專利名稱：減少收獲物霉毒素污染的方法
減少收獲物霉毒素污染的方法本申請是發(fā)明名稱為“減少收獲物霉毒素污染的方法”的中國發(fā)明專利申請 No. 200680028435. 0的分案申請，其申請日為2006年6月觀日，優(yōu)先權(quán)日為2005年6月 30日。本申請涉及減少植物和/或收獲的植物材料的霉毒素(mycotoxin)污染的方法， 包括用化學(xué)殺真菌劑處理植物繁殖材料。許多真菌都是重要經(jīng)濟農(nóng)作物的重害。此外，真菌毒素對作物的污染是全球農(nóng)業(yè)所面臨的重大問題。霉毒素，如伏馬菌素(fumonisin)，玉米烯酮和單端孢菌烯，是有毒的真菌代謝物，經(jīng)常在農(nóng)產(chǎn)品中被發(fā)現(xiàn)，它們的特征是具有能引起脊椎動物健康問題的能力。單端孢菌烯是由鐮孢菌屬(Fusarium)、單端孢菌屬(Trichothecium)、和漆斑菌屬(Myrothecium)產(chǎn)生的倍半萜烯環(huán)氧化物霉毒素，為真核生物蛋白合成的有效抑制劑。單端孢菌烯霉毒素的實例包括T-2毒素、HT-2毒素、異木霉菌醇 (isotrichodermol)、DAS、3_deacetylcalonectrin、3，15_dideacetylcalonectrin、薦草德孢烯三醇(scirpentriol)、新茄鐮孢菌醇；15-乙?；撗豕衔犳呔?、瓜萎鐮孢菌醇、 4-乙?；衔犳呔?醋酸瓜類萎蔫醇-X)、4，15-二乙?；衔犳呔?，4，7，15_乙?；衔犳呔己兔撗豕衔犳呔?以下簡稱為“D0N”)，和其各種乙?；苌?。伏馬菌素是由鐮孢菌屬產(chǎn)生的毒素，在大田或倉儲期間生長在數(shù)種農(nóng)產(chǎn)品主要是谷物上。谷物的鐮孢菌谷粒腐爛病是由伏馬菌素的常見生產(chǎn)者輪狀鐮孢菌(Fusarium verticillioides)和層出鐮孢菌(F. proliferatum)引起?，F(xiàn)在已經(jīng)分離出十余種化學(xué)形式的伏馬菌素，其中伏馬菌素Bl在污染谷物中最常見，且據(jù)認(rèn)為毒性最強。產(chǎn)生霉毒素如伏馬菌素和單端孢菌烯的鐮孢菌屬包括銳頂鐮孢菌(F. acuminatum)、克地鐮孢菌(F. crookwellense)、輪狀鐮孢菌、大刀鐮孢菌 (F. culmorum)、蠶豆鐮孢菌(F. avenaceum)、木賊鐮孢菌(F. equiseti)、串珠鐮孢菌 (F. moniliforme)、禾本禾斗鍵抱菌(F. graminearum)(玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae)、磚紅鐮孢菌(F. Iateritium)、早熟禾鐮孢菌(F. poae)、接骨木鐮孢菌(F. sambucinum)(虱狀赤霉(G. pulicaris))、層出鐮孢菌、膠孢鐮孢菌(F. subglutinans)和擬分枝孢鐮孢菌 (F. sporotrichioides)。農(nóng)場動物和人患的急性或慢性霉毒素中毒癥是與食用了受產(chǎn)生單端孢菌烯霉毒素的鐮孢菌屬污染的小麥、黑麥、大麥、燕麥、水稻和玉米有關(guān)。在動物中，用化學(xué)提純的低劑量水平單端孢菌烯進行試驗，可重現(xiàn)在霉變谷物中毒情況下觀察到的許多特征，包括貧血癥和免疫抑制、出血、嘔吐、以及拒食。來自人類種群的歷史和流行病資料顯示，某些疾病的流行是與食用了受產(chǎn)生單端孢菌烯的鐮孢菌屬侵染的谷物有關(guān)。尤其是十九世紀(jì)俄國流行的名為食物中毒性白細(xì)胞缺乏癥的重大疾病的爆發(fā)是與食用了受產(chǎn)生單端孢菌烯T-2 毒素的鐮孢菌屬侵染的越冬谷物有關(guān)。在日本，稱為akakabi-byo或紅霉病的相似疾病的爆發(fā)是與受產(chǎn)生單端孢菌烯DON的鐮孢菌屬侵染的谷物有關(guān)系。在有毒谷物樣本中檢測到的單端孢菌烯是導(dǎo)致近來日本和印度境內(nèi)人類疾病爆發(fā)的原因。因此，當(dāng)前需要預(yù)防霉毒素污染的農(nóng)業(yè)方法，和霉毒素污染水平降低的作物。
