CN112654247B - 结构多肽在植物包衣中的用途 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及诸如丝衍生的多肽(优选蜘蛛网衍生的多肽)等结构多肽用于对种子、植物或植物的一部分进行包衣的用途,优选用于保护免受害虫侵扰。本申请进一步涉及用于植物包衣或植物种子包衣的方法以及涉及用结构多肽进行包衣的植物或植物种子。

Description

结构多肽在植物包衣中的用途
技术领域
本发明涉及结构多肽在植物包衣(coating)或植物种子包衣中的用途。本发明进一步涉及用于植物包衣或植物种子包衣的方法。本发明还涉及用结构多肽进行包衣的植物或植物种子。
背景技术
农业植物、水果、蔬菜、果树、观赏植物等受到害虫,特别是有翅害虫(例如粉虱、蚜虫和蓟马)的严重破坏。许多商业上有价值的植物,包括普通的农作物,都容易受到包括昆虫和线虫类害虫在内的植物害虫的侵袭,从而导致农作物产量和质量大大下降。例如,植物害虫是造成世界重要农作物损失的主要因素。昆虫害虫对蔬菜和水果种植者、观赏花卉生产者以及家庭园丁而言也是一种负担。
所提议的用于防治此类害虫的手段是例如化学、生物或物理防治手段。昆虫害虫主要通过密集施用化学农药(pesticides)来防治,这些化学农药通过抑制昆虫生长、阻碍昆虫摄食或繁殖或引起死亡而发挥活性。生物害虫防治剂也已普遍成功地应用于农作物。因此可以达到良好的昆虫防治,但是某些化学制品有时也会影响非靶标的有益昆虫,并且某些生物制品的活性谱非常窄。另外,某些化学和生物防治方法的持续使用增加了昆虫害虫对这种防治措施产生抗性的机会。此外,存在如下方面的问题:许多化学制品对人和动物具有有害作用,因此不能频繁使用。某些生物和物理防治方法也很有效,但在当前情况下,在成本、多功能性等方面并不完全令人满意。
此外,微生物侵扰(infestation)仍然是农业中最严重的问题之一。由于与消除诸如真菌之类的微生物有关的困难已得到公认,因此已测试了多种试剂来处理植物表面,以预防或削弱微生物侵扰。然而,所述试剂中的许多种对人类和动物都不安全。
此外,当前农业植物暴露于许多环境危害中,例如酸雨、高温(extensive heat)和/或紫外线辐射。这些事件导致植物产量和质量下降。
另外,用诸如肥料或生长因子等物质对植物和植物种子进行处理或包衣是常见的做法。然而,这些包衣通常具有不均质和不均匀的缺点。此外,这些包衣通常对环境条件不稳定,并且在雨中容易被洗掉。
因此,强烈需要高度通用、无毒且对人类和动物安全的抗害虫和抗微生物剂。另外,强烈需要易于施用并保护免受环境危害的物质。此外,强烈需要能够使得活性剂稳定、均质和均匀附着的包衣。由于有机农业的市场日益增长,强烈需要可食用并从而适用于生物栽培的物质。
本发明的发明人惊奇地发现,结构多肽(例如丝多肽(silk polypeptides))适合用于植物包衣。特别地,他们惊奇地发现,通过用结构多肽(例如丝多肽)对植物或植物种子进行包衣,可以避免或至少减少害虫或微生物侵扰。本发明拖延/阻碍害虫或微生物侵扰的机制可能是通过用结构多肽创建其中害虫或微生物不容易粘附、生存、繁殖或定殖的表面。另外,本发明的发明人惊奇地发现,通过用结构多肽(例如丝多肽)对植物或植物种子进行包衣,可以避免或至少舒缓/减轻环境危害的生态影响。此外,本发明的发明人惊奇地发现,用结构多肽(例如丝多肽)包衣进行包衣能够使得化合物/混合物稳定、均质和均匀地附着或固定在植物或植物种子表面上。本发明的发明人还惊奇地发现,用结构多肽(例如丝多肽)进行包衣可以发挥保护环境、使用者/农民和/或动物免受农药、媒染剂(mordant)、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料(dressing)或包含农药的种子/植物拌料的侵害的作用。
发明内容
在第一方面,本发明涉及结构多肽在植物包衣或植物种子包衣中的用途。
在第二方面,本发明涉及一种用于植物包衣或植物种子包衣的方法,所述方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽的制剂;以及
(ii)将包含结构多肽的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣。
在第三方面,本发明涉及用结构多肽进行包衣的植物。
在第四方面,本发明涉及用结构多肽进行包衣的植物种子。
在第五方面,本发明涉及用包含结构多肽的组合物进行包衣的植物。
在第六方面,本发明涉及用包含结构多肽的组合物进行包衣的植物种子。
该发明内容部分不一定描述了本发明的所有特征。通过查阅随后的具体实施方式部分,其它实施方式将变得显而易见。
具体实施方式
定义
在下面对本发明进行详细描述之前,应当理解的是,本发明不限于本文描述的特定方法学、方案和试剂,因为它们可以变化。还应理解的是,本文所用的术语仅出于对特定实施方式进行描述的目的,并不旨在限制本发明的范围,本发明的范围仅由所附权利要求书限制。除非另有定义,否则本文所用的所有技术术语和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
优选地,本文所用的术语如“A multilingual glossary of biotechnologicalterms:(IUPAC Recommendations)”,Leuenberger,H.G.W,Nagel,B.and
Figure BDA0002942577750000031
H.eds.(1995),Helvetica Chimica Acta,CH-4010Basel,Switzerland中所述进行定义。
本说明书全文中引用了一些文件。无论是上文还是下文,本文引用的每个文件(包括所有专利、专利申请、科学出版物、制造商说明书、使用说明、GenBank登录号序列提交等)均通过引用整体并入本文。本文中的任何内容均不得解释为承认本发明无权凭借在先发明而早于此类公开。
在下文中,将对本发明的要素进行描述。这些要素与特定实施方式一起列出,但是应该理解,它们可以以任何方式和任何数量组合以创建其它的实施方式。各种描述的实施例和优选实施方式不应被解释为将本发明限制为仅明确描述的实施方式。该描述应被理解为支持并涵盖将明确描述的实施方式与任何数量的所公开的和/或优选的要素相结合的实施方式。此外,除非上下文另有指示,否则应认为本申请的描述公开了本申请中所有描述的要素的任何排列和组合。
根据本发明的术语“包括”或诸如“包含”或“含有”的变体是指包括所陈述的整数或整数组,但不排除任何其它整数或整数组。根据本发明的术语“基本上由……组成”是指包括所陈述的整数或整数组,同时排除会实质上影响或改变所陈述的整数的修饰或其它整数。根据本发明的术语“由……组成”或诸如“由……构成”的变体是指包括所陈述的整数或整数组,并且排除了任何其它整数或整数组。
在描述本发明的上下文中(特别是在权利要求的上下文中)使用的术语“一个”和“一种”以及“该/所述”和类似指代物应被解释为涵盖单数和复数二者,除非本文另外指出或与上下文明显矛盾。
在本发明的上下文中,术语“多肽”和“蛋白质”可以互换使用。它们是指长肽连接的氨基酸链,例如长度为至少40个氨基酸的氨基酸链。
本文所用的术语“结构多肽”是指包含由氨基酸构成的重复单元/重复构件(building blocks)的任何多肽。结构多肽优选具有自组装能力。特别地,结构多肽能够在制剂中形成原纤维(fibrillary)蛋白复合物,例如水凝胶。结构多肽可以选自于由丝多肽、角蛋白、胶原蛋白和弹性蛋白或它们的变体或组合组成的组。结构多肽优选是重组多肽。特别优选结构多肽是丝多肽,例如蜘蛛丝多肽。在WO 2006/008163和WO 2011/120690中描述了可用于本发明的丝多肽的示例性生产方法。
本文所用的术语“丝多肽”是指与其它多肽相比显示出非常异常的氨基酸组成的多肽。特别地,丝多肽具有大量疏水性氨基酸,例如甘氨酸或丙氨酸。另外,丝多肽特别是在其大核心结构域中包含高度重复的氨基酸序列或重复单元(重复性单元,模块)。
基于DNA分析,显示所有丝多肽都是重复单元的链,其进一步包含有限组的独特短肽基序。表述“肽基序”和“共有序列”在本文中可以互换使用。通常,丝共有序列可分为四个主要类别:GPGXX、GGX、Ax或(GA)n和间隔物(spacers)。丝蛋白中的这些肽基序类别已被赋予结构作用。例如,已经提出GPGXX基序与β-转角螺旋有关,很可能提供弹性。已知GGX基序与富含甘氨酸的31-螺旋有关。GPGXX和GGX基序都被认为参与了连接晶体区域的无定形基质的形成,从而提供了纤维的弹性。富含丙氨酸的基序通常包含6-9个残基,并且已发现形成结晶β-折叠。间隔物通常包含带电荷的基团,并将重复的肽基序(iterated peptidemotif)分成簇。丝多肽可以执行自组装。优选地,丝多肽是蜘蛛丝多肽。更优选地,丝多肽(例如蜘蛛丝多肽)是重组多肽。
本文所用的术语“自组装”是指其中预先存在的多肽的无序系统在没有外部引导或触发(尽管外部因素可能影响自组装的速度和性质)的情况下,由于多肽本身之间的特异性局部相互作用(例如范德华力、疏水相互作用、氢键和/或盐桥等)而形成有组织的结构或模式的过程。这尤其意味着当使两个或更多个无序和/或未折叠的多肽接触时,它们彼此相互作用并因此形成三维结构。自组装过程中从无序系统到有组织的结构或模式的变化的特征在于从流体状态转变为胶状/凝胶状和/或固体状态以及粘度的相应增加。从流体状态到胶状/凝胶状状态的转变可以例如通过光学测量或流变学来监测。这些技术是本领域技术人员已知的。从流体状态到固体状态的转变可以例如使用光学方法来监测。
本文所用的术语“水凝胶”是指在结构多肽的浓度足够高而得以建立借此固定液体组分的连续网络的情况下形成的结构。所述网络优选通过提供丝水凝胶基础的结构多肽的自组装而形成。特别地,水凝胶是结构多肽的亲水性聚合物网络。所述网络通过结构多肽之间的化学和/或物理相互作用而稳定。网络分散在整个固定的水相中。水凝胶的亲水性和稳定性允许其在不溶解的情况下渗透和吸收水(溶胀),从而保持其三维(3D)结构和功能。
本文所用的术语“化合物/混合物(compound)”是指具有可用于本发明目的的任何化合物/混合物,例如可施用于植物或植物种子表面的化合物/混合物、可添加至包衣制剂的化合物/混合物、可施用于最终包衣的化合物/混合物或可通过包衣固定在植物或植物种子上的化合物/混合物。该化合物/混合物可以选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料(pickle)、包含农药的种子/植物腌料、染料(dyestuff)、有气味(odoriferous)物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。术语“化合物/混合物”或“添加剂”在本文中可以互换使用。特别地,化合物/混合物是活性剂。活性剂可以选自于由染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。在优选的实施方式中,化合物/混合物(特别是活性剂)是丝囊(silkcapsules,如EP1757276中所述)和化合物/混合物(特别是活性剂)的制剂。化合物/混合物(特别是活性剂)包含于丝囊中,例如,在丝囊的内腔/基质中和/或附着在丝囊上,例如丝囊的外壳上。
本文所用的术语“农药”是指旨在防治害虫的物质。通常,农药是削弱害虫、使害虫丧失能力、杀死害虫或以其它方式阻止害虫的化学或生物试剂(例如病毒、细菌或真菌)。目标害虫可以包括昆虫、植物病原体、软体动物、线虫(蛔虫);以及破坏财产、引起滋扰或传播疾病或作为疾病媒介的微生物。尽管农药具有益处,但其中一些也存在缺点,例如对人类和其它物种的潜在毒性。术语“农药”还包括全部以下物质:除草剂、杀虫剂(可包括昆虫生长调节剂、杀白蚁剂等)、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鱼剂(piscicides)、杀鸟剂、灭鼠剂、杀菌剂、驱虫剂、动物驱避剂、抗微生物剂、杀真菌剂、消毒杀菌剂(disinfectants)(抗微生物剂)和消毒清洁剂(sanitizers)。
术语“媒染剂”、“种子/植物拌料”、“种子/植物腌料”在本文中可以互换使用。在农业、林业和园艺中,媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料是指例如在种植前,或作为幼小植物或幼苗时,用来对植物/种子进行处理(或“拌制(dressed)”)的化学制品。所述媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料可包含载体材料和/或填料。通常包含农药。所述农药优选包括除草剂、杀虫剂和/或杀真菌剂。所述农药更优选包括杀虫剂和/或杀真菌剂。通常还可以添加颜色,以使处理过的种子在洒出时对鸟类的吸引力降低,并且在意外泄漏的情况下更易于观察和清理。
