CN103384471A - 方法以及含茉莉酸或相关化合物的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及与将茉莉酸或相关化合物与作物投入产品（例如除草剂、杀虫剂、生物活性剂或生物制剂、种子处理组分、信息化学物质等）组合使用以在植物中诱导生物防御活性。还提供了包含茉莉酸或相关化合物以及一种或多种作物投入产品的组合物。

Description

方法以及含茉莉酸或相关化合物的组合物
本文件涉及茉莉酸或相关化合物与作物投入产品（crop inputproduct）（例如除草剂、杀虫剂、生物活性剂或生物制剂、种子处理组分、信息化学物质等）组合使用以在植物中诱导生物防御活性。
背景
茉莉酸诱导植物防御蛋白例如蛋白酶抑制剂的产生，并可以通过诱导植物防御基因的表达，在植物中促进对昆虫、病原体或病毒的抗性。在Induced Responses to Herbivory12-46（The University of Chicago Press，Chicago，1997）中，Karban和Baldwin还讨论了茉莉酸和茉莉酸甲酯，以及许多其他物质。
另一物质，顺式茉莉酮，是植物的挥发性组分，并且所述顺式茉莉酮的释放可以通过例如鳞翅目幼虫在棉花上进食期间的损伤诱导（Loughrin等人（1995）J.Chem.Ecol.，21，1217-1227）。发现顺式茉莉酮的组合物吸引成年鳞翅目（Lepidoptera）至诱杀诱饵和/或田间捕捉器（field trap）（美国专利号5,665,344）。还发现顺式茉莉酮吸引有益昆虫，并改变植物中的基因表达（美国专利号6,890,525）。
杀虫剂一般（并且有意地）具有确定的活性，通常具有很少的活性成分，所述活性成分依赖于有限的且高度靶向的作用模式。该依赖性提供了重要害虫积累针对世界上重要的杀虫组群（例如新烟碱类）抗性的可能，其中任一抗性都可能迅速地使整个化学活性组群置于危险境地，并危及全球食物/饲料和植物产出物（例如油、蛋白质、纤维）生产的可持续性。
概述
本文提供了与茉莉酸或相关化合物以及一种或多种作物投入产品的组合有关的组合物和方法。
在一些实施方案中，提供了包含茉莉酸或相关化合物以及作物投入产品的组合物。茉莉酸或相关化合物可以是茉莉酸，例如茉莉酸甲酯或顺式茉莉酮。该组合物可以包括一种以上的茉莉酸或相关化合物和/或一种以上的作物投入产品。作物投入产品可以包含杀虫剂、肥料（fertility product）、生物制剂或生物活性剂、种子处理组分、信息化学物质和/或佐剂。
在一些实施方案中，提供了增加作物投入产品有效性的方法。该方法包括将作物投入产品应用于植物、植物繁殖体或土壤，并将茉莉酸或相关化合物以有效增加作物投入产品有效性的量应用于植物、植物繁殖体（例如，种子）或土壤。可以将作物投入产品和茉莉酸或相关化合物作为单独的组分或者作为预先配制的或者共同配制的混合物同时应用。可以将作物投入产品和茉莉酸或相关化合物配制为种衣剂。
还提供了减少作物投入产品的体积的方法，所述体积有效地实现了作物投入产品的期望活性水平。该方法包括将作物投入产品与一定量的茉莉酸或相关化合物组合以有效地产生包含茉莉酸或相关化合物以及作物投入产品的组合物，所述作物投入产品具有有效地提供作物投入产品的期望活性的减少的体积。
还提供了在植物中诱导生物防御活性的方法。该方法包括将包含茉莉酸或相关化合物以及作物投入产品的组合物应用于植物。该方法可以包括一种以上的应用和/或一种以上的组合物。该方法可以包括在植物生长的一个以上阶段的应用。在一些实施方案中，该方法可以包括应用给种子以及出苗后应用。
尽管公开了多个实施方案，但根据以下详细描述，本发明的其他实施方案对本领域技术人员而言将仍然是显而易见的，所述详细描述显示并描述了本发明的说明性实施方案。因此，应将附图和详细说明在性质上看作是说明性的而不是限制性的。
详述