此外，產(chǎn)生霉毒素的鐮孢菌屬是破壞性病原，會侵襲大范圍的植物品種。霉毒素的急性植物毒性和其出現(xiàn)在植物組織中，還說明這些霉毒素在鐮孢菌屬侵害植物的發(fā)病機理中發(fā)揮作用。這意味著霉毒素在疾病中起作用，因此降低其對植物的毒性或許可以預(yù)防或減輕植物病害。此外，病害水平的降低還可能帶來減少植物的霉毒素污染，尤其當(dāng)植物是谷類植物時的谷物霉毒素污染的額外益處。因此，需要減少植物特別是收獲物的霉毒素污染。令人吃驚的是，發(fā)現(xiàn)使用化學(xué)殺真菌劑處理植物繁殖材料尤其是植物種子，能夠減少植物和收獲物，比如谷物如小麥或玉米谷穗的霉毒素污染。這種意外效果是由于處理應(yīng)用和谷穗形成之間有短暫間隔處理時使用的殺真菌劑在谷穗形成時就已消失了很長一段時間。因此，本發(fā)明提供了一種減少植物和/或收獲植物材料的霉毒素污染的方法，該方法包括a)用一種或多種化學(xué)殺真菌劑處理植物繁殖材料，b)所述植物繁殖材料發(fā)芽或生長成為植物，和C)從所述植物收獲植物材料。本發(fā)明的特別優(yōu)點是，通過在植物發(fā)育早期控制致病真菌，比如一種或多種鐮孢菌，控制由所述真菌造成的植物和/或植物收獲材料的霉毒素污染。在一實施方案中，通過控制致病真菌比如一種或多種鐮孢菌，減少植物繁殖材料的侵染，植物或收獲植物材料的
霉毒素污染。一方面，本發(fā)明是一種方法，包括(i)用一種或多種化學(xué)殺真菌劑處理植物繁殖材料，(ii)所述植物繁殖材料發(fā)芽或生長成為植物，(iii)從所述植物收獲植物材料，和(iv)使得(a)從已處理植物繁殖材料生長而成的植物和/或(b)收獲的植物材料的霉毒素污染降低。術(shù)語“植物繁殖材料”應(yīng)理解為所有具有生殖能力的植物部分，比如用于植物繁殖的種子和有生長能力的植物材料比如插枝和塊莖(如馬鈴薯)?？梢蕴峒暗挠?，例如種子 (嚴(yán)格意義上的)、根、果實、塊莖、鱗莖、根莖、植物部分。還可以提及的是，發(fā)芽植物和植物幼苗，其在發(fā)芽后或從土壤里露出后進行移植。還可以在進行移植之前，對植物繁殖材料進行全部或部分浸泡處理來對這些植物幼苗進行保護。在優(yōu)選的實施方案中，所述植物繁殖材料是種子。本發(fā)明處理方法使用的殺真菌劑包括，但不限于咯菌腈、苯醚甲環(huán)唑、噻菌靈、滅菌唑、種菌唑、丙硫菌唑、咪鮮胺、多菌靈、福美雙、噁咪唑、氟菌唑、稻瘟酯、葉菌唑、氟嘧菌酯、嘧菌酯、唑菌胺酯、肟菌酯、啶氧菌酯、雙胍辛、戊唑醇、四氟醚唑、抑霉唑、氟環(huán)唑、萎銹靈和氟喹唑。在具體實施方案中，殺真菌劑是咯菌腈，苯醚甲環(huán)唑，噻菌靈，滅菌唑，種菌唑，丙硫菌唑，咪鮮胺，多菌靈，福美雙，噁咪唑，氟菌唑，葉菌唑，氟嘧菌酯，嘧菌酯，肟菌酯或戊唑醇；優(yōu)選咯菌腈或噻菌靈。本發(fā)明的方法適合減少大量有益作物植物和/或收獲植物材料的霉毒素污染，所述大量有益作物包括但不限于谷類植物(小麥、大麥、黑麥、燕麥、玉米、稻、高粱和相關(guān)作物)，豆類植物(菜豆、小扁豆、豌豆、大豆、花生和相關(guān)作物)、油類植物(油菜、芥菜、向日葵和相關(guān)作物)、瓜類植物(葫蘆、黃瓜、甜瓜和相關(guān)作物)、蔬菜(菠菜、萵苣、蘆筍、卷心菜、胡蘿卜、茄子、洋蔥、胡椒、番茄、馬鈴薯、紅辣椒和相關(guān)作物)。