據(jù)統(tǒng)計(jì),真菌性作物病害造成的全球主要農(nóng)作物平均損失約占總產(chǎn)量的10%~15%,每年直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)千億美元[1]。真菌性病害的種類很多，占全部植物病害的70%～80%以上，自然界中有超過(guò)2萬(wàn)多種真菌能夠侵染各種植物并造成相應(yīng)的病害[2]。如不加以防治，作物真菌病害將對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量造成災(zāi)難性的損失，如1847年由疫霉屬真菌P. infestans引起的馬鈴薯晚疫病造成了馬鈴薯的大量減產(chǎn)，最終導(dǎo)致愛(ài)爾蘭一百多萬(wàn)人死于饑餓[3]。真菌性病害分布廣泛，由于其潛伏侵染特性，能夠危害果實(shí)、葉片、根部等作物部位，使農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量降低或直接失去商品價(jià)值，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全。

一、  農(nóng)業(yè)白粉病發(fā)生現(xiàn)狀及防治策略

常見(jiàn)蔬菜、水果白粉病病原為瓜白粉菌（Erysiphe cucurbitacearum）和瓜單囊殼白粉菌（Sphaerotheca cucurbitae），均屬子囊菌亞門真菌[4]。一般情況下，病初在葉片上開(kāi)始產(chǎn)生黃色小點(diǎn)，而后擴(kuò)大發(fā)展成圓形或橢圓形病斑，表面生有白色粉狀霉層。霉斑早期單獨(dú)分散，后聯(lián)合成一個(gè)大霉斑，甚至可以覆蓋全葉，嚴(yán)重影響光合作用，使正常新陳代謝受到干擾，造成作物早衰，整體產(chǎn)量受到損失。白粉病能夠浸染瓜類、蔬菜、水果、糧食作物、花卉以及樹(shù)木等多種作物，分布廣泛，目前在世界上正式定名的超過(guò)650種[5]。白粉病屬于多循環(huán)病害，病害潛育期短，繁殖率高，產(chǎn)生的孢子可借助空氣大范圍傳播，并多次重復(fù)侵染寄主作物，防治困難。

隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，大棚、溫室等人工環(huán)境設(shè)施種植技術(shù)的推廣應(yīng)用，溫暖高濕的集中種植環(huán)境讓白粉病造成的損失進(jìn)一步擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，白粉病已成為草莓病害防空的主要靶標(biāo)之一，每年因白粉病的發(fā)生導(dǎo)致的減產(chǎn)約10%~20%，爆發(fā)時(shí)高達(dá)50%以上甚至絕產(chǎn)。在中國(guó)葡萄主產(chǎn)區(qū)之一的新疆，自1956年首次發(fā)現(xiàn)白粉病以來(lái)已擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。2009年受氣候條件影響，新疆葡萄白粉病爆發(fā)受害率高達(dá)40%，個(gè)別果園毀園絕收。小麥?zhǔn)侨蜃钪匾募Z食作物之一，近年來(lái)部分地區(qū)氣候變化，降水增多，溫度升高等原因?qū)е掳追鄄∥：θ找鎳?yán)重，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)幅度可達(dá)到40%以上，嚴(yán)重危害糧食生產(chǎn)安全。

圖1 草莓白粉病、黃瓜白粉病發(fā)病狀態(tài)

目前，對(duì)白粉病防治仍以化學(xué)防治為主，多采用三唑類殺菌劑(苯醚甲環(huán)唑、晴菌唑、戊唑醇、氟菌唑等），吡唑醚菌酯，代森錳鋅, 氟啶胺，三唑酮等化學(xué)藥劑單用或混配施用。其中，代森錳鋅、丙森鋅等藥劑主要作為預(yù)防保護(hù)劑施用，無(wú)法殺滅侵入葉片的菌絲體。苯醚甲環(huán)唑、氟硅唑、三唑酮、腈菌唑、四氟醚唑等具有內(nèi)吸性殺菌劑會(huì)一定程度抑制作物生長(zhǎng)，長(zhǎng)期使用會(huì)降低植物對(duì)病原菌的抵抗力。長(zhǎng)期施用單一化學(xué)藥劑也讓抗藥性逐年攀升，施藥次數(shù)增加，使用濃度增加成為應(yīng)對(duì)高抗性白粉病菌的主要措施。但同時(shí)所帶來(lái)的負(fù)面影響諸如管理成本上升、作物品質(zhì)下降、殘留增加等問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重。

