CN1856254A - 由胡芦巴提取物制得的用于治疗植物病原体(感染)的激发因子、其用途及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制备新型激发因子(或刺激植物对病原体产生防御的制剂)的方法，该激发因子适用于农用植物的病原体防治。所述激发因子是以由胡芦巴种子制得的干制品为原料制成的，制备不需经过液相提取。本发明的方法优选包含以下步骤：(1)将种子的胚芽组分和子叶分离；(2)研磨所述组分，制成粉末；(3)将所述粉末于水中溶解，并将获得的溶液喷洒于待治疗的植物上。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物治疗制品、其用途及其制造方法。本发明采用一种新型的植物天然防御刺激因子或激发因子，具体应用于防治病原体和任意种类的植物寄生物(真菌、细菌、病毒和昆虫等)。这一新型产品组合物能有效地预防和治疗病原体感染，并由以非液相提取的方法、从胡芦巴(fenugreek或Trigonella foenumgraecum)中制得的提取物所组成。
背景技术
植物不断的遭受来自众多病原体的寄生压力，例如病毒、细菌、真菌或昆虫等。植物对病原体的抗性，可以通过植物对病原体的识别(基因对基因的作用关系)产生，也可以是在寄生物导致植株损伤的作用下，刺激植物防御能力而产生。
第一种情况下，病原体带有一种叫做“无毒基因(avirulence gene)”的特殊基因，而植物带有相应“抗病基因(resistance gene)”，能够识别病原体，进而产生抗性。这种情况下，植物和寄生物之间存在一种忠实的基因决定的相互作用关系。
在两者识别后，植物了产生特异性机制(发生一系列的新陈代谢反应，合成抗性信使信号)，当病原体还只是相当局部的侵入寄主组织时，植物就产生了抗性。
在第二种情况下，防御机制被诱导，例如在真菌攻击时是通过寡聚糖诱导的。寡聚糖一方面是由寄主的水解酶降解真菌细胞壁而产生的，一方面是由真菌的酶降解被水解细胞的细胞壁而产生的。这些细胞壁碎片也能作为抗性信使起作用。
抗性机制一旦首次启动，植物对新的寄生物攻击产生抗性的能力增强，特别是在植物的未感染部分，这要归功于某些“天然化学信使”(naturalchemicai messengers)物质。该机制被称为“系统获得性抗性”(SystemicAcquired Resistance)。
每当植物对一种病原体敏感，无论是通过基因对基因的作用关系、还是通过“创伤”效应(“injury” effect)，它没有能力识别其入侵者。于是，它无法有效地活化其抗病基因。在某些情况下，植物无法针对于某些病原体产生抗性相关的“天然化学信号”，可以通过外源的方式向植物提供这些“天然化学信号”，激活植物的天然防御能力。
每当植物与病原体发生识别时，植物产生一些特殊的机制。通常一旦病原体开始在攻击位点引起细胞坏死，植物就产生应答，从而阻止病原体感染的进一步发展。这种防御反应几乎永远伴随着下列进程：植物保卫素(phytalexin，抗真菌剂分子)的生物合成，如过氧化物酶等防卫酶类的生物合成，或者，几丁质酶或P-1，4-内切葡聚糖酶等疾病发生相关蛋白(PR蛋白)的生物合成。这些酶能够溶解真菌和细菌的细胞壁。一旦产生抗性，植物能够加固细胞壁(木质素合成)，将病原体拦截在它渗入的部位。
一种用于刺激农用植物的天然防御能力的方法为人所知，包括对这类植物使用一种激发因子或敏化剂，它们在接触植物时，不仅能预防性地引起植物在产品施用位置发生抗病基因的活化，还能激活系统获得性抗性。这种方法在法国专利申请FR2766059(GOEMAR试验室，1997年7月18日申请)中有详尽的阐述。该方法使用了有效量的β-1-3葡聚糖寡糖。
