霉病是危害農作物的主要真菌病害之一，據(jù)估算，全球灰霉病市場容量達6-8億美金，而其中僅中國灰霉病的市場容量接近2億美元，市場容量巨大！據(jù)小編了解到，目前灰霉病主要采用常規(guī)化學防治，不僅容易使作物產生抗藥性，并且成本高，還會加大對環(huán)境和人體健康的危害。

近日，據(jù)國外媒體報道，中國一企業(yè)利用植物源″共同提取技術″，成功將天然新型植物精油香芹酚這一創(chuàng)新生物技術應用到灰霉病的防治中，突破傳統(tǒng)化學藥劑防治灰霉病抗藥性的技術瓶頸，顯著提高防治效果！

原標題為《Novel Biofungicide CE-Carvacrol, solvingChemical Pesticide Resistance onControlling Grey Mold》→《天然新型植物精油化合物CE香芹酚，突破傳統(tǒng)化學藥劑防治灰霉病抗藥性的技術瓶頸》

一．農業(yè)灰霉病全球發(fā)生現(xiàn)狀及防治策略

灰霉病是由灰葡萄孢 Botrytis cinerea侵染引起的真菌病害之一， 對農業(yè)產品及園林觀賞植物均有較大危害。其侵染范圍廣泛，可危害茄科、葫蘆科、薔薇科等 470 多種植物[1] 。一旦侵染農作物可引起植株葉片大量脫落，果蔬腐爛，產品質量下降，侵染花卉植物，如月季，主要侵染其花，嚴重時也會對幼枝和葉片造成危害，可引起花瓣變褐色、腐爛、萎蔫， 直至整個花朵褐變枯萎[2-3]，從而降低花卉觀賞價值。番茄是全國栽培廣泛、消耗量最大的蔬菜作物之一， 番茄感病后， 發(fā)病部位會產生灰白色或灰褐色霉層， 甚至爛苗、爛果， 從而降低產量[4] 。而草莓營養(yǎng)價值與其獨特的口味深受人們喜愛， 但灰霉病對其侵染十分嚴重，危害草莓地上部的所有器官， 包括果實、花器、果柄、葉片、葉柄等， 其中以果實受害最重[5] 。

灰霉病作為危害植物的主要真菌病害之一， 不管是對園林植物還是農作物均帶來了巨大的經濟損失。該病害每年在全球造成的經濟損失超過100億美元，僅在葡萄釀酒行業(yè)，灰霉病爆發(fā)年造成的葡萄酒產量降低最多可達20%以上。葡萄在貯藏過程中也常遭受灰霉病的危害，嚴重時造成的產后損失高達 50%[7]。在中國，草莓種植面積較大，但由于灰霉病的危害，一般會造成減產 20%～30% ，嚴重時高達 50%以上，這對果農造成了不可小覷的經濟損失[6]?；颐共∽鳛榉言耘嗟闹匾『?，會造成番茄減產 20% ～ 30%， 甚至會高達 50%。在園林觀賞植物中，月季在長途冷藏運輸過程中也深受其害，通過調查發(fā)現(xiàn)，在極端條件下可造成 70% 以上的采后損失。可見，灰霉病對植物的危害性是不可忽視的。

圖1：黃瓜灰霉病

近年來，灰霉病主要采用常規(guī)化學防治，目前化學藥劑主要有兩 類，一類是治療性殺菌劑，如苯胺基嘧啶類（嘧霉胺）、 二甲酰亞胺類（腐霉利、異菌脲）和N-苯氨基甲酸酯類（如多霉靈）; 另一類是保護劑，如百菌清、代森錳鋅、克菌丹等，其只起到預防的作用[7-9]。

由于使用防治的藥物在一定程度上也會抑制植物的生理活性， 長期使用化學試劑會降低植物對病源菌的抵御能力，使防治效果大大降低，而且大量使用化學試劑不僅成本高，還會加大對環(huán)境和人體健康的危害。如最早用于防治灰霉病的內吸性殺菌劑多菌靈和苯菌靈等，由于該類殺菌劑的大量使用，灰霉病菌早已產生了廣泛的抗藥性。2012-2013年，中國境內湖北省草莓灰霉病菌對多菌靈的抗性頻率為63.6%[10]。遼寧、河北、北京、安徽和四川５個省市的草莓灰霉病菌對多菌靈的抗性頻率在53.6％～99.0％，新疆的菌株抗性頻率較低，為24.1％[11]。

