TW202135659A - 控制及預防青枯病之組合物 - Google Patents

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Abstract

一種控制及預防青枯病之組合物，包含生長素與細胞分裂素。並提供一種使用該組合物以控制及預防青枯病之方法。

Description

控制及預防青枯病之組合物
本發明關於一種控制及預防青枯病之組合物，特別是一種包含生長素與細胞分裂素的控制及預防青枯病之組合物。
青枯病，又稱為細菌性萎凋病(bacterial wilt)，為革蘭氏陰性菌青枯病菌(Ralstonia solanacearum )所引起的植物疾病。青枯病分佈廣泛，為全球熱帶、亞熱帶，以及夏季溼熱的溫帶地區最為致命的細菌性病害。青枯病菌的寄主範圍甚廣，多達200多種植物，包括番茄、馬鈴薯、茄子、甜椒、菸草、草莓、蘿蔔、甘藷等重要的經濟作物，並造成這些作物的嚴重損失。
青枯病菌為土壤傳播性細菌，一旦田間存在該病菌並且感染寄主，加上適當的發病條件，則會造成相當嚴重的損失，嚴重者可導致全園廢耕，毫無收成。目前尚無適當的化學藥劑可有效防止青枯病的發生，僅能以田間栽種管理防治，例如，選育抗病品種、輪作、嫁接、降低濕度、中耕除草，以及清除病原。然而現行防治方法對於控制青枯病的效果十分有限，因此發展新的控制及預防青枯病的方法，以有效提升植株抵抗青枯病的感染進而提升作物產值是刻不容緩且有必要的。
於一方面，本發明涉及一種控制及預防青枯病之組合物，包含：約1~50 mg/L的生長素以及約5~50 mg/L的細胞分裂素。
於另一方面，本發明涉及一種控制及預防青枯病之方法，包含將一控制及預防青枯病之組合物施用於一植物上，該控制及預防青枯病之組合物包含約1~50 mg/L的生長素以及約5~50 mg/L的細胞分裂素。
本發明係以下面的實施例及圖式予以示範闡明，但本發明不受下述實施例所限制。
本發明提供一種控制及預防青枯病之組合物，含有植物生長調節劑生長素與細胞分裂素，透過改變植株生長以預防及/或控制由青枯病菌(Ralstonia solanacearum )引起的青枯病。
於某些具體實施例中，本發明之控制及預防青枯病之組合物包含 約1~50 mg/L生長素以及約5~50 mg/L細胞分裂素。
於某些具體實施例中，該生長素為吲哚丁酸(indole-3-butyric acid, IBA)、吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid, IAA)、萘乙酸(1-Naphthaleneacetic acid, NAA)，或2,4-二氯苯氧乙酸(4-Dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D) ；於某些實施例中，該生長素為吲哚丁酸(IBA)。
於某些具體實施例中，該生長素的濃約為1~50 mg/L，較佳包括但不限於約1、約2、約3、約4、約5、約6、約7、約8、約9、約10、約11、約12、約13、約14、約15、約16、約17、約18、約19、約20、約21、約22、約23、約24、約25、約26、約27、約28、約29、約30、約31、約32、約33、約34、約35、約36、約37、約38、約39、約40、約41、約42、約43、約44、約45、約46、約47、約48、約49、約50 mg/L，或為約1~50 mg/L任一濃度，不限為整數之濃度，例如，但不限於約1.25 mg/L、約1.5 mg/L、約1.75 mg/L等；於某些實施例中，該生長素的濃度為約3.5、約5、約10、約15、約20，或約25 mg/L等。
於某些具體實施例中，該細胞分裂素為N6-呋喃甲基腺嘌呤(N6-furfuryladenine, kinetin)、6-芐基胺基嘌呤(6-Benzylaminopurine, BA)、玉米素(zeatin, ZT)、異戊烯腺嘌呤(6-(γ,γ-Dimethylallylamino)purine, 2iP)、二苯脲(diphenylurea)，或噻苯隆(thidiazuron, TDZ)；於某些實施例中，該細胞分裂素為N6-呋喃甲基腺嘌呤(kinetin)。
