專利名稱：：青蒿提取物作為植物生長調節與抗逆劑的用途的制作方法
技術領域：
：本發明涉及植物生長調節及抗逆性
技術領域：
，特別是涉及青蒿提取物在農業中的新用途，具體地說是青蒿提取物在植物生長調節與抗逆中的應用。
背景技術：
：我國科學工作者于二十世紀70年代首次從中藥青蒿即菊科植物黃花蒿"WemW"朋m/"L.)中分離出青蒿素。國內外大量理化實驗、藥理研究和臨床應用表明青蒿素是抗瘧的有效成分，認為青蒿素的發現是抗瘧研究史上的重大突破，并成為世界衛生組織推薦的抗瘧藥品(陳楊等，1998)。我國巳建成大規模青蒿生產基地，開發出的系列產品成為國際抗瘧市場上必不可少的治療藥物(耿颯等，2002)。我國民間除了用青蒿葉的鮮汁治療瘧疾外，中醫還用青蒿解暑熱、除虛寒、健胃、止血、殺蟲等，說明青蒿有廣泛的藥理作用，青蒿中的多種成分具有抗菌、抗蟲及促進免疫等作用(肖崇厚等，1993;趙兵等，1999)。青蒿素是植物次生代謝產物，主要從青蒿葉片中提取，莖桿部分則浪費了，即使在葉中青蒿素也不到1%，大量的其它次生物質、生理活性物質、蛋白質、糖類、葉綠素等則未能充分利用。如果將這些副產物綜合利用，可望增加青蒿的產值，并有利于保護環境與可持續農業的發展。青蒿中化學成分多樣，除青蒿素外，還有青蒿酸、香豆素、東莨菪內酯、東莨菪苷、黃酮類物質，有0.3%0.5%左右的揮發油，其中如蒿酮、異蒿酮、桉油精、丁香烯等(劉鴻鳴等，1981;汪猷等，1988;Averty等，1992;肖崇厚等，1993;Brown，1994;Bharel，1998;劉春朝等，2000)。天然無公害生物農藥與植物生長調節劑的開發研制已成為發展方向，植物源生長調節劑更是前景廣闊。在人類越來越關注環境質量的今天，生物農藥以每年10%-20%的速度上升，它的發展將為推動無公害農業和綠色食品的生產，為農業的可持續發展做出巨大貢獻(張興等，2002)。青蒿素用有機溶劑提取后，在大量的殘渣和濃縮母液中都有十分豐富的次生物質，如葉綠素、青蒿酸、香豆素、黃酮、豆甾醇、香甾醇、植物生理活性物質等，部分母液現用于生產浴皂、香波等，但其有效成分并未充分利用，特別是未考慮其在農業生產中的應用，而莖桿、殘渣則多丟棄或燃燒，既污染環境又浪費資源。青蒿素是植物次生代謝產物，在其代謝過程中存在著大量其它中間產物(Chan等，1997)。黃敬堅等(1990)采用幼苗水插法和頂株扦插法，在黃花蒿體內以[2-14C]-3，5-二羥基-3-甲基戊酸-S-內酯為前體成功合成了青蒿酸。汪猷等(1988)以青蒿酸為前體用黃花蒿勻漿系進行了青蒿素及青蒿素B的生物合成。表明青蒿酸是青蒿素代謝的關鍵性中間體。Sangwan等(1993)用14C標記青蒿酸，也得到相似結果。Jung等(1990)認為黃花蒿中青蒿酸含量是青蒿素的8-10倍，其它次生物質含量則更多。利用生物制劑調節植物生長、防治病蟲害的方法生產綠色食品己成為當今農業生產的發展趨勢。而青蒿在植物生態系統中的相生相克、防病除草等作用可能為植物生長調節劑的研制提供可行的途徑。特別是在大規模生產青蒿的原料基地，大量的廢棄莖桿、殘渣和母液都有可能為生理活性物質提取和生長調節劑的制備提供充足的原料，為規模化綜合利用創造有利條件。在人類越來越關注環境質量的今天，生物農藥以每年10%20%的速度上升，它的發展將為推動無公害農業和綠色食品的生產，為農業的可持續發展做出巨大貢獻。隨著規模化青蒿生產種植基地的建立，如果能使青蒿素綜合利用的產品用于生產，可增加產品價值，僅需在青蒿素生產基地、提煉中心或制藥廠添加少量儀器或利用原有儀器設備就能夠開工生產。如一個年產1噸青蒿素的工廠，其青蒿母液就有14余噸，青蒿殘渣就達130余噸，而廢棄的莖桿等就更多了，開發其在農業生產中的綜合應用可為這些廢棄物找到新的用途，又減少了環境污染和三廢排放，其經濟效益將會相當可觀。