WO2023062033A1 - Utilisation de 1,3-thiazépane-2-thione pour stimuler les défenses de plantes contre les agents pathogènes, composition et procédés associés - Google Patents

Utilisation de 1,3-thiazépane-2-thione pour stimuler les défenses de plantes contre les agents pathogènes, composition et procédés associés Download PDF

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Christelle MARTINEZ-BARBREAU
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    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N47/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom not being member of a ring and having no bond to a carbon or hydrogen atom, e.g. derivatives of carbonic acid
    • A01N47/40—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom not being member of a ring and having no bond to a carbon or hydrogen atom, e.g. derivatives of carbonic acid the carbon atom having a double or triple bond to nitrogen, e.g. cyanates, cyanamides
    • A01N47/46—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom not being member of a ring and having no bond to a carbon or hydrogen atom, e.g. derivatives of carbonic acid the carbon atom having a double or triple bond to nitrogen, e.g. cyanates, cyanamides containing —N=C=S groups
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
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    • A01N43/72—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P21/00—Plant growth regulators

Definitions

  • the present invention relates to a use of 1,3-thiazepane-2-thione to stimulate the defenses of plants or trees against pathogens, in particular bacteria, viruses and fungi and to a composition and methods thereof.
  • the present invention aims to reduce the effects of an attack of such a pathogenic agent on a plant, including a tree, in order, at least, to allow the plant or the tree to continue to grow correctly despite this infection, by overcoming the disease, i.e. allowing the plant or tree to grow despite the pathogen, reducing or eliminating the impact of the pathogen.
  • 1,3-thiazepane-2-thione, synthesized or extracted from a source plant can also, in certain uses, allow the target plant of the attack to eradicate certain pathogens. This use can be curative or preventive.
  • the present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
  • the present invention relates to an eliciting composition stimulating the defenses of plants or trees reducing the effects of an attack by a pathogenic agent, which comprises 1,3-thiazepane-2-thione.
  • the present invention reduces the effects of pathogenic agents on plants, plants including trees, so as to allow the plant to continue to grow correctly despite this attack, by overcoming the consequences of this attack, that is to say by allowing the plant or tree to grow despite the pathogen, reducing or eliminating the impact of that pathogen.
  • This use can be curative or preventive.
  • 1,3-thiazepane-2-thione is a fairly stable compound, even under heat treatment.
  • thiones Two main characteristics differentiate thiones (or thioketones) from other carbonyls: because of the higher energies of the sulfur p orbitals, the thiocarbonyl group is more reactive and tends to form oligomers except in special cases such as thiobenzophenone. In addition, the double bond between carbon and sulfur is less polarized due to a less difference in electronegativity between these two atoms. This reduces the selectivity in case of nucleophilic addition. It is noted that thiones are generally more stable than thioaldehydes. Their synthesis can be carried out by thionation: the thionation of ketone compounds is the most common route for the synthesis of thiones. Lawesson's reagent is particularly used for this type of reaction.
  • composition that is the subject of the invention has an effect of potentiation of the defenses and resistances of universal plants for pathogens triggering gene for gene recognition, whether these pathogens are viruses, bacteria or fungi, or even other types of pathogens.
  • the eliciting composition comprises, as the main active compound, 1,3-thiazepane-2-thione.
  • the elicitor composition comprises, as sole active compound, 1,3-thiazepane-2-thione.
  • the eliciting composition stimulating the defenses of the plants or trees that are the subject of the invention reduces the effects of an attack by one of the following viruses:
  • BBTV Banana Bunchy Top Virus
  • JNO or BYDV Barley yellow dwarf virus
  • SCMV Sugarcane mosaic virus
  • MNN Maize lethal necrosis disease viruses
  • TSWV Tomato spotted wilt virus
  • Tomato mosaic virus Tomato mosaic virus, ToMV
  • the eliciting composition stimulating the defenses of the plants or trees that are the subject of the invention reduces the effects of an attack:
  • Pruni in particular Prunus spp., and in particular fruit trees such as apricot, almond, cherry, peach, plum, P. salicina, cherry laurel as well as other exotic or ornamental Prunus, including P. davidiana and P. laurocerasus,
  • Candidatus Phytoplasma solani of the vine lavender, potato, tomato, eggplant, pepper and tobacco
  • HLB huanglongbing
  • CBS Citrus black spot
  • the reduction of the effects of pathogenic agents on the plants or trees attacked by these pathogenic agents comprises, in certain cases, the total or partial reduction of the symptoms.
  • plants and trees have, when their defense system is functional (in particular thanks to the stimulation obtained by the implementation of the invention), the capacity to defeat a pathogenic agent.
  • the use of the composition that is the subject of the present invention aims to stimulate what plants already know how to do, but which they do not do in cases of “sensitivity”, because they do not recognize their aggressor. The decline of the pathology thus appears in certain examples of the description.
  • the eliciting composition stimulating the defenses of the plants or trees that are the subject of the invention reduces the effects of an attack by at least one of the beet yellows viruses.
  • the eliciting composition stimulating the defenses of the plants or trees that are the subject of the invention reduces the effects of an attack by at least one of the cucumber mosaic viruses.
  • the 1,3-thiazepane-2-thione is obtained from at least part of a rocket plant, including Eruca sativa and Diplotaxis tenuifolia.
  • the 1,3-thiazepane-2-thione is obtained from ground material from the rocket plant, and:
  • said extract of at least a part of arugula plants comprises at least leaves of said arugula plants, preferably essentially leaves and flowers, and
  • the method for obtaining said liquid extract comprises the following steps: a) a step of grinding in an aqueous medium of said arugula plants; b) filtration of the ground material obtained; and c) recovering the liquid extract obtained after filtration.
  • the term “essentially comprises” is intended here to denote by comprising at least 75%, preferably at least 95%, of leaves and flowers of said plants by weight, for example dry, relative to the total weight of the plant, before mixing with the solvent aqueous.
  • the elicitor composition comprises 1,3-thiazepane-2-thione obtained by thionation. In embodiments, the elicitor composition comprises 1,3-thiazepane-2-thione obtained by aqueous extraction from at least one of the plants of the species Brassica oleracea.
  • the application to the plant or tree is by foliar spraying, ground irrigation, drip, use in hydroponics, seed treatment and/or seed coating.
  • the application to the plant or the tree is done with a dilution in water of the composition between 2 g/L and 2000 g/L expressed in grams of plants on which the extraction per liter of product applied.
  • the application to the plant or the tree is done with a dilution in water of the composition between 5 g/L and 200 g/L expressed in grams of plants on which the extraction per liter of product applied.
  • said extract of at least one part of plants is a liquid extract of said plants.
  • application to the plant or tree is by foliar spray, soil drench, soil irrigation, drip, hydroponic cultivation, seed treatment and/or seed coating.
  • At least one active principle is obtained from leaves of said plants.
  • At least one active principle is obtained from flowers of said plants.
  • At least one active principle is obtained by grinding at least a part of said plants.
  • At least one active principle is obtained by aqueous extraction.
  • At least one active principle is obtained, by oil extraction, by solvent extraction, or by extraction of cakes or pastes.
  • the 1,3-thiazepane-2-thione is a synthetic product.
  • the composition is formulated as a powder, soluble powder, wettable powder, granules, dispersible granules, or wettable or slow-release granules, to be diluted in water at the time of use.
  • the composition is formulated as a liquid, liquid soluble concentrate, emulsifiable concentrate, suspension concentrate, or ready to use.
  • the present invention relates to a use of the eliciting composition which is the subject of the invention to reduce the effects of pathogenic agents on plants, including trees.
  • the present invention relates to a process for reducing the effects of pathogenic agents on plants, including trees, comprising a step of applying the eliciting composition which is the subject of the invention to said plant.
  • the present invention relates to a process for the production of a composition which is the subject of the invention, which comprises a step of grinding at least a part of said plants, to provide a ground material, and a filtering step to extracting solid parts from said ground material and obtaining a liquid.
  • the present invention relates to a process for the physical simulation of gene-for-gene interaction by applying to the plant a composition comprising 1,3-thiazepane-2-thione.
  • the process and the composition that is the subject of the invention perform an action on the plant within hours, or even in less than one hour, after the gene-for-gene interaction with the virus or its variant, thus avoiding the problem of mutations in the case of viruses, and providing a response immediately strengthening the resistance of treated plants against viruses, bacteria, fungi and other pathogens.
  • composition which is the subject of the invention acts in a effective against pathogens, by acting in very early times by simulating a gene for gene interaction, which allows the plant to overcome all the weaknesses of a plant vis-à-vis a virus (too rapid appearance of variants, replication of the virus, etc.) and, more generally, of a pathogen.
  • Figure 1 schematically represents a first synthesis reaction
  • Figure 2 schematically represents a second synthesis reaction
  • FIG. 3 represents, in the form of a flowchart, the steps of a particular embodiment of the manufacturing process
  • FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, the steps of a particular embodiment of the process for the manufacture and use of the eliciting composition which is the subject of the present invention.
  • Figure 5 shows a cyclized structure of 1,3-thiazepane-2-thione.
  • composition which is the subject of the invention, preferably in its form extracted from a rocket plant, and particularly from Eruca Sativa and from diplotaxis tenuifolia or broccoli, acts very early after its spraying, demonstrating that this composition mimics the gene-to-gene relationship. For example, thirty minutes after being sprayed, the preferential composition triggers a series of metabolic events which show that the defense mechanisms triggered resemble those described in a gene for gene relationship:
  • ROS reactive oxygen species
  • composition object of the invention is therefore capable of acting independently of the structure of the products of Resistance and Avirulence genes, making it possible to overcome any mutation of the virus and the other pathogens.
  • composition which is the subject of the invention acts effectively, not only against bacteria and fungi, but also against viruses, by acting in very early times by simulating a gene for gene interaction, which allows the plant to overcome all the weaknesses of a plant vis-à-vis a virus (too rapid appearance of variants, replication of the virus, etc.).
  • composition places the plants in a state of resistance, by acting downstream of the interaction between the R and AVR genes, in order to short-circuit any virus mutations.
  • the composition that is the subject of the invention has the capacity to trigger all the defense mechanisms appearing “after” a “gene for gene” recognition phenomenon, both for viruses and for other pathogens, in particular bacteria and fungi.
  • the effectiveness of the present invention reduces the effects of viruses on plants, plants, or trees, so as to allow the plant, in particular a tree, to continue to grow correctly despite this attack, by overcoming the consequences of this attack, it that is, allowing the plant or tree to grow despite the virus, reducing or eliminating the impact of the virus.
  • the plant extract can also, in certain uses, allow the plant to eradicate certain viruses. This use can be curative or preventive.
  • the reduction of the effects of the viruses on the plants or trees attacked by these viruses comprises, in certain cases, the total or partial reduction of the symptoms.
  • plants and trees have, when their defense system is functional (in particular thanks to the stimulation obtained by the implementation of the invention), the capacity to defeat a virus.
  • the use of the composition that is the subject of the present invention aims to stimulate what plants already know how to do, but which they do not do in cases of “sensitivity”, because they do not recognize their aggressor. The decline of the pathology thus appears in certain examples of the description.
  • a phytovirus, or plant virus is a virus attacking plant organisms. These viruses have the particularity of penetrating the plant cell of their host in order to divert the mechanisms of the cell to their advantage and allow them to reproduce.
  • Lineages of plant viruses have evolved independently of each other: like most endoparasites, viruses multiply in isolation within their hosts.
  • the parallel evolution of viral strains and resistant hosts (coevolution) is at the origin of a great specialization of viruses vis-à-vis their host.
  • Viruses are thus capable of attacking only one species or one family of plants.
  • the tobacco mosaic virus for example, is capable of attacking most plants belonging only to the Solonaceae family (tomato, tobacco, eggplant, etc.).
  • Viruses are obligate parasites, in the sense that they cannot multiply and live only in their host plant. Moreover, they can occur alone or in combinations of several pathogens.