种子/植物处理、拌制(dressing)或腌制(pickling)可能是使用农药的更为环保的方法,因为其用量可以非常少。然而,对于环境、使用者/农民和/或动物(优选农场动物、昆虫(如蜜蜂)或蠕虫)而言,仍然存在许多缺点。缺点包括对动物(优选农场动物、昆虫(如蜜蜂)或蠕虫)的伤害。缺点还包括由于粉尘产生而对使用者/农民的皮肤刺激或在制备过程中使用对使用者/农民有害的溶剂以溶解化学制品。
诸如农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料或包含农药的种子/植物拌料等的试剂通常对环境或对使用者/农民以及对动物(例如农场动物、蠕虫、昆虫,尤其是蜜蜂)的健康有害。特别是当这些试剂以没有任何包衣的粉末形式施用到种子/植物上时,它们可以在施用到种子/植物上的过程中或之后扩散到环境中。具有结构多肽的包衣将这些有害试剂固定/保留在种子/植物上,从而使这些有害试剂不会扩散到环境中。这有助于使用者/农民保持健康,并有助于动物(优选农场动物、蠕虫或昆虫(如蜜蜂))不受这些试剂的不利影响。
在种子/植物处理、拌制或腌制中,用农药对植物或植物种子进行处理(或“拌制”)。这样,可以保护植物或种子免受真菌或害虫疾病的侵扰。特别地,可以提高种子的发芽能力并且可以抵消已经在胚芽中发生的疾病。种子/植物处理、拌制或腌制可以防止植物生存力损失、收获质量下降、以及在最坏情况下的由于植物或种子损坏而导致的完全丧失收获。种子/植物包衣是种子/植物覆盖物的较厚形式,可以包含肥料、生长促进剂以及惰性载体和聚合物外壳。种子拌制/拌种还用于指从种子原料中去除谷壳、杂草种子和稻草的过程。媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料可以在三种不同状态下施用:(i)干燥媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料(问题:对于环境和使用者而言产生粉尘,增加了磨耗量);(ii)液体媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料(问题:许多活性剂(如农药)仅溶于有机溶剂,所述溶剂可对种子产生侵蚀作用并损害发芽能力;需要大量溶剂(这阻碍了用水进行稀释),这会给环境和使用者带来问题);或(iii)水基悬浮液媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料(包含细分的大部分为晶体形式并在水中制成浆液的活性成分(如农药),将水不溶性物质以液体形式施用于种子的新技术)。
“媒染剂”、“种子/植物拌料”、“种子/植物腌料”中包含的农药优选包括除草剂、杀虫剂和/或杀真菌剂,更优选包括杀虫剂和/或杀真菌剂。
本文所用的术语“植物”是指具有以下特征的任何多细胞真核生命形式:(i)光合作用营养(除某些寄生植物和地下兰花之外的所有植物所具有的特征),其中在色素和太阳辐射能的帮助下由水、矿物质、二氧化碳产生化学能;(ii)在局部区域的生长基本不受限制;(iii)细胞的细胞壁中含有纤维素,因此在一定程度上是刚性的;(iv)无运动器官,使得或多或少地静止存在;以及(v)无神经系统。术语“植物”还涵盖可以用结构多肽(例如丝多肽)包衣的任何植物。术语“植物”还涵盖幼苗、生长中的植物以及成熟植物。本文包衣的植物优选包含根和芽。芽也可以被指定为植物的地上部分。植物优选进一步包含果实和/或花朵(blossoms)/花瓣。应当清楚的是,植物,特别是植物的芽/植物的地上部分,也包含叶/叶丛(leaves/leafage)。植物可以是幼苗、生长中的植物或成熟植物。优选地,术语“植物”涵盖任何植物,例如幼苗、生长中的植物或成熟植物,直到收获植物或者收获植物的果实或花朵。
本文所用的术语“植物种子”是指封闭在保护性外壳中的胚胎植物。种子形成是种子植物(spermatophytes)繁殖过程的一部分。术语“植物种子”进一步涵盖可以用结构多肽(例如丝多肽)包衣的任何植物种子。
本文所用的术语“害虫”是指对植物或植物种子具有侵略性或引起麻烦的任何活生物体,无论是动物、植物、微生物(例如细菌或真菌或病毒)。这是一个宽松的定义,因为一种生物在一种情况下可能是害虫,而在另一种情况下可能是有益的、驯化的或可接受的。害虫通常以高密度发生,使它们造成的损害更加有害。当动物通过以植物或植物种子为食而对农业造成损害时,它们被称为植物或植物种子的害虫。植物本身作为入侵物种可被认为是害虫。作为害虫(按经济重要性排序),最重要的动物群是昆虫、螨虫、线虫和/或腹足动物。根据植物害虫的寄主数量,它们可以分为单食性、寡食性和多食性。或者,它们可以按进食类型分为:咬和咀嚼;刺穿和吸吮;或舔食和咀嚼。另一种方法是按种群存在将其分类为主要害虫、偶发害虫和潜在害虫。害虫的实例包括但不限于昆虫、螨虫、线虫、蛞蝓(slugs)、蜗牛、原生动物或其它无脊椎动物、微生物(如细菌或真菌、病毒)、其它寄生植物或寄生植物部分。
本文所用的术语“害虫侵扰”是指任何生存阶段的害虫(例如昆虫、螨虫、线虫、蛞蝓、蜗牛、原生动物或其它无脊椎动物、微生物(如细菌或真菌、病毒)、其它寄生植物或寄生植物部分)造成的会伤害、感染或破坏任何植物或植物种子的侵袭。术语“害虫侵扰”还指植物或植物种子被一种或多种害虫入侵或占领(overrun)的状态。它也指一种或多种害虫物种在植物或植物种子区域或位置的出现,其数量和影响目前或潜在地处于无法容忍的水平。或者,它是指给定的植物或植物种子区域中一种或多种害虫物种的破坏性或种群数量突然增加。
在一个优选的实施方式中,害虫侵扰是捕食者/天敌的侵扰。在另一个优选的实施方式中,害虫侵扰是微生物的侵扰(即微生物侵扰)。
本文所用的术语“包衣”是指施加至待包衣的植物或植物种子,尤其是植物或植物种子表面的覆盖物。包衣本身可以是完全覆盖植物或植物种子的全面包衣,或者它可以仅覆盖植物或植物种子的一部分。包衣可以施用于植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分(的一部分)。包衣也可以施用于植物的果实和/或花朵/花瓣(的一部分)。在特定的实施方式中,将果实和/或花朵/花瓣从包衣中排除。应当清楚的是,植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)还包含叶/叶丛。因此,包衣优选还覆盖叶/叶丛。包衣优选在收获前施用至例如幼苗、生长中的植物或成熟植物。
优选地,(仅)将包衣施用于植物的芽/植物的地上部分。植物的芽/植物的地上部分可以包含完全覆盖植物的芽/植物的地上部分的全面包衣,或者包衣可以仅覆盖植物的芽/植物的地上部分的一部分。植物可以是幼苗、生长中的植物或成熟植物。在一个实施方式中,包衣覆盖植物的芽/植物的地上部分的表面的至少1%,优选至少30%,更优选至少50%,甚至更优选至少80%,最优选至少90%或甚至100%。在另一个实施方式中,包衣覆盖植物种子表面的至少1%,优选至少30%,更优选至少50%,甚至更优选至少80%,最优选至少90%或甚至100%。优选地,包衣是均匀和/或均质的包衣。包衣的厚度优选在10nm至1mm之间,厚度更优选在50nm至0.5μm之间。在借助农作物喷粉器通过喷雾而施用包衣的情况下,表面是指可以从顶部到达的表面。
包衣可以是膜或凝胶,特别是水凝胶。待包衣的结构多肽可以处于气雾剂、液体、凝胶、糊剂、半固体或固体形式。包衣优选通过浸渍包衣和/或喷雾包衣来实现。
包衣优选由包含结构多肽和溶剂的制剂形成。制剂可以是溶液、悬浮液、分散液或粉末。制剂也可以是水凝胶。优选地,制剂是溶液或水凝胶。溶液可以是水性溶液或缓冲水性溶液。悬浮液可以是水性悬浮液或缓冲水性悬浮液。分散液可以是水性分散液或缓冲水性分散液。溶剂可以是水(H2O)、水性缓冲液或有机溶剂。制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围优选在0.001%(w/w)至30%(w/w)之间。更优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.01%(w/w)至20%(w/w)之间。甚至更优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.1%(w/w)至10%(w/w)之间。最优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.8%(w/w)至5%(w/w)之间或在1%(w/w)至2%(w/w)之间。
植物包衣或植物种子包衣可以包含一层或者彼此相同或不同的多层,例如1、2、3、4、5或6层。例如,这些层可以包含结构多肽;或包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物。因此,包含结构多肽的层可以与包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的层交替。还可能的是,不包含结构多肽而包含一种或多种化合物/混合物的层被包含结构多肽的层覆盖或被包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的层覆盖。所述一种或多种化合物/混合物可以选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。
本文所用的术语“环境危害”是指可能威胁周围自然环境(特别是植物或植物种子作为该自然环境的一部分时)或对植物的健康和/或植物种子的质量产生不利影响的物质、状态或事件,例如紫外线辐射、酸雨、高温、干燥期和/或寒冷期。本文所用的术语“环境危害”还涵盖环境中由人类活动或自然过程产生的可能影响所暴露的植物或植物种子的健康的有毒化学、生物或物理试剂中的任何一者或组合。优选地,环境危害选自于由紫外线辐射、酸雨、高温、干燥期和/或寒冷期组成的组。
本文所用的术语“保护环境和/或使用者免受农药、媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的侵害”是指如下:种子/植物拌制或种子/植物腌制可能是使用农药的更为环保的方法,因为其用量可以非常少。然而,对于环境、使用者/农民和/或动物(优选农场动物、昆虫(如蜜蜂)或蠕虫)而言,仍然存在许多缺点。缺点包括对动物(优选农场动物、昆虫(如蜜蜂)或蠕虫)的伤害。缺点还包括由于粉尘产生而对使用者/农民的皮肤刺激或在制备过程中使用对使用者/农民有害的溶剂以溶解化学制品。
具有结构多肽的植物或植物种子的包衣在农药、媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料上形成层;和/或结构多肽包衣并入了农药、媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料。这样,包含结构多肽的包衣保护环境、使用者/农民和/或动物(优选农场动物、昆虫(如蜜蜂)或蠕虫)免受可能有害的农药、媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的侵害。特别地,具有结构多肽的包衣将这些有害试剂固定/保留在种子/植物上,从而使这些试剂不会扩散到环境中。这有助于使用者/农民保持健康,并有助于动物(优选农场动物、蠕虫或昆虫(如蜜蜂))不受这些试剂的不利影响。
术语“非共价键”是指一种键(相互作用),其不涉及电子对的共享,而是涉及电磁相互作用、离子(静电)相互作用、疏水相互作用和/或范德华相互作用这些更分散的变化。
本发明的发明人惊奇地发现,结构多肽(例如丝多肽)适合用于植物包衣。特别地,他们惊奇地发现,通过用结构多肽(例如丝多肽)对植物或植物种子进行包衣,可以避免或至少减少害虫或微生物侵扰。本发明拖延/阻碍害虫或微生物侵扰的机制可能是通过用结构多肽创建其中害虫或微生物不容易粘附、生存、繁殖或定殖的表面。另外,本发明的发明人惊奇地发现,通过用结构多肽(例如丝多肽)对植物或植物种子进行包衣,可以防止或至少舒缓/减轻环境危害的生态影响。此外,本发明的发明人惊奇地发现,结构多肽(例如丝多肽)包衣能够使得化合物/混合物稳定、均质和均匀地附着或固定在植物或植物种子表面上。本发明的发明人还惊奇地发现,用结构多肽(例如丝多肽)进行包衣可以发挥保护环境、使用者/农民和/或动物免受农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料或包含农药的种子/植物拌料的侵害的作用。结构多肽(例如丝多肽)包衣还是可食用的,因此允许结构多肽(例如丝多肽)包衣在有机农业/生物栽培中的应用。
因此,在第一方面,本发明涉及结构多肽在植物包衣或植物种子包衣中的用途。
