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Gegenstand der Erfindung ist ein
Verfahren zur Potenzierung und Stimulation natürlicher Abwehrsysteme landwirtschaftlicher
Nutzpflanzen.
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Insbesondere handelt es sich um
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- – Wein
und Obstbäume
aus der Gruppe umfassend Apfelbaum, Birnbaum,
- – Getreide
aus der Gruppe umfassend Weizen, Mais und Reis,
- – Ölpflanzen
aus der Gruppe umfassend Soja, Sonnenblume und Raps sowie
- – Gemüsepflanzen
aus der Gruppe umfassend Karotten, Blumenkohl, Tomaten und Kartoffeln.
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Die Stimulation natürlicher
Abwehrsysteme von Pflanzen ist eines der aktuellsten Probleme und
Gegenstand zahlreicher Untersuchungen.
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Die Stimulation natürlicher
Abwehrsysteme findet bei einer Pflanze, die einen ersten Kontakt
mit einem pathogenen Stoff, wie einem Virus, einem Bakterium, einem
Pilz oder einem Insekt gehabt hat, Ausdruck in der Ausbildung einer
Gesamtheit biologischer Veränderungen,
welche der Pflanze eine Präsensibilisierung vermitteln,
dank derer die Pflanze wirksamer auf einen neuen Pathogenangriff
reagieren kann.
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Die oben angesprochenen Untersuchungen
konnten zeigen, dass eine Präsensibilisierung
durch das Kontaktieren der Pflanze mit bestimmten chemischen Syntheseprodukten
erreicht werden kann.
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Weiterhin sind so genannte Elizitatoren
bekannt, die bei Kontakt mit einer Pflanze die Fähigkeit besitzen, in dieser
die folgenden Abwehrreaktionen zu hervorzurufen:
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- – Anhäufung natürlicher
Antibiotika, besser bekannt unter dem Namen Phytoalexine,
- – Synthese
von Abwehrproteinen wie Chitinasen oder Glucanasen, auch bekannt
unter der Bezeichnung PRP (Pathogenesis-related proteins),
- – Verstärkung der
Zellwände
durch die Synthese von Lignin oder vernetzender Proteine,
- – Synthese
sekundärer
Botenstoffe wie Ethylen, Wasserstoffperoxid oder Salicylsäure.
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Hier sind insbesondere die Oligo-β-1-3-Glucane
zu nennen, die bei verschiedenartigen landwirtschaftlichen Nutzpflanzen
die angesprochenen Abwehrreaktionen hervorrufen; die maximalen Reaktionen
werden im allgemeinen erreicht, wenn die Oligo-β-1-3-Glucane entweder in Form
flüssiger
Zusammensetzungen, die diese in Konzentrationen der Größenordnung
von 200 mg/l enthalten und sich auf einem vergleichbaren Niveau
bis zu Konzentrationen von 4 g/l halten, oder in Mengen von 4 bis
200 g pro Hektar eingesetzt werden.
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Diese Verfahrensweise, die zum Auftreten
von Abwehrreaktionen in Abwesenheit jeglicher pathogener Stoffe
führt,
weist eine Anzahl von Nachteilen auf, von denen ein für die Pflanze
nicht zu vernachlässigender Energieverbrauch
zu nennen ist.
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Der derzeitige Stand der Technik
kann durch folgende Dokumente veranschaulicht werden:
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Das Dokument FR-A-2693454 beschreibt
die Verwendung Lamarin enthaltender Zusammensetzungen mit dem Ziel,
die pflanzlichen Abwehrreaktionen durch Elizitation zu erhöhen.
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Das Dokument Biosis, AN:78-167923
1978 beschreibt die elizitorischen Eigenschaften von β-1-3-Glucanen.
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Die Dokumente CROPU: 95-84943, Rouhier
et al. (1995) und CA: 117-147017, Heinkel et al. (1992) beschreiben
die Behandlung von Nicotiana tabacum mit Mi schungen pilzlicher β-D-Glucane
und einer Inokulierung mit dem Tabakmosaikvirus zum ersten, respektive
Mischungen von Mykolaminaran und einer Inokulierung mit dem Tabakmosaikvirus
zum zweiten.
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Es ist daher insbesondere die Aufgabe
der Erfindung, neuartige Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen,
dass die Stimulation natürlicher
Abwehrsysteme der Pflanze sich nur im Bedarfsfall ausbildet, mit
anderen Worten, zum Zeitpunkt des Angriffs der Pflanze durch einen
pathogenen Stoff, wobei diese Hilfsmittel der Pflanze folglich die
erworbene systemische Widerstandsfähigkeit vermitteln, mit anderen
Worten eine Immunität
gegen pathogene Stoffe.
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Es ist weiterhin der Verdienst der
Anmelderin nach gründlichen
Untersuchungen gefunden zu haben, dass, in vollkommen überraschender
und unerwarteter Weise, nicht nur dieses Ergebnis erhalten werden konnte,
sondern sich sogar eine Potenzierung natürlicher Abwehrsysteme einstellt,
sobald einer solchen Pflanze eine Zusammensetzung verabreicht wird,
die ein oder mehrere β-1-3-Glucane
bestehend aus 3 bis 250, vorzugsweise 3 bis 50 und besonders bevorzugt
3 bis 30 Saccharoseeinheiten enthält, deren Molekulargewicht
somit 540 bis 45000 Dalton beträgt,
wobei die Konzentrationen der Oligo-β-1-3-Glucane in der Zusammensetzung
geringer ist, als die Konzentration, bei der eine direkte Abwehrreaktion
induziert wird, wobei diese Konzentrationen eine Größe von 1
bis 20 mg/l, vorzugsweise im Falle von Weizen und Tabak 2-10 mg/l
aufweisen, was einem Einsatz einer Menge von 1 bis 200 g, vorzugsweise
von 4 bis 80 g der Oligo-β-1-3-Glucane pro
Kulturhektar entspricht.
