3-甲基-2-甲氨基戊酸作为植物药害缓解剂的应用

本发明属于农业生物农药领域，涉及3-甲基-2-甲氨基戊酸作为植物药害缓解剂的应用。

背景技术：

1、在农业实际生产过程中，作物面临着许多病虫草害的威胁。为了保证作物的产量和品质，农药的使用在农作物种植过程中是必不可少的。然而，一些农药对作物具有潜在的毒害作用，这给农产品的质量安全和生态环境带来一定影响。

2、水稻恶苗病，又称徒长病，是由藤仓赤霉复合种(gibberellafujikuroi speciescomplex)引起的真菌病害。该病害不仅造成水稻大幅减产，其病原菌产生的毒素还会引起食品安全问题，影响人类健康。由于带菌种子是水稻恶苗病主要的传播途径，对种子进行药剂浸种是一种常见的且经济高效的防治措施。目前，生产中应用广泛的氟啶·戊·杀螟、杀螟·乙蒜素对恶苗病、干尖线虫病有显著的防治效果。但是，研究发现12％氟啶·戊·杀螟可分散粉剂800倍液处理对南粳5055种子萌发、幼苗生长的负面影响较大(周斌等，2023)；当17％杀螟·乙蒜素可湿性粉剂浓度增加时,对水稻种子的发芽势、发芽率、根长、苗高的抑制作用加强。17％杀螟·乙蒜素88.9倍液和66.7倍液浸种对水稻种子萌发和成苗有显著抑制作用，133.3倍液浸种显著抑制种子发芽势和成苗率，浸种浓度为200倍液时,对水稻种子发芽影响最大(顾东华，2014；端木李玲等，2021)。

3、化学除草剂在防除农田杂草、保重作物产量上发挥着重要作用，但长期过度使用化学除草剂可能会造成环境残留污染并影响农作物的生长过程。研究表明，在40mg/l及以上浓度的50％异丙隆可湿性粉剂处理下，小麦的发芽率、根长、芽长显著低于未使用农药的清水对照组(崔丽娜等，2017)。同时也有研究者发现，施用50％异丙隆可湿性粉剂超过1125g/hm2时,10-15d左右会导致小麦叶片发黄、植株矮化。施用异丙隆后还会降低麦苗的抗冻能力，用量越大、危害越大，尤其遭遇低温条件下，异丙隆对小麦产生的药害作用更明显(孟丹丹等，2019)。因此，针对当前实际生产中不同作物面临的药害状况，开发旨在缓解作物药害的产品和技术对于保障农业安全生产显得尤为迫切。

4、目前，已发现一些植物药害缓解剂，如油菜素内酯、芸苔素内酯、氨基丁酸等。研究显示，油菜素类固醇可通过对活性氧和丝裂原活化蛋白激酶等的调控来缓解植物遭受的农药伤害(彭小琴等，2015)；芸苔素内酯在除草剂药害早期喷施可提高小麦的千粒重与穗粒数，进而提高小麦产量(左立波，2023)；γ-氨基丁酸不仅可通过调节气孔运动来抑制植物对农药的吸收，而且可通过活性氧信号来缓解农药药害(单卿，2023)。当前，随着绿色生态环保理念逐步深入人心，人们对于作物安全问题更加关注。由于目前国际上对植物化学试剂残留限量标准逐渐严格，寻求绿色高效环保的植物药害缓解剂显得尤为迫切和重要。

5、3-甲基-2-甲氨基戊酸(nimia)分子式为c7h15no2，分子量为145克/摩尔，为无色晶体。它是多种天然产物的结构组成部分，镰孢菌素a(plattner和nager,1948)、链霉菌和拟诺卡菌(nocardiopsis)产生的吲哚内酰胺类化合物(irie et al.,1990；sun et al.,1991)和蓝藻环状多肽(luo et al.,2014)的结构中均含有3-甲基-2-甲氨基戊酸结构。1996年，li等人成功从菜豆(phaseolus vulgaris)种子中分离得到3-甲基-2-甲氨基戊酸(li et al.,1996)。发明人前期从真菌中成功分离、纯化得到3-甲基-2-甲氨基戊酸，并对3-甲基-2-甲氨基戊酸的植物诱抗、促生长活性进行了系统的研究，发现3-甲基-2-甲氨基戊酸能够有效促进植物生长，但诱导植物抗病和抗非生物胁迫的活性较弱，该研究结果已申请中国发明专利(专利申请号202210150971.9)。截至目前，还没有涉及该化合物缓解植物病害方面的研究、报道和专利。这正是本专利的创新性所在。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供3-甲基-2-甲氨基戊酸作为药害缓解剂的应用。

