CN102647910A - 植物培育剂，植物病害抗性诱导剂，及植物病害控制方法 - Google Patents

植物培育剂，植物病害抗性诱导剂，及植物病害控制方法 Download PDF

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Abstract

通过在源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂或含有糖脂的组合物的适当的共存中生长植物来增强植物，草和花，等的病害抗性能力，及改善它们的存活率。由此，提供增加植物，草和花，等的病害抗性及生长具有高质量的农业作物的方法，及还提供致使此的新植物培育剂和植物病害抗性诱导剂。结果，可能尽可能少使用农药地培养农业作物或增加产率。即便农药量减少，农业作物的培养成功率可增强及植物体免疫可增强，甚至当有用的土壤细菌不常存在时。由此，促进新类型的农业作物商业，诸如利用有机培养，无农药的培养和水耕培养的合同培养。

Description

植物培育剂,植物病害抗性诱导剂,及植物病害控制方法
【技术领域】
本发明涉及植物培育剂，植物病害抗性诱导剂，及植物病害控制方法，通过使用天然产物增强植物的先天性免疫功能来改善存活率，以防止病害传播，且对于农业作物和园艺作物的高产率和具有高质量的作物的产生有效。
【背景技术】
消费者强烈期望“安全和安心的农业作物”。应对这些需求，近年已在农业作物的生产地点建议使用减少的或无农药的生长方法，诸如生长有机植物(作物)。但是，在实际环境下，以与对于病害发生常规进行的类似方式需要使用化学品，且仍使用化学肥料用于在生产地改善产率。因此，用于控制病害发生以及促进农业作物生长且容易使用的生长方法在生产地安全(safe)、安全(secure)和有效，或已需求致使此的新植物生长加速物。即，必需通过不同于常规植物生长加速和病害控制的新机理达到目的。本发明人广泛地研究及进行关乎此目的的开发，而开发了通过新机理的安全、安心的和有效的生长方法和致使此的新植物生长加速物，从而完成本发明。
本发明的原点是着眼于植物本身内在地具有的是针对感染的防御机理的先天性免疫效应。狭义上，免疫机理被认识为用于保护个体免于传染性病原体的传播的生物固有的功能。并且，至少2种类型，获得性免疫系统和先天性免疫系统已知为免疫机理。获得性免疫描述为脊椎动物固有的免疫机理，且起到主要作用的细胞是属于白细胞的淋巴细胞。另一方面，先天性免疫描述为存在于全部活动物，且起到主要作用的细胞是表征为吞噬外源物质的吞噬细胞(例如，巨噬细胞)。
即，先天性免疫涵盖动物中的多数感染控制效应。实际上，本发明人已显示，以及使用活化先天性免疫的方法在培养的海洋和家养动物中实现感染控制，也改善存活率(非-专利文献1)。同时，在植物中，作为类似于动物中的先天性免疫机理的作用观察到静态抗性和动态抗性，但无植物中存在吞噬细胞的证据。但是，根据知道的文献，如由来自西班牙公共实验研究学会的小组在2001年报道了，在革兰氏阴性细菌增加针对植物病原体的感染抗性的情况中，活泛菌属(Pantoea)喷雾剂对保存的苹果中的霉菌的效应。在此公共实验研究学会中，活泛菌属(Pantoea)作为生物-控制剂出售(非-专利文献2)。而且，近来，已公开源于黄单胞菌属(Xanthomonas)和罗尔斯通氏菌属(Ralstonia)的糖脂是诱导植物中的感染控制的植物病原体(非-专利文献3和4)。即，已公开，针对病原体的感染控制被用源于病原体的糖脂处理植物而诱导。此提示，植物中如在动物中一样有先天性免疫机理。
而且，本发明人在1992年发现，源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂与小麦以共生关系生活，经口或透皮增强动物和人中的感染抗性，且对各种病害具有改善效应(非-专利文献5)。这是因为，糖脂活化先天性免疫功能，包括吞噬细胞经动物和人粘膜。由此，本发明人认为，包括吞噬细胞的先天性免疫也存在于植物，且通过活化先天性免疫机理，植物的存活率改善及感染抗性增加。根据常规技术，植物中感染控制的诱导特征在于使用源于植物和动物病原体的糖脂。此想法是基于与水产养殖中目前研究的感染控制方法类似角度的方法，且在广义上称之为疫苗。但是，根据本发明人的想法，如果植物中存在先天性免疫机理，用于活化先天性免疫机理的糖脂不是必然源于植物病原体，而可源于任何微生物，只要植物的先天性免疫机理是最佳活化的。因此，使用源于用于发酵的可食用微生物，等和内在地与植物以共生关系生活的微生物的糖脂被认为对于改善植物的存活率及对于感染控制有用。源于与植物以共生关系生活的微生物的糖脂已长时间被人摄食，由此，无需多言，糖脂的安全性是对动物和人有保征的。
