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专利名称:使用鱼油保护植物的制作方法
技术领域:
与背景本发明涉及用于保护作物抵御病原侵害的材料的应用。
具体地说,本发明涉及鱼油及含有鱼油的新颖组合物的应用。当施用于作物时,它们保护作物抵御真菌感染。现有技术教导了多种多样的保护植物和增加其生长的材料。例如,US3,712,803公开了蛋白质材料与碱金属木素磺酸盐进行酸解及之后氧化而得的含水混合物的应用,当作为喷雾液施用于植物和树木,或作为添加物施用于根区土壤时,所述的混合物能使植物和树木抗冻。
US2,013,063公开了用蜡质水乳液喷洒植物的应用,所述的水乳液含有胶态土、干燥酸(即,不饱和脂肪酸如由大豆、鱼或菜豆衍生的那些)的铵盐,从而形成一层可透性抗干燥薄膜。
US2,198,991公开了一种保护活的树木和植物不受日灼、蛀虫和真菌损害的方法。该方法用包含石蜡、干燥酸的铵盐(如US2,013,063中所定义)、胶态土和细碎铝的水乳液处理树干和树枝。
现有技术中还教导了各种油(包括鱼油)作为有用的物理组分使活性成分的植物保护悬浮液达到最佳稳定性的应用。例如,
US4,826,863和4,734,432公开了各种油(包括石蜡油、大豆油、鱼油和矿物油)与特别是活性成分如杀真菌剂或除草剂一起提供稳定的植物保护剂悬浮液的应用。
US4,761,423公开了动植物油或矿物油与特别是杀真菌剂或杀虫剂一起形成改善的拌种剂的应用。
US3,728,454、3,725,557和3,728,453公开了松子油或鱼油分别与特别是活性成分、四氧嘧啶或双四氧嘧啶,或5-羟基巴比土酸一起抑制草本植物的细菌、真菌或其它微生物生长的应用。
上述教导有严重的局限,即,非天然产品用来提供抵御真菌病害的植物保护。
最近有文献报道,一些不饱和脂肪酸(为天然产物)外部施用于马铃薯植物的下部叶片时,保护上部叶片抗御晚疫病真菌致病疫霉的侵染(参见Cohen等,“由不饱和脂肪酸诱导的马铃薯植株对致病疫霉的系统抗性”,<生理学与分子植物病理学>[.]38:255-263,1991)。然而,使用所述不饱和脂肪酸有一个严重的缺陷,甚至在低施用量下,虽然它们在提供保护方面有明显的效果,但同时也对马铃薯叶片有植物毒性。
由于这样和那样的原因,因此,对可以喷雾到植物上,保护植物抵御真菌病害,但同时又不产生植物毒性的有效天然产品的需求是人们的广泛共识。
发明概述现已知道,天然产物鱼油有效地保护作物抵御真菌病害但无植物毒性。这是一项出人意外的结果,且有效地保护而无植物毒性的机理难以理解。因此本发明通过使用有效地保护植物抵御真菌病害而对所述的植物无毒性的天然产物成功地克服了现有技术中的缺点。
鱼油,如本文中所用的,是指由各种鱼获得的油,包括鳕、黑线鳕、毛鳞鱼、柔鱼、无须鳕(hake)、鲨鱼、拟庸鲽、油鲱、沙丁鱼、鲱、青鳕、墨鱼、鲭、玉筋鱼、鳀、鲑、鳕类鱼。
这些油含有主要是甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯形式的C14至C22饱和和不饱和脂肪酸。
饱和脂肪酸中,棕榈酸(16∶0)占大多数(约15%),肉豆蔻酸(14∶0)次之(约5%),硬脂酸(18∶0)占少数(约3%)。鱼油含有各种单、二和多不饱和(PUFA)脂肪酸,其中油酸(18∶1n9)最丰富(约10-30%)。加工过的(纯化)油含有较少量的油酸和增加比例的PUFA,特别是亚油酸(18∶2)、EPA(二十碳五烯酸20∶5n3)和DHA(二十二碳六烯酸22∶6n3)。其它不饱和脂肪酸是异油酸(18∶1n7)、亚麻酸(18∶3n3)、二十碳烯酸(20∶1n9)、十八碳四烯酸(18∶4n3)、二十碳二烯酸(20∶2n6)、二十碳三烯酸(20∶3n3)、花生四烯酸(20∶4n6)、芥酸或巴西烯酸(22∶1n9)、二十二碳五烯酸(22∶5n3)和二十二碳四烯酸(22∶4n6)。在某些油中总
ω3脂肪酸达到约70%。来源于Nippon(日本)的二种乳化油含有5%%的乙氧基喹啉。所有的油含有抗氧化剂、维生素A、维生素D和痕量的游离脂肪酸。各分别对抗氧化剂、维生素A和维生素D做试验,未发现提供抵御病害的保护。
附图简述参照所附的附图,仅通过实施例的方式对本发明进行描述,其中