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Es konnte in der Tat gezeigt werden,
dass, wenn die Oligo-β-1-3-Glucane
in Zusammensetzungen verwendet werden, in denen diese im Falle von
Weizen und Tabak in begrenzten Konzentrationen von 1 bis 20 mg/1
beinhaltet sind, weiches einem Einsatz pro Kulturhektar in den angegebenen
Mengen entspricht, diese einen potenzierenden Effekt auf die natürlichen
Abwehrsysteme der behandelten Pflanzen aus üben, welche nur von dem Moment
an ausgelöst
werden, wenn tatsächlich
ein Angriff eines pathogenen Stoffs erfolgt.
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Ein diesbezüglicher Vorteil besteht darin,
dass der Stoffwechsel der Pflanze nicht zu einem Zeitpunkt auf die
Bereitstellung von Abwehrreaktionen umgeleitet wird, an dem diese
Bereitstellung nicht von Nutzen ist; der Stoffwechsel wird in Alarmbereitschaft
versetzt und nur dann, wenn die Pflanze Ziel eines Pathogenangriffs wird,
mobilisiert sie ihre Abwehrsysteme, und zwar bedeutend stärker als
in Abwesenheit der Behandlung.
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Hieraus ergibt sich, dass das Verfahren
zur Stimulation natürlicher
Abwehrsysteme landwirtschaftlicher Nutzpflanzen dadurch gekennzeichnet
ist, dass es die Behandlung, vornehmlich der Blätter der Pflanzen, insbesondere
derer der oben beschriebenen Gruppen, mit einer wirksamen Menge
wenigstens eines Oligo-β-1-3-Glucans
umfasst, wobei die Menge der Oligo-β-1-3-Glucane in der Zusammensetzung
geringer ist, als die bei der eine direkte Abwehrreaktion induziert
wird.
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Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzten Oligo-β-1-3-Glucane bestehen
aus 3 bis 250, vorzugsweise 3 bis 50 und besonders bevorzugt 3 bis
30 Saccharoseinheiten, wobei ihr Molekulargewicht folglich zwischen
540 und 45000 Dalton beträgt.
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Die "wirksame Menge" wird definiert
durch eine Menge wenigstens eines Oligo-β-1-3-Glucans, die pro Hektar zu behandelnder
Kultur geeignet ist, den Pflanzen der Kultur die erfindungsgemäße systemisch
erworbene Widerstandsfähigkeit
zu verleihen.
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Sie ist im Falle von Weizen 1 bis
200 g, vorzugsweise 4 bis 80 g.
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In anderen Worten ist der Gegenstand
der Erfindung die Verwendung einer Pflanzenschutzverbindung, die
ein oder mehrere Oligo-β-1-3-Glucane
zusammengesetzt aus 3 bis 250, vorzugsweise 3 bis 50 und besonders
bevorzugt 3 bis 30 Saccharoseeinheiten beinhaltet, zur Potenzierung
und Stimulation natürlicher Abwehrsysteme
von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, wobei die Konzentration der
Oligo-β-1-3-Glucane und die
Einsatzmenge der Verbindung so gewählt werden, dass pro Kul-turhektar eine Menge
von Oligo-β-1-3-Glucanen
Anwendung findet, wobei die Menge der Oligo-β-1-3-Glucane in der Zusammensetzung
geringer ist, als die bei der eine direkte Abwehrreaktion induziert
wird, was in der Praxis einer Menge von 1 bis 200 g, vorzugsweise
4 bis 80 g pro Hektar bei Getreiden, insbesondere im Falle von Weizen,
entspricht.
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Der Einsatz erfolgt durch ein oder
zweimaliges Ausbringen der Verbindung in einem frühzeitigen
Vegetationsstadium, insbesondere im Zweiblattstadium, vorzugsweise
durch Besprühen
der Blätter.
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Der genaue Zeitpunkt des ein- oder
mehrmaligen Aufbringens wird in Abhängigkeit von der behandelten
Pflanze und deren Vegetationsstadium bestimmt.
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Zum Auftragen auf das Blatt wird
im allgemeinen eine wässrige
Verbindung eingesetzt, welche nicht nur die aktive Substanz bestehend
aus dem oder den Oligo-β-1-3-Glucanen enthält, sondern
weiterhin für
solche Verbindungen typische Grundbestandteile, wobei die Konzentration
der aktiven Substanz in der Verbindung 0,0001 bis 0,02 g/l, vorzugsweise
im Falle von Getreiden 0,002 bis 0,01 g/l beträgt.
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Zur Herstellung der Verbindung kann
anstelle von Wasser ein Trägerstoff,
ausgewählt
aus der Gruppe umfassend Mineralöle
und pflanzliche Öle,
flüssige
Fette und Alkohole, insbesondere Propylenglykol und Glycerol, verwendet
werden.
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Typische Grundbestandteile der Verbindungen
werden, in Abhängigkeit
von den zu behandelnden Pflanzen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend
Lösungsmittel,
Tenside, Dispergiermittel und Feststoffe.