因此，研發(fā)新型天然產(chǎn)物防治技術(shù)以及生物防治方法是防治白粉病發(fā)生的主要有效途徑之一。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，通過(guò)對(duì)天然植物源提取技術(shù)、制劑技術(shù)的深入研究，植物源代謝產(chǎn)物因其具有良好的應(yīng)用效果，且在自然界降解快，不易產(chǎn)生抗藥性的特點(diǎn)，被越來(lái)越多的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)病害防治。蛇床子是一種傳統(tǒng)中藥,是傘形科（Apiaceae）植物蛇床（Cnidium monnieri）的干燥成熟果實(shí),主要有效成分為蛇床子素及其它香豆素類化合物。蛇床子具有抗心律失常、抗病毒、抗腫瘤等多種功效,并且廣泛應(yīng)用于白癜風(fēng)、銀屑病等多種皮膚病的治療[6]。

圖2 蛇床子植株及藥材

二、關(guān)于蛇床提取物-蛇床子素的研究應(yīng)用歷史

蛇床子在歷代本草中都有記載，如《本草綱目》和《神農(nóng)本草經(jīng)》。其中《神農(nóng)本草經(jīng)》關(guān)于蛇床子的記載″主婦人陰中腫痛，男子陰痿，濕癢，除痹氣，利關(guān)節(jié)，癲癇惡創(chuàng)″。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)表明，蛇床子素具有解痙、降血壓、抗心律失常、增強(qiáng)免疫功能及廣譜抗菌作用。

早在1984年，中國(guó)南京藥物研究所向仁德等人通過(guò)柱層析從蛇床提取物種分離純化并鑒定出8個(gè)單體化合物，棕櫚酸（palmitic acid）、蛇床子素（osthol）、佛手柑內(nèi)酯（bergapten）、異纈草酸龍腦酯（bornyl isovalarate）、蛇床定（cnidiadin）、異茴芹素（isopimpinellin）等。通過(guò)針對(duì)發(fā)癬菌的活性測(cè)定發(fā)現(xiàn)，蛇床子素?fù)碛凶顝?qiáng)的抑菌活性[7]。

蛇床子素又名歐芹酚甲醚,屬于香豆素類化合物,該類化合物的核心結(jié)構(gòu)由苯環(huán)和吡喃酮環(huán)組成。作為香豆素類化合物的一員,蛇床子素除具有香豆素的核心結(jié)構(gòu)外,還有異戊烯結(jié)構(gòu),其化合物在抗病中起著重要作用[8]。

圖3 蛇床子素 CAS：484-12-8

同時(shí)，大量研究報(bào)道顯示，蛇床子素對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域同樣具有一定的殺蟲(chóng)作用和對(duì)某些病原菌有很高的抑制作用。主要用于防治人參、黃連、金銀花和菊花等中藥材上白粉病，同時(shí)兼防灰霉病和炭疽病等。

嚴(yán)清平等[9]研究數(shù)據(jù)表明，蛇床子素對(duì)草莓白粉病菌孢子萌發(fā)具有強(qiáng)烈抑制作用，60 μg/ml濃度的蛇床子素處理白粉菌24h后即能完全抑制其孢子萌發(fā)。迮福惠[10]等人發(fā)現(xiàn)，將蛇床子提取物制成1%蛇床子素水乳劑16.7~25 μg/ml對(duì)草莓白粉病的防效達(dá)95.15%~98.13%。

