脯氨酸和丙氨酸在防治小麦赤霉病中的应用制造技术

本发明专利技术公开了脯氨酸和丙氨酸在防治小麦赤霉病中的应用。本发明专利技术首先基于非靶向代谢组学技术，在电离子全扫描模式下，通过筛选抗感赤霉病小麦品种中抗性相关差异代谢物，并进行代谢通路富集分析，发现氨基酸途径与抗赤霉病相关，然后通过靶向代谢组学技术鉴定出氨基酸途径中脯氨酸和丙氨酸为赤霉病抗性相关代谢物。本发明专利技术通过脯氨酸和丙氨酸在小麦离体叶片和穗部接菌前进行处理，能够对小麦起到有效的保护和治疗作用，对防治小麦赤霉病有重要意义。义。义。

【技术实现步骤摘要】
脯氨酸和丙氨酸在防治小麦赤霉病中的应用


[0001]本专利技术涉及代谢组学应用
，具体涉及脯氨酸和丙氨酸在防治小麦赤霉病中的应用。

技术介绍

[0002]小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌复合种引起的小麦上的一类流行性病害。近年来，由于全球气候变暖、秸秆还田、免耕技术的推广应用等耕作制度的改变，同时国家对粮食需求量的日益增加，生产中小麦种植密度过大造成田间小气候的变化，小麦赤霉病在我国呈现逐年加重趋势，造成小麦产量的巨大损失。小麦赤霉病不但导致粮食严重减产和品质下降，而且病原菌在感病麦粒中产生的真菌毒素严重威胁食品安全和人畜健康。因此，防治小麦赤霉病与粮食安全和食品安全息息相关。
[0003]种植抗病品种是防治小麦赤霉病最直接、最经济有效的措施，但是抗赤霉病的小麦品种选育一直是世界性难题。由于缺乏对赤霉病高度抗病或完全免疫的小麦种质资源，因此，目前小麦赤霉病赤霉病的防治仍主要依赖于化学防治。虽然生产中有些杀菌剂在一定程度上可以防治小麦赤霉病，但是当病原菌侵染麦穗后会刺激病原菌产生更多的毒素，如三唑类杀菌剂戊唑醇，甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂嘧菌酯。因此，开发既能防病又绿色安全的新型杀菌剂显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供脯氨酸和丙氨酸在防治小麦赤霉病中的应用。本专利技术首先基于非靶向代谢组学技术，在电离子全扫描模式下，通过筛选抗感赤霉病小麦品种中抗性相关差异代谢物，并进行代谢通路富集分析，发现氨基酸途径与抗赤霉病相关，然后通过靶向代谢组学技术鉴定出氨基酸途径中脯氨酸和丙氨酸为赤霉病抗性相关代谢物。本专利技术通过脯氨酸和丙氨酸在小麦离体叶片和穗部接菌前进行处理，能够对小麦起到有效的保护和治疗作用，对防治小麦赤霉病有重要意义。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一方面，提供如下(1)
‑
(3)任一项所述的物质在防治小麦赤霉病中的应用：
[0007](1)脯氨酸；
[0008](2)丙氨酸；
[0009](3)组合物，所述组合物由脯氨酸和丙氨酸按摩尔比1：1组成。
[0010]本专利技术的第二方面，提供如下(1)
‑
(3)任一项所述的物质在制备防治小麦赤霉病的药物制剂中的应用：
[0011](1)脯氨酸；
[0012](2)丙氨酸；
[0013](3)组合物，所述组合物由脯氨酸和丙氨酸按摩尔比1：1组成。
[0014]本专利技术的第三方面，提供一种防治小麦赤霉病的药物制剂，所述药物制剂以脯氨酸、丙氨酸或者由脯氨酸和丙氨酸按摩尔比1：1组成的组合物为活性成分。
[0015]进一步的，所述药物制剂中还可以包含辅料或载体；所述辅料或载体包括但不限于：乳化剂、分散剂、助剂、增稠剂、防冻剂、稳定剂、粘结剂等。
[0016]优选的，所述药物制剂的剂型为粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂或水剂；更优选的，所述药物制剂的剂型为水剂。
[0017]本专利技术的第四方面，提供一种防治小麦赤霉病的方法，包括以下步骤：
[0018]在小麦扬花期将脯氨酸溶液、丙氨酸溶液或者脯氨酸
‑
丙氨酸混合溶液均匀喷施于小麦的穗部和叶面。
[0019]优选的，所述脯氨酸溶液、丙氨酸溶液是分别将脯氨酸和丙氨酸加入到适量的水中，经搅拌溶解得到；所述脯氨酸溶液、丙氨酸溶液的浓度均为10mM；所述脯氨酸
