[發(fā)明專利]一種抑制禾本科雜草種子萌發(fā)及生長的化合物及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110627762B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瑋;沈碩;陳紅雨;郭青云
• 申請（專利權(quán)）人: 青海省農(nóng)林科學(xué)院
• 主分類號: C07D311/30
• 分類號: C07D311/30;A01N43/16;A01P13/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 王學(xué)芝

本發(fā)明公開了一種抑制禾本科雜草種子萌發(fā)及生長的化合物及其應(yīng)用，該化合物的分子結(jié)構(gòu)式如通式(Ⅰ)所示，本發(fā)明通過比較該化合物不同濃度水溶液對野燕麥種子萌發(fā)和生長的影響，發(fā)現(xiàn)該化合物對禾本科雜草野燕麥(Avena fatua L.)種子萌發(fā)和生長有顯著的抑制作用。該化合物水溶液濃度達到200μg/mL以上時，即可完全抑制禾本科雜草野燕麥(Avena fatua L.)種子萌發(fā)和幼苗生長。該化合物在控制雜草方面有廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物化感物質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抑制禾本科雜草種子萌發(fā)及生長的化合物及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

農(nóng)田雜草是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要問題之一，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失，長期使用除草劑不僅污染環(huán)境，而且雜草易產(chǎn)生抗藥性。具有化感作用的植物可以通過向環(huán)境中釋放化感物質(zhì)并與雜草競爭生存環(huán)境，進而對雜草種子的萌發(fā)和生長產(chǎn)生抑制作用。利用化感作用控制雜草不會帶來諸如農(nóng)藥殘留等的環(huán)境問題，所以利用化感作用控制田間雜草是一種具有潛力的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的雜草控制措施。

青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f)主要分布于西藏、青海、甘肅和四川部分地區(qū)，在植物學(xué)上屬于栽培大麥的變種，因其籽粒內(nèi)外稃與穎果分離，籽粒裸露，故稱裸大麥。青稞是青藏高原極端環(huán)境條件下植物適應(yīng)性進化的典型代表，是青藏高原最具特色的高原農(nóng)作物，是青藏高原高寒農(nóng)區(qū)一年一熟的標(biāo)志性作物，具有耐寒，耐旱、耐瘠薄、生育期短、適應(yīng)性強等優(yōu)異種性。野燕麥(Avenafatua L.)屬禾本科雜草，是青稞田發(fā)生最為嚴重的主要優(yōu)勢雜草。

植物化感作用(Allelopathy)是指一種植物向環(huán)境釋放特定的化學(xué)物質(zhì)(化感物質(zhì)，Allelochemical)而影響周圍其它植物的生長和發(fā)育的生態(tài)學(xué)現(xiàn)象。植物化感作用是通過向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)而實現(xiàn)的，這些起作用的化學(xué)物質(zhì)稱為化感物質(zhì)。植物化感物質(zhì)主要是植物次生代謝物質(zhì),它們分布于植物的根、莖、葉、花、果實或種子中。常見的釋放方式有4種。(1)揮發(fā)，一些揮發(fā)性化感物質(zhì)(主要是萜類)通過植物體表(莖、葉、花)進入環(huán)境而發(fā)揮作用。(2)淋溶，由于雨水或霧滴的作用，一些有機酸、氨基酸、萜類和酚類等水溶性化合物易被從植株表面淋溶下來，對周圍植物產(chǎn)生影響。(3)根的分泌，次生代謝產(chǎn)物中的根系分泌物很大一部分是化感物質(zhì)。(4)植物殘株的腐爛釋放，植物及其某些器官死后，其中的復(fù)合物或聚合物被微生物分解而釋放出某些化合物，這對周圍植物其化感作用。對于植物化感作用有兩點基本的認識：(1)任何一種化感物質(zhì)都可能影響植物的許多基本代謝過程和生長調(diào)節(jié)系統(tǒng)。(2)任何一種化感物質(zhì)對植物的作用機制都與化感物質(zhì)的濃度有關(guān)，表現(xiàn)為低促高抑。

目前作物化感作用的研究熱點主要集中水稻、小麥、玉米、大麥等糧食作物上，國內(nèi)外關(guān)于化感作用的研究發(fā)現(xiàn)，與青稞近緣的麥類作物中如大麥、黑麥和小麥的多數(shù)品種具有化感抑草作用，而像青稞這種屬于大麥變種，是禾本科植物中生長環(huán)境極其特殊的一種大麥屬植物在化感作用方面的研究還存在空白。申請人通過前期大量工作明確了Tricin4'-O-(threo-β-guaiacylglyceryl)ether是青稞的主要化感物質(zhì)，且對青稞田危害最為嚴重的雜草野燕麥種子萌發(fā)及生長具有顯著的抑制效果。利用青稞自身的化感活性物質(zhì)抑制野燕麥種子萌發(fā)及生長，不僅對環(huán)境安全，同時也可將青稞的秸稈合理利用。Tricin 4'-O-(threo-β-guaiacylglyceryl)ether屬黃酮木脂素類化合物是一類以黃和苯兩素類衍生物縮合而成的黃酮類化合物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可顯著抑制禾本科雜草野燕麥(Ave na fatua L.)種子萌發(fā)、株高和根系生長的化合物，該化合物在較低濃度下可顯著抑制雜草種子萌發(fā)。

為實達到述技術(shù)目的，本發(fā)明具體通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種抑制禾本科雜草種子萌發(fā)及生長的化合物，其分子結(jié)構(gòu)式如式(Ⅰ)所示：