於某些具體實施例中，該細胞分裂素的濃度約為5~50 mg/L，較佳包括但不限於約5、約6、約7、約8、約9、約10、約11、約12、約13、約14、約15、約16、約17、約18、約19、約20、約21、約22、約23、約24、約25、約26、約27、約28、約29、約30、約31、約32、約33、約34、約35、約36、約37、約38、約39、約40、約41、約42、約43、約44、約45、約46、約47、約48、約49、約50 mg/L，或為約5~50 mg/L任一濃度，不限為整數之濃度，例如，但不限於約10.25 mg/L、約22.8 mg/L、約37.75 mg/L等；於某些實施例中，該細胞分裂素的濃度為約5、約10、約15、約20，或約25 mg/L等。
於某些具體實施例中，本發明之控制及預防青枯病之組合物可進一步包含一界面活性劑。於其他具體實施例中，本發明之控制及預防青枯病之組合物不包含界面活性劑。
於某些具體實施例中，該界面活性劑包括但不限於陽離子介面活性劑、陰離子介面活性劑、兩性離子介面活性劑、非離子介面活性劑，較佳包括但不限於，Tween 20、Tween 40、Tween 60、Tween 65、Tween 80、Tween 85、Laureth-4、Ceteth-2、Ceteth-20、Steareth-2、PEG40、PEG100、PEG150、PEG200、PEG600、Span 20、Span 40、Span 60、Span 65、Span 80。
於某些具體實施例中，該界面活性劑的濃度為0.01~1% (v/v) ，較佳包括但不限於0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1% (v/v)；於某些實施例中，該界面活性劑的濃度為0.1% (v/v)。
本發明並提供一種控制及預防青枯病之方法，包含將一控制及預防青枯病之組合物施用於一植物上，該控制及預防青枯病之組合物包含1~50 mg/L的生長素以及5~50 mg/L的細胞分裂素。
於某些具體實施例中，該植物為一青枯病菌的寄主植物；於某些實施例中，該植物為茄科植物。
於某些具體實施例中，該控制及預防青枯病之組合物係施用於該植物的葉面。
於某些具體實施例中，該控制及預防青枯病之組合物係以土壤澆灌的方式施用於該植物。
於某些具體實施例中，該控制及預防青枯病之組合物施用於該植株的時期為感染青枯病菌前及/或感染青枯病後第0天、第1天、第2天、第3天、第4天、第5天、第6天、第7天、第8天、第9天，及/或第10天。
本案申請人意外地發現，相較於單獨施用生長素或細胞分裂素，將包含生長素與細胞分裂素之組合物施用於一青枯病菌的寄主植物，可明顯提升該寄主植物抗青枯病的能力，降低該寄主植物的感病嚴重程度等級。此外，以包含生長素與細胞分裂素之組合物所處理之青枯病菌的寄主植物之存活率，明顯高於單獨以生長素或細胞分裂素處理之青枯病菌的寄主植物之存活率。這些結果證明生長素與細胞分裂素組合對控制及預防青枯病的協同作用。
除非本文另有定義，否則用以與本文結合的科學與技術術語應具有本領域普通技術人員通常理解的含義。此外，除非上下文另有要求，單數術語應包括複數，並且複數術語應包括單數。本發明的方法與技術一般可根據本領域已知的常規方法進行。一般而言，本文所描述之用以連結以下技術的命名法，以及生物化學、酵素學、分子及細胞生物學、微生物學、遺傳學與園藝學的技術皆為本領域已知且經常使用者。除非另有說明，本發明的方法與技術一般可根據本領域已知的常規方法進行，且被描述於在本說明書中被引用且討論的各種一般及更具體的參考文獻中。
如本文所用，術語「青枯病」是指由革蘭氏陰性菌青枯病菌(Ralstonia solanacearum )所引起的植物疾病。土壤為青枯病的主要感染源，土壤中的青枯病菌由植株根部傷口侵入。被侵入的植株雖保持綠色，但快速萎凋而枯死，故稱青枯病。被害植株的莖部橫切面可觀察到維管束變為褐色，若切取被害植株的莖部放入裝有清水的透明容器中，可看見大量的病原細菌由切口流出，呈現乳白色煙霧狀。
