丙硫菌唑用于诱导宿主防御反应的用图
【专利说明】丙硫菌唑用于诱导宿主防御反应的用途
[0001] 本发明涉及丙硫菌唑用于诱导植物中的宿主防御反应的新用途。
[0002] 假定所有植物均具有抵御病原体侵袭自身的内在能力。可诱导植物以部署强化防 御，并且这可以通过各种刺激和化学品诱发。在自然环境中，植物的抗病性反应可以通过 例如微生物、昆虫或非生物胁迫如干旱或热诱导。许多种类的细菌、真菌、病原体衍生的分 子、真菌的细胞壁组分、肽或植物提取物已经作为作物病害的生物防治剂或天然防治剂市 售。这些生物因子可诱导植物中的系统获得抗性（systemic acquired resistance，SAR) (B. ff. M. Verhagen et al., in Mol Plant Microbe Interact. (2004),vol. 17,pp. 895-908 ； H.Takahashi et al.，in Phytopathology. (2006)，vol. 96, pp. 908-916)。SAR 的 合成化学诱导剂也是已知的（V. Toquin et al. in 'Modern Crop Protectioon Compounds'，W.Kr这met",et al. (eds)，2012, Vol. 2, pp. 909-928)〇
[0003] 诱导抗性通常是具有持久效果的系统性反应，其赋予了广谱抗性。诱导抗性受信 号传导通路网络调节，所述信号传导通路包括内源性植物激素，特别是水杨酸（SA)、茉莉酮 酸（JA)(图1)和乙烯。
[0004]
[0005] 图1?植物激素
[0006] 植物激素水杨酸（salicylic acid，SA)主要参与植物抵抗生物和非生物胁迫的 防御反应。SA的外源性施用赋予了胁迫耐受性（Ashraf et al.，in:Critical Reviews in Plant Sciences(2010)，29(3)， 162-190 ;Rivas_San and Plasencia in:Journal of Experimental Botany(2011)62(10), 3321 - 3338)。SA 诱导的胁迫耐受性--其为 系统获得抗性--对于抵抗广泛的非生物胁迫以及抵抗真菌、细菌、卵菌（〇〇mycetal)、 病毒或者甚至是线虫感染是有效的（Hammerschmidt in:Advances in Botanical Research(2009), 51(Plant Innate Immunity), 173-222. ；Mukherjee et al. in:Archives of Phytopathology and Plant Protection (2012) ,45 (16) ,1909-1916)。在杀真菌剂 市场中的一些诱导宿主植物抗性的化合物为SA的模拟化合物，例如阿拉酸式苯-S-甲 基(acibenzolar-S-methyl) (V.Toquin et al.,. in: 'Modern Crop Protectioon Compounds, , ff.Krameret al. (eds), 2012, Vol. 2, pp. 909-928 ；ffu et al. in:Cell Reports(2012), 1(6), 639-647)〇
[0007] 发现许多生物和非生物胁迫增加了对于例如冷（Lissarre et al.，in:Plant Signaling&Behavior(2010), 5(8)，948-952)、干旱（Abreu and Munne-Bosch, in:Environmental and Experimental Botany(2008)，64(2)，105-112、 氨基酸腫氨酸（Chen et al?，在 Amino Acids (2011)，40 (5)，1473-1484 中）、胞外 核苷酸（Chen et al.，in:Amino Acids(2011)，40(5) ,1473-1484)，extracellular nucleotides(Zhang et al.in:Plant Journal (2009)，57(2)，302_312)或感染（Schmelz et al. in:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (2003) ,100(18) ,10552-10557)的SA水平。这意指胁迫本身能通过SA信号传 导诱导随后的胁迫抗性（SAR)。因此这种SA累积的诱导足以在植物中诱导SAR(M. Ashraf et al. in Critical Reviews in Plant Sciences (2010)，29(3)，162-190)。