  • viruses on which the eliciting composition which is the subject of the invention have been successfully tested are described below:
  • Beet yellows is a leaf disease caused by viruses transmitted by green aphids. These viruses negatively impact the storage of sugar in the roots. Moderate jaundice is caused by two genetically similar viruses from the Luteovirus family: Beet Chlorosis Virus (BChV) Beet Mild Yellowing Virus (BMYV).
  • BChV Beet Chlorosis Virus
  • BMYV Beet Mild Yellowing Virus
  • Severe jaundice is caused by a single virus belonging to the Closterovirus family, the Beet Yellows Virus (BYV).
  • BYV Beet Yellows Virus
  • the tobacco mosaic virus (TMV, Tobacco mosaic virus) is a species of virus of the genus Tobamovirus (family Virgaviridae) of which it is the type species. It was the first virus to be discovered at the end of the nineteenth century. This plant virus, with a cosmopolitan distribution, infects many species of plants, in particular common tobacco (Nicotiana tabacum) and other members of the Solanaceae family in which it causes, among other things, symptoms of leaf discoloration in the form of mosaics. or marbling.
  • Cassava Mosaic Virus ACMD
  • the Africa-restricted ACMD complex poses a major threat to the continent's food security, especially given the increased use of cassava continent-wide.
  • BBTV Banana Bunchy Top Virus
  • Banana streak virus (BSV) is responsible for chlorotic streak mosaics on banana. Symptoms evolve into necroses and lead to bursting of the pseudostem. In severe cases, the infection can lead to the death of the plants by necrosis of the apical meristem preventing the formation of the inflorescence. BSV is a complex of species: there is a strong heterogeneity between its isolates, both serological and genetic, which results in a classification into various viral species.
  • JNO Barley dwarf yellows
  • the symptoms expressed by the mosaic virus can be of several types: leaf mosaic or mottling, progressive yellowing of the foliage, necrotic rings, deformation of flowers, fruits and leaves.
  • the damage may necessitate the total destruction of all plants and may completely prevent harvesting.
  • Sugarcane mosaic virus (ScMV) is directly implicated in Maize lethal necrosis (MLN) disease which is caused by the combination of Maize chlorotic mottle virus (MCMV) and a potyvirus, commonly Sugarcane Mosaic Virus on maize Incidence of the disease is greater in areas where the vector population is more present, and where crops susceptible to the disease are grown in large numbers, such as in Africa with maize.
  • MCMV Maize chlorotic mottle virus
  • Potyviridae which includes about 200 species of economically important plant viruses, causes significant losses in agricultural, pasture, horticultural and ornamental crops.
  • Sugar cane mosaic virus is l 'one of the most important and economically important viruses due to its host diversity.
  • the virus, especially the corn dwarf mosaic disease caused by SCMV is one of the most common diseases. most
  • the sweet potato feathery mottle virus (Potyvirus), or SPFMV, Sweetpotato feathery mottle virus): This is the most widespread in the tropics. It is transmitted by aphids like aphis gossypii, aphis craccivora, Myzus persicae and Lipaphis erysimi. It causes light circular spots on the leaves and necrotic, cork-like lesions on the tubers.
  • the sweet potato chlorotic stunt virus (Crinivirus), or SPCSV (Sweetpotato chlorotic stunt virus): This virus is transmitted by whiteflies (Bemisia tabaci). It causes yellowing or purple discoloration of the lower leaves as well as general stunting of the plant and a significant drop in tuber production.
  • SPCSV and SPFMV are the agents of the sweetpotato virus disease sometimes known as SPVD (Sweetpotato virus disease).
  • Other viruses that can affect sweetpotato crops include sweetpotato mild mottle virus (SPMMV), sweetpotato mild mottle virus (SPLV), sweetpotato mild mottle virus (SPLV). ), sweet potato chlorotic fleck virus (SPCFV), sweet potato virus G (SPVG), and sweet potato leafroll virus (SPLCV) (Sweet potato leaf curl virus).
  • ToBRFV tomato brown rugose fruit virus
  • the present invention also relates to the preventive or curative treatment:
  • Pruni in particular Prunus spp., and in particular fruit trees such as apricot, almond, cherry, peach, plum, P. salicina, cherry laurel as well as other exotic or ornamental Prunus, including P. davidiana and P. laurocerasus,
  • Candidatus Phytoplasma solani of the vine lavender, potato, tomato, eggplant, pepper and tobacco
  • Candidatus Liberibacter spp. affects the health of trees as well as the development and ripening of fruits and the quality of citrus fruits and their juice, whose vector is the Psylla, going as far as the death of the tree,
  • CBS citrus black spot disease
  • phytoplasma bacterial organism
  • glucosinolates which are secondary metabolites of sulfur-containing plants.
  • ITCs 1,3-thiazepane-2-thione and isothyocyanates
  • Camelinin 1 -isothiocyanato-10-(methylsulfinyl)decane
  • 1,3-thiazepane-2-thione is a powerful elicitor for plants infected with the pathogenic agents described above, whether curative or preventive.
  • 1,3-thiazepane-2-thione has a cyclized structure described in figure 4.
  • 1,3-thiazepane-2-thione is a fairly stable compound, even under heat treatment.
  • the 1,3-thiazepane-2-thione forming part of the eliciting composition that is the subject of the present invention can be obtained by purification of a plant extract.
  • the 1,3-thiazepane-2-thione forming part of the eliciting composition which is the subject of the invention is a synthetic 1,3-thiazepane-2-thione.
  • the general method of synthesizing isothiocyanates is to react a primary amine (e.g. aniline) with carbon disulfide in aqueous ammonia, causing the precipitation of the ammonium dithiocarbamate salt, which is then treated to lead nitrate to give the corresponding isothiocyanate.
  • Another method is based on a decomposition of the dithiocarbamate salts generated in the first step above by tosyl chloride (4-toluenesulfonyl chloride, usually called tosyl chloride is a sulfonic acid chloride with the condensed structural formula CH3C6H4SO2CI .) as shown in Figure 1 .
  • Isothiocyanates are also synthesized by the thermally induced fragmentation reactions of 1,4,2-oxathiazoles. This synthetic methodology was applied to a polymer-based isothiocyanate synthesis, as shown in Figure 2.
  • Isothiocyanates are also synthesized by reactions of glucosinolates, and the enzyme myrosinase, which acts on glucosinolates to release isothiocyanates.
  • the eliciting composition can be formulated to make it easier to use.
  • it can be used in the form of powder, soluble powder, wettable powder, granules, dispersible granules, or wettable or slow-release granules, to be diluted in water at the time of use, liquid, liquid soluble concentrate, emulsifiable concentrate, suspension concentrate, or ready to use, depending on the formulation chosen and the intended use.
  • the formulations are made from isothiocyanates according to techniques known to those skilled in the art.
  • 4-mercaptobutyl ITC takes the form of its tautomer with a cyclic structure, 1,3-thiazepane-2-thione.
  • 1,3-thiazepane-2-thione can also be synthesized by thionation: thionation of ketone compounds is the most common route for the synthesis of thiones. Lawesson's reagent is particularly used for this type of reaction.
  • Results of the reactions mentioned above can be purified, by any means, to facilitate formulation.
  • the eliciting composition object of the invention (“IEC”) showed an absence of antibacterial and antifungal effects.
  • IEC eliciting composition object of the invention
  • Molds Alternaria alternata, Aspergillus brasiliensis, Aureobasidium melanogenum (formerly A. pullulans), Viruses: Beet Chlorosis Virus (BChV) and Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV).
  • the sample analyzed is the CEI product ready to use, at the dose of use.
  • the sample is filtered at 0.22 ⁇ m and kept cool before use.
  • a count is carried out by spreading on the surface or in mass of decimal dilutions from 0.1 ml of sample on the following media:
  • the CEI product is also tested under in vitro conditions on other main fungal species associated with the “CoDIRO” disease: Phaeoacremonium, Phaeomoniella, Pleurostomophora, Colletotrichum, Botryosphaeriaceae.
  • the IEC product does not appear to directly inhibit fungal growth in vitro, and each micro- organism grows. However, in open fields, none of these microorganisms were found on the drupes of the treated trees, whereas they were found on the control trees.
  • CEI works by stimulating plant defenses, and allowing treated plants to defend themselves against pathogens.
  • CEI can be defined as an elicitor, given that the molecules possessing the property of inducing within the plant a cascade of defense reactions against pathogenic agents are called elicitors.
  • CEI exhibits no direct antibacterial or antifungal activity as described above.
  • CEI has the particularity of stimulating the defenses of plants, and allowing them to react effectively, even in the case of invasive pathogens, which are difficult to combat.
  • CEI had no effect on the growth of the bacterium in vitro. But as with the other models, CEI shows significant efficacy against xyllela fastidiosa of the grapevine, allowing them to recover vigor, and begin to produce new shoots and fruit again.
  • xylem cells undergo programmed cell death and, therefore, are not able to trigger defense responses on their own (Yadeta and Bart 2013; Hilaire et al. 2001; Berne and Javornik 2016 Rep et al. 2002).
  • Vascular pathogens are then likely to be recognized by receptors in living parenchyma cells surrounding the xylem (Yadeta and Bart 2013; Berne and Javornik 2016).
  • xylem occlusion many factors can contribute to xylem occlusion, such as high and low molecular weight polysaccharides secreted by the bacteria during xylem colonization, or the presence of pathogenic biomass (bacterial cells) (Yadeta and Bart 2013).
  • plant defense responses can also contribute to xylem occlusion, such as the formation of thyloses by parenchymal cells and the secretion of gums and gels (Fradin and Thomma 2006; Kleinman et al. 2009; Beattie 2011). . Embolism (the formation of air bubbles) in xylem vessels is also another factor that can reduce xylem hydraulic conductivity (Pérez-Donoso et al. 2007).
  • CEI makes it possible to set up mechanisms of degradation of thyloses, gums, or gels obstructing the vessels in the vine by specific enzymes or processes (in association with metabolic mechanisms linked to defense, such as phenolic compounds, proteins PR, phytoalexins, etc.).
  • CEI allows for the active development, in response to infection, of new xylem vessels that will conduct sap.
  • CEI has significant efficacy against a variety of hard-to-kill field pathogens. As set forth in the description which follows, the inventor has discovered that the use of this product has a significant effect on the trees and plants mentioned above infected with the pathogens mentioned above.
  • composition that is the subject of the present invention does not correspond to what the literature describes:
  • 1/ 1,3-thiazepane-2-thione is synthesized or extracted from leaves, stems, flowers, seeds and/or roots, according to a preferential mode of extraction, with or without added water, according to the process described below ( Figure 1 ).
  • the composition is preferably diluted in the spray tanks (tanks) to be sprayed at the foliar level (or other application methods described in the description of uses)
  • the CEI composition obtained under these extraction conditions, has no direct antimicrobial activity.
  • the leaves, stems, seeds, roots and/or flowers are subject to an extraction of compounds, by a known technique, for example by pressing, by ultrasound, and/or by the use of solvents, in particular oily or aqueous.
  • plant parts are ground up and heavily diluted in water.
  • plant parts are ground without adding water. If necessary, the filtered ground material is then formulated in the form of a powder, by nebulization in a current of rising hot dry air.
  • the eliciting composition which is the subject of the invention is in particular used, by application, to stimulate the defenses of plants or trees and to reduce the effects of pathogenic agents, in particular the beet yellows virus and the cucumber mosaic virus.
  • CEI works by stimulating plant defenses, and allowing treated plants to defend themselves against these pathogens.
  • CEI can be defined as an elicitor, given that the molecules possessing the property of inducing within the plant a cascade of defense reactions against pathogenic agents are called elicitors.
  • CEI has the particularity of stimulating the defenses of plants, and allowing them to react effectively, even in the case of invasive pathogens, which are difficult to combat.
