JP4443048B2

JP4443048B2 - Treatment of plants with salicylic acid and organic amines.

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Publication number: JP4443048B2
Application number: JP2000561821A
Authority: JP
Inventors: デイーン，フランク・ダブリユー
Original assignee: ストラー・エンタープライジズ・インコーポレーテツド
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2019-07-20
Also published as: CA2338503A1; JP2002521399A; WO2000005954A1; BR9912559A; MXPA01000794A; TR200100309T2; AU779398B2; KR100944136B1; EP1100330A4; AU5004199A; PE20001008A1; EP1100330A1; CA2338503C; NZ510201A; AR023318A1; KR20010079592A

Description

【０００１】
（発明の背景）
Ｉ．発明の分野
本発明は、一般に、植物の成長に悪影響を与えることなく植物が病気に対して示す耐性を向上させる方法に関する。より具体的には、本発明は、植物の組織をオルト置換安息香酸および有機アミンで処置することによってそのような結果を達成する方法に向けたものである。
ＩＩ．背景の説明
望まれない菌・カビ、ウイルスおよび細菌の集団を防除する目的で農業用有害生物防除剤が用いられている。生産者はそのような化合物を用いて病気の圧力を管理することができる。そのような伝統的化学品の投与が過去において価値の有るものであっても、生産者がそれらを将来も同じ率で用いることができる可能性は低い。従って、植物が有する自然過程（ｎａｔｕｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）を刺激することを通して病気を防除する改良方法が得られれば、これは望ましいことである。
【０００２】
植物はパソゲネーゼ（ｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｅ）蛋白質を産出する能力を有することは数年に渡って知られていた。このような蛋白質が発現すると、植物は植物自身を病原性障害から保護する能力を持つようになり得る。個人、化学品製造業者および大学研究所の努力は、現在、そのような酵素またはそれらの考えられる前駆体を抑制または発現するように遺伝操作した種を作り出すことに重点を置いている。パソゲネーゼ蛋白質を誘発する物質として多数種の化合物が示されてきた。しかしながら、そのような化合物を個別に投与するとある組または種類の酵素が誘発されることから、それらは現場宿主（ｆｉｅｌｄｈｏｓｕｔｓ）の感染を予防しようとする時には有効でないことが確認されている。
【０００３】
一連の誘発剤（ｅｌｉｃｉｔｏｒｓ）を接種することによって２種類以上の劣性酵素の発現を誘発することができるであろう。そのような処置を受けさせた植物は、前記酵素によってそれ自身を病原体に対して防御することができるであろう。
【０００４】
植物は絶えず病原性微生物の攻撃下にある。菌・カビ、ウイルス、細菌の攻撃にさらされることによる病原性障害はしばしばその攻撃を受けた領域に限定され得る。そのような障害によってしばしば細胞が死ぬことで病変（ｌｅｓｉｏｎｓ）が引き起こされる。そのような細胞の死亡は病原体に対する過敏反応（ＨＲ）の一部である。そのような反応は病変をもたらす病原体の接種材料として作用しかつまた関係のない病原体の接種材料としても作用する。このような接種によって全身取得耐性（ｓｙｓｔｅｍｉｃａｃｑｕｉｒｅｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）（ＳＡＲ）が生じる。ある種のフェノール化合物が病原性有機体が存在しない時にそのようなパソゲネーゼ関連蛋白質を誘発し得ることは現在充分に確立されている。そのような化合物には桂皮酸、安息香酸、クマル酸およびサリチル酸および塩が含まれる。植物が病原体の攻撃を受ける前に植物をそのようなフェノール系化合物に接触させておくとその影響が最小限になることが確認されている。パソゲネーゼ蛋白質はキチネーゼ（ｃｈｉｔｉｎｅｓｅ）酵素である。下記の如き３種類のキチナーゼ（ｃｈｉｔｉｎａｓｅ）が同定されている：
− 種類Ｉ−触媒活性、システインが豊富（アミノ末端とカルボキシル末端の間の蛋白質スペーサー（ｓｐａｃｅｒ）−エチレンを誘発
− 種類ＩＩ−触媒活性（全部が蛋白質スペーサーの一部）−ＳＡＲを誘発
− 種類ＩＩＩ−触媒活性−ＳＡＲを誘発。
【０００５】
前記３種類のキチナーゼ全部が発現すると１種類のみの蛋白質が発現した場合よりも大きな保護が同時に得られると推測される。天然に存在する植物ホルモンであるエチレンがパソゲネーゼ蛋白質の発現を誘発することは公知であり、これは、植物のライフサイクル（ｌｉｆｅｃｙｃｌｅ）における特定の出来事を誘発する目的で頻繁に用いられている。エチレンで処置した葉にキチナーゼが存在することが確認された。そのような基本的酵素は植物を潜在的病原体に対して保護する働きをすることが示唆された。植物界全体に渡って干ばつ、洪水、霜および物理的傷に応答して気体であるエチレンが発現する。この植物ホルモンはまた化学品投与でも発現することが報告されている。オーキシンを投与すると濃度が非常に低くてもエチレンの発現が誘発されることが示されている。それらはまたキチナーゼの誘発でも有効である。また、オーキシンはある種類のパソゲネーゼ蛋白質を誘発することも示されている。また、糖類がエチレンの生合成を誘発することも示されている。
【０００６】
全身取得耐性の開始に関連したキチナーゼが２種類同定された。遷移金属は栄養の目的で必要ではあるが、マンガンを葉に塗布するとある種類の病原体関連（ｐａｔｈｏｇｅｎｒｅｌａｔｅｄ）（ＰＲ）蛋白質が誘発されることが示されている。亜鉛を栄養剤として最適なレベルよりも高いレベルでオランダガラシの葉に与えるとスポンゴスポラ・サブテラネア（Ｓｐｏｎｇｏｓｓｐｏｒａｓｕｂｔｅｒｒａｎｅａ）が抑制されることが示されている。亜鉛のレベルを高くすると媒介物である菌・カビが防除されることを通してオランダガラシのクロラティックリーフスポットウイルス（ｃｈｌｏｒａｔｉｃｌｅａｆｓｐｏｔｖｉｒｕｓ）が有効に抑制される。
【０００７】
全身耐性は典型的に病変の大きさが小さいことを特徴とする。病変応答（ｌｅｓｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ）は、病原体を孤立させることでさらなる感染を防止するようにプログラムされた細胞の死亡である。パソゲネーゼ関連蛋白質が病気感化前に発現していると、病原体はより短い時間で病変内に孤立し得る。そのようなパソゲネーゼ関連蛋白質を誘発する物質を植物にこれが障害を受ける前に投与しておくと、その植物は病気に対する耐性を前以て持つことになるであろうと推測されている。
【０００８】
多数種の化合物がパソゲネーゼ関連蛋白質を誘発することが知られてはいるが、耐感染性は必ずしも全ての品種または病原体に関して同じではない。しかしながら、所定感染に関する病変の大きさと投与された誘発化学品の用量は逆の相互関係を示し、もし所定組の誘発剤を一連のパソゲネーゼ関連蛋白質の産出を誘発するに充分なほど高い濃度で投与すると、病原体による障害は、感染の兆候が見られないほどにまで小さくなるであろう。即ち、目に見えるほどの病変形成は起こらないであろう。
【０００９】
その上、いろいろな種類のパソゲネーゼ関連酵素の産出を誘発または引き出す目的で数種の公知化合物を投与すると、感染に対する保護がより大きくなることと、感染が予防されるか或は感染率が最小限になることと、もし投与を感染後に行った時には感染が起こらなくなることが同時に生じる。
【００１０】
植物が行うエチレンの産出を誘発する化合物が多数種示されている。植物ホルモンの種類であるオーキシンは低濃度でも植物が行う気体産出を助長することが示されている、即ちオーキシンを用いて植物防御用のパソゲネーゼ関連蛋白質を引き出させることができる。オーキシンは充分に研究されておりかつオーキシンの構造と活性の関係も同定されていることから、オーキシンに類似した生物学的特性を有する合成化合物は既に考案されている。天然に存在するオーキシンは典型的にインドールコア構造を有する。このインドールはオーキシンと一緒になった時に生物学的活性を示すようになり、或は分子官能性置換（ｍｏｌｅｃｕｌｅｆｕｎｃｔｉｎａｌｉｔｙｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）を伴ってアンチオーキシン（ａｎｔｉ−ａｕｘｉｎ）様活性を示すようになる。共鳴構造を用いると構造の類似性が容易に分かる。従って、ベンゾチアジアゾール類およびそれらの誘導体を生物活性材料として用いることは実際にオーキシンを真似ることであり得る。エチレンとオーキシンの間の関係は充分に実証されている。パソゲネーゼ関連蛋白質がエチレンに接触することによって生じる増進もまた充分に実証されており、例えば一連のパソゲネーゼ関連蛋白質を誘発する目的でオーキシンと他のエチレン誘発剤を用いることは現在示されている。
【００１１】
また、植物に傷が付くとエチレンが発現することも実証されている。公知の誘発剤を投与することによって起こるパソゲネーゼ関連蛋白質産出と比較するならば、誘発で生じるそのような蛋白質の差は、投与濃度、投与された化合物、または化合物の投与方法によるものであろう。発現するパソゲネーゼ関連酵素の量は投与された誘発剤の量におおよそ比例しかつ病変の大きさは生じるパソゲネーゼ関連蛋白質の量に比例することから、誘発剤（ｉｎｄｕｃｅｍｅｎｔｅｌｉｃｉｔｏｒ）の投与量は、害を引き起こすことなく、この誘発剤の増進特性（ｐｒｏｍｏｔｉｏｎａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）が最大限になるような量であるべきである。サリチル酸の場合の最適濃度は７５ｍＭを越えるであろう。
【００１２】
置換フェニル化合物は、通常、官能基を１つ以上有する芳香族物質であるとして定義される。そのような化合物は植物の成長および発育の調節にとって必須である。フェノール樹脂は植物成長抑制剤である。天然の成長抑制剤（フェノール樹脂）は成長中および休止中の植物、果物および種子に見られる。そのような化合物は植物ホルモンと協力して有機体の増殖および発生をそれらのライフサイクル全体に渡って調節する働きをすると考えられている。
【００１３】
そのような化合物が示す調節機能（ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓ）のいくつかには下記が含まれる。他の有機体との相互作用のためのシグナル発生者（ｓｉｇｎａｌｐｒｏｄｕｃｅｒｓ）、成長調節、および当該有機体に含まれる各細胞の構造一体化。また、サリチル酸を投与するとエチレンの生合成が抑制され、発芽が抑制され、創傷応答が遮断され、膜イオン輸送および根の吸収が妨害され、膜の迅速な脱分極およびトランスメンブラン電気化学電位の崩壊が誘発され、葉および表皮片における蒸散が減少し、ＡＢＡ誘発気孔封鎖が逆転し、葉の切断が影響を受け、かつ成長抑制が影響を受けることも確認されている。このような応答はほとんど確実に作物の可能な収穫の減少を引き起こすであろう。
【００１４】
Ｒｙａｌｓ他の米国特許第５，６５４，４１４号には、「．．．．望ましい表現型を達成するにはキメラ遺伝子を全蛋白質の１パーセント以上のレベルで発現させる必要があり得る」と述べられている。これはプロテイナーゼ阻害剤の発現が増加することによる菌・カビ耐性に当てはまり得る。外来蛋白質を高レベルで産出させる目的でエネルギーを消費させると、結果として植物にとって有害であり得るが、遺伝子の発現が望まれる時のみ、例えば菌・カビまたは昆虫の外寄生が差し迫っている場合のみに起こるようにすると、結果として、エネルギーが流出、従って収穫が減る度合が低下するであろう。
【００１５】
しかしながら、サリチル酸が示すＫａは１．０５ｘ１０^-3であることから、これは一般に木部、師部または細胞質内でプロトン化した酸として存在せず、そのような環境下では恐らく共役塩基またはエステルが存在するであろう。弱酸の中和で弱塩基、特にアミンを用いることは、現実に見られるような天然に存在する化合物を真似ることになるであろう。花が咲いている間にアミンが存在しているとフェノール樹脂が高濃度で存在することを確認した。
【００１６】
置換フェニル化合物が植物の成長を抑制することは長年に渡って知られている。それにも拘らず、ある種のフェノール樹脂酸（ｆｅｎｏｌｉｃａｃｉｄｓ）はＳＡＲを与える蛋白質の産出を誘発することが知られている。ＳＡＲは、植物を菌・カビ、細菌およびウイルスに対して保護する免疫応答として働く。このような応答は、一般に、植物と病原体、即ちウイルス作因、菌・カビ作因および細菌作因との間の相互作用が引き金になっている。このような免疫応答は、フェノール樹脂蓄積を要求する全身的遺伝子発現である。このＳＡＲは一般に数週間から数カ月持続する。
【００１７】
多数種の病原体が植物の葉表面を攻撃し、そのような病原体に対する１番目のバリヤー（ｂａｒｒｉｅｒ）は典型的に角皮であるが、角皮は脂肪酸エステルで構成されていることから、この角皮はアルコールまたはケトンに溶解し得る。ヒドロキシル、カルボニルまたはケタール官能基をキレート化した（ｃｈｅｌａｔｅｄ）金属イオンと組み合わせて用いると、カチオンが角皮を通って植物細胞の中に入り込むのが助長され得る。銅塩を用い、これを葉または土壌に投与して、これを細胞内に通常の成長および発育に要する量の１０倍から１００倍の量で存在させると、病原体が防除され得ることが確認されている。キレート化した銅は効力を示すことから、組織分析における銅の含有量を上昇させる目的で土壌または植物自身に投与する時に要する銅塩の量が低くなる。土壌に含まれる銅が欠乏している場合には、キレート化した銅を１ヘクタール当たり２キログラムの量で葉に投与すると植物の組織の中に銅イオンが充分な量で添加されることが示されている。キレート化した銅を０．００６Ｍの濃度（１ヘクタール当たり０．２５−０．５キログラムに相当）で葉に投与する新しく見つけだされた方法は乾燥組織重量分析値を通常の成長および発育に必要な量の少なくとも１０から６０倍のレベルにまで上昇させることが示されており、このような新しい方法の効果は、合成化合物を葉に投与することで得られる効果に比べて少なくとも２倍から１０倍高い。即ち、合成キレート化合物（ｃｈｅｌａｔｅｓ）を有機アミンで中和した時にも同じ効力が確認される可能性がある。これはカチオンの実際の吸収を最小限にすると言った意図した効果とは直接反対の方向を開始させる無機塩の浸透電位（ｏｓｍｏｔｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌ）であり得る。それによって、有機多官能アミンを合成キレート化合物と一緒に用いるとそれらの効力が高くなり得る。
【００１８】
植物は典型的に多数種の病原体による病気圧力（ｄｉｓｅａｓｅｐｅｓｓｕｒｅ）下にあり、かつ所定誘発剤によって発現する酵素はいくらか病原体特異的であることから、数種の誘発剤を投与すると得られる保護がより大きくなる。更にまた、メラニン合成阻害剤を用いて前記誘発剤を発生させると、保護が菌・カビに対して万能になるであろう。そのようにいろいろな種類のパソゲネーゼ関連酵素の産出を誘発または引き出させることが知られている数種の化合物を投与すると、感染に対する保護がより大きくなることと、感染が防止されるか或は感染速度が最小限になることと、投与を感染後に行うと感染が起こらなくなることが同時に得られるはずである。
【００１９】
従って、本分野の技術者は、サリチル酸を用いた処置で考えられる病気抑制の利点を結果として植物の成長抑制を引き起こすことなく得る方法を探求してきた。このように、前記目的を達成する方法が必要であることを長年に渡って感じてはいたが、それを満足させることはできなかった。本発明はそのような必要性を解決するものである。
【００２０】
（発明の要約）
本発明は、植物の成長を抑制することなく植物が病気に対して示す耐性を向上させる方法に向けたものである。本方法は、幅広い意味で、前記植物をオルト置換安息香酸と窒素含有化合物［これを有機アミン類および代謝で有機アミンを生じる化合物（ｃｏｍｐｏｕｎｄｓｗｈｉｃｈｗｉｌｌｍｅｔａｂｏｌｉｚｅｔｏａｎｏｒｇａｎｉｃａｍｉｎｅ）から成る群から選択する］で処置することに向けたものである。前記植物を金属のキレート化合物である微量栄養素（ｃｈｅｌａｔｅｄｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔｍｅｔａｌ）で同時に処置すると本方法が更に向上することを確認した。最後に、前記植物を更にエチレン誘発化合物（ｅｔｈｙｌｅｎｅｉｎｄｕｃｉｎｇｃｏｍｐｏｕｎｄ）でも処置すると更に一層の向上が得られることを観察した。別法として、前記安息香酸および誘導体と窒素含有化合物を置換安息香酸のアミン塩として投与することも可能であることを確認した。前記酸、窒素含有化合物、および場合により金属のキレート化合物である微量栄養素およびエチレン誘発化合物を適切な担体媒体（ｃａｒｒｉｅｒｍｅｄｉｕｍ）と一緒にした（ｆｌｏｃｋｅｄｗｉｔｈ）溶液として植物の葉に投与すべきである。
【００２１】
前記窒素含有化合物をポリアミン類、第三級アミン類、プロピルアミン類、および代謝でプロピルアミンを生じる有機化合物から成る群から選択する。好適な化合物は構造
【００２２】
【化２】

