CN109475119A - 木质素级分作为抗植物病原剂的用途以及包含木质素级分的抗植物病原组合物 - Google Patents

木质素级分作为抗植物病原剂的用途以及包含木质素级分的抗植物病原组合物 Download PDF

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Abstract

公开了木质素级分作为抗植物病原剂的用途、包含木质素级分的抗植物病原组合物、以及保护植物以抗植物病原体的方法。

Description

木质素级分作为抗植物病原剂的用途以及包含木质素级分的 抗植物病原组合物
描述
发明领域
本发明涉及木质素级分作为抗植物病原剂(anti-phytopathogenic agent)的用途、包含木质素级分的抗植物病原组合物、以及保护植物以抗植物病原体的方法。
现有技术
植物疾病很难能够被诊断。经常，它们表现出与完全健康的植物相同的症状。当植物患病时，这是因为细菌、真菌或病毒。
细菌
并非所有细菌都对植物和土壤有害。然而，存在约200种类型的在植物中引起疾病的细菌。它们在温暖和潮湿的环境中是最活跃的。存在细菌感染的若干症状。一种是叶斑。在这种情况下，攻击植物的细菌产生杀死周围植物细胞的有毒化学物质。然后，植物通过杀光周围植物细胞来防御性地做出反应，从而与被感染的细胞隔离。在某些情况下，这些死细胞区域脱落，在叶子中形成看起来像“弹孔”的东西。
细菌可以阻碍植物向植物的其余部分输送水和营养的能力。最终，植物开始枯萎或下垂。此过程可以快速发生并且在一天内发生。
其他症状导致植物组织衰退，例如处于溃疡病和软腐病，这是由死亡的植物组织产生的凹陷区域。在其他情况下，异常增长是症状，被称为瘿。植物通过快速产生大量的新细胞来响应这些细菌入侵。
细菌可以若干方式来传播，包括昆虫、飞溅的水、其他患病植物、或工具。细菌通过经由损伤或切割的微小开口进入植物，但也通过植物本身中的天然开口进入植物。
一旦植物被感染，它们可能很难控制。
真菌
像细菌一样，更多的真菌实际上是好的，但是不同于细菌，存在成千上万的对植物有害的真菌。由于真菌存在于土壤中和地面之上，真菌攻击的症状可以出现在地面之上和地面之下。这些症状包括腐烂或死亡的根、或者地面之下的根上的大的肿胀。在土壤水平面，新的幼苗茎可能腐烂并翻转。在土壤线之上，植物可能表现出叶斑、霉变(叶子上的白色或灰色粉末状斑点)、锈斑和枯萎。
真菌孢子是非常小且轻的，并且可以通过空气迁移很远的距离以传染其他植物或树木。它们还通过水、动物和昆虫、以及人来传播。
病毒
即使病毒有时可能是有益的，但在大多数情况下，它们不是有益的。在它们作为问题出现之前，它们可以持续很多年，并且当它们出现时，它们通常以几种主要方式中的一种方式显现。首先，植物叶子可能呈现黄色，或者它们可能呈现为黄色、浅绿色或白色的马赛克斑点。接下来，植物可能呈现发育不足。此外，这些植物经常是异形的或畸形的。具体来说，叶子可能是卷曲的、肿胀的或起皱的，或者它们可能是异常狭窄的。
不同于细菌和真菌，病毒不通过水或风传播。相反，他们必须亲自进入植物。病毒的最常见的载体之一是昆虫。昆虫食用受感染的植物，并且当它们再次进食时将病毒传输到健康的植物。其他方式包括植物繁殖、被人类接触和受感染的种子。
不幸的是，一旦被感染，就没有用于消除病毒的化学处理。一旦检测到，你必须移除所有可疑的植物。虽然这可能看起来像是严厉的措施，但这是减少持续传播的最有效的方法。
因此，感觉需要有效地对抗这些微生物，而同时保护植物和环境以及对使用者是易于使用和安全的。
发明概述
上述目的已经通过如权利要求1所述的木质素级分作为抗植物病原剂的用途被实现。
关于这一点，本发明还涉及保护植物以抗植物病原体的方法，所述方法包括以下步骤：
i)提供本发明的木质素级分，以及
ii)将木质素级分应用至植物或植物土壤。
在另一方面中，本发明涉及包含所述木质素级分和合适的农用化学添加剂的抗植物病原组合物。
在另外的方面中，本发明还涉及保护植物以抗植物病原体的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供本发明的抗植物病原组合物，以及
b)将抗植物病原组合物应用至植物或植物土壤。
本发明的特征和优点从以下的详述以及从被提供用于说明性目的的工作实施例将变得明显。