  • 1,3-thiazepane-2-thione is a fairly stable compound, even under heat treatment, while ITCs from Eruca sativa are degraded.
  • FIG. 4 illustrates a particular embodiment of the manufacturing process and the use of the eliciting composition which is the subject of the invention.
  • 1,3-thiazepane-2-thione is synthesized or extracted from a plant.
  • the extraction is carried out according to one of the methods described above for the synthesis.
  • the extraction is carried out according to the method described below with regard to FIG. 3, by grinding, optionally in the presence of water, filtering and purification. As illustrated in FIG.
  • the method for manufacturing and using the composition that is the subject of the present invention comprises a step 105 of extracting a plant extract containing a precursor of 1,3- thiazepane-2-thione, for example a rocket plant, in particular Eruca Sativa, diplotaxis tenuifolia or broccoli or a plant genetically modified to produce this precursor.
  • a rocket plant in particular Eruca Sativa, diplotaxis tenuifolia or broccoli or a plant genetically modified to produce this precursor.
  • this extraction is performed according to the following procedure:
  • the leaves, roots, stems, seeds and/or flowers of said plants are finely ground with running water, for fifteen minutes, in a suitable mixer device, in order to obtain a homogeneous ground material;
  • the ground material is filtered to separate the debris from the organs used and to obtain a green liquid without residue (the filtrate), which is the basis of the composition that is the subject of the invention or constitutes it.
  • At least one of the active principles of the ground material is obtained by oil extraction.
  • at least one of the active principles of the ground material is obtained by solvent extraction by mechanical extraction or by microwaves, or by extraction of cakes or pastes.
  • at least one of the active principles is obtained by mechanical extraction or microwave extraction.
  • the extraction step 105 includes a step of compressing the leaves, roots, stems, seeds or flowers of said plants and collecting the extracted liquid, by simple gravity or by centrifugation.
  • a simple centrifugation is implemented during the extraction step 105, to extract the liquid from the parts of said plants used.
  • the liquid composition obtained at the end of step 105 can be formulated to make it easier to use.
  • it can be used in the form of powder, soluble powder, wettable powder, granules, dispersible granules, or wettable or slow-release granules, to be diluted in water at the time of use, liquid, liquid soluble concentrate, emulsifiable concentrate, suspension concentrate, or ready to use, depending on the formulation chosen and the intended use or infused on a substrate dispersed in the soil of the culture.
  • the formulations are made from the product of the extraction step 105 according to techniques known to those skilled in the art.
  • volatile extracts are removed from the extract obtained.
  • this extract is transformed into a powder, for example by nebulization and passage of the nebulized extract in a flow of hot air, preferably ascending.
  • a purification is carried out on the reaction or extraction products, to increase the content of 1,3-thiazepane-2-thione and, optionally, reduce the content of impurities and potentially toxic products.
  • the eliciting composition which is the subject of the invention comprises, as sole active compound, 1,3-thiazepane-2-thione.
  • Step 215 is then not performed.
  • 1,3-thiazepane-2-thione from other sources, GLS precursors, (poly)phenolic compounds and/or at least one brassinosteroid is added to the composition comprising the 1,3-thiazepane-2-thione.
  • the eliciting composition which is the subject of the invention comprises, as main active compound, 1,3-thiazepane-2-thione.
  • the eliciting composition is formulated.
  • the eliciting composition during step 225, it is applied in any form whatsoever (liquid formulation, powder, soluble powder, granules, dispersible granules, slow-dispersing granules, and all formulations) according to the uses and the formulation envisaged.
  • the eliciting composition which is the subject of the present invention is preferably used by foliar application or spraying. In other modes of application, soil watering, soil irrigation, drip irrigation, hydroponic cultivation, or even seed treatment and/or seed coating are implemented.
  • the eliciting composition can be diluted in water according to the necessary dose, at the time of its use.
  • the eliciting composition can be used in a single application, at a rate of between one day and one hundred and twenty days, or continuously, or according to the key stages of plant development, in accordance with good agricultural practices and treatment schedules for each plant species.
  • the eliciting composition may include other products (phytosanitary products, growing media and fertilizing material, fertilizer, product facilitating absorption by the treated plant, in particular by its leaves, or any other product intended for agriculture).
  • Application doses and application rates are adapted to plant uses and models.
  • the doses per liter or per hectare can be adapted to the types of plants infected, the level of infection and the level of symptoms caused by the pathogens.
  • the doses and the rates of treatment with the composition that is the subject of the invention will also be adapted to the strategy of preventive or curative action against these pathogenic agents.
  • arugula plants from which the extracts used in the present invention are taken they are preferably freshly picked.
  • the plants or the parts of interest are suitably dried, in a manner known to those skilled in the art.
  • the crushing can be carried out with two crushers which are used with different blade speeds.
  • the first ground product obtained in 10 min of grinding is then poured into the second grinder having a faster blade speed.
  • the ground material is homogeneous, with no visible residue of parts of leaves, stems or flowers.
  • the amount of water added during grinding is between 0 and 200 mL of water, preferably between 10 and 100 mL of water, at room temperature for 100 g of leaves, stem, root, flower or seed.
  • Two successive filtrations are carried out, with a nylon filtration cloth (Dutcher, registered trademark) 1000 ⁇ m then 500 ⁇ m.
  • the filtration is carried out at room temperature, without pressure.
  • Concerning the formulation in the form of powder, granules, dispersible granules, or granules with slow diffusion, a drying temperature is used, and, in embodiments, coatings of the particles with other natural molecules (preferably very hydrophilic ) which allow a very good dissolution in water.
  • the formulations are conventional formulations in agriculture, in particular for phytosanitary products, intended to be transported and stored in the form of powder, etc. and to be, just before application, diluted in water.
  • the eliciting composition that is the subject of the invention also comprises at least one of the following substances, obtained by synthesis or by extraction from plants, in particular the plants mentioned above:
  • Camelinin 1 -isothiocyanato-10-(methylsulfinyl)decane
  • alkaloids alkaloids, flavonoids, including kaempferol 3-0-(2"-Omalonyl-pD-glucopy-ranoside)-4'-0-pD-glucopy-ranoside, kaempferol 3,4'-0-diglucopyranoside, rhamnocitrin 3-0-(2"-0- methylnalonyl-pD-glucopyranoside)-4'-O-pD-glucopyranoside,

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Abstract

La composition élicitrice stimulant des défenses des plantes ou arbres réduisant les effets d'une attaque d'un agent pathogène, comporte de la 1,3-thiazépane-2-thione. Dans des modes de réalisation : - de la 1,3-thiazépane-2-thione est obtenue (205) à partir d'au moins une partie d'une plante de Roquettes, y compris Eruca saliva et Diplotaxis tenuifolia et/ou - de la 1,3-thiazépane-2-thione est obtenue (205) par synthèse.

Description

UTILISATION DE 1.3-THIAZÉPANE-2-THIONE POUR STIMULER LES DÉFENSES DE PLANTES CONTRE LES AGENTS PATHOGÈNES, COMPOSITION ET PROCÉDÉS ASSOCIÉS
Domaine technique
La présente invention concerne une utilisation de la 1 ,3-thiazépane-2-thione pour stimuler les défenses de plantes ou d’arbres contre les agents pathogènes, notamment bactéries, virus et champignons et une composition et des procédés associés. La présente invention vise à réduire les effets d’une attaque d’un tel agent pathogène sur une plante, y compris un arbre, pour, au moins, permettre à la plante ou l’arbre de continuer correctement à croître malgré cette infection, en surpassant la maladie, c’est-à-dire en permettant à la plante ou l’arbre de se développer malgré l’agent pathogène, en réduisant ou en éliminant l’impact de l’agent pathogène. La 1 ,3-thiazépane- 2-thione, synthétisée ou extraite d’une plante source, peut aussi, dans certaines utilisations, permettre à la plante cible de l’attaque d’éradiquer certains agents pathogènes. Cette utilisation peut être curative ou préventive.
État de la technique
En matière de protection des cultures, l'avenir n'est plus aux pesticides de synthèse. Ils devront laisser progressivement la place à des produits plus naturels, capables de résister aux agents pathogènes tout en évitant les effets pervers bien connus de toxicité et de dégâts dans l’environnement. Ils sont à l’origine d’importantes factures écologiques et sanitaires que la société est de moins en moins prête à payer.
La pression sociale et réglementaire pour une réduction de l'usage des pesticides chimiques ne cesse de croître. De nombreux agriculteurs recherchent des produits moins polluants, durablement inscriptibles dans de nouveaux schéma agricoles, simples à appliquer, porteurs d'une image positive pour leurs productions. Les consommateurs, quant à eux, souhaitent une nourriture saine, sans les effets nocifs des pesticides qui sont découverts depuis quelques années, de façon croissante.
Présentation de l’invention
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise une composition élicitrice stimulant des défenses des plantes ou arbres réduisant les effets d’une attaque d’un agent pathogène, qui comporte de la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
La présente invention réduit les effets des agents pathogènes sur les végétaux, plantes y compris arbres, de façon à permettre à la plante de continuer correctement à croître malgré cette attaque, en surpassant les conséquences de cette attaque, c’est-à-dire en permettant à la plante ou l’arbre de se développer malgré l’agent pathogène, en réduisant ou en éliminant l’impact de cet agent pathogène. Cette utilisation peut être curative ou préventive. On note que la 1 ,3-thiazépane-2-thione n’est pas un isothiocyanate, car il ne comporte pas le groupe isothiocyanate, c’est-à-dire le groupe -N=C=S. Il s’agit, au contraire d’une structure cyclisée décrite en figure 5. La 1 ,3-thiazépane-2-thione est un composé assez stable, même sous traitement thermique.
Deux caractéristiques principales différencient les thiones (ou thiocétones) des autres carbonyles : à cause des plus hautes énergies des orbitales p du soufre, le groupe thiocarbonyle est plus réactif et a tendance à former des oligomères sauf dans des cas particuliers comme pour la thiobenzophénone. De plus, la double liaison entre le carbone et le soufre est moins polarisé du fait d'une différence d'électronégativité moindre entre ces deux atomes. Ceci réduit la sélectivité en cas d'addition nucléophile. On note que les thiones sont en général plus stables que les thioaldéhydes. Leur synthèse peut être réalisée par thionation : la thionation de composés cétones est la voie la plus commune pour la synthèse de thiones. Le réactif de Lawesson est particulièrement utilisé pour ce type de réaction.
Du fait de son mécanisme d’action décrit ci-dessous, la composition objet de l’invention présente un effet de potentialisation des défenses et résistances des plantes universelles pour les pathogènes déclenchant des reconnaissances gène pour gène, que ces pathogènes soient des virus, des bactéries ou des champignons, voire d’autres types de pathogènes.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice comporte, comme principal composé actif de la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice comporte, comme unique composé actif, de la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice stimulant des défenses des plantes ou arbres objet de l’invention réduit les effets d’une attaque d’un des virus suivants :
- Les virus de la jaunisse de la betterave,
- Le virus de la mosaïque du tabac,
- Le virus de la mosaïque du manioc,
- Le virus Banana Bunchy Top Virus (BBTV),
- Le virus Banana streak virus (BSV),
- Le virus de la jaunisse nanisante de l’orge (JNO ou BYDV),
- Le virus de la mosaïque du concombre,
- Le virus du fruit rugueux brun de la tomate (ToBRFV),
- Le virus de la mosaïque de la canne à sucre (SCMV),
- Les virus de la maladie de la nécrose léthale du maïs (MLN, MCMV, SCMV)
- La famille de virus Potyviridae,
- Le virus de la marbrure plumeuse de la patate douce (Potyvirus), ou SPFMV
- Le virus du rabougrissement chlorotique de la patate douce (Crinivirus), ou SPCSV et SPVD,
- le virus de la marbrure modérée de la patate douce, ou SPMMV,
- le virus latent de la patate douce, ou SPLV,
- le virus des tâches chlorotiques de la patate douce, ou SPCFV, - le virus G de la patate douce, ou SPVG,
- le virus de l’enroulement de la patate douce ou SPLCV,
- Le virus du fruit rugueux brun de la tomate (ToBRFV),
- Le virus de la maladie bronzée de la tomate (« Tomato spotted wilt virus », TSWV),
- Le virus de la mosaïque de la tomate (Tomato mosaic virus, ToMV),
- Le virus de la mosaïque jaune de la courgette (« Zucchini yellow mosaic virus », ou ZYMV),
- le virus de la mosaïque du rosier.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice stimulant des défenses des plantes ou arbres objet de l’invention réduit les effets d’une attaque :
- de plantes et d’arbres infectés par la bactérie Xyllela fastidiosa, notamment plantes et arbres suivants :
- Polygale à feuilles de myrte,
- Vigne,
- Olivier,
- Agrumes,
- Laurier rose,
- Amandier,
- Caféier,
- Pêcher, arbres à fruit à noyaux,
- Chêne,
- Lavande,
- Romarin et
- Genêt.
