植物病毒种类多、繁殖快、传播途径广,缺少有效的防治药剂,植物病毒病素有“植物癌症”之称,可侵染几乎所有蔬菜、粮食作物、果木,一旦流行,即会导致农业生产遭受巨大损失,全世界每年因植物病毒导致的损失约600亿美元。目前已报道的植物病毒有近千种,烟草花叶病毒、水稻黑条矮缩病毒、水稻条纹叶枯病毒、番茄斑萎病毒、黄瓜花叶病毒、番茄黄化卷叶病毒、辣椒轻斑驳病毒、马铃薯Y病毒是世界上产生为害最主要的植物病毒。
南开大学汪清民教授团队首次报道了沙生植物骆驼蓬草(Peganalaum harmala)提取物对烟草花叶病毒(TMV)具有活性,并确定了提取物中的活性成分是β−咔啉生物碱-骆驼蓬碱,以该生物碱为先导创制了具有全新骨架结构和作用机制的抗植物病毒剂NK0209,后由山东京博农化科技有限公司进行商业化开发,NK0209于2017年获批中文通用名氯吲哚酰肼,2020年英文通用名chloroinconazide获国际标准化组织(ISO)农药通用名技术委员会批准。2025年10%氯吲哚酰肼+3%氨基寡糖素SC(瑞耐斯)在柬埔寨成功取得新农药登记证。
氯吲哚酰肼的IUPAC名称:(1S,3S)−N'−(4−氯苯亚甲基)−1−甲基−2,3,4,9−四氢−1H−吡啶并[3,4−b]吲哚−3−甲酰肼;CAS登录号:1800467−04−2;分子式:C20H19ClN4O;相对分子质量366.12。结构式如图1。

图1 氯吲哚酰肼
氯吲哚酰肼纯品为类白色到淡黄色粉末,熔点204~215 ℃。易溶于N,N−二甲基甲酰胺、甲醇等有机溶剂,在水、甲醇、甲苯、N,N−二甲基甲酰胺中的溶解度分别为0.02、13.00、0.15、245.00 g/L(温度20 ℃)。曝露在日光下放置25 d稳定;54 ℃热储25 d稳定,对酸和碱稳定。
2.1 室内活性
在室内评价了氯吲哚酰肼对烟草花叶病毒、辣椒轻斑驳病毒和番茄斑萎病毒等的活性,同时评价了氯吲哚酰肼对14种植物病原真菌的离体活性。结果表明氯吲哚酰肼不仅对植物病毒病具有很好的防效,同时对多种植物病原真菌具有良好的杀菌活性,在质量浓度100 mg/L下对烟草花叶病毒、辣椒轻斑驳病毒和番茄斑萎病毒等的防效大于50%,高于同等质量浓度下宁南霉素的防效;在50 mg/L时,对苹果轮纹病、小麦纹枯病、油菜菌核病、水稻纹枯病、辣椒疫霉病和马铃薯晚疫病等植物病原真菌的离体抑制率大于80%,同时对西瓜炭疽病、花生褐斑病、小麦赤霉病、玉米小斑病、水稻恶苗病、黄瓜枯萎病、黄瓜灰霉病和番茄早疫病也有不同程度的抑制作用。
2.2 田间效果
在山东、河南和云南等地,针对主要的蔬菜、水果、粮食作物易发植物病毒病:番茄花叶型病毒病、辣椒畸形型病毒病、甜瓜皱缩型病毒病和烟草花叶病毒病等进行了田间药效试验,田间防治效果显著。此外,氯吲哚酰肼可以明显的增加作物叶绿素含量,增加生长势,具有明显的增产作用。
2.2.1 抗番茄花叶型病毒病田间药效试验
田间药效试验表明,在450 g/hm2剂量条件下,10%氯吲哚酰肼SC对番茄花叶型病毒病有较好防治效果,药后14 d防效达到71%,防治效果优于2250 g/hm2剂量条件下的0.5%香菇多糖AS防效63%、2250 g/hm2剂量条件下的0.5%氨基寡糖素AS防效38%、900 g/hm2剂量条件下的8%宁南霉素AS防效47%和600 g/hm2剂量条件下的6%寡糖·链蛋白WP防效47%,试验期间番茄生长正常,未观察到药害症状(图2)。

图2 对番茄花叶型病毒病防治效果
2.2.2 抗辣椒病毒病田间药效试验
田间药效试验表明,在450 g/hm2剂量条件下,10%氯吲哚酰肼SC对辣椒畸形型病毒病有较好防治效果,药后14 d防效达到53%,防治效果优于2250 g/hm2剂量条件下的0.5%香菇多糖AS防效38%和600 g/hm2剂量条件下的6%寡糖·链蛋白WP防效40%(图3)。