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Das Volumen der eingesetzten Verbindung
pro Hektar beträgt
10 bis 1000 Liter, im Allgemeinen eine Größenordnung von 500 Litern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet die Pflanzenschutzverbindung, in Verbindung mit den Oligo-β-1-3-Glucanen,
wenigstens ein anderes Pflanzenschutzmittel ausgewählt aus
der Gruppe umfassend Fungizide und Insektizide.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung
ist ein Konzentrat in flüssiger,
Pulvriger oder granulärer
Form, welches durch Lösung
in einer geeigneten Menge von Lösungsmittel,
insbesondere von Wasser, zur erfindungsgemäß angewandten Verbindung wird.
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Zur Herstellung der Oligo-ß-1-3-Glucane
können β-1-3-Glucane,
welche Polysaccharide mit einem Molekulargewicht zwischen 60000
und mehr als 1 Million Dalton sind, hydrolysiert werden, wobei die
Polysaccharide grundsätzlich
aus D-Glukose Einheiten
bestehen, die durch β-glykosidische
Bindungen zwischen dem Kohlenstoff 1 der ersten Glukoseeinheit und
dem Kohlenstoff 3 der zweiten Glukoseeinheit, folglich durch β (1–3) Bindungen
verbunden sind, wobei es sich um lineare Polysaccharide aus bis
zu 10000 Saccharoseeinheiten pro Molekül handelt, die β-1-6 Verzweigungen
enthalten können.
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Die β-1-3-Glucane sind unterschiedlicher
Herkunft.
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Sie können extrahiert sein
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- – aus
Bakterien, insbesondere aus Alcaligenes faecalis, das so genannte
Curdlan,
- – aus
Pilzen, insbesondere aus Schizophyllum commune (Extrakt Schizophyllan),
Sclerotium glucanium (Extrakt Scleroglucan), andere pilzliche Extrakte
wie Pachyman, Lichenan (Extrakt aus Cetraria islandica), Paramylon
und Lentinan (Extrakt aus Lentinus edodes),
- – aus
Hefen, insbesondere aus Saccharomyces cerevisiae, aus denen "Yeast
glucan" und Zymosan erhalten werden, sowie
- – aus
verschiedenen Pflanzen, insbesondere aus Algen und Getreiden, aus
denen jeweils die so genannten Extrakte "Meeresalgen β-Glucane"
und "Getreide β-Glucane" erhalten
werden, sowie als weiteres Extrakt die Kallose (beispielsweise extrahiert
aus Pollenkörnern
von Gramineen).
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Die Hydrolyse der β-1-3-Glucane
kann auf enzymatische oder saure Weise erfolgen.
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Die enzymatische Degradation der β-1-3-Glucane
kann mittels Einsatz von β-Glucanasen aus Hefen des
Typs Saccharomyces cerevisiae oder aus Mollusken ausgeführt werden.
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Von diesen β-Glucanasen seien EC 3.2.1.21
oder EC 3.2.1.6 genannt.
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Aus dem auf diese Weise erhaltenen
Hydrolysat wird die gesuchte Oligosaccharidfraktion durch Ultrafiltration
isoliert.
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Es wird darauf hingewiesen, dass
die erfindungsgemäßen β-1-3-Glucane
ebenso durch chemische Synthese unter Einsatz der Koenig und Knorr
Reaktion hergestellt werden können.
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Ein erster Schritt dieser Reaktion
besteht aus der unter Erwärmung
durchgeführten
Acetylierung von β-D-Glucose
in Natriumacetat (CH3COONa).
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In einem zweiten Schritt wird das
auf diese Weise erhaltene β-D-Glucopentaacetat
der Koenig und Knorr Reaktion unterworfen.
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Die folgenden, nicht limitierenden
Beispiele stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1
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Herstellung eines aus dem
Hydrosylat H13 bestehenden β-1-3-Glucans
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Als Ausgangsmaterial wird Curdlan,
ein aus dem Bakterium Alcaligenes faecalis extrahiertes β-1-3-Glucan
verwendet; Curdlan ist ein Produkt der Firma SIGMA Chemie unter
der Referenznummer C 7821.
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Es werden 20 g Curdlan in 2 Litern
demineralisiertem Wasser gelöst.
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Die Lösung wird auf 40°C erwärmt und
80 Einheiten Enzym zugegeben.
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Die Lösung wird 2 Stunden 45 Minuten
bei 40°C
inkubiert.
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Die erhaltene Lösung wird in der Folge mittels
eines Pellicon Querstromfilters der Firma MILLIPORE mit einer Durchlässigkeitsgrenze
von 5000 Dalton ultrafiltriert.
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Der Ausgangsdruck beträgt 3 bar.
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Das zur Ultrafiltration eingesetzte
Volumen wird dabei durch Zugabe von 3 Litern demineralisiertem Wasser
bei einem Volumen von 2 Litern konstant gehalten.
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Die dadurch gewonnenen 4 Liter Ultrafiltrat
enthalten β-1-3-Glucane
eines Molekulargewichts von unter 5000 Dalton, wobei, ausgehend
von einem ungefähren
Molekulargewicht einer Saccharoseeinheit von 180, die erhaltenen
Oligo-β-1-3-Glucane
aus mehr als 30 Saccharoseeinheiten bestehen. Die Lösung wird
in der Folge durch Verdampfung in einem Gerät der Marke ROTAVAPOR bei 80°C auf 50
ml eingeengt und anschließend
lyophilisiert.