- de plantes du genre Actinidia infectés par la bactérie Pseudomonas syringae pv actinidiae,
- d’un arbre infecté par la bactérie Xantomonas arboricola pv juglandis, notamment le noyer, ou par la bactérie Xanthomonas arboricola pv. Pruni, notamment le Prunus spp., et en particulier les arbres fruitiers tels qu’abricotier, amandier, cerisier, pêcher, prunier, P. salicina, laurier cerise ainsi que d'autres Prunus exotiques ou d'ornement, y compris P. davidiana et P. laurocerasus,
- de poiriers infectés par la bactérie Phytoplasme du dépérissement du poirier ou Candidatus Phytoplasma pyri,
- d’une attaque par la bactérie Candidatus Phytoplasma solani de la vigne, la lavande, la pomme de terre, la tomate, l’aubergine, le poivron et le tabac,
- de vignes attaquées par le mildiou (Plasmapora viticola), mais aussi de pommes de terre et de tomates (infectées par Phytophtora infestans), des agrumes (infectées par phytophtora citrophtora), des poiriers et pommiers (infectés par Phytophtora cactorum), ou encore les artichauts (infectés par Bremia lactucae), - de rosiers et de vignes attaquées par l’oïdum, champignons respectivement nommés Podosphaera pannosa et Erysiphe necator, anciennement Uncinula necator, mais aussi la tomate, la laitue, le concombre, le fraisier, le framboisier, le groseiller, le pêcher, le poirier, le troène, l’œillet infectés par l’oïdium,
- des agrumes attaquées par le huanglongbing (HLB, ou greening des agrumes), dont l'agent bactérien présumé responsable est Candidatus Liberibacter spp,
- des plantes attaquées par le champignon Phyllosticta citricarpa aussi appelée maladie des tâches noires des agrumes (CBS pour Citrus black spot),
- de vignes attaquées par la flavescence dorée de la vigne,
- de poiriers, pommiers, cognassiers ou néfliers attaqués par le Feu Bactérien.
On note que la réduction des effets des agents pathogènes sur les plantes ou arbres attaquées par ces agents pathogènes comporte, dans certains cas, la réduction totale ou partielle des symptômes. En effet, les plantes et arbres ont, lorsque leur système de défense est fonctionnel (notamment grâce à la stimulation obtenue par la mise en œuvre de l’invention), la capacité à vaincre un agent pathogène. L’utilisation de la composition objet de la présente invention vise à stimuler ce que les plantes savent déjà faire, mais qu’elles ne font pas dans les cas de « sensibilité », car elles ne reconnaissent pas leur agresseur. Le recul de la pathologie apparaît ainsi dans certains exemples de la description.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice stimulant des défenses des plantes ou arbres objet de l’invention réduit les effets d’une attaque d’au moins un des virus de la jaunisse de la betterave.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice stimulant des défenses des plantes ou arbres objet de l’invention réduit les effets d’une attaque d’au moins un des virus de la mosaïque du concombre.
Préférentiellement, la 1 ,3-thiazépane-2-thione est obtenue à partir d’au moins une partie d’une plante de Roquettes, y compris Eruca sativa et Diplotaxis tenuifolia.
Dans des modes de réalisation, la 1 ,3-thiazépane-2-thione est obtenue à partir d’un broyât de la plante de roquette, et :
- ledit extrait d’au moins une partie de plantes de roquette comprend au moins des feuilles des dites plantes de roquette, de préférence essentiellement des feuilles et des fleurs, et
- le procédé permettant d’obtenir ledit extrait liquide comprend les étapes suivantes : a) une étape de broyage en milieu aqueux desdites plantes de roquette ; b) la filtration du broyât obtenu ; et c) la récupération de l’extrait liquide obtenu après filtration.
On entend ici désigner par le terme « comprend essentiellement » par comprenant au moins 75%, préférentiellement au moins 95%, de feuilles et fleurs de dites plantes en poids, par exemple sec, par rapport au poids total de plante, avant mélange au solvant aqueux.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice comporte de la 1 ,3-thiazépane- 2-thione obtenue par thionation. Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice comporte de la 1 ,3-thiazépane- 2-thione obtenue par extraction aqueuse à partir d’au moins une des plantes de l’espèce Brassica oleracea.
Dans des modes de réalisation, l’application sur la plante ou l’arbre se fait par pulvérisation foliaire, arrosage au sol, goutte à goutte, utilisation en cultures hydroponiques, en traitement de semences et/ou enrobage de graines.
Dans des modes de réalisation, l’application sur la plante ou l’arbre se fait avec une dilution dans l’eau de la composition entre 2 g/L et 2000 g/L exprimé en grammes de plantes sur lesquelles a été réalisée l’extraction par litre de produit appliqué.
Dans des modes de réalisation, l’application sur la plante ou l’arbre se fait avec une dilution dans l’eau de la composition entre 5 g/L et 200 g/L exprimé en grammes de plantes sur lesquelles a été réalisée l’extraction par litre de produit appliqué.
Dans des modes de réalisation, ledit extrait d’au moins une partie de plantes est un extrait liquide des dites plantes.
Dans des modes de réalisation, l’application sur la plante ou l’arbre est réalisée par pulvérisation foliaire, arrosage du sol, irrigation du sol, goutte à goutte, culture en hydroponie, traitement des semences et/ou enrobage de graines.
Dans des modes de réalisation, au moins un principe actif est obtenu à partir de feuilles des dites plantes.
Dans des modes de réalisation, au moins un principe actif est obtenu à partir de fleurs de dites plantes.
Dans des modes de réalisation, au moins un principe actif est obtenu par broyage d’au moins une partie des dites plantes.
Dans des modes de réalisation, au moins un principe actif est obtenu par extraction aqueuse.
Dans des modes de réalisation, au moins un principe actif est obtenu, par extraction d’huile, par extraction par solvant, ou par extraction de tourteaux ou de pâtes.
Dans des modes de réalisation, la 1 ,3-thiazépane-2-thione est un produit de synthèse.
Dans des modes de réalisation, la composition est formulée sous forme de poudre, poudre soluble, poudre mouillable, granulés, granulés dispersibles, ou granulés mouillables ou à diffusion lente, à diluer dans l’eau au moment de l’utilisation.
Dans des modes de réalisation, la composition est formulée sous forme de liquide, liquide concentré soluble, concentré émulsifiable, suspension concentrée, ou prête à l’emploi.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise une utilisation de la composition élicitrice objet de l’invention pour réduire les effets des agent pathogènes sur les plantes, y compris arbres.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de réduction des effets des agents pathogènes sur les plantes, y compris arbres, comportant une étape d’application de la composition élicitrice objet de l’invention sur ladite plante. Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un procédé de production d’une composition objet de l’invention, qui comporte une étape de broyage d’au moins une partie des dites plantes, pour fournir un broyât, et une étape de filtrage pour extraire des parties solides dudit broyât et obtenir un liquide.
Les avantages, buts et caractéristiques particuliers de cette composition et de ce procédé étant similaires à ceux de la composition objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Selon un cinquième aspect, la présente invention vise un procédé de simulation physique d’interaction gène pour gène par application à la plante d’une composition comportant de la 1 ,3- thiazépane-2-thione. Ainsi, le procédé et la composition objet de l’invention réalisent une action sur la plante dans les heures, voire en moins d’une heure, après l’interaction gêne pour gène avec le virus ou son variant, évitant ainsi le problème des mutations dans le cas des virus, et apportant une réponse renforçant immédiatement les résistances des plantes traitées contre les virus, les bactéries, les champignons et autres pathogènes.
Alors que l’interaction entre les plantes et les virus est très particulière et différente des autres interactions plantes/parasites, puisqu’il n’y a aucune solution chimique possible, il est démontré que la composition objet de l’invention, agit de façon efficace contre les pathogènes, en agissant dans les temps très précoces en simulant une interaction gène pour gène, ce qui permet à la plante de palier à toutes les faiblesses d’une plante vis-à-vis d’un virus (apparition trop rapide de variants, réplication du virus, etc...) et, plus généralement, d’un pathogène.
Les avantages, buts et caractéristiques particulières des autres aspects de l’invention, notamment celles qui sont revendiquées, s’appliquent aussi à ce procédé et cette composition et à l’utilisation de cette composition pour simuler, dans une plante dont les résistances doivent être stimuler, une interaction gène pour gène.
Brève description des figures
D’autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé, dans lequel :
La figure 1 représente, schématiquement, une première réaction de synthèse,
La figure 2 représente, schématiquement, une deuxième réaction de synthèse,
La figure 3 représente, sous forme d’un logigramme, des étapes d’un mode de réalisation particulier du procédé de fabrication
La figure 4 représente, sous forme d’un logigramme, des étapes d’un mode de réalisation particulier du procédé de fabrication et d’utilisation de la composition élicitrice objet de la présente invention.
La figure 5 représente une structure cyclisée de la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
Description des modes de réalisation Il a été démontré que la composition objet de l’invention, préférentiellement dans sa forme extraite d’une plante de roquette, et particulièrement d’Eruca Sativa et de diplotaxis tenuifolia ou de brocoli, agit très précocement après sa pulvérisation, démontrant que cette composition mime la relation gène pour gène. Par exemple, trente minutes après sa pulvérisation, la composition préférentielle engendre une série d’évènements métaboliques qui montrent que les mécanismes de défense déclenchés ressemblent à ceux décrit lors d’une relation gène pour gène :
1/ La production de formes réactives de l’oxygène (FAO ou ROS), dans les 30 minutes suivant la pulvérisation foliaire sur Arabidopsis thaliana. La production transitoire des espèces ou formes réactives de l'oxygène (ROS pour « reactive oxygen species ») constitue une des réponses les plus précoces suivant la reconnaissance gène-pour-gène d’un agent pathogène par la plante. Ces formes activées de l'oxygène sont produites dans les premières minutes, voire quelques heures, après rélicitation. Elles sont constituées essentiellement (O2), (OH) et (H2O2) L'accumulation importante de ces molécules, communément appelée « burst oxydatif », est souvent corrélée au contrôle de la prolifération cellulaire et de la mort cellulaire, au développement des plantes et a l'induction des réponses de défense. Dans le cas de la réponse à des agents pathogènes, ces formes réactives de l’oxygène jouent un rôle à la fois de composés antimicrobiens, dans le renforcement de la paroi cellulaire et dans la signalisation. Les changements de potentiel redox sont intégrés par la cellule, ce qui se traduit par L’activation de programmes génétiques aboutissant à la mise en place de la HR.
2/ La libération des signaux intercellulaires (phytohormones comme l’acide salicylique, L’acide jasmonique, L’éthylène) aux cellules adjacentes aux sites d’infection conditionnant à une immunisation et une augmentation de la résistance de ces derniers (LAR pour « Local Acquired Resistance ») chez le pêcher infecté par la bactériose, et traité par la composition préférentielle.
