CN103429088B - 包含加强抗真菌活性的精油的控制植物病害的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有杀真菌特性的控制植物病害的组合物，其包括从植物中获得的精油与具有已知的杀真菌特性的药剂的混合物，如碱金属或碳酸铵，及基于铜或其盐的化合物，对于用途，主要地，在栽培植物和收获后中的抗真菌感染的接触保护中，并且也在其它抗真菌的应用中。在所述组合物中，通过上述精油来协同地增强具有已知杀真菌特性的药剂的效果。本发明也涉及所述精油的用途是作为具有已知杀真菌特性的药剂的增效剂。

Description

包含加强抗真菌活性的精油的控制植物病害的组合物
技术领域
本发明涉及具有杀真菌特性的控制植物病害（phytosanitary）的组合物，该组合物包含从植物中获得的精油和具有已知的杀真菌特性的药剂，如碱金属或碳酸氢铵、或基于铜或铜盐的化合物的混合物，主要用于在栽培植物和收获后的抗真菌感染的接触保护中、以及在其它抗真菌中的应用。在这些组合物中由所提及的精油来协同地增强了具有已知的杀真菌特性的药剂的效果。本发明还涉及将这些精油用作具有已知的杀真菌特性的药剂的增强剂。
背景技术
精油是天然分子的复杂的混合物，其基本是从植物中获得。它们是次级代谢产物，通常通过使用有机溶剂提取和随后的浓缩、或通过使用蒸汽随后通过分离水-不溶解相的物理处理来获得它们。通常它们是可溶于有机溶剂的挥发性液体并且具有低于水的密度。
在自然界中它们可以在不同的植物器官尤其是如种子、叶片、花、表皮细胞和果实中合成，并且它们在保护植物抗细菌、病毒或真菌感染中起重要作用。
已知许多植物精油的杀真菌和杀细菌作用，在某些情况下已经达到市场商业化。在这些之中是荷荷巴油（希蒙德木油，jojoba oil）（希蒙德木（Simmondsiacalifornica））、迷迭香油（迷迭香（Rosemarinus officianalis））、百里香油（百里香（T.vulgaris））、印度楝树油（印度楝（A.indica））的澄清的疏水提取物、棉籽油（陆地棉（Gossypium hirsutum））以及大蒜提取物（Dayan,F.E.et al."Natural products in cropprotection".Bioorg.and Med.Chem.17(2009),4022-4034）。
在提取的物质中，精油的化学成分不仅在数量方面不同而且在质量和分子的立体化学类型方面也不同。提取产品可以根据气候、土壤的成分、用于提取的植物器官、和植物的年龄及生长阶段变化。提取产品也取决于所使用的提取方法。
此外，从现有技术中（美国专利US5346704）也已知将无机盐如碱金属主要是锂、钠或钾的碳酸氢盐、以及碳酸氢铵用作杀真菌药剂。使用这些无机盐，尤其是包含碳酸氢根阴离子的那些，对人类健康或对环境并不引起任何风险。
基于铜或其盐的产品的杀真菌性质也是已知的，并且在农业中已经广泛应用了这些性质。在1761年发现了这些溶液抑制真菌在种子上的生长。此后在熟知的制剂如波尔多液中已经使用了铜基杀真菌剂（Copper as a Biocidal Tool.Gadi Borkow and JeffreyGavia.Current Medicinal Chemistry,volume12:2163-2175）。
由于它们的天然来源，植物精油对于在农业中的应用（为了获得健康和无害的产品）是非常吸引人的，因此对于精油，消费者和规章制定者的要求均越来越严格。
因此需要找到具有抗真菌特性的新的控制植物病害（phytosanitary）组合物来保护农作物，包括在收获后期间，其具有最小的次级毒性效应（二级毒性效应，secondarytoxic effects）并且对人类和环境是无害的。
发明内容
本申请人出乎意料地发现当从植物中获得的一些精油与具有已知的抗真菌特性的其它产品（如无机盐，例如碱金属或者碳酸氢铵，和基于铜或其盐的抗真菌的产品）混合时增强了这些化合物的抗真菌特性。
因此本发明的一个目标是提供具有抗真菌特性的控制植物病害的（phytosanitary）组合物，包含：1）从植物中获得一种或多种精油，以及2）具有已知的杀真菌特性的一种或多种药剂。该组合物协同地提高具有已知的抗真菌活性的药剂的抗真菌特性，并且该组合物具有最小的次级毒性效应并且对人类和环境无害。
可以在农业中应用根据本发明的组合物以保护从萌芽至收获阶段的农作物，并且可以在这些农作物、种子、花卉或谷物的存储和运输中使用。同样地另一种可能的应用是在消除攻击涂漆表面的真菌方面以及在屋内和在任何其它应用中保护地毯和织物抵御真菌通过接触来感染。
具体实施方式