從經(jīng)本發(fā)明方法處理的植物收獲而來的植物材料的霉毒素污染比從未處理植物收獲而來的植物材料少。在一實施方案中，作物是能提供供人消耗產(chǎn)品的作物，如小粒谷物類、玉米、燕麥和花生；優(yōu)選所述作物選自玉米和小麥。在本發(fā)明的一具體實施方案中，植物或收獲的植物材料，比來自未處理植物的收獲植物材料少至少10%霉毒素，更優(yōu)選少至少20%霉毒素，更優(yōu)選少至少30%霉毒素，更優(yōu)選少至少40%霉毒素，更優(yōu)選少至少50%霉毒素，更優(yōu)選少至少60%霉毒素，更優(yōu)選少至少70%霉毒素且更優(yōu)選少至少80%霉毒素污染。相比用其它殺真菌劑處理，用本發(fā)明定義的殺真菌劑處理的植物繁殖材料優(yōu)選霉毒素能減少20-60 %，更優(yōu)選30-50 %。在本申請中，收獲的植物材料包括但不限于細(xì)胞、種子、果實、葉、花、莖等。在本發(fā)明的一具體實施方案中，收獲的植物材料是種子。處理植物繁殖材料還可以包括用另外的活性化合物與本發(fā)明的化學(xué)殺真菌劑的組合來進行處理，該處理步驟可以同時和/或順序施用。這些另外的化合物可以是其它農(nóng)藥活性成分、生物制劑、肥料或微量營養(yǎng)素供體或其他能影響植物生長的制劑，如接種劑 (inoculant)。例如，通常用保護劑包衣來處理種子，所述保護劑包衣包含殺蟲劑、殺真菌劑、殺細(xì)菌劑、殺線蟲劑、殺軟體動物劑、驅(qū)鳥劑、生長調(diào)節(jié)劑或其混合物。單個的殺蟲活性成分可能會具有多種害蟲控制領(lǐng)域活性，例如一農(nóng)藥可能具有殺真菌劑、殺蟲劑和殺線蟲劑活性。具體地說，已知涕滅威具有殺蟲劑、殺螨劑和殺線蟲劑活性，而威百畝已知具有殺蟲劑、除草劑、殺真菌劑和殺線蟲劑活性，噻菌靈和克菌丹則可提供殺線蟲劑和殺真菌劑活性。在一具體的實施方案中，將本發(fā)明的殺真菌劑與一種或多種其它活性化合物如殺蟲劑、殺真菌劑、殺細(xì)菌劑、殺線蟲劑、殺軟體動物劑、驅(qū)鳥劑、生長調(diào)節(jié)劑或其混合物組合使用。優(yōu)選的組合伴侶包括噻蟲胺、吡蟲啉、精甲霜靈、甲霜靈、噻蟲嗪、七氟菊酯、阿維菌素和驅(qū)鳥劑。對于玉米而言尤其有效的處理是包括噻菌靈、咯菌腈、精甲霜靈和嘧菌酯的組合，對于小麥而言尤其有效的處理是包括咯菌腈的組合。施用(使用)的農(nóng)藥比率，比如根據(jù)作物種類、組合物中的具體活性成分、植物繁殖材料種類(是否合適)而改變，但需保證組合物的活性成分能夠提供所需增強活性的有效量，可以通過實驗確定。種子處理的常用施用比率為0. 5-1000g活性成分/IOOkg種子。通常，有利的殺真菌劑施用比率為0. 5g_500g，優(yōu)選lg-lOOg，或2. 5g_25g/100kg 植物種子。在一實施方案中，咯菌腈的施用比率為2. 5-5g/100kg植物種子，和噻菌靈的施用比率為10-20g/100kg植物種子。在所述組合包含(I)噻菌靈、(II)精甲霜靈和(III)咯菌腈和嘧菌酯的情況下， 種子處理尤其是谷物處理的常規(guī)施用比率為15-25g噻菌靈、l_4g精甲霜靈、l_5g咯菌腈和 0. 5-2g嘧菌酯/IOOkg種子。