【００２３】
［ここで、Ｒ₁、Ｒ₂およびＲ₃は、同一もしくは異なり、水素、炭素原子数が３以下のアルキルおよび置換アルキルから成る群から選択されるが、但しＲ₁、Ｒ₂およびＲ₃の全部が水素であることはないことを条件とする］で表される有機アミン類である。モノエタノールアミン、プロピルアミン類およびジメチルアミノプロピルアミン（ＤＭＡＰＡ）が最も好適である。
【００２４】
好適なオルト置換安息香酸はサリチル酸である。前記金属のキレート化合物である微量栄養素の金属を好適にはアルカリ土類金属、遷移金属およびホウ素から成る群から選択する。選択したエチレン誘発化合物はインドール−３−酪酸である。
【００２５】
本発明の方法は多様な作物植物が病気に対して示す耐性を向上させることを見いだした。最も重要な点は、そのような向上した耐性を有害な影響（植物の病気を防止または最小限にする目的でサリチル酸を用いる従来の試みを駄目にしていた）無しに達成した点にある。本発明に従って窒素含有化合物、最も好適には第三級アミンまたはプロピルアミンを同時に投与することを通して、そのような結果を達成した。従って、本発明の方法は、サリチル酸の使用に関連した利点を利用しようとする以前の試みを苦しめていた問題を解決した。
【００２６】
このように、植物の成長を抑制することなく植物が病気に対して示す耐性を向上させる改良方法が必要であると長年に渡って感じていたが満たされなかった必要性を満足させた。以下に行う説明および請求の範囲で本発明の前記および他の価値の有る特徴および利点が更に充分に理解されるであろう。
【００２７】
（好適な態様の詳細な説明）
本発明は、植物の成長を抑制することなく植物が病気に対して示す耐性を向上させる方法を提供するものである。本発明の方法は、サリチル酸および関連酸および塩を用いようとする従来技術の試みを苦しめていた問題を克服するものである。例えば、植物をサリチル酸で処置すると病気は抑制され得るが、不幸なことには、そのような処置によってまた植物の有意な発育阻害そして死滅さえもたらされていた。サリチル酸による処置の有利な結果を利用するのは今までは不可能であった。本出願者は、驚くべきことに、前記酸による処置を窒素含有化合物（好適には選択したアミン）と組み合わせるとそのような有害な影響が克服されそして成長に対する如何なる悪影響も無しに植物が病気に対して示す耐性が向上することを見いだした。
【００２８】
本発明は、幅広い意味で、植物の成長を抑制することなく植物が病気に対して示す耐性を向上させる方法に向けたものである。本発明は、最も幅広い面において、植物をオルト置換安息香酸と窒素含有化合物［有機アミン類および代謝で有機アミンを生じる化合物から成る群から選択する］で処置することに向けたものである。最も好適なオルト置換安息香酸はサリチル酸である。好適な窒素含有化合物をポリアミン類、第三級アミン類、プロピルアミン類、および代謝でプロピルアミンを生じる有機化合物から成る群から選択する。特に好適な群のアミンは構造
【００２９】
【化３】