覆盖植物或植物种子的包衣优选具有膜或凝胶(特别是水凝胶)的形式。用于包衣的结构多肽可以是气雾剂、液体、凝胶、糊剂、半固体或固体形式。包衣本身可以是完全覆盖植物或植物种子的全面包衣,或者它可以仅覆盖植物或植物种子的一部分。结构多肽可以用于对植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分(的一部分)进行包衣。结构多肽也可以用于对植物的果实和/或花朵/花瓣(的一部分)进行包衣。在特定的实施方式中,将果实和/或花朵/花瓣从包衣中排除。应当清楚的是,植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)还包含叶/叶丛。因此,结构多肽优选还用于对植物的叶/叶丛进行包衣。在植物为幼苗的情况下,结构多肽优选用于对幼苗的根和/或幼苗的芽/幼苗的地上部分进行包衣。优选地,结构多肽(仅)用于对植物的芽/植物的地上部分进行包衣。在一个优选的实施方式中,结构多肽用于对植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)表面的至少1%,优选至少30%,更优选至少50%,甚至更优选至少80%,最优选至少90%或甚至100%进行包衣,例如植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)表面的至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。在一个优选的实施方式中,结构多肽用于对植物种子表面的至少1%,优选至少30%,更优选至少50%,甚至更优选至少80%,最优选至少90%或甚至100%进行包衣,例如植物种子表面的至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。
优选地,包衣是均质和/或均匀的包衣。包衣的厚度优选在10nm至1mm之间,厚度更优选在50nm至0.5μm之间。植物可以是幼苗、生长中的植物或成熟植物。
在一个优选的实施方式中,植物包衣或植物种子包衣用于防止害虫侵扰。
本发明的发明人惊奇地发现,结构多肽包衣以不再对害虫具有吸引力的方式改变了植物和植物种子表面。害虫不再在经包衣的植物或植物种子材料上定殖。特别地,经包衣的植物或植物种子材料不再表现为对害虫有吸引力的食物来源。
害虫可选自于由昆虫、螨虫、线虫、蛞蝓、蜗牛、原生动物或其它无脊椎动物、微生物(如细菌或真菌、病毒)、其它寄生植物和寄生植物部分组成的组。优选地,害虫是捕食者/天敌,例如农业害虫或观赏植物害虫。更优选地,捕食者/天敌选自于由昆虫、螨虫、线虫、蛞蝓、蜗牛和微生物组成的组。甚至更优选地,捕食者/天敌选自于由虱子、蛞蝓、蚜虫(Aphidoidea)、叶螨(Tetranychidae)、粉虱(Aleyrodoidea)、象鼻虫(Curculionidae)、蜗牛(Gastropoda)、(苹果)蠹蛾(Cydia pomonella)、黄杨木蛾(Cydalima perspectalis)、科罗拉多甲虫(Leptinotarsa decemlineata)、杜鹃叶蝉(Graphocephala fennahi)和叩头虫(Elateridae)组成的组。
如上所述,害虫(特别是捕食者/天敌)是微生物或病毒。优选地,微生物选自于由细菌、真菌组成的组。在这种情况下,植物包衣或植物种子包衣用于防止细菌/微生物侵扰。
在一个优选的实施方式中,植物包衣或植物种子包衣用于保护免受环境危害。
诸如风、强降雨和/或严重干旱等环境影响会对植物或植物种子的健康产生负面影响。所述环境影响的结果是农作物损失和产量下降。
本发明的发明人惊奇地发现,结构多肽包衣在植物或植物种子上形成额外的层,从而保护植物或植物种子免受对植物健康和植物种子质量具有不利影响的环境物质和影响因素的侵害。
优选地,环境危害选自于由紫外线辐射、酸雨、高温、干燥期、寒冷期及它们的组合组成的组。
在一个优选的实施方式中,植物或植物种子包衣用于保护环境、使用者和/或动物(优选农场动物、蠕虫或昆虫(如蜜蜂))免受农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料或包含农药的种子/植物腌料的侵害。
具有农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料或包含农药的种子/植物腌料的植物或植物种子包衣可能具有引起皮肤刺激、灼伤眼睛、咳嗽和/或哮喘的缺点。农药通常对使用者/农民或动物的健康有害。
本发明的发明人惊奇地发现,结构多肽包衣在用农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料或包含农药的种子/植物拌料进行包衣的植物或植物种子上形成一层或多层(另外的)层,其保护环境和/或使用者免受所述农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料或包含农药的种子/植物拌料的侵害。换句话说,农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料或包含农药的种子/植物拌料在植物或植物种子上形成第一层,而结构多肽包衣在所述第一层上形成另外的第二层,其保护环境和/或使用者免受第一层中所含成分的侵害。
当结构多肽和农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料或包含农药的种子/植物拌料是覆盖/包被植物或植物种子的单层/共用层的一部分时,也可以实现这种保护作用。在这种情况下,将农药、媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料或包含农药的种子/植物拌料掺入或封装在结构多肽包衣/层中。
优选地,媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料包含杀真菌剂、除草剂和/或杀虫剂。更优选地,媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料包含杀真菌剂和/或杀虫剂。
在一个优选的实施方式中,植物或植物种子包衣使得能够将一种或多种化合物/混合物固定/附着在植物或植物种子上。
本发明的发明人惊奇地发现,结构多肽包衣使得能够将一种或多种化合物/混合物固定/附着在植物或植物种子材料上。
一种或多种化合物/混合物优选经由结构多肽包衣附着至植物或植物种子。特别地,结构多肽与一种或多种化合物/混合物形成非共价键。换句话说,一种或多种化合物/混合物非共价连接至结构多肽。在另一个实施方式中,结构多肽与一种或多种化合物/混合物例如通过酪氨酸或半胱氨酸形成共价键。特别优选地,一种或多种化合物/混合物通过离子(静电)键(相互作用)或通过疏水键(相互作用)附着/连接至结构多肽。
一种或多种化合物/混合物可以选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。特别地,一种或多种化合物/混合物可以是活性剂。活性剂可以选自于由染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。
优选地,农药选自于由以下组成的组:除草剂、杀虫剂(可包括昆虫生长调节剂、杀白蚁剂等)、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鱼剂、杀鸟剂、灭鼠剂、杀菌剂、驱虫剂、动物驱避剂、抗微生物剂、杀真菌剂、消毒杀菌剂(抗微生物剂)和消毒清洁剂。
在媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料作为化合物/混合物的情况下,植物或植物种子可包含第一层和第二层,第一层包含在植物或植物种子上的媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料,而第二层包含结构多肽。所述第二层位于所述第一层之上/包被所述第一层,因此使得媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料能够固定/附着在植物或植物种子上。
除了结构多肽之外,第二层还可包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料。
或者,在植物或植物种子上仅形成包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料和结构多肽的单层/共有层。
由于媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料掺入和/或封装在结构多肽层中,媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料被固定/附着在植物或植物种子上。
媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料可包含农药,例如杀真菌剂、除草剂和/或杀虫剂。
优选地,植物是农作物,或植物种子是农作物植物种子。优选地,农作物选自于由果树、谷类、豆类(legume)、甜的小植物果实(sweet small-plant fruit)、蔬菜、药草(herb)、香料(spice)、产油植物和商品植物(commodity plant)组成的组。
特别地,植物或植物种子属于禾本科(poaceae)、茜草科(rubiaceae)、景天科(crassulaceae)、豆科(fabaceae)、菊科(asteraceae)或芭蕉科(musaceae)。
禾本科是单子叶开花植物中一个很大而近乎普遍存在的科,被称为草。禾本科包括谷类草、竹子和天然草原的草、以及耕种的草坪和牧场。禾本科是最具经济重要性的植物科,提供来自驯化的谷物作物的主食(如玉米、小麦、黑麦、大米、燕麦、大麦、啤酒花或小米)以及饲料、建筑材料(竹子、茅草、稻草)和燃料(乙醇)。蓝羊茅也属于这个科。
茜草科是开花植物中的一个科,通常被称为咖啡、茜草(madder)或猪殃殃(bedstraw)科。它由陆生树木、灌木、藤本植物或草本植物组成,这些植物可以通过带有叶柄间托叶的单生对生叶来辨认。
景天科(crassulaceae)也称为景天(stonecrop)科或景天(orpine)科,是具有肉质叶的双子叶植物科。它们通常是草本的,但有一些半灌木,并且很少有树状或水生植物。石莲花属于这个科。
豆科(Fabaceae)或豆科(Leguminosae)通常被称为豆类、豌豆或豆(bean)科,是开花植物中一个很大且在经济上很重要的科。它包括树木、灌木以及多年生或一年生草本植物,这些植物容易通过其果实(豆类)和其规定的复叶来识别。
菊科(asteraceae family或compositae)(通常称为aster、雏菊(daisy)、菊科(composite)或向日葵科)是开花植物中一个非常大且分布广泛的科(被子植物(Angiospermae))。菊科是在经济上很重要的科,提供诸如食用油、生菜、葵花籽、朝鲜蓟、甜味剂、咖啡替代品和花草茶等产品。
芭蕉科原产于非洲和亚洲的热带地区。栽培香蕉是该科中一个商业上重要的成员。
还优选地,植物是装饰性植物,或植物种子是装饰性植物种子。优选地,装饰性植物选自于由观叶植物、花朵植物和食肉植物组成的组。进一步优选地,植物是经济植物,或植物种子是装饰性植物种子,用于采伐。
使用结构多肽进行的植物包衣优选在植物的培养期间进行。还优选使用结构多肽进行的植物包衣在植物的开花和/或收获时间进行。优选在储存期间和/或在播种之前使用结构多肽对植物种子进行包衣。使用结构多肽进行的包衣不会损害植物的生长和/或生存力或植物种子的发芽能力。另外,包衣是可食用的。
在一个更优选的实施方式中,结构多肽包含于组合物中。组合物优选是膜或凝胶(特别是水凝胶)或粉末。组合物是包衣的一部分。换句话说,包衣包含该组合物,基本上由该组合物组成,或由该组合物组成。优选地,组合物还包含一种或多种化合物/混合物。一种或多种化合物/混合物可以选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。特别地,一种或多种化合物/混合物可以是活性剂。活性剂可以选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。优选地,农药选自于由以下组成的组:除草剂、杀虫剂(可包括昆虫生长调节剂、杀白蚁剂等)、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鱼剂、杀鸟剂、灭鼠剂、杀菌剂、驱虫剂、动物驱避剂、抗微生物剂、杀真菌剂、消毒杀菌剂(抗微生物剂)和消毒清洁剂。