在又一方面中，本發(fā)明提供了一種包含一種或多種化學(xué)殺真菌劑的組合物用于減少植物和/或收獲的植物材料的霉毒素污染的用途，其中所述組合物用于處理植物繁殖材料且所述植物繁殖材料發(fā)芽或生長成為收獲的所述植物材料所來自的植物。另一方面，本發(fā)明提供了用一種或多種化學(xué)殺真菌劑處理植物繁殖材料來降低植物和/或收獲的植物材料的霉毒素污染的用途。將農(nóng)藥活性成分、其混合物或組合物施用或處理于植物繁殖材料尤其是種子上的方法是本領(lǐng)域已知的，包括繁殖材料的拌種(dressing)、包衣、?；徒萏幚矸?。在優(yōu)選的實施方案中，采用不會促使發(fā)芽的方法，將組合物施用或處理于植物繁殖材料上；通常浸泡種子法會導(dǎo)致發(fā)芽，因為處理后的種子水分含量過高。因此，適合施用(或處理)于植物繁殖材料如種子上的方法實例是拌種、種子包衣或種子粒化法等。優(yōu)選所述植物繁殖材料是種子。盡管本發(fā)明方法可以施用于任何生理狀態(tài)的種子，但仍優(yōu)選處于充分持久狀態(tài)即在處理過程中不出現(xiàn)損害的種子。典型地，所述種子為從田間收獲的種子；從植物取下的種子；和從任何芯、莖、外殼、周圍果肉分離的種子或其他非種子植物材料。還優(yōu)選所述種子在生物學(xué)上是穩(wěn)定的，其程度為保證所述處理不會給種子造成生物損傷?？梢栽谑斋@種子和進行種子播種間或播種過程中的任何時間(種子定向施用)對種子進行處理。還可以在所述處理之前或之后，按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的技術(shù)將種子準(zhǔn)備好?；钚猿煞志鶆蚍植疾⒏街诜N子是繁殖材料處理過程所期望的。處理可以是各種形式，從植物繁殖材料如種子上的含活性成分的制劑薄膜(拌種)，其原始大小和/或形狀是可識別的，到中間狀態(tài)(包衣)然后到厚膜(如用多層不同材料(例如載體，如粘土 ；如其它活性成分的不同制劑；聚合物；和著色劑)?；?，其種子原始形狀和/或大小將不可再識別出來。種子處理可施用于未播種的種子，術(shù)語“未播種的種子”意指包括在介于種子收獲和將種子播種于地表下讓植物發(fā)芽和生長之間的任何時間的種子。對未播種的種子進行處理并不包括將活性成分施用于土壤的實踐，但包括在種植過程中以種子為靶標(biāo)的所有施用實踐。優(yōu)選，在播種種子前進行所述處理，這樣就可用組合物對播種的種子進行預(yù)處理。 尤其是，在本發(fā)明的處理過程中優(yōu)選進行種子包衣或種子造粒。處理之后，活性成分附著于種子上，因而可用于病原和/或害蟲控制。可以以任何其它活性成分處理種子相同的方式貯存、搬運、播種和耕種已處理種子。所述農(nóng)藥(包括殺真菌劑)可以以未改變形式使用，但常以組合物形式使用?？膳c制劑技術(shù)常用的進一步載體、表面活性劑或其它施用促進助劑一起施用。適合的載體和助劑可以是固態(tài)或液態(tài)，且可以是制劑技術(shù)領(lǐng)域常用物質(zhì)，如天然或再生礦物質(zhì)、溶劑、分散劑、潤濕劑、增粘劑、增稠劑、粘合劑或肥料?？梢砸砸阎绞綄⑺鲛r(nóng)藥配成如乳油、膠懸劑、可包衣糊劑、可直接噴施或稀釋溶液、稀乳液、可濕性粉劑、可溶性粉劑、流動性懸浮粉劑、顆粒劑、或包囊在如聚合物中。如同組合物性質(zhì)，可以根據(jù)預(yù)定目的和當(dāng)時環(huán)境來選擇施用方法比如噴霧、彌霧、噴粉、散射、 包衣或澆灌。
