專利名稱：改良植物生長的方法
改良植物生長的方法本發(fā)明涉及使用亞砜亞胺(sulphoximine)的方法，其適于增強植物的內(nèi)在防御和/或用于改良植物生長和/或用于提高植物對由真菌、細(xì)菌、病毒、MLO(類支原體)和/ 或RLO(類立克次氏體)引起的植物病害的抗性。已知植物會以特異性或非特異性抵御機制對諸如以下的天然應(yīng)激條件做出反應(yīng)，例如冷、熱、干旱、創(chuàng)傷、病原體侵襲(病毒、細(xì)菌、真菌)、昆蟲等，也會對除草劑做出反應(yīng)(Pflanzenbiochemie,393-462 頁，Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin,Oxford,Hans W. Heldt,1996. ；Biochemistry and Molecular Biology of Plants, 1102-1203 頁，American Society of Plant Physiologists, Rockville, Maryland, eds. Buchanan, Gruissem, Jones，2000)。在該情況下，信號物質(zhì)(例如由創(chuàng)傷產(chǎn)生的細(xì)胞壁成分)、或由病原體產(chǎn)生的特異性信號物質(zhì)充當(dāng)著植物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈的誘導(dǎo)物，其最終導(dǎo)致抵御應(yīng)激因素的防御分子形成。它們可采取以下形式，例如，(a)低分子量物質(zhì)，例如植物抗毒素；(b)非酶蛋白質(zhì)，例如病原體相關(guān)蛋白質(zhì)(PR蛋白質(zhì))；(c)酶蛋白質(zhì)，例如殼多糖酶、葡聚糖酶；或(d)必需蛋白質(zhì)的特異性抑制劑，例如蛋白酶抑制劑、木聚糖酶抑制劑，其直接侵襲病原體或者妨礙病原體繁殖(Dangl和Jones，Nature 411，826-833，2001 ；Kessler和 Baldwin, Annual Review of Plant Biology，53，299—328，200 。另一種抵御機理是所謂的過敏反應(yīng)(HR)，其由氧化應(yīng)激介導(dǎo)并導(dǎo)致感染病灶周圍的植物組織死亡，從而阻止依賴于活細(xì)胞的植物病原體擴散(Pennazio，New Microbiol. 18，229-240，1995)。在感染的另一個途徑中，通過植物信使物質(zhì)(plant messenger substance)將信號傳遞至未感染的組織，在所述組織中，其同樣導(dǎo)致抵御反應(yīng)被引發(fā)，并阻礙繼發(fā)性感染的產(chǎn)生(系統(tǒng)獲得抗性，SAR) (Ryals et al.，The Plant Cell 8，1809-1819，1996)。已經(jīng)知道一系列與應(yīng)激耐受性或病原體抵御相關(guān)的內(nèi)源性植物信號物質(zhì)?？商峒耙韵聨追N水楊酸、苯甲酸、茉莉酮酸或乙烯(Biochemistry and Molecular Biology of Plants,第 850-929 頁，American Society of Plant Physiologists, Rockville, Maryland, eds. Buchanan, Gruissem, Jones，2000)。這些物質(zhì)中的一些或其穩(wěn)定的合成衍生物及衍生的結(jié)構(gòu)被施用于植物外部或作為拌種劑時也是有效的，并激活使植物應(yīng)激或病原體耐受力增強的抵御反應(yīng)(Sembdner, Parthier, Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 44,569-589,1993)。由水楊酸介導(dǎo)的抵御特別針對植物病原真菌、細(xì)菌和病毒(Ryals et al. , The Plant Cell 8，1809-1819，1996)。