在精油类之中，可以在根据本发明的控制植物病害的组合物中使用的精油是百里香油（百里香（Thymus vulgaris））、牛至油（牛至（Origanum vulgaris））、丁香油（丁香（Syzygium aromaticum））、肉豆蔻油（肉豆蔻（Myristica fragrans））、肉桂油（锡兰肉桂（Cinnamomum zeylanicum））、月桂油（月桂（Laurus nobilis））、橙油（甜橙（Citrus xsinensis））、薄荷油（胡椒薄荷（Mentha x piperita））、缬草油（欧缬草（Valerianaofficinalis））、香茅油（亚香茅（Cymbopogon nardos））、薰衣草油（狭叶薰衣草（Lavandaangustifolia））、荷荷巴油（希蒙德木（Simmondsia californica））、迷迭香油（迷迭香（Rosemarinus officianalis））、印度楝树油（印度楝（Azadirachta indica））、棉籽油（陆地棉（Gossypium hirsutum））、或它们的混合物。
尤其是在没有受限于任何理论的情况下，从植物中获得的精油在增强抗真菌活性方面的特性可能是由于这些精油中存在的一些化合物具有已知的活性。因此在本发明的一个实施方式中该控制植物病害的组合物可以包含从根据本发明的精油中分离的活性化合物的混合物，如苯酚的单萜类如香芹酚和百里香酚、烯丙基苯类如丁香酚、单取代的苯酚类如反式-肉桂醛、环状单萜类如柠檬烯、双环单萜类如樟脑萜和直链萜类如橙花醇、任一它们的家族成员和它们的混合物，以及具有已知的杀真菌特性的药剂。由于它们包含的不同活性成分的复杂的混合物，精油的作用机制是多重作用机制。然而已经描述了在这些油类的某些中主要成分的作用特性。在文献中描述最好的是香芹酚在细菌与酵母细胞的生长上的作用特性（The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for actionagainst the food-borne pathogen Bacillus cereus.A.Ultee et al.,Applied andEnvironmental Microbiology,April2002,1561-1568）。根据这些研究，当香芹酚被质子化（在酸性介质中）后它能够穿过细胞膜并且在到达细胞质时释放质子，导致细胞的酸化。这种作用方式并不排除作用的其它可能的模式如增加细胞膜的渗透性或在催化过程时的特异性抑制效应。
在具有已知的杀真菌特性的药剂之中，在根据本发明组合物中可以使用的药剂是碱金属（优选地是锂、钠或钾）的碳酸盐或碳酸氢盐、碳酸铵或碳酸氢铵和基于铜或其盐的杀真菌药剂或它们的混合物。具有已知杀真菌特性的药剂更优选的是碳酸氢钾。
存在于根据本发明的组合物中的精油的量在总组合物的按重量计从0.01%至99.99%的范围内。同样，在根据本发明的组合物中具有已知的杀真菌特性的药剂的量可以在总组合物的按重量计99.99%至0.01%之间变化。
通过本领域中已知的任何混合方法通过将一种或多种精油与具有杀真菌特性的药剂混合来制备根据本发明的组合物。在室温下通常精油是液体，因此该组合物将通常为液体的形式。然而，组合物也可以为液体形式或固体形式，如悬浮液、分散液、乳液、喷雾剂、微胶囊或任何其它类型的混合物，其随着时间推移而保持稳定或者可以将其合并入聚合物、蜡或任何其它类似的载体中。
此外，可以使用根据本发明的控制植物病害的组合物其自身，或者可以用于与本领域中使用的不同的添加剂一起配制控制植物病害的产品，该添加剂提供不同的特性，如表面活化剂、聚合物、碱化剂和pH-控制剂、尤其是配制在农业生产中使用产品中使用的许多其它添加剂。
根据本发明的控制植物病害的组合物落入接触式控制植物病害的药剂的组中，即抗真菌疾病的保护形式是通过接触，组合物残留在植物或水果的不同部位的表面上，外部地保护它抵抗真菌的外部侵袭。
作为液体、粉末或微胶囊，可以通过本领域中已知的任何应用方法，如喷雾法应用根据本发明的控制植物病害的组合物。
根据本发明的杀真菌组合物可以进一步包含肥料，其可以选自包括含有氮和/或磷的化合物如尿素、三聚氰胺、六亚甲基四胺（hexamine）、二氰二胺、三聚氰酸二酰胺（ameline）、三聚氰酸（cyanuric acid）、三聚氰胺硝酸盐、亚磷酸三乙酯等或它们的混合物的组。
根据本发明的组合物还可以包含在农业中使用的具有化学活性和/或生物学活性的任何化合物或产品，如除草剂、杀虫剂、植物生长调节剂等、或它们的混合物。
参考各种实施例在下文中更加详细的描述本发明。然而，这些实施例并不意在限制本发明的技术范围。
实施例
实施例1（比较性的）。仅由KHCO3抑制真菌灰葡萄孢菌（葡萄灰霉菌，Botrytiscinerea）的生长。