所述制劑可以按本領(lǐng)域已知的任何方式，如通過均勻混合和/或研磨活性成分和添加劑，如溶劑、固體載體和，適當(dāng)?shù)脑?，表面活性化合?表面活性劑)來制成。適宜溶劑包括但不限于芳烴，優(yōu)選含8-12個碳原子的級分，如二甲苯混合物或取代的萘，鄰苯二甲酸酯，如鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯，脂族烴，如環(huán)己烷或石蠟，醇和二醇及其醚和酯，如乙醇，乙二醇，乙二醇單甲醚或單乙醚，酮，如環(huán)己酮，強極性溶劑，如N-甲基-2-吡咯烷酮，二甲基亞砜或二甲基甲酰胺，以及植物油或環(huán)氧化植物油， 如環(huán)氧化椰子油或豆油；或水。比如粉劑和可分散粉劑的使用的固體載體是常規(guī)的天然礦物填料，如方解石、滑石、高嶺土、蒙脫石或綠坡縷石。為了改善物理特性，還可以添加高分散性硅酸或高分散性吸收聚合物。適合的粒狀吸附性載體是多孔型如浮石、碎磚、海泡石或膨潤土，適合的非吸收性載體是，如方解石或砂。此外，可以使用大量的無機或有機性預(yù)?；牧希?，尤其是白云石或粉碎的植物殘渣。取決于要配制的活性成分的特性，適合的表面活性化合物是具有良好乳化性、分散性和潤濕性的非離子、陽離子、和/或陰離子表面活性劑。術(shù)語“表面活性劑”也可理解為包含表面活性劑的混合物。通常用于制劑技術(shù)中的表面活性劑是本領(lǐng)域所熟知的。特別優(yōu)選的施用促進助劑還可以是天然或合成的腦磷脂和卵磷脂系列磷脂，如磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油和溶血卵磷脂。當(dāng)所述殺真菌劑與進一步的成分如其他農(nóng)藥組合使用時，可以同時地或短暫間隔，例如在同一天，順序地將所述組分施用于要處理的植物繁殖材料上，如果需要可以與制劑技術(shù)常用的其它載體、表面活性劑或其它施用促進助劑一起施用。在優(yōu)選的實施方案中， 同時施用所述組分。在同時施用所述組分的情形中，它們可以作為含每一種所述組分的組合物施用， 其中每一種組分可以從獨立的來源獲得并混合到一起(稱為桶混劑、快速施用劑、噴施肉湯或漿)，任選與其它農(nóng)藥一起混合，或所述組分可以以單個的混合物源而獲得(稱為預(yù)混劑、濃縮液、制劑復(fù)合物(或產(chǎn)品))，任選與其它農(nóng)藥一起混合。通常，種子處理使用的桶混劑包含0. 25-80%，特別是1_75%的活性成分化合物， 和99. 75-20%，特別是99-25%的固體和液體助劑(包括，比如溶劑如水)，其中所述助劑可以是占桶混劑含量0-40%，特別是0. 5-30%的表面活性劑。典型的種子處理使用的預(yù)混劑包括0. 5-99. 9%，特別是1_95 %的活性成分化合物，和99. 5-0. 1 %，特別是99-5%的固體和液體助劑(包括，比如溶劑如水)，其中所述助劑可以是占預(yù)混劑含量0-50 %，特別是0. 5-40 %的表面活性劑。盡管優(yōu)選將商品配成濃縮劑(如預(yù)混組合物(制劑))，但終端用戶將通常采用稀釋制劑(如桶混組合物)。優(yōu)選的種子處理預(yù)混制劑是水懸浮濃縮劑(aqueous suspension concentrates) 0可利用常規(guī)處理技術(shù)和設(shè)備，如流化床技術(shù)、輾壓法、靜電旋轉(zhuǎn) (rotostatic)種子處理機、和滾筒包衣機將該制劑施用于種子。還可以使用其它方法如噴施床。在包衣之前，可以先對種子進行預(yù)篩分處理。包衣后，通常將種子干燥，然后轉(zhuǎn)移至篩分器進行篩分。所述步驟為本領(lǐng)域已知。用于控制霉毒素的常規(guī)技術(shù)如葉面噴施殺真菌劑和使用生物劑也可以與本發(fā)明聯(lián)合使用。在本發(fā)明的各方面和實施方案中，“基本由......組成”和其詞形變化是“包含”
