专利名称：改良植物生长的方法
改良植物生长的方法本发明涉及使用亚砜亚胺(sulphoximine)的方法，其适于增强植物的内在防御和/或用于改良植物生长和/或用于提高植物对由真菌、细菌、病毒、MLO(类支原体)和/ 或RLO(类立克次氏体)引起的植物病害的抗性。已知植物会以特异性或非特异性抵御机制对诸如以下的天然应激条件做出反应，例如冷、热、干旱、创伤、病原体侵袭(病毒、细菌、真菌)、昆虫等，也会对除草剂做出反应(Pflanzenbiochemie,393-462 页，Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin,Oxford,Hans W. Heldt,1996. ；Biochemistry and Molecular Biology of Plants, 1102-1203 页，American Society of Plant Physiologists, Rockville, Maryland, eds. Buchanan, Gruissem, Jones，2000)。在该情况下，信号物质(例如由创伤产生的细胞壁成分)、或由病原体产生的特异性信号物质充当着植物信号转导链的诱导物，其最终导致抵御应激因素的防御分子形成。它们可采取以下形式，例如，(a)低分子量物质，例如植物抗毒素；(b)非酶蛋白质，例如病原体相关蛋白质(PR蛋白质)；(c)酶蛋白质，例如壳多糖酶、葡聚糖酶；或(d)必需蛋白质的特异性抑制剂，例如蛋白酶抑制剂、木聚糖酶抑制剂，其直接侵袭病原体或者妨碍病原体繁殖(Dangl和Jones，Nature 411，826-833，2001 ；Kessler和 Baldwin, Annual Review of Plant Biology，53，299—328，200 。另一种抵御机理是所谓的过敏反应(HR)，其由氧化应激介导并导致感染病灶周围的植物组织死亡，从而阻止依赖于活细胞的植物病原体扩散(Pennazio，New Microbiol. 18，229-240，1995)。在感染的另一个途径中，通过植物信使物质(plant messenger substance)将信号传递至未感染的组织，在所述组织中，其同样导致抵御反应被引发，并阻碍继发性感染的产生(系统获得抗性，SAR) (Ryals et al.，The Plant Cell 8，1809-1819，1996)。已经知道一系列与应激耐受性或病原体抵御相关的内源性植物信号物质。可提及以下几种水杨酸、苯甲酸、茉莉酮酸或乙烯(Biochemistry and Molecular Biology of Plants,第 850-929 页，American Society of Plant Physiologists, Rockville, Maryland, eds. Buchanan, Gruissem, Jones，2000)。这些物质中的一些或其稳定的合成衍生物及衍生的结构被施用于植物外部或作为拌种剂时也是有效的，并激活使植物应激或病原体耐受力增强的抵御反应(Sembdner, Parthier, Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 44,569-589,1993)。由水杨酸介导的抵御特别针对植物病原真菌、细菌和病毒(Ryals et al. , The Plant Cell 8，1809-1819，1996)。作用与水杨酸相当的已知的合成产品是苯并噻二唑，其能够产生抵抗植物病原真菌、细菌和病毒的保护效果(CGA 245704;通用名活化酯-S-甲基 (Acibenzolar-S-methyl)；商品名Bion ) (Achuo et al. , Plant Pathology 53(1)， 65-72,2004 ；Tamblyn et al.，Pesticide Science 55(6),676-677,1999 ；EP-OS 0 313 512)。属于氧脂素类的其它化合物(例如茉莉酮酸)及其引发的保护机制尤其对有害昆虫有活性(Walling, J. Plant Growth Regul. 19，195-216，2000)。