依托中國(guó)豐富的藥用植物資源及應(yīng)用技術(shù)，專注于綠色農(nóng)業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)的企業(yè)-成都新朝陽(yáng)作物科學(xué)股份有限公司經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)，成功開(kāi)發(fā)出天然新型植物源化合物蛇床子素這一創(chuàng)新生物技術(shù)，并推廣應(yīng)用到農(nóng)業(yè)白粉病等病害防治領(lǐng)域，為全球有機(jī)、綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)做出了卓越貢獻(xiàn)。

三、   蛇床子素最新研究進(jìn)展

（1）蛇床子素的登記信息

根據(jù)中國(guó)農(nóng)藥信息網(wǎng)顯示，2017年10月，成都新朝陽(yáng)作物科學(xué)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱″新朝陽(yáng)″）0.4%蛇床子素可溶液劑，獲得了中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部ICAMA注冊(cè)登記（登記證號(hào)：PD20172589），登記對(duì)象為草莓白粉病。

圖4 產(chǎn)品登記信息

（2）0.4%CE蛇床子素可溶液劑的殺菌機(jī)制

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試分析，蛇床子素對(duì)防治白粉病具有顯著的效果，是能夠強(qiáng)烈抑制白粉孢子萌發(fā)，破壞已形成的菌絲體和孢子囊，致使菌絲體破裂喪失侵染能力。同時(shí)，對(duì)已形成侵染釘?shù)木z體具有鏟除作用。

圖5 白粉病菌絲體光學(xué)顯微鏡鏡檢數(shù)據(jù)

施加0.4%CE蛇床子素可溶液劑90h后，白粉病致病菌的孢子囊破裂失活。對(duì)已經(jīng)感染白粉并形成侵染釘?shù)淖魑锶~片，施加0.4%CE蛇床子素可溶液劑后顯著觀察到白粉侵染釘被鏟除。

圖6 白粉病侵染釘掃描電子顯微鏡鏡檢數(shù)據(jù)

（3）CE蛇床子素的提取技術(shù)研究

新朝陽(yáng)公司經(jīng)過(guò)多年科研攻關(guān)，采用原創(chuàng)的植物源共同萃取技術(shù)，產(chǎn)品中活性組分更加豐富，協(xié)同增效作用明顯，顯著增加了蛇床子提取物對(duì)病害的活性。且進(jìn)一步降低了應(yīng)用成本，有效推動(dòng)了蛇床子素在農(nóng)業(yè)上的推廣應(yīng)用。

據(jù)相關(guān)報(bào)道，蛇床子素的傳統(tǒng)提取方法有回流，超聲，超臨界，連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流等方法。相比之下，共同萃取技術(shù)（Co-extraction technology，簡(jiǎn)稱CE）是以傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代化提取技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種有效成分、有益成分的最大化提取。解決了蛇床子素萃取組分單一、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用效果不佳、應(yīng)用成本高等問(wèn)題。

圖7 處方共同萃取技術(shù)研究

0.4%CE蛇床子素可溶液劑擁有更加豐富的提取物組分，實(shí)現(xiàn)多種香豆素類有效成分的最大化提取，降低各種生產(chǎn)能耗的同時(shí)，組分間協(xié)同增效更顯著，與植物親和力好，殺菌譜廣，使用安全性高.

圖8  0.4%CE蛇床子素可溶液劑多種主要活性成分

（4）0.4%CE蛇床子素可溶液劑處方技術(shù)研究

利用現(xiàn)代農(nóng)藥制劑技術(shù)，針對(duì)含有多種組分，成分復(fù)雜的蛇床子提取物，開(kāi)展精準(zhǔn)化配方開(kāi)發(fā)，優(yōu)選制劑原材料配比，并結(jié)合多重光散射測(cè)試等，開(kāi)發(fā)貯存穩(wěn)定的最佳制劑配方。同時(shí)根據(jù)防治靶標(biāo)及作物特點(diǎn)，通過(guò)表面活性劑處方篩選，結(jié)合納米乳化技術(shù)、動(dòng)靜態(tài)表面張力優(yōu)化、接觸角測(cè)試優(yōu)化等技術(shù)，提高藥液潤(rùn)濕、鋪展、成膜粘附、保濕抗蒸發(fā)性能，提高葉片藥液沉積量，增加有效成分對(duì)于農(nóng)作物葉面和有害生物表面的黏附性與覆蓋率，提高產(chǎn)品田間應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)植物源農(nóng)藥藥效提升。