如本文所用，術語「生長素」意指於根尖與莖頂處合成，然後經由莖運移到植物各部位，主要作用是促進細胞生長，特別是細胞伸長與分化的植物荷爾蒙。生長素對根的伸長特別敏感，不過在習知技術中，生長素的使用濃度相當低，約10-8 M或更低，較高濃度的生長素通常會促進莖的伸長，而抑制根的生長。已知在生殖生長期施用生長素可促進果實著果，因具有促進細胞擴大與伸長作用，故可促進果實肥大，但在生殖生長期施用生長素可能會有施用化學藥劑造成食安的疑慮。生長素包括但不限於吲哚丁酸(indole-3-butyric acid, IBA)、吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid, IAA)、萘乙酸(1-Naphthaleneacetic acid, NAA)，以及2,4-二氯苯氧乙酸(4-Dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D)。
如本文所用，術語「細胞分裂素」意指一類具有促進細胞分裂與分化、促進側芽生長、消除頂端優勢的植物生長調節劑。細胞分裂素是構造類似嘌呤的有機分子，主要合成部位為根尖分生組織，由根通過木質部輸送至各部位組織，但是根部並非植物合成細胞分裂素的唯一部位，如玉米幼胚、初期發育中的葉、幼果等皆可以合成細胞分裂素。細胞分裂素包括但不限於N6-呋喃甲基腺嘌呤(N6-furfuryladenine, kinetin)、6-芐基胺基嘌呤(6-Benzylaminopurine, BA)、玉米素(zeatin, ZT)、異戊烯腺嘌呤(6-(γ,γ-Dimethylallylamino)purine, 2iP)、二苯脲(diphenylurea)，以及噻苯隆(thidiazuron, TDZ)。
如本文所用，術語「界面活性劑」意指化學簡式為RCOOM的分子，其中R表示長鏈烷基，M表示鹼基，亦即一個分子中同時含有長鏈烷基(例如，但不限於，脂肪酸)的親油基，以及可讓油性物質在水中分散或溶解的親水基之化學分子。本文所述之界面活性劑包括但不限於陽離子介面活性劑、陰離子介面活性劑、兩性離子介面活性劑、非離子介面活性劑，例如，但不限於，Tween系列、Laureth系列、Ceteth系列、Steareth系列、PEG系列、Span系列的介面活性劑。
如本文所用，術語「控制」，意指能夠減少、停止進展、減緩進展、有利地改變、消除，或其組合，疾病、病症的任何方面，或其組合。
如本文所用，術語「預防」意指能基本上防止或預防疾病、病症， 或其組合的任何方面的組合物。
本文所使用的「約」、「大約」或「近乎」一詞實質上代表所述 之數值或範圍位於20%以內，較佳為於10%以內，以及更佳者為於5%以內。於 本文所提供之數字化的量為近似值，意旨若術語「約」、「大約」或「近乎」 沒有被使用時亦可被推得。
如本文所用，冠詞「一」、「一個」以及「任何」是指一個或多 於一個(即至少一個)的物品的文法物品。例如，「一個元件」意指一個元件或多 於一個元件。
本發明通過下列的實施例進一步說明，其提供了用於示範而非限 制的目的。根據本發明公開內容，本領域中的技術人員應當理解，許多變化可以在所公開的特定具體實施例中產生，且仍然獲得相同或類似的結果而不脫離 本發明的精神和範圍。
實施例
實施例 1 本發明之組合物增加感病番茄抗青枯病能力之分析 – 於感病後第三天及第十天葉面施用
1. 試驗植物準備
以農友301大番茄(農友種苗股份有限公司，高雄，台灣)苗株為試驗材料。大番茄種子播種於含有介質(泥炭土：蛭石 = 3：2)的盆栽中。培養20天後，將大番茄幼苗移植至4吋盆。
2. 試驗植物處理方法
將青枯病菌(Ralstonia solanacearum )(108 CFU/mL，每盆25 mL)接種於上述大番茄幼苗，於人工溫室中培養，培養條件為26 +/- 3o C，70-80%濕度，每天12小時光照。分別將處理組試劑及對照組試劑以葉面噴施方式處理大番茄幼苗，於青枯病菌接種後第3天及第10天各施用一次，亦即試驗期間共施用2次，每組12株植株(n = 12)。各組試劑成分如表1所示。處理後試驗植物繼續於上述人工溫室中培養，以進行後續分析。
3. 分析方法
a. 感病嚴重程度分析