发明详述
因此，本发明的主题是木质素级分作为抗植物病原剂的用途，其中所述木质素级分包含具有按照通过尺寸排阻色谱法测量的高达6,000道尔顿的重均分子量的片段。
木质素是一类复杂的有机聚合物，其在一些藻类、维管植物，包括它们的树皮、以及草本植物，例如木材(即软木和硬木)、所有谷物的秸秆、甘蔗渣、草、亚麻、黄麻、大麻或棉花的支持组织中形成重要的结构材料。木质素还可以有矿物来源，例如泥炭、风化褐煤和煤。
化学上，木质素是由许多不同的键连接的苯基丙烷单元的非常不规则的、随机交联的聚合物，具有20,000道尔顿或更高的重均分子量。所述聚合物是三种类苯基丙烷(phenylpropanoid)单体前体即松柏醇、芥子醇(synapyl alcohol)和香豆醇(coumarylalcohol)的酶介导的脱氢聚合的结果。
松柏醇存在于所有物种中并且是针叶树(软木)的主要单体。落叶(硬木)物种含有高达40％的丁香醇单元，而草和农作物还可能含有香豆醇单元。
包含最重要的键合模式的代表性和说明性的木质素片段(I)在下文示出：
木质素可以根据其原始生物质来源被分类为软木木质素和硬木木质素。
可以是用于获得相关木质素级分的合适的起始材料的原始生物质来源是任何木质素，包括基本上纯的木质素以及硫酸盐木质素、生物质来源的木质素、来自碱法制浆工艺的木质素、来自烧碱法的木质素、来自有机溶剂制浆(organosolv pulping)的木质素及其任意组合。
对于措辞“基本上纯的木质素”，应理解为至少90％纯的木质素、优选地至少95％纯的木质素，剩余物为提取物和诸如半纤维素的碳水化合物以及无机物。
对于措辞“硫酸盐木质素”，应理解为源自硫酸盐黑液的木质素。黑液是硫酸盐制浆工艺中使用的木质素残余物、半纤维素和无机化学品的碱性水溶液。来自制浆工艺的黑液包含以各种比例的、源自不同软木物种和硬木物种的组分。木质素可以通过包括例如沉淀和过滤的不同的技术从黑液中分离。木质素通常在低于11-12的pH值开始沉淀。可以使用不同的pH值，以便沉淀具有不同性质的木质素级分。这些木质素级分可以通过分子量分布例如Mw和Mn、多分散性、半纤维素和提取物含量、无机材料的含量而彼此不同。沉淀的木质素可以使用酸性洗涤步骤从无机杂质、半纤维素和木材提取物中纯化出来。可以通过过滤来实现进一步纯化。
可选择地，将木质素从纯生物质中分离。分离过程可以从用强碱液化生物质开始，随后是中和过程。在碱处理之后，木质素可以以与上文所示的类似的方式被沉淀。
可选择地，从生物质分离木质素包括酶处理的步骤。酶处理改变了待从生物质提取的木质素。从纯生物质中分离的木质素基本上不含硫(硫含量小于3％)，并因此在进一步加工中是有价值的。
优选地，如此分离的木质素还经历解聚工艺，以便进一步降低片段的重均分子量。
优选地，如此分离的木质素还经历解聚工艺，以便进一步降低片段的重均分子量和数均分子量。
合适的解聚工艺包括碱催化解聚、酸催化解聚、金属催化解聚、离子液体辅助解聚和超临界流体辅助木质素解聚。
在优选的实施方案中，所述木质素级分通过碱催化解聚获得。
优选地，所述木质素级分通过在低于300℃的温度和低于30MPa的压力使分离的木质素经历碱催化解聚来获得。
通过添加诸如NaOH、KOH、Ca(OH)2、LiOH、K2CO3或其混合物的碱，将pH设定在11和14之间。
为了本发明的目的，木质素级分中片段的重均分子量(Mw)通过尺寸排阻色谱法(或‘SEC’)测量。SEC采用存在于珠粒孔隙中的停滞液体作为固定相，并且采用流动液体作为流动相。因此，流动相可以在珠粒之间流动，并且还可以流入和流出珠粒中的孔隙。分离机理是基于溶液中聚合物分子的尺寸。较大的分子将首先洗脱。可以进入珠粒中的许多空隙的小分子花费很长时间才能通过柱，并因此缓慢地离开柱。为了确定聚合物样品的组分的分子量，必须进行用已知重量的标准聚合物校准。然后将来自未知样品的值与校准图进行比较。保留时间取决于使用的柱材料、洗脱液以及使用的标准品与样品相比有多相似。在本发明中，洗脱液优选为0.1M NaOH。
如在实施例中将示出的，本发明的木质素级分出乎意料地和令人惊讶地被证明为对于对抗感染植物和作物的植物病原体是非常有效的，即使在适当低的浓度。
为了本发明的目的，术语“植物病原体”是指寄生在植物宿主上从而引起土传病害或感染的生物体，所述生物体是细菌、真菌、卵菌(oomycetes)或病毒。