[0008] SA 介导的 SAR 通常与诱导系统性抗性（induced systemic resistance，ISR) 不同。ISR与SAR相反，并且因茉莉酮酸和乙烯信号传导而与水杨酸信号传导相互对 抗(Pieterse et al. in:Biology of Plant-Microbe Interactions(2006)，5, 188-194 ; Pieterse et al.in:Nature Chemical Biology(2009)，5(5), 308-316)。然而，最近对 基因表达谱数据的更全面的解释表明SA也参与ISR的建立，并且SAR和ISR彼此非常 类似（Mathys et al.in:Frontiers in Plant Science(2012)，3，108. doi:10.3389/ fpls. 2012. 00108)。
[0009] SA诱导的SAR蔓延于整个植物。SA和SAR对植物基因表达的作用在SA诱导或施 用之后持续很长时间。这一作用在概念上描述为引发（priming) (Conrath 2011in:Trends in Plant Science (2011) ,16(10) ,524-531)。引发的本质是组蛋白和DNA上的表观遗 传染色质修饰（Jaskiewicz et al. in:EMB0 Reports (2011)，12(1)，50-55 ;Dowen et al.in:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (2012)，109 (32)，E2183-E2191，SE2183/l-SE2183/252)。该作用甚至是可遗传 的（Luna et al?，在 Plant Physiology (2012) ,158 (2) ,844-853 中）。一般而言，表观遗 传SA作用与植物抵抗生物攻击的防御反应类似（Berr et al. in:Cellular Microbiolo gy(2012)14(6)，829 - 839)。
[0010] SA累积也能诱导局部获得（local acquired resistance)抗性，例如在特别易受 到影响的植物部分中。局部获得的SA诱导的抗性随后可通过蔓延整个植物而导致系统获 得抗性。
[0011] 令人惊讶的是，已发现杀真菌剂丙硫菌唑诱导植物中的水杨酸的累积，并因此诱 导植物中的宿主防御反应。这种由丙硫菌唑对宿主防御反应的诱导已通过基因表达分析证 实。
[0012] 因此本发明涉及杀真菌剂丙硫菌唑诱导植物中的宿主防御反应的新用途。
[0013] 根据本发明，宿主防御反应为植物的局部或系统防御反应，优选植物的系统性防 御反应。本发明优选的宿主防御反应为局部或系统获得抗性（SAR)，更优选系统获得抗性 (SAR)。本发明特别优选的宿主防御反应是植物中的水杨酸的累积。
[0014] 因此，本发明优选涉及杀真菌剂丙硫菌唑的这类用途：其中对植物、植物部分或种 子的处理诱导局部性或系统获得抗性（SAR)，特别是系统获得抗性（SAR)。
[0015] 通过用杀真菌剂丙硫菌唑处理植物、植物部分或种子，经诱导的抗性可以以经处 理的植物部分或种子中的局部获得抗性开始，并通过蔓延遍布整个植物而导致系统获得抗 性（SAR)。由于系统获得抗体（SAR)保护植物所有部分，甚至是新生长的部分，因此这种系 统性防御反应是本发明优选的宿主防御反应。
[0016] 根据优选的实施方案，本发明涉及杀真菌剂丙硫菌唑的这类用途：其中对植物或 植物部分的处理诱导局部获得性抗性（SAR)。
[0017] 根据另一优选的实施方案，本发明涉及杀真菌剂丙硫菌唑的这类用途：其中对植 物或植物部分的处理诱导系统获得抗性（SAR)。
[0018] 根据另一优选的实施方案，本发明涉及杀真菌剂丙硫菌唑的这类用途：其中对种 子的处理诱导系统获得抗性（SAR)。
[0019] 根据本发明的另一优选的实施方案，用丙硫菌唑对植物、植物部分或种子的处理 诱导植物中的水杨酸的累积。
[0020] 根据本发明的另一优选的实施方案，用丙硫菌唑对植物、植物部分或种子的处理 诱导植物中的防御基因的表达。
[0021] 化学名为2-[2-(I-氣环丙基）(2 -氣苯基）轻丙基]-1，2- _. 氢-3H-1，2, 4-三唑-3-硫酮（化合物A)的丙硫菌唑（CAS登记号178928-70-6)及其制备 方法记载于W0-A 96/16048中。
