本发明专利技术提供了一种类嘧啶化合物在促进水稻体内代谢物合成及激素水平中的应用，所述类嘧啶化合物为6‑(甲氧基甲基)‑2‑[5‑(三氟甲基)‑2‑吡啶基]嘧啶‑4‑醇。该化合物可以明显地迅速提高植物抵抗病原菌侵染的能力，而且不会抑制植物的生长和根系统的发育，此外还促进水稻体内代谢物的合成以及激素含量的增加。
Application of pyrimidine compounds in promoting metabolite synthesis and hormone levels in Rice
The present invention provides an application of a pyrimidine compound in promoting the synthesis of metabolites and hormone levels in rice, the pyrimidine compound is 6 (methoxy methyl) (methoxy methyl) 2 [5 (three fluoromethyl) 2 pyridyl] pyrimidine 4 alcohol. The compound can rapidly increase the ability of plant resistance to pathogen infection, and will not inhibit the growth of plants and the development of root system. In addition, it also promotes the synthesis of metabolites in rice and the increase of hormone content.
【技术实现步骤摘要】
类嘧啶化合物在促进水稻体内代谢物合成及激素水平中的应用
本专利技术属于生物农药领域，具体涉及一种用于植物诱导抗性的植物激活剂。
技术介绍
植物病原体和害虫影响着全球农作物的潜在产量和质量。据估计，依照当前作物保护方法，害虫和病原体使作物生产减少20％-40％。随着植物病虫害的发生和危害加剧，农药的生产和消费逐年增加，对农业的生育能力有很大的促进作用。传统上，农业病原体和害虫的控制通常是基于有机杀虫剂的合成。农药具有提高产量，节省劳动力，减少使用化肥的风险等优点，但同时也带来了一系列问题，如导致植物病原体耐药性增强，环境污染，农药残留超标，以及农产品质量下降。到了20世纪60年代，合成有机农药的高毒性和高残留导致的后果越来越严重，甚至威胁人类健康。近年来，随着科学技术的快速发展，特别是天然产物的生物技术、生物和化学的发展，极大地推动了生物农药的发展。生物农药具有因低残留而对环境安全，因更好的特异性而对非目标生物体安全，同时因作用方式多样化而不易使病虫害产生耐药性等诸多特点，逐渐获得了比以往更多的关注并且展现出巨大的发展潜力。目前，生物农药的生产以每年超过15％的速度增长，几乎是常规农药的三倍(每年以5.5％的速度增长)。植物抵御疾病的一种方法是通过激活它的免疫系统。通过具有诱导属性的分子进行外源处理可以激活植物免疫系统。这些防御诱导型分子包括来源于病原体的分子，例如葡聚糖，N-脱乙酰壳多糖和病原体效应子，还有其它不是来自病原体的天然物质，例如植物激素，以及人工合成的化合物，如苯并噻二唑BTH。这些分子统称为“植物激活剂”，代表了一类对抗病原体强有力的环境友好型工具。此外，与限制微生物繁殖的抗菌化合物(如杀菌剂或抗生素)相比，植物激活剂作用于植物抗性，从而避免了病原体抗性的发生。由黄单胞杆菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae,Xoo)引发的白叶枯病(Bacterialleafblight,BLB)是一类导致粮食产量巨大损失的全球性水稻细菌性病害，在灌溉和雨养低地区域尤其普遍。白叶枯病主要发生于水稻叶片及叶鞘上，起初叶片向内翻卷，渐渐产生半透明状黄色小斑块，之后沿叶缘一侧或两侧或者沿中脉发展成波纹状的黄绿或灰绿色大面积病斑；病部与健部分界线明显；数日后病斑转为灰白色，远望一片枯槁色，故称白叶枯病。水稻-白叶枯病原菌互作是用于研究植物和病原体之间相互作用的一个经典模型。水稻白叶枯病原菌是一类属于假单胞菌科(Pseudomonadaceae)的植物病原性革兰氏阴性(Gram-negative)杆状细菌。它能产生一种称为菌黄素(Xanthomonadin)的可溶性黄色色素，以及胞外多糖(Extracellularpolysaccharide,EPS)。白叶枯病通过维管系统进行传播，其主要的初级感染源包括：灌溉水系统，喷洒或雨水以及来自先前作物季节受污染的残株[51]。白叶枯病原菌通常通过叶尖的排水器、损伤的毛状体、叶缘以及叶片或根上的伤口感染水稻叶片，在被覆组织的细胞间隙中迅速繁殖，随后进入木质部导管，导致水稻叶片枯萎病症状。在感染发生的几天之内，细菌细胞和EPS填充木质部导管并通过植物排水器在叶片表面渗出水珠状的分泌物，这是病情的典型症状以及继发感染源。研究如何有效地防治白叶枯病，不仅对提高粮食安全，也对其它细菌病害的防治提供借鉴。目前对于白叶枯病的防治主要采用抗病育种和化学农药控制的方法。