一种可广谱抑制水稻病原菌的碳纳米制剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可有效广谱抑制水稻病原菌的碳纳米制剂及其制备方法和应用。将用超纯水清洗过的高纯石墨棒为阴极和阳极置于50%植酸溶液中，持续电解，得到石墨烯的植酸分散液，将石墨烯的植酸分散液用定性滤纸过滤，高速离心，超纯水透析，即获得所述碳纳米制剂。该碳纳米制剂中的纳米颗粒的粒径为2~5nm，存在无序的晶体结构，表面具有含氧、含磷官能团，其可有效抑制稻瘟病菌、稻曲病菌、白叶枯病菌的生长。该纳米制剂可以靶标到稻瘟病菌细胞内由丝状肌动蛋白组成的微丝骨架，进而使得稻瘟病菌细胞极性丧失，异常膨大至破裂。因此，利用该碳纳米制剂预处理水稻，可以有效地降低稻瘟菌的侵染，预防稻瘟病的发生。预防稻瘟病的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种可广谱抑制水稻病原菌的碳纳米制剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料
和新型农药研发领域，涉及一种可有效广谱抑制水稻病原菌生长、防控水稻病害发生的保护性碳纳米制剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]传统化学农药虽然也可有效防治病害发生，保护作物生产，但因其常具有高毒、高残留、对生态环境不友好等特性，目前已不能满足现代绿色农业的发展需要。随着当今人们对环境保护和食品安全的意识逐步增强，开发高效、低毒、环保的绿色生物农药已成为世界各国农业病害防控领域发展的主流趋势。
[0003]纳米技术的不断发展使得我们目前可以将各种原料物质纳米化，使之具有强于乃至完全不同于原料物质的物理、化学特性，这为发展新型绿色农药提供了新思路。至今，虽然已有不少纳米化的重金属离子杀菌剂的研发，然而随之造成的重金属离子在生态环境中的积累也已被报道。由此可见，开发绿色环保的纳米杀菌剂，原料物质的选取和创新是关键。利用生物源的无毒小分子有机物为原料，制备其纳米剂型的抑菌剂，是开发安全、环保新型生物农药的一个新思路。
[0004]水稻（Oryza sativa）是我国乃至世界范围内最重要的粮食作物，水稻的稳产也是我国粮食安全的重要保障。由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起稻瘟病一直是危害水稻生产的最严重真菌病害。我国每年由稻瘟病直接造成的水稻产量损失高达30亿公斤，发病严重时可导致水稻减产40%
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50%，甚至绝收。目前水稻生产上针对稻瘟病的防治常用的农药包括：三环唑、稻瘟灵、咪鲜胺、吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑、春雷霉素等，由其成分所决定，这些化学农药的过渡施用均会导致农业生态安全问题。近年来已有几种纳米材料被报道具有防治稻瘟病的效果，如纳米银、纳米硅、纳米几丁聚糖等。其中只有纳米银被证明具有直接抑制稻瘟病菌生长的作用，然而这种重金属纳米材料的应用安全性仍有待进一步测定。由水稻黄单胞菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）引起白叶枯病被广泛视为最严重影响水稻产量的细菌病害。白叶枯病菌主要从水稻伤口、气孔等部位侵染，生产上防治主要依赖于施用化学农药，如叶枯唑、噻菌铜悬浮剂等。由稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）引起的稻曲病是一种严重影响稻米品质的穗部病害，近年来在我国呈现大面积流行且逐年加重的趋势。由于抗病品种的缺乏和该病害发生的隐蔽性，使得目前水稻生产中针对稻曲病的发生缺乏行之有效的绿色防控技术。本专利技术研究成功创制了一种靶标稻瘟病菌微丝骨架肌动蛋白，进而有效抑制稻瘟病菌生长和对水稻侵染的碳纳米制剂，该碳纳米制剂可预防性防控稻瘟病的发生。此外，该碳纳米制剂对于水稻稻曲病菌、白叶枯病菌的生长同样具有较好的抑制作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可有效抑制水稻稻瘟病菌、稻曲病菌、白叶枯病菌生
长的碳纳米制剂及其制备方法，该碳纳米制剂可预防性防控稻瘟病的发生。
[0006]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种可广谱抑制水稻病原菌的碳纳米制剂的制备方法，包括如下步骤：1）取两根高纯石墨棒用超纯水超声清洗5min，超声功率300 W，超声频率40KHz，后用吸水纸吸干表面水份；2）取1000ml质量分数为50%的植酸水溶液于烧杯中作为电解液，以清洗过的高纯石墨棒为阴极和阳极置于电解液中，两电极之间的距离保持在3~10cm，外加恒压直流电源15V~30V下持续电解25~30天，得到石墨烯的植酸分散液；3）将石墨烯的植酸分散液用中速定性滤纸过滤三次，而后采用离心机在22000 rcf条件下离心45 min，弃去沉淀，收集上清；4）将上清倒入截留分子量为500