[0022] 丙硫菌唑作为杀真菌剂是众所周知的[参见The Pesticide Manual, Fifteenth Edition, C. D. S. Tomlin (Ed. )，2009, BCPC Publications]。包括杀真菌剂丙硫菌唑的三挫 杀菌剂作为留醇生物合成抑制剂也是众所周知的，参见FRAC分类（FRAC网址http://www/ frac. info/)，特别是亚类G1。特别已知的是，包括杀菌剂丙硫菌唑的三唑杀菌剂是真菌甾 醇C14脱甲基酶cyp51 -一其为细胞色素P450单加氧酶一一的抑制剂。然而，迄今为止，三 唑杀真菌剂、特别是杀真菌剂丙硫菌唑作为宿主防御诱导剂的用途在以前从未报道过。由 于其他称为留醇生物合成抑制剂的三唑杀真菌剂表现为不太重要的宿主防御反应诱导物 和SA累积诱导物，因此丙硫菌唑诱导宿主防御反应和水杨酸累积的作用是更令人惊讶的。
[0023] 本发明丙硫菌唑的使用增加了植物抵抗植物致病病原体或害虫的抗性，所述害虫 例如植物病原真菌、卵菌、细菌、病毒、类病毒、类支原体生物体、原生动物、昆虫、螨虫或线 虫。
[0024] 本发明丙硫菌唑的使用特别增加了抵抗真菌和卵菌病害的病原体的植物抗性。
[0025] 这类真菌病害的病原体的非限制性实例包括：
[0026] 由白粉病病原体引起的病害：例如布氏白粉菌属（Blumeria)菌种，例如禾本 科布氏白粉菌（Blumeria graminis);叉丝单囊壳属（Podosphaera)菌种，例如白叉丝 单囊壳（Podosphaera leucotricha);单囊壳属（Sphaerotheca)菌种，例如凤仙花单囊 壳（Sphaerotheca fuliginea);钩丝壳属（Uncinula)菌种，例如葡萄钩丝壳（Uncinula necator)；
[0027] 由锈病病原体引起的病害，例如胶锈菌属（Gymnosporangium)菌种，例如褐色 胶锈菌（Gymnosporangium sabinae);盤孢锈属（Hemileia)菌种，例如咖啡盤孢锈属 (Hemileia vastatrix);层锈菌属（Phakopsora)菌种，例如豆薯层锈菌（Phakopsora pachyrhizi)和山马幢锈菌（Phakopsora meibomiae);柄锈菌属（Puccinia)菌种，例如隐 匿柄锈菌（Puccinia recondite)或小麦叶锈菌（P.triticina)、小麦杆锈菌（P. graminis) 或小麦条锈菌（P. striiformis);单胞锈菌属（Uromyces)菌种，例如疏顶单胞锈菌 (Uromyces appendiculatus)；
[0028] 由卵菌纲（Oomycetes)类病原体引起的病害：例如白锈属（Albugo)菌种，例如白 锈菌（Algubo Candida);盘霜霉属（Bremia)菌种，例如萬苣盘霜霉（Bremia lactucae); 霜霉属（Peronospora)菌种，例如豌豆霜霉（Peronospora pisi)和十字花科霜霉 (P.brassicae);疫霉属（Phytophthora)菌种，例如致病疫霉（Phytophthora infestans); 轴霜霉属（Plasmopara)菌种，例如葡萄生轴霜霉（Plasmopara viticola);假霜霉属 (Pseudoperonospora)菌种，例如草假霜霉（Pseudoperonospora humuli)或古巴假霜 霉（Pseudoperonospora cubensis);腐霉属（Pythium)菌种，例如终极腐霉（Pythium ultimum)〇
[0029] 由下述病原体引起的叶斑枯病（Leaf blotch)和叶萎蔫病（leaf wilt)病害： 例如链格孢属（Alternaria)菌种，例如早疫病链格孢（Alternaria solani);尾孢属 (Cercospora)菌种，例如菜生尾抱（Cercospora beticola);枝抱属（Cladiosporium)菌 种，例如黄瓜枝抱（Cladiosporium cucumerinum);旋抱腔菌属（Cochliobolus)菌种，例 如禾旋孢腔菌（Cochliobolus sativus)(分子孢子形式：德氏霉属（Drechslera)，同义 词：长懦抱属（Helminthosporium));宫部旋抱霉（Cochliobolus miyabeanus);炭疽菌属 (Colletotrichum)菌种，例如菜豆炭疽菌（Colletotrichum