3/ immunisation de la plante entière (SAR pour « Systemic Acquired Resistance ») et phénomène de potentialisation lors d’une deuxième attaque par une parasite ou un pathogène lorsque la plante a été préalablement traitée par cette composition.
4/ production de B-1 ,3 glucanase (PR2 Protéines) dès dix heures après pulvérisation de la composition préférentielle.
Cette composition objet de l’invention est donc capable d’agir indépendamment de la structure des produits de gènes de Résistance et d’Avirulence, permettant de surmonter toute mutation du virus et les autres pathogènes
En conclusion, alors que l’interaction entre les plantes et les virus est très particulière et différente des autres interactions plantes/parasites (aucune solution chimique possible), il est démontré que la composition objet de l’invention agit de façon efficace, non seulement contre les bactéries et les champignons, mais aussi contre les virus, en agissant dans les temps très précoces en simulant une interaction gène pour gène, ce qui permet à la plante de palier à toutes les faiblesses d’une plante vis-à-vis d’un virus (apparition trop rapide de variants, réplication du virus, etc.).
Cette composition positionne les plantes dans un état de résistance, en agissant en aval de l’interaction entre les gènes R et AVR, afin de court-circuiter les éventuelles mutations des virus. Ainsi, la composition objet de l’invention, a la capacité de déclencher tous les mécanismes de défense apparaissant « après » un phénomène de reconnaissance « gène pour gène », tant pour les virus que pour les autres pathogènes, notamment bactéries et champignons.
L’efficacité de la présente invention réduit les effets des virus des végétaux, plantes, ou arbres, de façon à permettre à la plante, notamment arbre, de continuer correctement à croître malgré cette attaque, en surpassant les conséquences de cette attaque, c’est-à-dire en permettant à la plante ou l’arbre de se développer malgré le virus, en réduisant ou en éliminant l’impact du virus. L’extrait de plantes peut aussi, dans certaines utilisations, permettre à la plante d’éradiquer certains virus. Cette utilisation peut être curative ou préventive.
On note que la réduction des effets des virus sur les plantes ou arbres attaquées par ces virus comporte, dans certains cas, la réduction totale ou partielle des symptômes. En effet, les plantes et arbres ont, lorsque leur système de défense est fonctionnel (notamment grâce à la stimulation obtenue par la mise en oeuvre de l’invention), la capacité à vaincre un virus. L’utilisation de la composition objet de la présente invention vise à stimuler ce que les plantes savent déjà faire, mais qu’elles ne font pas dans les cas de « sensibilité », car elles ne reconnaissent pas leur agresseur. Le recul de la pathologie apparaît ainsi dans certains exemples de la description.
Un phytovirus, ou virus de plantes, est un virus s'attaquant aux organismes végétaux. Ces virus ont la particularité de pénétrer la cellule végétale de leur hôte afin de détourner à leur profit les mécanismes de la cellule et leur permettre de se reproduire.
Cette multiplication virale finit par provoquer une modification métabolique ou la destruction de la cellule. La prolifération des virus à l’intérieur des tissus végétaux peut dans certains cas n’entraîner aucun symptôme visible dans un premier temps (phénomène de masquage), mais très souvent les attaques virales se manifestent par des symptômes tels que des mosaïques, des marbrures ou des fasciations.
Les lignées de virus végétaux ont évolué indépendamment les unes des autres : comme la plupart des endoparasites, les virus se multiplient en vase clos dans leurs hôtes. L’évolution en parallèle des souches virales et des hôtes résistants (coévolution) est à l’origine d’une grande spécialisation des virus vis-à-vis de leur hôte. Des virus sont ainsi capables de n’attaquer qu’une seule espèce ou une seule famille de végétaux. Le virus de la mosaïque du tabac par exemple, est capable d’attaquer la plupart des plantes appartenant uniquement à la famille des Solonacées (tomate, tabac, aubergine, etc.).
Les virus sont des parasites obligatoires, en ce sens qu’ils ne peuvent se multiplier et vivre uniquement dans leur plante hôte. Par ailleurs ils peuvent intervenir seuls ou en combinaisons de plusieurs pathogènes.
Avant de présenter les différents aspects de la présente invention, on décrit, ci-après, des virus sur lesquels a été testés avec succès la composition élicitrice objet de l’invention :
- Le virus de la jaunisse de la betterave. La jaunisse de la betterave est une maladie foliaire due à des virus transmis par les pucerons verts. Ces virus impactent négativement le stockage du sucre dans les racines. La jaunisse modérée, est causée par deux virus génétiquement proches, de la famille des Lutéovirus : le Beet Chlorosis Virus (BChV) le Beet Mild Yellowing Virus (BMYV).
La jaunisse grave, est causée par un seul virus appartenant la famille des Clostérovirus, le Beet Yellows Virus (BYV).
- Le virus de la mosaïque du tabac : Le virus de la mosaïque du tabac (TMV, Tobacco mosaic virus) est une espèce de virus du genre Tobamovirus (famille des Virgaviridae) dont il est l’espèce-type. C'est le premier virus à avoir été découvert à la fin du dix-neuvième siècle. Ce phytovirus, à répartition cosmopolite, infecte de nombreuses espèces de plantes, en particulier le tabac commun (Nicotiana tabacum) et les autres membres de la famille des Solanaceae chez lesquelles il provoque, entre autres, des symptômes de décoloration des feuilles sous forme de mosaïques ou de marbrures. Le virus de la mosaïque du manioc (ACMD) : Le complexe ACMD limité à l'Afrique constitue une menace majeure pour la sécurité alimentaire du continent, en particulier étant donné une utilisation accrue du manioc à l'échelle du continent.
- Banana Bunchy Top Virus (BBTV) : La maladie la plus ravageuse pour les bananes est la maladie banana bunchy top causée par le virus « Banana Bunchy top » (BBTV). Souvent, les plantes infectées ne sont pas capables de produire de fruits. Le symptôme le plus visible causé par le BBTV est l’apparition d’une marbrure verte foncée sur la nervure principale, les veines et les pétioles des feuilles ou des marbrures rouges foncées sur les bractées.
- Banana streak virus (BSV) : Le Banana streak virus (BSV) est responsable de mosaïques en tirets chlorotiques sur bananier. Les symptômes évoluent en nécroses et conduisent à un éclatement du pseudo-tronc. Dans des cas sévères, l’infection peut aboutir à la mort des plants par nécrose du méristème apical empêchant la formation de l’inflorescence. Le BSV est un complexe d’espèces : il existe entre ses isolats une forte hétérogénéité, tant sérologique que génétique, qui se traduit par une classification en diverses espèces virales.
- Jaunisse nanisante de l’orge (JNO) : C’est une maladie de l’orge mondialement répandue (sauf dans les zones tropicales), issue d’une combinaison dévastatrice entre des pucerons porteurs appelés rhopalosiphum padi et un virus dénommé luteovirus, de la famille des luteoviridae (infections des plantes). Ce sont les pucerons qui piquent de façon alimentaire les feuilles pour en obtenir la sève. Ils se muent ainsi en agents transmetteurs de ce virus qui est aussi référencé comme BYDV, soit en anglais "barley yellow dwarf virus", littéralement virus de l’orge nain jaune.
Une fois dans l’orge, la contamination est en marche, le virus se multiplie. La plante va se nanifier et se dessécher.
- Virus de la mosaïque du concombre (voir aussi deuxième démonstration, ci-dessous) :
Les symptômes exprimés par le virus de la mosaïque peuvent être de plusieurs natures : mosaïque ou marbrures foliaires, jaunissement progressif du feuillage, anneaux nécrosés, déformation des fleurs, des fruits et des feuilles.
Les dégâts peuvent nécessiter la destruction totale de toutes les plantes et peut totalement empêcher la récolte. - Le virus de la mosaïque de la canne à sucre (ScMV) / maladie de la nécrose léthale du maïs (MLN). Le virus de la mosaïque de la canne à sucre (ScMV) est directement impliqué dans la maladie de la Nécrose Létale du Maïs (Maize lethal necrosis (MLN) qui est causé par la combinaison du Maize chlorotic mottle virus (MCMV) et d’un potyvirus, communément, le Sugarcane Mosaic Virus sur le maïs. L’incidence de la maladie est plus grande dans les zones où la population de vecteurs est plus présente, et où les cultures sensibles à la maladie sont cultivées en grand nombre, comme en Afrique avec le maïs. La famille Potyviridae, qui comprend environ 200 espèces de virus de plantes d’importance économique, provoque des pertes importantes dans les cultures agricoles, de pâturage, horticoles et ornementales. Le virus de la mosaïque de la canne à sucre est l’un des virus les plus importants et les plus importants du point de vue économique en raison de la diversité de son hôte. Le virus, en particulier la maladie de la mosaïque naine du maïs causée par le SCMV, est l’une des maladies les plus dommageables pour la production de maïs en Chine en raison de son impact considérable sur le rendement.
- le virus de la marbrure plumeuse de la patate douce (Potyvirus), ou SPFMV, Sweetpotato feathery mottle virus) : Il s’agit du plus répandu dans la zone tropicale. Il est transmis par des pucerons comme aphis gossypii, aphis craccivora, Myzus persicae et Lipaphis erysimi. Il provoque des tâches circulaires claires sur les feuilles et des lésions nécrotiques à l’aspect de liège sur les tubercules.
- le virus du rabougrissement chlorotique de la patate douce (Crinivirus), ou SPCSV (Sweetpotato chlorotic stunt virus) : Ce virus est transmis par des aleurodes (Bemisia tabaci). Il provoque un jaunissement ou une coloration pourpre des feuilles inférieures ainsi qu’un rabougrissement général de la plante et une baisse importante de la production de tubercules.
Ces deux virus, SPCSV et SPFMV, en combinaison sont les agents de la maladie virale de la patate douce connue parfois sous le nom de SPVD (Sweetpotato virus disease). Parmi les autres virus susceptibles d'affecter les cultures de patate douce, figurent le virus de la marbrerie modérée de la patate douce, ou SPMMV, (Sweetpotato mild mottle virus), le virus latent de la patate douce, ou SPLV (Sweetpotato latent virus), le virus des tâches chlorotiques de la patate douce ou SPCFV (Sweet potato chlorotic fleck virus), le virus G de la patate douce, ou SPVG (Sweetpotato virus G), et le virus de l’enroulement de la patate douce ou SPLCV (Sweet potato leaf curl virus).
Compte tenu de la multiplication par voie végétative de la patate douce, l'infection par les virus tend à se généraliser au fil des générations.
- le virus du fruit rugueux brun de la tomate (ToBRFV).
La présente invention concerne aussi le traitement préventif ou curatif :
- de plantes et d’arbres infectés par la bactérie Xyllela fastidiosa, notamment plantes et arbres suivants :
- Polygale à feuilles de myrte,
- Vigne,
- Olivier,
- Agrumes, - Laurier rose,
- Amandier,
- Caféier,
- Pêcher, arbres à fruit à noyaux,
- Chêne,
- Lavande,
- Romarin et
- Genêt.