【００３０】
［ここで、Ｒ₁、Ｒ₂およびＲ₃は、同一もしくは異なり、水素、炭素原子数が３以下のアルキルおよび置換アルキルから成る群から選択されるが、但しＲ₁、Ｒ₂およびＲ₃の全部が水素であることはないことを条件とする］で表されるアミン類である。モノエタノールアミン、プロピルアミン類、ＤＭＡＰＡおよびそれらの混合物が特に好適である。別法として、前記酸とアミンを前記酸のアミン塩として投与してもよいことを確認した。サリチル酸のアミン塩が最も好適である。
【００３１】
前記処置に金属のキレート化合物である微量栄養素を含めることでさらなる方法を達成した。前記金属を好適にはアルカリ土類金属、遷移金属およびホウ素から成る群から選択する。典型的なカチオンには銅、亜鉛およびマンガンが含まれる。
【００３２】
最後に、前記処置にエチレン誘発化合物を含めるのが有益であり得ることも見いだした。そのようなエチレン誘発化合物の例はインドール−３−酪酸である。
【００３３】
前記オルト置換安息香酸および窒素含有化合物を任意の金属キレート化合物である微量栄養素およびエチレン誘発化合物と一緒に植物の葉に投与すべきである。好適な処置は、そのような化合物が適切な担体媒体に入っている溶液を葉に塗布することを包含する。最も好適な担体媒体は水であるが、肥料溶液および農業的に受け入れられる如何なる媒体も使用可能である。前記オルト置換安息香酸を処置用溶液中に約０．１Ｍ以下、好適には約０．０００１Ｍから約０．０１Ｍの範囲の濃度で存在させるべきである。しかしながら、前記窒素含有化合物を有意により高いパーセントで存在させてもよく、約２５重量パーセントに及んで存在させてもよい。
【００３４】
本発明のさらなる理解を容易にする目的で以下に示す実施例は主に本発明のより具体的な特定詳細を説明するものである。
【００３５】
実施例１
水酸化ナトリウムで中和しておいたキレート化した金属イオン［１.５×１０^-2ＭＣｕ（ＩＩ）、１.５×１０^-2ＭＺｎ（ＩＩ）、１.８×１０^-2ＭＭｎ（ＩＩ）で構成されている］とサリチル酸のナトリウム塩が３．８ｘ１０^-3Ｍ入っている溶液をきんぎょ草に塗布した。この塗布によって前記植物はひどい障害を受け、その後、ある植物は枯れた。それと同時に、多官能アミンで中和しておいたキレート化した金属イオン［１.５×１０^-2ＭＣｕ（ＩＩ）、１.５×１０^-2ＭＺｎ（ＩＩ）、１.８×１０^-2ＭＭｎ（ＩＩ）で構成されている］とサリチル酸のアミン塩が３．８ｘ１０^-3Ｍ入っている溶液をきんぎょ草に塗布したが、目に見える損傷は全く生じなかった。
【００３６】
実施例２
うどん粉病に感染しているガーバーデージー（ＧｅｒｂｅｒＤａｉｓｙ）に本発明に従う溶液を用いた処置を大学の研究室で受けさせた。サリチル酸が１０グラム／リットル、ＤＭＡＰＡが２０グラム／リットルおよび銅（ＩＩ）、亜鉛（ＩＩ）およびマンガン（ＩＩ）が各々２パーセント入っている濃溶液を調製した。前記金属を酸化物の形態で供給し、クエン酸およびモノエタノールアミンと一緒にしてキレート化合物にした。この濃溶液を水で５０対１に希釈した。下記の溶液中の成分の濃度は、サリチル酸のアミン塩が約０．００１５Ｍで銅（ＩＩ）および亜鉛（ＩＩ）の各々が０．００６Ｍでマンガン（ＩＩ）が０．００７Ｍであった。市販のオーキシン（インドール−３−酪酸）をエチレン誘発化合物として添加した。このようにして生じさせた溶液を管理した水と一緒にうどん粉病に感染しているガーバーデージーに塗布した。葉に１回塗布することで感染が防止されることを確認した。その後、感染を防止する目的で同じ溶液を２週間の間隔で塗布する投与を継続した。試験終了時、サリチル酸／アミン溶液を用いた処置を受けさせた全ての植物に目に見える病変が無いことを確認した。葉に水を塗布することによる処置のみを受けさせた対照植物は全部枯れた。
【００３７】
実施例３
スイカが約７００エーカーを覆っている現場試験で、アントラクノイズ（ａｎｔｈｒａｃｎｏｉｓ）に感染しているスイカに本発明に従う溶液を用いた処置を受けさせた（対照と一緒に）。実施例２の記述に従って濃溶液を生じさせた。水で１９対１に希釈することで投与で用いる最終溶液を生じさせた。この最終溶液に入っている成分の濃度はサリチル酸のアミン塩が約０．００３８Ｍで銅（ＩＩ）および亜鉛（ＩＩ）の各々が０．０１５Ｍでマンガン（ＩＩ）が０．０１８Ｍである。再びオーキシンをエチレン誘発化合物として添加した。前記溶液を用いた処置を１回行うことでアントラクノイズによるさらなる感染が防止された。２週間後、同じ溶液を用いた２回目の処置を行った。処置を受けさせた全ての植物に病気のさらなる兆候は全く見られなかった。葉に水を塗布することによる処置のみを受けさせた対照部分（前記現場の中の）は収穫を全くもたらさなかった。実際、前記処置を受けさせなかった植物は実質的に全部枯れた。
【００３８】
実施例４
セロリにも本発明に従う同様な溶液を用いた処置を受けさせたが、これは成功であった。実施例３に記述した調製に従って、サリチル酸とアミンと金属キレート化合物である微量栄養素とエチレン誘発化合物が入っている最終溶液を調製した。この溶液をフロリダの畑に植えられているセロリの葉に塗布した。成長期の間に塗布を３回行った。病気が全く存在しないと同時に収穫時にバイオマス（ｂｉｏｍａｓｓ）およびサイズの増加を記録した。対照植物には水による処置を受けさせた。処置サンプルを３０サンプルおよび未処置サンプルを３０サンプル用いて収穫時にバイオマスとサイズを記録した。対照植物の収穫質量は平均で１植物当たり１．０４ｋｇであったが、サリチル酸／アミン溶液を用いた処置を受けさせた植物の収穫質量は平均で１植物当たり１．３２ｋｇであった。また、植物の高さも平均で６１ｃｍから６４ｃｍにまで高くなった。従って、本発明に従う処置を行うと、発育阻害からも植物成長抑制からも程遠く、結果として大きさが５パーセント増大したことに加えてバイオマスの量が２７パーセント多くなった。
【００３９】
実施例５
サリチル酸／アミン溶液を産業規格（ｉｎｄｕｓｔｒｙｓｔａｎｄａｒｄｓ）に対比させて試験する一連の試験を独立した実験室で実施した。溶液に入っている成分のモル濃度は下記の通りであった：
【００４０】
【表１】