作用與水楊酸相當(dāng)?shù)囊阎暮铣僧a(chǎn)品是苯并噻二唑，其能夠產(chǎn)生抵抗植物病原真菌、細(xì)菌和病毒的保護效果(CGA 245704;通用名活化酯-S-甲基 (Acibenzolar-S-methyl)；商品名Bion ) (Achuo et al. , Plant Pathology 53(1)， 65-72,2004 ；Tamblyn et al.，Pesticide Science 55(6),676-677,1999 ；EP-OS 0 313 512)。屬于氧脂素類的其它化合物(例如茉莉酮酸)及其引發(fā)的保護機制尤其對有害昆蟲有活性(Walling, J. Plant Growth Regul. 19，195-216，2000)。
還進一步已知用選自新煙堿類(neonicotinoid)(氯代煙堿基 (chloronicotinyl))系列的殺蟲劑處理植物會導(dǎo)致植物對非生物應(yīng)激的抗性提高。這特別適用于物質(zhì)吡蟲啉(imidacloprid) (Brown et al. , Beltwide Cotton Conference Proceedings 2231-2237，2004)。這種保護是由受到諸如提高膜的穩(wěn)定性、增大碳水化合物濃度、增強多元醇濃度和抗氧化劑活性等的影響的植物細(xì)胞的生理性質(zhì)和生物化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生的(Gonias et al. , Beltwide Cotton Conference Proceedings 2225-2229,2004) 進一步已知氯代煙堿基(chloronicotinyl)類對生物應(yīng)激因素的作用(Crop Protection 19 (5),349-354,2000 ；Journal of Entomological Science 37(1), 101-112,2002 ；Annals of Biology(Hisar, India) 19(2),179-181,2003) 例如，選自新煙堿類(氯代煙堿基)系列的殺蟲劑使選自致病相關(guān)蛋白質(zhì)(PR蛋白質(zhì))系列的基因表達增強。I3R蛋白質(zhì)主要支持植物抵御生物應(yīng)激因素，例如植物病原真菌、細(xì)菌和病毒(DE 10 2005 045 174A ；DE 10 2005 022 994A 和 W 2006/122662A ；Thielert Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer,59(1),73-86,2006 ；Francis et al. , European Journal of Plant Pathology, publ. online 23.1.2009)。還已知用選自新煙堿類(氯代煙堿基)系列的殺蟲劑處理遺傳修飾植物導(dǎo)致植物的應(yīng)激耐受力提高(EP 1 731 037A)，例如對除草劑草甘膦(glyphosate) (W0 2006/015697A)。因此，已知植物已獲得多種可對較寬范圍的有害生物(生物應(yīng)激)和/或非生物應(yīng)激產(chǎn)生有效抵御的內(nèi)源性反應(yīng)機制。培育健康且整齊生長的幼苗是農(nóng)業(yè)、園藝和營林作物植物大規(guī)模生產(chǎn)和經(jīng)濟性管理的主要先決條件。農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝業(yè)中確立了大量用于幼苗的培育方法。此處所用培育基質(zhì)除了蒸汽滅菌土壤(steam soil)外還有特異性基質(zhì)(specific medium)，尤其是基于以下物質(zhì)的基質(zhì)白泥炭(white peat)、椰子纖維、巖棉(例如Grodan )、浮石、膨脹粘土(例如 Lecaton 或Lecadan )、粘土顆粒(例如kramis )、泡沫體(例如Baystrat )、蛭石、珍珠巖、人工土壤(例如Hygromull )或這些基質(zhì)的結(jié)合物，將經(jīng)殺菌劑和/或殺蟲劑處理過或者未處理過的種子播種在所述基質(zhì)中。