各試驗植株於接種青枯病菌後第9、11、13天進行感病嚴重程度等級分級(Severity rating)。感病嚴重程度等級標準為：0 = 植株健康無枯萎；1 = 植株輕微枯萎；2 = 1/2的植株葉片枯萎；3 = 3/4的植株葉片枯萎；4 = 所有的植株葉片嚴重枯萎；以及5 = 植物死亡。
數據分析與統計方法：每次實驗均以對照組為標準，計算每組各植株(n = 12)的平均值與標準差，並以Student’s t-test進行分析檢定，當p值小於0.05時，認為處理組與對照組有顯著差異，以星號(*)表示。另外，針對第13天的感病嚴重程度等級，分別以處理組1-1及處理組1-2為標準，以Student’s t-test進行分析檢定，計算其與處理組1-3的差異，當p值小於0.05時，認為處理組1-1或處理組1-2與處理組1-3有顯著差異，分別以十字(†)或雙十字(‡)表示。
b. 存活率分析
於接種青枯病菌後第13天統計各組感病嚴重程度等級分級為5 (亦即死亡)的植株數量，並以下式計算存活率。存活率 = [(總植株數目 - 嚴重程度等級分級5的植株數目) / 總植株數目] x 100%。
4. 結果
如表1所示，相較於對照組植株以及單獨以生長素(處理組1-1)或細胞分裂素(處理組1-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組1-3)的感病嚴重程度等級較低，於感病第13天時分別相對於對照組、處理組1-1、處理組1-2皆具有顯著差異，且存活率較高。相較之下，感染青枯病菌11天以後，單獨以生長素(處理組1-1)或細胞分裂素(處理組1-2)處理的植株與對照組植株的感病嚴重程度等級相比則無明顯效果。由此可知，本發明組合物具有協同作用，可提升植物抗青枯病的能力，增加植物的存活率。
表1 將不同生長調節劑組合以葉面施用處理感染青枯病菌第三天及第十天後的大番茄植株，各組植株的青枯病感病嚴重程度等級以及感病後13天(13 days post-infection, 13 dpi)的存活率
組別 成分 感病後天數(dpi) 青枯病嚴重程度等級 存活率 (13 dpi)
9 11 13
對照組 0.1% (v/v) Tween 80 1.17 2.42 3.75 42%
處理組1-1 5 mg/L IBA + 0.1% (v/v) Tween 80 0.25* 2.50 3.25 58%
處理組1-2 15 mg/L Kinetin + 0.1% (v/v) Tween 80 0.42 2.08 3.17 58%
處理組1-3 5 mg/L IBA + 15 mg/L Kinetin + 0.1% (v/v) Tween 80 0.00** 0.33** 1.58**,†,‡ 100%
*表示相對於對照組，p > 0.05；**表示相對於對照組，p > 0.01； †表示相對於處理組1-1，p > 0.05； ‡表示相對於處理組1-2，p > 0.05。
實施例 2 本發明之組合物增加感病番茄抗青枯病能力之分析 – 於感病後第三天及第十天土壤澆灌
1. 試驗植物準備
以農友301大番茄(農友種苗股份有限公司，高雄，台灣)苗株為試驗材料。試驗植物準備如實施例1所述。
2. 試驗植物處理方法
將青枯病菌(R. solanacearum )(108 CFU/mL，每盆25 mL)接種於上述大番茄幼苗，於人工溫室中培養，培養條件為26 +/- 3o C，70-80%濕度，每天12小時光照。分別將處理組試劑及對照組試劑以土壤澆灌方式處理大番茄幼苗，於青枯病菌接種後第3天及第10天各施用一次，亦即試驗期間共施用2次，每組12株植株(n = 12)。各組試劑成分如表2所示。處理後試驗植物繼續於上述人工溫室中培養，以進行後續分析。
3. 分析方法
a. 感病嚴重程度分析
各試驗植株於接種青枯病菌後第9、11、13天進行感病嚴重程度等級分級。感病嚴重程度等級標準如實施例1所述。
數據分析與統計方法：如實施例1所述。
b. 存活率分析
於接種青枯病菌後第13天統計各組感病嚴重程度等級分級為5 (亦即死亡)的植株數量，並以如實施例1所述之算式計算存活率。
4. 結果
