專利名稱:用一種新誘導(dǎo)劑抵抗農(nóng)業(yè)上有用植物致病因子方法及實施此方法的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用一種新的植物天然防御力刺激劑或誘導(dǎo)劑抵抗植物致病因子和各種寄生物(真菌、細菌、病毒、昆蟲等)的方法以及實施此方法的組合物。此新組合物有預(yù)防和治療活性,包含胡蘆巴(fenugreek或Trigonella foeum graecum)的種子提取物。
植物不斷受到寄生壓力,壓力部分來自多種致病因子如病毒、細菌、真菌或昆蟲。植物對致病因子的抵抗力來自植物(基因或相關(guān)基因)對致病因子的識別,或在寄生物所致?lián)p害的影響下防御機制的激活。
在第一種情況中,抗性來自具有相應(yīng)“抗性基因”的植物對攜帶有特定基因稱為“去毒基因”的致病因子的識別。在此情況中,植物和寄生物之間存在著一種真實的程序化遺傳相互作用關(guān)系。兩種基因識別后,植物產(chǎn)生了特別的機制(針對此種情況的代謝級聯(lián)反應(yīng),合成或產(chǎn)生信使信號或抗性),賦予植物抵抗力特征,同時將該致病因子局限在侵入的宿主組織局部。
在第二種情況中,真菌攻擊例如通過寡糖誘導(dǎo)了此防御機制,一方面在宿主水解酶作用下真菌細胞壁降解,另一方面真菌酶也水解細胞壁。這些細胞壁碎片同樣起著抵抗力信使的作用。
首先觸發(fā)抗性機制后,植物在面臨新的寄生物攻擊時可產(chǎn)生增強的抵抗力,具體是在植物未感染部分,這也要感謝某些“天然化學(xué)信使”。此機制稱為“獲得性全身抵抗力”。
當(dāng)植物對其致病因子敏感時,不能通過基因與基因的關(guān)系或損傷作用識別其入侵物,故不能以有效方式活化其防御基因。因此可以通過外源提供植物這些抗性的“天然化學(xué)信使”來激活植物的天然防御機制,在一些情況中對某些致病因子植物不能產(chǎn)生這種信號。
當(dāng)植物和致病因子之間有識別時,植物產(chǎn)生了特別機制。通常植物的反應(yīng)是在致病因子攻擊部位表現(xiàn)為細胞壞死,從而阻斷疾病發(fā)展。此防御反應(yīng)幾乎總是伴隨發(fā)生一類機制如發(fā)生phytalexine生物合成(抗真菌分子),產(chǎn)生防御酶如過氧化物酶,或疾病相關(guān)蛋白質(zhì)(PR蛋白質(zhì))如幾丁質(zhì)酶或1,4-內(nèi)切葡聚糖酶。這些酶能裂解真菌或細菌細胞壁。有抵抗力時,植物能強化其細胞壁(合成木質(zhì)素)特病源因子阻斷在其侵入部位。
已知有一種激活農(nóng)業(yè)上有用植物天然防御機制的方法,此方法包括將誘導(dǎo)劑或致敏劑給予所述植物,這些制劑能使接觸的植物預(yù)防性地在給予產(chǎn)品的部位激活防御基因并產(chǎn)生獲得性全身抵抗力。這在GOEMAR實驗室1997年7月18日提交的法國專利申請?zhí)? 766 059中有更具體描述。此方法采用有效量的寡-1-3-葡聚糖,其由多種來源的-1-3-葡聚糖水解成為寡-1-3-葡聚糖而制備。寡-1-3-葡聚糖獲自細菌具體是Alcaligenes faecalis、真菌具體是裂殖菌(Schizophyllum)和菌核(sclerotium glucanium)、酵母菌具體是釀酒酵母菌(Saccharomycescerevisae)、藻類和谷類。
然而,此方法不能在同一植物中應(yīng)用幾次而致產(chǎn)生抗性。單次噴霧是可行的。因此該方法本質(zhì)上是預(yù)防性的且受時間限制。
EDEN Bioscience1999年11月2日發(fā)表的美國專利號5,977,060描述了一種抵抗植物上昆蟲的方法。在此專利中給出許多關(guān)于誘導(dǎo)劑的參考文獻,這些誘導(dǎo)劑可誘導(dǎo)植物的防御系統(tǒng)抵抗它們可能遇到的昆蟲。此方法是抵抗植物昆蟲的一種方法,包括在有效預(yù)防昆蟲的條件下給予植物或種子多肽或蛋白質(zhì)誘導(dǎo)劑。引起超敏反應(yīng)的誘導(dǎo)劑(多肽或蛋白質(zhì))對應(yīng)于獲自以下所選的病原因子歐氏桿菌、假單胞菌、黃單胞菌、Phyrophtora和它們的混合物。在一個實施方案中,可將此誘導(dǎo)劑通過給予含有能分泌或排出這種多肽或蛋白質(zhì)的基因的細菌應(yīng)用于植物。所述細菌不致病并已用編碼能引起超敏反應(yīng)的多肽或蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)化。故此文獻描述了抗昆蟲而非抗所有致病因子的方法。然而,此文獻對基因操縱提供了公眾很少知道的參考內(nèi)容。