2、本发明的目的可通过以下技术方案实现：

3、3-甲基-2-甲氨基戊酸在制备植物药害缓解剂中的应用，制剂中所述的3-甲基-2-甲氨基戊酸浓度为0.01～10μm。

4、作为本发明的一种优选，3-甲基-2-甲氨基戊酸在制备缓解氟啶·戊·杀螟对禾本科作物种子萌发和/或幼苗的伤害的药害缓解剂中的应用。制剂中3-甲基-2-甲氨基戊酸浓度进一步优选0.1～10μm。

5、作为本发明的一种优选，3-甲基-2-甲氨基戊酸在制备缓解杀螟·乙蒜素对禾本科作物种子萌发和幼苗的伤害的药害缓解剂中的应用，制剂中3-甲基-2-甲氨基戊酸浓度进一步优选0.1～10μm。

6、作为本发明的一种优选，3-甲基-2-甲氨基戊酸在制备缓解异丙隆对禾本科作物种子萌发和幼苗的伤害的药害缓解剂中的应用，制剂中所述的3-甲基-2-甲氨基戊酸浓度进一步优选0.01～1μm。

7、本发明所述的禾本科作物包括但不限于小麦、水稻。

8、3-甲基-2-甲氨基戊酸在缓解植物药害中的应用，3-甲基-2-甲氨基戊酸浓度为0.01～10μm。

9、作为本发明的一种优选，3-甲基-2-甲氨基戊酸在缓解氟啶·戊·杀螟对禾本科作物种子萌发和幼苗的伤害中的应用，3-甲基-2-甲氨基戊酸浓度优选0.1～10μm。

10、作为本发明的一种优选，3-甲基-2-甲氨基戊酸在缓解杀螟·乙蒜素对禾本科作物种子萌发和幼苗的伤害中的应用，3-甲基-2-甲氨基戊酸浓度优选0.1～10μm。

11、作为本发明的一种优选，3-甲基-2-甲氨基戊酸在缓解异丙隆对禾本科作物种子萌发和幼苗的伤害中的应用，3-甲基-2-甲氨基戊酸浓度优选0.01～1μm。

12、本发明所述的禾本科作物包括但不限于小麦、水稻。

13、

14、式(i)所示的3-甲基-2-甲氨基戊酸的已有的相关研究并未涉及植物药害缓解剂领域的报道。本发明发现了3-甲基-2-甲氨基戊酸在相关植物药害缓解实验中表现良好，能够帮助植物缓解农药药害问题。

15、天然代谢产物3-甲基-2-甲氨基戊酸用于缓解植物药害的方法，其详细内容和实施方案如下：在0.01～10μm浓度范围，可有效缓解植物药害问题。

16、3-甲基-2-甲氨基戊酸用于缓解氟啶·戊·杀螟和/或杀螟·乙蒜素对水稻药害的方法，其在浓度0.1～10μm范围，采用同时加入农药与3-甲基-2-甲氨基戊酸浸种的方式进行试验。结果表明，与未加入3-甲基-2-甲氨基戊酸对照组相比，实验组水稻种子的萌发率、芽长与根长显著提高。这一结果表明，3-甲基-2-甲氨基戊酸能有效缓解这2种农药对水稻种子萌发和幼苗生长的伤害。

17、3-甲基-2-甲氨基戊酸用于缓解异丙隆对小麦药害的方法，其在浓度0.01～1μm范围，采用同时加入异丙隆与3-甲基-2-甲氨基戊酸浸种的方式进行试验。结果表明，与未加入3-甲基-2-甲氨基戊酸对照组相比，实验组小麦种子的萌发率、芽长与根长显著提高。这一结果表明，3-甲基-2-甲氨基戊酸能有效缓解异丙隆对小麦种子萌发和幼苗生长的伤害。

18、有益效果

19、本发明的主要优点和积极效果如下：

20、3-甲基-2-甲氨基戊酸是一种天然产物，结构简单，易于工业化生产。由于本发明确认了3-甲基-2-甲氨基戊酸能缓解植物药害，具有开发成天然植物药害缓解剂的潜力。

21、本发明发现3-甲基-2-甲氨基戊酸通过浸种处理能有效缓解植物药害，提高植物的产量，在0.1～10μm的浓度下通过浸种的方式缓解氟啶·戊·杀螟与杀螟·乙蒜素对水稻种子的伤害，达到壮苗的目的；在浓度为0.01～1μm时，能缓解异丙隆对小麦种子的药害，显著提高小麦种子的萌发率、芽长与根长。3-甲基-2-甲氨基戊酸为天然产物，用量低，对环境友好，可有效缓解植物药害，因而是绿色高效的生物源植物药害缓解剂，这指明了这类物质在农业生产上的利用价值和应用前景。

22、本发明发现了3-甲基-2-甲氨基戊酸做浸种处理可以缓解农药对植物的伤害。3-甲基-2-甲氨基戊酸使用方便，解决了传统农艺无法解决的生产问题，节约生产成本。此外，由于3-甲基-2-甲氨基戊酸是天然存在的一种结构简单的代谢产物，具有很高的环境和生物安全性，属于绿色、高效的生物化学农药范畴。