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类香豆素化合物或其盐在制备通过关闭气孔来提高植物抗性的产品中的应用制造技术

技术编号:42188388 阅读:8 留言:0更新日期:2024-07-30 18:39
本发明专利技术提供了一种类香豆素化合物或其盐在制备通过关闭气孔来提高植物抗性的产品中的应用。其中,该类香豆素化合物或其盐的结构如式Ⅰ所示:其中,R<subgt;1</subgt;、R<subgt;2</subgt;、R<subgt;3</subgt;、R<subgt;4</subgt;、R<subgt;5</subgt;、R<subgt;6</subgt;各自独立地选自H、卤素原子、甲基、羟基、羧基、硝基、苯环、甲氧基、三氟甲基、氨基或1‑4个单糖组成的寡糖;或R<subgt;1</subgt;和R<subgt;2</subgt;、R<subgt;2</subgt;和R<subgt;3</subgt;或R<subgt;3</subgt;和R<subgt;4</subgt;中的任一位点组合及其键合的苯环的C原子之间成环为或R<subgt;5</subgt;和R<subgt;6</subgt;及其键合的双键的C原子之间成环为本申请首次发现了类香豆素化合物能够诱导植物气孔关闭,进一步实验验证该类物质通过对植物气孔调节,提高了植物的抗性,为植物病害的防治及抗旱研究,提供了新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业,具体而言,涉及一种类香豆素化合物或其盐在制备通过关闭气孔来提高植物抗性的产品中的应用


技术介绍

1、植物病害一直是农业生产中的重要挑战。目前,化学防治是主要手段之一,已知有超过300种杀菌剂有效成分可用于防治各种植物病害。然而,长期大量使用化学杀菌剂导致了植物病原菌抗药性的增加,传统杀菌剂的效果逐渐减弱。因此,寻找替代传统杀菌剂的新型病害防控策略势在必行。

2、气孔存在于植物地上部的表皮,是由一对保卫细胞所围城的小孔,其张开与关闭运动是植物调节与环境进行气体交换主要手段。大量研究表明,保卫细胞能够响应多种来自植物内部及环境的信号引起气孔运动,包括光、co2、水分胁迫、植物荷尔蒙及植物次级代谢产物等等,以调节气体交换、蒸腾水分损失及防御微生物的入侵。研究表明,定位于细胞质膜上的多种转运蛋白的活性对气孔的开关运动至关重要。在气孔关闭过程中,阴离子通道的活性化是驱动力,其活性化将诱导细胞质膜的去极化,质膜的去极化则会诱导外向钾离子通道的活化并抑制内向钾离子通道,钾离子及阴离子等主要渗透压调节离子的流失则会导致胞内水势的增加引起保卫细胞失水萎缩,最终引起气孔关闭。活性氧(ros)和一氧化氮(no)作为第二信使分子,在调控保卫细胞转运蛋白活性以及气孔关闭过程中扮演重要角色。胞质钙离子是气孔运动中重要的第二信使。bapta是一种选择性的钙离子螯合剂,对钙离子有较高的选择性,因此,bapta被广泛用作细胞内缓冲液,用于研究通过质膜ca2+透性通道从细胞内存储或内流ca2+释放的影响。

3、干旱作为一种多维胁迫,能够引起植物从表型、生理、生化、再到分子水平的一系列变化,严重干旱可导致光合作用终止和新陈代谢紊乱,最终导致植物死亡。全球约有33%的耕地处于供水不足状态,干旱已成为最重要的农业生产逆境因子之一,是我国自然灾害之首。为了减轻干旱对农作物和植物生长的影响,筛选和培育抗旱性强的农作物和植物是目前大家公认的一种有效方法。同时,培育和种植抗旱节水的植物也能对干旱环境的修复起到积极的作用,但培育抗旱品种所需时间长且不具有广谱性。因此,广谱抗旱剂在解决作物抗旱保水问题上具有实际应用价值。