所以，研發(fā)新的天然產物抗病產品以及使用生物防治的方法是控制灰霉病的有效替代途徑。隨著科學技術的快速發(fā)展，通過對天然植物源提取技術、制劑技術的深入研究，植物源代謝產物因其具有良好的應用效果，且在自然界降解快，不易產生抗藥性的特點，被越來越多的地應用于農業(yè)病害防治。精油是一種許多植物都可以產生的天然抗菌劑 ，用來保護自身免受感染 ，并且在食品工業(yè)中對抗食源 性病原體和腐敗生物有很大潛力。如牛至油 、百里香油等植物精油均具有廣譜抗菌性能 。通常精油是許多不同種類化合物的復雜混合物 ，含有約20~80種不同 的分子種類。酚類是抗菌主要成分，其抗菌活性由其濃度、化學組成等決定。植物精油可以抑制或延緩細菌、酵母和霉菌的生長，因其廣譜的抗菌活性已受到全球大量天然藥物研究者的青睞，是一種可替代化學抗菌劑的天然抗菌劑。

二、牛至精油-香芹酚的研究應用歷史

牛至是一種中國特有的藥食同源植物，具有較高的藥用和食用價值。牛至全草都可入藥，具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤等作用，在生物農藥、殺蟲劑、抗氧化劑等天然產物中均有應用，同時，牛至常作為一種烹飪調味料使用，用于烘烤類的烹飪以及肉類的除腥提鮮等，是一種天然的調味品及香料。香芹酚是牛至精油的主要成分，據(jù)報道能抑制多種病原微生物的生長，包括革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、鐮刀菌屬及鏈格孢菌屬[12-14]，已廣泛應用于食品、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)。

牛至精油是從牛至莖葉中提取得到的淡黃色澄清油狀液體，揮發(fā)性很強，不易保存，組成牛至精油的酚類化合物和萜烯類物質具有較強的抗菌和抗氧化活性，評價牛至精油抗菌活性及殺菌效果的關鍵指標是香芹酚和百里香酚的含量和比例。香芹酚可影響細菌的生物膜，能干擾細菌成膜過程，降低膜電位和質子運動力量，同時使細胞膜的滲透性增加，能夠迅速穿透病原微生物細胞膜，促使大量水分在細胞內積聚造成菌體細胞膨脹，致使細胞膜破裂，菌體死亡[15]。

圖2：牛至藥材及精油

香芹酚是類芳香族化合物，具有揮發(fā)性，淡黃色有濃郁香味的透明油狀液體。牛至、半邊蘇、香茶菜等里面都存在有香芹酚。隨著植株地理位置、部位、提取方法等的改變，香芹酚的含量會有所不同，香芹酚不僅分子小 、毒性低 、極性低 ，可以抗菌、抗氧化，而且還可以刺激食欲、促進吸收等 ，有很大開發(fā)價值。因此香芹酚是牛至（ 60%~74%） 和百里香（45%）的主要成分。世衛(wèi)組織在2012年的時候發(fā)表聲明 ，食物里面的香芹酚含量小于等于 50mg/Kg時 ， 對人身體健康不會造 成傷害 ，能夠在水果保鮮進行使用。據(jù)報道，富含香芹酚的精油抗菌活性明顯。戴冉等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油在抵抗細菌引起的家兔腸道疾病方面有極好的效果，牛至精油濃度為1.2 cfu/mL時， 可以有效抑制革蘭氏陽性菌和陰性菌的生長， 且牛至精油比常用的天然抗氧化劑具有更高的抗氧化活性，Cleff 等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油對念珠菌具有很高的抗菌活性，最小殺菌濃度和抑菌濃度均為2~5 mL/L。胡艷芬等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚對大腸埃希氏桿菌、金黃色葡萄球菌和豬霍亂沙門氏菌也具有很強的抑制作用， 可以預防和治療動物胃腸道內的感染。Vatavali等（2013）研究牛至精油對真鯛魚保質期的影響發(fā)現(xiàn)，對照組的保質期為11d，而添加牛至精油的保質期為16d。劉猛等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚具有抗微生物生長、抗氧化的功效，可防止飼料變質，具有無殘留，無污染，不對微生物產生耐藥性，不與抗生素產生配伍禁忌等優(yōu)點。

中國有豐富的藥用植物品類和悠久的應用歷史作為支撐，專注于綠色農業(yè)生物技術創(chuàng)新研發(fā)的企業(yè)-成都新朝陽作物科學股份有限公司經過多年的研發(fā)，成功將天然新型植物精油香芹酚這一創(chuàng)新生物技術應用到農業(yè)病害防治領域，為全球有機、綠色農業(yè)產業(yè)做出了卓越的貢獻。

