基于中医农业理论创制新型生物农药的实践探索.pdf
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1、第3卷 第1期植 物 医 学2 0 2 4年2月V o l.3 N o.1P l a n tH e a l t ha n dM e d i c i n eF e b.2 0 2 4D O I:1 0.1 3 7 1 8/j.c n k i.z w y x.2 0 2 4.0 1.0 0 1基于中医农业理论创制新型生物农药的实践探索田向荣1,2,陈劲宇2,阮班录1,3,黄丽丽1,41.西北农林科技大学 作物抗逆与高效生产全国重点实验室,陕西 杨凌7 1 2 1 0 0;2.西北农林科技大学 林学院,陕西 杨凌7 1 2 1 0 0;3.咸阳职业技术学院,陕西 咸阳7 1 2 0 0 0;4.西北
2、农林科技大学 植物保护学院,陕西 杨凌7 1 2 1 0 0摘 要:中医农业是利用中医药基本理论和方法解决现代农业生产过程中遇到的诸多实际问题,是实现生态农业与有机农业的重要途径.本文分析了4个中医农业探索案例.首先论述了从“清热解毒”类传统中药复方及其单味药材中挖掘苦参碱、小檗碱和大黄素甲醚等植物源农药,提出了传统“清热解毒”类中药复方及其单味中药是新型植物源农药创制的重要来源;接着对中药天仙子中挖掘具有新颖结构的天仙子新碱以创制新型植物免疫诱抗剂和植物生长调节剂进行了阐述,从药效物质基础的角度对铁线莲属植物发挥“整体”药效以挖掘新颖结构农用活性分子的潜力进行了归纳;最后对猕猴桃溃疡病防治技
3、术中的“治未病”策略、“两前两后”关键防控技术以及复方生物菌剂创制进行了阐述.以上中医农业实践探索为更好地利用中医药理论和资源创制新型生物农药提供了思路和借鉴.关 键 词:中医农业;生物农药;清热解毒;整体药效;治未病中图分类号:S 4 3 文献标志码:A文 章 编 号:2 0 9 7 1 3 5 4(2 0 2 4)0 1 0 0 0 1 0 7P r a c t i c a lE x p l o r a t i o no nD e v e l o p m e n t o fN e wB i o p e s t i c i d e sB a s e do nT h eT h e o r yo
4、 fT r a d i t i o n a lC h i n e s eM e d i c i n eA g r i c u l t u r eT I ANX i a n g r o n g1,2,CHE NJ i n y u2,RUANB a n l u1,3,HUANGL i l i1,4收稿日期:2 0 2 3 1 2 0 2基金项目:咸阳市秦创原科技创新专项(2 0 2 1 Z D Z X-NY-0 0 0 1,L 2 0 2 2 Q C Y Z X NY 0 0 1);2 0 2 22 0 2 3年咸阳中医农业科技特派员计划支持.作者简介:田向荣,教授,主要从事植物资源化学利用与新型
5、生物农药研发.通信作者:黄丽丽,教授.1.S t a t eK e yL a b o r a t o r y f o rC r o pS t r e s sR e s i s t a n c ea n dH i g h-E f f i c i e n c yP r o d u c t i o n,N o r t h w e s tA&FU n i v e r s i t y,Y a n g l i n gS h a a n x i 7 1 2 1 0 0,C h i n a;2.C o l l e g eo f F o r e s t r y,N o r t h w e s tA&FU n i
6、 v e r s i t y,Y a n g l i n gS h a a n x i 7 1 2 1 0 0,C h i n a;3.X i a n y a n gV o c a t i o n a l a n dT e c h n i c a lC o l l e g e,X i a n y a n gS h a a n x i 7 1 2 0 0 0,C h i n a;4.C o l l e g eo f P l a n tP r o t e c t i o n,N o r t h w e s tA&FU n i v e r s i t y,Y a n g l i n gS h a a
7、 n x i 7 1 2 1 0 0,C h i n aA b s t r a c t:T r a d i t i o n a lC h i n e s em e d i c i n e(T CM)a g r i c u l t u r e i s t h eu s eo f b a s i c t h e o r i e s a n dm e t h-o d s o f t r a d i t i o n a l C h i n e s em e d i c i n e s t o s o l v em a n yp r a c t i c a l p r o b l e m s e n c
8、 o u n t e r e d i nm o d e r na g-r i c u l t u r e.I t i s a n i m p o r t a n t s t r a t e g y t o a c h i e v e e c o l o g i c a l a n do r g a n i c a g r i c u l t u r e.T h i s p a p e r a n-a l y z e s4c a s e so fT CMa g r i c u l t u r ep r a c t i c e s.F i r s t l y,t h ec a s eo fe x