如表2所示，相較於對照組植株以及單獨以生長素(處理組2-1)或細胞分裂素(處理組2-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組2-3)的感病嚴重程度等級較低，於感病第13天時分別相對於對照組、處理組2-1、處理組2-2皆具有顯著差異，且存活率較高。相較之下，感染青枯病菌13天以後，單獨以生長素(處理組2-1)或細胞分裂素(處理組2-2)處理的植株與對照組植株的感病嚴重程度等級相比則無明顯效果。由此可知，不論是以葉面施用或土壤澆灌的方式施用於植株，本發明組合物皆具有協同作用，皆可提升植物抗青枯病的能力，增加植物的存活率。
表2 將不同生長調節劑組合以土壤澆灌處理感染青枯病菌後第3天、第10天的大番茄植株，各組植株的青枯病感病嚴重程度等級以及感病後13天的存活率(13 dpi)
組別 成分 感病後天數(dpi) 青枯病嚴重程度等級 存活率 (13 dpi)
9 11 13
對照組 二次蒸餾水(double distilled water, D.D.W) 1.25 2.50 3.92 50%
處理組2-1 5 mg/L IBA 0.25* 1.00* 2.50 67%
處理組2-2 15 mg/L Kinetin 0.25* 1.08* 2.58 75%
處理組2-3 5 mg/L IBA 15 mg/L Kinetin 0.08* 0.75** 1.00***,†,‡ 100%
*表示相對於對照組，p > 0.05；**表示相對於對照組，p > 0.01；***表示相對於對照組，p > 0.001； †表示相對於處理組2-1，p > 0.05； ‡表示相對於處理組2-2，p > 0.05。
實施例 3 本發明之組合物增加感病番茄抗青枯病能力之分析 – 於感病前、感病後第三天及第十天土壤澆灌
1. 試驗植物準備
以農友301大番茄(農友種苗股份有限公司，高雄，台灣)苗株為試驗材料。試驗植物準備如實施例1所述。
2. 試驗植物處理方法
將青枯病菌(R. solanacearum )(108 CFU/mL，每盆25 mL)接種於上述大番茄幼苗，於人工溫室中培養，培養條件為26 +/- 3o C，70-80%濕度，每天12小時光照。分別將處理組試劑及對照組試劑以土壤澆灌方式處理大番茄幼苗，於青枯病菌接種前(第0天)以及接種後第3天及第10天各施用一次，亦即試驗期間共施用3次，每組12株植株(n = 12)。各組試劑成分如表3所示。處理後試驗植物繼續於上述人工溫室中培養，以進行後續分析。
3. 分析方法
a. 感病嚴重程度分析
各試驗植株於接種青枯病菌後第9、11、13天進行感病嚴重程度等級分級。感病嚴重程度等級標準如實施例1所述。
數據分析與統計方法：如實施例1所述。
b. 存活率分析
於接種青枯病菌後第13天統計各組感病嚴重程度等級分級為5 (亦即死亡)的植株數量，並以如實施例1所述之算式計算存活率。
4. 結果
如表3所示，相較於對照組植株以及單獨以生長素(處理組3-1)或細胞分裂素(處理組3-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組3-3、3-4)的嚴重程度等級低很多，於感病第13天時分別相對於對照組、處理組3-1、處理組3-2皆具有顯著差異，且存活率高出許多。由此可知，本發明組合物具有協同作用，於植株感染青枯病前以本發明組合物處理，可以大幅提升植物抗青枯病的能力，增加植物的存活率。因此，本發明組合物不僅可以控制植株感染青枯病的嚴重程度，也可以預防植株感染青枯病。
表3 將不同生長調節劑組合以土壤澆灌處理感染青枯病菌前(第0天)以及感染後第3天、第10天的大番茄植株，各組植株的青枯病感病嚴重程度等級以及感病後13天的存活率(13 dpi)
組別 成分 感病後天數(dpi) 青枯病嚴重程度等級 存活率 (13 dpi)
9 11 13
對照組 二次蒸餾水(D.D.W) 1.50 2.75 3.83 42 %
處理組3-1 5 mg/L IBA 0.92 1.58 2.17* 75 %
處理組3-2 20 mg/L Kinetin 0.83 1.42 2.08* 75 %