【００４１】
この上に記述した溶液を病原体を接種する前（保護）および接種した後（治療）の両方で投与した。その結果を以下の表に示す。
【００４２】
【表２】

【００４３】
実施例６
トウモロコシに、水による５０：１の希釈を用いる以外は実施例３に示した調製に従う溶液を用いた処置を受けさせた。成長期の間に病気が全く存在しないと同時に収穫時に穀物質量の上昇を記録した。対照（水で処置した）が収穫時に示した平均収量／エーカーは１エーカー当たり約１８１．９ブッシェルであったが、本発明に従う処置を受けさせた畑部分の平均は１エーカー当たり約１９２．５ブッシェルであった。両方の場合とも窒素を１エーカー当たり１００ポンドの率で施した。
【００４４】
実施例７
オーストラリアのＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＱｕｅｅｎｓｌａｎｄで実施した実験でレッドオークレタス（ＲｅｄＯａｋＬｅｔｔｕｃｅ）に本発明に従う処置を受けさせたが、これは成功であった。植えた直ぐ後の初期苗段階に噴霧を１回行うことで病気が防止された。更に、直径と高さの両方が有意に大きくなることも観察した。この上の実施例３に記述した調製に従う処置用溶液を調製して、初期苗段階の植物の葉に塗布した。前記溶液を用いた処置を１０植物に受けさせると同時に、追加的１０植物を水による処置を受けさせる対照として維持した。平均で植物の直径が２５．２ｃｍから２７．７ｃｍにまで大きくなった、即ち約１０パーセント大きなった。同様に、植物の高さも平均で１４．８から１６．７ｃｍにまで高くなった、即ち約１３パーセント高くなった。従って、本発明における成長の処置（ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｇｒｏｗｔｈ）によって病気が防止されるばかりでなく、驚くべきことに、収量の有意な向上ももたらされた。
【００４５】
実施例８
レッドオークレタスを用いた別の実験でも収量が有意に向上することが示された。前記実施例７に記述した記述に従って投与を設計して実施した。再び１０植物に本発明に従う溶液を用いた処置を受けさせる一方、１０植物を水による処置を受けさせる対照として保持した。収穫時に地上部と根を集め、奇麗にした後、重量を測定した。地上部の重量は平均で１８６．４０ｇから２２６．６７ｇまで上昇した、即ち２２パーセント上昇した。根の重量平均上昇は更により劇的であり、５９．８０ｇから７８．８９ｇにまで上昇した、即ち約３２パーセント上昇した。最後に、全体重量は２４６．２０ｇから３０５．５６ｇにまで上昇した、即ち２４パーセント上昇した。このように、本発明における処置によって病気が防止されるばかりでなく、驚くべきことに、収量の有意な上昇ももたらされた。
【００４６】
実施例９
グリーンオークレタスを用いた別の試験を組み立てて病気および植物の直径の測定を行った。実施例７に記述した溶液を、移植した直ぐ後の初期苗段階に１回投与した。１５植物に前記溶液を用いた処置を受けさせる一方、更に１５植物を水による処置を受けさせる対照として維持した。外側葉の先端を測定することで直径を決定した。１つの植物をそれの全体から取り出して根を検査することで病気の等級付けを行った。１から５の目で見た尺度で等級付けを行い、等級が１の根は感染の兆候が見られない根である一方、ひどい腐れかび病障害を示す根には５の等級を付けた。本発明に従う処置を受けさせると植物の直径が平均で１８．９３ｃｍから２３．０７ｃｍまで大きくなった、即ち２２パーセント増大した。病気の等級付けに関して見られた向上は更により劇的であった。対照の病気等級は平均で３．３８であったが、植物に本発明に従う処置を受けさせると２．００の平均にまで劇的に低下した。このように、葉に１回塗布することで病気等級の劇的な５９パーセント向上を達成した。
【００４７】
実施例１０
この実施例では、成長を抑制するサリチル酸を他のアミンと一緒に用いた時の効果を立証する。試験をＴｅｘａｓＡ＆ＭＣｒｏｐＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，ＣｏｌｌｅｇｅＳｔａｔｉｏｎ，Ｔｅｘａｓで実施した。
【００４８】
１ポット当たり５個の種子になるように各種子を植えた後、発芽後、まぶいて１ポット当たり２つづつにした。肥料を全く用いなかった。植物が１８日令の時に葉への塗布を行った。その後、２週間後に植物の地上部を収穫して、オーブン内で乾燥させた。葉への塗布で下記の４種類のブレンド物を用いた。
ブレンド１グラム
水４６０
ＤＭＡＰＡ５
サリチル酸５
ブレンド２グラム
水５００
ＭＥＡ２００
クエン酸２００
サリチル酸８
ＤＭＡＰＡ１７
蟻酸１０
ブレンド３グラム
水４６０
サリチル酸５
ＤＭＡＰＡ（８０％）４
ブレンド４
水対照
アミンの存在下でサリチル酸を用いると乾燥重量の低下が起こらず、成長抑制が防止されたことを観察した。実際、ブレンド１を用いると、乾燥重量が、ブレンド２および３を用いた場合（乾燥重量の低下がわずかである）と同様に、対照が達成したそれよりも若干上昇したことを注目した。
【００４９】
実施例１１
窒素を全く施さない以外は実施例６の手順に従った。試験植物は大豆であった。対照（水による処置を受けさせた）の場合の収穫時の平均単位／エーカーは１エーカー当たり４４．６ブッシェルであったが実施例６で用いた溶液による処置を受けさせた植物の場合の平均収量／エーカーは１エーカー当たり４９．４ブッシェルであることを確認した。実施例６の場合および本実施例の場合の両方とも溶液を２％溶液として塗布したことを注目すべきである。
【００５０】
この上に行った本発明の説明は、主に、特許法令の要求に従って説明および例示の目的で示した特に好適な態様に向けたものであった。しかしながら、この具体的に記述した方法に関して本発明の真の範囲および精神から逸脱しない限り数多くの修飾および変更を行うことができることは本分野の技術者に明らかであろう。例えば、サリチル酸とアミンが好適であるが、他の有機酸とアミンを用いることも可能である。更に、サリチル酸のアミン塩を用いることも可能である。また、前記酸／アミン塩を水溶液の状態で希釈するのが好適であるが、また、それを農業的に受け入れられる他の担体に入れて搬送することも可能である。更に、本出願者は達成した結果が予想外に向上していることの理由を説明する試みを行ってきたが、本出願者はその提案した理論に固執することを望むものでない、と言うのは、その機構を完全には理解していないからである。従って、本発明は記述および説明した好適な態様に限定されるものでなく、本請求の範囲の範囲内に入り得る全ての修飾形を包含する。[0001]
(Background of the Invention)
I. Field of Invention
The present invention relates generally to a method for improving the tolerance of a plant to disease without adversely affecting plant growth. More specifically, the present invention is directed to a method of achieving such results by treating plant tissue with ortho-substituted benzoic acid and organic amines.
II. Background explanation
Agricultural pest control agents are used to control unwanted populations of fungi, molds, viruses and bacteria. Producers can use such compounds to manage disease pressure. Even though the administration of such traditional chemicals is valuable in the past, it is unlikely that producers can use them at the same rate in the future. Therefore, it would be desirable if an improved method for controlling disease was obtained through stimulating the natural processes that plants have.
[0002]
It has been known for several years that plants have the ability to produce pathogenese proteins. When such a protein is expressed, the plant may become capable of protecting the plant itself from pathogenic disorders. The efforts of individuals, chemical manufacturers and university laboratories are currently focused on creating species that have been genetically engineered to repress or express such enzymes or their possible precursors. Many types of compounds have been shown as substances that induce pasogenase protein. However, the administration of such compounds individually induces a set or class of enzymes that have proven ineffective when trying to prevent infection of field hosts.
[0003]
It would be possible to induce the expression of two or more recessive enzymes by inoculating a series of inducers. Plants that have undergone such treatment will be able to protect themselves against pathogens by the enzymes.
[0004]
Plants are constantly under attack by pathogenic microorganisms. Pathogenic disorders caused by exposure to fungi, molds, viruses, and bacteria can often be limited to the area under attack. Such disorders often cause cell death and cause lesions. Such cell death is part of a hypersensitive response (HR) to the pathogen. Such a reaction acts as an inoculum for pathogens that cause lesions and also as an inoculum for unrelated pathogens. Such inoculation results in systemic acquired resistance (SAR). It is now well established that certain phenolic compounds can induce such pasogenase-related proteins in the absence of pathogenic organisms. Such compounds include cinnamic acid, benzoic acid, coumaric acid and salicylic acid and salts. It has been determined that exposure of plants to such phenolic compounds before the plants are attacked by pathogens minimizes the effects. Pasogenase protein is a chitinase enzyme. Three types of chitinases have been identified:
-Type I-catalytic activity, rich in cysteine (protein spacer between amino and carboxyl termini)-induces ethylene
-Type II-Catalytic activity (all part of the protein spacer)-Trigger SAR
-Type III-catalytic activity-induces SAR.
[0005]
It is speculated that when all three types of chitinases are expressed, greater protection can be obtained simultaneously than when only one type of protein is expressed. It is known that ethylene, a naturally occurring plant hormone, induces the expression of the pasogenase protein, which is frequently used for the purpose of inducing specific events in the plant life cycle. The presence of chitinase in the leaves treated with ethylene was confirmed. It has been suggested that such basic enzymes serve to protect plants against potential pathogens. The gaseous ethylene develops throughout the plant kingdom in response to droughts, floods, frosts and physical wounds. This plant hormone has also been reported to be expressed by chemical administration. Auxin administration has been shown to induce ethylene expression even at very low concentrations. They are also effective in inducing chitinase. Auxin has also been shown to induce certain types of pasogenase proteins. Saccharides have also been shown to induce biosynthesis of ethylene.
[0006]
Two chitinases related to the onset of systemic acquired resistance were identified. Although transition metals are required for nutritional purposes, application of manganese to leaves has been shown to induce certain types of pathogen related (PR) proteins. It has been shown that Spongosspora subterranea is inhibited when zinc is applied to Dutch pepper leaves at a level higher than the optimum level as a nutrient. Increasing the level of zinc effectively suppresses chloratic leaf spot virus in Dutch red pepper through the control of fungi and molds.
[0007]
Systemic tolerance is typically characterized by a small lesion size. A lesion response is the death of a cell programmed to isolate a pathogen and prevent further infection. If pasogenase-related proteins are expressed before disease sensitization, pathogens can be isolated within the lesion in less time. It has been speculated that if a substance that induces such a pasogenase-related protein is administered to a plant before it is damaged, the plant will be pre-resistant to the disease.
[0008]
Although many compounds are known to induce pasogenase-related proteins, infection resistance is not necessarily the same for all varieties or pathogens. However, the size of the lesion for a given infection and the dose of challenge chemical administered are inversely related, and if a given set of inducers is administered at a concentration high enough to induce the production of a series of pasogenase-related proteins. The pathogen damage will then be so small that there are no signs of infection. That is, no visible lesion formation will occur.
[0009]
In addition, the administration of several known compounds for the purpose of inducing or eliciting the production of various types of pasogenase-related enzymes provides greater protection against infection and prevents or minimizes the rate of infection. And, if administered after infection, the infection will not occur at the same time.
[0010]
