3-甲基吡咯烷-2-羧酸作为植物免疫诱抗剂的应用制造技术

本发明专利技术公开了3

【技术实现步骤摘要】
3
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甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸作为植物免疫诱抗剂的应用
[0001]分案说明
[0002]本专利技术为申请日为2021年12月6号,申请号为2021115115968,专利技术名称为“2
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氨基
‑3‑
吲哚基丁酸或3
‑
甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸作为植物免疫诱抗剂的应用”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本专利技术属于农业生物农药领域，涉及3
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甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸作为植物免疫诱抗剂的应用。

技术介绍

[0004]在农业生产中，由于高温、低温、干旱和盐等非生物胁迫所造成的损失非常巨大。近年来，全球极端天气频繁出现，农业植物所面临的胁迫也日益严重。高温和低温严重影响植物的生长发育，进而影响植物的产量和品质。干旱是影响植物生存、生长和分布最重要的逆境胁迫因素之一，当前全球干旱、半干旱地区面积约占总耕地面积的40％以上，近年来由于全球性气候恶化使得干旱发生周期越来越短，干旱程度越来越重，对粮食生产构成的威胁也越来越大。其次，土壤盐碱化是阻碍全球作物生长和生产力的主要非生物限制因素，对生物圈及生态结构造成的有害影响很大，中国盐碱地面积位居世界第三，占世界盐碱地面积的10％左右。因此，针对当前实际生产中不同作物面临的主要非生物胁迫状况，开发旨在减轻植物危害水平的产品和技术对于保障农业安全生产显得尤为迫切。
[0005]除了非生物胁迫外，植物在生长发育过程当中还不断受到各种病虫害的威胁。农业生产中众多病害一旦发生，往往会造成作物大面积严重减产甚至绝收。因此，重要农业病虫害的预防就显得尤为重要。目前，植物病害的防治主要采取施用农药直接杀死病原菌的策略，但长期、大量使用杀菌剂，加之施药方法不够科学，不仅带来了农产品残留超标、作物药害、病原菌抗药性、环境污染、生物多样性降低等一系列问题，也使传统植保的“杀灭”策略面临失效的风险，严重威胁农业的可持续发展和粮食生产安全。所以，开发环保、高效、经济的植物免疫剂，在作物发病前或早期阶段通过增强植物自身的抵抗能力来降低或者抑制作物发病水平，从而实现少用或不用化学杀菌剂的目标，对于实现农业绿色生产具有十分重要的意义。
[0006]植物免疫诱抗剂是一类新概念农药，其通过激活植物的免疫系统并调节植物的新陈代谢，从而增强植物抗病和抗逆能力。植物免疫诱抗剂本身没有直接的杀菌活性，主要通过促使植物利用自身的天然免疫系统来防治病害，而不依赖外源农药直接杀死病原体，因此病菌不易对其产生抗药性，符合有效保护农业生物多样性的条件下实现绿色防控的思路。此外，在自然界，植物的生长通常并不只是受到单一胁迫，而是多种胁迫并存，如干旱和高温胁迫常常同时发生，对植物造成更严重的危害。植物自身虽然存在免疫系统，但其抵抗逆境胁迫的能力是有限的，通过植物免疫诱抗剂的使用能够增加植物的抗逆水平。因此，植物免疫诱抗剂作为新兴农药的一类，为农业可持续发展和病害的有效绿色防治和提供了新
的发展思路，是绿色植保未来发展的主要方向。
[0007]2‑
氨基
‑3‑
吲哚基丁酸，分子式为C
12
H
14
N2O2，分子量218克/摩尔，为浅棕色晶体。该化合物的化学合成方法很多，但是过程都比较繁琐(Han et al.,2001；Liu et al.,2012)。有研究表明2
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氨基
‑3‑
吲哚基丁酸是一些天然产物如Maremycin和具有抗癌活性的链霉黑素(Streptonigrin)生物合成途径的中间产物(Zou et al.,2013；Kong et al.,2016)。小叶链霉菌(Streptomyces flocculus)合成链霉黑素的第一步可能就是合成2
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氨基
‑3‑
吲哚基丁酸(Gould&Chaug,1977)。Hartley等人利用S.flocculus酶进行体外酶催化试验发现S
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腺苷甲硫氨酸(S
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adenosylmethionine)的甲基可以转移到色氨酸上而合成2
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氨基
‑3‑
吲哚基丁酸(Hartley&Speedie,1984)。此外，科学家对一种超嗜热古菌—强烈火球菌(Pyrococcus furiosus)的色氨酸合酶亚基进行改造后发现，该酶可以利用苏氨酸与吲哚结合直接反应合成2
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氨基
‑3‑
吲哚基丁酸(Herger et al.,2016；Boville et al.,2018)。截至目前，由于2
‑
氨基
‑3‑
吲哚基丁酸是合成一些抗病毒和抗肿瘤天然产物的中间物，因此对于它的研究主要集中在化学合成方法，体外酶催化和生物合成途径的方面。而对于生物合成的研究又仅限于原核生物小叶链霉菌。在广泛的真核生物中是否存在该化合物、以及其生物活性等方面到目前为止还是空白，未有过报道。
[0008]3‑
甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸，分子式为C6H
11
NO2，分子量为129克/摩尔，为无色晶体。最早关于该化合物的报道在1964年，化学合成的方式首次得到了3
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甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸。随后的活性研究发现，该化合物可以抑制抗生素链霉菌(Streptomyces antibioticus)中放线菌素(actinomycin)的合成(Yoshida et al.,1964；Mauger et al.,1966；Katz et al.,1968；Yoshida et al.,1968)。对来自青霉菌(Penicillium sp.)环状七肽Paraherquamide A的研究发现，其结构中含有β
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甲基
‑
β
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羟基脯氨酸组分(Stocking et al.,2001)。2003年，Tan等人从海洋真菌柱顶孢霉(Scytalidium.sp.)的发酵液中分离得到两种新环状七肽Scytalidamides A和B，发现对Scytalidamides B进行水解可得到3
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甲基吡咯烷
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羧酸(Tan et al.,2003)。Fredenhagen等人对白地霉(Geotrichum candidum)合成的多种多肽neoefrapeptins A
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N进行了水解，发现其中4种多肽含有3
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甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸的结构(Fredenhagen et al.,2006)。截至目前，对于3
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甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸的研究多集中在多肽水解和生物合成途径方面，还没有关于其游离存在的报道的，并且其生物活性等方面的研究到目前为止也还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.3
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甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸在制备植物免疫诱抗剂中的应用。2.3
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甲基吡咯烷
‑2‑
羧酸在提高植物对非生物胁迫和生物胁迫中的应用,所述的非生物胁迫选自高温、低温、干旱和/或盐胁迫中的任意一种或几种,所述的生物胁迫选自真菌、细菌、病毒胁迫中的任意一种或几种，所述的真菌性病害为小麦白粉病；所述的细菌性病害为丁香假单胞菌病害；所述的病毒性病害为番茄斑萎病。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的植物，选自粮食作物、经济作物、蔬菜。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的粮食作物为小麦，所述的经济作物为黑麦草、茶叶、棉花，所述的蔬菜为番茄。5.一种植物免疫诱抗剂，其特征在于，包含组分A：3
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甲基吡咯烷
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羧酸中的任意一种或两种，组分B：表面活性剂。6.根据权利要求5所述的植物免疫诱抗剂，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：南京天秾生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：