本文中所公开的多个实施方案集中于将茉莉酸或相关化合物与一种或多种作物投入产品的组合应用于植物、植物繁殖体（例如种子、块茎、球茎、根或苗材料）或土壤。本文提供了包含茉莉酸或相关化合物以及作物投入产品的组合物，以及使用此类组合物以在植物中诱导生物防御活性的方法。已经报道，茉莉酸具有多种活性。与共同应用的作物投入产品协调工作的一种活性或者活性的组合提供了互补和/或扩展的活性以及改变的作用模式。对于杀虫剂，这具有降低抗性的可能，从而在延长的时期维持活性化学物质的有用性。
如本文中所用，茉莉酸是氧脂素的茉莉酸家族的成员。茉莉酸相关的化合物包括由植物产生的茉莉酸的前体化合物、在植物中引起茉莉酸产生的化合物，以及为茉莉酸类似物的化合物。茉莉酸和相关化合物包括但不限于，茉莉酸（JA）、茉莉酸盐（例如茉莉酸钾或茉莉酸钠）、茉莉酸甲酯（‘茉莉酸甲酯’）、茉莉酸-L-氨基酸（酰胺-连接的）缀合物（例如与L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸或L-苯丙氨酸的缀合物）、12-氧代-植二烯酸、冠菌素、coronafacoyl-L-丝氨酸、coronafacoyl-L-苏氨酸、1-氧代-茚满酰-异亮氨酸的甲酯、1-氧代-茚满酰-亮氨酸的甲酯、冠酮素（2-[(6-乙基-l-氧代-茚满-4-羰基)–氨基]-3-甲基-戊酸甲酯）、亚油酸或其衍生物或者上述任一的组合。
如本文中所用，“作物投入产品”是用于增加植物健康、质量、产量或期望参数的产出的产品。一般可以将作物投入产品分类为杀虫剂、肥料（fertility product）、生物制剂或生物活性剂、种子处理组分、信息化学物质、佐剂等。因此，作物投入产品包括但不限于，杀真菌剂、除草剂（例如，草甘膦（例如
Figure BDA00003251219100031
）和草铵膦（例如
Figure BDA00003251219100032
或
Figure BDA00003251219100033
））、杀虫剂、杀线虫剂、杀螨剂、常量营养物、微量营养物（例如，铁、锌、钼）、固氮螺菌属（Azospirillum）、芽孢杆菌属（bacilli）、线虫、真菌、放线菌、聚合物、着色剂/染料/色素、润滑剂、信息素、互利素、基于（小）花的信号产物、基于（小）动物区系的信号产物及其组合。
如本文中所用，术语“生物防御活性”用于描述植物中增强作物投入产品的有效性的活性。例如，增强杀虫剂的有效性的生物防御活性可以是使植物产生杀虫毒素。生物防御活性可以直接或者不直接增强作物投入产品的有效性。在一些实施方案中，生物防御活性可以间接增强作物投入产品的有效性。例如，增强杀虫剂的有效性的生物防御活性可以包括这样的活性，所述活性诱导对不受杀虫剂控制的其他害虫的损伤的互补抗性。
可以将茉莉酸或相关化合物与一种或多种作物投入产物的任一组合一起作为本文中所提供的组合物应用或者单独地应用。可以将茉莉酸或相关化合物配制为例如，包含非离子型表面活性剂和水的液体制剂。可以用水合适地稀释水溶性制剂。然后液体溶液可以被直接应用于靶区域，或者可以被共同配制为本文中所提供的组合物。在一些实施方案中，可以将茉莉酸或相关化合物或者本文中所提供的组合物配制成气体应用。在其他实施方案中，可以将茉莉酸或相关化合物或者本文中所提供的组合物配制成种子添加剂或种衣剂。
本文中所提供的组合物包含与一种或多种作物投入产品组合的茉莉酸或茉莉酸相关的化合物。取决于期望的益处，该组合物可以包含来自一种或多种类别的作物投入产品的作物投入产品。在一些实施方案中，本文中所提供的组合物包含与来自一种以上类别的作物投入产品组合的茉莉酸或茉莉酸相关化合物。例如，本文中所提供的组合物可以含有与一种或多种杀虫剂以及一种或多种肥料组合的茉莉酸或茉莉酸相关化合物。在一些实施方案中，包含了来自单一类别的一种以上的作物投入产品。该实施方案可以包含与杀螨剂和杀真菌剂组合的茉莉酸或茉莉酸相关化合物。
可以通过浸液或者通过叶面施用，将本文中所提供的组合物应用于植物或者土壤，或者在种植之前、期间或者之后，作为添加剂应用于植物繁殖体（例如种子、块茎、球茎、根或苗材料）。可以为所包括的作物投入产品，合适地确定本文中所提供的组合物的应用。例如，如果通常在出苗后应用组合物中所包含的作物投入产品（例如，肥料），那么可以在出苗后应用本文中所提供的组合物。在一些实施方案中，可以多次应用本文提供的组合物。例如，可以将包含茉莉酸和芽孢杆菌属的组合物作为种子处理物应用，然后在出苗后应用包含茉莉酸、芽孢杆菌属和除草剂如草甘膦的组合物。