术语“植物”表示一种或更多种可以被种植和收获用于获利或生存的植物，因此包括农作物、谷物、蔬菜、水果和花卉，以及一种或更多种可以被种植和收获用于园艺或个人用途的植物。
术语“植物土壤”表示植物生长的土壤、或植物被播种的土壤、或植物将被播种的土壤，因此包括土地、田地和无土介质，例如以溶液培养和水培法形式。
特别地，此木质素级分可被用作对抗细菌、真菌、卵菌或病毒的抗植物病原剂。
在这一点上，此木质素级分可被用作对抗细菌例如梨火疫病病原菌(Erwiniaamylovora)、丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)、树生黄单胞菌(Xanthomonasarboricola)、野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)的抗植物病原剂，
对抗致病真菌例如灰霉菌(Botrytis cinerea)、甜菜褐斑病菌(Cercosporabeticola)、小麦叶枯病菌(Zymoseptoria tritici)、腐皮镰刀菌(Fusarium solani)、茄链格孢菌(Alternaria solani)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、褐腐病菌(Monilialaxa)、草坪草炭疽病(Anthracnose of turfgrass)、苹果白粉病(Apple powderymildew)、苹果黑星病(Apple scab)、黑癌病(Black knot)、黑叶斑病(Black sigatoka)、油菜黑腿病(Blackleg of oilseed rape)、核果褐腐病(Brown rot of stone fruits)、草坪草币斑病(Dollar spot of turfgrass)、荷兰榆树病(Dutch elm disease)、马铃薯和番茄早疫病(Early blight of Potato and Tomato)、裸麦麦角病(Ergot of rye)、赤霉病(Fusarium head blight)、西瓜和其它葫芦科植物的枯萎病(Fusarium wilt ofwatermelon and other cucurbits)、核果溃疡病(Leucostoma canker of stonefruits)、黑点根腐病(Monosporascus root rot)、僵果病(Mummy Berry)、稻瘟病(Riceblast)、小麦壳针孢叶枯病(STB)(Septoria tritici blotch(STB)of wheat)、大豆猝死综合症(Sudden death syndrome of soybean)、全蚀病(Take-all root rot)、谷物的褐斑病(Tan spot of cereals)、黄萎病(Verticillium wilt)、白霉病(White mold)(核盘菌)(Sclerotinia)、蜜环菌根病(Armillaria root disease)、蜜环菌根腐病(shoestringroot rot)、褐根腐病(Brown root rot)、咖啡锈病(Coffee rust)、玉米黑粉病(Commonsmut of corn)、黄花菜锈病(Daylily rust)、草坪草丝核菌属病(Rhizoctonia diseasesof turfgrass)、白绢病(Southern blight)、南方茎枯病(southern stem blight)、白霉病(white mold)、大豆锈病(Soybean rust)、小麦秆锈病(Stem rust of wheat)、小麦光腥黑穗病(Stinking smut of wheat)、小麦秆锈病(Wheat Stem Rust)、白松疱锈病(Whitepine blister rust)的抗植物病原剂，