将不同来源的β-1-3葡聚糖水解，制备成β-1-3葡聚糖寡糖。β-1-3葡聚糖来自：细菌，包括粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)；真菌，包括裂褶菌(Schizophyllum)和葡聚糖小核菌(Sclerotium glucanium)；酵母，包括酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisae)；以及藻类和谷物。
然而这种方法并不能连续多次地作用于同一植物引发抗性。只能进行一次喷洒。因此，这类方法主要是预防性的、并有时间限制。
在1999年11月2日授予EDEN Bioscience的美国专利US5977060中，描述了一种用于植物虫害防治的方法。该专利中引用了多篇关于用激发因子激活植物抗虫害防御系统的文献，可作为参考。该方法是一种用于植物虫害防治的方法，包括有效条件下，对植物或种子施用多肽或蛋白激发因子来防治虫害。这种(多肽或蛋白)激发因子能引起过敏反应，相当于选自以下组的病原体引起的反应：欧文氏菌、假单胞菌属(Pseudomonas)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、Phyrophtora以及它们的混合物。在一个实施方案中，通过施用一种带有能够分泌或释放这种多肽或蛋白的基因的细菌，来将激发因子施用于植物上。该细菌不会引起疾病，且转入(例如以重组方法)了编码能引起过敏性反应的多肽或蛋白的基因。因此，该专利阐述的是一种防治虫害的方法，而不是防治各种病原体的方法。而且，该专利所用的基因操作技术是普通大众难以掌握的。
此外，胡芦巴(fenugreek)种子被广泛使用，在农工业中用作香料，或用于制药行业。胡芦巴(Fenugreek或Trigonella foenum graecum，亦称作Senegrain)，是豆科的一种荚果。胡芦巴含有一种由40种不同的复合物组成的精油，其中3-羟基-4，5-二甲基呋喃-2-酮(3-hydroxy-4，5-dimethyl-oxolane-2-one)认为是主要的芳香成分。在其含有的非挥发性成分中，夫喃斯塔葡萄糖甙(furostanol glycosides)、甾醇和甾体皂甙具有极大的药用价值。
在1999年12月7日授予Emerald Seed Products有限公司的美国专利US5997877中，描述了一种用于提取具有经济价值的胡芦巴种子组分的方法。胡芦巴种子具有黄色的中央核心部分，是被白色半透明的胚乳和外皮包裹着的子叶和胚芽。所述胚乳含有瓜尔豆胶，并为深褐色外皮包围。瓜尔豆胶或葫芦巴油性树脂的提取方法包括：湿润胡芦巴种子，湿度范围控制在14％-20％；碾碎胡芦巴种子；将碾碎的种子与溶剂混合，在特定温度下保温一段时间，使种子中的某些成分溶解于溶剂中；分离溶剂浸出液。该方法的不足之处是其使用的溶剂是极性溶剂乙醇。在该美国专利US5997877中还描述了另一种方法，包括进行可溶性纤维的回收。为达到此目的，先将种子碾碎、再进行筛选，回收由外皮和生物被膜(外壳)组成的较重部分。接着用热水处理所述的较重部分，回收可溶性纤维。接着，用溶剂回收较轻部分所含的瓜尔豆胶。
上述技术的不足之处在于，由胡芦巴制得的产品是使用乙醇溶剂萃取来得到的，此终产物并不是中性，可能对植物具有有害的作用。对于这方面的情况，可以参考下列文献：DE 197266，EP 0493670，DATABASE NO 1994-84121，XP 002194 376或Chemical Abstract Vol 119 N° 11(1993-9-13)Krata。
同一发明者的专利FR 01 07898中进行了技术改进，从胡芦巴种子中制备提取物的过程包括：碾碎种子、分离胚芽和子叶组分、和用加水过滤的方法，提取子叶和胚芽组分中的激发因子成分。
发明内容
本发明的目的在于，使用一种新的激发因子制品(刺激植物对病原体的防御)，防治病原体和各种植物寄生物(真菌、病毒、细菌、昆虫等)感染，这种制品既可用于预防，也可用于治疗。