在特殊作物例如煙草中，幼小植物通過所謂的漂浮法(float method或floating method)而促進生長(Leal, R. S. , The use of Confidor S in the float, a new tobacco seedlings production system in the South of Brazil. Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer(German edition)(2001),54(3),337-352 M ；Rudolph, R. D. ；Rogers, W. D. ；The efficacy of imidacloprid treatment for reduction in the severity of insect vectored virus diseases of tobacco. Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer(German edition) (2001)，54 (3)，311-336頁)。在該法中，將種子播種到特定容器(例如多孔 Myropor盤)于特定的基于泥炭基質(zhì)的培養(yǎng)料中，并隨后用合適的營養(yǎng)液在容器中培養(yǎng)， 直到幼苗達到所需的移植大小(


圖1)。在此，使容器漂浮在營養(yǎng)液上，因此使該培育方法有了上述名字(Leal，2011，見上)。在漂浮法中，選自新煙堿類(氯代煙堿基)的殺蟲劑已使用了多年，用于防治刺吸式口器昆蟲。在漂浮法中，植物通常用新煙堿類(氯代煙堿基)殺蟲劑噴霧之后馬上移植，或者用新煙堿類(氯代煙堿基)殺蟲劑澆灌之后立即在田地中移植或在移植過程中澆灌(Leal，2001，見上；Rudolph and Rogers，2001，見上)。兩種施用方法技術(shù)上都比較復(fù)雜。在此，為了保護出芽有性繁殖材料或無性繁殖材料免受病原菌和害蟲侵害，使用殺菌劑和殺蟲劑直到移植。植物保護產(chǎn)品、施用部位和時機、以及組合物的施用率的選擇在該情況下主要取決于遇到的真菌病害和害蟲的類型、組合物的具體作用方式和作用持續(xù)時間，并取決于植物耐受性，因此可直接適應(yīng)各種作物和區(qū)域的具體要求。已描述過亞砜亞胺例如作為防治有害動物、特別是昆蟲的藥劑(例如美國專利申請 2005/228027A1、WO 2006/060029A2、WO 2007/095229A2、WO 2007/149134AU WO 2008/027539A1、WO 2008/027073A1 和 WO 2008/097235A1)。此外，借助于加入合適的鹽——和如果合適添加劑——而增強的殺蟲活性已針對亞砜亞胺的亞類進行了描述(W0 2007/068355)?，F(xiàn)有技術(shù)中還不知道亞砜亞胺對于抵御植物的生物應(yīng)激因素和/或非生物應(yīng)激、 或者就植物生長而言是具有活性的?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)亞砜亞胺適于增強植物的內(nèi)在防御(植物中的病原體防御)。在此，亞砜亞胺對植物產(chǎn)生了良好保護以使其免受真菌、細(xì)菌或病毒病原體侵害， 并且不影響對昆蟲的防治。不欲拘泥于理論，目前認(rèn)為對病原體的抵御是由于用至少一種亞砜亞胺處理而導(dǎo)致的I3R蛋白質(zhì)誘導(dǎo)的結(jié)果。本發(fā)明的用途顯示出上述優(yōu)點，特別是在種子、土壤的處理中、在特定的培育和生長方法中(例如漂浮箱、巖棉、水栽培法)中、以及在莖和葉的處理中。亞砜亞胺與(尤其是)殺蟲劑、殺真菌劑和殺細(xì)菌劑的結(jié)合物在植物病害的防治中顯示協(xié)同作用。亞砜亞胺與遺傳修飾品種的結(jié)合使用，就提高的非生物應(yīng)激耐受而言，還額外地導(dǎo)致協(xié)同地改良生長。