本发明基于如下发现完成，源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂不是在植物中具有感染控制效应的植物病原体。更特别是，已显示将源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂应用于患有细菌叶枯萎病的感染的稻，和源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂抑制稻枯萎病。自此，显然源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂无关于针对植物的致病性而增强植物的感染抗性。此外，源于与植物以共生关系生活或寄生植物的微生物或用于发酵的微生物，等的糖脂已被人食用。由此，对安全和安心的食品的需求，这些糖脂的使用导致通过利用植物内在地具有的先天性免疫机理实现改善感染控制和改善存活率的新技术的开发。而且，此新技术通过减少待使用农药的量而明显贡献于环境问题的解决。
【引用文献】
【专利文献】
【专利文献1】JP4026722B2
【非-专利文献】
【非-专利文献1】Y.Takahashi，M.Kondo，T.Itami，T.Honda，H.Inagawa，T.Nishizawa，G-I.Soma，Y.Yokomizo；Fish&Shellfish Immunology，10 555-558(2000)
【非-专利文献2】C.Nunes，J.Usall，N.Teixido，and I.Vinas；InternationalJournal of Food Microbiology Vol.7053-61(2001)
【非-专利文献3】N.Espositoa，O.G.Ovchinnikovab，A.Baronea，A.Zoinad，O.Holstb，and A.Evidente；CHEMISTRY&BIODIVERSITY Vol.52662-2675(2008)
【非-专利文献4】Prime-A-Plant Group；MPMI Vol.191062-1071(2006)
【非-专利文献5】D.Mizuno and G-I Soma；Molecular Biotherapy Vol.4166-169(1992)
【发明内容】
【要解决的技术课题】
本发明旨在提供通过活化植物中存在的先天性免疫机理以安全和安心的方式达到改善植物存活率以及增加感染抗性的方法，及致使此的新植物培育剂和植物病害抗性诱导剂。
【解决课题的技术方案】
本发明的植物培育剂特征在于含有源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂作为活性成分。
本发明的植物病害抗性诱导剂特征在于含有源于成团泛菌(Pantoeaagglomerans)的糖脂作为活性成分。
本发明的植物培育剂也特征在于配合有发酵培养物，所述发酵培养物通过用成团泛菌(Pantoea agglomerans)发酵植物，并培养所述成团泛菌(Pantoeaagglomerans)而获得。
本发明的植物病害抗性诱导剂也特征在于配合有发酵培养物，所述发酵培养物通过用成团泛菌(Pantoea agglomerans)发酵植物，并培养所述成团泛菌(Pantoea agglomerans)而获得。
本发明的病害控制方法的特征在于植物病害通过以上植物病害抗性诱导剂控制。
【发明的有益效果】
根据本发明，通过增强植物本身具有的自我防御功能，可能增强对病原体的抗性，由此尽可能少使用农药地培养农业作物及增加产率。甚至当农药量减少时，农业作物的培养成功率增强及植物的免疫学容量可增强，甚至其中有用的土壤细菌以更小量出现。由此，可促进新类型的作物商业，诸如利用有机培养，无化学品的培养或水耕培养的合同培养。
【附图说明】
【图1】图1是显示本发明的对稻细菌叶枯萎病的病害抗性的视图(No.1)；
【图2】图2是显示本发明的对稻细菌叶枯萎病的病害抗性的视图(No.2)；
【图3】图3是显示本发明的对稻细菌叶枯萎病的病害抗性的视图(No.3)；以及
【图4】图4是显示对草莓白粉病的病害抗性的视图。
【实施方式】
在下文中参照附图详细说明本发明。
【实施例】
【实施例1：针对稻细菌叶枯萎病的单独剂】
