[发明专利]一种可在植物叶面形成特定拓扑结构的无毒抑菌剂

说明书

本发明属于农药技术领域，更确切地说，是一种水溶性的纳米结构氧化硅抑菌剂。

许多真菌病害如麦类白粉病(Blumeria graminis)，水稻稻瘟病(Magnaporthe grisea)，谷类作物炭疽病(Colletotrichum graminicola)和其他的温室蔬菜真菌病害包括Sphaerotheca fuliginea,Pythium ultimum,Pythium aphanidermatum,Botrytis cinera,Didvmella bryoniae,Erysiphe cichoracearum，和Uncinula necato，近年来已成为影响我国主要农作物生产的病害，如小麦白粉病(Blumeria graminis f.sp.tritici),1990和1991年在我国大流行时，两年发生面积均超过0.12亿hm²，年损失小麦32亿kg。

对病害的防治主要采用抗病品种和杀菌剂两种措施。近年来，抗病基因的品种已丧失抗病性，目前生产上推广的品种大多为感病品种，因此在病害的防治上，有机药剂(如三唑酮)防治成了一种很重要的手段，但在药剂防治中出现了大量的抗性菌株，而且其频率在一些地区有明显的上升；另外有机药剂对非靶标生物毒性大，一些不易降解的农药或有代谢物在环境或动植物体内累积。

当一个真菌病原体在植物叶表着陆后，它所面临的最大障碍是如何进入叶组织。细菌感染植株是通过气孔，叶片表面的创口或其它自然通道，而真菌则是撕裂叶角质层直接进入植物体内。对于部分真菌种类，在侵染点上可明显地看到酶的活性，表明叶角质层在感病之前被溶解。许多专一性的真菌侵染寄主植物时，具有精确和独特的拓扑表面识别。例如，条锈(Uromyces appendiculatus)附着孢在气孔周围的精确定位，表明真菌可以识别叶表微小的拓扑变化，从而决定是否侵染寄主(H.C.Hoch等，Science235,1659,1987)。麦类白粉菌和水稻稻瘟病等是高度专一的寄主/病原菌相互作用的活体营养型(Biotrophic)真菌。病原菌侵染植物时真菌孢子首先与寄主表面接触，20秒内发生超分子识别反应(T.L.W.Carver等，Mycol.Res.103,547,1999)。孢子快速和持久地粘附在疏水的寄主叶表面上，表明未萌发的孢子与叶片初始接触后能够立即识别来自寄主叶片的信号，同时作出快速反应。同时，在孢子萌发之前释放大量胞外物质(ECM)紧紧地粘在疏水的寄主叶表面上(J.E.Hamer等，Science 239,288,1988)。孢子粘附是孢子/寄主界面多元协同粘附过程的第一步，孢子管的后期发育，初生芽管/寄主表面接触和附着孢分化之间的时间长短与界面疏水性(hydrophobicity)有关(K.A.Nielsen等，Physiological and Molecular Phant Pathology 56,63,2000),Bechinger等测定了Colletotrichum graminicola侵染钉施加于叶片力的大小相当于汽车轮胎压力的30～40倍。因此附着孢必须紧紧地粘在叶表面，因为如果粘附力小于侵入力，附着孢将从叶片上抬起而脱落(C.Bechinger等Science 285,1896,1999)。

本发明的目的是提供一种抑制真菌病害的无毒抑菌剂。

本发明抑制真菌病害的原理：利用无机纳米氧化硅粒子修饰植物叶表面，改变植物叶表面原有的拓扑结构和疏水特性，形成特殊的双亲性表面，影响真菌胞外基质的释放，阻断真菌孢子和寄主表面的高度专一性的超分子识别过程的第一步反应，改变早期的侵染过程，从而达到抑制靶向真菌病害的目的。

本发明的主要技术方案：合成20-200nm可在水中分散的无毒氧化硅纳米粒子，进一步用化学方法如表面活性剂修饰，从而得到不同尺寸、不同表面形态的无毒氧化硅纳米粒子，将其均匀地分散在0.005％吐温-20的水溶液中。

本发明的抑菌剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将无水乙醇、正硅酸乙酯(TEOS)、H₂O和25～28％(重)的氨水，以50～100∶1.0～3.0∶1～3∶1～2体积比的量加入容器中，充分混合；

(2)将步骤(1)的混合物加热15-50℃，缓慢搅拌2-4小时后，补加步骤(1)加入的同等量的TEOS，继续反应2-4小时后，用5～10倍的水稀释；

(3)然后减压蒸馏除去乙醇，并用高钝水渗析至pH=7为止；