然而已知胡蘆巴種子可作為香料用于農(nóng)業(yè)食品產(chǎn)業(yè)中并用于制藥業(yè)。胡蘆巴或其它senegrain是蝶形花科(papilionacae)家族的豆類。胡蘆巴含有40種不同化合物構(gòu)成的香精油,其中3-羥基-4,5-二甲基-氧橋(oxolane)-2-酮似乎是最重要的芳香成分。在它所含的非揮發(fā)性成分中,已鑒定到呋甾醇(furostanol)糖苷和固醇和固醇皂角苷(有用于制藥業(yè)的潛在興趣)。
Emerald Seed Products有限公司1999年12月7日發(fā)表的美國專利號5,997,877中描述了從胡蘆巴種子中提取有商品價值組分的方法。胡蘆巴種子含有黃色的中核和外皮,中核是子葉和圍繞胚芽的白色半透明胚乳。此胚乳含galatomannane樹膠且被咖啡色皮層圍繞?;厥諛淠z或含油樹膠的方法包括使胡蘆巴顆粒濕至14%-20%濕度范圍;壓碎胡蘆巴顆粒;混合壓碎的種子和溶劑,在一定溫度接觸一段時間從而使種子的一些成分為溶劑所吸收;從溶劑中分離得到提取物。此方法的缺點是所用的溶劑為極性醇。美國專利號5,997,877中描述的另一方法包括回收可溶性纖維。為了這個目的,壓碎種子、篩選并回收,外皮和粘液(包膜)構(gòu)成的分量重的部分。隨后用熱水處理此分量重部分,熱水可回收可溶性纖維。然后用溶劑回收分量輕部分中的樹膠。
該技術(shù)例如專利DE 197 266、EP 0 493 670或DATABASE參考文獻號1994-84121、XP 002194376或化學(xué)摘要(Chemical Abstracts)第119卷,11號(1993-9-13)、KRASTA均參照的單獨使用胡蘆巴堿,但該分子采用了可能有毒的溶劑產(chǎn)品分離和純化。
本發(fā)明目的是用一種新的誘導(dǎo)劑產(chǎn)品處理植物致病因子和所有的寄生物(真菌、病毒、細菌、昆蟲等),此誘導(dǎo)劑能產(chǎn)生預(yù)防以及治療作用。
本發(fā)明還涉及一種新的誘導(dǎo)劑其可能包括幾種誘導(dǎo)分子。
本發(fā)明的另一目的是提供制備該新的誘導(dǎo)劑的方法,此方法不會危害環(huán)境。
本申請的發(fā)明者在實驗室測試后發(fā)現(xiàn),胡蘆巴提取物具有強烈刺激不同酶的活性的性能,這些酶參與植物抵抗致病因子和所有植物寄生物(真菌、病毒、細菌、昆蟲等)的防御機制。
因此本發(fā)明涉及采用胡蘆巴種子提取物的一種或幾種分子作為誘導(dǎo)劑的方法,這些分子不必經(jīng)歷純化和分離過程及溶劑的處理,這些處理可能對受處理植物產(chǎn)生毒性作用。
為了這個目的,根據(jù)本發(fā)明的方法用誘導(dǎo)劑產(chǎn)品抵抗擊農(nóng)業(yè)上有用植物的致病因子的基本特征在于,此誘導(dǎo)劑產(chǎn)品包括胡蘆巴種子提取物的誘導(dǎo)分子。
此外本發(fā)明方法的特征是在早期和/或成熟無性繁殖階段應(yīng)用誘導(dǎo)分子。
本發(fā)明方法的另一個特征是按目前農(nóng)業(yè)中所用的頻率通常以10天或15天頻率應(yīng)用此誘導(dǎo)劑。植物可忍受此誘導(dǎo)劑的反復(fù)處理且每次處理都激活了植物的防御機制。
獲得胡蘆巴種子提取物的方法包括壓碎種子、使子葉和胚芽組分與外皮和粘液組分分離、用水混合子葉和胚芽組分、用水在適當(dāng)溫度下攪拌來完成活性誘導(dǎo)劑成分的提取。
提取宜在組合物中完成,該組合物含10%重量的子葉組分和胚芽及90%重量的水。提取溫度宜在環(huán)境溫度(約25°)到約100℃的范圍內(nèi)。
完成的試驗證明此誘導(dǎo)劑產(chǎn)品應(yīng)包含至少兩種不同大小的誘導(dǎo)分子。已測定的分子大小,一種超過30,000道爾頓,另一種小于30,000道爾頓的分子效果很差,兩分子一種超過30,000道爾頓和一種小于此范圍的分子二者聯(lián)合產(chǎn)生了很有益的結(jié)果。
本發(fā)明現(xiàn)在用下列實施例更詳細地描述,這些例子不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實施例實施例1-提取新誘導(dǎo)劑的方法將所用的胡蘆巴種子壓碎獲得粉末。通過光密度法使子葉和胚芽組分與外皮和粘液組分分離。用1000ml水混合100克子葉和胚芽組分,在環(huán)境溫度和100℃之間緩慢攪拌完成提取。隨后用過濾器過濾產(chǎn)物,過濾器孔徑優(yōu)選在2微米和500微米之間。
