為代表的有機硫和其它廣譜殺菌劑逐漸替換為以三唑酮、腈菌唑、己唑醇、苯醚甲環(huán)唑、氟硅唑等三唑類(lèi)產(chǎn)品。隨后，以嘧菌脂、烯肟菌脂、醚菌脂為代表的新化合物種類(lèi)表現出了更高的效果，逐漸替代了三唑類(lèi)殺菌劑。隨著(zhù)人們對生物安全和食品安全的重視，研發(fā)新型植物源殺菌劑及其應用技術(shù)是現階段綠色農業(yè)投入品發(fā)展的必然趨勢。全球范圍內有70%～80%的作物病害由真菌引起，其中白粉病又是發(fā)病面積最大，防治難度最高的病害之一，其防控產(chǎn)品市場(chǎng)容量超過(guò)10億美金。

全新天然植物源農藥CE蛇床子素的推出，因其具有效果突出、應用成本低、安全性高、無(wú)殘留、對環(huán)境更友好等特點(diǎn)，解決了傳統化學(xué)藥劑抗性增加快、防效降低、農藥殘留高以及對環(huán)境不安全等痛點(diǎn)，為食品安全和農產(chǎn)品質(zhì)量安全提供堅實(shí)的技術(shù)保障，為維系生物多樣性、減輕環(huán)境壓力，為實(shí)現農業(yè)的價(jià)值提升和農業(yè)可持續發(fā)展作出貢獻，以促進(jìn)生物農業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻：

[1] 康振生.我國植物真菌病害的研究現狀及發(fā)展策略[J].植物保護,2010,36(03):9-12.

[2]  Monalisa R, Asit R, Swagatika D, et al. Fungal disease detection in plants: traditional assays, novel diagnostic techniques and biosensors[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2017, 87: 708-723.

[3]  Fry W E and Goodwin S B. Resurgence of the Irish potato famine fungus[J]. Bioscience, 1997, 47(6): 363–371.

[4] 魏野疇,符崇梅,張付平編.日光溫室蔬菜花卉病蟲(chóng)草害彩色圖譜.甘肅科學(xué)技術(shù)出版社.2015.05:20-22

[5] Braun U．Proceedings of First International Pow dery M ildew Conference，A vignon，France，1999：

[6] 黃韻,羅鳴,王瑛,李勇青.蛇床子植物學(xué)相關(guān)研究進(jìn)展[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報,2020,28(06):644-650.

[7] 向仁德;傅曉紅;;蛇床子化學(xué)成分的研究(Ⅰ)[J];中草藥;1984年09期

[8] 陰旗俊,孫海峰.蛇床子素的藥理作用和作為生物農藥的研究[J].中醫藥信息,2009,26(02):13-15+93.

[9] 嚴清平,陸信仁,夏禮如,陳浩,侯名語(yǔ),石志琦.天然化合物蛇床子素防治草莓白粉病[J].農藥,2005(03):136-137.DOI:10.16820/j.cnki.1006-0413.2005.03.016.

[10] 迮?；?王培松,王繼秋,馬建華,于波.天然化合物蛇床子素防治草莓白粉病和根蚜的研究[J].萊陽(yáng)農學(xué)院學(xué)報,2005(03):189-190.

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