稻植物生长到第5叶阶段。切割完全伸展的第5叶边缘，并将稀释2倍的成团泛菌(Pantoea agglomerans)糖脂(Somacy-FL100，生产自MACROPHIInc.，发酵的植物提取物，是根据专利文献1的本发明的产品，即，通过将通过将小麦用淀粉酶处理而获得的小麦-淀粉酶处理液用成团泛菌(Pantoeaagglomerans)发酵及同时培养所述成团泛菌(Pantoea agglomerans)而获得的发酵的植物提取物)应用于切面。应用蒸馏水为对照。在用糖脂处理之后(0h)和6小时(6h)之后立即接种(应用)稻细菌叶枯萎病的病原体(水稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae))。接种之后10天测量病斑长度(第5叶的枯萎长度)。
结果，切面用蒸馏水处理的叶在0小时之后及6小时之后接种细菌的两组均黄化完全干枯。切面用糖脂处理的叶和在0小时之后接种细菌的组以与用蒸馏水处理的叶组相同的程度干枯，及病害发展。用糖脂处理6小时之后接种病原体的组保持的健康色彩，不同于其他3组，且观察到可检测的病害发展抑制(图1)。“水0h”表示用水处理之后立即接种细菌的组，“1/2LPS 0h”表示用糖脂处理之后立即接种细菌的组，“水6h”表示用水处理之后6小时接种细菌的组，及“1/2LPS 6h”表示用糖脂处理之后6小时接种细菌的组。
用糖脂处理之后6小时接种细菌的组中的病斑长度是2.3mm，其指示相比用蒸馏水处理之后6小时接种细菌的组中的25.5mm，病害发展统计学地显著抑制到约1/11(单因素方差分析，Levene测试P＝0.0014)(图2)。在0小时之后接种的组中，用糖脂处理的组中的病斑长度是19.7mm，其指示病害发展统计学地显著抑制到2/3或小于用蒸馏水处理的组中的31.9mm(单因素方差分析，Levene测试P＝0.0016)。
自此数据，明白糖脂在病害抗性中有效。而且，当植物与糖脂接触之后经过几小时时，确认效应更可检测。
【实施例2：针对稻细菌叶枯萎病与铺展剂组合使用】
稻植物生长到完全伸展的第5叶阶段。将稀释10倍的成团泛菌(Pantoeaagglomerans)糖脂(Somacy-FL100)与稀释1,000倍的铺展剂(Bravo，生产自AGRO-KANESHO Co.，Ltd.)混合，然后将其喷到整个稻植物，主要第5叶。喷射单独稀释1,000倍的铺展剂作为对照。用糖脂处理之后24小时(24h)在第5叶接种稻细菌叶枯萎病的病原体(水稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae))。接种之后14天测量病斑长度(第5叶上的枯萎长度)。
结果，喷洒仅铺展剂的叶完全黄化干枯。用含有铺展剂的糖脂处理并接种病原体的组的叶不同于对照组，保持健康色彩，并观察到病害发展的可检测的抑制。
此用糖脂处理的组中的病斑长度是13.75mm，其显示相比对照组中的110.58mm，病害发展统计学地显著抑制到约1/8(Student氏t检验，P＜0.05)(图3)。“仅铺展剂”表示喷洒仅铺展剂并在24小时之后接种细菌的组，及“FL100”表示喷洒与铺展剂混合的糖脂并在24小时之后接种细菌的组。
自此数据，明白糖脂与铺展剂的组合使用处理对于诱导病害抗性有效。
【实施例3：草莓炭疽病】
通过去除叶控制使用的草莓，从而伸展的叶在第5叶阶段。成团泛菌(Pantoea agglomerans)糖脂(Somacy-SL100，生产自MACROPHI Inc.，发酵的植物提取物，其为根据专利文献1的本发明的产品，其用于饲料。Somacy-FL100用于食品，其由通过过滤等自Somacy-SL100去除杂质而获得，二者pH不同，但糖脂含量相同，为10mg/mL)调整到pH7.0～7.5，并用蒸馏水稀释100倍。添加5000倍的铺展剂(Agra，生产自AGRO-KANESHO Co.，Ltd.)，及足够喷洒到盆中的幼苗。作为比较对照，喷洒500倍的丙森锌水合剂(ANTRACOL颗粒水合剂，生产自Bayer CropScience k.k.)。喷洒糖脂之后6小时接种草莓炭疽病真菌(围小丛壳(Glomerella cingulata)ED25株)的孢子(1×104/mL)。接种之后使植物保持湿润24小时。
为调查病害发作，喷洒处理之后12天观察每叶黑斑损伤数，并计算病害发生率(％)。
结果，喷洒糖脂的组中的病害发生率是16.6％，其对发病机制的抑制性效应次于喷洒农药的组中的0.7％，但为无处理组中的30.2％的约一半。由此，观察到对发病机制的抑制性效应(表1)。