包衣(包含结构多肽,包含含有结构多肽的组合物,或包含含有结构多肽和一种或多种化合物/混合物的组合物)由制剂形成。用于植物或植物种子包衣的制剂可以是溶液、悬浮液、分散液或粉末。用于植物或植物种子包衣的制剂也可以是水凝胶。优选地,用于植物或植物种子包衣的制剂是溶液或水凝胶。溶液可以是水性溶液或缓冲水性溶液。悬浮液可以是水性悬浮液或缓冲水性悬浮液。分散液可以是水性分散液或缓冲水性分散液。制剂可以包含溶剂。溶剂可以是水(H2O)、水性缓冲液或有机溶剂。由于农药通常不溶于水,因此在将其配制成媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料时,使用有机溶剂(例如1,2-丙二醇)。制剂包含结构多肽,或包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物。制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围优选在0.001%(w/w)至30%(w/w)之间,例如0.001%(w/w)、0.01%(w/w)、0.1%(w/w)、0.2%(w/w)、0.3%(w/w)、0.4%(w/w)、0.5%(w/w)、0.6%(w/w)、0.7%(w/w)、0.8%(w/w)、0.9%(w/w)、1.0%(w/w)、1.1%(w/w)、1.2%(w/w)、1.3%(w/w)、1.4%(w/w)、1.5%(w/w)、1.6%(w/w)、1.7%(w/w)、1.8%(w/w)、1.9%(w/w)、2.0%(w/w)、2.1%(w/w)、2.2%(w/w)、2.3%(w/w)、2.4%(w/w)、2.5%(w/w)、2.6%(w/w)、2.7%(w/w)、2.8%(w/w)、2.9%(w/w)、3.0%(w/w)、3.1%(w/w)、3.2%(w/w)、3.3%(w/w)、3.4%(w/w)、3.5%(w/w)、3.6%(w/w)、3.7%(w/w)、3.8%(w/w)、3.9%(w/w)、4.0%(w/w)、4.1%(w/w)、4.2%(w/w)、4.3%(w/w)、4.4%(w/w)、4.5%(w/w)、4.6%(w/w)、4.7%(w/w)、4.8%(w/w)、4.9%(w/w)、5%(w/w)、6%(w/w)、7%(w/w)、8%(w/w)、9%(w/w)、10%(w/w)、11%(w/w)、12%(w/w)、13%(w/w)、14%(w/w)、15%(w/w)、16%(w/w)、17%(w/w)、18%(w/w)、19%(w/w)、20%(w/w)、21%(w/w)、22%(w/w)、23%(w/w)、24%(w/w)、25%(w/w)、26%(w/w)、27%(w/w)、28%(w/w)、29%(w/w)或30%(w/w)。更优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.01%(w/w)至20%(w/w)之间。甚至更优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.1%(w/w)至10%(w/w)之间。最优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.8%(w/w)至5%(w/w)之间或在1%(w/w)至2%(w/w)之间。制剂(例如溶液或水凝胶)中一种或多种化合物/混合物的浓度范围优选在0.1mg/ml至500g/l之间,例如0.1mg/ml、0.2mg/ml、0.3mg/ml、0.4mg/ml、0.5mg/ml、0.6mg/ml、0.7mg/ml、0.8mg/ml、0.9mg/ml、1.0mg/ml、1.1mg/ml、1.2mg/ml、1.3mg/ml、1.4mg/ml、1.5mg/ml、1.6mg/ml、1.7mg/ml、1.8mg/ml、1.9mg/ml、2.0mg/ml、2.1mg/ml、2.2mg/ml、2.3mg/ml、2.4mg/ml、2.5mg/ml、2.6mg/ml、2.7mg/ml、2.8mg/ml、2.9mg/ml、3.0mg/ml、3.1mg/ml、3.2mg/ml、3.3mg/ml、3.4mg/ml、3.5mg/ml、3.6mg/ml、3.7mg/ml、3.8mg/ml、3.9mg/ml、4.0mg/ml、4.1mg/ml、4.2mg/ml、4.3mg/ml、4.4mg/ml、4.5mg/ml、4.6mg/ml、4.7mg/ml、4.8mg/ml、4.9mg/ml、5mg/ml、6mg/ml、7mg/ml、8mg/ml、9mg/ml、10mg/ml、11mg/ml、12mg/ml、13mg/ml、14mg/ml、15mg/ml、16mg/ml、17mg/ml、18mg/ml、19mg/ml、20mg/ml、21mg/ml、22mg/ml、23mg/ml、24mg/ml、25mg/ml、26mg/ml、27mg/ml、28mg/ml、29mg/ml、30mg/ml、40mg/ml、50mg/ml、60mg/ml、70mg/ml、80mg/ml、90mg/ml、100mg/ml、200mg/ml、300mg/ml、400mg/ml或500mg/ml,或1g/l、10g/l、50g/l、100g/l、200g/l、300g/l、400g/l或500g/l。
在植物或植物种子上的最终包衣优选具有膜(在将包含结构多肽的溶液施用于植物或植物种子的情况下)或水凝胶(在将水凝胶施用于植物或植物种子的情况下)的形式。在植物或植物种子上的最终包衣也可以具有粉末层的形式(在将粉末施用于植物或植物种子的情况下)。
结构多肽优选是自组装多肽。所述自组装多肽具有自组装成原纤维结构(即结构多肽的原纤维复合物)的潜力。
优选(自组装)结构多肽选自于由丝多肽、角蛋白、胶原蛋白和弹性蛋白组成的组。特别地,(自组装)结构多肽是重组多肽,例如重组丝多肽、角蛋白、胶原蛋白或弹性蛋白。
更优选(自组装)结构多肽是丝多肽,例如重组丝多肽。(重组)丝多肽可以是蜘蛛丝多肽,例如圆网蜘蛛的鞭状腺丝多肽(flagelliform silk polypeptide)、小壶状腺丝多肽(minor ampullate silk polypeptide)或大壶状腺丝多肽(major ampullate silkpolypeptide)(诸如牵引丝(dragline silk)多肽)。优选地,丝多肽是蜘蛛丝多肽,更优选是重组蜘蛛丝多肽。
(可替代地或另外地)更优选地,丝多肽是具有包含至少50%、60%、65%、70%、75%、80%、85%或90%的重复单元的多个拷贝(multiple copies of repetitive units)的氨基酸序列或由至少50%、60%、65%、70%、75%、80%、85%或90%的重复单元的多个拷贝组成的氨基酸序列的多肽。甚至更优选地,丝多肽是具有包含至少95%的重复单元的多个拷贝的氨基酸序列或由至少95%的重复单元的多个拷贝组成的氨基酸序列的多肽。所述重复单元可以相同或不同。
(可替代地或另外地)进一步更优选地,丝多肽包含至少两个相同的重复单元。例如,丝多肽可以包含2至100个重复单元,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100个重复单元。
(可替代地或另外地)还更优选地,丝多肽由40至3000个氨基酸组成。甚至更优选地,丝多肽由40至1500个氨基酸或200至1200个氨基酸组成。最优选地,丝多肽由250至600个氨基酸组成。
甚至更优选地,丝多肽包含至少两个相同的重复单元。在一个实施方式中,重复单元独立地选自于由模块C(SEQ ID NO:1)或其变体和模块CCys(所述模块也可以称为模块CC)(SEQ ID NO:2)组成的组。模块CCys(SEQ ID NO:2)是模块C(SEQ ID NO:1)的变体。在此模块中,第25位的氨基酸S(Ser)被氨基酸C(Cys)替代。
模块C变体与参照模块C的不同之处在于其由氨基酸序列中多至1、2、3、4、5、6、7、8、9或10、11、12、13、14或15个氨基酸变化(即置换、添加、插入、缺失、N端截短和/或C端截短)衍生而来。可替代地或另外地,这种模块变体可以通过与其衍生自的参照模块的一定程度的序列同一性来表征。因此,模块C变体具有与各自的参照模块C至少50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或甚至99.9%的序列同一性。优选地,在各自的参照模块C的至少5、10、15、18、20、24、27、28、30、34或更多个氨基酸的连续片段(continuous stretch)上具有序列同一性,优选在各自的参照模块C的整个长度上具有序列同一性。
序列同一性可以在各自的参照模块C的全长上为至少80%,可以在全长上为至少85%,可以在全长上为至少90%,可以在全长上为至少95%,可以在全长上为至少98%,或者可以在全长上为至少99%。或者,序列同一性可以在各自的参照模块C的至少5、10、15、18、20、24、28或30个氨基酸的连续片段上为至少80%,可以在至少5、10、15、18、20、24、28或30个氨基酸的连续片段上为至少85%,可以在至少5、10、15、18、20、24、28或30个氨基酸的连续片段上为至少90%,可以在至少5、10、15、18、20、24、28或30个氨基酸的连续片段上为至少95%,可以在至少5、10、15、18、20、24、28或30个氨基酸的连续片段上为至少98%,或可以在至少5、10、15、18、20、24、28或30个氨基酸的连续片段上为至少99%。
模块C的片段(或缺失)变体优选在其N端和/或其C端具有多至1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15个氨基酸的缺失。缺失也可以是内部的。
另外,仅在相对于作为变体或片段基础的氨基酸序列而言进行的修饰不会对丝多肽包被植物或植物种子的能力产生负面影响的情况下,将模块C变体或片段视为本发明上下文中的模块C变体或片段。本领域技术人员可以容易地评估包含模块C变体或片段的丝多肽是否仍然能够对植物或植物种子进行包衣。在这方面,参考本专利申请的实验部分中包含的实施例。
CCys变体也可以涵盖于本发明中。关于CCys变体,适用与针对模块C变体给出的解释/定义(参见上文)相同的解释/定义。
甚至更优选地,丝多肽包含至少一个非重复(NR)单元。所述非重复(NR)单元可以包含于N端和/或C端。在一个实施方式中,NR单元选自于由NR3(SEQ ID NO:3)或其变体和NR4(SEQ ID NO:4)或其变体组成的组。NR3(SEQ ID NO:3)单元基于蜘蛛十字园蛛(Araneusdiadematus)的ADF-3的氨基酸序列;而NR4(SEQ ID NO:4)单元基于蜘蛛十字园蛛ADF-4的氨基酸序列(WO 2006/008163)。
关于NR3或NR4单元变体,适用与针对模块C变体给出的解释/定义(参见上文)相同的解释/定义。
另外,仅在相对于作为变体或片段基础的氨基酸序列而言进行的修饰不会对丝多肽包被植物或植物种子的能力产生负面影响的情况下,将NR3或NR4单元变体或片段视为本发明上下文中的NR3或NR4单元变体或片段。本领域技术人员可以容易地评估包含NR3或NR4单元变体或片段的丝多肽是否仍然能够对植物或植物种子进行包衣。在这方面,参考本专利申请的实验部分中包含的实施例。
优选地,丝多肽选自于由(C)m、(CCys)m、(C)mCCys、(C)mNRz、NRz(C)m和NRz(C)mNRz组成的组,其中,m是8至96的整数,即8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95或96;z是1至3的整数,即1、2或3;并且NR代表非重复单元。
更优选地,丝多肽选自于由C16NR4、C32NR4、C8、C16、C32、C48、C8CCys、C16CCys、C32CCys、C48CCys、CCysC8、CCysC16、CCysC32和CCysC48组成的组。
植物包衣或植物种子包衣可以包含一层或者彼此相同或不同的多层。例如,这些层可以包含结构多肽;或包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物。因此,包含结构多肽的层可以与包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的层交替。还可能的是,不包含结构多肽而包含一种或多种化合物/混合物的层被包含结构多肽的层覆盖或被包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的层覆盖。所述一种或多种化合物/混合物可以选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。
如上所述,本发明的第一方面可以替代地措辞为如下:在第一方面,本发明涉及使用结构多肽用于植物包衣或植物种子包衣的方法。
在第二方面,本发明涉及一种用于植物包衣或植物种子包衣(用结构多肽)的方法,所述方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽的制剂;以及
(ii)将包含结构多肽的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣(包含结构多肽)。