然而抗病育种易导致病原菌生理小种变异从而使抗病水稻品种在3-5年间即抗性丧失，同样传统化学农药的大量使用不仅导致病虫害产生耐药性，而且对生态和社会有不良影响，因此开发环境友好型的绿色农药显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种植物激活剂，其能够有效诱导植物(特别是水稻)抵抗病原菌侵染的能力，同时不会抑制植物的生长和根系统的发育，而且能够促进植物植物体内多种初级代谢物的合成。为此，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提供了一种类嘧啶化合物在促进水稻体内代谢物合成及激素水平中的应用，所述类嘧啶化合物为6-(甲氧基甲基)-2-[5-(三氟甲基)-2-吡啶基]嘧啶-4-醇。该类嘧啶化合物还可用于植物诱导抗性。本专利技术所涉及的上述植物激活剂物理性质为固体状白色粉末，是一种水溶性化合物。分子式为C12H10F3N3O2，分子量为285.22，化学名称为：6-(Methoxymethyl)-2-[5-(trifluoromethyl)-2-pyridyl]pyrimidin-4-ol，即：6-(甲氧基甲基)-2-[5-(三氟甲基)-2-吡啶基]嘧啶-4-醇。化学结构式如下：传统植物激活剂苯并噻二唑BTH的水溶性极差(溶解度仅为7.7mg/L)，但在有机溶剂丙酮中溶解性较好(溶解度达到28g/L)。本专利技术的植物激活剂的结构包含吡啶基及嘧啶环化学基团，本质上属于吡啶并嘧啶类化合物，可以充分溶解于水中，克服了BTH的不足之处。本专利技术的化合物以适合于应用形式的常规方式施用。本专利技术的所述化合物促进水稻体内的代谢物(特别是初级代谢物)的合成。特别是有机酸类的合成，包括但不限于琥珀酸、苹果酸、苏糖酸中的一种或多种。本专利技术的所述化合物还促进水稻体内的激素水平。特别地，所述激素为茉莉酸异亮氨酸和/或12-氧-植物二烯酸。本专利技术还提供了一种组合物，该组合物包含上述类嘧啶化合物作为活性化合物。优选地，该组合物包括该类嘧啶化合物和溶剂。更优选地，组合物还包含水作为溶剂。本专利技术还提供了应用上述类嘧啶化合物促进水稻体内代谢物合成及激素水平的方法，包括将上述化合物溶于水后，施用于植物的叶面或根部。本专利技术的化合物以适合于应用形式的常规方式施用。优选地，施用的方式为喷施。优选地，，施用所述类嘧啶化合物的浓度为10μM至100μM。代谢物是细胞进程的终产物，代表生物系统对遗传或环境变化的根本响应。代谢物在细胞维持、生长发育和繁殖中发挥着重要作用。如氨基酸、碳水化合物和有机酸，通常被称为初级代谢产物，即本专利技术所称的“初级代谢物”。由于这些产物对于确保固着生长植物的正常生长至关重要，因此它们的生化多样性在进化过程中受到限制。然而，它们在结构上非常复杂，在冗余的基因调控下，同时通过反馈机制进行微调，进而在多种多样环境下确定植物的存活率。这些化合物具有不同的作用，包括参与生物和非生物胁迫反应，激素调节，以及在一定程度上对生长发育的影响。有机酸是在植物体内光合同化物不完全氧化的产物，大部分通过线粒体中的三羧酸循环(Tricarboxylicacidcycle,Krebs循环)产生，对植物的代谢起着重要的调控作用。目前已有报道的植物体内的有机酸主要有：酒石酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸以及抗坏血酸等。它们代表了在代谢途径中不同碳化合物瞬时转换过程中所积累的固定碳贮存池。它们既可以转化为碳水化合物，或者经过终产物氧化，生成二氧化碳和水。它们的碳骨架也可用于氨基酸的生物合成。有机酸的这种“中间”性质决定了它们作为调控者的灵活性，体现在维持氧化还原平衡、ATP的生产和消耗、膜上质子和离子梯度的支持以及细胞外间隙的酸化作用等过程中。越来越多的证据表明，有机酸参与植物生长发育过程。有学者以高粱为研究对象，利用单变量和多变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种类嘧啶化合物在促进水稻体内代谢物合成及激素水平中的应用，其特征在于，所述类嘧啶化合物为6‑(甲氧基甲基)‑2‑[5‑(三氟甲基)‑2‑吡啶基]嘧啶‑4‑醇。
【技术特征摘要】
1.一种类嘧啶化合物在促进水稻体内代谢物合成及激素水平中的应用，其特征在于，所述类嘧啶化合物为6-(甲氧基甲基)-2-[5-(三氟甲基)-2-吡啶基]嘧啶-4-醇。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述代谢物为有机酸类。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述代谢物包括琥珀酸、苹果酸、苏糖酸中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述激素为茉莉酸异亮氨酸和/或12-氧-植物二烯酸。5.一种组合物，其包含类嘧啶化合物作为活性成分...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚楠，李俭，龙婷，尹健，戴光义，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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