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Es werden 16 g eines cremfarbenen
Pulvers des Hydrolysats H13 erhalten.
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Mittels einer ionenchromatographischen
elektrochemischen Messanalyse unter Verwendung eines DIONEX Ionenaustauschers
der Firma DIONEX Chemical Corp. konnte nachgewiesen werden, dass
das Pulver aus Oligo-β-1-3-Glucanen
von in der Tat 2 bis 30 Saccharoseeinheiten besteht, wobei der mittlere
Polymerisationsgrad 3 bis 15 beträgt.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2
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Herstellung eines aus dem
Hydrosylat H11 bestehenden β-1-3-Glucans
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Als Ausgangsmaterial wird die Meeresalge
Laminaria digitata verwendet.
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300 g Frischalgen der Gattung Laminaria
digitata in frischer oder getrockneter Form, die im Monat August
geerntet wurden, wird schrittweise 1 10,3%ige Schwefelsäure zugegeben.
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Der Vorgang wird bei etwa 70°C während 2
Stunden 30 Minuten in einem Wasserbad unter Rühren durchgeführt.
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Der Vorgang wird zweimal wiederholt.
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Der erhaltene Extrakt wird mittels
Filtration durch einen 1,2 μm
Filter gereinigt.
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Die daraus entstehende Lösung wird
einer Querstromultrafiltration durch eine Membran mit einer Durchlässigkeitsgrenze
von 5000 Dalton unterworfen.
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Die Ultrafiltration wird unter Beibehaltung
eines Drucks von 1 bar durchgeführt.
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Es wird auf diese Weise ein Ultrafiltrat
mit pH 5,5 und einem Volumen von etwa 0,8 Litern erhalten. Das Ultrafiltrat
wird einer Dialyse durch eine 500 Dalton Zelluloseestermembran unterworfen.
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Das erhaltene Dialysat wird mittels
eines Geräts
der Marke ROTOVAPOR bei 80 °C
auf ein Volumen von 100 ml eingeengt und anschließend lyophilisiert.
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Es werden 7 g eines cremfarbenen
Pulvers des Hydrolysats H11 erhalten.
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Mittels einer ionenchromatographischen
elektrochemischen Messanalyse unter Verwendung eines Dionex Ionenaustauschers
der Firma DIONEX konnte nachgewiesen werden, dass das Pulver aus
Oligo-β-1-3-Glucanen
von in der Tat 3 bis 30 Saccharoseeinheiten besteht, wobei der mittlere
Polymerisationsgrad 20 bis 30 beträgt.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3
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Herstellung eines aus dem
Hydrosylat H14 bestehenden β-1-3-Glucans
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Als Ausgangsmaterial wird Zymosan
verwendet.
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Es werden 20 g Zymosan, ein aus Saccharomyces
cerevisiae extrahiertes β-1-3-Glucan der Firma SIGMA
Chemie unter der Referenznummer Z 4250, in 2 Litern demineralisiertem
Wasser gelöst.
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Dieser Lösung werden 20,4 g einer konzentrierten
96%igen Schwefelsäurelösung so
zugegeben, dass eine Endkonzentration an SO4H2 von 0,1 M erhalten wird.
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Die Mischung wird 6 Stunden bei 75–80°C inkubiert.
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Durch Zugabe einer 50%igen Natronlaugelösung wird
anschließend
ein neutraler pH von 6 eingestellt.
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Es wird eine Querstromultrafiltration
mittels des in Ausführungsbeispiel
1 verwendeten 5000 Dalton Filters durchgeführt, wobei der Ausgangsdruck
3 bar beträgt
und dieser während
der Ultrafiltration beibehalten wird, was den Durchtritt von Molekülen eines
Molekulargewichts leicht oberhalb der Durchlässigkeitsgrenze des 5000 Dalton
Filters erlaubt, und wonach das Ultrafiltrat einer zusätzlichen
Ultrafiltration durch dieselbe Vorrichtung ausgestattet mit einem
500 Dalton Filter unterworfen wird, wodurch die Lösung entsalzt
wird.
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Das hierbei gewonnene Filtrat wird
durch Verdampfung bei 80°C
mittels des in Ausführungsbeispiel
1 verwendeten Geräts
der Marke ROTAVAPOR auf ein Volumen von 50 ml eingeengt und anschließend lyophilisiert.
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Es werden auf diese Weise 15 g eines
cremfarbenen Pulvers bestehend aus Oligo-β-1-3-Glucanen mit einem Molekulargewicht
von 500 bis 5400 Dalton, was 3 bis 30 Saccharoseeinheiten entspricht,
erhalten, wobei dieses Pulver das Hydrolysat H14 darstellt.
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Die Ausbeute beträgt 60–75% bezogen auf das Ausgangsmaterial.
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Mittels einer ionenchromatographischen
elektrochemischen Messanalyse unter Verwendung eines Dionex Ionenaustauschers
der Firma DIONEX Chemical Corp. konnte nachgewiesen werden, dass
das Pulver aus Oligo-β-1-3-Glucanen
von tatsächlich
3 bis 30 Saccharoseeinheiten besteht, wobei der mittlere Polymerisationsgrad
4 bis 10 beträgt.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 4
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Herstellung eines aus dem
Hydrosylat H30 bestehenden β-1-3-Glucans
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Als Ausgangsmaterial wird Lichenan,
ein aus dem Pilz Cetraria islandica extrahiertes β-1-3-Glucan
der Firma SIGMA Chemie unter der Referenznummer L6133, verwendet.