还进一步已知用选自新烟碱类(neonicotinoid)(氯代烟碱基 (chloronicotinyl))系列的杀虫剂处理植物会导致植物对非生物应激的抗性提高。这特别适用于物质吡虫啉(imidacloprid) (Brown et al. , Beltwide Cotton Conference Proceedings 2231-2237，2004)。这种保护是由受到诸如提高膜的稳定性、增大碳水化合物浓度、增强多元醇浓度和抗氧化剂活性等的影响的植物细胞的生理性质和生物化学性质产生的(Gonias et al. , Beltwide Cotton Conference Proceedings 2225-2229,2004) 进一步已知氯代烟碱基(chloronicotinyl)类对生物应激因素的作用(Crop Protection 19 (5),349-354,2000 ；Journal of Entomological Science 37(1), 101-112,2002 ；Annals of Biology(Hisar, India) 19(2),179-181,2003) 例如，选自新烟碱类(氯代烟碱基)系列的杀虫剂使选自致病相关蛋白质(PR蛋白质)系列的基因表达增强。I3R蛋白质主要支持植物抵御生物应激因素，例如植物病原真菌、细菌和病毒(DE 10 2005 045 174A ；DE 10 2005 022 994A 和 W 2006/122662A ；Thielert Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer,59(1),73-86,2006 ；Francis et al. , European Journal of Plant Pathology, publ. online 23.1.2009)。还已知用选自新烟碱类(氯代烟碱基)系列的杀虫剂处理遗传修饰植物导致植物的应激耐受力提高(EP 1 731 037A)，例如对除草剂草甘膦(glyphosate) (W0 2006/015697A)。因此，已知植物已获得多种可对较宽范围的有害生物(生物应激)和/或非生物应激产生有效抵御的内源性反应机制。培育健康且整齐生长的幼苗是农业、园艺和营林作物植物大规模生产和经济性管理的主要先决条件。农业、林业和园艺业中确立了大量用于幼苗的培育方法。此处所用培育基质除了蒸汽灭菌土壤(steam soil)外还有特异性基质(specific medium)，尤其是基于以下物质的基质白泥炭(white peat)、椰子纤维、岩棉(例如Grodan )、浮石、膨胀粘土(例如 Lecaton 或Lecadan )、粘土颗粒(例如kramis )、泡沫体(例如Baystrat )、蛭石、珍珠岩、人工土壤(例如Hygromull )或这些基质的结合物，将经杀菌剂和/或杀虫剂处理过或者未处理过的种子播种在所述基质中。在特殊作物例如烟草中，幼小植物通过所谓的漂浮法(float method或floating method)而促进生长(Leal, R. S. , The use of Confidor S in the float, a new tobacco seedlings production system in the South of Brazil. Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer(German edition)(2001),54(3),337-352 M ；Rudolph, R. D. ；Rogers, W. D. ；The efficacy of imidacloprid treatment for reduction in the severity of insect vectored virus diseases of tobacco. Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer(German edition) (2001)，54 (3)，311-336页)。在该法中，将种子播种到特定容器(例如多孔 Myropor盘)于特定的基于泥炭基质的培养料中，并随后用合适的营养液在容器中培养， 直到幼苗达到所需的移植大小(