- de plantes du genre Actinidia infectés par la bactérie Pseudomonas syringae pv actinidiae,
- d’un arbre infecté par la bactérie Xantomonas arboricola pv juglandis, notamment le noyer, ou par la bactérie Xanthomonas arboricola pv. Pruni, notamment le Prunus spp., et en particulier les arbres fruitiers tels qu’abricotier, amandier, cerisier, pêcher, prunier, P. salicina, laurier cerise ainsi que d'autres Prunus exotiques ou d'ornement, y compris P. davidiana et P. laurocerasus,
- de poiriers infectés par la bactérie Phytoplasme du dépérissement du poirier ou Candidatus Phytoplasma pyri,
- d’une attaque par la bactérie Candidatus Phytoplasma solani de la vigne, la lavande, la pomme de terre, la tomate, l’aubergine, le poivron et le tabac,
- de vignes attaquées par le mildiou (Plasmapora viticola), mais aussi de pommes de terre et de tomates (infectées par Phytophtora infestans), des agrumes (infectées par phytophtora citrophtora), des poiriers et pommiers (infectés par Phytophtora cactorum), ou encore les artichauts (infectés par Bremia lactucae),
- de rosiers et de vignes attaquées par l’oïdum, champignons respectivement nommés Podosphaera pannosa et Erysiphe necator, anciennement Uncinula necator, mais aussi la tomate, la laitue, le concombre, le fraisier, le framboisier, le groseiller, le pêcher, le poirier, le troène, l’œillet infectés par l’oïdium,
- des agrumes attaqués par la maladie du dragon jaune (ou « huanglongbing », HLB, ou encore greening des agrumes), la maladie des agrumes la plus grave, qui dévaste actuellement l'industrie des agrumes dans le monde entier. L'agent bactérien présumé responsable, Candidatus Liberibacter spp., affecte la santé des arbres ainsi que le développement et la maturation des fruits et la qualité des agrumes et de leur jus, dont le vecteur est le Psylle, allant jusqu’à la mort de l’arbre,
- des plantes attaquées par le champignon Phyllosticta citricarpa (organisme de quarantaine), dont les symptômes comportent l’apparition de taches dures, de rousseur, des fausses mélanoses, des taches virulentes sur les fruits, imperfections externes et chute prématuré des fruits, aussi appelée maladie des taches noires des agrumes (CBS pour Citrus black spot),
- de vignes attaquées par la flavescence dorée de la vigne, phytoplasme (organisme bactérien), dont les vecteurs comportent la Cicadelle, Scaphoideus Titanus, provoquant l’enroulement des feuilles, la décoloration et le dessèchement de la rafle, dont les moyens de lutte entraînent l’arrachage des ceps contaminés si 20 % des souches sont contaminées,
- de poiriers, pommiers, cognassiers ou néfliers attaqués par le Feu Bactérien, provoquant un brunissement et une nécrose des rameaux, des fleurs et des feuilles ; la maladie brûle les fleurs, les pousses ou les rameaux, les feuilles, les fruits, les branches charpentières ou le tronc, le collet ou le porte-greffe.
Cette liste n’est pas exhaustive.
Dans un but de clarté et de concision, les démonstrations de la description qui va suivre ne couvrent pas toutes les combinaisons de plantes indiquées ci-dessus, mais illustrent l’efficacité de la présente invention dans toutes ces combinaisons.
Eruca sativa, Diplotaxis tenuifolia, bunias et Cakile comportent des centaines de composés chimiques. Parmi eux, se trouvent les glucosinolates (« GLS »), qui sont des métabolites secondaires des plantes contenant du soufre. Ces GLS se dégradent dans les extraits aqueux en 1 ,3-thiazépane-2-thione et en isothyocyanates (ITC), notamment les ITC suivants :
Sulforaphane : [1 -isothiocyanato-4-(méthylsulfinyl)butane],
Sulforaphane nitrile : 5-(Methyl-sulfinyl)pentane nitrile,
Bis(4-isothiocyanatobutyl)disulphide,
4-lsothiocyanato-1 -butene,
Erucine nitrile : 1 -Cyano-4-(methylthio)-butane,
Erucine : [1 -isothiocyanato-4-(méthylthio)butane],
Allyl isothiocyanate,
Benzyl isothiocyanate,
3-Butenyl isothiocyanate,
2-Phenylethyl isothiocyanate,
Camelininne : 1 -isothiocyanato-10-(methylsulfinyl)decane,
Erysoline,
Iberine : 3-methylsulfinylpropyl-isothiocyanate,
Isobutyl isothiocyanate,
Isopropyle isothiocyanate, hirsutine : 8-méthylsulfinyloctyle isothiocyanate,
Pentyl isothiocyanate,
Hexyl isothiocyanate,
3-methylthipropyl isothiocyanate,
4-methylpentyl isothiocyanate,
4-méthylisothiocyanatobutyrate, butyle Isothiocyanate, et
2-hydroxy-3-butényle.
L’inventeure a découvert que la 1 ,3-thiazépane-2-thione est un puissant éliciteur pour les plantes infectées par les agents pathogènes décrits ci-dessus, que ce soit en curatif ou en préventif. La 1 ,3-thiazépane-2-thione, a une structure cyclisée décrite en figure 4. La 1 ,3- thiazépane-2-thione est un composé assez stable, même sous traitement thermique. La 1 ,3- thiazépane-2-thione entrant dans la composition élicitrice objet de la présente invention peut être obtenue par purification d'un extrait végétal. Mais, dans des modes de réalisation, la 1 ,3- thiazépane-2-thione entrant dans la composition élicitrice objet de l’invention est une 1 ,3- thiazépane-2-thione de synthèse.
La méthode générale de synthèse des isothiocyanates consiste à faire réagir une amine primaire (par exemple l'aniline) avec du disulfure de carbone dans de l'ammoniac aqueux, ce qui provoque la précipitation du sel de dithiocarbamate d'ammonium, qui est ensuite traité au nitrate de plomb pour donner l'isothiocyanate correspondant. Une autre méthode repose sur une décomposition des sels de dithiocarbamate générés dans la première étape ci-dessus par le chlorure de tosyle (Le chlorure de 4-toluènesulfonyle, habituellement appelé chlorure de tosyle est un chlorure d'acide sulfonique de formule semi-développée CH3C6H4SO2CI.) comme illustré en figure 1 .
Les isothiocyanates sont également synthétisés par les réactions de fragmentation du 1 ,4,2-oxathiazoles induites thermiquement. Cette méthodologie synthétique a été appliquée à une synthèse d'isothiocyanates sur polymère, comme illustré en figure 2.
Les isothiocyanates sont également synthétisés par les réactions de glucosinolates, et de l'enzyme myrosinase, qui agit sur les glucosinolates pour libérer les isothiocyanates.
Il est noté que la composition élicitrice peut-être formulée pour rendre plus facile son utilisation. Par exemple, il peut être utilisée sous forme de poudre, poudre soluble, poudre mouillable, granulés, granulés dispersibles, ou granulés mouillables ou à diffusion lente, à diluer dans l’eau au moment de l’utilisation, liquide, liquide concentré soluble, concentré émulsifiable, suspension concentrée, ou prête à l’emploi, en fonction de la formulation choisie et de l’utilisation envisagée. Les formulations sont réalisées à partir des isothiocyanates selon des techniques connues de l’homme du métier.
Par suite de la réaction illustrée en figure 5, le 4-mercaptobutyl ITC prend la forme de son tautomère a structure cyclique, la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
La 1 ,3-thiazépane-2-thione peut aussi être synthétisée par thionation : la thionation de composés cétones est la voie la plus commune pour la synthèse de thiones. Le réactif de Lawesson est particulièrement utilisé pour ce type de réaction.
Des résultats des réactions mentionnées ci-dessus peuvent être purifiées, par quelque moyen que ce soit, pour faciliter la formulation.
La composition élicitrice objet de l’invention (« CEI ») a montré une absence d’effets antibactériens et antifongiques. Afin de tester l’effet antimicrobien de CEI, l’évaluation de l’effet de CEI a été faite sur la croissance de huit souches microbiennes :
Bactéries : Burkholderia cepacia, Pseudomonas cichorii, Pseudomonas fluorescens
Moisissures : Alternaria alternata, Aspergillus brasiliensis, Aureobasidium melanogenum (ancien A. pullulans), Virus : le Beet Chlorosis Virus (BChV) et le virus du fruit rugueux brun de la tomate (ToBRFV).
L’échantillon analysé est le produit CEI prêt à l’emploi, à la dose d’utilisation.
Conditions expérimentales :
Le protocole suivi est basé sur la Pharmacopée Européenne - 9ème édition § 5.1.3. Efficacité de la conservation antimicrobienne.
L’échantillon est filtré à 0,22 pm et conservé au frais avant utilisation.
Pour chaque souche, un inoculum à 104-106 UFC/ml est mis en contact avec le produit pendant trois et sept jours à 22°C ± 2°C. De l’eau physiologique (NaCI 9 g/l) est soumise au même traitement en guise de témoin.
Afin de quantifier la contamination à chaque temps de mesure, un dénombrement est réalisé par étalement en surface ou en masse de dilutions décimales à partir de 0,1 ml d’échantillon sur les milieux suivants :
- Gélose TSA (Tryptic Soy Agar, marque déposée) pour le dénombrement bactérien (incubation : 2-5 jours à 30°C ± 2°C),
- Gélose Sabouraud (marque déposée) pour le dénombrement des moisissures (incubation : 3-7 jours à 23°C ± 2°C).
Les résultats sont exprimés en « unité formant colonie » par millilitre (UFC/ml).
Cette méthode d’analyse permet de détecter une contamination à partir de 10 UFC/ml (limite de détection). Une contamination inférieure à 10 UFC/ml (<10) ne pourra pas être détectée.
Résultats :
En ce qui concerne les bactéries et les virus, on observe le même comportement pour les trois souches. Il y a un maintien des populations dans l’eau physiologique et une augmentation au contact de l’échantillon CEI.
En ce qui concerne les moisissures :
- Pour A. alternata, on observe une diminution des populations au cours du temps dans l’eau physiologique et dans l’échantillon CEI.
- Pour A. melanogenum, on observe un maintien de la population dans l’eau physiologique et une augmentation dans l’échantillon CEI.
- Pour A. brasiliensis, on observe une légère diminution de la population dans l’eau physiologique et un maintien dans l’échantillon CEI.
Toutefois, il faut mentionner que les résultats pour les moisissures sont à nuancer en raison de la formation de filaments qui rendent le dénombrement moins précis que pour les bactéries.
Dans les conditions d’analyse en laboratoire, après trois et sept jours de contact, l’échantillon CEI n’a pas montré d’effet toxique sur les souches étudiées.
De plus, dans ces mêmes essais, le produit CEI est également testé en condition in vitro sur d’autres espèces fongiques principales associées à la maladie « CoDIRO » : Phaeoacremonium, Phaeomoniella, Pleurostomophora, Colletotrichum, Botryosphaeriaceae. Le produit CEI ne semble pas inhiber directement la croissance fongique in vitro, et chaque micro- organisme se développe. Toutefois, en plein champs, aucun de ces microorganismes n’est retrouvé sur les drupes des arbres traités, alors qu’ils sont retrouvés sur les arbres témoins.
En l’absence d’effets antibactérien et antifongique, CEI agit en stimulant les défenses des plantes, et en permettant aux plantes traitées de se défendre elles-mêmes contre les agents pathogènes. On peut définir CEI comme un éliciteur, étant donné que les molécules possédant la propriété d’induire au sein de la plante une cascade de réactions de défense contre les agents pathogènes sont nommés éliciteurs.
La démonstration de l’activité élicitrice des mécanismes de défense est également démontrée à plusieurs niveaux : CEI ne présente aucune activité directe antibactérienne ou antifongique comme décrit ci-dessus. La démonstration de la production de molécules de défenses, comme l’acide jasmonique, l’acide salicylique, ou encore les peroxydases, a été réalisée après traitement par CEI, en conditions d’infections sur les plantes et arbres traités. En l’absence d’activité antibactérienne et antifongique directes, CEI a la particularité de stimuler les défenses des plantes, et de permettre à celles-ci de réagir efficacement, et ce même dans le cas d’agents pathogènes invasifs, difficiles à combattre.
L’efficacité de CEI a en effet été démontrée dans les cas suivants, en parallèle d’une stimulation des défenses des plantes :
- efficacité de CEI contre Xanthomonas campestris pv juglandis : Un test in vitro montre que CEI n’a aucune activité antibactérienne contre Xanthomonas. On observe une forte production d’acide salicylique et de péroxydase chez les plants traités et infectés.
- efficacité de CEI contre Candidatus phytoplasma solani (Phytoplasme de stolbur) de la Vigne (Vitis vinifera). L’acide jasmonique a été détecté dans les arbres traités par CEI et infectés.