‑
丙氨酸混合溶液由10mM的脯氨酸溶液和10mM的丙氨酸溶液按体积比1:1混合而成。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术首次研究发现，外源喷施脯氨酸和丙氨酸能够提高感病小麦对赤霉病的抗性，对小麦起到有效的保护和治疗作用。而且，脯氨酸和丙氨酸不同于化学杀菌剂，其使用更为绿色、安全，将其开发成为药物制剂，对于小麦赤霉病的防治具有重要意义。
附图说明
[0022]图1：本专利技术抗病品种苏麦3号和感病品种山农20的感染赤霉病表型图(A)和统计图(B)。
[0023]图2：本专利技术非靶向代谢组学的PCA分析图(A)、PLS
‑
DA分析图(B)；图中，R
‑
0、R
‑
3、R
‑
6、R
‑
9分别表示苏麦3号接菌0、3、6、9天；S
‑
0、S
‑
3、S
‑
6、S
‑
9分别表示山农20接菌0、3、6、9天；QC表示质量控制。
[0024]图3：本专利技术差异代谢物的代谢通路富集图。
[0025]图4：本专利技术抗感病品种和感病品种中氨基酸的含量图。
[0026]图5：(A)本专利技术外施不同氨基酸对小麦离体叶片感染赤霉病的表型图(A)和病斑面积统计图(B)，及对小麦穗部感染赤霉病的表型图(C)、病穗数统计图(D)和禾谷镰刀菌定量图(E)。
[0027]图6：本专利技术感病品种喷施脯氨酸、丙氨酸和组合物后感染赤霉病表型图(A)和统计图(B)。
具体实施方式
[0028]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
[0030]本专利技术实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。未注明详细条件的实验方法是按照常规试验方法或按照供应商所建议的操作说
明书进行的。
[0031]其中：本专利技术实施例中所使用的氨基酸都为可以构成天然蛋白质的L
‑
氨基酸。可通过市售渠道购买得到，例如上海麦克林生化科技有限公司。
[0032]实施例1：抗病品种苏麦3号和感病品种山农20感染赤霉病的表型分析
[0033]1、试验方法：
[0034](1)菌种活化：本实验使用的禾谷镰刀菌为PH
‑
1菌种，4℃条件下通过PDA培养基保存菌种，每隔三个月进行一次菌种活化。手术刀切一平方厘米的菌丝生长的PDA培养基放入CMC培养基。28℃条件下，200rpm摇菌三天。摇菌完成后，菌液用滤布过滤，50ml离心管分装。2000rpm离心10min。弃去上清液，加30ml灭菌水震荡混匀。弃去上清液，沉淀物用少量灭菌水重悬。显微镜下检测菌量，并根据孢子量稀释至1
‑5×
105/ml浓度
[0035](2)小麦穗部赤霉病接种方法及抗病性鉴定：处于扬花期的苏麦3号，山农20小麦材料，取中上部小穗用记号笔点点做标记，每穗接种4个小花，每个小花接种10μl，每种小麦材料10个重复。喷壶喷水，加套自封袋以保湿。在接种后第9、14、21天观察并记录赤霉病的发病情况、发病小穗数，并对统计数据进行显著性分析。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.如下(1)
‑
(3)任一项所述的物质在防治小麦赤霉病中的应用：(1)脯氨酸；(2)丙氨酸；(3)组合物，所述组合物由脯氨酸和丙氨酸按摩尔比1：1组成。2.如下(1)
‑
(3)任一项所述的物质在制备防治小麦赤霉病的药物制剂中的应用：(1)脯氨酸；(2)丙氨酸；(3)组合物，所述组合物由脯氨酸和丙氨酸按摩尔比1：1组成。3.一种防治小麦赤霉病的药物制剂，其特征在于，所述药物制剂以脯氨酸、丙氨酸或者由脯氨酸和丙氨酸按摩尔比1：1组成的组合物为活性成分。4.根据权利要求3所述的药物制剂，其特征在于，所述药物制剂中还包含辅料...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥倩，王群青，赵培迎，谷淑波，刘振，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：