4、利用化学物质诱导气孔关闭作为作物抗旱节水的策略,已经成为研究人员关注的重要领域。除了aba外,还有一些其他化合物也显示出了调节气孔开闭的潜力,例如茉莉酸甲酯等。这些化合物可以通过影响离子通道、激素信号途径或生长调节等方式,调控气孔的开闭状态,从而减少水分蒸发,提高植物的抗旱能力。在实际应用中,利用化学物质诱导气孔关闭可以帮助作物在干旱条件下更好地保持水分,维持正常的生理生化代谢,从而减轻干旱对作物的不利影响。这一策略为农业生产提供了新的可能性,有望为抗旱育种和作物生产提供更有效的解决方案。

5、另外,研究发现面对病原菌的入侵植物并不是无能为力的,植物能够识别被称为植物免疫激发子的源于病原菌的信号分子并诱导气孔闭孔来阻止病原菌的入侵。这种植物免疫反应被称为气孔免疫。已有研究表明,病原菌能够分泌毒素和被称为效应因子的蛋白质来克服气孔免疫甚至诱导气孔张开从而成功入侵宿主,比如细菌分泌的毒素,如冠菌素和syringolin a及效应因子,如avrb和hopm1;真菌分泌的草酸及毒素,如fusicoccin(fc)等等。综上,气孔与病原菌的相互作用是决定病害发生的重要因素,其机理研究是目前植物抗病免疫研究领域的前沿课题。许多重要的作物病害如小麦的叶锈病、葡萄霜霉病、黄瓜霜霉病等,都是由气孔专性入侵的病原菌引起的。

6、近年来,研究人员发现了一些具有潜力的化合物,可以通过影响气孔运动来增强植物的抗性。某些化合物可以作用于离子通道,调节细胞内离子浓度,从而影响气孔的开闭状态。例如,一些钾通道调节剂可以改变细胞内钾离子水平,进而影响气孔的运动;部分化合物可以影响植物的信号传导途径,如激素信号通路或二次信使的产生,从而调控气孔的开闭;一些茉莉酸类似物可以通过激活赤霉素信号通路来影响气孔运动。基于气孔免疫理论,通过化学物质诱导气孔关闭是抑制植物病害的一种最新策略。这些化合物的发现和应用将为植物保护提供新的思路和策略,有望促进植物抗性研究的发展,并为农业生产提供更多的解决方案和可能性。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的在于提供一种类香豆素化合物或其盐在制备通过关闭气孔来提高植物抗性的产品中的应用,以提供一种新的利用气孔免疫理论提高植物抗性的化合物。

2、为了实现上述目的,根据本专利技术的第一个方面,提供了一种类香豆素化合物或其盐在制备通过关闭气孔来提高植物抗性的产品中的应用,该类香豆素化合物或其盐的结构如式ⅰ所示:其中,r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地选自h、卤素原子、甲基、羟基、羧基、硝基、苯环、甲氧基、三氟甲基、氨基或1-4个单糖组成的寡糖;或r1和r2、r2和r3或r3和r4中的任一位点组合及其键合的苯环的c原子之间成环为或r5和r6及其键合的双键的c原子之间成环为

3、进一步地,r1选自h、氯原子、硝基、甲氧基或羟基;r2选自h、氯原子、氨基、甲氧基或羟基;r3选自h、葡萄糖、羟基、甲氧基或氨基;r4选自h、葡萄糖或羟基;r5选自h、氨基、羟基、苯环、甲基或三氟甲基;r6选自h、氯原子、溴原子、甲基、三氟甲基或羧基。

4、进一步地,类香豆素化合物包括如下任意一种或多种:

5、进一步地,类香豆素化合物的盐包括如下任意一种或多种:

6、进一步地,植物包括被子植物、裸子植物和/或蕨类植物;优选地,被子植物包括单子叶植物和双子叶植物;优选地,双子叶植物包括烟草、葡萄和黄瓜;优选地,单子叶植物包括小麦;优选地,植物抗性包括抗病性和/或抗旱性;优选地,抗病性包括对如下任一种病的抗性:小麦叶锈病、黄瓜霜霉病和葡萄霜霉病。