與青蒿有關的100多個專利中，大多是醫藥方面的，以及青蒿素提取方法或提高青蒿素含量方面，農業綜合利用的很少，而且大多數是青蒿與其它植物配合利用，用于病蟲害防治方面。如趙信堯等(1997)發明以霍花條，禿瘡瓢、青蒿、狗尾蕨、野菊花、苦杏仁、翻白草、曼陀羅、苦參、北五加、鬼針子等為主要成分，添加骨油尸氨或動物尸氨、平平加、碳酸鉀、硫酸亞鐵、經混合反應、乳化制成，能防治植物黃萎病，枯萎病，能破壞害蟲新陳代謝，抑制脫皮致死。房志仲(1991)選擇苦參、蛇床子、雷丸、百部、使君子、鶴虱、大蒜、丁香、白芷、貫眾、青蒿、大鳳子等組方。經蒸煮、過濾、濃縮、調pH值、包裝而成的中草藥合劑。趙培潔(1995)采用醫學真菌木霉和中藥黃桕、青蒿、大黃與皂角有效地配比，達到防治蔬菜和果樹的霜霉病目的。趙信甥等(1995)的發明由松針枝、狗尾蕨、霍花條、冬青葉、苦杏仁、鐵桿蒿、苦參、節節草、野菊花，北五加、淫草藿、青蒿等中草藥制成的中草藥制劑，添加骨油尸氨、雞毛或動物尸氨、萘、苯酚、硫、磷、氧化鉀，經混合反應，加太古油乳化制成乳劑，對脫皮增齡害蟲可以影響生理代謝，可滅絕根治。吳日章等(1995)發明主要由苦參、白花除蟲菊、狼毒、苦楝、百部、雷公藤、煙草、魚藤、青蒿、毒芹等多種中草藥物原生植物的提取物構成；可廣泛用于各種農作物防治病蟲害，兼有殺菌、抗病等作用。賈春健等(1998)發明的原料包括過氧乙酸、乙醇、赤糖、細胞分裂素及青蒿、茍醬葉、谷精草、地膚孑、使君子、兒茶、血竭、蕪夷等23種中藥，主要用于蔬菜、水稻、棉花、果樹、花卉和茶樹作物的真菌性病害。他們的另一種發明(1998)內容同上，但劑型是液體中藥殺菌劑。李金山等(2000，2003)發明涉及生物植物性殺蟲劑及其制備工藝，其主要特點是由生物菌阿維菌素，植物性物質苦參堿、魚藤、馬鞭草、百部、除蟲菊、青蒿、打破碗碗花及防腐劑、乳化劑、穩定劑等輔料構成。閆寶琴等(2000)發明能夠高效防治植物病蟲害多發病、促進植物生長發育的植物綠色護生劑由中草藥、礦物質微量元素和載體組成，中草藥組分為魚腥草，苦參，陳皮，青蒿，蒼術等。武長安等(2005)的殺菌劑的配方是由百步、青蒿、苦豆子、山倉子油、松針油、迷迭香油所組成。陳華玲(2004，2005，2006)先后公開發明了花椒素或胡椒素或胡椒堿殺蟲劑及其制備方法。這些殺蟲劑的重量份組分為花椒素1370(或胡椒素1370、或胡椒堿070)、青蒿素06、香樟醇017、增效劑0.13、穩定劑31K表面活性劑1116、防腐劑0.47、有機溶劑1360、pH調節劑0.080.3;將花椒樹(或胡椒樹)的果實和/或葉粉碎、浸泡，采用有機溶劑萃取法或其它現有的萃取法獲得；殺蟲劑對小麥、水稻、果樹、蔬菜、花卉、林木中的多種害蟲有明顯的殺滅和防治效果。毛煥旭(2004)的發明特征是以青蒿植物為主要原料制備而成的農藥，含青蒿植物提取物68%98%、展著劑1.6%31.6%和余量防腐劑；其制備方法主要是將青蒿全草鮮品或干品經浸泡后打漿、榨汁、過濾靜置、濃縮得青蒿提取液或青蒿提取粉劑，用于廣譜的殺蟲、殺菌。綜上所述，有關青蒿的應用，除了提取青蒿作為醫藥外，主要是與其它中藥配合制成各種防病殺蟲劑使用。到目前為止，尚未見有關將青蒿特別是提取青蒿之后的副產物用作植物生長調節劑或抗逆劑的研究報道。