本发明的另一个目的在于，提供一种激发因子的用途，所述用途是指用于制备一种具有激发作用的植物检疫制品。
本发明的又一个目的在于，提供一种新型激发因子的制备方法，所述方法用于制备一种对所治疗的植物和环境都不产生破坏的激发因子。
本发明者通过实验发现，用胡芦巴制成的干提取物治疗植物，能显著激活多种不同的酶的活力，这些酶参与植物对于病原体和各类植物寄生物(真菌、细菌、病毒和昆虫等)的防御机制。
发明者在实验中注意到，以下方法可以达到同样的效果：将所述种子的子叶和胚芽组分碾成粉末，并与水混合，将所得溶液喷洒到植株上。这一方法的优势在于：无须经过液体的产品阶段，从而防止其发酵；以粉末形式销售，仅在使用时和产品包装时配成溶液，在配成溶液时完成其活性成分的提取。粉末也可直接喷洒到植物上(喷粉)，或者加入到植物检疫制品中。
本发明的另一个优势在于：压碎种子时无须经历液相提取的阶段，胡芦巴中的所有分子都不受到破坏，例如胚芽和子叶组分中所含的皂甙和糊精，在所获得的粉末中都被保存了下来。皂甙对植物叶片具有湿润的效果，能提高激发因子的功效；糊精具有附着的效果，将溶液和其活性复合物粘附到植物上，这在农业领域较为常用。反复地用激发因子处理植物，每次处理都能激活植物的防御机制。
胡芦巴种子的干提取物优选通过以下方式获得：碾碎种子；将子叶和胚芽组分同外皮和生物被膜组分分离；再次碾碎子叶和胚芽组分，从而得到颗粒大小优选小于200微米的粉末。通过碾碎、筛选或微粒化所获得的颗粒，大小可在5至500微米范围内。
第一方面，本发明涉及一种植物治疗制品，其特征在于，它包含一种通过非液相手段、从胡芦巴提取制得的干制品。
具体特征在于，由胡芦巴制得的干制品与至少一种液相载体混合后使用。
具体特征在于，在如上文概括的植物治疗制品中，由胡芦巴制得的干制品包含至少两种源于胡芦巴的活性分子。
具体特征在于，在如上文概括的植物治疗制品中，由胡芦巴制得的干制品中，包含至少一种源于胡芦巴的活性分子大于30000道尔顿，至少一种源于胡芦巴的活性分子小于30000道尔顿。。
具体特征在于，在如上文概括的植物治疗制品中，由胡芦巴制得的干制品至少部分地由胡芦巴植株的种子制得。
具体特征在于，在如上文概括的植物治疗制品中，由胡芦巴制得的干制品至少部分地由胡芦巴植株的地上部分制得。
具体特征在于，在如上文概括的植物治疗制品中，由胡芦巴制得的干制品至少部分地由胡芦巴植株的根部制得。
具体特征在于，在如上文概括的植物治疗制品中，由胡芦巴制得的干制品为任意形式的单一粉末、单一颗粒，或是同其它的制剂产品混合。
具体特征在于，由胡芦巴制得的干制品同增湿剂、分散剂或/和粘附剂混合。
具体特征在于，由胡芦巴制得的干制品同其它治疗制品混合，所述其它治疗制品包括下列物质：杀真菌剂、杀细菌剂、抗病毒剂、杀虫剂、其它防御刺激剂和/或(化学)肥料。
具体特征在于，如上文概括的植物治疗制品，适用于影响植物和作物的早期发育。
具体特征在于，如上文概括的植物治疗制品，适用于抑制收获的植物产生真菌毒素。
第二方面，本发明涉及如上文概括的植物治疗制品的用途，制造用于刺激植物防御功能的植物检疫复合物。
第三方面，本发明涉及如上文概括的植物治疗制品的用途，制造用于影响植物的早期发育的植物检疫复合物。
第四方面，本发明涉及如上文概括的植物治疗制品的用途，制造植物检疫复合物，所述用于抑制收获的植物产生真菌毒素的植物检疫复合物。
第五方面，本发明涉及如上文概括的植物治疗制品的制备方法，其特征在于，包含一个以非液相提取的方法、从胡芦巴中分离干制品的提取步骤。
具体特征在于，如上文概括的植物治疗制品的制备方法，包含一个将原料进行粉碎的步骤。
具体特征在于，如上文概括的植物治疗制品的制备方法，包含以下步骤：碾碎胡芦巴种子的步骤；分离步骤，将子叶和胚芽组分同外皮和生物被膜组分分离；再次碾碎子叶和胚芽组分的步骤，用于获得能以稳定形式保存的、预定颗粒大小的粉末；将所述粉末在水中溶解的步骤。
具体特征在于，如上文概括的植物治疗制品的制备方法，包括一个对胚芽和子叶组分进行筛选的步骤，以获得大小在5-500微米的颗粒。