(栽培品种Alpha)植株的晚疫病病情。将鱼油于水中的均质液(、1、2%)喷雾至植株的近轴(上)叶面,并在2天后用致病疫霉(分离菌MR-1,5000孢子囊/ml)侵染。侵染4天后,作病情记录(0-4级)。短线代表平均值(n=3)的标准偏差。
(A)和蕃茄(B)抵御致病疫霉方面的比较。将霍霍巴油(hohobaoil)、大豆油、鳕鱼肝油HL或毛鳞鱼油(水中含1%)喷雾至植株的上叶面,并在2天后用致病疫霉(5000孢子囊/ml,分离菌MR-1)侵染处理的表面。侵染5天后,作病情记录(0-4级)。短线代表平均值(n=3)的标准偏差。
(栽培品种Alpha)晚疫病的时间依赖效力。鳕鱼肝油HL、鳕鱼肝油G、墨鱼油和毛鳞鱼油(、1、2%)喷雾至植株的上叶面,并在喷雾0、1、2、4、5、6和7天后用致病疫霉(2500孢子囊/ml,分离菌MR-1)
侵染处理的表面。侵染4天后,作病情记录(n=3)。
(%)防治蕃茄植株(栽培品种FloridaBasket)中由致病疫霉引起的晚疫病的时间依赖效力。在用鱼油喷雾后,在指定的各种时间间隔侵染(2500孢子囊/ml)植物。鱼油和侵染液均施于近轴(上)叶面。侵染4天后,作病情记录。
(水中含1、2和4%)的鳕鱼肝油HL对未处理的马铃薯叶片表面抵御晚疫病的的横向(translaminar)保护。将植物用鱼油喷雾到上叶面,之后在喷雾后的不同时间间隔,用致病疫霉(2500孢子囊/ml,分离菌MR-1)侵染上叶面(A)或下叶面(B)。侵染4天后,作病情记录。
(栽培品种Alpha)的系统保护。用2%的鱼油喷雾至植物的3片下叶面,并在4天后用致病疫霉(2500孢子囊/ml,分离菌MR-1)侵染。侵染3天后作病情记录。(阴影区代表平均值(n=6)的标准偏差);(短线代表平均值(n=6)的标准偏差)。
优选实施方案的描述优选的鱼油是那些按重量计含有约1%至约40%的一种选自下列的脂肪酸或其组合的鱼油肉豆蔻脑酸、棕榈酸、棕榈油酸、亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸,这些脂肪酸以甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯存在,且其中只存在痕量的游离脂肪酸。特别优选的鱼油是那些按重量计含有约
5%至约40%的以甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯存在的一种选自下列的脂肪酸或其组合的鱼油棕榈酸、亚油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。
这些鱼油典型地是施用于作物的种子、块茎或叶片表面。当施用于叶片时,它们将在真菌侵染开始前或初始症状之后使用。鱼油的用量将足以引起作物的局部和/或系统抗性,以防治真菌病害,且该量将取决于作物、意欲防治的真菌的种类、处理的类型(例如,种子处理、块茎处理或叶面喷雾或喷粉)、作物的条件和所用的具体鱼油等因素。
块茎或种子拌涂时,。
施用于作物或其生长地点时,。如果需要,可以重复施用,典型地是间隔一至三周。
在实际应用中,鱼油是以含有鱼油和农业上可接受的稀释剂的组合物施用的,所述的稀释剂典型地是水和/或***。%至约10%的鱼油,%。如果需要,可以重复施用,典型地是间隔一至三周。
实施例植物,大多数实验是用马铃薯(SolanumtuberosumL)
栽培品种Alpha进行的。一些实验是用栽培品种Bintje进行的。在温室(18-24℃)中,由埋于沙∶泥碳∶蛭石混合物(1∶1∶1w/w)中的完整块茎生长出植株,并用1%的NPK(20∶20∶20)每周施肥二次。每一盆中播种一个块茎(1∶1)。播种约4周后,取每盆有3-5个茎,而每茎带约10个复叶的植株进行实验。
病原体。多数情况下使用抗甲霜灵的致病疫霉分离菌MR-1。一些实验也使用另外的以色列分离菌和来源于瑞士的分离菌S-49(,SandozAgroResearch,Basel)。
鱼油。七种鱼油来源于英国(SevenSeas,Hull,英国),九种鱼油来源于日本(,Hokkaido,日本),一种鱼油来源于挪威(JahresSandefjord,挪威),(国家海洋地图研究所,Eilat,以色列),二种鱼油购自于本地。