在具有不同浓度的KHCO3的PDB（马铃薯右旋糖肉汤）培养基中培养真菌灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）并且%抑制表示与在测试中没有化合物的对照相比其生长被阻止的程度，在本案例中确定的是KHCO3。以下列方式计算%抑制：
%抑制=[(OD对照–ODx)/OD对照]x100
其中OD对照是对照培养物（没有检测化合物）的吸光度而ODx是具有检测物质的培养物的吸光度。在开始培养的24小时后测量液体培养物的吸光度。
获得了以下结果（表I）：
表I.由KHCO3抑制真菌灰葡萄孢菌（B.cinerea）的生长
KHCO3浓度（mM） 0 10 15 20 25 30
抑制（%）±SD 0 34.2±6.7 37.0±11.3 38.8±6.8 39.7±0.7 46.9±2.7
如从上表将会看出的，关于灰葡萄孢菌（B.Cinerea）培养物的抑制，使用10mM至25mM之间的KHCO3浓度获得了相似的结果。然而，在30mM时获得了较大的抑制。
实施例2.（比较性的）。仅由香芹酚来抑制真菌灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）的生长。
以与实施例1相似的方式培养真菌灰葡萄孢菌（B.cinerea），区别是不同浓度的香芹酚，在培养基中使用从牛至的精油中分离的化合物。测量培养物的24小时吸光度并且在表II中示出结果。
表II.由香芹酚抑制灰葡萄孢菌（B.cinerea）的生长
香芹酚浓度（ppm） 0.1 0.31 1 3.1 10 31 100
抑制（%）±SD 0 10.5±7.7 13.7±4.1 22.4±3.4 21.3±5.0 51.4±5.5 74.4±1.1
实施例3.由根据本发明的组合物（香芹酚+KHCO3）来抑制真菌灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）的生长。
以与实施例1相似的方式培养真菌灰葡萄孢菌（B.cinerea），区别是在培养基中使用了不同浓度的香芹酚，并且对于所有的培养物使用固定含量的KHCO3（30mM）。在24小时时测量培养物的吸光度并且在表III中示出结果。
表III.由根据本发明的组合物（香芹酚+KHCO3）抑制灰葡萄孢菌（B.cinerea）的生长
KHCO3浓度（mM） 30 30 30 30 30 30 30
香芹酚浓度（ppm） 0.1 0.31 1 3.1 10 31 100
抑制（%）±SD 86.1±2.2 84.2±3.6 48.9±3.0 52.7±2.6 82.5±3.7 86.5±1.3 91.1±1.1
如将会看出的，低至0.1ppm的香芹酚浓度（其单独抑制效果是零（参见实施例2））有效地加倍了KHCO3的抑制能力，达到了甚至使用对植物有毒的KHCO3浓度水平所不能获得的抑制。
实施例4.氧氯化铜单独对真菌链格孢菌（Alternaria alternata）的抑制效应。
与实施例1相似的方式培养链格孢菌（Alternaria alternata），区别是在培养基中使用了不同浓度的在农业中广泛使用的铜基杀真菌剂氧氯化铜。测量培养物的24小时吸光度并且在表IV中示出结果。
表IV.由氧氯化铜抑制链格孢菌（A.alternata）
氧氯化铜浓度（ppm） 0.1 0.5 1 5 10 15 20
抑制（%）±SD 3.1±6.4 0.0±6.7 9.9±0.9 10.0±8.4 23.1±4.7 37.4±3.6 61.3±6.7
实施例5.仅由香芹酚抑制真菌链格孢菌（Alternaria alternata）。
以与实施例2相似的方式培养链格孢菌（Alternaria alternata）。测量培养物的24小时吸光度并且在表V中示出结果。
表V.通过香芹酚抑制链格孢菌
香芹酚浓度（ppm） 10 31 100 310 1000
抑制（%±SD） 17.7±11 27.2±14 74.6±8 97.2±7 93.0±6.0
实施例6.由根据本发明的组合物（香芹酚+氧氯化铜）抑制真菌链格孢菌（Alternaria alternata）。
以与实施例4相似的方式培养真菌链格孢菌（Alternaria alternata），区别是在培养基中使用不同浓度的香芹酚，并且始终使用固定含量的氧氯化铜（5ppm）。测量培养物的24小时吸光度并且在表VI中示出结果。
表VI.由根据本发明的组合物（香芹酚+氧氯化铜）抑制链格孢菌（A.alternata）
氧氯化铜浓度（ppm） 5 5 5 5 5
香芹酚浓度（ppm） 1 3.1 10 31 100
抑制（%）±SD 1.4±13 26.0±12 34.7±14 53.2±12 85.7±3.6