lindemuthanium);锈斑病菌 属（Cycloconium)菌种，例如孔雀斑病（Cycloconium oleaginum);间座壳属（Diaporthe) 菌种，例如柑桔间座壳（Diaporthe citri);痂囊腔菌属（Elsinoe)菌种，例如柑桔痂囊腔 菌（Elsinoe fawcettii);盘长孢属（Gloeosporium)菌种，例如悦色盘长孢（Gloeosporium laeticolor);小丛壳属（Glomerella)菌种，例如围小丛壳（Glomerella cingulata); 球座菌属（Guignardia)菌种，例如葡萄球座菌（Guignardia bidwelil);小球腔菌属 (Leptosphaeria)菌种，例如斑污小球腔菌（Leptosphaeria maculans);颖枯小球腔菌 (Leptosphaeria nodorum);大毁壳属（Magnaporthe)菌种，例如灰色大毁壳（Magnaporthe grisea);微座抱属（Microdochium)菌种，例如雪霉微座抱（Microdochium nivale);球腔 菌属（Mycosphaerella)菌种，例如禾生球腔菌（Mycosphaerella graminicola)、落花生 球腔菌（M. arachidicola)和斐济球腔菌（M. fijiensis);壳针抱属（Phaeosphaeria)菌 种，例如颖枯壳针孢（Phaeosphaeria nodorum);核腔菌属（Pyrenophora)菌种，例如圆核 腔菌（Pyrenophora teres)、偃麦草核腔菌（Pyrenophora tritici repentis);柱隔抱属 (Ramularia)菌种，例如辛加柱隔孢（Ramularia collo-cygni)、白斑柱隔孢（Ramularia areola);卩彖抱属（Rhynchosporium)菌种，例如黑麦卩彖抱（Rhynchosporium secalis); 针孢属（Septoria)菌种，例如斧菜小壳针孢（Septoria apii)、番前壳针孢（Septoria lycopersii);核瑚菌属（Typhula)菌种，例如肉孢核瑚菌（Typhula incarnata);黑星菌属 (Venturia)菌种，例如苹果黑星病菌（Venturia inaequalis);
[0030] 由下述病原体引起的根和茎的病害：例如，伏革菌属（Corticium)菌种，例如 禾伏革菌（Corticium graminearum);镜抱属（Fusarium)菌种，例如尖镜抱（Fusarium oxysporum);顶囊壳属（Gaeumannomyces)菌种，例如禾顶囊壳（Gaeumannomyces graminis);丝核菌属（Rhizoctonia)菌种，例如立枯丝核菌（Rhizoctonia solani);例 如由稻帚枝杆孢（Sarocladium oryzae)引起的帚枝杆孢属（Sarocladium)病害；由例如 稻腐小核菌（Sclerotium oryzae)引起的小核菌属（Sclerotium)病害；Tapesia属，例如 Tapesia acuformis;根串珠霉属（Thielaviopsis)菌种，例如根串珠霉（Thielaviopsis basicola)；
[0031] 由下述病原体引起的肉穗花序或散穗花序病害（包括玉米穗轴）：例如，链格 孢属（Alternaria)菌种，例如链格孢属（Alternaria spp.);曲霉属（Aspergillus)菌 种，例如黄曲霉（Aspergillus flavus);枝孢属（Cladosporium)菌种，例如芽枝状枝孢 (Cladosporium cladosporioides);麦角菌属（Claviceps)菌种，例如麦角菌（Claviceps purpurea);镰孢属（Fusarium)菌种，例如黄色镰孢（Fusarium culmorum);赤霉属 (Gibberella)菌种，例如玉蜀泰赤霉（Gibberella zeae);小幽线壳属（Monographella)菌 种，例如雪腐小画线壳（Monographella nivalis);针孢属（Septoria)属，例如颖枯壳多孢 (Septoria nodorum)；