Numerous compounds have been shown to induce the production of ethylene by plants. Auxin, which is a type of plant hormone, has been shown to promote gas production by plants even at low concentrations, that is, auxin can be used to extract a pasogenase-related protein for plant defense. Since auxin has been well studied and the relationship between auxin structure and activity has been identified, synthetic compounds with biological properties similar to auxin have already been devised. Naturally occurring auxins typically have an indole core structure. This indole becomes biologically active when combined with auxin, or it shows anti-auxin-like activity with molecular functionality substitution. The structural similarity can be easily understood by using the resonance structure. Thus, using benzothiadiazoles and their derivatives as bioactive materials can actually mimic auxin. The relationship between ethylene and auxin is well documented. The enhancement caused by the contact of pasogenase-related proteins with ethylene has also been well documented, and it has now been shown to use auxins and other ethylene inducers, for example, to induce a series of pasogenase-related proteins.
[0011]
It has also been demonstrated that ethylene is expressed when plants are damaged. When compared to the production of a pasogenase-related protein that occurs by administering a known inducer, such protein differences that occur upon induction will depend on the dose concentration, the compound administered, or the method of administration of the compound. Since the amount of pasogenase-related enzyme expressed is roughly proportional to the amount of inducer administered and the size of the lesion is proportional to the amount of pasogenase-related protein produced, the dose of inducer is harmful. Without causing it, the amount should be such that the promoting properties of the inducer are maximized. The optimum concentration for salicylic acid will exceed 75 mM.
[0012]
A substituted phenyl compound is usually defined as an aromatic substance having one or more functional groups. Such compounds are essential for the regulation of plant growth and development. Phenolic resins are plant growth inhibitors. Natural growth inhibitors (phenolic resins) are found in growing and dormant plants, fruits and seeds. Such compounds are believed to work with plant hormones to regulate the growth and development of organisms throughout their life cycle.
[0013]
Some of the regulatory functions exhibited by such compounds include: Signal producers for interaction with other organisms, growth regulation, and structural integration of each cell contained in the organism. Salicylic acid also inhibits ethylene biosynthesis, inhibits germination, blocks wound response, disrupts membrane ion transport and root absorption, rapid membrane depolarization and disruption of transmembrane electrochemical potential It has also been confirmed that transpiration in leaves and epidermis is reduced, ABA-induced stomatal blockade is reversed, leaf cutting is affected and growth inhibition is affected. Such a response will almost certainly cause a possible reduction in crop yield.
[0014]
Ryals et al., US Pat. No. 5,654,414, states that “... chimeric genes may need to be expressed at a level of 1 percent or more of the total protein to achieve the desired phenotype”. ing. This may be true for fungus / mold resistance due to increased expression of proteinase inhibitors. Consumption of energy for the purpose of producing foreign proteins at a high level can result in detrimental effects on plants, but only when gene expression is desired, for example, when the outbreak of fungi, mold or insects is imminent If this happens, the result will be a reduction in the amount of energy spilled and hence reduced yield.
[0015]
However, the Ka of salicylic acid is 1.05 × 10 ^-3 As such, it is generally not present as a protonated acid in the xylem, phloem or cytoplasm, and in such circumstances there is probably a conjugate base or ester. The use of weak bases, particularly amines, in neutralizing weak acids will mimic naturally occurring compounds as found in reality. It was confirmed that the phenolic resin was present at a high concentration when amines were present while the flowers were in bloom.
[0016]
It has been known for many years that substituted phenyl compounds inhibit plant growth. Nevertheless, certain types of phenolic acids are known to induce the production of proteins that give SAR. SAR serves as an immune response that protects plants against fungi, molds, bacteria and viruses. Such responses are generally triggered by interactions between plants and pathogens, ie, viral, fungal and bacterial causes. Such an immune response is systemic gene expression requiring phenolic resin accumulation. This SAR generally lasts weeks to months.
[0017]
A number of pathogens attack the leaf surface of plants, and the first barrier to such pathogens is typically the cuticle, which is composed of fatty acid esters. The skin can be dissolved in alcohol or ketone. When used in combination with chelated metal ions, hydroxyl, carbonyl or ketal functional groups can help the cations to enter the plant cells through the cuticle. It is confirmed that pathogens can be controlled when copper salt is used and administered to leaves or soil and present in cells in an amount 10 to 100 times that required for normal growth and development. ing. Since chelated copper exhibits efficacy, the amount of copper salt required when administered to the soil or the plant itself for the purpose of increasing the copper content in the tissue analysis is reduced. If the soil is deficient in copper, chelating copper administered to the leaves in an amount of 2 kilograms per hectare will add enough copper ions to the plant tissue. Has been. A newly discovered method of administering chelated copper to leaves at a concentration of 0.006M (equivalent to 0.25-0.5 kilograms per hectare) requires dry tissue weight analysis for normal growth and development The amount of such new methods has been shown to increase by at least 2 to 10 times the effect obtained by administering the synthetic compound to the leaves. Twice as expensive. That is, the same efficacy may be confirmed when neutralizing synthetic chelates with organic amines. This can be the osmotic potential of an inorganic salt that initiates the opposite direction to the intended effect of minimizing the actual absorption of cations. Thereby, organic polyfunctional amines can be used with synthetic chelating compounds to increase their potency.
[0018]
Plants are typically under disease pressure from multiple pathogens, and the enzymes expressed by a given inducer are somewhat pathogen-specific, so the protection afforded by the administration of several inducers Become bigger. Furthermore, if the inducer is generated using a melanin synthesis inhibitor, protection will be universal against fungi. Administration of several compounds known to induce or elicit the production of various types of pasogenase-related enzymes provides greater protection against infection and prevents or prevents infection. At the same time, it should be possible to obtain a minimal rate and that no infection will occur if administration is performed after infection.
[0019]
Thus, engineers in the field have sought ways to obtain the possible disease control benefits of treatment with salicylic acid without resulting in plant growth control. As described above, although it has been felt for a long time that a method for achieving the above-mentioned object is necessary, it has not been satisfied. The present invention solves such a need.
[0020]
(Summary of the Invention)
The present invention is directed to a method for improving the resistance of plants to disease without inhibiting plant growth. The method broadly means that the plant is selected from the group consisting of ortho-substituted benzoic acids and nitrogen-containing compounds [compounds who will be used to metabolize organic amines and compounds] It is aimed at treating with. It was confirmed that the method was further improved when the plant was simultaneously treated with a chelating micronutrient metal, which is a metal chelate compound. Finally, it was observed that further improvements were obtained when the plants were further treated with an ethylene inducing compound. Alternatively, it has been confirmed that the benzoic acid and derivatives and nitrogen-containing compounds can be administered as amine salts of substituted benzoic acids. The acid, nitrogen-containing compounds, and optionally metal chelating compounds, micronutrients and ethylene-inducing compounds should be administered to the leaves of the plant as a solution with a suitable carrier medium. .
[0021]
The nitrogen-containing compound is selected from the group consisting of polyamines, tertiary amines, propylamines, and organic compounds that produce propylamine by metabolism. Preferred compounds are structures
[0022]
[Chemical formula 2]