三、香芹酚的最新研究進展

（1）香芹酚的登記信息。根據(jù)中國農藥信息網顯示，2015年，成都新朝陽作物科學股份有限公司（以下簡稱″新朝陽″）便獲得了10%香芹酚母藥（登記證號：PD20141626）以及0.5%香芹酚水劑（登記證號：PD20152651）防治灰霉病制劑登記證，是中國首家母藥登記企業(yè)。

（2）0.5%CE香芹酚水劑的殺菌機理。破壞細胞壁及細胞膜完整性，能夠干擾病原真菌細胞膜形成，降低膜電位和質子運動力量，同時使細胞膜的滲透性增加，能夠迅速穿透病原微生物細胞膜，促使大量水分在細胞內積聚造成菌體細胞膨脹，致使細胞膜破裂，菌體死亡；

圖3：灰霉孢子光學顯微鏡鏡檢數(shù)據(jù)

圖4：灰霉菌絲體掃描電子顯微鏡鏡檢數(shù)據(jù)

針對灰霉菌孢子，0.5%CE香芹酚水劑能夠迫使孢子形態(tài)改變形成水滴狀，并在尖端形成破口導致孢子破裂胞質泄露。針對附著在作物葉片上的灰霉病菌絲體，0.5%CE香芹酚水劑能夠最大程度的破壞溶解菌絲體，阻止病斑的擴大及蔓延。

（3）CE香芹酚的提取技術研究。新朝陽公司經過多年科研攻關，采用獨創(chuàng)的植物源共同提取技術，充分利用香芹酚對細胞膜的穿透性，將存在于牛至、百里香草中的香芹酚、百里香酚及其協(xié)同增效成分一并制得，確保發(fā)揮香芹酚、百里香酚殺菌活性的提高。共同提取技術（Co-extraction technology，簡稱CE）是以傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論為基礎，利用現(xiàn)代化提取技術，實現(xiàn)多種有效成分、有益成分的最大化提取。解決了香芹酚萃取收率低、組分單一的問題，實現(xiàn)了香芹酚的產業(yè)化應用。同時采用最新的仿生過濾膜，使多種有效成分得到進一步的純化，滿足制劑及市場需求，是共同提取，納濾，生物膜濾等最前沿技術的成功融合。與傳統(tǒng)的提取技術相比，大幅提高香芹酚、百里香酚的濃度，收率分別提高了64%和75%，大幅度降低了生產成本。

10%香芹酚母藥擁有更加豐富的提取物組分，將牛至和百里香中的多種殺菌抑菌有效成分提出，節(jié)約能源及溶劑的同時，組分間協(xié)同增效。母藥采用中藥材牛至和百里香專利技術提取，含有多種抗菌化合物，與植物親和力好，殺菌譜廣，使用安全性高。

圖5：0.5%CE香芹酚水劑多種主要活性成分

（4）0.5%CE香芹酚水劑處方技術研究。利用現(xiàn)代農藥制劑技術，針對含有多種組分，成分復雜的植物源提取物，開展精準化配方開發(fā)，優(yōu)選制劑原材料配比，并結合多重光散射測試等，開發(fā)貯存穩(wěn)定的最佳制劑配方。同時根據(jù)防治靶標及作物特點，通過表面活性劑處方篩選，結合納米乳化技術、動靜態(tài)表面張力優(yōu)化、接觸角測試優(yōu)化等技術，提高藥液潤濕、鋪展、成膜粘附、保濕抗蒸發(fā)性能，提高葉片藥液沉積量，增加有效成分對于農作物葉面和有害生物表面的黏附性與覆蓋率，提高產品田間應用效果，實現(xiàn)植物源農藥藥效提升。實驗結果顯示，0.5%CE香芹酚水劑與異菌脲混配后3小時穩(wěn)定，與腐霉利混配后45分鐘穩(wěn)定，與嘧霉胺混配后30分鐘穩(wěn)定。0.5%香芹酚水劑稀釋500倍，動態(tài)表面張力（5s）為33.04mN/m,動態(tài)表面張力（10s）為29.81mN/m,能對于常規(guī)靶標起到良好潤濕。