对抗卵菌例如致病疫霉菌(Phytophthora infestans)、葡萄霜霉病菌(Plasmopara viticola)、豆科植物的丝囊菌根腐病或普通根腐病(Aphanomyces root rotor common root rot of legumes)、烟草黑茎病(Black shank of tobacco)、葫芦科植物霜霉病(Downy mildew of cucurbits)、葡萄霜霉病(Downy mildew of grape)、马铃薯和番茄晚疫病(Late blight of potato and tomato)、葫芦科植物的疫病(Phytophthorablight of cucurbits)、大豆疫霉根腐病和茎腐病(Phytophthora root and stem rot ofsoybean)、草坪草腐霉枯萎病(Pythium blight of turfgrass)、橡树突然死亡和枯萎病(Sudden oak death and ramorum blight)、芋头叶枯病(Taro leaf blight)、草坪草快速枯萎病(Rapid Blight of Turfgrass)的抗植物病原剂，以及
对抗包括类病毒生物体和病毒样生物体的病毒的抗植物病原剂。大多数植物病毒具有小的单链RNA基因组。然而，某些植物病毒还具有双链RNA基因组或者单链或双链DNA基因组。这些基因组可以只编码三种或四种蛋白质:复制酶、外壳蛋白、移动蛋白，以便允许通过胞间连丝的细胞间移动，并且有时编码允许通过载体传输的蛋白质。植物病毒可具有更多种蛋白质并采用许多不同的分子翻译方法。
植物病毒通常通过载体在植物间传播，但还发生机械转播和种子传播。载体传播通常经由昆虫(例如蚜虫)，但是一些真菌、线虫和原生动物已被证明是病毒载体。在许多情况下，昆虫和病毒对病毒传播是特异性的，例如在若干种作物植物中传播引起疾病的曲顶病毒的甜菜叶蝉。
优选地，所述木质素级分包含具有高达5,500道尔顿的重均分子量的片段。
在优选的实施方案中，所述木质素级分包含具有高达5,000道尔顿的重均分子量的片段。
在一些实施方案中，所述木质素级分包含具有低至90道尔顿的重均分子量的片段。
在优选的实施方案中，所述木质素级分包含具有90道尔顿至6,000道尔顿的重均分子量、优选地具有90道尔顿至5,500道尔顿的重均分子量、更优选地具有90道尔顿至5,000道尔顿的重均分子量的片段。
优选地，在这些实施方案中，所述片段包含基于重量平均(weight average)的多达33个苯基丙烷单元，更优选地基于重量平均的多达28个苯基丙烷单元。
三种类苯基丙烷单体前体的分子量在香豆醇的150Da、松柏醇的180Da和丁香醇的210g/mol之间变化。因此，平均重量为180Da并且此值被用作“苯基丙烷单元”。将Mw值除以180Da，从而获得基于重量平均的苯基丙烷单元数。
特别优选的实施方案是其中所述木质素级分包含具有90道尔顿至5,000道尔顿的重均分子量和基于重量平均的1至28个苯基丙烷单元的片段的那些。
在其它实施方案中，木质素级分包含具有高达2,000道尔顿的数均分子量(Mn)的片段。
为了本发明的目的，木质素级分中的片段的数均分子量(Mn)通过尺寸排阻色谱法测量。优选地，木质素级分包含具有高达1,500道尔顿的数均分子量(Mn)的片段。
不希望受到任何理论的束缚，据信较低的数均分子量意味着更活泼的分子。这提出了以下考虑：较低的分子量意味着较小的片段，且较小的片段意味着较少交联的/较短的片段，并且较少交联的/较短的片段意味着其上较高数目的游离官能团，从而是更具反应性的片段。
此外，据信较小的分子可以容易地穿过植物病原体的细胞膜并在其中扩散，从而显著提高木质素级分的整体有效性。
优选地，在这些实施方案中，所述片段包含基于数量平均的多达15个苯基丙烷单元，更优选地，基于数量平均的多达9个苯基丙烷单元。
三种类苯基丙烷单体前体的分子量在香豆醇的150Da、松柏醇的180Da和丁香醇的210g/mol之间变化。因此，平均重量为180Da并且此值被用作“苯基丙烷单元”。将Mn值除以180Da，从而获得基于数量平均的苯基丙烷单元数。
在优选的实施方案中，所述木质素级分包含具有90道尔顿至5,000道尔顿的重均分子量(Mw)的片段，以及具有高达1,500道尔顿的数均分子量(Mn)的片段。
更优选地，所述木质素级分包含具有90道尔顿至5,000道尔顿的重均分子量(Mw)和基于重量平均的1至28个苯基丙烷单元的片段，以及具有高达1,500道尔顿的数均分子量(Mn)和基于数量平均的多达11个苯基丙烷单元的片段。