制剂可以是溶液、悬浮液、分散液或粉末。制剂也可以是水凝胶。优选地,制剂是溶液或水凝胶。溶液可以是水性溶液或缓冲水性溶液。悬浮液可以是水性悬浮液或缓冲水性悬浮液。分散液可以是水性分散液或缓冲水性分散液。制剂优选包含溶剂。溶剂可以是水(H2O)、水性缓冲液或有机溶剂。由于农药通常不溶于水,因此在将其配制成媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料时,使用有机溶剂(例如1,2-丙二醇)。优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.001%(w/w)至30%(w/w)之间,例如0.001%(w/w)、0.01%(w/w)、0.1%(w/w)、0.2%(w/w)、0.3%(w/w)、0.4%(w/w)、0.5%(w/w)、0.6%(w/w)、0.7%(w/w)、0.8%(w/w)、0.9%(w/w)、1.0%(w/w)、1.1%(w/w)、1.2%(w/w)、1.3%(w/w)、1.4%(w/w)、1.5%(w/w)、1.6%(w/w)、1.7%(w/w)、1.8%(w/w)、1.9%(w/w)、2.0%(w/w)、2.1%(w/w)、2.2%(w/w)、2.3%(w/w)、2.4%(w/w)、2.5%(w/w)、2.6%(w/w)、2.7%(w/w)、2.8%(w/w)、2.9%(w/w)、3.0%(w/w)、3.1%(w/w)、3.2%(w/w)、3.3%(w/w)、3.4%(w/w)、3.5%(w/w)、3.6%(w/w)、3.7%(w/w)、3.8%(w/w)、3.9%(w/w)、4.0%(w/w)、4.1%(w/w)、4.2%(w/w)、4.3%(w/w)、4.4%(w/w)、4.5%(w/w)、4.6%(w/w)、4.7%(w/w)、4.8%(w/w)、4.9%(w/w)、5%(w/w)、6%(w/w)、7%(w/w)、8%(w/w)、9%(w/w)、10%(w/w)、11%(w/w)、12%(w/w)、13%(w/w)、14%(w/w)、15%(w/w)、16%(w/w)、17%(w/w)、18%(w/w)、19%(w/w)、20%(w/w)、21%(w/w)、22%(w/w)、23%(w/w)、24%(w/w)、25%(w/w)、26%(w/w)、27%(w/w)、28%(w/w)、29%(w/w)或30%(w/w)。更优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.01%(w/w)至20%(w/w)之间。甚至更优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.1%(w/w)至10%(w/w)之间。最优选地,制剂(例如溶液或水凝胶)中结构多肽的浓度范围在0.8%(w/w)至5%(w/w)之间或在1%(w/w)至2%(w/w)之间。制剂(例如溶液或水凝胶)中一种或多种化合物/混合物的浓度范围优选在0.1mg/ml至500g/l之间,例如0.1mg/ml、0.2mg/ml、0.3mg/ml、0.4mg/ml、0.5mg/ml、0.6mg/ml、0.7mg/ml、0.8mg/ml、0.9mg/ml、1.0mg/ml、1.1mg/ml、1.2mg/ml、1.3mg/ml、1.4mg/ml、1.5mg/ml、1.6mg/ml、1.7mg/ml、1.8mg/ml、1.9mg/ml、2.0mg/ml、2.1mg/ml、2.2mg/ml、2.3mg/ml、2.4mg/ml、2.5mg/ml、2.6mg/ml、2.7mg/ml、2.8mg/ml、2.9mg/ml、3.0mg/ml、3.1mg/ml、3.2mg/ml、3.3mg/ml、3.4mg/ml、3.5mg/ml、3.6mg/ml、3.7mg/ml、3.8mg/ml、3.9mg/ml、4.0mg/ml、4.1mg/ml、4.2mg/ml、4.3mg/ml、4.4mg/ml、4.5mg/ml、4.6mg/ml、4.7mg/ml、4.8mg/ml、4.9mg/ml、5mg/ml、6mg/ml、7mg/ml、8mg/ml、9mg/ml、10mg/ml、11mg/ml、12mg/ml、13mg/ml、14mg/ml、15mg/ml、16mg/ml、17mg/ml、18mg/ml、19mg/ml、20mg/ml、21mg/ml、22mg/ml、23mg/ml、24mg/ml、25mg/ml、26mg/ml、27mg/ml、28mg/ml、29mg/ml、30mg/ml、40mg/ml、50mg/ml、60mg/ml、70mg/ml、80mg/ml、90mg/ml、100mg/ml、200mg/ml、300mg/ml、400mg/ml或500mg/ml,或1g/l、10g/l、50g/l、100g/l、200g/l、300g/l、400g/l或500g/l。
包衣本身可以是完全覆盖植物或植物种子的全面包衣,或者它可以仅覆盖植物或植物种子的一部分。优选地,包衣覆盖植物或植物种子的至少1%,更优选至少50%,甚至更优选至少80%,最优选至少90%或甚至100%,例如植物或植物种子的至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。
包衣可以施用于植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分(的一部分)。包衣也可以施用于植物的果实和/或花朵/花瓣(的一部分)。在特定的实施方式中,将果实和/或花朵/花瓣从包衣中排除。应当清楚的是,植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)还包含叶/叶丛。因此,包衣优选还覆盖叶/叶丛。优选地,(仅)将包衣施用于植物的芽/植物的地上部分。更优选地,(仅)将包衣施用于植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分。
因此,在一个优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽的制剂;以及
(ii)将包含结构多肽的制剂施用于植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分的表面,从而在植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分上形成包衣。
植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分可以包含完全覆盖植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分的全面包衣,或可以包含仅覆盖植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分的一部分的包衣。在植物是幼苗的情况下,例如,幼苗的根和/或幼苗的芽/幼苗的地上部分可以包含完全覆盖幼苗的根和/或幼苗的芽/幼苗的地上部分的全面包衣,或可以包含仅覆盖幼苗的根和/或幼苗的芽/幼苗的地上部分的一部分的包衣。
优选地,包衣覆盖植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分的表面的至少1%,更优选至少30%,甚至更优选至少50%,最优选至少90%或甚至100%,例如植物的根和/或植物的芽/植物的地上部分的表面的至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。
优选地,包衣覆盖植物种子表面的至少1%,更优选至少30%,甚至更优选至少50%,最优选至少90%或甚至100%,例如植物种子表面的至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。
植物可以是幼苗、生长中的植物或成熟植物。因此,优选在收获前施用包衣。
包含结构多肽的制剂优选通过浸渍包衣和/或喷雾包衣施用于植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)或植物种子表面。
例如,浸渍包衣可以按照如下方式进行:(i)将植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)或植物种子浸入容器,容器包含含有结构多肽和溶剂的制剂;(ii)在水槽(tank)中用含有结构多肽和溶剂的制剂孵育植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)或植物种子,例如持续0.1秒至10分钟;(iii)移出在其表面包被有来自制剂的结构多肽的植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)或植物种子。可以进一步对在其表面包被有结构多肽的植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)或植物种子进行干燥,例如在环境温度、室温或升高的温度(elevated temperatures)下干燥。
例如,喷雾包衣可以按照如下方式进行:(i)将包含结构多肽和溶剂的制剂转移到喷雾罐、喷雾装置或喷雾器中;以及(ii)将包含结构多肽和溶剂的制剂散布到植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)或植物种子上。可以进一步对在其表面包被有结构多肽的植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)或植物种子进行干燥,例如在环境温度、室温或升高的温度下干燥。
在优选的实施方式中,可以借助农作物喷粉器来将包含结构多肽的制剂喷雾/施用于植物/农作物。
温度范围优选在0℃至40℃之间,更优选在10℃至40℃之间,甚至更优选在20℃至35℃之间,最优选在20℃至25℃之间,例如0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃。
优选地,制剂还包含一种或多种化合物/混合物。因此,在一个优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂;以及
(ii)将包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣。
优选地,将一种或多种化合物/混合物施用于(最终)包衣。因此,在一个优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽的制剂;
(ii)将包含结构多肽的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣;以及
(iii)将一种或多种化合物/混合物施用于步骤(ii)中形成的包衣上。
更优选地,一种或多种化合物/混合物是步骤(i)中提供的制剂的一部分,并且在步骤(ii)之后施用于(最终)包衣。因此,在一个更优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂;
(ii)将包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣;以及
(iii)将一种或多种化合物/混合物施用于步骤(ii)中形成的包衣上。
优选在干燥所述包衣之前/在其变干之前,将一种或多种化合物/混合物施用于(最终)包衣。可以按如下方式将一种或多种化合物/混合物施用于包衣:可以将一种或多种化合物/混合物撒在(湿润的、潮湿的或尚未干燥的)包衣上;可以将包含所述一种或多种化合物/混合物的溶液浇注(casted)在包衣上;可以将包含所述一种或多种化合物/混合物的溶液喷雾在包衣上;可以在包衣之前将包含所述一种或多种化合物/混合物的溶液、分散液或固体施用于植物;或者可以将包衣浸入包含所述一种或多种化合物/混合物的溶液。
还优选在结构多肽包衣之前,例如在步骤(i)之前或步骤(i)之后/步骤(ii)之前,将一种或多种化合物/混合物施用于植物或植物种子表面。在这种情况下,将包含结构多肽的制剂施用于(已经)包含/包被有一种或多种化合物/混合物的植物或植物种子表面。
进一步优选的是,在结构多肽包衣之前,例如在步骤(i)之前或步骤(i)之后/步骤(ii)之前,将一种或多种化合物/混合物施用于植物或植物种子表面,并进一步优选(随后)将包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂施用于植物或植物种子表面。在这种情况下,将包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂施用于(已经)包含/包被有一种或多种化合物/混合物的植物或植物种子表面。