[0023]
[Where R ₁ , R ₂ And R _Three Are the same or different and selected from the group consisting of hydrogen, alkyl having 3 or less carbon atoms, and substituted alkyl, provided that R ₁ , R ₂ And R _Three On the condition that not all of them are hydrogen.]. Most preferred are monoethanolamine, propylamines and dimethylaminopropylamine (DMAPA).
[0024]
A preferred ortho-substituted benzoic acid is salicylic acid. The micronutrient metal which is the metal chelate compound is preferably selected from the group consisting of alkaline earth metals, transition metals and boron. The selected ethylene-inducing compound is indole-3-butyric acid.
[0025]
The method of the present invention has been found to improve the resistance of various crop plants to disease. The most important point is that such improved tolerance has been achieved without deleterious effects, which have neglected previous attempts to use salicylic acid to prevent or minimize plant disease. Such results were achieved through simultaneous administration of nitrogen-containing compounds, most preferably tertiary amines or propylamines, in accordance with the present invention. Thus, the method of the present invention has solved the problems that have plagued previous attempts to take advantage of the benefits associated with the use of salicylic acid.
[0026]
In this way, they satisfied the need that had been felt for many years, but had not been fulfilled, that there was a need for an improved method of improving the resistance of plants to disease without inhibiting plant growth. The above and other valuable features and advantages of the present invention will be more fully appreciated in the description and claims that follow.
[0027]
(Detailed description of preferred embodiments)
The present invention provides a method for improving the resistance of plants to disease without inhibiting plant growth. The method of the present invention overcomes the problems that have plagued prior art attempts to use salicylic acid and related acids and salts. For example, treatment of plants with salicylic acid can suppress the disease, but unfortunately such treatment has also resulted in significant growth inhibition and even death of the plants. Until now it has not been possible to take advantage of the advantageous results of treatment with salicylic acid. Applicants have surprisingly found that when the acid treatment is combined with a nitrogen-containing compound (preferably a selected amine) such harmful effects are overcome and the plant becomes diseased without any adverse effects on growth. It has been found that the resistance shown against it is improved.
[0028]
The present invention, in a broad sense, is directed to a method for improving the resistance of plants to disease without inhibiting plant growth. The present invention, in its broadest aspect, is directed to treating plants with ortho-substituted benzoic acid and nitrogen-containing compounds [selected from the group consisting of organic amines and compounds that metabolize organic amines]. The most preferred ortho-substituted benzoic acid is salicylic acid. Suitable nitrogen-containing compounds are selected from the group consisting of polyamines, tertiary amines, propylamines, and organic compounds that metabolize propylamine. A particularly preferred group of amines is the structure
[0029]
[Chemical 3]