發明內容本發明是以中藥青蒿即菊科植物黃花蒿C4故mWacm"認L.)為原料，或用有機溶劑提取青蒿素后，利用在大量的殘渣和濃縮母液中十分豐富的次生物質(其中也含有少量未提取完全的青蒿素)開發植物生長調控劑與抗逆劑，這一方面不影響青蒿素提取用于醫藥，另一方面提高了青蒿產物的附加值，且變廢為寶并有利于環境保護與綠色生產。本發明的目的在于，提供一種含有多種活性成分的青蒿提取物，或青蒿素生產過程的副產物(濾出濃縮液、殘渣、莖桿等)，在調控作物生長、提高作物抗逆性方面的新用途，同時變廢為寶并有利于環境保護。本發明提供的青蒿提取物，或青蒿素生產過程的副產物的用途為青蒿提取物或青蒿素生產過程的副產物作為植物生長調節劑的應用。青蒿提取物或青蒿素生產過程的副產物作為植物抗逆劑的應用。青蒿素生產過程的副產物主要有-1、濾出濃縮液。青蒿葉用有機物提取青蒿素，將提取液過柱，沖洗液進一步濃縮、過濾等得青蒿素；濾出液濃縮得濃縮物。提取青蒿素后，在濃縮物中還有少量的青蒿素及十分豐富的次生物質，如葉綠素、綠原酸、青蒿酸、香豆素、黃酮、豆甾醇、香甾醇及其它植物生理活性物質等。2、有機物提取青蒿素后的殘渣。青蒿素用有機溶劑提取后，在大量的殘渣中還有微量的青蒿素和許多次生物質，如葉綠素、綠原酸、青蒿酸、香豆素、黃酮、豆甾醇、香甾醇及其它植物生理活性物質等。3、青蒿莖桿。青蒿葉用于提取青蒿素，余下的莖桿可以用有機物提取有效成分。青蒿莖桿用有機物提取，提取液中有青蒿素、葉綠素、綠原酸、青蒿酸、香豆素、黃酮、豆甾醇、香甾醇及其它植物生理活性物質等。本發明所述的青蒿提取物，或青蒿素生產過程的副產物是指含有青蒿素、葉綠素、綠原酸、青蒿酸、香豆素、黃酮、豆甾醇、香甾醇及其它植物生理活性物質的藥物組合物。可用下述方法得到青蒿素生產過程的副產物用于植物生長調節及提高抗逆性，可從以下環節獲得葉片濾出液濃縮得到的濃縮物可稀釋后直接應用；提取青蒿素后的殘渣，或不用的莖桿，可采用乙醇加熱連續回流提取法，取殘渣或粉碎后的莖桿，按W:V=l:57的比例加入乙醇，用索氏提取儀回流提取，合并抽提液，用旋轉蒸發儀濃縮，溶劑可回收重復利用；青蒿提取物獲得方法如上，與提取青蒿素后的殘渣、莖桿提取方法相同。本發明的青蒿提取物或青蒿素生產副產物及其提取物在應用時根據需要進行稀釋，可用于作物浸種，拌種，根灌，涂抹，噴施等；如果作涂抹與噴施，使用時可加乳化劑以增強效果。乳化劑如吐溫、十二烷基磺酸鈉是常用的試劑；在應用于調控作物生長時可與多種植物生長調節劑和農藥混合使用，以增強其效果。通過大量實驗研究表明，本發明具有以下優點-1、生理效應廣泛。充分利用了青蒿體內多種活性有效成分的協同增效作用，彌補了通常的化學制劑成分單一的缺陷，可調節作物生長和促進干物質積累，提高根系活力與葉綠素含量高，增強光合速率，同時提高植物抗逆性。2、安全無毒。我國民間長期利用青蒿作中草藥，現代生產上大量用青蒿提取青蒿素作醫藥，也有部分母液用于生產浴皂、香波等，正確應用對人畜安全無害，符合生物源農藥開發方向，對于發展有機農業和綠色農業意義重大。3、無公害、環境友好。青蒿素用有機溶劑提取后，在大量的殘渣和濃縮母液中的有效成分以前未充分利用，特別是未考慮其在農業生產中的應用，而莖桿、殘渣則多丟棄或燃燒，既污染環境又浪費資源。將其用于調控作物生長，提高了青蒿產物的附加值，變廢為寶并有利于環境保護與綠色生產。4、綜合利用、原料易得、成本低。僅需在青蒿素生產基地、提煉中心或制藥廠添加少量儀器或利用原有儀器設備就能夠開工生產。開發其在農業生產中的綜合應用可為這些廢棄物找到新的用途，又減少了環境污染和三廢排放，用生物農藥取代化學農藥，其原料易得、成本低廉、經濟效益可觀。具體實施方式實施例1:制取青蒿素后的殘渣或青蒿莖桿，用前述方法提取獲得的濃縮液，稀釋至不同濃度。選取均勻一致的玉米種子，消毒清洗后用不同濃度青蒿素提取液浸泡、催芽、播種，以清水試驗作對照。適當濃度的青蒿素提取液浸種處理，對種子生長率和活力提高有重要作用，其中以l(T2~l(T4ml/L與對照相比均達到顯著水平。