将茉莉酸或相关化合物添加到作物投入产品中可以通过在植物中诱导生物防御活性来增加作物投入产品的有效性。可以通过任一合适的方法，包括但不限于害虫侵扰的水平、害虫侵扰的严重性、产量、生物量、疾病发生率、疾病严重性等测量作物投入产品有效性的增加。将茉莉酸或相关化合物添加到作物投入产品中可以使作物投入产品的有效性增加至少约2%。在一些实施方案中，将茉莉酸或相关化合物添加到作物投入产品中可以使作物投入产品的有效性增加约2%至约50%（例如，约3%、约4%、约5%、约7%、约10%、约12%、约15%、约20%、约25%、约30%或约40%）。在一些实施方案中，将茉莉酸或相关化合物添加到作物投入产品中可以使作物投入产品的有效性增加约50%以上。
在一些实施方案中，茉莉酸或相关化合物可以在作物投入产品不存在的情况下诱导生物防御活性。在一些实施方案中，茉莉酸或相关化合物和作物投入产品的组合的生物防御作用可以是加性的。在一些实施方案中，茉莉酸或相关化合物与作物投入产品的组合可以诱导增加作物投入产品的有效性的生物防御活性，所述生物防御活性比期望来自作物投入产品的相加益处，以及由单独的茉莉酸或相关化合物所诱导的生物防御活性更多。因此，可以将本文中所提供的组合物用于增加作物投入产品的有效性的方法。
可以将茉莉酸或相关化合物配制为10μM至约30mM（例如，约500μM至约2500μM、约1mM至约5mM或约50μM至约30mM）的溶液。可以以每100kg种子1-1000mL茉莉酸或相关化合物溶液的比例将一定量的茉莉酸或相关化合物应用于种子。例如，可以以每100kg种子约160mL1mM溶液的比例将茉莉酸甲酯应用于油菜种子。作为叶面施用的茉莉酸或相关化合物的量可以为每英亩约1-100g（例如，约5-20g/A）。
因为作物投入产品与茉莉酸或相关化合物的组合可以导致作物投入产品的有效性增加，所以可以配制本文中所提供的组合物，以减少有效提供所包含的作物投入产品的等同益处的体积。例如，作物投入产品与茉莉酸或茉莉酸相关化合物的组合可以导致具有这样体积的组合物，所述体积的组合物提供了与更大体积的单独的作物投入产品等同的活性。可以将此类组合物用于减少实现相同益处所需的作物投入产品的量，或者可以在相同体积的情况下，将它们用于增加作物投入产品的益处。在一些实施方案中，对于相同的益处，可以单独地应用茉莉酸或相关化合物以及作物投入产品。因此，可以在没有其他处理问题（handling issue）的情况下，将本文中所提供的组合物用于增加作物投入产品性能的方法。
因为本文中所提供的组合物可以减少有效提供所包含的作物投入产品的等同益处的体积，所以可以将该组合物用于减少实现作物投入产品的相同有效活性所需的作物投入产品的体积的方法。可以将该方法用于减少使用一种或多种作物投入产品的处理问题。在一些实施方案中，可以将茉莉酸或相关化合物用于减少在种子处理中所使用的各个作物投入产品的有效体积，以保持整体体积低于期望的阈值。例如，可以将茉莉酸甲酯加入到杀真菌剂（例如，精甲霜灵或咯菌腈）、杀虫剂（例如，噻虫嗪（thiomethoxam））和功能性聚合物的组合物中，以使杀真菌剂和/或杀虫剂的体积减少至例如每英担6-6.5液量盎司（对于大豆），并实现所期望的活性。
可以将本文中所提供的组合物包装为预混合的制剂或者包装为可以在使用前混合的单独组分。在一些实施方案中，可以配制本文中所提供的组合物以直接应用于植物。在其他实施方案中，可以将本文中所提供的组合物配制为在应用之前稀释的浓缩物。在其他实施方案中，可以通过在应用之前混合单独的组分来产生本文中所提供的组合物。包装还可以包括合适的文件、标签等。
可理解的是，本文中所提供的方法分别应用于本文中所提供的组合物，以及茉莉酸或相关化合物和所应用的作物投入产品的组合。可以合适地调整与作物投入产品分开应用的茉莉酸或相关化合物的配制和时间选择，以提供与本文中所提供的组合物相同的益处。