自此数据，明白糖脂对于增加对草莓炭疽病的感染抗性有效。
【表1】
Figure BPA00001564116100061
【实施例4：草莓白粉病】
使草莓生长到伸展的第6叶阶段。将成团泛菌(Pantoea agglomerans)糖脂(Somacy-SL100)喷洒到完全伸展的植物。糖脂溶液调整到pH7.0～7.5，并用蒸馏水稀释20倍。添加1,000倍的铺展剂(Approach B1，生产自MARUWABiochemical Co.，Ltd.)，并以25mL/植物喷洒到叶的正面及背面。作为比较对照，喷洒稀释3,000倍的Trifmine水合剂(生产自Nippon Soda Co.，Ltd.)和稀释1,000倍的酵母提取物(生产自AGREVO Co.，Ltd.)。将这些溶液从2010年2月23日开始，以约10天间隔，在3月5日，3月15日，3月25日和4月5日喷洒5次。不接种病原体。
分别通过选择4-叶主要新伸展的叶及测量由每小叶患病的面积的病害程度对草莓白粉病的病害发作进行调查。在2月23日，3月25日，4月5日及4月15日进行调查，及计算患病的小叶率和病害发生率。通过裸眼适当观察药物-诱导的伤害。病害程度被定义为病斑面积率，且如下评分：0：无病斑，1：＜5％，2：＜25％，3：＜50％，及4：＞50％。病害发生率通过∑(依病害程度指数×依病害程度的小叶数)/(4×研究的小叶数)×100计算。
结果，患病的小叶率，在喷洒糖脂的组中，在4月5日是10.4％及在4月15日是27.1％；在用农药处理的组中，在4月5日是3.8％及在4月15日是17.7％；在喷洒酵母提取物的组中，在4月5日是24.0％及在4月15日是413％；及在无处理的组中在4月5日是34.8％及在4月15日是59.2％(图4)。在图中，“无处理”表示无处理的组，“发酵的小麦提取物”表示喷洒糖脂的组，“AGREVO”表示喷洒酵母提取物的组，“农药”表示喷洒农药的组，“100231”表示在2月23日？调查，“100325”表示在3月25日调查，“100405”表示在4月5日调查，及“100415”表示在4月15日调查。因此，明白尽管喷洒糖脂的组不及农药处理组，此相比无处理的组抑制病害发作。而且，显示，此抑制性效应高于酵母提取物的抑制性效应。
作为病害发生率，观察到如在患病的小叶率的情况，喷洒糖脂的组与用农药处理的组不具有相同的病害抑制性能力。但是，病害发生率在4月5日，在喷洒糖脂的组中是2.6，而在无处理的组中是8.7；而在4月15日，在喷洒糖脂的组中是6.9，而在无处理的组中是15.5。由此，在喷洒糖脂的组中的病害发生率是无处理的组中的病害发生率的一半或更少。
自此数据，明白糖脂对于增加对草莓白粉病的感染抗性有效。
本发明不限于以上例。
当本发明的植物病害抗性诱导剂用于植物时，其使用量不特别限制。但是，是本发明的产品的未稀释的溶液的Somacy-FL100和Somacy-SL100中糖脂的浓度是10mg/mL。由此，使用相比此浓度更高的浓度不现实。另一方面，当这些未稀释的溶液稀释200倍时，难以观察到病害抗性诱导。因此，糖脂浓度优选是0.5mg/mL或更高，且10mg/mL或更小。
将2009年9月28日提交的日本专利申请No.2009-222962的公开(包括说明书，权利要求和图)通过引用整体并入本文。
将本说明书中引用的全部出版物，专利和专利申请通过引用整体并入本说明书中。

Claims (5)

1.植物培育剂，其含有源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂作为活性成分。
2.植物病害抗性诱导剂，其含有源于成团泛菌(Pantoea agglomerans)的糖脂作为活性成分。
3.植物培育剂，其中配合有发酵培养物，所述发酵培养物通过用成团泛菌(Pantoea agglomerans)发酵植物，并培养所述成团泛菌(Pantoea agglomerans)而获得。
4.植物病害抗性诱导剂，其中配合有发酵培养物，所述发酵培养物通过用成团泛菌(Pantoea agglomerans)发酵植物，并培养所述成团泛菌(Pantoeaagglomerans)而获得。
5.控制植物病害的方法，其中植物病害通过权利要求2或4的植物病害抗性诱导剂来控制。
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