最后，根據(jù)本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)亞砜亞胺不僅適于增強植物中病原體抵御，還適于改良植物生長和/或增強植物對由真菌、細(xì)菌、病毒、MLO(類支原體)和/或RLO(類立克次氏體)引起的植物病害的抗性、特別是對土傳真菌病害的抗性、和/或適于提高植物對非生物應(yīng)激因素的抗性。非生物應(yīng)激因素可包括，例如干旱、冷和熱條件、滲透脅迫、水澇、土壤含鹽量的增加、對礦物質(zhì)暴露的增加、臭氧條件、強光條件、有限的含氮營養(yǎng)素利用度、有限的含磷營養(yǎng)素利用度或避免遮光。本發(fā)明因此首先涉及至少一種選自亞砜亞胺類的化合物的用途，用于增強植物的內(nèi)在防御和/或用于改良植物生長和/或用于增強植物對由真菌、細(xì)菌、病毒、ML0(類支原體)和/或RLO(類立克次氏體)引起的植物病害——特別是對土傳真菌病害——的抗性、 和/或用于增強植物對非生物應(yīng)激因素的抗性。尤其合適的亞砜亞胺由通式(I)描述
權(quán)利要求
1.至少一種選自亞砜亞胺類的化合物用于增強植物的內(nèi)在防御和/或用于改良植物生長和/或用于增強植物對由真菌、細(xì)菌、病毒、MLO(類支原體)和/或RLO(類立克次氏體)所引起的植物病害的抗性和/或用于增強植物對非生物應(yīng)激因素的抗性的用途。
2.權(quán)利要求1的用途，其特征在于所述至少一種亞砜亞胺選自通式(I)的亞砜亞胺類
3.權(quán)利要求1或2的用途，其特征在于所述至少一種亞砜亞胺選自(1-1)，N-[6-氯吡啶-3-基]甲基](甲基)氧-λ4-亞磺?；彪?1-2)，N-[6-三氟甲基吡啶-3-基]甲基](甲基)氧-λ 4-亞磺酰基氨腈 (1-3)，N-甲基(氧){[2-氯-1，3-噻唑-5-基]甲基}_ λ 4-亞磺酰基氨腈 (1-4)，N-甲基(氧){[2-(三氟甲基)-1，3-噻唑-5-基]甲基}_ λ4-亞磺?；彪?(1-5)，N-[6-氯吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亞磺?；彪?(1-6)，N-[6-氯吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亞磺酰基氨腈非對映異構(gòu)體 (1-7)，N-[6-氯吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亞磺?；彪娣菍τ钞悩?gòu)體 (1-8)，N-[6-三氟甲基吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亞磺酰基氨腈 (I-9)，N-W-(1，1-二氟乙基)吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亞磺?；彪?(1-10)，N-[6- 二氟甲基吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亞磺酰基氨腈 (1-11), N-甲基(氧){1-[2-(三氯甲基)吡啶-3-基]乙基}-λ4-亞磺?；彪?(1-12), N-甲基(氧){1-[2-(五氟乙基)吡啶-3-基]乙基}-λ4-亞磺?；彪?(1-13)，N-[6-氯二氟甲基吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亞磺?；彪?(1-14)，N-甲基(氧){1-[2-(三氟甲基)-1，3_噻唑-5-基]乙基}_ λ4-亞磺?；彪?1-15)，N-甲基(氧){1-W-(三氟甲基)吡啶-3-基]環(huán)丙基-λ 4-亞磺?；彪?(1-16)，N-甲基(氧){1- (6-氯吡啶-3-基)環(huán)丙基-λ 4-亞磺?；彪?(1-17)，Ν-2- (6-氯吡啶-3-基)-1-氧四氫-1Η-1 λ 4-亞噻吩基氨腈 (1-18)，Ν-2- (6-三氟甲基吡啶-3-基)-1-氧四氫-1Η-1 λ 4-亞噻吩基氨腈 (1-19)，N-I-氧代-2- (2-三氟甲基-1，3-噻唑-5-基甲基)四氫-1- λ 6-亞噻吩-1-基氨腈(1-20)，N-I-氧代-2- (6-三氟甲基吡啶-3-基甲基)四氫-1-λ 6-亞噻吩-1-基氨腈 (1-21)，N-I-氧代-2- (6-氯吡啶-3-基甲基)四氫-1- λ 6-亞噻吩-1-基氨腈 (1-22)，N-I-氧代-2- (6-氯吡啶-3-基甲基)四氫-1- λ 6-亞噻吩-1-基氨腈非對映異構(gòu)體(1-23)，N-I-氧代-2- (6-氯吡啶-3-基甲基)四氫-1- λ 6-亞噻吩-1-基氨腈非對映異構(gòu)體。
