[发明专利]塔宾曲霉L-27菌株、发酵液、除草剂及活性成分富集方法

说明书

本发明属于除草剂技术领域，公开了一株发酵液具有除草活性的塔宾曲霉L‑27菌株及利用该菌株制备发酵液、除草剂以及塔宾曲霉L‑27菌株发酵液中除草活性成分的富集方法及鉴定方法，通过对30株土壤真菌发酵液的除草活性筛选，发现塔宾曲霉L‑27菌株发酵液对反枝苋、播娘蒿和马齿苋的根、茎生长抑制率达100％，圆叶牵牛仅有茎较弱生长，抑制率仍达77.8％。筛选出弱碱性阴离子交换树脂D301作为除草活性成分的富集树脂，吸附后残液对小麦根、茎生长的抑制率分别仅为1％、7％；并最终确定0.1mol/L HCL的100％乙醇溶液作为D301树脂富集活性成分的解吸剂。L‑27发酵液的除草活性具有潜在的开发价值。

技术领域

本发明属于除草剂技术领域，尤其涉及一种发酵液具有除草活性的菌株、发酵液中除草活性成分的富集方法。

背景技术

在全球农药市场中，除草剂占约50％份额，预计2019年世界除草剂市场将达到301.37亿美元。但随着社会进步和公众健康意识的提高，广泛、长期、大量使用化学除草剂所带来的影响倍受全球关注。一方面，大量化学除草剂的施用带来了环境污染，尤其是长残效除草剂的应用引起了残毒药害、导致下茬作物的减产甚至人畜中毒。目前，全世界已有100余种化学除草剂在30多个国家被禁用或取消登记。另一方面，过度依赖和长期大量使用单一除草剂，导致了杂草抗药性产生和发展，药效降低、用量增加、成本提高、也更加重了污染。据最新统计，全球已发现244种(142种双子叶，102种单子叶)杂草的447个生物型对22类作用位点的156种化学除草剂产生了抗药性。因此，研制广谱、高效、低毒新型绿色除草剂特别是发展生物除草显得十分迫切。

微生物源除草剂是生物除草剂研发的重要途径和未来发展方向，这类化合物往往具有结构新异，靶点独特，广谱、低毒、低残留的特点。从土壤中分离菌株，被认为是产生除草活性化合物最丰富的微生物来源。双丙氨膦(bilanafos)是由土壤吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)或绿产色链霉菌(S.viridochromogenes)经发酵产生的一种有机磷三肽化合物，被直接用作商品除草剂使用，抑制谷酰胺合成酶，引起氨积累，抑制光合磷酸化，从而起到杀草作用。到目前为止，又从不同微生物中陆续发现了许多双丙氨膦的类似物，如来源于北里孢菌(Kitasatosporia phosalscinea KA-338)的发酵产物phosalacine及来源于吸水链霉菌(S.hygroscopicus KSA-285)的发酵产物tiralaphos。从微生物中发现的植物毒素还很多，如pyridazocidin、hydantocidin、homoalanosine、cornexistin、cyperin、moniliformin等。微生物也能产生许多光活化除草活性化合物，如尾孢菌素(cercosporin)由大豆紫斑病菌(Cercospora kikuchii)产生，dothistromin由松针红斑病菌(Dothistroma pini)产生。

更多的微生物代谢产物可作先导化合物，经结构改造或修饰后成为商品除草剂，这方面有许多成功的例子。如茴香霉素(anisomycin)是第一个作为合成模板且其结构改造物被成功开发为商品除草剂的微生物代谢产物，为新型合成除草剂苯草酮的开发提供了化学基础。Cyperine是从莎草的病原真菌(Ascochyta cypericola)中分离得到的具有除草活性的二苯醚类化合物，对其结构改造开发出10多个商品化的除草剂，并形成了以二苯醚为结构特征的一类除草剂。以双丙氨膦为模板，合成开发出草胺膦(glufosinate)，双丙胺膦和草胺膦都是非选择性除草剂，作用比草甘膦快，且对哺乳动物低毒，可被土壤微生物很快分解。

另外，相对于开发一个新的化学除草剂产品需要耗时10年、花费约2.5亿美元，这种利用天然产物研发新除草剂的方式具有定向性、研制周期短、研发费用相对低廉的优点。