下面结合下列实施例，进一步详细地阐述本发明，但以下实施例并不用于限制本发明的范围。同时图1显示了使用本发明的方法，在具体实施方案中制备植物治疗制品的步骤流程。
实施例
实施例1-新型激发因子的提取方法
碾碎胡芦巴种子(步骤10)从而获得一种粉末。使用密度计法，将胚芽和子叶组分同外皮和生物被膜组分分离(步骤15)。筛选胚芽和子叶组分(步骤20)，以获得颗粒大小在5微米-500微米的颗粒，并再次碾压(步骤25)从而获得颗粒大小优选小于200皮米的粉末。
在图1所示的实施方案中，将1至100克范围(优选为5克)的这种粉末，与一升水混合(步骤30)，将溶液喷洒到植物上(步骤35)。
在一个备选方案中，在包装商品时实施步骤30，制成液体形式的商品。在另一个备选方案中，由商品的使用者实施步骤30，商品以粉末的形式销售。
在另一个备选方案中，不实施步骤30，直接用由步骤25制得的粉末对植物喷粉。
在一个备选方案中，步骤25制备的粉末加入到了植物检疫制剂中，植物检疫制剂完善了单一的激发作用以外的其它功能，例如以下功能中的一种：杀真菌剂、杀细菌剂、抗病毒剂和/或杀虫剂、植物天然防御刺激剂和/或(化学)肥料。
步骤25后得到的粉末构成植物治疗制品，包含一由胡芦巴制得的、至少具有一种活性分子的干制品。要注意的是，这种制品优选在同至少一种液相载体混合后使用。
因此，本发明不局限于粉末或液体形式的植物治疗制品，而可以是任何植物治疗制品，只要该制品是以通过非液相提取或分离的方法从葫芦巴中制得的干制品为原料而制成的，且无论该制品是否加入到植物检疫制品中、在包装前溶解、包装后使用前溶解、还是留作粉末形式以对植物喷粉。
以胡芦巴所制的干制品为原料所生产的植物检疫制品有以下用途：例如，刺激植物防御，从而影响植物的早期发育，和/或是用于抑制收获的植物产生真菌毒素。
因此，根据备选方案，干制品可以被制成单一粉末、单一颗粒，或是同其它制剂混合，例如增湿剂、分散剂和/或粘附剂等；和/或同其它治疗制品混合，例如来自以下的物质：杀真菌剂、杀细菌剂、抗病毒剂、杀虫剂、其它防御刺激剂和/或(化学)肥料等。
如上文概括的植物治疗制品优选为由胡芦巴制得的干制品，包含至少两种葫芦巴活性分子。优选的是，至少一种活性分子大于30000道尔顿，且至少一种活性分子小于30000道尔顿。
所制得的植物治疗制品，用于通过激发作用刺激植物防御系统。
优选的是，所制得的植物治疗制品，用于影响植物的早期发育和产量。
优选的是，所制得的植物治疗制品，用于抑制收获后的植物产生真菌毒素。
在上述的具体实施方案中，由胡芦巴制得的干制品至少部分地由胡芦巴植株的种子制得。
在一个备选方案中，由胡芦巴制得的干制品至少部分地由胡芦巴植株的地上部分，和/或由葫芦巴植株的根部制得。
实施例2-用胡芦巴提取物处理蔬菜和观赏植物
将上述实施例1制备的提取物喷洒到以下的植物上，检测各种植物对不同的寄生物的抗病能力。例如，对以下几对植物/寄生物进行的预防性处理和治疗性处理，获得了相当显著的效果：瓜/粉孢霉菌；瓜/细菌；瓜/蓟马；瓜/粉虱；葡萄/粉孢霉菌；葡萄/霉菌，葡萄/黑菌，玫瑰花/锈病菌，玫瑰花/粉孢霉菌，小麦/壳针孢菌，小麦/粉孢霉菌等等。
这些经处理的植物与未经处理的植物进行比较。在预防性处理的情况下，只要定期地重复该处理，处理过的植物几乎没有或完全没有被寄生物攻击(与未进行处理的植物情况相反)。在治疗性处理的情况下，在首次用胡芦巴提取物治疗后几天，经处理的植株的感染症状就减轻了。治疗可以在幼株、枝插、或在成体植株上进行，事实上无论在植物的哪个生长阶段都可以进行。
值得注意的是：发明人发现，胡芦巴粉末具有一种强烈的刺激植物防御能力的作用：它几乎可用于所有的植物，防御几乎所有的寄生物；发明者发现了一种有趣的副作用，所有治疗过的植物都能够早结果和早收益——胡芦巴粉末能够加速植物发育；发明者还发现了另一种有趣的副作用，能够影响真菌毒素(如赭曲霉毒素A)的产生——治疗后，胡芦巴粉末使得能够减缓在收获后的植物中真菌毒素的生成速度(例如，葡萄用胡芦巴粉末处理后，制成的葡萄酒中的赭曲霉毒素A量减少)。