為了確保多種有效成分的穩(wěn)定性，篩選了高分子黏附成分，在使用濃度下快速增加藥液對(duì)靶標(biāo)包裹，迅速降低藥液表面張力，鋪展明顯優(yōu)于同類產(chǎn)品，有助于藥液鋪展和粘附作用，提升藥效。通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)摸索，提高制劑性能，達(dá)到了產(chǎn)品外觀為均相液體，入水自動(dòng)分散，納米級(jí)分散；潤(rùn)濕滲透性優(yōu)良，在稀釋300倍后具有顯著的潤(rùn)濕和滲透性。多重光散射表明產(chǎn)品穩(wěn)定性好，均相一致，無(wú)任何顆粒雜質(zhì)、沉淀。

圖9  0.4%CE蛇床子素可溶液劑多重光散射光譜圖

（5）0.4%CE蛇床子素可溶液劑應(yīng)用技術(shù)研究

天然植物源殺菌劑0.4%CE蛇床子素可溶液劑的成功開(kāi)發(fā)，有助于有效緩解白粉病防治困難、抗性大幅增加的問(wèn)題。目前，長(zhǎng)期依賴單一化學(xué)農(nóng)藥，施藥次數(shù)增多，用藥成本增高，導(dǎo)致抗藥性十分嚴(yán)重、農(nóng)殘超標(biāo)。而天然植物源殺菌劑相比于傳統(tǒng)防治技術(shù)而言，其優(yōu)點(diǎn)在于天然產(chǎn)物易降解，毒性小，多重成分協(xié)同增效，抗藥性不易產(chǎn)生，對(duì)植物安全。

與此同時(shí)，為了解決植物源農(nóng)藥在實(shí)際應(yīng)用中持效期短，速效性不夠的問(wèn)題，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，新朝陽(yáng)建立了生物農(nóng)藥″預(yù)防-預(yù)防性治療-治療″的主動(dòng)防治體系，即在病害發(fā)生前和初期，主要以生物農(nóng)藥為主；在爆發(fā)期使用生物農(nóng)藥搭配化學(xué)藥劑，最大程度的抑制病害的傳染，降低病害發(fā)生指數(shù)，減少化學(xué)農(nóng)藥的使用。

通過(guò)室內(nèi)預(yù)防實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，0.4%CE蛇床子素可溶液劑稀釋300倍對(duì)白粉病的抑制率在80%以上。在發(fā)病初期進(jìn)行預(yù)防，0.4%CE蛇床子素能夠達(dá)到顯著的防治效果。

圖10 0.4%CE蛇床子素可溶液劑對(duì)黃瓜白粉病室內(nèi)活性結(jié)果

在病害發(fā)生的中后期，即是爆發(fā)期，選擇以″植物源農(nóng)藥+化學(xué)農(nóng)藥″為主線從而達(dá)到減量增效的核心應(yīng)用技術(shù)手段，在提高防治效果的前提下，降低化學(xué)農(nóng)藥使用量，降低了植株抗藥性，降低化學(xué)農(nóng)藥殘留，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，維系生物多樣性和減輕環(huán)境壓力。

大量的田間實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，0.4%CE蛇床子素可溶液劑與25%乙嘧酚磺酸酯、30%苯甲·醚菌脂等復(fù)配后可降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量10~30%，達(dá)到了減量增效的作用。

2021年，中國(guó)聊城莘縣燕店鎮(zhèn)香瓜白粉病發(fā)生嚴(yán)重，使用0.4%CE蛇床子素400倍+30%苯甲?醚菌酯1,500倍/25%乙嘧酚磺酸酯600倍表現(xiàn)出明顯的減量（減量30%）增效效果，防效達(dá)到80%以上，且香瓜白粉病菌絲變黑變干成團(tuán)癥狀。