4.權(quán)利要求1至3之一的用途，其特征在于用至少一種亞砜亞胺處理的植物是轉(zhuǎn)基因的。
5.權(quán)利要求1至4之一的用途，用于保護植物免受生物的或非生物應(yīng)激因素侵害。
6.權(quán)利要求1至5之一的用途，其特征在于所述至少一種亞砜亞胺與至少一種肥料結(jié)合使用。
7.至少一種選自所述亞砜亞胺類的化合物用于保護種子和正在發(fā)芽的植物、用于增強植物的內(nèi)在防御和/或用于改良植物生長和/或用于提高植物對由真菌、細(xì)菌、病毒、 MLO(類支原體)和/或RLO(類立克次氏體)引起的植物病害的抗性的用途。
8.權(quán)利要求7的用途，其特征在于用營養(yǎng)液處理種子和/或正在發(fā)芽的植物，其中存在 0. 0005至0. 025重量％的至少一種亞砜亞胺，基于所述營養(yǎng)液的總重量計。
9.權(quán)利要求7或8的用途，其特征在于用于種子和/或正在發(fā)芽的植物的處理的所述至少一種亞砜亞胺為權(quán)利要求2或3的通式(I)的亞砜亞胺。
10.權(quán)利要求7至9之一的用途，其特征在于植物以漂浮法生長。
11.用于正在生長的植物和/或正在發(fā)芽的植物的營養(yǎng)液，包含下述量的至少一種亞砜亞胺、特別是權(quán)利要求2或3的通式(I)的亞砜亞胺，即有效地增強植物的內(nèi)在防御和/ 或改良植物生長和/或增強植物對由真菌、細(xì)菌、病毒、MLO(類支原體)和/或RLO(類立克次氏體)引起的植物病害的抗性。
12.權(quán)利要求11的營養(yǎng)液，其特征在于所述營養(yǎng)液中至少一種亞砜亞胺的含量為 0. 0005至0. 025重量％，基于所述營養(yǎng)液的總重量計。
13.權(quán)利要求11或12之一的營養(yǎng)液的用途，用于增強植物的內(nèi)在防御和/或用于改良植物生長和/或用于增強植物對由真菌、細(xì)菌、病毒、MLO(類支原體)和/或RL0(類立克次氏體)引起的植物病害的抗性。
14.權(quán)利要求13的用途，用于使植物從繁殖材料——包括種子——中生長出來。
15.至少一種選自所述亞砜亞胺類的化合物、特別是至少一種權(quán)利要求2或3之一的通式(I)的亞砜亞胺的用途，用于誘導(dǎo)植物中的ra蛋白質(zhì)。
16.權(quán)利要求1至10或13至15之一的用途，其特征在于所述植物為草坪；藤本植物；谷類，例如小麥、大麥、黑麥、燕麥、稻、玉米和黍/高粱；甜菜，例如糖用甜菜和飼用甜菜；果實，例如梨果、核果和小果，如蘋果、梨、李、桃、杏、櫻桃，和漿果，如草莓、懸鉤子、黑刺莓；豆類，例如菜豆、濱豆、豌豆和大豆；油料作物，例如油菜、芥菜、罌粟、橄欖、向日葵、椰子、蓖麻油植物、可可豆和花生；葫蘆科植物，例如南瓜、黃瓜和甜瓜；纖維植物，例如棉花、亞麻、大麻和黃麻；柑橘類水果，例如橙、檸檬、葡萄柚和柑桔；蔬菜，例如菠菜、萵苣、蘆筍、甘藍(lán)品種、胡蘿卜、洋蔥、番茄、馬鈴薯和鈴狀椒；樟科，例如鱷梨、樟樹、樟腦；煙草；堅果；咖啡；茄子；甘蔗；茶；胡椒；葡萄樹；啤酒花；香蕉；膠乳植物和觀賞植物，例如花、灌木、落葉樹和針葉樹。
全文摘要
本發(fā)明涉及至少一種選自亞砜亞胺類化合物的用途，用于提高植物的內(nèi)在防御力和/或用于改良植物生長和/或增強植物對由真菌、細(xì)菌、病毒、MLO(類支原體)和/或RLO(類立克次氏體)引起的植物病害的抗性和/或用于增強植物對非生物應(yīng)激因素的抗性。
文檔編號A01N43/78GK102196727SQ200980142927
公開日2011年9月21日 申請日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者H·亨格伯格, P·耶施克, W·蒂勒特 申請人:拜爾農(nóng)作物科學(xué)股份公司