一种或多种化合物/混合物可以选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。特别地,一种或多种化合物/混合物是活性剂。活性剂可以选自于由染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。优选地,农药选自于由以下组成的组:除草剂、杀虫剂(可包括昆虫生长调节剂、杀白蚁剂等)、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鱼剂、杀鸟剂、灭鼠剂、杀菌剂、驱虫剂、动物驱避剂、抗微生物剂、杀真菌剂、消毒杀菌剂(抗微生物剂)和消毒清洁剂。
特别优选地,制剂还包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料作为化合物/混合物。因此,在一个特别优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽和媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的制剂;以及
(ii)将包含结构多肽和媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣。
特别优选地,在添加包含结构多肽的制剂之前,首先施用包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料作为化合物/混合物的制剂。因此,在一个特别优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的制剂;
(ii)将包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣;以及
(iii)将包含结构多肽的制剂施用于步骤(ii)中形成的包衣上。
特别优选地,在添加包含结构多肽和媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的制剂之前,首先施用包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料作为化合物/混合物的制剂。因此,在一个特别优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的制剂;
(ii)将包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣;以及
(iii)将包含结构多肽和媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的制剂施用于步骤(ii)中形成的包衣上。
优选地,媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料包含农药。更优选地,媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料包含杀真菌剂、除草剂和/或杀虫剂。甚至更优选地,媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料包含杀真菌剂和/或杀虫剂。
制剂可以是溶液、悬浮液、分散液或粉末。在制剂包含结构多肽的情况下,优选制剂是溶液、悬浮液或分散液。在制剂不包含结构多肽而包含媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料的情况下,则制剂优选为溶液、悬浮液、分散液或粉末。
可以使用干燥的媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料;液体媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料;或水基悬浮液媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料作为制剂。
在种子/植物上施用上述制剂将媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料固定在植物/种子上,从而使媒染剂、种子/植物拌料或种子/植物腌料不会扩散到环境中。这有助于使用者/农民保持健康,并有助于动物(优选农场动物、蠕虫或昆虫(如蜜蜂))不受这些试剂的不利影响。
优选地,该方法进一步包括对植物或植物种子的包衣进行干燥的步骤。因此,在一个优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽的制剂;
(ii)将包含结构多肽的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣;以及
(iii)对包衣进行干燥。
在一个更优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂;
(ii)将包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣;以及
(iii)对包衣进行干燥。
在一个更优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽的制剂;
(ii)将包含结构多肽的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣;
(iii)将一种或多种化合物/混合物施用于步骤(ii)中形成的包衣上;以及
(iv)对步骤(iii)中获得的包衣进行干燥。
在一个甚至更优选的实施方式中,用于植物包衣或植物种子包衣的方法包括以下步骤:
(i)提供包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂;
(ii)将包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的制剂施用于植物或植物种子表面,从而在植物或植物种子上形成包衣;
(iii)将一种或多种化合物/混合物施用于步骤(ii)中形成的包衣上;以及
(iv)对步骤(iii)中获得的包衣进行干燥。
同样,涵盖在结构多肽包衣之前施用一种或多种化合物/混合物的实施方式也优选在结构多肽包衣之后进行干燥。
包衣的干燥可以在环境空气中进行(被动),或者可以通过提高温度或通过施加气流来支持干燥(主动)。干燥可以在环境温度、室温或升高的温度下进行,例如,在0℃至40℃之间,优选在10℃至40℃之间,甚至更优选在20℃至35℃之间,最优选在20℃至25℃之间,例如0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃。干燥可以进行1s至180min的时间范围,优选10s至60min,例如1s、10s、20s、30s、40s、50s、60s或1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min。
在植物(特别是植物的芽/植物的地上部分)或植物种子上的最终包衣优选具有膜(在将包含结构多肽的溶液施用于植物或植物种子的情况下)或水凝胶(在将水凝胶施用于植物或植物种子的情况下)的形式。
使用结构多肽进行的植物包衣优选在植物的培养期间进行。还优选使用结构多肽进行的植物包衣在植物的开花和/或收获时间进行。优选在储存期间和/或在播种之前使用结构多肽对植物种子进行包衣。使用结构多肽进行的包衣不会损害植物的生长和/或生存力或植物种子的发芽能力。另外,包衣是可食用的。生物工程丝不会造成免疫系统的生理应答,也不会产生副作用(Lin
Figure BDA0002942577750000311
“The future of medical implants:Bioengineeredsilk for better biocompatibility”,Medical Plastics News(MPN),Juni 2018)。
优选地,包衣是均质和/或均匀的包衣。包衣的厚度优选在10nm至1mm之间,厚度更优选在50nm至0.5μm之间。
结构多肽优选是自组装多肽。优选地,(自组装)结构多肽选自于由丝多肽、角蛋白、胶原蛋白和弹性蛋白组成的组。特别地,(自组装)结构多肽是重组多肽,例如重组丝多肽、角蛋白、胶原蛋白或弹性蛋白。
丝多肽优选包含至少两个相同的重复单元。
在一个优选的实施方式中,重复单元独立地选自于由模块C(SEQ ID NO:1)或其变体和模块CCys(所述模块也可以称为模块CC)(SEQ ID NO:2)组成的组。模块CCys(SEQ ID NO:2)是模块C(SEQ ID NO:1)的变体。
在一个更优选的实施方式中,丝多肽包含至少一个非重复(NR)单元。所述非重复(NR)单元可以包含于N端和/或C端。在一个实施方式中,NR单元选自于由NR3(SEQ ID NO:3)或其变体和NR4(SEQ ID NO:4)或其变体组成的组。
在一个甚至更优选的实施方式中,丝多肽选自于由(C)m、(CCys)m、(C)mCCys、(C)mNRz、NRz(C)m和NRz(C)mNRz组成的组,其中,m是8至96的整数,即8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95或96;z是1至3的整数,即1、2或3;并且NR代表非重复单元。
在一个最优选的实施方式中,丝多肽选自于由C16NR4、C32NR4、C8、C16、C32、C48、C8CCys、C16CCys、C32CCys、C48CCys、CCysC8、CCysC16、CCysC32和CCysC48组成的组。
至于结构多肽的其它实施方式,特别是优选的实施方式,参见本发明的第一方面。
在第三方面,本发明涉及用结构多肽进行包衣的植物。包衣优选具有膜或凝胶,特别是水凝胶的形式。
用结构多肽进行包衣的植物优选可通过根据本发明第二方面的方法获得/获得自根据本发明第二方面的方法。
在第四方面,本发明涉及用结构多肽进行包衣的植物种子。包衣优选具有膜或凝胶,特别是水凝胶的形式。
用结构多肽进行包衣的植物种子优选可通过根据本发明第二方面的方法获得/获得自根据本发明第二方面的方法。
植物包衣或植物种子包衣可以包含一层或者彼此相同或不同的多层。例如,这些层可以包含结构多肽;或包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物。因此,包含结构多肽的层可以与包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的层交替。还可能的是,不包含结构多肽而包含一种或多种化合物/混合物的层被包含结构多肽的层覆盖或被包含结构多肽和一种或多种化合物/混合物的层覆盖。所述一种或多种化合物/混合物可以选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、激素、生长因子和营养素组成的组。
在第五方面,本发明涉及用包含结构多肽的组合物进行包衣的植物。包含该组合物或由该组合物组成的包衣优选是膜或凝胶,特别是水凝胶。优选地,组合物还包含一种或多种化合物/混合物。更优选地,一种或多种化合物/混合物选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、除草剂、杀真菌剂、激素、生长因子和营养素组成的组。甚至更优选地,农药选自于由以下组成的组:除草剂、杀虫剂(可包括昆虫生长调节剂、杀白蚁剂等)、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鱼剂、杀鸟剂、灭鼠剂、杀菌剂、驱虫剂、动物驱避剂、抗微生物剂、杀真菌剂、消毒杀菌剂(抗微生物剂)和消毒清洁剂。
用包含结构多肽的组合物进行包衣的植物优选可通过根据本发明第二方面的方法获得/获得自根据本发明第二方面的方法。
在第六方面,本发明涉及用包含结构多肽的组合物进行包衣的植物种子。
包含该组合物或由该组合物组成的包衣优选是膜或凝胶,特别是水凝胶。优选地,组合物还包含一种或多种化合物/混合物。更优选地,一种或多种化合物/混合物选自于由媒染剂、包含农药的媒染剂、种子/植物拌料、包含农药的种子/植物拌料、种子/植物腌料、包含农药的种子/植物腌料、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、除草剂、杀真菌剂、激素、生长因子和营养素组成的组。甚至更优选地,农药选自于由以下组成的组:除草剂、杀虫剂(可包括昆虫生长调节剂、杀白蚁剂等)、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鱼剂、杀鸟剂、灭鼠剂、杀菌剂、驱虫剂、动物驱避剂、抗微生物剂、杀真菌剂、消毒杀菌剂(抗微生物剂)和消毒清洁剂。
用包含结构多肽的组合物进行包衣的植物种子优选可通过根据本发明第二方面的方法获得/获得自根据本发明第二方面的方法。