理解以下实施例并不意图限制本发明的范围。
实施例
实施例1-茉莉酸甲酯与杀虫剂和生物活性剂组合的效应
在基于水的载体中用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）预先配制茉莉酸甲酯（0.02336%（w/v））。根据需要，将Helix 
Figure BDA00003251219100073
（Syngenta，Greensboro，North Carolina）或杀真菌剂包装与茉莉酸甲酯/芽孢杆菌属组合物在罐中混合。杀真菌剂包装与Helix 
Figure BDA00003251219100074
相同，不过没有杀虫剂组分噻虫嗪。将茉莉酸甲酯/芽孢杆菌属组合物以160ml/100kg的比率与或者不与Helix 
Figure BDA00003251219100075
（1500ml/100kg）或杀真菌剂包装（在水中将1200ml/100kg调整至1500ml/100kg的总体积）一起应用于油菜种子。在关键的早期时间选择时期，作图评估跳甲发生率。表1指示了与具有或者不具有单独的茉莉酸甲酯（杀真菌剂包装）或Helix 
Figure BDA00003251219100076
和枯草芽孢杆菌的非杀虫剂处理比较，茉莉酸甲酯与枯草芽孢杆菌以及Helix 
Figure BDA00003251219100077
的性能的互补性（地点Elm Creek，Manitoba，加拿大）。
表1
处理 害虫发生率（%）
杀真菌剂包装/芽孢杆菌属 81.7a
Helix XTra/芽孢杆菌属 45.0c
杀真菌剂包装/芽孢杆菌属+茉莉酸甲酯 60.0b
Helix XTra/芽孢杆菌属+茉莉酸甲酯 43.3c
平均值后面的字母相同表示差异不显著（P=.10,Duncan's New MRT）LSD=8.47
实施例2-顺式茉莉酮与除草剂和生物活性剂组合的效应
以叶面
Figure BDA00003251219100071
应用的推荐时间间隔，将与甘膦酸酯预混合的顺式茉莉酮(以10g/A顺式茉莉酮的比率)与
Figure BDA00003251219100072
（以标记的推荐比率）应用于玉米。此外，将芽孢杆菌属混合物与叶面顺式茉莉酮/草甘膦处理共混合以评估组合活性。表2显示了与独立的
Figure BDA00003251219100081
处理比较，顺式茉莉酮与
Figure BDA00003251219100082
和芽孢杆菌属的组合活性提供了产量优势的显著增加。
表2
Figure BDA00003251219100083
平均值后面的字母相同表示差异不显著（P=.05）
在没有背离本发明范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施方案进行多种修饰和添加。例如，尽管上述实施方案涉及特定的特征，本发明范围还包括具有不同的特征组合的实施方案和并不包括全部上述特征的实施方案。
实施例3-茉莉酸甲酯与杀虫剂和生物活性剂组合的效应
在Helix和/或茉莉酸甲酯（与
Figure BDA00003251219100085
以0.02336%（w/v）预混合为1X溶液）存在的情况下，将杀真菌剂枯草芽孢杆菌组合物
Figure BDA00003251219100086
（Becker Underwood，Ames，Iowa）应用于油菜种子。将茉莉酸甲酯/
Figure BDA00003251219100087
组合物以160ml/100kg的比率与或者不与Helix
Figure BDA00003251219100088
（1500ml/100kg）一起应用于油菜种子。根据指示，改变
Figure BDA00003251219100089
/茉莉酸甲酯组合物，以包含0.2X或5X浓度的茉莉酸甲酯（1X等于0.02336%（w/v））。在关键的早期时间选择时期（如所示的出苗后时期），作图评估跳甲发生率和严重性。表3-5指示了在所示的不同地点，将
Figure BDA000032512191000810