處理組3-3 5 mg/L IBA 20 mg/L Kinetin 0.00* 0.25*** 0.25***,††,‡‡ 100 %
處理組3-4 3.5 mg/L IBA + 20 mg/L Kinetin 0.00* 0.17*** 0.42***,†,‡ 100 %
*表示相對於對照組，p > 0.05；***表示相對於對照組，p > 0.001； †表示相對於處理組3-1，p > 0.05；††表示相對於處理組3-1，p > 0.01； ‡表示相對於處理組3-2，p > 0.05；‡‡表示相對於處理組3-2，p > 0.01。
上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
綜上所述，本案所揭露之技術特徵已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請　貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

Claims (10)

  1. 一種控制及預防青枯病之組合物，包含：1~50 mg/L的生長素以及5~50 mg/L的細胞分裂素。
  2. 如請求項1所述之組合物，其中該生長素係選自由吲哚丁酸(indole-3-butyric acid, IBA)、吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid, IAA)、萘乙酸(1-Naphthaleneacetic acid, NAA)，以及2,4-二氯苯氧乙酸(4-Dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D)所組成之群組。
  3. 如請求項1所述之組合物，其中該細胞分裂素係選自由N6-呋喃甲基腺嘌呤(N6-furfuryladenine, kinetin)、6-芐基胺基嘌呤(6-Benzylaminopurine, BA)、玉米素(zeatin, ZT)、異戊烯腺嘌呤(6-(γ,γ-Dimethylallylamino)purine, 2iP)、二苯脲(diphenylurea)，以及噻苯隆(thidiazuron, TDZ) 所組成之群組。
  4. 如請求項1所述之組合物，進一步包含0.01~1% (v/v)界面活性劑。
  5. 一種控制及預防青枯病之方法，包含將一控制及預防青枯病之組合物施用於一植物上，該控制及預防青枯病之組合物包含1~50 mg/L的生長素以及5~50 mg/L的細胞分裂素。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該生長素係選自由吲哚丁酸(indole-3-butyric acid, IBA)、吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid, IAA)、萘乙酸(1-Naphthaleneacetic acid, NAA)，以及2,4-二氯苯氧乙酸(4-Dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D)所組成之群組。
  7. 如請求項5所述之方法，其中該細胞分裂素係選自由N6-呋喃甲基腺嘌呤(N6-furfuryladenine, kinetin)、6-芐基胺基嘌呤(6-Benzylaminopurine, BA)、玉米素(zeatin, ZT)、異戊烯腺嘌呤(6-(γ,γ-Dimethylallylamino)purine, 2iP)、二苯脲(diphenylurea)，以及噻苯隆(thidiazuron, TDZ) 所組成之群組。
  8. 如請求項5所述之方法，其中該控制及預防青枯病之組合物進一步包含0.01~1% (v/v)界面活性劑。
  9. 如請求項5所述之方法，其中該控制及預防青枯病之組合物係施用於該植物的葉面。
  10. 如請求項5所述之方法，其中該控制及預防青枯病之組合物係以土壤澆灌的方式施用於該植物。
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