在另外的实施方案中，木质素级分具有2至6的多分散性指数(PDI)。
多分散性指数(PDI)或不均匀性指数或者简单地分散度是给定的聚合物样品中分子质量分布的量度。PDI是重均分子量(Mw)除以数均分子量(Mn)。它指示在一批聚合物中单个分子质量的分布。
特别优选的实施方案是其中所述木质素级分包含具有90道尔顿至5,000道尔顿的重均分子量(Mw)和基于重量平均的1至28个苯基丙烷单元的片段的那些，并且其中所述木质素级分具有2至6的多分散性指数。
特别优选的实施方案还是其中所述木质素级分包含具有高达2,000道尔顿的数均分子量(Mn)和基于数量平均的多达11个苯基丙烷单元的片段的那些，并且其中所述木质素级分具有2至6的多分散性指数。
最优选的实施方案是其中所述木质素级分包含具有90道尔顿至5,000道尔顿的重均分子量(Mw)和基于重量平均的1至28个苯基丙烷单元、高达2,000道尔顿的数均分子量(Mn)和基于数量平均的多达11个苯基丙烷单元的片段的那些，并且其中所述木质素级分具有2至6的多分散性指数。
木质素级分即使在非常少量时，即在低于20,000克/公顷、优选地低于5,000克/公顷的量、更优选地2,000-4,000克/公顷的量时是有效的。
木质素级分可以呈固体或液体形式。
当木质素级分呈固体形式时，所述固体形式可以是片、小片(mini-tablet)、微片(micro-tablet)、颗粒、微颗粒、丸粒、多颗粒、微粉化颗粒或粉末。
当木质素级分呈液体形式时，所述液体形式是溶剂溶液。
合适的溶剂是水、二醇、醇、多元醇、醛、酮、有机酸、DMSO及其组合。
优选的溶剂是水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、烯丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、聚乙二醇(PEG)、苄醇、甘油、丙酮、乳酸、聚乳酸、DMSO、及其混合物。
更优选的溶剂是水、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、聚乙二醇(PEG)、及其混合物。
在最优选的实施方案中，溶剂是水。
优选地，木质素级分作为抗植物病原剂以小于1,000g/100l溶剂、更优选地小于500g/100l溶剂的浓度被使用。
本发明还涉及保护作物以抗植物病原体的方法，所述方法包括以下步骤：
i)提供如上文描述的木质素级分，
ii)将木质素级分应用至植物或植物土壤。
在步骤i)中，如上所述，木质素级分以固体形式或液体形式提供。
在步骤ii)中，木质素级分可以原样应用，即以步骤i)中提供的形式应用，或者可以在水中初步稀释。
在一些实施方案中，在步骤ii)中，木质素级分呈固体形式，例如呈粉末形式，并以原样散布在植物或植物土壤上。
在其它实施方案中，在步骤ii)中，木质素级分的应用通过以下来进行：在水中稀释步骤i)中提供的木质素级分，并且将所得溶液在植物发育期间的不同时间处根据病原体生长的参数喷洒在植物上、或例如在播种前或播种后喷洒在植物土壤上。更优选地，木质素级分以小于1,000g/100l水、优选地小于500g/100l水的浓度稀释在水中。
优选地，木质素级分一年至少应用一次。
更优选地，木质素级分一年1-10次应用至植物。
在该方法的优选实施方案中，步骤ii)中的木质素级分以低于20,000克/公顷、优选地低于5,000克/公顷的量，更优选地以2,000-4,000克/公顷的量应用至植物。在特别优选的实施方案中，步骤ii)的木质素级分以3,000克/公顷的量应用至植物。
更优选地，木质素级分一年1-3次应用至植物土壤。
在该方法的优选的实施方案中，步骤ii)的木质素级分以低于100,000克/公顷、优选地低于50,000克/公顷的量，更优选地以20,000-40,000克/公顷的量应用至植物土壤。在特别优选的实施方案中，步骤ii)的木质素级分以30,000克/公顷的量应用至植物土壤。
木质素级分可以如上所述原样使用，因此直接使用在植物或植物土壤上，或者可以配制成组合物。
在这点上，在另一方面中，本发明还涉及一种抗植物病原组合物，该抗植物病原组合物包含用于如上所述用途的木质素级分和合适的农用化学添加剂。