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Als Enzym wird CEREFLO, ein β-Glucanase
Präparat
der Firma NOVO, das durch Fermentation eines Bakterienstamms der
Gattung Bacillus subtilis erhalten wird, eingesetzt.
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Es werden 10 g Lichenan in 2 Litern
demineralisiertem Wasser gelöst.
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Der auf 30°C erwärmten Lösung werden 100 Einheiten des
Enzyms beigefügt.
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Die Lösung wird für 2 Stunden bei 30°C inkubiert.
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Die Lösung wird in der Folge mittels
eines Pellicon Querstromultrafiltrationssystems der Firma MILLIPORE
mit einem Filter der Durchlässigkeitsgrenze
von 10000 Dalton ultrafiltriert.
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Während
der Ultrafiltration wird das zur Ultrafiltration eingesetzte Volumen
mit einem Anteil von 2 Litern demineralisiertem Wasser gespült.
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Die dadurch gewonnenen 4 Liter Ultrafiltrat
enthalten β-1-3-Glucane
eines Molekulargewichts von unter 10000 Dalton, wobei, ausgehend
von einem ungefähren
Molekulargewicht einer Saccharoseeinheit von 180, die erhaltenen
Oligo-β-1-3-Glucane aus mehr
als 50 Saccharoseeinheiten bestehen.
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Die Lösung wird in der Folge durch
Verdampfung bei 80°C
mittels eines Geräts
der Marke ROTAVAPOR auf ein Volumen von 50 ml eingeengt und anschließend lyophilisiert.
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Es werden 8 g eines cremfarbenen
Pulvers des Hydrolysats H30 erhalten.
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Mittels einer ionenchromatographischen
elektrochemischen Messanalyse unter Verwendung eines Dionex Ionenaustauschers
der Firma DIONEX Chemical Corp. konnte nachgewiesen werden, dass
das Pulver aus Oligo-β-1-3-Glucanen
von tatsächlich
3 bis 50 Saccharoseinheiten besteht, wobei der mittlere Polymerisationsgrad
10 bis 40 beträgt.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 5
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Wässriges Konzentrat auf Grundlage
des Extrakts H11
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Das Konzentrat umfasst im Wesentlichen
die folgenden Bestandteile:
Extrakt
H11 | 200
g |
Tensid
Tween 80 | 5
g |
Konservierungsmittel
(Natriummethylparaben) | 5
g |
Wasser | 790
g |
| 1.000
g |
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Das, bezogen auf das Gewicht der
aktiven Substanz, 20%ige Konzentrat kann zum Einsatz mit einer angemessenen
Menge Wasser verdünnt
werden, so dass eine Konzentration des aktiven Bestandteils in der Endmischung
von 0,01 g/1 erhalten wird.
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Die so erhaltene, verwendungsfertige
Zusammensetzung kann zum Besprühen
der Blätter
der zu behandelnden Pflanzen eingesetzt werden.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 6
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Pulvrige Zusammensetzung
auf Grundlage des Hydrolysats H13
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Es handelt sich um eine wasserlösliche Zusammensetzung
in Form eines Pulvers, welche sowohl die aktive Substanz als auch
typische Grundbestandteile enthält.
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Die Zusammensetzung ist wie folgt:
Hydrolysat
H13 | 200
g |
Kaolin
als mineralischer Füllstoff | 500
g |
Konservierungsmittel
(Natriummethylparaben) | 5
g |
Aufgereinigte
Stärke
als Anti-Backmittel | 295
g |
| 1.000
g |
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Das, bezogen auf das Gewicht der
aktiven Substanz, 20%ige Pulver kann für den Sprüheinsatz zu 10 g in 1000 ml
Wasser gelöst
werden.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 7
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Wässriges Konzentrat auf Grundlage
des Hydrolysats H14
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Das Konzentrat umfasst im Wesentlichen
die folgenden Bestandteile:
Hydrolysat
H14 | 200
g |
Tensid
Tween 80 | 5
g |
Konservierungsmittel
(Natriummethylparaben) | 5
g |
Wasser | 790
g |
| 1.000
g |
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Das, bezogen auf das Gewicht der
aktiven Substanz, 20%ige Konzentrat kann zum Einsatz mit einer angemessenen
Menge Wasser verdünnt
werden, so dass eine Konzentration des aktiven Bestandteils in der Endmischung
von 0,01 g/1 erhalten wird.
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Die so erhaltene, verwendungsfertige
Zusammensetzung kann zum Besprühen
der Blätter
der zu behandelnden Pflanzen eingesetzt werden.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 8
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Pulvrige Zusammensetzung
auf Grundlage des Hydrolysats H30
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Es handelt sich um eine wasserlösliche Zusammensetzung
in Form eines Pulvers, welche sowohl die aktive Substanz als auch
typische Grundbestandteile enthält.
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Die Zusammensetzung ist wie folgt:
Hydrolysat
H30 | 200
g |
Kaolin
als mineralischer Füllstoff | 500
g |
Konservierungsmittel
(Natriummethylparaben) | 5
g |
Aufgereinigte
Stärke
als Anti-Backmittel | 295
g |
| 1.000
g |
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Das, bezogen auf das Gewicht der
aktiven Substanz, 20%ige Pulver kann für den Sprüheinsatz zu 10 g in 1000 ml
Wasser gelöst
werden.