根据本发明的第三方面至第六方面,包衣本身可以是完全覆盖植物或植物种子的全面包衣,或者它可以仅覆盖植物或植物种子的一部分。因此,在一个实施方式中,包衣覆盖植物或植物种子的至少1%,优选至少30%,更优选至少50%,甚至更优选至少80%,最优选至少90%或甚至100%,例如植物或植物种子的至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。
包衣还可以覆盖(仅)植物的芽/植物的地上部分。因此,在一个实施方式中,包衣覆盖植物的芽/植物的地上部分的至少1%,优选至少30%,更优选至少50%,甚至更优选至少80%,最优选至少90%或甚至100%,例如植物的芽/植物的地上部分的至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。
优选地,包衣是均质和/或均匀的包衣。包衣的厚度优选在10nm至1mm之间,厚度更优选在50nm至0.5μm之间。植物可以是幼苗、生长中的植物或成熟植物。
优选地,植物是农作物,或植物种子是农作物植物种子。优选地,农作物选自于由果树、谷类、豆类、甜的小植物果实、蔬菜、药草、香料、产油植物和商品植物组成的组。
特别地,植物或植物种子属于禾本科、茜草科、景天科、豆科、菊科或芭蕉科。
还优选地,植物是装饰性植物,或植物种子是装饰性植物种子。优选地,装饰性植物选自于由观叶植物、花朵植物和食肉植物组成的组。
至于其它实施方式和优选的实施方式,例如关于结构多肽,参见本发明的第一方面。
在不脱离本发明范围的情况下,本发明的各种修改和变化对本领域技术人员将是显而易见的。尽管已经结合具体的优选实施方式对本发明进行了描述,但是应当理解的是,要求保护的发明不应不适当地限制于这样的具体实施方式。实际上,对所描述的用于实施本发明的方式的各种修改对于相关领域的技术人员是显而易见的,均旨在被本发明涵盖。
附图说明
以下附图仅是对本发明的说明,并且不应以任何方式解释为限制如所附权利要求所指示的本发明的范围。
图1:通过浸渍包衣或喷雾包衣用丝水凝胶或丝溶液(蛋白质浓度为1%-2%)对测试植物(小麦、蓝羊茅、竹子、咖啡和石莲花)的地上部分进行包衣。根据测试植物,用水对对照植物进行喷雾或浸渍。监测石莲花的生存力5天。在5天(小麦)、16天(咖啡、小麦)和1个月(蓝羊茅和竹子)后,将经包衣的植物与用水进行喷雾或浸渍的对照植物进行比较。在对照植物和经包衣的测试植物之间未能检测到生存力差异。在喷雾包衣和浸渍包衣之间也未检测到差异。此外,在丝水凝胶和丝溶液之间未检测到差异。图1A示出了在测试开始时和16天后(图1B),与对照(右)相比,用丝水凝胶进行喷雾包衣的小麦(左)。图1C示出了在测试开始时和一个月后(图1D),与对照(左)相比,用丝溶液进行浸渍包衣的蓝羊茅(右)。图1E示出了在测试开始时和一个月后(图1F),与对照(左)相比,用丝溶液进行浸渍包衣的竹子(中间),用丝溶液进行喷雾包衣的竹子(右)。图1G示出了在测试开始时和16天后(图1H),与对照(右)相比,用丝水凝胶进行喷雾包衣的咖啡(左)。图1I示出了在测试开始时和一个月后(图1J),与对照(左)相比,用丝溶液进行浸渍包衣的石莲花(中间),用丝溶液进行喷雾包衣的石莲花(右)。
图2:在室温下将生菜(lettuce)叶用蛋白质浓度1.2%的丝溶液进行浸渍包衣并干燥1小时。作为对照,将一片叶子浸入水中。从一株植物收获生菜叶。从同一株植物收集三个蛞蝓(以正方形框住并编号为1、2、3)。将生菜叶放在保鲜膜上,将其用水加湿(右:用丝溶液进行包衣的生菜叶;左:对照叶)。将三个蛞蝓置于两片生菜叶的中间(图2A)。图2B示出了14小时后三个蛞蝓对生菜叶的侵扰(右:用丝溶液进行包衣的生菜叶;左:对照叶)。所有三个蛞蝓(以正方形框住并编号为1、2、3)均侵扰了对照叶。未观察到对用丝溶液处理过的生菜叶的侵扰。
实施例
以下给出的实施例仅用于说明目的,并不以任何方式限制上述发明。
实施例1:C16、丝水凝胶的制备
a)C16蛋白的制备:
如WO 2006/008163中所述制备C16蛋白。
b)C16蛋白水性溶液的制备:
为了制备蛋白质溶液,将丝蛋白溶解在6M GdmSCN和50mM Tris/HCl(pH 8.0)中。为了除去GdmSCN,使用MWCO为6000-8000的Spectra/Por透析膜,将体积小于500mL的蛋白质溶液相对于5mM Tris/HCl,pH 8.0进行透析。透析后,通过错流过滤(VIVAFLOW 200,Hydrosat,10kDa)对蛋白质溶液进行过滤,以进一步去除GdmSCN并浓缩溶液中的蛋白质。
在蛋白质溶液的体积>500mL时,使用带有SARTOCON Slice Cassettes的错流装置(Sartorius AG,
Figure BDA0002942577750000361
)(过滤材料:截止值为10kDa的Hydrosat)在不进行透析的情况下去除GdmSCN并浓缩蛋白质溶液。
通过使用UV/Vis光谱仪(Beckman Coulter)测量276nm处的吸光度来确定C16蛋白质浓度。C16蛋白质溶液的最终蛋白质浓度在1%至2%(w/w)之间,与以下描述的包衣方法相对应。
c)C16水凝胶的制备
为了制备C16水凝胶,将丝蛋白溶解在6M GdmSCN和50mM Tris/HCl(pH 8.0)中。为了除去GdmSCN,使用MWCO为6000-8000的Spectra/Por透析膜,将体积小于500mL的蛋白质溶液相对于5mM Tris/HCl,pH 8.0进行透析。透析后,通过错流过滤(VIVAFLOW 200,Hydrosat,10kDa)对蛋白质溶液进行过滤,以进一步去除GdmSCN并浓缩溶液中的蛋白质。
在C16水凝胶的体积>500mL时,使用带有SARTOCON Slice Cassettes的错流装置(Sartorius AG,
Figure BDA0002942577750000371
)(过滤材料:截止值为10kDa的Hydrosat)去除GdmSCN并浓缩蛋白质溶液。
通过使用UV/Vis光谱仪(Beckman Coulter)测量276nm处的吸光度来确定C16蛋白质浓度。C16蛋白质溶液的最终蛋白质浓度在1%至2%(w/w)之间,与以下描述的包衣方法相对应。
为了获得C16水凝胶,将蛋白质溶液在室温下保存≥5天或在40℃下保存≥16h以进行凝胶化。
实施例2:植物的包衣
a)喷雾包衣
以下植物用于包衣实验(禾本科:小麦、竹子;茜草科:咖啡;景天科:石莲花)
在20℃-25℃的温度下,通过使用喷雾装置(
Figure BDA0002942577750000372
00355+00352,Hartwig
Figure BDA0002942577750000373
GmbH)进行喷雾(Flasche ELLIPS 50ml Nr.00041,Hartwig
Figure BDA0002942577750000374
GmbH),将蛋白质浓度为1%-2%的C16水凝胶或C16溶液施用于不同的植物表面(小麦、竹子、咖啡、石莲花)。蛋白质浓度为2%的C16水凝胶用于小麦和咖啡的喷雾包衣。蛋白质浓度为1.2%的C16溶液用于竹子和石莲花的喷雾包衣。在10至30分钟的干燥时间后,所有植物上均可见均质包衣。可以证明,喷雾包衣是用丝水凝胶以及丝溶液对植物进行均质包衣的合适方法。
b)浸渍包衣
以下植物用于包衣实验(禾本科:蓝羊茅、竹子;景天科:石莲花;豆科:豌豆)
在玻璃烧杯中装入蛋白质浓度为1.0%和1.2%的C16溶液或C16水凝胶。将蓝羊茅、竹子和石莲花植物的整个地上部分浸入温度为20℃-25℃的C16溶液中。将豌豆植物的整个地上部分浸入温度为20℃-25℃的C16水凝胶中。在10至30分钟的干燥时间后,所有植物上均可见均质包衣。可以证明,浸渍包衣是用丝溶液以及丝水凝胶对植物进行均质包衣的合适方法。
实施例3:生物相容性(Biocompatibility)测试
为了确定丝包衣在植物上的生物相容性,对以下植物进行包衣(禾本科:小麦、蓝羊茅、竹子;茜草科:咖啡;景天科:石莲花)。因此,根据实施例2,通过浸渍包衣或喷雾包衣用蛋白质浓度为1%-2%的丝水凝胶和丝溶液对测试植物的整个地上部分进行包衣。根据测试植物,用水对对照植物进行喷雾或浸渍。
监测植物的生存力至少5天。在5天(小麦)、16天(咖啡、小麦)和1个月(蓝羊茅和竹子)后,将经包衣的植物与对照植物进行比较。在对照植物和经丝包衣的测试植物之间未能检测到生存力差异。在喷雾包衣和浸渍包衣之间也未检测到差异(图1)。此外,在用丝水凝胶和丝溶液对植物进行的包衣之间未检测到差异。可以证明,用丝水凝胶以及丝溶液对植物进行包衣不会影响植物的生存力。
实施例4:经丝包衣的植物对害虫侵扰的保护
为了证明经丝包衣的植物对害虫侵扰的保护,选择了两种有代表性的农业典型害虫:蛞蝓和虱子。
a)经丝包衣的植物对蛞蝓侵扰的保护:
根据实施例2,在室温下将生菜叶用蛋白质浓度为1.2%的丝溶液进行浸渍包衣并干燥1小时。作为对照,将一片叶子浸入水中。从一株植物收获生菜叶。从同一株植物收集三个蛞蝓。将生菜叶放在保鲜膜上,将其用水加湿。将三个蛞蝓置于两片生菜叶的中间。在14小时后,确定三个蛞蝓对生菜叶的侵扰。所有三个蛞蝓均侵扰了对照叶。未观察到对用丝进行包衣的生菜叶的侵扰(图2)。
b)通过浸渍包衣保护植物免受虱子侵扰:
根据实施例2,在室温下将豌豆植物用蛋白质浓度为1.0%的丝水凝胶进行浸渍包衣1分钟。根据经包衣的植物,用水对对照植物进行处理。干燥过夜后,将豌豆植物存放在装有豌豆虱子的密闭容器中。对虱子对植物的侵扰监测6天。在6天的时间里,与经丝包衣的植物相比,对照植物的虱子侵扰显著更高(参见表1)。表1示出了通过浸渍包衣而物理保护豌豆植物免受虱子侵扰(相对于侵扰时间,经丝包衣的植物与对照植物上的虱子数量的比较)。
表1:通过浸渍包衣而物理保护豌豆植物免受虱子侵扰
Figure BDA0002942577750000391
c)通过喷雾包衣保护植物免受虱子侵扰:
根据实施例2,在室温下通过喷雾包衣用蛋白质浓度为1.2%的丝溶液对豌豆植物进行包衣。根据经包衣的植物,用水对对照植物进行处理。在4h的干燥时间后,将豌豆植物存放在装有豌豆虱子的密闭容器中。对虱子对植物的侵扰监测5天。在5天的时间里,与经丝包衣的植物相比,对照植物的虱子侵扰显著更高(参见表2)。可以证明,虱子偏爱未包衣的对照植物,而躲避经丝包衣的植物。表2示出了通过喷雾包衣而物理保护豌豆植物免受虱子侵扰(相对于侵扰时间,经丝包衣的植物与对照植物上的虱子数量和行为的比较)。
表2:通过喷雾包衣而物理保护豌豆植物免受虱子侵扰
Figure BDA0002942577750000401
两种方法(即浸渍包衣和喷雾包衣)均适合于用丝对植物进行包衣以防止虱子侵扰。两种制剂(即丝水凝胶和丝溶液)均适合于用丝对植物进行包衣以防止虱子侵扰。优选地,应使用用丝溶液进行的喷雾包衣。特别地,通过用丝对植物进行包衣,可以极大减少最初几个小时内的初始虱子侵扰。此外,虱子不能在经丝包衣的植物上找到吸吮点,并上下移动。在虱子侵扰后1-5天,显示出与对照植物相比,用丝进行包衣的植物的生存力更好。
这些实验示例性地表明,丝包衣可以保护植物免受害虫侵扰。该示例性发现通常可以应用于常见害虫。
实施例5:农用化学品(agro-chemical)类似物在植物上的固定
为了证明农用化学品类似物在植物上的固定,选择示例性色素:靛蓝胭脂红(indigo carmine)。该色素具有与标准农药、除草剂和杀真菌剂相同的水溶性(10g/l)。将蛋白质浓度为1%至2%的丝水凝胶和丝溶液用于植物的喷雾包衣和浸渍包衣,以用于固定农用化学品类似物。将丝水凝胶或丝溶液分别与色素靛蓝胭脂红以(5mg/mL)的浓度混合。作为对照,将靛蓝胭脂红以5mg/mL的浓度与去离子水混合(靛蓝胭脂红水溶液)。根据实施例2制造丝水凝胶和丝溶液包衣溶液。
浸渍包衣
对于浸渍包衣,在室温下将不同植物的叶子完全浸入含有靛蓝胭脂红(5mg/mL)的丝包衣溶液(丝蛋白1.1%)和对照靛蓝胭脂红水溶液。干燥30分钟至180分钟后,借助洒水壶模拟淋雨来施用水。可以证明,与用对照靛蓝胭脂红水溶液进行包衣的叶子相比,用含有靛蓝胭脂红的丝溶液对叶子进行的包衣更为均质。与用对照靛蓝胭脂红水溶液进行包衣的叶子相比,在用含有靛蓝胭脂红的丝溶液进行包衣的叶子上,通过模拟淋雨而从叶片上洗去的色素更少。
喷雾包衣
对于喷雾包衣,将含有靛蓝胭脂红(分别为5mg/mL)的丝溶液(1.0%)和丝水凝胶(2.0%)以及对照靛蓝胭脂红水溶液在室温下喷雾到不同植物上。将丝水凝胶(2%)用于香蕉植物的喷雾包衣。将丝溶液(1.0%)用于植物的喷雾包衣。干燥10分钟至180分钟后,借助洒水壶模拟淋雨来施用水。对于丝水凝胶溶液(2.0%)和丝溶液(1.0%)而言都可以证明,与用对照靛蓝胭脂红水溶液进行包衣的植物相比,用含有靛蓝胭脂红的丝水凝胶和丝溶液对植物进行的包衣更为稳定和均质。与用对照靛蓝胭脂红水溶液进行包衣的叶子相比,在用含有靛蓝胭脂红的丝水凝胶和丝溶液进行包衣的植物上,通过模拟淋雨而从植物上洗去的色素更少。