該處理還促進玉米幼苗的粗壯和干物質積累，根系發達，根系活力提高，淀粉酶活性增強，光合速率增加，這對于植株迅速從異養向自養轉化，通過光合作用積累有機物有極大幫助。表明青蒿素提取液處理后，植株對礦質元素的吸收能力以及對養分的分解調運能力增強。如果濃度過高，則不利于種子活力提高，反而會抑制生長。表1青蒿提取液對玉米幼苗生長的影響處理根長株高株重根/冠(cm)(cm)(g)對照8.21b11.57b4.21b0.535b青蒿素殘渣提取液9.58a13.65a4.67a0.624a青蒿素莖桿提取液9.66a13.92a4.60a0.641a實施例2:青蒿素提取濾出濃縮液稀釋至不同濃度。選取均勻一致的玉米種子，消毒清洗后用不同濃度青蒿素提取液浸泡1天，以清水浸泡試驗作對照。晝夜溫度30/2(TC培養幼苗備用。試驗采取PEG(聚乙二醇)濃度(W/V)15。/。(-0.4MPa)形成干旱脅迫，將幼苗轉移到干旱脅迫下，繼續培養。適當濃度的青蒿素提取液浸種處理，對生長率和活力提高有重要作用。其中以10—3ml/L與對照相比多項指標到顯著水平。如果在此基礎上加入濃度為0.5ixg丄'1的細胞分裂素類物質KT-30，比單純用青蒿素提取濾出濃縮液效果更好。該處理還促進玉米幼苗的粗壯和干物質積累，根系發達，根系活力增加。表明青蒿素提取濾出濃縮液處理后，植株對礦質元素的吸收以及對養分的分解調運能力增強，從而提高了植物的抗旱性。表2青蒿提取液對玉米干旱脅迫下葉綠素含量、根系活力和可溶性蛋白含量的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例3:青蒿素提取濾出濃縮液稀釋至不同濃度，噴施玉米幼苗，對照僅噴同等量的清水。試驗采取PEG(聚乙二醇)濃度(W/V)15。/。(-0.4MPa)形成干旱脅迫，將二葉至三葉的玉米幼苗轉移到干旱脅迫條件下繼續培養。經過適當濃度青蒿素提取液處理后，可調控玉米幼苗生長，不僅植株生長健壯，而且葉色濃、葉綠素含量高，光合速率增加，同時植株可溶性糖和蛋白質含量也明顯提高，其中以1(^ml/L濃度液最為有效。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性比對照顯著提高，丙二醛(MDA)含量則下降，新陳代謝旺盛，提高作物的抗氧化能力。如果在此基礎上加入濃度為0.1ug丄"的6-芐基腺嘌呤(6-BA)，比單純用青蒿素提取濃縮液效果更好。表3青蒿提取液對干旱脅迫下玉米SOD、POD酶活性和MDA含量的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例4:小白菜和生菜試驗采用盆栽試驗。青蒿素提取濾出濃縮液或青蒿莖桿有機物提取液，稀釋后隔天噴施幼苗，對照僅噴同等量的清水。1月后取其可食用部分剪碎混合取樣。適當濃度青蒿素提取液處理后，可調控幼苗生長，不僅植株生長健壯，而且葉色濃、葉綠素含量高，光合速率增加，同時植株氨基酸、Vc、可溶性糖和蛋白質含量也明顯提高，產量增加。其中以10'2~10—411丄濃度液最為有效。表4青蒿提取液對小白菜的影響項目對照青蒿素提取濃縮液青蒿莖桿提取液產量28.7b35.3a37.9a/g可溶性糖含量/%5.19b6.24a6.22a氨基酸含量/mg.kg—12.17b3.45a3.23aVc含量/mg.幽g"1.25b2.36a2.64a葉綠素含量/mg■g-11.31b1.87a1.94a表5青蒿提取液對生菜的影響項目對照青蒿素提取濃縮液青蒿莖桿提取液產量18.4b25.2a26.4a/g可溶性糖含量/%3.16b4.52a4.37a氨基酸含量/mg.kg"1.71b2.92a2.86aVc含量/mg.