[0032] 由黑粉菌引起的病害，例如，轴黑粉菌属（Sphacelotheca)菌种，例如丝孢堆黑 粉菌（Sphacelotheca reiliana);腥黑粉菌属（Tilletia)菌种，例如小麦网腥黑粉菌 (Tilletia caries)、小麦矮腥黑粉菌（T.controversa);条黑粉菌属（Urocystis)菌种，例 如隐条黑粉菌（Urocystis occulta);黑粉菌属（Ustilago)菌种，例如裸黑粉菌（Ustilago nuda)、小麦散黑粉菌（U. nuda tritici);
[0033] 由下列病原体导致的果实腐烂：例如曲霉属（Aspergillus)菌种，例如黄 曲霉（Aspergillus flavus);葡萄孢属（Botrytis)菌种，例如灰葡萄孢（Botrytis cinerea);青霉属（Penicillium)菌种，例如扩展青霉（Penicillium expansum)和产 紫青霉（P.purpurogenum);核盘菌属（Sclerotinia)菌种，例如核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum);轮枝抱属（Verticilium)菌种，例如黑白轮枝菌（Verticilium alboatrum)；
[0034]由下述病原体引起的种子腐烂的和土壤传播的腐烂、发霉、萎蔫、腐坏和立枯 病：例如，链格孢属（Alternaria)菌种，例如芸薹链格孢（Alternaria brassicicola); 丝囊霉属（Aphanomyces)菌种，例如根腐丝囊霉（Aphanomyces euteiches);壳二孢 属（Ascochyta)菌种，例如兵豆壳二抱（Ascochyta lentis);曲霉属（Aspergillus) 菌种，例如黄曲霉（Aspergillus flavus);枝孢属（Cladosporium)菌种，例如草本枝 孢（Cladosporium herbarum);旋孢腔菌属（Cochliobolus)菌种，例如禾旋孢腔菌 (Cochliobolus sativus)(分生孢子形式：德氏霉属，平脐懦孢属（Bipolaris)同义 词：长懦孢菌（Helminthosporium));炭疽菌属（Colletotrichum)菌种，例如毛核炭疽 菌（Colletotrichum coccodes);镜抱属（Fusarium)菌种，例如黄色镜抱（Fusarium culmorum);赤霉属（Gibberella)菌种，例如玉蜀黍赤霉（Gibberella zeae);壳球孢属 (Macrophomina)菌种，例如菜豆壳球抱（Macrophomina phaseolina);小幽线壳属，例如 雪腐小画线壳；青霉属，例如扩展青霉；茎点霉属（Phoma)菌种，例如黑胫茎点霉（Phoma lingam);拟莖点霉属（Phomopsis)菌种，例如大豆拟莖点霉（Phomopsis sojae);疫霉属 (Phytophthora)菌种，例如恶疫霉（Phytophthora cactorum);核腔菌属（Pyrenophora) 菌种，例如麦类核腔菌（Pyrenophora graminea);梨孢属（Pyricularia)菌种，例如稻梨 孢（Pyricularia oryzae);腐霉属（Pythium)菌种，例如终极腐霉（Pythium ultimum); 丝核菌属（Rhizoctonia)菌种，例如立枯丝核菌；根霉菌属（Rhizopus)菌种，例如稻根 霉菌（Rhizopus oryzae);小核菌属（Sclerotium)菌种，例如齐整小核菌（Sclerotium rolfsii);壳针孢属（Septoria)菌种，例如颖枯壳针孢（Septoria nodorum);核瑚菌属 (Typhula)菌种，例如肉抱核瑚菌（Typhula incarnata);轮枝抱菌属（Verticillium)菌 种，例如大丽花轮枝孢（Verticillium dahliae);
[0035] 由下述病原体引起的癌性病害、菌癭和扫帚病（witches'broom):例如丛赤壳属 (Nectria)菌种，例如仁果干癌丛赤壳菌（Nectria galligena);
[0036] 由下述病原体引起的萎缩病害：例如链核盘菌属（Monilinia)菌种，例如核果链 核盘菌（Monilinia laxa)；
[0037] 由下述病原体引起的叶孢病和卷叶病：例如外担菌属（Exobasidium)菌种，例如 坏损外担菌（Exobasidium vexans);
[0038] 外囊菌属（Taphrina)菌种，例如畸形外囊菌（Taphrina deformans);
[0039] 由下述病原体引起的木本植物退化病害：例如由根