用色素靛蓝胭脂红进行的示例性实验表明,可以用丝水凝胶以及丝溶液将小有机分子固定在植物上。两种方法(即浸渍包衣和喷雾包衣)均适合于将小有机分子固定在植物上。优选地,应使用喷雾包衣。特别地,与在植物上施加小分子的常规方法相比,通过施用丝可以实现用有机分子对植物的更均质的包衣,并且,通过施用丝作为固定剂,通过模拟淋雨而从植物上洗去的色素更少。
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<220>
<221> 结构域
<222> (1)..(35)
<223> 模块C (ADF-4)
<400> 1
Gly Ser Ser Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ser Gly Pro Gly Gly
1 5 10 15
Tyr Gly Pro Glu Asn Gln Gly Pro Ser Gly Pro Gly Gly Tyr Gly Pro
20 25 30
Gly Gly Pro
35
<210> 2
<211> 35
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成的
<220>
<221> 结构域
<222> (1)..(35)
<223> 模块Cc
<400> 2
Gly Ser Ser Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ser Gly Pro Gly Gly
1 5 10 15
Tyr Gly Pro Glu Asn Gln Gly Pro Cys Gly Pro Gly Gly Tyr Gly Pro
20 25 30
Gly Gly Pro
35
<210> 3
<211> 124
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 基于ADF-3
<220>
<221> 结构域
<222> (1)..(124)
<223> NR3 (ADF-3)
<400> 3
Gly Ala Ala Ser Ala Ala Val Ser Val Gly Gly Tyr Gly Pro Gln Ser
1 5 10 15
Ser Ser Ala Pro Val Ala Ser Ala Ala Ala Ser Arg Leu Ser Ser Pro
20 25 30
Ala Ala Ser Ser Arg Val Ser Ser Ala Val Ser Ser Leu Val Ser Ser
35 40 45
Gly Pro Thr Asn Gln Ala Ala Leu Ser Asn Thr Ile Ser Ser Val Val
50 55 60
Ser Gln Val Ser Ala Ser Asn Pro Gly Leu Ser Gly Cys Asp Val Leu
65 70 75 80
Val Gln Ala Leu Leu Glu Val Val Ser Ala Leu Val Ser Ile Leu Gly
85 90 95
Ser Ser Ser Ile Gly Gln Ile Asn Tyr Gly Ala Ser Ala Gln Tyr Thr
100 105 110
Gln Met Val Gly Gln Ser Val Ala Gln Ala Leu Ala
115 120
<210> 4
<211> 109
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 基于ADF-4
<220>
<221> 结构域
<222> (1)..(109)
<223> NR4 (ADF-4)
<400> 4
Gly Ala Tyr Gly Pro Ser Pro Ser Ala Ser Ala Ser Val Ala Ala Ser
1 5 10 15
Arg Leu Ser Ser Pro Ala Ala Ser Ser Arg Val Ser Ser Ala Val Ser
20 25 30
Ser Leu Val Ser Ser Gly Pro Thr Asn Gly Ala Ala Val Ser Gly Ala
35 40 45
Leu Asn Ser Leu Val Ser Gln Ile Ser Ala Ser Asn Pro Gly Leu Ser
50 55 60
Gly Cys Asp Ala Leu Val Gln Ala Leu Leu Glu Leu Val Ser Ala Leu
65 70 75 80
Val Ala Ile Leu Ser Ser Ala Ser Ile Gly Gln Val Asn Val Ser Ser
85 90 95
Val Ser Gln Ser Thr Gln Met Ile Ser Gln Ala Leu Ser
100 105

Claims (49)

1.重组蜘蛛丝多肽在植物包衣中的用途,其中,
所述植物包衣用于保护免受害虫侵扰,
所述植物包衣在收获前施用,
所述植物包衣不损害所述植物的生长和/或生存力。
2.根据权利要求1所述的用途,其中,所述害虫是捕食者/天敌。
3.根据权利要求2所述的用途,其中,所述捕食者/天敌选自于由农业害虫或观赏植物害虫组成的组。
4.根据权利要求1所述的用途,其中,所述害虫是微生物。
5.根据权利要求4所述的用途,其中,所述微生物选自于由病毒、细菌和真菌组成的组。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的用途,其中,所述植物是农作物。
7.根据权利要求6所述的用途,其中,所述农作物选自于由果树、谷类、豆类、甜的小植物果实、蔬菜、药草、香料、产油植物和商品植物组成的组。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的用途,其中,所述植物是装饰性植物。
9.根据权利要求8所述的用途,其中,所述装饰性植物选自于由观叶植物、花朵植物和食肉植物组成的组。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的用途,其中,所述包衣是可食用的。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的用途,其中,所述重组蜘蛛丝多肽包含于组合物中。
12.根据权利要求11所述的用途,其中,所述组合物还包含一种或多种化合物/混合物。
13.根据权利要求12所述的用途,其中,所述一种或多种化合物/混合物选自于由媒染剂、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、除草剂、杀真菌剂、激素、生长因子和营养素组成的组。
14.根据权利要求12所述的用途,其中,所述一种或多种化合物/混合物为包含农药的媒染剂。
15.根据权利要求12所述的用途,其中,所述一种或多种化合物/混合物为植物拌料。
16.根据权利要求12所述的用途,其中,所述一种或多种化合物/混合物为包含农药的植物拌料。
17.根据权利要求12所述的用途,其中,所述一种或多种化合物/混合物为植物腌料。
18.根据权利要求12所述的用途,其中,所述一种或多种化合物/混合物为包含农药的植物腌料。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的用途,其中,所述重组蜘蛛丝多肽包含至少两个相同的重复单元。
20.根据权利要求19所述的用途,其中,所述重复单元独立地选自于由模块C(SEQ IDNO:2)或其变体和模块CCys(SEQ ID NO:3)或其变体组成的组。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的用途,其中,所述重组蜘蛛丝多肽包含至少一个非重复(NR)单元。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的用途,其中,所述重组蜘蛛丝多肽选自于由以下组成的组:(C)m、(CCys)m、(C)mCCys、(C)mNRz、NRz(C)m和NRz(C)mNRz,其中,m是8至96的整数;z是1至3的整数;并且NR代表非重复单元。
23.根据权利要求22所述的用途,其中,所述重组蜘蛛丝多肽选自于由C16NR4、C32NR4、C8、C16、C32、C48、C8CCys、C16CCys、C32CCys、C48CCys、CCysC8、CCysC16、CCysC32和CCysC48组成的组。
24.一种用于植物包衣的方法,所述方法包括以下步骤:
(i)提供包含重组蜘蛛丝多肽的制剂;以及
(ii)将所述包含重组蜘蛛丝多肽的制剂施用于植物表面,从而在所述植物上形成包衣,
其中,所述植物包衣用于保护免受害虫侵扰,
所述植物包衣在收获前施用,
所述植物包衣不损害所述植物的生长和/或生存力。
25.根据权利要求24所述的方法,其中,所述包衣覆盖所述植物的芽的表面的至少30%。
26.根据权利要求24所述的方法,其中,所述包衣覆盖所述植物的芽的表面的至少50%。
27.根据权利要求24-26中任一项所述的方法,其中,所述包衣通过喷雾包衣和/或浸渍包衣来实现。
28.根据权利要求24-27中任一项所述的方法,其中,所述制剂选自于由粉末、(水)凝胶、溶液、悬浮液和分散液组成的组。
29.根据权利要求24-28中任一项所述的方法,其中,所述制剂包含溶剂。
30.根据权利要求29所述的方法,其中,所述溶剂选自于由水(H2O)、水性缓冲液和有机溶剂组成的组。
31.根据权利要求24-30中任一项所述的方法,其中,所述制剂以0.001%(w/w)至30%(w/w)之间的浓度包含所述重组蜘蛛丝多肽。
32.根据权利要求31所述的方法,其中,所述制剂以0.01%(w/w)至20%(w/w)之间的浓度包含所述重组蜘蛛丝多肽。
33.根据权利要求31所述的方法,其中,所述制剂以0.1%(w/w)至10%(w/w)之间的浓度包含所述重组蜘蛛丝多肽。
34.根据权利要求31所述的方法,其中,所述制剂以0.8%(w/w)至5%(w/w)之间的浓度包含所述重组蜘蛛丝多肽。
35.根据权利要求31所述的方法,其中,所述制剂以1%(w/w)至2%(w/w)之间的浓度包含所述重组蜘蛛丝多肽。
36.根据权利要求24-35中任一项所述的方法,其中,步骤(i)中提供的所述制剂还包含一种或多种化合物/混合物。
37.根据权利要求24-36中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括将一种或多种化合物/混合物施用于所述包衣的步骤。
38.根据权利要求36或37所述的方法,其中,所述一种或多种化合物/混合物选自于由媒染剂、染料、有气味物质、遮光剂、肥料、农药、除草剂、杀真菌剂、激素、生长因子和营养素组成的组。
39.根据权利要求36或37所述的方法,其中,所述一种或多种化合物/混合物为包含农药的媒染剂。
40.根据权利要求36或37所述的方法,其中,所述一种或多种化合物/混合物为植物拌料。
41.根据权利要求36或37所述的方法,其中,所述一种或多种化合物/混合物为包含农药的植物拌料。
42.根据权利要求36或37所述的方法,其中,所述一种或多种化合物/混合物为植物腌料。
43.根据权利要求36或37所述的方法,其中,所述一种或多种化合物/混合物为包含农药的植物腌料。
44.根据权利要求24-43中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括对所述植物的所述包衣进行干燥的步骤。
45.根据权利要求24-44中任一项所述的方法,其中,所述重组蜘蛛丝多肽包含至少两个相同的重复单元。
46.根据权利要求45所述的方法,其中,所述重复单元独立地选自于由模块C(SEQ IDNO:2)或其变体和模块CCys(SEQ ID NO:3)或其变体组成的组。
47.根据权利要求24-46中任一项所述的方法,其中,所述重组蜘蛛丝多肽包含至少一个非重复(NR)单元。
48.根据权利要求24-47中任一项所述的方法,其中,所述重组蜘蛛丝多肽选自于由以下组成的组:(C)m、(CCys)m、(C)mCCys、(C)mNRz、NRz(C)m、NRz(C)mNRz、(AQ)m和(AQ)mNRZ,其中,m是8至96的整数;z是1至3的整数;并且NR代表非重复单元。
49.根据权利要求48所述的方法,其中,所述重组蜘蛛丝多肽选自于由C16NR4、C32NR4、C8、C16、C32、C48、C8CCys、C16CCys、C32CCys、C48CCys、CCysC8、CCysC16、CCysC32和CCysC48组成的组。
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