所述抗植物病原组合物可以呈固体或液体形式。
当抗植物病原组合物呈固体形式时，所述固体形式可以是片、小片、微片、颗粒、微颗粒、丸粒、多颗粒、微粉化颗粒或粉末。
当抗植物病原组合物呈固体形式时，所述固体形式包含高达99wt％的木质素级分，优选地5-90wt％的木质素级分。
当抗植物病原组合物呈液体形式时，所述液体形式可以是溶液、乳液、分散体、悬浮液、凝胶、液滴或喷雾。
当抗植物病原组合物呈液体形式时，所述液体形式包含高达50wt％的木质素级分，优选地1-25wt％的木质素级分。这意味着该组合物是浓缩物，该浓缩物在用于植物或植物土壤上之前可以在水中被适当地稀释。
合适的农用化学添加剂是pH调节剂、酸度调节剂、水硬度调节剂、矿物油、植物油(vegetal oil)、肥料、叶肥(leaf manure)、乳化剂、增粘剂、湿润剂、及其组合。
抗植物病原组合物还可以包含溶剂。
合适的溶剂是水、二醇、醇、多元醇、醛、酮、有机酸、DMSO、及其组合。
优选的溶剂是水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、烯丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、聚乙二醇(PEG)、苄醇、甘油、丙酮、乳酸、聚乳酸、DMSO、及其混合物。
更优选的溶剂是水、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、聚乙二醇(PEG)、及其混合物。
上述抗植物病原组合物可用于保护植物以抗植物病原体的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供本发明的抗植物病原组合物，以及
b)将抗植物病原组合物应用至植物或植物土壤。
在步骤a)中，如上所述，抗植物病原组合物以固体或液体形式提供。
在步骤b)中，抗植物病原组合物可以原样应用，即以步骤a)中提供的形式应用，或者可以在水中初步稀释。
在一些实施方案中，在步骤b)中，抗植物病原组合物呈固体形式，例如呈粉末形式，并以原样散布在植物或植物土壤上。
在其它实施方案中，在步骤b)中，抗植物病原组合物的应用是通过以下来进行的：首先在水中稀释组合物，并且然后将所得溶液在植物发育期间的不同时间处根据病原体生长的参数喷洒在植物上、或例如在播种前或播种后喷洒在植物土壤上。更优选地，在步骤b)中，组合物在水中的稀释导致小于1,000g/100l水、优选地小于500g/100l水的木质素级分浓度。
优选地，抗植物病原组合物一年至少应用一次。
更优选地，抗植物病原组合物一年1-10次应用至植物。
在该方法的优选实施方案中，将步骤b)的抗植物病原组合物应用至植物，以便实现低于20,000克/公顷、优选地低于5,000克/公顷的木质素级分量，更优选地2,000-4,000克/公顷的量。在特别优选的实施方案中，将步骤b)的抗植物病原组合物应用至植物，以便实现3,000克/公顷的木质素级分量。
更优选地，抗植物病原组合物一年1-3次应用至种植土壤。
在该方法的优选实施方案中，将步骤b)的抗植物病原组合物应用至植物土壤，以便实现低于100,000克/公顷、优选地低于50,000克/公顷的木质素级分量，更优选地20,000-40,000克/公顷的量。在特别优选的实施方案中，将步骤b)的抗植物病原组合物应用至植物土壤，以便实现30,000克/公顷的木质素级分量。
应理解的是，被认定为对于木质素级分的用途是优选的和有利的的所有方面应当被认为类似地还对于保护植物的方法、抗植物病原组合物、及其用途是优选的和有利的。
还应理解的是，如上文报告的本发明的木质素级分的用途以及保护植物的方法、抗植物病原组合物、及其用途的优选方面的所有组合据此被认为被公开。
下文是为了说明性目的而提供的本发明的工作实施例。
实施例
这些实施例中的Mw和Mn已经通过尺寸排阻色谱法根据以下程序被测量。
试剂和材料
-洗脱液：0.1M NaOH，流量0.5ml/min
-对RI检测器的校准：普鲁兰(Pullulan)标准品，Mp：100,000-1,080(六个标准品)，其中Mp是峰值最大分子量
-对紫外检测器(280nm)的校准：PSS标准品，聚苯乙烯磺酸钠盐，Mp 65,400–891(六个标准品)。将标准品溶于超纯水中，浓度应为约5mg/ml。注射体积是20μl。