如将会看出的，35ppm的香芹酚浓度和5ppm的氧氯化铜抑制链格孢菌（A.alternata）的生长高于50%，然而在那个浓度下单独的香芹酚提供27%的抑制而氧氯化铜仅提供10%。
实施例7.仅由KHCO3抑制真菌指状青霉菌（Penicillium digitatum）。
以与实施例1相似的方式培养真菌指状青霉菌（Penicillium digitatum）。测量培养物的24小时吸光度并且在表VII中示出结果。
表VII.由KHCO3抑制指状青霉菌（P.digitatum）
KHCO3浓度（mM） 10 20 30 40 50
抑制（%±SD） 19.4±2.9 19.1±10 19.6±8.9 19.8±2.2 21.9±6.6
如将会看出的，对于不同的KHCO3浓度获得了相同的抑制程度。
实施例8.仅由百里香酚来抑制真菌指状青霉菌（Penicillium digitatum）。
以与实施例1相似的方式培养真菌指状青霉菌（P.digitatum），区别是在培养基中使用了不同浓度的从百里香油中分离的化合物百里香酚。测量培养物的24小时吸光度并且在表VIII中示出结果。
表VIII.仅由百里香酚来抑制指状青霉菌（P.digitatum）
实施例9.由根据本发明的组合物（KHCO3+百里香酚）来抑制真菌指状青霉菌（Penicillium digitatum）。
以与实施例7相似的方式培养真菌指状青霉菌（P.digitatum），区别是在培养基中使用不同浓度的百里香酚，并且始终使用固定浓度的KHCO3（30mM）。测量培养物的24小时吸光度并且在表IX中示出结果。
表IX.由根据本发明的组合物（KHCO3+百里香酚）来抑制指状青霉菌（P.digitatum）
KHCO3浓度（mM） 30 30 30 30 30 30
百里香酚浓度（ppm） 0.31 1 3.1 10 31 100
抑制（%）±SD 58.0±2.1 62.9±8.4 47.1±3.7 56.4±3.7 75.5±1.9 92.6±1.6
将会看出通过将百里香酚添加至KHCO3如何改善结果。使用31ppm的百里香酚仅实现50%的抑制，并且使用30mM的KHCO3实现了20%的抑制。然而，当两种化合物组合时，真菌指状青霉菌（P.digitatum）的生长抑制提高至约75%。

Claims (8)

1.一种具有抗真菌活性的控制植物病害的组合物，由以下组成：1)从植物中获得的一种精油，所述精油是从植物精油中分离的、选自香芹酚或百里香酚的活性化合物，以及2)具有杀真菌特性的药剂，所述具有杀真菌特性的药剂是碳酸氢钾，其中所述香芹酚的浓度是0.1ppm、0.31ppm或10ppm，所述百里香酚的浓度是0.31ppm、1ppm、10ppm或31ppm，且碳酸氢钾的浓度是30mM。
2.根据权利要求1所述的控制植物病害的组合物，其特征在于所述具有杀真菌特性的药剂是接触式杀真菌剂。
3.根据权利要求1或2所述的控制植物病害的组合物，其特征在于所述组合物是液体形式或固体形式，选自悬浮液、分散液、乳液、喷雾剂、微胶囊或其它类型的混合物，其随着时间的推移而保持稳定或者将其掺合在聚合物或蜡中。
4.根据权利要求1或2所述的控制植物病害的组合物，其特征在于所述控制植物病害的组合物与尤其选自表面活性剂、聚合物、碱化剂、pH控制剂的添加剂一起配制。
5.根据权利要求1或2所述的控制植物病害的组合物，其进一步包含选自包括含氮和/或磷的化合物或它们的混合物的组中的肥料，所述含氮和/或磷的化合物选自尿素、三聚氰胺、六亚甲基四胺、双氰胺、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸、三聚氰胺硝酸盐、磷酸三乙酯。
6.根据权利要求1或2所述的控制植物病害的组合物，其进一步包括在农业中使用的具有化学活性和/或生物学活性的化合物或产品，所述化合物或产品选自除草剂、杀虫剂、植物生长调节剂、或它们的混合物。
7.在根据权利要求1至6中任一项所述的控制植物病害的组合物中使用的从植物中获得的精油作为具有杀真菌特性的药剂的杀真菌活性的增效剂的用途，所述精油是从植物精油中分离的、选自香芹酚或百里香酚的活性化合物，所述具有杀真菌特性的药剂是碳酸氢钾，其中所述香芹酚的浓度是0.1ppm、0.31ppm或10ppm，所述百里香酚的浓度是0.31ppm、1ppm、10ppm或31ppm，且碳酸氢钾的浓度是30mM。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物用于制备具有杀真菌特性的健康产品制剂的用途。
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