在這些機械分離子葉和胚芽組分及過濾水處理的階段后,似乎有趣的是通過已知工具和方法(例如噴霧、凍干或蒸發(fā))引入脫水階段,這些方法具有防止初始的潮濕產(chǎn)物降解或避免使用穩(wěn)定劑或防腐劑。
實施例2-用胡蘆巴提取物處理花園和觀賞植物將上述實施例1中制備的提取物噴射在下列植物上,并測試不同植物對不同寄生物的抗性。例如,在預(yù)防和治療處理以下植物中獲得了很顯著的效果瓜/粉孢子;瓜/bacteriose;瓜/薊馬科害蟲;瓜/aleurodes;葡萄藤/粉孢子;葡萄藤/霉菌等。
將這些處理的植物與未處理植物作比較。作預(yù)防性處理時,如果這種處理定期重復(fù),被處理植物較少或不受寄生物攻擊(與未處理植物相反)。作治療性處理時,被處理植物在用胡蘆巴提取物初次處理后頭幾天表現(xiàn)出感染癥狀降低。無論植物是否處在無性繁殖階段,此種處理可在年輕植物、插枝或成熟植物上進行。
也觀察到本發(fā)明處理的抗昆蟲效果。
權(quán)利要求
1.利用一種誘導(dǎo)劑產(chǎn)品抗擊農(nóng)業(yè)上有用植物的致病因子的方法,其特征在于,該誘導(dǎo)劑產(chǎn)品含有胡蘆巴種子提取物的至少誘導(dǎo)劑分子。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在初期無性繁殖階段和/或成熟無性繁殖階段進行此方法。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,此誘導(dǎo)劑提取物當(dāng)用于預(yù)防性抗植物感染和以治療方式使用時,具有抗植物致病因子和所有種類寄生物的效果。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,此誘導(dǎo)劑的施用以重復(fù)的時間間隔進行,例如通常需要每隔10天或15天,植物能忍受此誘導(dǎo)劑的反復(fù)處理并且每次處理都激活了防御機制。
5.實施權(quán)利要求2、3和4所述方法的新誘導(dǎo)劑,其特征在于,該誘導(dǎo)劑包含胡蘆巴種子提取物的至少一種誘導(dǎo)劑分子。
6.如權(quán)利要求5所述的新誘導(dǎo)劑,其特征在于,它由胡蘆巴種子提取物組成,含有至少兩種誘導(dǎo)分子,一種大于30,000道爾頓而另一種小于30,000道爾頓。
7.制備權(quán)利要求6所述新誘導(dǎo)劑的方法,其特征在于,所述方法包括壓碎種子、使子葉和胚芽組分與外皮和粘液組分分離、用水混合子葉和胚芽組分、并用水在適當(dāng)溫度下攪拌來完成活性誘導(dǎo)劑成分的提取。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,優(yōu)選在含有10%重量的子葉和胚芽組分及90%重量的水的組合物中進行提取,提取溫度且在環(huán)境溫度(約25°)到約100℃的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7和8所述的方法,其特征在于,在子葉和胚芽組分的分離階段、水處理和提取后,脫水此誘導(dǎo)劑產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明目的是用一種新的誘導(dǎo)劑抗擊農(nóng)業(yè)上有用植物的致病因子的方法以及實施此方法的組合物。所述抗擊農(nóng)業(yè)上有用或觀賞植物的致病因子的方法基本特征在于此方法包括將一種新的誘導(dǎo)劑應(yīng)用于所述植物,此新誘導(dǎo)劑包含在Trigonella foeum graecum種子提取物中。此種應(yīng)用在植物早期和/或成熟無性繁殖階段進行。
文檔編號A01G7/00GK1543312SQ02816007
公開日2004年11月3日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月15日
發(fā)明者C·馬蒂尼斯, C 馬蒂尼斯, J·C·巴可, 巴可, L·德爾佩克, 蹇, M·德爾里尤克斯, 鎘瓤慫, H·卡杉 申請人:瓦洛拉格里股份有限公司, S·O·F·T撒勒, 蒙彼利埃二世大學(xué)