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Die Wirksamkeit der β-1-3-Glucane
der Hydrolysats H13 und des Extrakts H11 wurden bei mit Septoriose
infizierten Weizenpflanzen nachgewiesen, wobei außerdem die
Potenzierung der natürlichen
Abwehrsysteme durch das Extrakt H11 und das Hydrolysat H13 bei Zellkulturen
des Tabaks gezeigt werden konnte.
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Die entsprechenden Versuche sind
in den Ausführungsbeispielen
9 bis 12 beschrieben.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 9
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Wirksamkeitsstudie des Hydrolysats
H13 bei mit Septoria tritici infiziertem Weizen
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Zu dieser Studie werden 200 Pflänzchen nicht-winterharten
Weizens der Sorte "Tendral" eingesetzt, welcher bekanntermaßen sensibel
gegenüber
Septoria tritici ist.
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Die Pflänzchen werden in 20 Schalen
von je 10 Pflänzchen
aufgezogen.
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Es werden 5 Einheiten gebildet, bezeichnet
als A, B, C, D und E und jeweils bestehend aus 4 Schalen, mit anderen
Worten 4 Ansätze
zu je 10 Pflänzchen.
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In jeder Einheit werden
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- – der
erste und zweite Ansatz, die die Kontrollen darstellen, durch Besprühen der
Blätter
im vegetativen Zweiblattstadium (GS 12 entsprechend der Zadocks
Leiter) mit destilliertem Wasser, 0,1% TWEEN 20, behandelt,
- – der
dritte und vierte Ansatz durch Besprühen der Blätter im vegetativen Zweiblattstadium
(GS 12 entsprechend der Zadocks Leiter) mit 5 ml einer ersten erfindungsgemäßen Zusammensetzung,
die als aktive Substanz das Hydrolysat H13 umfasst, behandelt.
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Diese Zusammensetzung beinhaltet
in mit TWEEN 20 versetztem destillierem Wasser:
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- – im
Versuchsansatz A, 1 mg/l Hydrolysat H13,
- – im
Versuchsansatz B, 2 mg/l Hydrolysat H13,
- – im
Versuchsansatz C, 10 mg/l Hydrolysat H13,
- – im
Versuchsansatz D, 100 mg/l Hydrolysat H13,
- – im
Versuchsansatz E, 1000 mg/l Hydrolysat H13.
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Nach dem Besprühen werden die 4 Ansätze jeder
Einheit 4 Stunden lang bei Raumtemperatur inkubiert, um Produkttröpfchen auf
der Oberfläche
der Blätter
trocknen zu lassen. Sie werden anschließend in eine Klimakammer bei
19°C Tagestemperatur
und 17°C
Nachtemperatur, unter einem photoperiodischen Wechsel von 12 Stunden
Licht und 12 Stunden Dunkelheit bei einer relativen Feuchtigkeit
von 65%, überführt.
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48 Stunden nach dieser Behandlung
werden die ersten und dritten Ansätze jeder Einheit mittels Besprühung mit
einer 0,1% TWEEN 20 enthaltenden, wässrigen Suspension von 105 Pycnosporen pro ml eines Stammes von Septoria
tritici inkubiert.
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Die zweiten und vierten Ansätze jeder
Einheit werden derselben Inokulation mit dem pathogenen Stoff 72
Stunden nach der Behandlung mit Hydrolysat H13 unterworfen.
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Die Pflänzchen der Kontrollansätze und
der mit Septoria tritici inokulierten Ansätze werden in eine Klimakammer
bei 19°C
Tagestemperatur und 17°C
Nachtemperatur, unter einem photoperiodischen Wechsel von 12 Stunden
Licht und 12 Stunden Dunkelheit bei einer während der ersten 96 Stunden
relativen Feuchtigkeit von 100 % und anschließend 85%, überführt.
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21 Tage nach den ersten beziehungsweise
zweiten Inokulationsserien mit Septoria tritici werden die Weizenpflänzchen der
fünf Einheiten
zu je 4 Ansätzen
ausgewertet.
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Die Wirksamkeit der Produkte wird
einerseits durch den prozentualen Schutz PP, andererseits durch die
Infektionsstärke
II, beide in Prozent ausgedrückt,
beschrieben.
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Die beiden Größen werden in Bezug auf die
Kontrollansätze
definiert.
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Der "prozentuale Schutz" wird nach
folgender Formel errechnet:
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Die "Infektionsstärke" wird nach folgender Formel
errechnet:
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Die gesamten Ergebnisse dieser Berechnungen
werden in Tabelle I zusammengefasst.
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Aus der Auswertung der in Tabelle
I zusammengefassten Ergebnisse ergibt sich
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- – dass
die Besprühung
mit H13 eine Verringerung der Infektion mit Septoria tritici zur
Folge hat,
- – dass
die Behandlung vor einer eventuellen Infektion mit einem pathogenen
Stoff erfolgen sollte; denn die erhaltenen Ergebnisse bei einer
Inokulation 72 Stunden nach der Behandlung sind besser als jene,
die bei einer Inokulation 48 Stunden nach der Behandlung erzielt
wurden,
- – dass
die Konzentrationen der angewandten Zusammensetzungen vorteilhafterweise
ungefähr
2 bis ungefähr 10
mg/l betragen, Werte, bei denen es gemäß dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel
12 zu keiner oder praktisch keiner Elizitierung von Abwehrsystemen
kommt.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 10
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Wirksamkeitsstudie des Hydrolysats
H11 bei mit Septoria tritici infiziertem Weizen
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Zu dieser Studie werden 200 Pflänzchen nicht-winterharten
Weizens der Sorte "Tendral" eingesetzt, welcher bekanntermaßen sensibel
gegenüber
Septoria tritici ist.
