DE3934761A1

DE3934761A1 - Mittel zur verhinderung von viruserkrankungen bei pflanzen

Info

Publication number: DE3934761A1
Application number: DE19893934761
Authority: DE
Inventors: Jun Hiraki; Hiroshi Morita; Masahiro Fujii
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1990-05-03
Also published as: FR2638324A1; GB8924527D0; JPH02121903A; FR2638324B1; GB2224209B; GB8923367D0; GB2224209A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel zur Verhinderung von Viruserkrankungen bei Pflanzen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Mittel zur Verhinderung von Viruserkankungen bei Pflanzen, das wirksame Bestandteile enthält, die aus Alkyldiethylentriaminoessigsäuren, ihren Alkalimetallsalzen, ihren Erdalkalimetallsalzen und ihren Hydrochloriden ausgewählt sind (nachfolgend kurz als Alkyldiethylentriaminessigsäuren - bzw. deren Salze - bezeichnet).

Wenn eine Pflanze mit einer Viruskrankheit infiziert ist, wird die ganze Pflanze infiziert und stirbt rasch ab. Ebenso überträgt die infizierte Pflanze die Krankheit durch Kontakt oder insektenblütige Ansteckung nach und nach auf andere gesunde Pflanzen, und im Ergebnis wird den Pflanzen großer Schaden zugefügt, bevor die Pflanzen geerntet oder entfernt sind. Beispiele von Viren dieser Pflanzenkrankheitserreger schließen den Tabak-Mosaikvirus, den Kartoffelvirus und den Gurken-Mosaikvirus ein, welche die Familien der Eierpflanze, von Gurken und Raps infizieren.

Maßnahmen, die zur Verhinderung dieser Viruserkrankungen versucht wurden, schließen beispielsweise bei einer Infektion durch Insekten, wie die durch den Gurken-Mosaikvirus hervorgerufenen Gurken-Mosaikkrankheiten, die Ausrottung der Insektenzwischenstufen, eine Änderung der Aussaatzeit, um die Generationszeit der Insekten zu umgehen, eine Anpflanzung spezieller Ablegerpflanzen usw. ein. Diese Verfahren sind jedoch unzureichend, um eine gute Kontrollwirkung herbeizuführen. Auch sind zur Verhinderung der Ausbreitung von Viruserkankungen infizierte Pflanzen einfach herausgezogen worden. Es ist jedoch schwierig, giftbringende Insekten davon abzuhalten, von anderen Feldern hereinzufliegen, so daß dieser Versuch zur Verhinderung nicht effektiv ist.

Andererseits wirkt die Tabak-Mosaikviruserkrankung, die nicht durch Insektenübertragung, sondern durch Kontaktansteckung infiziert, ansteckend auf die in Bearbeitung befindlichen Erntepflanzen, und zwar durch Kontakt der Viren mit landwirtschaftlichen Maschinen oder durch Vermischen mit dem Boden. Zur Verhinderung dieser Erkrankungen werden landwirtschaftliche Maschinen, der Boden, Arbeitskleidung, Finger usw. kostspielig und teuer desinfiziert. Jedoch auch diese Maßnahmen sind unzureichend, um die Viruserkrankungen zu verhindern.

Wie oben beschrieben, werden physische Eliminierung oder agronomische Kontrolle lediglich als ein Gegenplan zur Verhinderung von Pflanzenviruserkrankungen unter den herrschenden Bedingungen betrachtet. Der Kontrolleffekt ist jedoch klein, und den Ernten werden große Schäden durch Pflanzenviruserkrankungen zugefügt. Demzufolge ist die Verhinderung von Viruserkrankungen bei Pflanzen ein wichtiges Anliegen in der Landwirtschaft.

Zur Erforschung von Mitteln zur Verhinderung von Viruserkrankungen bei Pflanzen sind viele antivirale Wirkstoffe untersucht worden, die aus vielen natürlichen Produkten oder synthetischen Verbindungen hergestellt wurden. Das Ergebnis war, daß einige Materialien mit antiviraler Wirksamkeit gefunden wurden. In erster Linie wurde ein sogenanntes Multiplikations-Kontrollmittel, das die Virusmultiplikation in Pflanzenkörpern kontrolliert, gefunden, und zwar Materialien, die Nucleinsäuren ähnlich sind, wie 2-Thiouracil, 8-Azaguanin und 5-Fluoruracil usw. Einige dieser Materialien erzeugen jedoch Mutanten und inhibieren den Metabolismus von Nucleinsäuren oder Proteinen in den Wirtszellen und geben Anlaß zu Schäden. Diese Materialien sind im allgemeinen teuer und ergeben nur einen kleinen tatsächlichen Kontrolleffekt im Feld, so daß diese Materialien in der Praxis nicht eingesetzt werden.