圖6：0.5%CE香芹酚水劑制劑性能（與45%嘧霉胺SC混配性）

圖7：0.5%CE香芹酚水劑制劑性能（與50%腐霉利WP混配性）

圖8：0.5%CE香芹酚水劑制劑性能（與40%異菌脲SC混配性）

圖9：0.5%CE香芹酚水劑制劑性能（動態(tài)表面張力）

（5）0.5%CE香芹酚水劑應用技術研究。植物源殺菌劑0.5%CE香芹酚水劑有助于減少生物脅迫對農業(yè)的不良影響，緩解日益嚴重的環(huán)境問題。目前，長期依賴單一化學農藥、使用化學農藥不夠科學，用藥水平增高，施藥次數(shù)增多、單位面積化學農藥投入量較大，導致植株抗藥性十分嚴重、防治效果逐年下降、農殘超標風險極大和污染生態(tài)環(huán)境等問題突出[6]。相比于化學農藥而言，生物農藥優(yōu)點在于降解快，毒性小，不易產生抗藥性，不易產生有害物質，對環(huán)境友好等[7]，但是其持效期相對傳統(tǒng)化學農藥縮短30-40%。

通過室內活性測試發(fā)現(xiàn)，0.5%CE香芹酚水劑對灰葡萄孢造成的灰霉病有很強的抑制作用，0.5%CE香芹酚水劑稀釋500倍對灰葡萄孢抑制率為80%以上。

圖10：0.5%CE香芹酚水劑對黃瓜灰霉菌室內活性結果

為了解決植物源生物農藥實際應用問題，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，新朝陽建立了生物農藥″預防-預防性治療-治療″的主動防治體系，即在病害發(fā)生前和初期，單用或搭配化學藥劑使用生物農藥，最大程度的抑制病害的傳染。降低病害發(fā)生指數(shù)，減少化學農藥的使用。

圖11：0.5%CE香芹酚水劑防治葡萄灰霉病試驗·四川眉山

0.5%CE香芹酚水劑防治葡萄灰霉病預防試驗，發(fā)病初期使用0.5%CE香芹酚水劑于葡萄灰霉病發(fā)病前保護性噴霧施藥，間隔7天，共施藥3次。產品單用效果達到化學對照（40%嘧霉胺懸浮劑）的80%以上。

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

大量的田間試驗結果表明，0.5%CE香芹酚水劑與嘧霉胺、異菌脲等分別復配后可降低化學農藥的使用量20~30%，提高田間防效30%以上，對環(huán)境更為友好。

圖12：0.5%CE香芹酚水劑防治獼猴桃灰霉病試驗·四川蒲江（0.5%CE香芹酚水劑稀釋500倍與嘧霉胺1500倍搭配后田間防效最佳，于獼猴桃灰霉病發(fā)病前保護性噴霧施藥，間隔7天，2次藥后19天達到80%以上。）

綜上所述，在灰霉病發(fā)生初期，使用0.5%CE香芹酚水劑單劑，可以顯著降低灰霉病的發(fā)生指數(shù)和侵染能力。在灰霉病爆發(fā)期，使用0.5%CE香芹酚水劑單劑+嘧霉胺等化學農藥，對灰霉病可起到顯著的防治效果。

四、藥用植物牛至作為生物農藥的發(fā)展?jié)摿?/span>

0.5%CE香芹酚水劑作為天然植物源生物農藥，對于灰霉病具有較好的預防效果，搭配化學農藥可顯著降低灰霉病抗性，顯著提高防治效果。而其原料來源牛至草在中國作為一種常見藥材，種植廣泛。平均每畝牛至草年產量能達到460kg。近年來，隨著生物合成技術的全球發(fā)展，通過酵母、植物干細胞等真核生物工廠技術合成植物酚類化合物成為現(xiàn)階段的熱門研究方向，通過底盤細胞改造，蛋白酶工程等先進技術的介入，使得通過大規(guī)模生物反應器生產藥用活性物質成為了可能。

五、展望

0.5%CE香芹酚水劑不僅對灰霉等高等真菌病害效果顯著，而且安全性非常高，同時對天敵生物、有益生物也非常的安全。據(jù)估算，全球灰霉病市場容量達6-8億美金，而其中僅中國灰霉病的市場容量接近2億美元，市場容量巨大。鑒于市場需求、市場潛力巨大、合適的窗口期、效果優(yōu)異、技術全面等優(yōu)勢，有望將其打造為新戰(zhàn)略大品。未來，0.5%CE香芹酚水劑定將助力灰霉病綠色防控技術的建立與推廣，促進化學農藥減量增效，為食品安全和農產品質量安全提供堅實的保障，為維系生物多樣性、減輕環(huán)境壓力，為實現(xiàn)農業(yè)的價值提升和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出貢獻，以促進生物技術健康發(fā)展，促進人與自然和諧共生。

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