[0030]
[Where R ₁ , R ₂ And R _Three Are the same or different and selected from the group consisting of hydrogen, alkyl having 3 or less carbon atoms, and substituted alkyl, provided that R ₁ , R ₂ And R _Three Are all subject to the fact that they are not all hydrogen.]. Monoethanolamine, propylamines, DMAPA and mixtures thereof are particularly preferred. Alternatively, it was confirmed that the acid and amine may be administered as an amine salt of the acid. Most preferred is the amine salt of salicylic acid.
[0031]
A further method was achieved by including micronutrients, which are metal chelates, in the treatment. Said metal is preferably selected from the group consisting of alkaline earth metals, transition metals and boron. Typical cations include copper, zinc and manganese.
[0032]
Finally, it has also been found that it may be beneficial to include an ethylene-inducing compound in the treatment. An example of such an ethylene-inducing compound is indole-3-butyric acid.
[0033]
The ortho-substituted benzoic acid and nitrogen-containing compound should be administered to the leaves of the plant along with any metal chelating compounds, micronutrients and ethylene-inducing compounds. A suitable treatment involves applying to the leaves a solution containing such a compound in a suitable carrier medium. The most preferred carrier medium is water, but any fertilizer solution and any agriculturally acceptable medium can be used. The ortho-substituted benzoic acid should be present in the treatment solution at a concentration of about 0.1M or less, preferably in the range of about 0.0001M to about 0.01M. However, the nitrogen-containing compound may be present in a significantly higher percentage and may be present up to about 25 weight percent.
[0034]
In order to facilitate a further understanding of the invention, the following examples are primarily intended to illustrate more specific specific details of the invention.
[0035]
Example 1
Chelated metal ion neutralized with sodium hydroxide [1.5 × 10 ^-2 M Cu (II), 1.5 × 10 ^-2 M Zn (II), 1.8 × 10 ^-2 Mn (II)] and the sodium salt of salicylic acid is 3.8 × 10 ^-3 The solution containing M was applied to snapper grass. This application caused severe damage to the plants, after which some plants withered. At the same time, the chelated metal ion neutralized with a polyfunctional amine [1.5 × 10 ^-2 M Cu (II), 1.5 × 10 ^-2 M Zn (II), 1.8 × 10 ^-2 Mn (II)] and the salicylic acid amine salt is 3.8 × 10 ^-3 The solution containing M was applied to snapdragons, but no visible damage occurred.
[0036]
Example 2
Gerber Daisy infected with powdery mildew was treated in a university laboratory with a solution according to the present invention. A concentrated solution was prepared containing 10 grams / liter of salicylic acid, 20 grams / liter of DMAPA and 2 percent each of copper (II), zinc (II) and manganese (II). The metal was supplied in oxide form and was combined with citric acid and monoethanolamine to form a chelate compound. This concentrated solution was diluted 50 to 1 with water. Concentrations of the components in the following solutions were about 0.0015 M for the salicylic acid amine salt, 0.006 M for each of copper (II) and zinc (II), and 0.007 M for manganese (II). Commercial auxin (indole-3-butyric acid) was added as an ethylene-inducing compound. The resulting solution was applied to a Gerber daisy infected with powdery mildew with controlled water. It was confirmed that infection was prevented by applying once to the leaves. Thereafter, the administration of applying the same solution at intervals of 2 weeks was continued for the purpose of preventing infection. At the end of the study, it was confirmed that all plants treated with the salicylic acid / amine solution had no visible lesions. All control plants that were treated only by applying water to the leaves withered.
[0037]
Example 3
In a field test where watermelon covers approximately 700 acres, watermelons infected with anthracnois were treated with a solution according to the invention (along with a control). A concentrated solution was produced as described in Example 2. Dilution 19 to 1 with water yielded the final solution used for administration. The concentrations of the components in this final solution are about 0.0038M salicylic acid amine salt, 0.015M each of copper (II) and zinc (II), and 0.018M manganese (II). Again auxin was added as an ethylene-inducing compound. Further infection with anthrac noise was prevented by performing the treatment with the solution once. Two weeks later, a second treatment with the same solution was performed. All plants treated had no further signs of illness. A control section (in the field) that was only treated by applying water to the leaves did not yield any harvest. In fact, virtually all plants that did not receive the treatment withered.
[0038]
Example 4
Celery was also treated with a similar solution according to the present invention, which was a success. According to the preparation described in Example 3, a final solution containing salicylic acid, an amine, a metal chelate micronutrient and an ethylene-inducing compound was prepared. This solution was applied to celery leaves planted in a Florida field. The application was performed 3 times during the growth period. Biomass and size increase were recorded at harvest while no disease was present. Control plants were treated with water. Biomass and size were recorded at harvest using 30 treated and 30 untreated samples. The average yield of control plants was 1.04 kg per plant, while the average yield of plants treated with the salicylic acid / amine solution was 1.32 kg per plant. Moreover, the height of the plant also increased from 61 cm to 64 cm on average. Therefore, treatment according to the present invention was far from both growth inhibition and plant growth inhibition, resulting in a 27 percent increase in biomass in addition to a 5 percent increase in size.
[0039]
Example 5
A series of tests were conducted in an independent laboratory that tested the salicylic acid / amine solution against industry standards. The molar concentrations of the components in the solution were as follows:
[0040]
[Table 1]