同时值得注意的是，依照本发明：
—胡芦巴种子粉末可以制成任何剂型：各种形式的粉末、各种形式的颗粒(水分散颗粒剂(即WDG)等)，加入或不加入各种增湿剂、分散剂、粘附剂或是其它制剂产品；
—胡芦巴粉末可以同其它各类杀真菌剂、杀细菌剂、抗病毒剂、杀虫剂、其它植物天然防御刺激剂和/或(化学)肥料混合，提高或扩大其功效；
—其活性成份可以是从胡芦巴叶子，或从植物的任何地上部分，以及从其根部提取的；
—胡芦巴粉末可以在施用于植物的时候溶解，也可预先溶解制成液体形式的产品提供给使用者；
—本发明涉及干提取物形式(如粉末)的胡芦巴的用途，而不管这种干提取物是用什么方式获得的、也不管它的活性成分是用什么方式提取。
Claims (18)
1.一种植物治疗制品，其特征在于，它包含一种通过非液相提取手段、从胡芦巴中提取制得的干制品。
2.如权利要求1所述的植物治疗制品，其特征在于，所述的由胡芦巴制得的干制品与至少一种液相载体混合后使用。
3.如权利要求1或2所述的植物治疗制品，其特征在于，干制品至少包含2种源于胡芦巴的活性分子。
4.如权利要求3所述的植物治疗制品，其特征在于，至少一种源于胡芦巴的活性分子大于30000道尔顿，且至少一种源于胡芦巴的活性分子小于30000道尔顿。
5.如权利要求1-4中任一项所述的植物治疗制品，其特征在于，由胡芦巴制得的干制品至少部分地由胡芦巴植株的种子制得。
6.如权利要求1-5中任一项所述的植物治疗制品，其特征在于，由胡芦巴制得的干制品至少部分地由胡芦巴植株的地上部分制得。
7.如权利要求1-6中任一项所述的植物治疗制品，其特征在于，由胡芦巴制得的干制品至少部分地由胡芦巴植株的根部制得。
8.如权利要求1-7中任一项所述的植物治疗制品，其特征在于，由胡芦巴制得的干制品为任意形式的单一粉末、单一颗粒，或是同其它的制剂产品混合。
9.如权利要求1-8中任一项所述的植物治疗制品，其特征在于，由胡芦巴制得的干制品同增湿剂、分散剂和/或粘附剂混合。
10.如权利要求1-9中任一项所述的植物治疗制品，其特征在于，由胡芦巴制得的干制品同其它治疗制品混合，所述其它治疗制品包括下列物质：
杀真菌剂、杀细菌剂、抗病毒剂、杀虫剂、其它防御刺激剂和/或(化学)肥料。
11.如权利要求1-10中任一项所述的植物治疗制品的用途，其特征在于，制造用于刺激植物防御功能的植物检疫复合物。
12.如权利要求1-10中任一项所述的植物治疗制品的用途，其特征在于，制造用于影响植物的早期发育的植物检疫复合物。
13.如权利要求1-10中任一项所述的植物治疗制品的用途，其特征在于，制造用于抑制收获的植物产生真菌毒素的植物检疫复合物。
14.如权利要求1-10中任一项所述的植物治疗制品的用途，其特征在于，制造植物检疫复合物，所述植物检疫复合物用于刺激植物免疫防御、影响植物的早期发育，或是用于抑制真菌毒素的产生。
15.制备如权利要求1-10中任一项所述的植物治疗制品的方法，其特征在于，包含一个以非液相提取的方法、从胡芦巴中分离干制品的提取步骤。
16.如权利要求15所述的制备植物治疗制品的方法，其特征在于，它包含一个将原料进行粉碎的步骤。
17.如权利要求15或16任一项所述的制备植物治疗制品的方法，其特征在于其包含：
a.碾碎胡芦巴种子的步骤；
b.分离步骤，将胚芽和子叶同外皮和生物被膜等组分分离；
c.再次碾碎胡芦巴胚芽和子叶组分的步骤，用于获得能以稳定形式保存的、预定粒径值的粉末；
d.将所述粉末在水中溶解的步骤。
18.如权利要求17所述的制取植物治疗制品的方法，其特征在于，它包含一个对胚芽和子叶组分进行的筛选步骤，以获得粒径5-500微米的颗粒。
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