-质控样品：使用具有已知Mw分布的木质素。
设备和仪器
-Dionex Ultimate 3000自动进样器、柱室和泵
-Dionex Ultimate 3000二极管阵列探测器
-反射指数检测器：Shodex RI-101
-柱：PSS MCX柱：预柱和两个分析柱：和柱材料是磺化二乙烯基苯共聚物基质。
-针筒过滤器0.45μm，以及用于STD样品的玻璃样品瓶。样品过滤：
Mini-Uniprep无针筒过滤器(syringeless filter)装置PTFE或尼龙，0.45μm。对于预过滤，如果需要，5μm针筒过滤器。
-量瓶
程序
-洗脱液的制备
理想地，用于制备洗脱液的水应当是低电阻率(18MΩ·cm或更好)的高品质去离子水，其含有尽可能少的溶解的二氧化碳。水必须没有生物污染物(例如细菌和霉菌)和颗粒物质。
-针头用10％甲醇-水洗涤
-液体样品
将强碱性液体样品1:100稀释，并用PTFE针筒过滤器(0.45μm)过滤至小瓶。将固体木质素样品稀释并溶解至0.1M NaOH中，并用PTFE、0.45μm针筒过滤器过滤。将准备好的样品装载到自动进样器中。注射体积是20μl。在样品之后，注射1M NaOH作为清洁柱的样品。
仪器参数：
-流量0.5ml/min
-洗脱液0.1M NaOH
-柱温箱温度：30℃
-等度运行
-运行时间48分钟
-固体样品
如果需要，将固体样品(木质素)在60℃的烘箱中干燥过夜。将约10mg称重到10ml量瓶中。将样品溶解并稀释到0.1M NaOH溶液中，并填充到刻度。将样品用PTFE，0.45μm过滤器过滤。如果样品没有适当溶解，可以将其放入超声波水浴中或可以通过5μm针筒过滤器过滤样品。
-用于校准的标准样品
将约50mg的每个标准品称重到10ml量瓶中，并且加入超纯水并填充到刻度。将标准品用PTFE 0.45μm针筒过滤器过滤。运行校准样品后，校准结果将在处理方法中进行整合和处理，并被保存。校准是线性一阶校准。
-质控样品
对于木质素样品，将具有已知Mw分布的木质素用作质控样品。将木质素溶解到0.1M NaOH中并且浓度为约1mg/ml。
实施例1.
以下木质素级分已经从硫酸盐黑液中提取，所述木质素级分具有以下特征：
>95％的总固体
单一物种：南方松(Southern Pine)
Mw 4400-5000Da(24-28个苯基丙烷单元)
Mn 1200-1300Da(6-7个苯基丙烷单元)
OH基团的结构：
实施例1a.
将100g的上述木质素级分(10％w/w)与840g的1,3-丙二醇和60g的NH4OH(30％的溶液)热混合。
将混合物冷却到室温并随后滤出，从而获得黑色溶液(简称为“OX11”)。
实施例1b.
将100g的上述木质素级分(10％w/w)与840g的1,3-丙二醇和60g的NaOH(30％的溶液)热混合。
将混合物冷却到室温并随后滤出，从而获得黑色溶液(简称为“OX10”)。
实施例2.
使从山毛榉木材(欧洲山毛榉(Fagus sylvatica))获得的有机溶剂木质素经历碱催化解聚(“BCD”)。将BCD工艺在280℃和250巴、在pH 12-14运行8分钟。所得木质素产物由液体级分和固体级分组成。
然后分离这些级分。
液体木质素级分是油并且具有以下特征：
单一物种：欧洲山毛榉
Mw 100-300Da(1-2个苯基丙烷单元)
固体木质素级分具有以下特征:
单一物种：欧洲山毛榉
Mw 800-1,500Da(4-8个苯基丙烷单元)
Mn 300-700Da(2-4个苯基丙烷单元)
OH基团的结构：
实施例2a.
将50g的上述油性木质素级分(5％w/w)与950g的1,3-丙二醇混合，并在40℃-50℃加温。
将混合物冷却至室温，从而获得粘性溶液(简称为“LMW12”)。
实施例2b.
将100g的上述固体木质素级分(10％w/w)与800g的1,3-丙二醇和100g的NH4OH(30％的溶液)热混合。
将混合物冷却到室温并随后滤出，从而获得黑色溶液(简称为“LMW11”)。
实施例2c.
将100g的上述固体木质素级分(10％w/w)与835g的1,3-丙二醇和65g的KOH(20％的溶液)热混合。
将混合物冷却到室温并随后滤出，从而获得黑色溶液(简称为“LMW10”)。
实施例3.