- Dans le cas de l’attaque par l’organisme de quarantaine Xyllela fastidiosa chez la vigne, il a été démontré que CEI n’avait pas d’effet sur la croissance de la bactérie in vitro. Mais comme pour les autres modèles, CEI montre une efficacité significative contre xyllela fastidiosa de la vigne, en leur permettant de récupérer de la vigueur, et de recommencer à produire de nouvelles pousses, et des fruits,
- Afin de comprendre le fonctionnement de CEI sur des vignes malades, il est très important de déchiffrer comment les symptômes observés dans les vignes infectées sont produits par l’infection par Xyllela fastidiosa. Après une infection par un pathogène spécifiques du xylème, les plantes déploient diverses réponses de défense, qui comprennent des composés impliqués dans la constitution de barrières physiques (comme la formation des Thylloses, par exemple) ou encore des composés intégrant les voies métaboliques liés à la défense (comme les composées phénoliques, les protéines PR, les phytoalexines et les peroxydases par exemple). Ces composés visent à stopper la propagation des pathogènes et ainsi inhiber leur réplication (Rapicavoli et al. 2018).
Dans certains cas très spécifiques, les cellules du Xylème subissent la mort cellulaire programmée et, par conséquent, ne sont pas capables de déclencher les réponses de défense par leurs propres moyens (Yadeta and Bart 2013 ; Hilaire et al. 2001 ; Berne and Javornik 2016 ; Rep et al. 2002). Les agents pathogènes vasculaires sont alors vraisemblablement reconnus par des récepteurs dans les cellules du parenchyme vivant entourant le xylème (Yadeta and Bart 2013 ; Berne and Javornik 2016).
Dans le cas spécifique de Xyllela fastidiosa, les bactéries colonisent les vaisseaux du xylème des plantes hôtes et provoquent la production d'occlusions prolifiques du xylème, qui réduisent la conductivité hydraulique dans la plante (Sun et al. 2013 ; Choat et al. 2009). Le flétrissement des parties de la plante à la suite d'un dysfonctionnement du xylème est le symptôme le plus apparent de ce type de maladie. Daugherty (2010) a bien démontré dans ses études que Xyllela induit un stress hydrique chez la luzerne. De nombreux facteurs peuvent contribuer à l'occlusion du xylème, tels que les polysaccharides de haut et de bas poids moléculaire, sécrétés par la bactérie lors de la colonisation du xylème, ou encore la présence de la biomasse pathogène (cellules bactériennes) (Yadeta and Bart 2013).
Cependant, les réponses de défense des plantes peuvent également contribuer à l'occlusion du xylème, comme la formation des thylloses par les cellules parenchymateuses et la sécrétion de gommes et des gels (Fradin and Thomma 2006 ; Klosterman et al. 2009 ; Beattie 2011 ). L’embolie (la formation de bulles d'air) dans les vaisseaux du xylème est aussi un autre facteur qui peut réduire la conductivité hydraulique du xylème (Pérez-Donoso et al. 2007).
Nonobstant, cette réponse de stress efficace peut se retourner contre la plante elle- même. Diverses études, spécialement dans la vigne (Vitis vinifera), ont montré que la formation extensive d'occlusions vasculaires dans la plante n'empêche pas la propagation systémique du pathogène, mais peut réduire de manière significative la conduction hydrique de la plante et ainsi contribuer au développement des symptômes de la maladie (Sun et al. 2013).
Grâce aux études menées sur d'autres cultures attaquées par Xyllela fastidiosa, comme la vigne, menées par Pérez-Donoso (2007) montrent (en utilisant l'imagerie par résonance magnétique) que les obstructions vasculaires résultant des réponses actives de la vigne à la présence de Xylella, induisent une diminution de la conductivité du xylème et probablement d'autres aspects de la maladie. Ces symptômes d’étouffement seraient liés à la défense de la plante plutôt qu'à l'action directe de la bactérie.
Cependant, les résultats obtenus avec CEI montrent que les vignes infectées et traités par CEI parviennent à surmonter ces occlusions dans les vaisseaux provoquées par la formation de thylloses, de gommes, de gels, et le syndrome de l’étouffement est alors rendu réversible. Les arbres infectés ont repris leur croissance suite au traitement par CEI. Cela nous permet de proposer deux hypothèses qui peuvent ne pas être exclusives mais plutôt complémentaires :
1. CEI permet de mettre en place des mécanismes de dégradation des thylloses, gommes, ou gels obstruant les vaisseaux dans la vigne par des enzymes ou procédés spécifiques (en association avec des mécanismes métaboliques liés à la défense, comme les composées phénoliques, les protéines PR, les phytoalexines, etc...).
2. CEI permet le développement actif, en réponse à l’infection, de nouveaux vaisseaux de xylème qui conduiront la sève.
Bien que n’ayant pas d’activité antimicrobienne, CEI a une efficacité significative contre différents agents pathogènes en plein champs, difficiles à vaincre. Comme exposé dans la description qui va suivre, l’inventeure a découvert que l’utilisation de ce produit a un effet significatif sur les arbres et plantes mentionnés ci-dessus infectés par les agents pathogènes mentionnés ci-dessus.
La composition objet de la présente invention, appelée par la suite « CEI » ne correspond pas à ce que la littérature décrit :
1/ La 1 ,3-thiazépane-2-thione est synthétisée ou extraite de feuilles, tiges, fleurs, graines et/ou racines, selon un mode d’extraction préférentiel, avec ou sans eau ajoutée, selon le procédé décrit plus bas (Figure 1 ). Lors de l’utilisation en champs, la composition est préférentiellement diluée dans les réservoirs (tanks) de pulvérisation pour être pulvérisée au niveau foliaire (ou autres méthodes d’application décrites dans la description des utilisations)
2/ La composition CEI, obtenue dans ces conditions d’extraction, ne possède aucune activité antimicrobienne directe.
Dans le procédé de production de CEI, les feuilles, tiges, graines, racines et/ou fleurs font l’objet d’une extraction de composés, par une technique connue, par exemple par pressage, par ultrasons, et/ou par utilisation de solvants, notamment huileux ou aqueux.
Dans des modes de réalisation de ce procédé, des parties de plantes sont broyées et fortement dilué dans l'eau. Dans des modes de réalisation de ce procédé, des parties de plantes sont broyées sans ajout d'eau. Eventuellement, le broyât filtré est ensuite formulé sous forme de poudre, par nébulisation dans un courant d’air sec chaud ascendant.
La composition élicitrice objet de l’invention est notamment utilisée, par application, pour stimuler les défenses des plantes ou arbres et réduire les effets des agents pathogènes, notamment les virus de la jaunisse de la betterave et de la mosaïque du concombre.
CEI agit en stimulant les défenses des plantes, et en permettant aux plantes traitées de se défendre elles-mêmes contre ces agents pathogènes.
On peut définir CEI comme un éliciteur, étant donné que les molécules possédant la propriété d’induire au sein de la plante une cascade de réactions de défense contre les agents pathogènes sont nommés éliciteurs.
La démonstration de l’activité élicitrice des mécanismes de défense est également démontrée à plusieurs niveaux :
La démonstration de la production de molécules de défenses, comme l’acide jasmonique, l’acide salicylique, ou encore les peroxydases, a été réalisée après traitement par CEI, en conditions d’infections sur la betterave (Beta vulgaris subsp. vulgaris)
CEI a la particularité de stimuler les défenses des plantes, et de permettre à celles-ci de réagir efficacement, et ce même dans le cas d’agents pathogènes invasifs, difficiles à combattre.
Le 1 ,3-thiazépane-2-thione est un composé assez stable, même sous traitement thermique, tandis que des ITC de Eruca sativa sont dégradés.
La figure 4 illustre un mode de réalisation particulier du procédé de fabrication et l’utilisation de la composition élicitrice objet de l’invention. Au cours d’une étape 205, on réalise la synthèse ou l’extraction à partir d’une plante, de la 1 ,3-thiazépane-2-thione. Par exemple, l’extraction est réalisée selon l’une des méthodes décrites ci-dessus pour la synthèse. Selon un autre exemple, l’extraction est réalisée selon la méthode décrites ci-dessous en regard de la figure 3, par broyage, éventuellement en présence d’eau, filtrage et purification. Comme illustré en figure 3, dans un mode de réalisation, le procédé de fabrication et d’utilisation de la composition objet de la présente invention comporte une étape 105 d’extraction d’un extrait de plantes contenant un précurseur de la 1 ,3-thiazépane-2-thione, par exemple une plante de roquette, notamment Eruca Sativa, diplotaxis tenuifolia ou du brocoli ou une plante génétiquement modifiée pour produire ce précurseur.
Par exemple, cette extraction est effectuée selon la procédure suivante :
- Au cours d’une étape de broyage 110, les feuilles, les racines, les tiges, les graines et/ou les fleurs de dites plantes sont finement broyées avec de l’eau courante, pendant quinze minutes, dans un appareil mixeur approprié, afin d’obtenir un broyât homogène ;
- Au cours d’une étape de filtration 115, le broyât est filtré pour séparer les débris des organes exploités et obtenir un liquide vert sans résidu (le filtrat), qui est la base de la composition objet de l’invention ou la constitue.
Dans une variante, on n’ajoute pas d’eau avant le broyage des parties de plantes sources. Dans une variante, au moins un des principes actifs de la matière broyée est obtenu par extraction d’huile. Dans une variante, au moins un des principes actifs de la matière broyée est obtenu par extraction par solvant par extraction mécanique ou par micro-ondes, ou par extraction de tourteaux ou de pâtes. Dans une variante, au moins un des principes actifs est obtenu par extraction mécanique ou extraction au micro-onde.
En variante, l’étape d’extraction 105 comporte une étape de compression des feuilles, racines, tiges, graines ou fleurs de dites plantes et de collecte du liquide extrait, par simple gravité ou par centrifugation. En variante, une simple centrifugation est mise en oeuvre au cours de l’étape d’extraction 105, pour extraire le liquide des parties de dites plantes utilisées.
Il est noté que la composition liquide obtenue à la fin de l’étape 105 peut-être formulée pour rendre plus facile son utilisation. Par exemple, il peut être utilisée sous forme de poudre, poudre soluble, poudre mouillable, granulés, granulés dispersibles, ou granulés mouillables ou à diffusion lente, à diluer dans l’eau au moment de l’utilisation, liquide, liquide concentré soluble, concentré émulsifiable, suspension concentrée, ou prête à l’emploi, en fonction de la formulation choisie et de l’utilisation envisagée ou infusé sur un substrat dispersé dans le sol de la culture. Les formulations sont réalisées à partir du produit de l’étape d’extraction 105 selon des techniques connues de l’homme du métier.
Au cours d’une étape 120 optionnelle, on retire des extraits volatils de l’extrait obtenu. Par exemple, cet extrait est transformé en poudre, par exemple par nébulisation et passage de l’extrait nébulisé dans un flux d’air chaud, préférentiellement ascendant.
Au cours d’une étape optionnelle 210, une purification est effectuée sur les produits de la réaction ou de l’extraction, pour augmenter la teneur en 1 ,3-thiazépane-2-thione et, éventuellement, réduire la teneur en impuretés et en produits potentiellement toxiques.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice objet de l’invention comporte, comme unique composé actif, de la 1 ,3-thiazépane-2-thione. L’étape 215 n’est alors pas effectuée. Au cours d’une étape optionnelle 215, de la 1 ,3-thiazépane-2-thione provenant d’autres sources, des GLS précurseurs, des composés (poly)phénoliques et/ou au moins un brassinostéroïdes est additionné à la composition comportant la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
Cependant, préférentiellement, la composition élicitrice objet de l’invention comporte, comme principal composé actif, de la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
Au cours d’une étape 220, la composition élicitrice est formulée.