Als Mittel zur Unterbindung von Berührungsansteckung wird Natriumalginat verwendet. Seine Anwendung ist jedoch auf den Tabak-Mosaikvirus beschränkt und der Kontrolleffekt ist unzureichend. Das Mittel ist bei einem insektenblütigen Ansteckungsvirus, wie dem Gurken-Mosaikvirus, unwirksam, der von Pflanzenläusen, wie Blattläusen, übertragen wird.

Als Ergebnis einer Untersuchung von Mitteln, die die obigen Probleme vermindern oder ausmerzen und gute Sicherheit und Präventivwirkung besitzen, haben die hier auftretenden Erfinder herausgefunden, daß Polylysin die Wirkung hat, Viruserkrankungen von Pflanzen zu verhindern. Des weiteren haben die Erfinder herausgefunden, daß Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. deren Salze) die Wirkung haben, Viruserkrankungen von Pflanzen zu verhindern, und die vorliegende Erfindung auf diese Erkenntnis gegründet.

Die vorliegende Erfindung liefert ein Mittel zur Verhinderung von Viruserkrankungen bei Pflanzen, wobei das Mittel als Wirkkomponente mindestens eine Art von Verbindungen enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. deren Salzen).

Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. deren Salze) gehören zu ampholytischen, oberflächenaktiven Mitteln, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel:

(Monoalkyldiethylentriaminoessigsäure)

R₁(NH-CH₂-CH₂)₂-NH-CH₂-COOH

(Dialkyldiethylentriaminoessigsäure)

worin R₁ eine höhere Alkylgruppe ist.

Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. deren Salze) werden in großem Umfang als Sterilisierungs- und Desinfektionsmittel verwendet, die gegenüber Proteinen und Elektrolyten stabil sind. Ihre antiviralen Wirkungen sind jedoch nicht bekannt.

7-Monooctyldiethylentriaminoessigsäure, deren Alkylgruppe eine Octylgruppe ist, kann beispielsweise durch das folgende Verfahren hergestellt werden. 4 Mol Diethylentriamin

NH₂-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₂-NH₂

werden auf 180°C erhitzt, und 1 Mol Octylchlorid C₈H₁₇Cl wird über 4 Stunden zugefügt. Nach Kühlung wird das erzeugte Diethylentriamin-hydrochlorid entfernt, das flüssige Reaktionsprodukt wird unter vermindertem Druck destilliert, und die Destillatfraktion wird bei 150 bis 200°C (15 mmHg) erhalten. Die Verbindung der Fraktion ist Monooctyldiethylentriamin

C₈H₁₇-NH-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₂-NH₂.

Die erhaltene Fraktion wird erwärmt und mit einer äquivalenten Lösung von Monochloressigsäure bei 100°C eine halbe Stunde lang zur Reaktion gebracht. Es wird das gewünschte Hydrochlorid von Monooctyldiethylentriaminoessigsäure

C₈H₁₇(NH-CH₂-CH₂)₂-NH-CH₂-COOH · HCl

erhalten. Die Verbindung kann unter weiterer Reinigung verwendet werden oder sie kann nach Auflösung in Wasser verwendet werden.

Dioctyldiethylentriaminoessigsäure kann beispielsweise durch das folgende Verfahren hergestellt werden. 1,125 Mol Diethylentriamin werden unter Rückfluß gerührt,und es werden 0,75 Mol Octylchlorid über 4 Stunden zugefügt. Nach Kühlung wird das erzeugte kristalline Diethylentriamin-hydrochlorid von der flüssigen Phase abgetrennt. Nach Entfernung der Verbindung wird die Flüssigkeit unter vermindertem Druck bei 20 mmHg destilliert, ein Vorlauf mit Siedepunkten unterhalb 200°C wird abgeschnitten, und es werden 72 g destillierte Fraktion mit Siedepunkten von 200 bis 250°C (20 mmHg) gesammelt. Die Verbindung der Hauptfraktion ist Dioctyldiethylentriamin. 35 g der Hauptfraktion und 100 ml 1 N Monochloressigsäure-Lösung werden 45 Stunden lang unter Rühren auf einem Wasserbad erwärmt, um die gewünschte wäßrige Lösung des Hydrochlorids der Dioctyldiethylentriaminoessigsäure zu erhalten:

Es erübrigt sich, festzustellen, daß die Verfahren zur Herstellung der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. von deren Salzen), die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, nicht auf die obigen Verfahren beschränkt sind.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Alkyldiethylentriaminoessigsäure (bzw. deren Salze) reagieren durch intramolekulare Salzbildung in neutraler Phase neutral, und zwar wie eine Aminosäure. Ferner reagieren sie in einer sauren Phase durch Salzbildung einer Aminogruppe, wie ein kationisches oberflächenaktives Mittel, während sie in einer alkalischen Phase durch Erzeugung von Carboxylat wie ein anionisches oberflächenaktives Mittel reagieren. Die wäßrigen Lösungen der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. von deren Salzen) sind durchsichtig und kaum toxisch und können in Wasser und Alkohol gelöst werden.