幽g"2.26b3.05a3.28a葉綠素含量/mg.g-11.23b1.62a1.85a實施例5:青蒿提取物，處理干旱脅迫的小白菜幼苗。青蒿提取物不同濃度噴施小白菜幼苗，對照僅噴同等量的清水。試驗采取PEG(聚乙二醇)濃度(W/V)15。/。(-0.4MPa)形成干旱脅迫，將小白菜轉移到干旱脅迫條件下繼續培養。青蒿提取液可促進幼苗生長，比對照植株生長健壯，根系發達，葉綠素含量高，提高對干旱脅迫的抗性。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)活性比對照顯著提高。SOD、CAT和POD是植物重要的膜保護酶，可清除組織中的自由基，增強植物的抗逆性。如果在此基礎上加入濃度為0.1ng丄"的6-芐基腺嘌呤(6-BA)，比單純用青蒿提取物效果更好。表6青蒿提取物對干旱脅迫下小白菜SOD、POD和CAT酶活性的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例6:制取青蒿素后的殘渣或青蒿莖桿，用前述方法提取獲得的濃縮液，稀釋至不同濃度，噴施生菜的幼苗，對照僅噴同等量的清水。試驗采取PEG(聚乙二醇)濃度(W/V)15n/。(-0.4MPa)形成干旱脅迫，將生菜轉移到干旱脅迫條件下繼續培養。青蒿提取液可促進幼苗生長，比對照植株生長健壯，葉色濃綠，光合速率增加，提高對干旱脅迫的抗性。脯氨酸、可溶性糖與蛋白質含量比對照顯著提高，新陳代謝旺盛，提高作物的抗氧化能力。表7青蒿提取液對干旱脅迫下生菜幼苗生長的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權利要求1、青蒿提取物或青蒿素生產過程的副產物作為植物生長調節劑的應用，青蒿提取物或青蒿素生產過程的副產物是指含有青蒿素、葉綠素、綠原酸、青蒿酸、香豆素、黃酮、豆甾醇、香甾醇及其它植物生理活性物質的藥物組合物，可用下述方法得到青蒿素生產過程的副產物用于植物生長調節及提高抗逆性，可從以下環節獲得葉片濾出液濃縮得到的濃縮物可稀釋后直接應用；提取青蒿素后的殘渣，或不用的莖桿，可采用乙醇加熱連續回流提取法，取殘渣或粉碎后的莖桿，按W∶V＝1∶5～7的比例加入乙醇，用索氏提取儀回流提取，合并抽提液，用旋轉蒸發儀濃縮，溶劑可回收重復利用；青蒿提取物獲得方法如上，與提取青蒿素后的殘渣、莖桿提取方法相同。2、青蒿提取物或青蒿素生產過程的副產物作為植物抗逆劑的應用，青蒿提取物或青蒿素生產過程的副產物是指含有青蒿素、葉綠素、綠原酸、青蒿酸、香豆素、黃酮、豆甾醇、香甾醇及其它植物生理活性物質的藥物組合物，可用下述方法得到青蒿素生產過程的副產物用于植物生長調節及提高抗逆性，可從以下環節獲得葉片濾出液濃縮得到的濃縮物可稀釋后直接應用；提取青蒿素后的殘渣，或不用的莖桿，可采用乙醇加熱連續回流提取法，取殘渣或粉碎后的莖桿，按W:V=l:57的比例加入乙醇，用索氏提取儀回流提取，合并抽提液，用旋轉蒸發儀濃縮，溶劑可回收重復利用；青蒿提取物獲得方法如上，與提取青蒿素后的殘渣、莖桿提取方法相同。全文摘要以中藥青蒿即菊科植物黃花蒿(ArtemisiaannuaL.)為原料，或用有機溶劑提取青蒿素后，利用在大量的殘渣和濃縮母液中十分豐富的次生物質(其中也含有少量未提取完全的青蒿素)，作為植物生長調控劑與抗逆劑。這一方面不影響青蒿素提取用于醫藥，另一方面提高了青蒿產物的附加值，且變廢為寶并有利于環境保護與綠色生產。產品生理效應廣泛、安全無毒、無公害、環境友好、原料易得、成本低。文檔編號A01N65/00GK101258861SQ200810069579公開日2008年9月10日申請日期2008年4月24日優先權日2008年4月24日發明者王三根申請人:西南大學