和其詞形變化的優(yōu)選實施方案，“由......組成”和其詞形變化是“基本由......組成”和
其詞形變化的優(yōu)選實施方案。以說明方式給出下述實施例，而非限制本發(fā)明。 實施例將冬小麥種子浸泡在IO4孢子/mL木谷鐮孢菌(F. graminearum) GFP遺傳修飾菌株的巨大分生孢子懸浮液中。將接種的種子樣本用咯菌腈以比率5g活性成分/IOOkg種子進行處理(標(biāo)記為B 批)。未處理的接種種子(A批)和咯菌腈處理的接種種子(B批)放在盆中生長直至完全成熟(成穗)。采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)在植物生長的不同階段進行鐮孢菌檢測，以特異性地檢測鐮孢菌屬。從植物開始發(fā)育直至完全成熟，對莖節(jié)段進行切片，用PCR方法檢測鐮孢菌的存在。植物完全成熟時，收獲谷物粒，對未處理或咯菌腈處理種子中的DON水平進行量化。結(jié)果總結(jié)于表1和表2。表1 在小麥不同生長階段檢測修飾性木谷鐮孢菌
權(quán)利要求
1.一種減少植物和/或收獲植物材料的霉毒素污染的方法，所述方法包括a)用一種或多種化學(xué)殺真菌劑處理種子，b)使所述種子發(fā)芽或生長成為植物，和c)從所述植物收獲植物材料。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述殺真菌劑選自下組咯菌腈、苯醚甲環(huán)唑、噻菌靈、 種菌唑、丙硫菌唑、咪鮮胺、多菌靈、福美雙、噁咪唑、氟菌唑、稻瘟酯、葉菌唑、氟嘧菌酯、嘧菌酯、唑菌胺酯、肟菌酯、啶氧菌酯、雙胍辛、戊唑醇、四氟醚唑、抑霉唑、氟環(huán)唑、萎銹靈和氟喹唑。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中所述殺真菌劑是咯菌腈。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中以2.5-5g/100kg植物種子的比率用咯菌腈處理種子。
5.權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其中所述霉毒素污染是由真菌侵染所致。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中所述霉毒素污染是由一種或多種鐮孢菌屬侵染所致。
7.權(quán)利要求5所述的方法，其中所述霉毒素污染是由伏馬菌素和單端孢菌烯中的一種或多種所致。
8.權(quán)利要求5所述的方法，其中所述霉毒素污染是由脫氧瓜萎鐮孢菌醇和/或玉米烯酮所致。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述種子是谷類種子。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述谷類種子是小麥、大麥、黑麥、燕麥、玉米、稻或高粱種子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減少植物和/或收獲植物材料的霉毒素污染的方法，所述方法包括用一種或多種殺真菌劑處理植物繁殖材料，讓該植物繁殖材料發(fā)芽或生長成植物，并從該植物收獲所述植物材料。
文檔編號A01N43/78GK102388904SQ20111020128
公開日2012年3月28日 申請日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者E·什托爾, F·布蘭德爾, M·奧斯滕多普, P·珀爾斯 申請人:先正達參股股份有限公司