Die Alkylgruppen der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. von deren Salzen) können 4 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisen, vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatome.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung wird mit jeder Verbindung der obigen Monoalkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. von deren Salzen) oder Dialkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. von deren Salzen) erreicht.

Die Verfahren zur Verhinderung von Viruserkrankungen bei Pflanzen durch die erfindungsgemäße Verwendung der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. von deren Salzen) sind wie folgt.

(1) 10 bis 500 ppm wäßriger Lösungen von Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. von deren Salzen) werden auf die zu schützenden Pflanzen aufgebracht oder gesprüht.

(2) Bei Arbeiten, wie der Auswahl der Spitzen, dem Beschneiden von Knospen, dem Anbinden an Stützen usw., desinfizieren die Arbeiter die landwirtschaftlichen Geräte, wie Scheren, sowie ihre Finger, und zwar unter Verwendung von 100 bis 500 ppm einer wäßrigen Alkyldiethylentriaminoessigsäure- (bzw. von deren Salzen)- Lösung, wann immer sie einige wenige Blüten behandeln.

(3) Vor der Aussaat werden die Saatkörner in eine 100 bis 500 ppm Alkyldiethylentriaminoessigsäure- (bzw. von deren Salzen)-Lösung für eine bestimmte Zeit getaucht.

Als Viruserkrankungen, die durch die Verwendung der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. von deren Salzen) als Verhinderungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert werden können, können zusätzlich zu den obigen Erkrankungen durch Tabak-Mosaikviren und Kartoffelviren, Gurken-Mosaikviren, Kürbis-Mosaikviren, Rüben-Mosaikviren und Blumenkohl-Mosaikviren als Beispiele genannt werden.

Wenn die durch diese Viren hervorgerufenen Pflanzenviruserkrankungen verhindert und ausgerottet werden, kann die Präventivwirkung noch vergrößert werden durch die

(a) gleichzeitige Verwendung eines aufgesprühten landwirtschaftlichen Medikamentes und des Verhinderungsmittels der vorliegenden Erfindung oder die
(b) gleichzeitige Verwendung eines Verhinderungsmittels für Pflanzenläuse, wie Blattläuse, und des Verhinderungsmittels der vorliegenden Erfindung. Der gleichzeitige Gebrauch oder deren Herstellung können die einfache Verwendung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung in ihren Präventivwirkungen übersteigen.

Wenn die Alkyldiethylentriaminoessigsäuren der vorliegenden Erfindung (bzw. deren Salze) als Mittel zur Verhinderung von Viruserkrankungen bei Pflanzen verwendet werden, besteht deren Hauptvorteil in einer gesteigerten Sicherheit und der erhöhten Präventivwirkung, die erhalten wird. Wenn beispielsweise 7-Dodecyldiethylentriamino-1-essigsäure der Magenhöhle von Mäusen verabreicht wird, beträgt die akute Toxizität LD₅₀ ca. 1,7 g/kg. Der Primärtest, bei dem die Augenschleimhäute von Kaninchen stimuliert werden, ergibt nur eine geringe stimulative Wirkung.

Wie vorstehend beschrieben, zeigt das erfindungsgemäße Verhinderungsmittel von Pflanzenviruserkrankungen, bei dem Alkyldiethylentriaminoessigsäuren (bzw. deren Salze) verwendet wird, eine bessere Prävention als herkömmliche Mittel, so daß ein Virusschaden von Nutzpflanzen verhindert werden kann. Ebenso kann die Effizienz erhöht werden, wenn landwirtschaftliche Arbeiten durchgeführt werden. Somit ist das Mittel der vorliegenden Erfindung von großem praktischen Nutzen.

Die folgenden Beispiele verdeutlichen die vorliegende Erfindung noch auf spezifischere Weise.

BEISPIEL 1

Wäßrige Lösungen von Natrium-7-monolauryldiethylentriamino- 1-acetat, eingestellt auf Konzentrationen von 3,0, 1,0, 0,3, 0,1 und 0,03 mg/ml, wurden gleichmäßig auf jedes Blatt von in Töpfe eingepflanztem Tabak (Samsun NC) bei der Periode von jeweils 10 Blättern gesprüht. 2 Stunden nach dem Besprühen wurde der Saft der Blätter mit vorher hergestelltem Tabak-Mosaikvirus-OM (1 µg/ml) in üblicher Weise mittels Carborundum geimpft. 4 Tage nach der Impfung wurden die lokalen Schädigungen untersucht, und die Virusinfektionsinhibierungsraten wurden durch die folgende Gleichung berechnet. Andererseits wurde destilliertes Wasser auf Kontrollblätter als eine Kontrollgruppe gesprüht.