9、p l o r i n gb o t a n i c a lp e s t i c i d e si n c l u d i n gm a t r i n e,b e r b e r i n e,a n dp h y s c i o nf r o mh e a t-c l e a r i n ga n dd e t o x i c a t i n gT CMf o r m u l a sa n dt h e i rs i n g l eh e r b sw a sa n a l y z e d,a n dp r o p o s e dt h a tt h e s eT CMf o r m u
10、l a sa n dt h e i rs i n g l eh e r b sw e r ei m p o r t a n ts o u r c e st od e v e l o pb o t a n i c a lp e s t i c i d e s.T h e n,t h ee x p l o r a t i o no fn e wn i g e r o a t e f r o m H y o s c y a m u sn i g e r t od e v e l o pn o v e lp l a n te l i c i t o ra n dg r o w t hr e g u l
11、 a t o rw a sd e-s c r i b e d.W es u mm a r i z e dt h eo v e r a l l e f f i c a c yo fC l e m a t i sp l a n t sa n di t sp o t e n t i a lo ne x p l o r a t i o no f t h en o v e l a g r o a c t i v em o l e c u l e sb a s e do nt h ev i e wo f t h e r a p e u t i cm a t e r i a lb a s i s.F i n
12、 a l l y,t h i sp a p e rc o n c l u d e dt h es t r a t e g yo f p r e v e n t i v e t r e a t m e n t o f d i s e a s e,k e yt e c h n i q u eo fL i a n g q i a nL i-a n g h o u,a n dd e v e l o p m e n to fc o m p o u n dm i c r o b i a la g e n t sf o rc o n t r o lo fk i w i f r u i tb a c t e
13、r i a lc a n-k e r.T h e a b o v eT CMa g r i c u l t u r ep r a c t i c e s p r o v i d e d i d e a s a n d r e f e r e n c e s f o r b e t t e r u t i l i z i n gT CMm e d i c i n e t h e o r i e sa n dr e s o u r c e s t od e v e l o pn e wb i o p e s t i c i d e s.K e yw o r d s:t r a d i t i o
14、n a lC h i n e s em e d i c i n ea g r i c u l t u r e;b i o p e s t i c i d e s;h e a t-c l e a r i n ga n dd e t o x i c a-t i n g;o v e r a l l e f f i c a c y;p r e v e n t i v e t r e a t m e n to fd i s e a s e 自古以来,农业随着自然界、社会、以及人类思想的发展一直在向高质量发展的未来迈进.在经济、社会与科技的不断变革下,农业作为人类生存和发展的基础,正面临着新的机遇、挑战、
15、瓶颈和变革.中医农业是于2 0 1 6年创立发展的新理念,是在中共中央、国务院印发了“健康中国2 0 3 0”规划纲要 的时代背景下提出的.中医农业作为一种新型的农业模式,它是将中医药理论和技术方法引入农业领域的创新实践,以中医理论为引导,借助中医药的方法和技术,结合现代农业设施和管理,实现中医药理论与农业实践活动的跨界融合.这一新型农业模式将现代试验科学方法与实际生产相结合,旨在实现生态平衡、提高农作物产量和品质,以期实现生态、高产和优质的农业生产目标.这种农业模式融合了有机农业和化学农业的特点,具有鲜明的中国文化特色,是一种健康高效的新型农业模式1.中医农业的发展理念,是对中华民族农耕文化
16、和中医文化的融合传承和创新发展,符合人们对生态农业建设的根本需求.尽管中医农业在生态农业建设方面具有明显的优势和广阔的发展空间,然而,无论是在理论研究领域还是在实践应用领域都表现出明显的不足与滞后,特别是在推动中医生态农业发展方面,还存在战略、理念、技术、产品和产业等困境.本文从基于“清热解毒”类中药复方制剂及其单味中药创制新型植物源农药,天仙子中挖掘新型植物免疫诱抗活性分子天仙子新碱,基于“整体”药效理论挖掘铁线莲属植物农用活性分子,猕猴桃溃疡病复配生防菌剂创制等4个实践探索案例,对基于中医农业理论创制新型生物农药进行了阐述,以期为生物农药的创制与农作物绿色生产提供新的思路和经验借鉴.1 基