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Die Pflänzchen werden in 20 Schalen
von je 10 Pflänzchen
aufgezogen.
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Es werden 5 Einheiten gebildet, bezeichnet
als A, B, C, D und E und jeweils bestehend aus 4 Schalen, mit anderen
Worten 4 Ansätze
zu je 10 Pflänzchen.
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In jeder Einheit werden
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- – der
erste und zweite Ansatz, die die Kontrollen darstellen, durch Besprühen der
Blätter
im vegetativen Zweiblattstadium (GS 12 entsprechend der Zadocks
Leiter) mit destilliertem Wasser, 0,1% TWEEN 20, behandelt,
- – der
dritte und vierte Ansatz durch Besprühen der Blätter im vegetativen Zweiblattstadium
(GS 12 entsprechend der Zadocks Leiter) mit 5 ml einer ersten erfindungsgemäßen Zusammensetzung,
die als aktive Substanz das Extrakt H11 umfasst behandelt.
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Diese Zusammensetzung beinhaltet
in mit TWEEN 20 versetztem destilliertem Wasser:
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- – im
Versuchsansatz A, 1 mg/l Extrakt H11,
- – im
Versuchsansatz B, 2 mg/l Extrakt H11,
- – im
Versuchsansatz C, 10 mg/l Extrakt H11,
- – im
Versuchsansatz D, 100 mg/l Extrakt H11,
- – im
Versuchsansatz E, 1000 mg/l Extrakt H11.
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Nach dem Besprühen werden die 4 Ansätze jeder
Einheit 4 Stunden lang bei Raumtemperatur inkubiert, um Produkttröpfchen auf
der Oberfläche
der Blätter
trocknen zu lassen. Sie werden anschließend in eine Klimakammer bei
19°C Tagestemperatur
und 17°C
Nachtemperatur, unter einem photoperiodischen Wechsel von 12 Stunden
Licht und 12 Stunden Dunkelheit bei einer relativen Feuchtigkeit
von 65%, überführt.
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48 Stunden nach dieser Behandlung
werden die ersten und dritten Ansätze jeder Einheit mittels Besprühung mit
einer 0,1% TWEEN 20 enthaltenden, wässrigen Suspension von 105 Pycnosporen pro ml eines Stammes von Septoria
tritici inkubiert.
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Die zweiten und vierten Ansätze jeder
Einheit werden derselben Inokulation mit dem pathogenen Stoff 72
Stunden nach der Behandlung mit Extrakt H11 unterworfen.
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Die Pflänzchen der Kontrollansätze und
der mit Septoria tritici inokulierten Ansätze werden in eine Klimakammer
bei 19°C
Tagestemperatur und 17°C
Nachtemperatur, unter einem photoperiodischen Wechsel von 12 Stunden
Licht und 12 Stunden Dunkelheit bei einer während der ersten 96 Stunden
relativen Feuchtigkeit von 100 % und anschließend 85%, überführt.
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21 Tage nach den ersten beziehungsweise
zweiten Inokulationsserien mit Septoria tritici werden die Weizenpflänzchen der
fünf Einheiten
zu je 4 Ansätzen
ausgewertet.
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Die Wirksamkeit der Produkte wird
einerseits durch den prozentualen Schutz PP, andererseits durch die
Infektionsstärke
II, beide in Prozent ausgedrückt,
beschrieben.
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Die beiden Größen werden in Bezug auf die
Kontrollansätze
definiert.
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Der "prozentuale Schutz" wird nach
folgender Formel errechnet:
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Die "Infektionsstärke" wird nach folgender Formel
errechnet:
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Die gesamten Ergebnisse dieser Berechnungen
werden in Tabelle II zusammengefasst.
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Aus der Auswertung der in Tabelle
II zusammengefassten Ergebnisse ergibt sich
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- – dass
die Besprühung
mit H11 eine Verringerung der Infektion mit Septoria tritici zur
Folge hat,
- – dass
die Behandlung vor einer eventuellen Infektion mit einem pathogenen
Stoff erfolgen sollte; denn die erhaltenen Ergebnisse bei einer
Inokulation 72 Stunden nach der Behandlung sind besser als jene,
die bei einer Inokulation 48 Stunden nach der Behandlung erzielt
wurden,
- – dass
die Konzentrationen der angewandten Zusammensetzungen vorteilhafterweise
ungefähr
2 bis ungefähr 10
mg/l betragen, Werte, bei denen es gemäß dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel
12 zu keiner oder praktisch keiner Elizitierung von Abwehrsystemen
kommt.
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AUSFÜRUNGSBEISPIEL 11
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Studie der landwirtschaftlichen
Wirksamkeit des Extrakts H11 im Fall der Septoriose von Weizen
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Der die Krankheit auslösende Pilz
ist Septoria tritici.
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Der Wirkstoff wird in einer Form
wie in Ausführungsbeispiel
5 beschrieben eingesetzt.
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Der Versuch wird im freien Feld an
einer gegenüber
Septoriose anfälligen
Varietät
durchgeführt
und erlaubt einen Vergleich mehrerer Dosierungen der aktiven Substanz,
und zwar 0,4 g/ha, 4 g/ha, 20 g/ha, 40 g/ha, 60 g/ha und 80 g/ha.