[0041]
The solution described above was administered both before (protection) and after (treatment) inoculation with the pathogen. The results are shown in the following table.
[0042]
[Table 2]

[0043]
Example 6
Corn was treated with a solution according to the preparation shown in Example 3 except that a 50: 1 dilution with water was used. During the growing period, no disease was present and at the same time the increase in grain mass was recorded at harvest. The average yield / acre that the control (treated with water) showed at harvest was about 181.9 bushels per acre, while the average for the field portion treated according to the present invention was about 192.5 per acre. It was bushel. In both cases, nitrogen was applied at a rate of 100 pounds per acre.
[0044]
Example 7
In an experiment conducted at the University of Queensland, Australia, Red Oak Lettuce was treated according to the present invention, which was a success. The disease was prevented by spraying once in the initial seedling stage immediately after planting. Furthermore, it was observed that both the diameter and height were significantly increased. A treatment solution according to the preparation described above in Example 3 above was prepared and applied to the plant leaves at the early seedling stage. At the same time 10 plants were treated with the solution, an additional 10 plants were maintained as controls to receive treatment with water. On average the plant diameter increased from 25.2 cm to 27.7 cm, i.e. about 10 percent larger. Similarly, plant heights increased from 14.8 to 16.7 cm on average, i.e. about 13 percent higher. Thus, the treatment of growth in the present invention not only prevented illness, but also surprisingly resulted in a significant increase in yield.
[0045]
Example 8
Another experiment with red oak lettuce also showed a significant improvement in yield. The administration was designed and performed according to the description described in Example 7 above. Again 10 plants were treated with the solution according to the invention, while 10 plants were kept as controls to receive treatment with water. At the time of harvesting, the aerial part and roots were collected, cleaned, and weighed. The above-ground weight increased on average from 186.40 g to 226.67 g, or 22 percent. The weight average increase in roots was even more dramatic, rising from 59.80 g to 78.89 g, or about 32 percent. Finally, the overall weight rose from 246.20 g to 305.56 g, i.e. 24 percent. Thus, the treatment according to the present invention not only prevented the disease but also surprisingly resulted in a significant increase in yield.
[0046]
Example 9
A separate test using green oak lettuce was assembled to measure disease and plant diameter. The solution described in Example 7 was administered once in the initial seedling stage immediately after transplanting. Fifteen plants were treated with the solution while an additional 15 plants were maintained as controls to receive water treatment. The diameter was determined by measuring the tip of the outer leaf. The disease was graded by removing one plant from the whole and examining the roots. Grading was done on a scale of 1 to 5 eyes, and roots with a grade of 1 were roots showing no signs of infection, while roots showing severe rot fungus disorders were graded 5. Treatment with the present invention resulted in an average increase in plant diameter from 18.93 cm to 23.07 cm, or an increase of 22 percent. The improvement seen with respect to disease grading was even more dramatic. Control disease grades averaged 3.38, but dropped dramatically to an average of 2.00 when plants were treated according to the present invention. Thus, a dramatic 59 percent improvement in disease grade was achieved with a single application on the leaves.
[0047]
Example 10
This example demonstrates the effect of using growth-inhibiting salicylic acid with other amines. Testing was performed at Texas A & M Crop Biotechnology Center, College Station, Texas.
[0048]
Various seedlings were planted so that there were 5 seeds per pot, and after germination, they were sprinkled into 2 seeds per pot. No fertilizer was used. When the plant was 18 days old, it was applied to the leaves. Thereafter, two weeks later, the above-ground part of the plant was harvested and dried in an oven. The following four blends were used for application to leaves.
1 gram of blend
Water 460
DMAPA 5
Salicylic acid 5
2 grams of blend
Water 500
MEA 200
Citric acid 200
Salicylic acid 8
DMAPA 17
Formic acid 10
3 grams of blend
Water 460
Salicylic acid 5
DMAPA (80%) 4
Blend 4
Water contrast
It was observed that when salicylic acid was used in the presence of amine, the dry weight did not decrease and growth inhibition was prevented. In fact, it was noted that with blend 1, the dry weight was slightly higher than that achieved with the control, as was the case with blends 2 and 3 (with a slight decrease in dry weight).
[0049]
Example 11
The procedure of Example 6 was followed except that no nitrogen was applied. The test plant was soybean. Average unit / acre at harvest for control (treated with water) was 44.6 bushels per acre, but average for plants treated with the solution used in Example 6 The yield / acre was confirmed to be 49.4 bushels per acre. It should be noted that in both the case of Example 6 and the case of this example, the solution was applied as a 2% solution.
[0050]
The above description of the present invention has been primarily directed to a particularly preferred embodiment presented for purposes of explanation and illustration in accordance with the requirements of patent law. However, it will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made in this specifically described method without departing from the true scope and spirit of the invention. For example, salicylic acid and amine are preferred, but other organic acids and amines can also be used. Further, it is also possible to use an amine salt of salicylic acid. It is also preferable to dilute the acid / amine salt in the form of an aqueous solution, but it is also possible to transport it in another agriculturally acceptable carrier. In addition, the applicant has attempted to explain why the results achieved are unexpectedly improved, but the applicant does not wish to adhere to the proposed theory. Because they do not fully understand the mechanism. Accordingly, the invention is not limited to the preferred embodiments described and described, but encompasses all modifications that may fall within the scope of the claims.

Claims

A method for improving plant resistance to disease without inhibiting plant growth, comprising a solution containing salicylic acid and a nitrogen-containing compound selected from the group consisting of dimethylaminopropylamine, monoethanolamine and mixtures thereof Treating the plant to produce improved resistance to disease without inhibiting the growth of the plant and wherein the solution is 0.1 M salicylic acid and less than 25% by weight in a suitable carrier medium Wherein said nitrogen-containing compound comprises:

The method of claim 1, wherein the nitrogen-containing compound is dimethylaminopropylamine.

The method of claim 1 or 2, further comprising the step of treating the plant with a chelated micronutrient metal.

4. The method of claim 3, wherein the metal is selected from the group consisting of alkaline earth metals, transition metals and boron.

The method according to claim 3 or 4, wherein the metal is selected from the group consisting of copper, zinc and manganese .

The method according to any one of claims 1 to 5, further comprising the step of treating the plant with auxin as an ethylene inducing compound.

The method according to claim 6, wherein the auxin is indole-3-butyric acid.

The method according to claim 1, wherein the solution contains 0.05 M or less of salicylic acid.

The method according to claim 8, wherein the concentration of salicylic acid in the solution is 0.0001M to 0.001M.

The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the carrier medium is water.

The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the salicylic acid and the nitrogen-containing compound are administered as an amine salt of salicylic acid.

12. A method according to any one of claims 1 to 11 comprising the step of treating the leaves of the plant.