图3 对辣椒畸形型病毒病防治效果
2.2.3 抗甜瓜病毒病田间药效试验
田间药效试验表明,在450 g/hm2剂量条件下,10%氯吲哚酰肼SC对甜瓜皱缩型病毒病有较好防治效果,药后14天防效达到56%,防治效果优于2250 g/hm2剂量条件下的0.5%香菇多糖AS防效19%和600 g/hm2剂量条件下的6%寡糖·链蛋白WP防效48%(图4)。

图4 对甜瓜皱缩型病毒病防治效果
2.2.4 抗烟草病毒病田间药效试验
叶面喷施10%氯吲哚酰肼SC对烟草花叶病毒病有明显的治疗效果,且前期发病植株症状明显改善,发病植株与正常植株高度差异缩小,叶片生长逐渐恢复(图5)。

图5 对烟草花叶病毒病防治效果
氯吲哚酰肼和氨基寡糖素的混剂对各类病毒病同样具有非常显著的防治效果。13%氯吲哚酰肼·氨基寡糖素SC对番茄病毒病具有优异的防治效果,在300 g/hm2剂量条件下,药后14 d防效达到66%,对于顶部枝叶的改观最为明显,效果优于450 g/hm2剂量条件下的6%寡糖·链蛋白WP防效51%。喷施13%氯吲哚酰肼·氨基寡糖素SC,对辣椒新生的叶片保护效果突出,对已经发生的病害治疗效果显著。
2.3 生长调节和抗菌活性
除了抗植物病毒活性,氯吲哚酰肼对感染病毒病的作物生长具有明显的促进作用,同时其对多种植物病原真菌具有良好的防治效果。
2.3.1 调节生长活性
10%氯吲哚酰肼SC对小麦有调节生长作用,具体表现为减缓干旱胁迫,增加茎秆、穗粒干重,对小麦具有一定的增产效果,增产效果优于芸苔素内酯,与S−诱抗素效果相当。
2.3.2 抗菌活性
对小麦种子进行拌种处理,病害调查发现,用10%氯吲哚酰肼SC 1 g/kg拌种后对小麦茎基腐防效为60%,用1.5 g/kg拌种后对茎基腐防效为75%,高于用26%噻虫胺·咯菌腈·精甲霜灵FS 4 g/kg拌种后的51%。
氯吲哚酰肼具有多重抗病机制。
以烟草花叶病毒为例,氯吲哚酰肼通过以下多重机制发挥抗烟草花叶病毒效果:一是直接作用于病毒本身,使病毒粒子团聚,降低其侵染力;二是在体内外靶向降解病毒衣壳蛋白(CP)来影响病毒致病性;三是增加抗氧化酶的活性,使TMV在侵染作物时减少诱导的活性氧(ROS)产生;四是显著增强水杨酸应答基因表达,并通过该信号途径减少TMV的侵染;五是喷施氯吲哚酰肼能够促进植物生长,激活光合途径,靶向结合光合作用相关基因FdⅠ,干扰FdⅠ−CP互作,从而诱发FdⅠ介导的广谱抗病毒防御。
4.1 卫生毒理试验
氯吲哚酰肼原药大鼠经口、经皮毒性试验结果均显示低毒特性,符合低毒农药标准;家兔皮肤刺激试验表明无刺激性;豚鼠皮肤致敏试验提示为弱致敏物;细菌回复突变试验、小鼠体外细胞基因突变试验、仓鼠体外哺乳动物染色体畸变试验以及小鼠骨髓细胞微核试验皆为阴性,以上试验结果表明无遗传毒性风险,部分结果见表1。
表1 卫生毒理试验

4.2 环境毒理试验
氯吲哚酰肼原药对鸟、蜜蜂、蚯蚓等环境生物表现为低毒,符合生态友好型农药的研发趋势;氮转化法毒性试验显示对土壤微生物无显著影响,表明其对土壤生态系统的安全性高。部分结果见表2。
表2 环境毒理试验

综合现有数据,氯吲哚酰肼原药在毒理学和环境安全方面均表现出低风险特性,符合高效低毒农药的开发方向。
氯吲哚酰肼作为基于植物源天然产物创制的具有全新骨架结构和作用机制的抗植物病毒药剂,具有广谱、高效和安全的优点。作为我国自主创制的植物源农药,氯吲哚酰肼的多重作用机制不仅赋予其广谱抗病毒特性,更实现了病害防治与作物健康生长的双重增益。作为绿色农药创新的代表性成果,该药剂兼具环境兼容性和农产品安全性,为植物病毒病的综合防控提供了全新的解决方案,其推广应用将有效促进农业生产的提质增效与生态安全。
作者:宋红健,王祥传,张建建,成道泉,汪清民