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1000D的透析袋中，在超纯水中透析24 h，即获得所述可有效广谱抑制水稻病原菌的碳纳米制剂。
[0007]一种利用上述的制备方法制得的碳纳米制剂。
[0008]上述一种碳纳米制剂在抑制水稻病原菌中的应用。
[0009]进一步的，上述抑制水稻病原菌为抑制水稻病原菌的菌丝生长和孢子萌发。
[0010]进一步的，上述水稻病原菌选自水稻稻瘟病菌、水稻稻曲病菌、水稻白叶枯病菌。
[0011]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术可以简单快速的制备出含有高纯度和粒径均匀的纳米颗粒的碳纳米制剂，该碳纳米制剂可以有效抑制水稻稻瘟病菌、稻曲病菌、白叶枯病菌的生长，预防性地降低稻瘟病发生。
附图说明
[0012]图1为碳纳米制剂的透射电镜图、粒径分布图、红外图谱及拉曼光谱图。a，透射电镜图；b，粒径分布图；c，红外图谱；d，拉曼光谱图。
[0013]图2为碳纳米制剂的紫外吸收图。
[0014]图3为碳纳米制剂的的X射线光电子能谱图。
[0015]图4为碳纳米制剂和植酸对稻瘟病菌生长的抑制情况。
[0016]图5为碳纳米制剂和植酸处理稻瘟病菌15小时后的菌丝形态（标尺为20 μm）。
[0017]图6为碳纳米制剂对稻瘟菌分生孢子的影响。a，碳纳米制剂处理24小时后的稻瘟病菌孢子状态（标尺为50 μm）；b，碳纳米制剂处理24小时后稻瘟病菌分生孢子的萌发率。
[0018]图7为碳纳米制剂自发荧光与稻瘟病菌F
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actin的共定位观察（标尺为20 μm）。
[0019]图8为稻瘟病菌接种前后12小时利用碳纳米制剂喷雾处理水稻叶片的最终发病情况。
[0020]图9为碳纳米制剂在PDA培养基中对稻曲病菌生长的抑制情况。
[0021]图10为碳纳米制剂对白叶枯病菌生长的抑制情况统计。
[0022]具体实施方式：下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0023]本专利技术中所涉及到的实验材料如下：高纯石墨棒：石墨含量99%以上。
[0024]超纯水：电阻率为18.4MΩ
•
cm
‑1。
[0025]植酸溶液：质量分数50%。
[0026]实施例1碳纳米制剂的制备步骤1：取两根高纯石墨棒用超纯水于25℃条件下超声清洗5min，超声功率300W，超声频率40KHz，后用吸水纸吸干表面水份；步骤2：取1000ml质量分数为50%的植酸水溶液于烧杯中作为电解液，以清洗过的高纯石墨棒为阴极和阳极置于电解液中，两电极之间的距离保持在3~10cm，外加恒压直流电源30V下持续电解25~30天，得到石墨烯的植酸分散液；步骤3：将石墨烯的植酸分散液用中速定性滤纸过滤三次，而后采用离心机在22000rcf条件下离心45min，弃去沉淀，收集上清；步骤4：将上清倒入截留分子量为500
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1000D的透析袋中，在超纯水中透析24h，即获得本专利技术所述可有效广谱抑制水稻病原菌的碳纳米制剂。
[0027]实施例2碳纳米制剂的表征参数实施例1制得的碳纳米制剂具有以下特征（图1~图3）：通过透射电镜表征可知，本专利技术制得的碳纳米制剂中纳米颗粒的粒径为2~本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可广谱抑制水稻病原菌的碳纳米制剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1）取两根高纯石墨棒用超纯水超声清洗5min，超声功率300 W，超声频率40KHz，后用吸水纸吸干表面水份；2）取1000ml质量分数为50%的植酸水溶液于烧杯中作为电解液，以清洗过的高纯石墨棒为阴极和阳极置于电解液中，两电极之间的距离保持在3~10cm，外加恒压直流电源15V~30V下持续电解25~30天，得到石墨烯的植酸分散液；3）将石墨烯的植酸分散液用中速定性滤纸过滤三次，而后采用离心机在22000 rcf条件下离心45 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莫，康振辉，陈秋实，黄健，时华，黄慧，陈凤平，王宗华，鲁国东，曾文治，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：