与或者不与茉莉酸甲酯和/或Helix
Figure BDA000032512191000811
一起应用的效果。
表3.Lethbridge，Alberta，加拿大
平均值后面的字母相同表示差异不显著（P=.05，Duncan's New MRT）表4.Vanscoy，Saskatchewan，加拿大
Figure BDA00003251219100092
平均值后面的字母相同表示差异不显著（P=.05，Duncan's New MRT）表5.Elm Creek，Manitoba，加拿大
Figure BDA00003251219100093
平均值后面的字母相同表示差异不显著（P=.05，Duncan's New MRT）
在没有背离本发明范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施方案进行多种修饰和添加。例如，尽管上述实施方案涉及特定的特征，本发明范围还包括具有不同的特征组合的实施方案和并不包括全部上述特征的实施方案。

Claims (20)

1.包含茉莉酸或相关化合物以及作物投入产品的组合物，所述作物投入产品选自杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、杀线虫剂、杀螨剂和芽孢杆菌属细菌的一种或多种。
2.权利要求1的组合物，其中所述茉莉酸或相关化合物是茉莉酸。
3.权利要求1的组合物，其中所述茉莉酸或相关化合物是茉莉酸甲酯。
4.权利要求1的组合物，其中所述茉莉酸或相关化合物是顺式茉莉酮。
5.权利要求1的组合物，其中所述组合物包含一种以上的茉莉酸或相关化合物。
6.权利要求1的组合物，其中所述组合物包含一种以上的作物投入产品。
7.权利要求1的组合物，其中所述作物投入产品包含杀虫剂。
8.权利要求1的组合物，其中所述作物投入产品是芽孢杆菌属细菌。
9.增加作物投入产品的有效性的方法，所述作物投入产品选自杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、杀线虫剂、杀螨剂和芽孢杆菌属细菌的一种或多种，所述方法包括：
a.将所述作物投入产品应用于植物、植物繁殖体或土壤；和
b.将茉莉酸或相关化合物以有效增加所述作物投入产品的有效性的量应用于所述植物、植物繁殖体或土壤。
10.权利要求9的方法，其中同时应用所述作物投入产品和所述茉莉酸或相关化合物。
11.权利要求10的方法，其中将所述作物投入产品和所述茉莉酸或相关化合物以混合物应用。
12.权利要求9的方法，其中将所述作物投入产品和所述茉莉酸或相关化合物应用于植物。
13.权利要求9的方法，其中将所述作物投入产品和所述茉莉酸或相关化合物应用于种子。
14.权利要求13的方法，其中将所述作物投入产品和所述茉莉酸或相关化合物配制为种衣剂。
15.减少有效实现作物投入产品的期望的活性水平的作物投入产品的体积的方法，所述作物投入产品选自杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、杀线虫剂、杀螨剂和芽孢杆菌属细菌的一种或多种，所述方法包括将所述作物投入产品与一定量的茉莉酸或相关化合物组合，所述一定量的茉莉酸或相关化合物有效产生包含所述茉莉酸或相关化合物以及所述作物投入产品的组合物，所述作物投入产品具有有效提供所述作物投入产品的期望活性的减少的体积。
16.在植物中诱导生物防御活性的方法，其包括将包含茉莉酸或相关化合物以及作物投入产品的组合物应用于所述植物。
17.权利要求16的方法，其中所述方法包括一次以上的应用。
18.权利要求17的方法，其中所述方法包括一种以上的组合物。
19.权利要求17的方法，其中所述一次以上的应用包括在植物生长的一个以上阶段的应用。
20.权利要求19的方法，其中所述方法包括应用于种子和出苗后应用。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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