图1)。在此，使容器漂浮在营养液上，因此使该培育方法有了上述名字(Leal，2011，见上)。在漂浮法中，选自新烟碱类(氯代烟碱基)的杀虫剂已使用了多年，用于防治刺吸式口器昆虫。在漂浮法中，植物通常用新烟碱类(氯代烟碱基)杀虫剂喷雾之后马上移植，或者用新烟碱类(氯代烟碱基)杀虫剂浇灌之后立即在田地中移植或在移植过程中浇灌(Leal，2001，见上；Rudolph and Rogers，2001，见上)。两种施用方法技术上都比较复杂。在此，为了保护出芽有性繁殖材料或无性繁殖材料免受病原菌和害虫侵害，使用杀菌剂和杀虫剂直到移植。植物保护产品、施用部位和时机、以及组合物的施用率的选择在该情况下主要取决于遇到的真菌病害和害虫的类型、组合物的具体作用方式和作用持续时间，并取决于植物耐受性，因此可直接适应各种作物和区域的具体要求。已描述过亚砜亚胺例如作为防治有害动物、特别是昆虫的药剂(例如美国专利申请 2005/228027A1、WO 2006/060029A2、WO 2007/095229A2、WO 2007/149134AU WO 2008/027539A1、WO 2008/027073A1 和 WO 2008/097235A1)。此外，借助于加入合适的盐——和如果合适添加剂——而增强的杀虫活性已针对亚砜亚胺的亚类进行了描述(W0 2007/068355)。现有技术中还不知道亚砜亚胺对于抵御植物的生物应激因素和/或非生物应激、 或者就植物生长而言是具有活性的。现已发现亚砜亚胺适于增强植物的内在防御(植物中的病原体防御)。在此，亚砜亚胺对植物产生了良好保护以使其免受真菌、细菌或病毒病原体侵害， 并且不影响对昆虫的防治。不欲拘泥于理论，目前认为对病原体的抵御是由于用至少一种亚砜亚胺处理而导致的I3R蛋白质诱导的结果。本发明的用途显示出上述优点，特别是在种子、土壤的处理中、在特定的培育和生长方法中(例如漂浮箱、岩棉、水栽培法)中、以及在茎和叶的处理中。亚砜亚胺与(尤其是)杀虫剂、杀真菌剂和杀细菌剂的结合物在植物病害的防治中显示协同作用。亚砜亚胺与遗传修饰品种的结合使用，就提高的非生物应激耐受而言，还额外地导致协同地改良生长。最后，根据本发明还发现亚砜亚胺不仅适于增强植物中病原体抵御，还适于改良植物生长和/或增强植物对由真菌、细菌、病毒、MLO(类支原体)和/或RLO(类立克次氏体)引起的植物病害的抗性、特别是对土传真菌病害的抗性、和/或适于提高植物对非生物应激因素的抗性。非生物应激因素可包括，例如干旱、冷和热条件、渗透胁迫、水涝、土壤含盐量的增加、对矿物质暴露的增加、臭氧条件、强光条件、有限的含氮营养素利用度、有限的含磷营养素利用度或避免遮光。本发明因此首先涉及至少一种选自亚砜亚胺类的化合物的用途，用于增强植物的内在防御和/或用于改良植物生长和/或用于增强植物对由真菌、细菌、病毒、ML0(类支原体)和/或RLO(类立克次氏体)引起的植物病害——特别是对土传真菌病害——的抗性、 和/或用于增强植物对非生物应激因素的抗性。尤其合适的亚砜亚胺由通式(I)描述
权利要求
1.至少一种选自亚砜亚胺类的化合物用于增强植物的内在防御和/或用于改良植物生长和/或用于增强植物对由真菌、细菌、病毒、MLO(类支原体)和/或RLO(类立克次氏体)所引起的植物病害的抗性和/或用于增强植物对非生物应激因素的抗性的用途。
2.权利要求1的用途，其特征在于所述至少一种亚砜亚胺选自通式(I)的亚砜亚胺类
3.权利要求1或2的用途，其特征在于所述至少一种亚砜亚胺选自(1-1)，N-[6-氯吡啶-3-基]甲基](甲基)氧-λ4-亚磺酰基氨腈(1-2)，N-[6-三氟甲基吡啶-3-基]甲基](甲基)氧-λ 4-亚磺酰基氨腈 (1-3)，N-甲基(氧){[2-氯-1，3-噻唑-5-基]甲基}_ λ 4-亚磺酰基氨腈 (1-4)，N-甲基(氧){[2-(三氟甲基)-1，3-噻唑-5-基]甲基}_ λ4-亚磺酰基氨腈 (1-5)，N-[6-氯吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亚磺酰基氨腈 (1-6)，N-[6-氯吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亚磺酰基氨腈非对映异构体 (1-7)，N-[6-氯吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亚磺酰基氨腈非对映异构体 (1-8)，N-[6-三氟甲基吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亚磺酰基氨腈 (I-9)，N-W-(1，1-二氟乙基)吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亚磺酰基氨腈 (1-10)，N-[6- 二氟甲基吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亚磺酰基氨腈 (1-11), N-甲基(氧){1-[2-(三氯甲基)吡啶-3-基]乙基}-λ4-亚磺酰基氨腈 (1-12), N-甲基(氧){1-[2-(五氟乙基)吡啶-3-基]乙基}-λ4-亚磺酰基氨腈 (1-13)，N-[6-氯二氟甲基吡啶-3-基]乙基](甲基)氧-λ 4-亚磺酰基氨腈 (1-14)，N-甲基(氧){1-[2-(三氟甲基)-1，3_噻唑-5-基]乙基}_ λ4-亚磺酰基氨腈(1-15)，N-甲基(氧){1-W-(三氟甲基)吡啶-3-基]环丙基-λ 4-亚磺酰基氨腈 (1-16)，N-甲基(氧){1- (6-氯吡啶-3-基)环丙基-λ 4-亚磺酰基氨腈 (1-17)，Ν-2- (6-氯吡啶-3-基)-1-氧四氢-1Η-1 λ 4-亚噻吩基氨腈 (1-18)，Ν-2- (6-三氟甲基吡啶-3-基)-1-氧四氢-1Η-1 λ 4-亚噻吩基氨腈 (1-19)，N-I-氧代-2- (2-三氟甲基-1，3-噻唑-5-基甲基)四氢-1- λ 6-亚噻吩-1-基氨腈(1-20)，N-I-氧代-2- (6-三氟甲基吡啶-3-基甲基)四氢-1-λ 6-亚噻吩-1-基氨腈 (1-21)，N-I-氧代-2- (6-氯吡啶-3-基甲基)四氢-1- λ 6-亚噻吩-1-基氨腈 (1-22)，N-I-氧代-2- (6-氯吡啶-3-基甲基)四氢-1- λ 6-亚噻吩-1-基氨腈非对映异构体(1-23)，N-I-氧代-2- (6-氯吡啶-3-基甲基)四氢-1- λ 6-亚噻吩-1-基氨腈非对映异构体。
4.权利要求1至3之一的用途，其特征在于用至少一种亚砜亚胺处理的植物是转基因的。
5.权利要求1至4之一的用途，用于保护植物免受生物的或非生物应激因素侵害。
6.权利要求1至5之一的用途，其特征在于所述至少一种亚砜亚胺与至少一种肥料结合使用。
7.至少一种选自所述亚砜亚胺类的化合物用于保护种子和正在发芽的植物、用于增强植物的内在防御和/或用于改良植物生长和/或用于提高植物对由真菌、细菌、病毒、 MLO(类支原体)和/或RLO(类立克次氏体)引起的植物病害的抗性的用途。
8.权利要求7的用途，其特征在于用营养液处理种子和/或正在发芽的植物，其中存在 0. 0005至0. 025重量％的至少一种亚砜亚胺，基于所述营养液的总重量计。
9.权利要求7或8的用途，其特征在于用于种子和/或正在发芽的植物的处理的所述至少一种亚砜亚胺为权利要求2或3的通式(I)的亚砜亚胺。
10.权利要求7至9之一的用途，其特征在于植物以漂浮法生长。
11.用于正在生长的植物和/或正在发芽的植物的营养液，包含下述量的至少一种亚砜亚胺、特别是权利要求2或3的通式(I)的亚砜亚胺，即有效地增强植物的内在防御和/ 或改良植物生长和/或增强植物对由真菌、细菌、病毒、MLO(类支原体)和/或RLO(类立克次氏体)引起的植物病害的抗性。
12.权利要求11的营养液，其特征在于所述营养液中至少一种亚砜亚胺的含量为 0. 0005至0. 025重量％，基于所述营养液的总重量计。
13.权利要求11或12之一的营养液的用途，用于增强植物的内在防御和/或用于改良植物生长和/或用于增强植物对由真菌、细菌、病毒、MLO(类支原体)和/或RL0(类立克次氏体)引起的植物病害的抗性。
14.权利要求13的用途，用于使植物从繁殖材料——包括种子——中生长出来。
15.至少一种选自所述亚砜亚胺类的化合物、特别是至少一种权利要求2或3之一的通式(I)的亚砜亚胺的用途，用于诱导植物中的ra蛋白质。
16.权利要求1至10或13至15之一的用途，其特征在于所述植物为草坪；藤本植物；谷类，例如小麦、大麦、黑麦、燕麦、稻、玉米和黍/高粱；甜菜，例如糖用甜菜和饲用甜菜；果实，例如梨果、核果和小果，如苹果、梨、李、桃、杏、樱桃，和浆果，如草莓、悬钩子、黑刺莓；豆类，例如菜豆、滨豆、豌豆和大豆；油料作物，例如油菜、芥菜、罂粟、橄榄、向日葵、椰子、蓖麻油植物、可可豆和花生；葫芦科植物，例如南瓜、黄瓜和甜瓜；纤维植物，例如棉花、亚麻、大麻和黄麻；柑橘类水果，例如橙、柠檬、葡萄柚和柑桔；蔬菜，例如菠菜、莴苣、芦笋、甘蓝品种、胡萝卜、洋葱、番茄、马铃薯和铃状椒；樟科，例如鳄梨、樟树、樟脑；烟草；坚果；咖啡；茄子；甘蔗；茶；胡椒；葡萄树；啤酒花；香蕉；胶乳植物和观赏植物，例如花、灌木、落叶树和针叶树。
全文摘要
本发明涉及至少一种选自亚砜亚胺类化合物的用途，用于提高植物的内在防御力和/或用于改良植物生长和/或增强植物对由真菌、细菌、病毒、MLO(类支原体)和/或RLO(类立克次氏体)引起的植物病害的抗性和/或用于增强植物对非生物应激因素的抗性。
文档编号A01N43/78GK102196727SQ200980142927
公开日2011年9月21日 申请日期2009年8月17日 优先权日2008年8月29日
发明者H·亨格伯格, P·耶施克, W·蒂勒特 申请人:拜尔农作物科学股份公司