7、为了实现上述目的,根据本专利技术的第二个方面,提供了一种类香豆素化合物或其盐,该类香豆素化合物或其盐的结构如下式ⅰ所示:其中,r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地选自h、卤素原子、甲基、羟基、羧基、硝基、苯环、甲氧基、三氟甲基、氨基或1-4个单糖组成的寡糖;或r1和r2、r2和r3或r3和r4中的任一位点组合及其键合的苯环的c原子之间成环为或r5和r6及其键合的双键的c原子之间成环为

8、进一步地,r1选自h、氯原子、硝基、甲氧基或羟基;r2选自h、氯原子、氨基、甲氧基或羟基;r3选自h、葡萄糖、羟基、甲氧基或氨基;r4选自h、葡萄糖或羟基;r5选自h、氨基、羟基、苯环、甲基或三氟甲基;r6选自h、氯原子、溴原子、甲基、三氟甲基或羧基。

9、进一步地,类香豆素化合物包括如下任意一种或多种:

10、进一步地,类香豆素化合物的盐包括如下任意一种或多种:

11、为了实现上述目的,根据本专利技术的第三个方面,提供了一种通过关闭气孔来提高植物抗性的产品,该产品包括上述的应用中的类香豆素化合物或其盐或上述的类香豆素化合物或其盐。

12、为了实本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种类香豆素化合物或其盐在制备通过关闭气孔来提高植物抗性的产品中的应用,其特征在于,所述类香豆素化合物或其盐的结构如式Ⅰ所示:

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述R1选自H、氯原子、硝基、甲氧基或羟基;

3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述类香豆素化合物包括如下任意一种或多种:

4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述类香豆素化合物的盐包括如下任意一种或多种:

5.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述植物包括被子植物、裸子植物和/或蕨类植物;

6.一种类香豆素化合物或其盐,其特征在于,所述类香豆素化合物或其盐的结构如下式Ⅰ所示:

7.根据权利要求6所述的类香豆素化合物或其盐,其特征在于,R1选自H、氯原子、硝基、甲氧基或羟基;

8.根据权利要求6所述的类香豆素化合物或其盐,其特征在于,所述类香豆素化合物包括如下任意一种或多种:

9.根据权利要求6所述的类香豆素化合物或其盐,其特征在于,所述类香豆素化合物的盐包括如下任意一种或多种:

10.一种通过关闭气孔来提高植物抗性的产品,其特征在于,所述产品包括权利要求1-5中任一项所述的应用中的所述类香豆素化合物或其盐或权利要求6-9中任一项所述的类香豆素化合物或其盐。

11.一种提高植物抗性的方法,其特征在于,所述方法包括将权利要求10所述的通过关闭气孔来提高植物抗性的产品溶解后或直接喷洒于植物叶片的表面;

12.一种权利要求1-5中任一项所述的应用中的所述类香豆素化合物或其盐或权利要求6-9中任一项所述的类香豆素化合物或其盐作为植物气孔关闭诱导剂的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种类香豆素化合物或其盐在制备通过关闭气孔来提高植物抗性的产品中的应用,其特征在于,所述类香豆素化合物或其盐的结构如式ⅰ所示:

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述r1选自h、氯原子、硝基、甲氧基或羟基;

3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述类香豆素化合物包括如下任意一种或多种:

4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述类香豆素化合物的盐包括如下任意一种或多种:

5.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述植物包括被子植物、裸子植物和/或蕨类植物;

6.一种类香豆素化合物或其盐,其特征在于,所述类香豆素化合物或其盐的结构如下式ⅰ所示:

7.根据权利要求6所述的类香豆素化合物或其盐,其特征在于,r1选自h、氯原子、硝基、甲氧基或羟基;...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶文秀国林领焦佼三俣好令
申请(专利权)人:北京大学现代农业研究院
类型:发明
国别省市:

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