圖11 0.4%CE蛇床子素可溶液劑搭配25%乙嘧酚田間生測(cè)結(jié)果

同年，中國(guó)臨沂市草莓白粉病發(fā)生嚴(yán)重，使用0.4%CE蛇床子素可溶液劑500倍+30%苯甲?醚菌酯1000倍處理后，草莓果實(shí)白粉脫落。

圖12 0.4%CE蛇床子素可溶液劑搭配30%苯甲?醚菌酯田間生測(cè)結(jié)果

中國(guó)杭州建德市草莓基白粉病爆發(fā)，當(dāng)?shù)厥褂?.4%CE蛇床子素可溶液劑400倍+25%乙嘧酚750倍防治白粉病，施藥2天后，葉面白粉脫落，用藥后6天防效為80%，協(xié)同增效明顯。

圖13 0.4%CE蛇床子素可溶液劑搭配25%乙嘧酚田間生測(cè)結(jié)果

0.4%蛇床子素可溶液劑不僅具有很好的殺菌活性，同時(shí)也具有良好的作物安全性，對(duì)草莓幼果，葉片，嫩芽及各類瓜果蔬菜安全。

圖14 0.4%CE蛇床子素可溶液劑安全性

四、藥用植物蛇床的產(chǎn)業(yè)化潛力

蛇床作為利用最早的藥用植物品種之一，早年多為野生，隨著現(xiàn)代藥理學(xué)的不斷發(fā)展，更多的藥用價(jià)值被發(fā)掘，人們對(duì)蛇床的需求逐年提高。蛇床主產(chǎn)江蘇、安徽、山東、湖北、河北等地，此外，廣西、四川、陜西、山西、河南、浙江等地也有少量生產(chǎn)，中國(guó)大部分地區(qū)均有分布。蛇床具有易種易出易管理特點(diǎn),生長(zhǎng)快,不受雜草影響，一年可收兩季且種植簡(jiǎn)單。人工種植解決了市場(chǎng)上蛇床藥材的流通不足問(wèn)題，這為蛇床產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近年來(lái)，隨著生物合成技術(shù)的全球發(fā)展，通過(guò)酵母、植物干細(xì)胞等真核生物工廠技術(shù)合成植物活性代謝產(chǎn)物成為熱門研究方向。可預(yù)見(jiàn)在未來(lái)，通過(guò)大規(guī)模生物反應(yīng)器生產(chǎn)蛇床子素將成為可能，必將進(jìn)一步推動(dòng)蛇床子素的深入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

五、展望

白粉病的用藥歷史可追溯到100年前，從以硫磺為代表的有機(jī)硫和其它廣譜殺菌劑逐漸替換為以三唑酮、腈菌唑、己唑醇、苯醚甲環(huán)唑、氟硅唑等三唑類產(chǎn)品。隨后，以嘧菌脂、烯肟菌脂、醚菌脂為代表的新化合物種類表現(xiàn)出了更高的效果，逐漸替代了三唑類殺菌劑。隨著人們對(duì)生物安全和食品安全的重視，研發(fā)新型植物源殺菌劑及其應(yīng)用技術(shù)是現(xiàn)階段綠色農(nóng)業(yè)投入品發(fā)展的必然趨勢(shì)。全球范圍內(nèi)有70%～80%的作物病害由真菌引起，其中白粉病又是發(fā)病面積最大，防治難度最高的病害之一，其防控產(chǎn)品市場(chǎng)容量超過(guò)10億美金。

全新天然植物源農(nóng)藥CE蛇床子素的推出，因其具有效果突出、應(yīng)用成本低、安全性高、無(wú)殘留、對(duì)環(huán)境更友好等特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)化學(xué)藥劑抗性增加快、防效降低、農(nóng)藥殘留高以及對(duì)環(huán)境不安全等痛點(diǎn)，為食品安全和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，為維系生物多樣性、減輕環(huán)境壓力，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的價(jià)值提升和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)，以促進(jìn)生物農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。

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