通过用肉汤微稀释方法(broth microdilution method)的抗微生物敏感性的体外测试(CLSI方案-临床和实验室标准协会)评估实施例1-2的产物的抗植物病原活性。在多孔板中确定七种产物(空白、LMW 12、LMW 11、LMW 10、OX 12、OX 11和OX 10)的最小抑制浓度(MIC)，其中空白仅是1,3-丙二醇。
在下文列出的微生物(细菌和真菌)上测试产物的抗植物病原活性：
特异性筛选生物防治(Specific screening biocontrol)
结果
测试产物的pH已测量并记录如下：
产物 pH
空白 5.7
LMW12 3.4
LMW11 10.5
LMW10 7.0
OX11 10.3
OX10 13.1
由于此参数的高可变性以及由于对所考虑的微生物的生长性能的可能的高的影响，已经建立了若干试验，在没有任何校正的情况下测试化合物，并将pH调节到7或8。
所有测试已经以三份进行，给出非常类似的抑制结果。
结果总结在下文的表中。
总之，下表表示活性的等级：
梨火疫病病原菌 野油菜黄单胞菌 树生黄单胞菌
LMW12 **** **** ***
LMW11 **** *** **
LMW10 *** *** ***
OX11 *** *** **
OX10 *** *** **
腐皮镰刀菌 褐腐病菌 茄链格孢菌 灰霉菌
LMW12 ** ** **** ***
LMW11 ** ** ** ***
LMW10 ** ** ** ***
OX11 ** ** ** **
OX10 * ** ** **
上文的星号代表对于每种产物，细菌/真菌被抑制的木质素级分的最小浓度(μg/ml)的范围：
*＝从250,000至6,250；
**＝从4,690至780；
***＝从590至90；
****＝从73到12。

Claims (20)

1.木质素级分作为抗植物病原剂的用途，其中所述木质素级分包含具有按照通过尺寸排阻色谱法测量的高达6,000道尔顿的重均分子量的片段。
2.如权利要求1所述的用途，其中所述木质素级分是对抗细菌、真菌、卵菌或病毒的抗植物病原剂。
3.如权利要求1或2所述的用途，其中所述木质素级分包含具有高达5,500道尔顿、优选地高达5,000道尔顿的重均分子量的片段。
4.如权利要求1-3中任一项所述的用途，其中所述木质素级分具有2至6的多分散性指数。
5.如权利要求1-4中任一项所述的用途，其中所述木质素级分以小于1,000g/100l水、优选地小于500g/100l水的浓度被使用。
6.一种保护植物以抗植物病原体的方法，所述方法包括以下步骤：
i)提供木质素级分，所述木质素级分包含具有按照通过尺寸排阻色谱法测量的高达6,000道尔顿的重均分子量的片段，以及
ii)将所述木质素级分应用至植物或植物土壤。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述木质素级分包含具有高达5,500道尔顿、优选地高达5,000道尔顿的重均分子量的片段。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中所述木质素级分具有2至6的多分散性指数。
9.如权利要求6-8中任一项所述的方法，其中步骤i)的所述木质素级分是以小于1,000g/100l水、优选地小于500g/100l水的浓度。
10.如权利要求6-9中任一项所述的方法，其中步骤ii)中的所述木质素级分以低于20,000克/公顷、优选地低于5,000克/公顷的量应用至植物，或者步骤ii)中的所述木质素级分以低于100,000克/公顷、优选地低于50,000克/公顷的量应用至植物土壤。
11.一种抗植物病原组合物，包含木质素级分和农用化学添加剂，所述木质素级分包含具有按照通过尺寸排阻色谱法测量的高达6,000道尔顿的重均分子量的片段。
12.如权利要求11所述的抗植物病原组合物，其中所述木质素级分包含具有高达5,500道尔顿、优选地高达5,000道尔顿的重均分子量的片段。
13.如权利要求11或12所述的抗植物病原组合物，其中所述木质素级分具有2至6的多分散性指数。
14.如权利要求11-13中任一项所述的抗植物病原组合物，包含以高达500克每千克所述组合物本身、优选地10-250克每千克的量的所述木质素级分。
15.如权利要求11-14中任一项所述的抗植物病原组合物，还包含选自以下的溶剂：水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、烯丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、聚乙二醇(PEG)、苄醇、甘油、DMSO、及其混合物。
16.一种保护植物以抗植物病原体的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供抗植物病原组合物，所述抗植物病原组合物包含木质素级分和农用化学添加剂，所述木质素级分包含具有按照通过尺寸排阻色谱法测量的高达6,000道尔顿的重均分子量的片段，以及
b)将所述抗植物病原组合物应用至植物或植物土壤。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述木质素级分包含具有高达5,500道尔顿、优选地高达5,000道尔顿的重均分子量的片段。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中所述木质素级分具有2至6的多分散性指数。
19.如权利要求16-18中任一项所述的方法，包含以高达500克每千克所述组合物本身、优选地10-250克每千克的量的所述木质素级分。
20.如权利要求16-19中任一项所述的方法，其中所述抗植物病原组合物还包含选自以下的溶剂：水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、烯丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、聚乙二醇(PEG)、苄醇、甘油、DMSO、及其混合物。
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