喷雾与接种。在Kinematica(Basel,瑞士)均化器中,以27,000rpm的速度均化2分钟,将鱼油于水中均化,获得鱼油的含水均质液。通过将鱼油溶解于分析纯***中,制备出丙醇溶液。,将油喷雾到马铃薯或蕃茄的近轴(上)叶面上(约10ml/植株)。用水或***喷雾的植物作为对照。将植物放置于20℃生长室中(每天12小时光照,120μEm-2s-1,CW荧光灯,补充白炽灯)直到侵染接种。
由一周前接种并保持于13℃下的马铃薯块茎切片(栽培品种Alpha)收集新产生的致病疫霉孢子囊,放入冰冷的二次蒸馏水中。将孢子囊浓度调节到2500或5000个/ml,并喷雾到马铃著植株的远轴或近轴叶面上(约每盆15ml)。接种的植株放置于18℃的黑暗保湿室中20小时,以确保感染,之后移入20℃(如上)的生长室中,以形成症状。
使用如下的0-4级,目测观察病害的严重程度0=无病害;=每盆1或2个病斑;=3-10个病斑;=11-50个病斑,病斑占约10%的叶面积;=约15-20%的叶片枯萎;1、2和3=分别为约25、50和75%的叶面积枯萎;4=植株完全枯萎。在一些实验中,记录病斑数目与大小。
Ⅰ.局部保护将鱼油(的水均质液)喷雾到马铃薯植株(栽培品种Alpha)的近轴(上)叶面,2天后用致病疫霉在处理的近轴叶面上侵染。
图1中所给出的结果表明,用鱼油处理的植株得到了抗晚疫病感染的保护(68-99%)。%增加到2%,保护作用稍微有些增加。在所用的所有浓度下,鳕鱼肝油G最有效,提供>95%的保护作用。植物油(大豆油和霍霍巴油)在马铃薯(图2A)或蕃茄(图2B)上无抵御晚疫病的保护活性。鱼油在马铃薯上提供84-91%的保护作用,在蕃茄上提供75%的保护作用(图2)。
将这四种鱼油类似地施用到马铃薯植株上,但植株是在喷雾后不同的时
间间隔侵染接种。有意思的是,在喷雾液风干后(0天,喷雾后约2小时)即刻侵染的植株上,、1还是在2%浓度下,保护活性均很低。然而,在喷雾后1天,或更晚些时候,至7天侵染的植株上观察到很高的保护作用(图3)。残留保护活性取决于所用的鱼油及其浓度。%浓度下,鳕鱼肝油HL在2%浓度下表现最佳,%浓度下表现最差,且2%浓度的毛鳞鱼油产生植物毒性。增加鱼油的浓度,增加鳕鱼肝油和墨鱼油的保护效力(图3)。用4%的鳕鱼肝油HL进行的类似实验表明在鱼油施用后0天侵染的马铃薯植株上有约20%的保护作用,而鱼油施用后第3-10天侵染的马铃薯植株上有约90%的保护作用。
鳕鱼肝油HL水溶液也以与对马铃著所描述的方式保护蕃茄植株(栽培品种FloridaBasket)抵御晚疫病。保护作用取决于喷雾与侵染间的间隔时间以及鱼油的浓度(图4)。
在侵染前3天,将鳕鱼肝油HL的***溶液施用于马铃薯植株的上叶面,、、1和2%(w/v)浓度下分别提供67、80、88和96%的保护作用。类似地施用EPAX-GT5500,、%浓度下分别提供93、93和99%的保护作用。在1%浓度下稍微有植物毒性产生。
另外,还对十六种其它的鱼油作了试验,试验其可能的防治晚疫病的保护作用。所有的鱼油均以其1%的水均质液施用于马铃著植株
(栽培品种Alpha或Bintje)和蕃茄植株(栽培品种Baby和FloridaBasket)的近轴叶面,并用致病疫霉(MR-1或S-49)在喷雾后第1、2或3天侵染。
结果(表1)因实验与鱼油而异。一般而言,所有的油在保护植物抵御晚疫病方面均是有效的。对各种鱼油而言,平均保护作用值介于67-91%的范围内。富含EPA的油(EPA28G来源于Nippon,EPAXGT5500来源于Jahres)提供最高的保护作用。
将上述鱼油溶解,使***%当量的EPA,喷雾至马铃薯植株(栽培品种Alpha)的近轴叶面上。对照植株仅用***喷雾。所有的植株均在喷雾后第2天用致病疫霉MR-1侵染接种。接种后4、5和7天记录病情,相对于***喷雾的植株计算%保护作用。所有的鱼油在防治晚疫病的保护作用方面均是高效的(表2)。,表明EPA不是鱼油中提供保护作用的唯一成分。
Ⅱ.横向保护将鱼油喷雾到马铃薯植株的近轴(上)叶面上,并用致病疫霉在其近轴或远轴(下)叶面侵染。图5给出由一实验得出的数据,其中侵染接种施用于从未处理植株和用各种浓度的鳕鱼肝油HL水溶液处理的植株上剥下的复叶上。鱼油处理的表面在所有施用浓度(1-4%)下均得到抵御晚疫病的高度的保护作用。在所有的采样天里,除了喷雾后0天之外,均得到了保护(比较图3)。与在喷雾后第3天接种的叶片上所观察到的最大保护相比,未处理的叶面也得到了保护,但程度要低些