17、于“清热解毒”中药与复方的植物源农药创制“清热解毒”在医学领域是适用于瘟疫、温毒及多种热毒病证或疮疡疔毒的治法.常见的临2植 物 医 学 h t t p:/x b b j b.s w u.e d u.c n 第3卷床表现为口燥咽干、便秘尿黄、吐衄发斑、红肿热痛、舌红苔黄、脉数有力等,常用中药有黄连、黄芩、黄柏、石膏、连翘、板蓝根、蒲公英等.“清热解毒”类中药复方制剂及其单味中药材中分离鉴定的苦参碱、大黄素甲醚、小檗碱等杀菌、杀虫有效成分已开发为多种植物源农药用于农作物病虫害绿色防控,这说明“清热解毒”类中药复方制剂及其组方单药在开发环境友好型植物源农药方面具有良好潜力.本节就基于“清热解毒”类
18、复方及单味中药中挖掘苦参碱、小檗碱和大黄素甲醚等植物源农药进行了阐述.1.1 苦参碱类植物源农药复方苦参注射液,又称岩舒注射液,是一种纯中药制剂,由苦参和白土茯苓等两味药物按照73的比例提取、精制而成,其功效是清热解毒和散结止痛.该复方制剂中,通常以氧化槐果碱、氧化苦参碱、槐定碱、苦参碱等苦参生物碱类为主要活性成分,进而发挥抗应激、抗炎以及提高机体免疫力等多种药理作用2.除此之外,苦参注射液作为非特异性细胞毒药物,在抗肿瘤方面对肺癌、胃癌、肝癌、淋巴瘤、食管癌等癌细胞扩散具有抑制作用,同时还可发挥止痛止血、改善造血功能和增强机体免疫力等辅助作用3.该复方制剂的君药苦参是豆科槐属植物苦参的干燥根
19、,主要含有苦参碱类化学成分,具有清热澡湿、祛风杀虫等作用.国内外学者对临床常用中药苦参的研究和医学应用不断拓展,已揭示了其抗菌、抗病毒、降血糖与血脂、抗炎抗氧化、镇痛镇静、抗肿瘤与免疫调节、心脏保护、以及抗生育等多种药理活性,各种制剂已在临床上得到广泛应用4.除此之外,以苦参碱及其类似物为有效成分的植物源农用杀菌剂、杀虫剂产品在农作物病虫害绿色防控中也发挥了重要作用.其不但对病虫害有直接的抑制和杀灭作用,还能提高农作物的抗病免疫能力,促进植物生长,提高农作物质量和产量,相关产品已得到了国际有机认证.在产业化产品登记中,以有效成分为苦参碱的植物源杀虫剂是在具有杀虫活性的3 9种生物碱中产品登记最
20、多的,有1 2 8个产品登记,其植物来源主要为苦参和苦豆子5.可见,具有清热解毒的中药苦参及其复方制剂不仅在医药领域发挥重要作用,也为农业领域以苦参碱为有效成分创制新型植物源农用杀菌剂和杀虫剂提供了应用典范.1.2 小檗碱类植物源农药黄连上清丸是一种广泛应用的传统中药制剂,具备清热解毒和散风通便的疗效.其药物组成主要包括黄连、连翘、黄柏等1 7味中草药,主要有效成分为小檗碱、表小檗碱、药根碱等小檗碱类生物碱6.小檗碱属于异喹啉类生物碱,药物来源广泛,包括具有清热解毒的黄连、黄柏、三颗针等中草药.近年来的研究表明,小檗碱及其衍生物在治疗肿瘤、糖尿病、心血管疾病、高血脂、炎症、细菌和病毒感染、脑缺
21、血性损伤、精神疾病、阿尔茨海默病以及骨质疏松等多个领域展现出重要的药理作用7.除此之外,基于小檗碱优良的医用抑菌活性,以小檗碱为有效成分的植物源杀菌剂已登记为生物农药,主要用于防治褐斑病、褐腐病、白粉病、疫霉病、灰霉病、角斑病等真菌和细菌性农业病害.除此之外,苦参碱还登记为植物源杀虫剂,用于防治鳞翅目、半翅目、双翅目、螨类、线虫类等农业害虫,还对三叶鬼针草等多种单双子叶杂草表现出良好的除草活性5,8.这说明基于传统清热解毒的黄连、黄柏等单味中药及其复方制剂有效成分挖掘的小檗碱类植物源农药在农作物病虫害绿色防控过程中潜力巨大.1.3 大黄素甲醚类植物源农药牛黄解毒丸是我国传统的中成药之一,成分包
22、括牛黄、大黄、石膏、黄芩、雄黄、甘草、冰片和桔梗等8种药物,具有泻火通便与清热解毒的功效,临床上主要用于咽喉肿痛、口舌生疮与头痛牙痛等症9.该复方制剂中石膏、大黄和黄芩共为臣药,大黄具有泻下攻积、清热泻火、3第1期 田向荣,等:基于中医农业理论创制新型生物农药的实践探索凉血解毒、逐瘀通经的功效.大黄的化学成分主要包括蒽醌类、蒽酮类、黄酮类、苯丁酮类、二苯乙烯类和多糖类等,其中,蒽醌是大黄中含量最高的活性成分.大黄清热、泻火和解毒等功效在医药领域主要体现在解热、抗击病原微生物、抗炎和抗病毒等作用,而大黄中蒽醌类成分对大黄抗病原微生物的广谱性具有一定的影响1 0.以大黄素甲醚为代表的蒽醌类化合物已
23、证实具有显著的抗白色念球菌、毛癣菌、曲霉菌等医用抗菌活性1 1.在农业领域,大黄素甲醚已登记为植物源杀菌剂,有效成分用于防控白粉病、霜霉病、灰霉病和炭疽病等各种农作物病害,具有抑菌活性高、持效期长等特点,除具有直接的杀菌作用外,还兼具诱导抗病作用1 2.大黄素甲醚类新型植物源农用杀菌剂的创制是传统“清热解毒”类中药及其复方制剂在农业领域的“二次开发”,在传统中医药拓展应用领域的同时,也为新型植物源农药的创制提供了新途径.2 天仙子中发现具有免疫诱抗活性的天仙子新碱除清热解毒类中药及其复方制剂具有开发为新型植物源农药的潜力外,其他传统中药如蛇床子中发现蛇床子素、印楝中发现印楝素、藜芦中发现的藜芦
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- 基于 中医 农业 理论 创制 新型 生物农药 实践 探索
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