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Jede Dosierung wird auf vier Parzellen
von 20 m2 getestet. Vier weitere Parzellen
dienen als Kontrolle.
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Die Wirksamkeit wird anhand der Infektionsstärke beurteilt,
welche nach folgender Formel errechnet wird:
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Die Zusammensetzung wird durch Blattbesprühung im
BBCH 30 Stadium mit einem Volumen von 250 l/ha aufgebracht.
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Die Infektion erfolgt auf natürliche Weise.
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Der Anteil der befallenen Oberfläche der
Kontrollparzellen, das heißt
nicht behandelter Parzellen, beträgt 17%.
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Die Versuche wurden dreifach wiederholt
und die Mittelwerte der Ergebnisse in Tabelle III zusammengestellt.
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Die Auswertung der in Tabelle III
zusammengefassten Werte zeigt, dass die besten Resultate mit Dosierungen
von 20 bis 60 g/ha erzielt wurden.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 12
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Versuche, welche die Potenzierung
natürlicher
Abwehrsysteme von Pflanzen durch das Extrakt H11 und das Hydrolysat
H13 zeigen
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Es wurden zwei Versuche durchgeführt.
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In einem ersten Versuch wurden, hinsichtlich
einer Studie des direkten elizitorischen Effekts der Produkte H11
und H13, Zusammensetzungen mit zunehmender Konzentration an H11
und H13 auf Zellkulturen von Tabak BY aufgebracht, und zwar
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- – für H11 Zusammensetzungen
mit aufeinander folgenden Konzentrationen von 2 mg/l, 10 mg/l, 20
mg/l, 50 mg/l und 200 mg/l,
- – für H13 Zusammensetzungen
mit aufeinander folgenden Konzentrationen von 2 mg/l, 10 mg/l, 50
mg/l und 200 mg/l.
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Für
jede Zusammensetzung wurde auf vier Marker von Abwehrreaktionen
getestet, und zwar:
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- – die
Aktivität
der Phenylammoniumlyase (PAL), ein Schlüsselenzym der Phytoalexinsynthese
bei Pflanzen
- – die
Aktivität
der o-Methyltransferase (OMT), ein Enzym der Ligninbiosynthese,
- – die
Aktivität
der Lipoxygenase (LOX), ein Enzym, das an der Herstellung von Methyljasmonat
beteiligt ist, das heißt
einem Element der Signalkette, die zur Aktivierung von Abwehrgenen
führt und
- – der
Gehalt an Salicylsäure
(SA), einem weiteren sekundären
Botenstoff pflanzlicher Abwehrreaktionen.
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Die Ergebnisse werden in Form eines
Induktionsfaktors der untersuchten Marker wiedergegeben, der das
Verhältnis
der Messwerte in elizitierten Zellen und derer in nicht elizitierten
Kontrollzellen darstellt.
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Die Ergebnisse dieser Messungen,
die 4 bis 48 Stunden nach Beginn der Inkubation erhalten wurden, sind
in der nachfolgenden Tabelle IV zusammengefasst.
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Die Auswertung dieser Ergebnisse
zeigt, dass die Produkte H11 und H13 Abwehrreaktionen in den behandelten
Zellen elizitieren, wobei sich die Elizitationen in der Anhäufung von
Markern äußern, wenn
die Produkte in Konzentrationen von 20 bis 200 mg pro Liter verwendet
werden; dagegen werden auf der Basis der Marker PAL und SA keine
signifikanten Reaktionen induziert, wenn die Konzentration des Elizitators,
das heißt
der Produkte H11 oder H13, 2 oder 10 mg pro Liter beträgt.
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In einem zweiten Versuch werden Kulturen
der gleichen Tabak BY Zellen am Tag nach dem Pikieren unter Verwendung
von Zusammensetzungen mit Konzentrationen des Extrakts H11 von 2
bis 10 mg pro Liter vorbehandelt.
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Sechs Tage danach werden diese Kulturen,
ebenso wie nicht vorbehandelte Kontrollkulturen, mit einer Zusammensetzung,
die Oligopectine in einer Konzentration von 40 mg pro Liter enthält, behandelt.
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Es handelt sich hierbei um eine Situation,
die einen Angriff eines pathogenen Stoffs simuliert.
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Es wird nun die Kinetik der Akkumulation
von Salicylsäure
(SA) 4 bis 48 Stunden nach der Behandlung verfolgt.
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Die Messungen zeigen, dass die Zellen
der Kontrollkulturen SA bis zu einem Gehalt anhäufen, der 300 ng pro Gramm
Frischgewicht (FG) nicht übersteigt.
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Es zeigt sich ebenso, dass die Vorbehandlung
mit H11, in sehr starker und voll-kommen unerwarteter Weise, die Anhäufung von
Salicylsäure
stimuliert, wenn die Pflanze sechs Tage später mit Oligopectinen elizitiert
wird; es wird in der Tat in den so behandelten Tabakzellen eine
Anhäufung
der SA von 2900 ng pro Gramm FG beobachtet, wenn die Konzentration
von H11 zur Zeit der Vorbehandlung 2 mg pro Liter beträgt, und
700 ng pro Gramm FG, wenn die Konzentration zur Zeit der Vorbehandlung
10 mg pro Liter beträgt.
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Der die Abwehrreaktion potenzierende
Effekt, welcher dank der erfindungsgemäßen Verwendung erhalten wird,
ist somit erwiesen.