C: Anzahl lokaler Schädigungen der Kontrollgruppe
T: Anzahl lokaler Schädigungen der behandelten Gruppe
Die Untersuchungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

BEISPIEL 2

Durch Auflösung von 300 ppm Hydrochlorid von Dioctyldiethylentriaminoessigsäure in Wasser wurde eine Lösung hergestellt.

Diese wäßrige Lösung des Hydrochlorids der Dioctyldiethylentriaminoessigsäure wurde gleichmäßig auf jedes Blatt von in Töpfe eingepflanztem Tabak (Samsun NC) bei der Periode von jeweils 10 Blättern gesprüht. 1 Stunde nach dem Aufsprühen wurde der Saft der Blätter mit vorher hergestelltem Kartoffelvirus (5 µg/ml) in üblicher Weise mittels Carborundum geimpft. 4 Tage nach der Impfung wurden die lokalen Schädigungen untersucht, und die Kartoffelvirus-Infektionsinhibierungsrate wurde gemäß derselben Methode wie in Beispiel 1 berechnet. Andererseits wurde destilliertes Wasser auf Kontrollblätter als eine Kontrollgruppe gesprüht.

Die Untersuchungsergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

BEISPIEL 3

Eine Lösung, hergestellt durch Auflösen von 1500 ppm Natrium-7-monolauryldiethylentriamino-1-acetat in Wasser, wurde gleichmäßig auf 5 Tage alte Keimblätter von in Töpfe eingepflanzten Gurken (Syogoin Fushinari, Gurkenart) gesprüht. 1 Stunde nach dem Besprühen wurde der Saft der Blätter mit vorher hergestelltem Gurken-Mosaikvirus in üblicher Weise mittels Carborundum geimpft. 14 Tage nach der Impfung wurde die Anzahl der Wurzeln mit mosaikartigen lokalen Schädigungen auf den Gurken-Keimblättern untersucht und die Virusinfektionsinhibierungsrate (%) wurde durch die folgende Gleichung berechnet. Andererseits wurde destilliertes Wasser auf Kontrollblätter als eine Kontrollgruppe gesprüht.

10 Wurzeln pro Gruppe wurden in einem Test in einem Gewächshaus eingesetzt, und der Test wurde zweimal wiederholt.

N: Anzahl von Mosaikwurzeln in einer nicht-behandelten Gruppe
T: Anzahl von Mosaikwurzeln in einer behandelten Gruppe
Die Untersuchungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

BEISPIEL 4

Grüner Pfeffer wurde angepflanzt und in einem Haus überwintert, wobei der grüne Pfeffer eine Tabak-Mosaikerkrankung bei der letzten Anpflanzung erlitten hatte. Der grüne Pfeffer wurde Anfang Oktober in dem Haus ausgesetzt. 1 Woche nach dem Aussetzen des grünen Pfeffers wurde eine wäßrige Lösung von 1000 ppm Natrium-7-monolauryldiethylentriamino- 1-acetat auf den grünen Pfeffer in Anteilen von 20 l/Ar alle 7 Tage wiederholt gesprenkelt. Nachdem die Lösung aufgesprenkelt worden war, setzte die Wirkung ein, und der grüne Pfeffer wurde durch Abpflücken geerntet. Die Lösung wurde bis März 20mal aufgesprenkelt und die Wachstumsrate kranker Wurzeln betrug schließlich 33%. Andererseits betrug die Wachstumsrate kranker Wurzeln auf einer nicht-besprenkelten Fläche 100%. Die Ernterate der besprenkelten Fläche stieg auf 37% im Vergleich mit der nicht-besprenkelten Fläche an.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4

Claims

1. Mittel zur Verhinderung von Viruserkrankungen bei Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel als eine Wirkkomponente mindestens eine Art von Verbindungen enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Alkyldiethylentriaminoessigsäuren und den Salzen von Alkyldiethylentriaminoessigsäuren.

2. Mittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkyldiethylentriaminoessigsäuren 7-Alkyldiethylentriamino-1-essigsäuren sind.

3. Mittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkyldiethylentriaminoessigsäuren aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Monoalkyldiethylentriaminoessigsäuren und Dialkyldiethylentriaminoessigsäuren.

4. Mittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppen der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren höhere Alkylgruppen mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen sind.

5. Mittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppen der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Octyl, Decyl und Lauryl.

6. Mittel gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Salze der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren in Form von Alkali- oder Erdalkalimetallsalzen vorliegen.

7. Mittel gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkyldiethylentriaminoessigsäuren in Form von Hydrochloriden der Alkyldiethylentriaminoessigsäuren vorliegen.