En ce qui concerne l’utilisation de la composition élicitrice, au cours de l’étape 225, elle est appliquée sous quelque forme que ce soit (formulation liquide, poudre, poudre soluble, granulés, granulés dispersibles, granulés à dispersion lente, et toutes formulations) selon les usages et la formulation envisagée. La composition élicitrice objet de la présente invention, est préférentiellement utilisée par application ou vaporisation foliaire. Dans d’autres modes d’application, on met en oeuvre un arrosage du sol, une irrigation du sol, un goutte à goutte, une culture en hydroponie, ou encore en traitement des semences et/ou enrobage de graines. La composition élicitrice peut être diluée dans de l’eau en fonction de la dose nécessaire, au moment de son utilisation.
La composition élicitrice peut être utilisée en une seule application, à une cadence comprise entre un jour et cent vingt jours, ou en continu, ou selon les stades clefs du développement du végétal, en accord avec les bonnes pratiques agricoles et les calendriers de traitements pour chaque espèce végétale. La composition élicitrice peut comporter d’autres produits (produits phytosanitaires, supports de culture et matière fertilisante, engrais, produit facilitant l’absorption par la plante traitée, notamment par ses feuilles, ou tout autre produit destiné à l’agriculture). Les doses d’application et les cadences d’application sont adaptées aux usages et aux modèles végétaux.
Les doses par litre ou par hectare pourront être adaptées aux types de plantes infectées, au niveau d’infection et au niveau des symptômes causés les agents pathogènes. Les doses et les cadences de traitements avec la composition objet de l’invention seront également adaptées à la stratégie d’action préventive ou curative contre ces agents pathogènes.
Concernant les plantes de roquette d’où sont tirés les extraits utilisés dans la présente invention, elles sont préférentiellement fraichement cueillies. Alternativement, les plantes ou les parties d’intérêt sont convenablement séchées, de manière connue de l’homme du métier.
Le broyage peut être réalisé avec deux broyeurs qui sont utilisés avec des vitesses différentes de lames. Le premier broyât obtenu en 10 min de broyage est ensuite versé dans le second broyeur ayant une vitesse de lame plus rapide. Le broyât est homogène, sans résidu visible de partie de feuilles, de tiges, ou de fleurs. La quantité d’eau ajoutée lors du broyage est compris entre 0 et 200 mL d’eau, préférentiellement entre 10 et 100 mL d’eau, à température ambiante pour 100 g de feuilles, tige, racine, fleur ou graine.
Deux filtrations successives sont réalisées, avec un tissu de filtration en nylon (Dutcher, marque déposée) 1000 pm puis 500 pm. La filtration est réalisée à température ambiante, sans pression. Concernant la formulation sous forme de poudre, granulés, granulés dispersibles, ou granulés à diffusion lente, on met en oeuvre une température de séchage, et, dans des modes de réalisation, des enrobages des particules par d’autres molécules naturelles (préférentiellement très hydrophiles) qui permettent une très bonne dissolution dans l’eau. Les formulations sont des formulations classiques en agriculture, notamment pour les produits phytosanitaires, destinées à être transportées et stockées sous forme de poudre, etc... et être, juste avant application, diluée dans l’eau.
Dans des modes de réalisation, la composition élicitrice objet de l’invention comporte, de plus, au moins une des substances suivantes, obtenu par synthèse ou par extraction depuis des plantes, notamment les plantes citées ci-dessus :
- l’un des isothiocyanates suivants (préférentiellement, l’un des dix premiers de cette liste) :
Sulforaphane : [1 -isothiocyanato-4-(méthylsulfinyl)butane],
Sulforaphane nitrile : 5-(Methyl-sulfinyl)pentane nitrile,
Bis(4-isothiocyanatobutyl)disulphide,
4-lsothiocyanato-1 -butene,
Erucine nitrile : 1 -Cyano-4-(methylthio)-butane,
Erucine : [1 -isothiocyanato-4-(méthylthio)butane],
Allyl isothiocyanate,
Benzyl isothiocyanate,
3-Butenyl isothiocyanate,
2-Phenylethyl isothiocyanate,
Camelininne : 1 -isothiocyanato-10-(methylsulfinyl)decane,
Erysoline,
Iberine : 3-methylsulfinylpropyl-isothiocyanate,
Isobutyl isothiocyanate,
Isopropyle isothiocyanate, hirsutine : 8-méthylsulfinyloctyle isothiocyanate,
Pentyl isothiocyanate,
Hexyl isothiocyanate,
3-methylthipropyl isothiocyanate,
4-methylpentyl isothiocyanate,
4-méthylisothiocyanatobutyrate, butyle Isothiocyanate,
2-hydroxy-3-butényle,
- un des glucosynolates (« GLS ») précurseur de ces isothiocyanates,
- un brassinostéroïde,
- l’un des composés (poly)phénoliques suivants : alcaloïdes, flavonoïdes, dont kaempférol 3-0-(2"-Omalonyl-p-D-glucopy-ranoside)-4'-0-p-D-glucopy-ranoside, kaempférol 3,4'-0-diglucopyranoside, rhamnocitrine 3-0-(2"-0-méthylrnalonyl-p-D-glucopyranoside)-4'-0-p-D- glucopyranoside,
3-glucopyranoside,
4'-0-glucopyranoside, rhamnocitrine 3-O-glucopyranoside,
4'-Oglucopyranoside, le kaempférol, et la rhamnocitrine ; tanins, triglucosides de quercétine, et leurs dérivés sinapoylés acylés, l'aglycone kaempférol et ses glycosides, quercetine, flavonoïdes poly-glycosylés, avec ou sans hydroxylcinnamoyle acylation, l’un des flavonoïdes (ou bioflavonoïdes), l’un des dérivés flavaniques, les anthocyanosides et les isoflavonoïdes, la quercétine présente dans divers glycosides le kaempférol ; le quercétol et ses hétérosides (flavonols liés à des sucres).

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition élicitrice stimulant des défenses des plantes ou arbres réduisant les effets d’une attaque d’un agent pathogène, caractérisée en ce qu’elle comporte de la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
2. Composition élicitrice selon la revendication 1 , qui comporte, comme principal composé actif de la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
3. Composition élicitrice selon la revendication 2, qui comporte, comme unique composé actif, de la 1 ,3-thiazépane-2-thione.
4. Composition élicitrice selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte de la 1 ,3-thiazépane- 2-thione obtenue à partir d’au moins une partie d’une plante de Roquettes, y compris Eruca sativa et Diplotaxis tenuifolia.
5. Composition élicitrice selon la revendication 4, qui comporte de la 1 ,3-thiazépane-2-thione obtenue à partir d’un broyât de la plante de roquette, et :
- ledit extrait d’au moins une partie de plantes de roquette comprend au moins des feuilles des dites plantes de roquette, de préférence essentiellement des feuilles et des fleurs, et
- le procédé permettant d’obtenir ledit extrait liquide comprend les étapes suivantes : a) une étape de broyage desdites plantes de roquette ; b) la filtration du broyât obtenu ; et c) la récupération de l’extrait liquide obtenu après filtration.
6. Composition élicitrice selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte de la 1 ,3-thiazépane- 2-thione obtenue par synthèse.
7. Composition élicitrice selon la revendication 6, qui comporte de la 1 ,3-thiazépane-2-thione obtenue par thionation.
8. Composition élicitrice selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte de la 1 ,3-thiazépane- 2-thione obtenue par extraction aqueuse à partir d’au moins une des plantes de l’espèce Brassica oleracea.
9. Procédé de stimulation de défenses de plantes, y compris arbres, qui comporte l’application de la composition élicitrice selon l’une des revendications 1 à 8 sur lesdites plantes pour stimuler les défenses des dites plantes et réduire les effets d’une attaque d’un des virus suivants :
- Les virus de la jaunisse de la betterave,
- Le virus de la mosaïque du tabac,
- Le virus de la mosaïque du manioc, - Le virus Banana Bunchy Top Virus (BBTV),
- Le virus Banana streak virus (BSV),
- Le virus de la jaunisse nanisante de l’orge (JNO ou BYDV),
- Le virus de la mosaïque du concombre,
- Le virus du fruit rugueux brun de la tomate (ToBRFV),
- Le virus de la mosaïque de la canne à sucre (SCMV),
- Les virus de la maladie de la nécrose léthale du maïs (MLN, MCMV, SCMV),
- La famille de virus Potyviridae,
- Le virus de la marbrure plumeuse de la patate douce (Potyvirus), ou SPFMV, le virus du rabougrissement chlorotique de la patate douce (Crinivirus), ou SPCSV et
SPVD,
- le virus de la marbrure modérée de la patate douce, ou SPMMV,
- le virus latent de la patate douce, ou SPLV,
- le virus des tâches chlorotiques de la patate douce ou SPCFV
- le virus G de la patate douce, ou SPVG,
- le virus de l’enroulement de la patate douce ou SPLCV,
- Le virus du fruit rugueux brun de la tomate (ToBRFV),
- Le virus de la maladie bronzée de la tomate (« Tomato spotted wilt virus », TSWV),
- Le virus de la mosaïque de la tomate (Tomato mosaic virus, ToMV),
- Le virus de la mosaïque jaune de la courgette (« Zucchini yellow mosaic virus », ou ZYMV),
- Le virus de la mosaïque du rosier.
10. Procédé de stimulation de défenses de plantes, y compris arbres, qui comporte l’application de la composition élicitrice selon l’une des revendications 1 à 8 sur lesdites plantes pour stimuler les défenses des dites plantes et réduire les effets d’une attaque :
- de plantes et d’arbres infectés par la bactérie Xyllela fastidiosa, notamment plantes et arbres suivants :
- Polygale à feuilles de myrte,
- Vigne,
- Olivier,
- Agrumes,
- Laurier rose,
- Amandier,
- Caféier,
- Pêcher, arbres à fruit à noyaux,
- Chêne,
- Lavande,
- Romarin et
- Genêt. - de plantes du genre Actinidia infectés par la bactérie Pseudomonas syringae pv actinidiae,
- d’un arbre infecté par la bactérie Xantomonas arboricola pv juglandis, notamment le noyer, ou par la bactérie Xanthomonas arboricola pv. Pruni, notamment le Prunus spp., et en particulier les arbres fruitiers tels qu’abricotier, amandier, cerisier, pêcher, prunier, P. salicina, laurier cerise ainsi que d'autres Prunus exotiques ou d'ornement, y compris P. davidiana et P. laurocerasus,
- de poiriers infectés par la bactérie Phytoplasme du dépérissement du poirier ou Candidatus Phytoplasma pyri,
- d’une attaque par la bactérie Candidatus Phytoplasma solani de la vigne, la lavande, la pomme de terre, la tomate, l’aubergine, le poivron et le tabac,
- de vignes attaquées par le mildiou (Plasmapora viticola), mais aussi de pommes de terre et de tomates (infectées par Phytophtora infestans), des agrumes (infectées par phytophtora citrophtora), des poiriers et pommiers (infectés par Phytophtora cactorum), ou encore les artichauts (infectés par Bremia lactucae),
- de rosiers et de vignes attaquées par l’oïdum, champignons respectivement nommés Podosphaera pannosa et Erysiphe necator, anciennement Uncinula necator, mais aussi la tomate, la laitue, le concombre, le fraisier, le framboisier, le groseiller, le pêcher, le poirier, le troène, l’œillet infectés par l’oïdium,
- des agrumes attaquées par le huanglongbing (HLB, ou greening des agrumes), dont l'agent bactérien présumé responsable est Candidatus Liberibacter spp,
- des plantes attaquées par le champignon Phyllosticta citricarpa aussi appelée maladie des tâches noires des agrumes (CBS pour Citrus black spot),
- de vignes attaquées par la flavescence dorée de la vigne,
- de poiriers, pommiers, cognassiers ou néfliers attaqués par le Feu Bactérien.
11. Procédé selon l’une des revendications 9 ou 10, dans lequel l’application de la composition élicitrice est une application foliaire sur les plantes.
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