Средство, повышающее устойчивость сельскохозяйственных культур к грибной инфекцииПатент на изобретение №: 2080788 Автор: Озерецковская О.Л., Ильинская Л.И., Васюкова Н.И., Чаленко Г.И., Леонтьева Г.В., Караваева К.А., Агафонов Ю.В., Удалова Л.С., Белоцерковец В.М. Патентообладатель: Агафонов Юрий Владимирович Дата публикации: 10 Июня, 1997 Адрес для переписки: подача заявки15.12.1992 публикация патента10.06.1997 Изображения  Сельское хозяйство и защита культурных растений от болезней. Предложено использовать в качестве средств, повышающих устойчивость растений к фитопатогенам, алкеновые кислоты C22-ряда, содержащие 4 - 6 двойных связей, в концентрации 10-8-10-7 М. 4 табл. , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к области сельскохозяйственной биотехнологии и касается защиты культурных растений от биологических повреждений с помощью веществ, повышающих устойчивость растений к фитопатогенам. Проблема защиты растений возникла, видимо, одновременно с зарождением земледелия направленного выращивания сельскохозяйственных культур для удовлетворения человеческих потребностей и до настоящего времени совершенно не утратила актуальности. Наиболее широко распространенный способ защиты растений состоит в периодической обработке посевов инсектицидами, фунгицидами и другими подобными агентами химической или биологической природы, вызывающими гибель вредителей и возбудителей болезней или подавляющих их развитие. Подобная обработка должна производиться неоднократно, эффективность ее зависит от погодных условий, фазы развития вредителя или фитопатогена и от других обстоятельств. Химические агенты, используемые для борьбы с болезнями и вредителями растений, не обладают, как правило, избирательностью по отношению к конкретному сельскохозяйственному вредителю и могут разрушать природные биогеоценозы, вызывая, например, гибель полезных видов. Известен принцип защиты культурных растений от болезней, сводящийся к получению отдельных сортов растений, устойчивых к тем или иным возбудителям болезни. Устойчивые сорта получают или в результате селекционной работы, или за счет методов генетической инженерии /1/. Однако практическая реализация этого принципа встречает затруднения и требует значительной творческой работы. Приходится учитывать и то обстоятельство, что придать таким путем устойчивость к конкретным заболеваниям можно отдельным наиболее ценным сортам, в то время как на практике используются десятки районированных сортов культурных растений и создать гибридные формы для всех них просто невозможно. Кроме того, вновь созданные сорта, устойчивость которых основывается на наличии единичных генов, быстро начинают поражаться болезнями в силу высоких адаптационных возможностей патогенов. Существует и еще один подход к повышению биологической устойчивости растений к повреждающим факторам биологической природы стимулирование у растений собственных защитных механизмов. Были предприняты некоторые успешные попытки повышения устойчивости растений за счет иммунизации предварительной обработки растительных тканей несовместимыми расами патогенов или их ослабленными культурами /2/. Главное ограничение метода реальная опасность возникновения эпифитотий и сомнительная экономическая целесообразность непосредственной полевой обработки сельскохозяйственных культур. Гораздо более перспективным направлением оказалась иммунизация растений не живыми биологическими объектами, а продуктами их метаболизма. Метаболиты фитопатогенов, индуцирующие у растений механизмы защиты от биологических повреждений, с 70-х годов стали называться индукторами или элиситорами. Попытки иммунизации растений культуральными фильтратами или вытяжками из фитопатогенов предпринимались давно, но однозначно положительных и достоверных результатов получено не было. Было установлено, однако, что липогликопротеидный комплекс, выделенный из мицелия возбудителя фитофтороза Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, содержащий 60% липидов, 35% углеводов и 5% веществ, дающих положительную пробу по Лоури, проявляет свойства биогенного индуктора защитных реакций растений и в малых концентрациях вдвое повышает устойчивость картофеля, сахарной свеклы и томатов к целому ряду болезней. В ходе дальнейших исследований установили, что биологически активные вещества липогликопротеидного комплекса с исковыми свойствами локализованы в его липидной фракции. Параллельно выделили элиситоры углеводной природы, идентифицированные как глюканы клеточной стенки возбудителя фитофтореза, имеющие бета-1-3-связи в основной цепи и бета-1-6-связи в разветвленных цепях. Было обнаружено в то же время, что суммарная липидная фракция липогликопротеидного комплекса сохраняет элиситорные способности полного комплекса. Более подробное излучение липидной фракции позволило заключить, что индукторами, повышающими устойчивость растений к биологическим повреждениям, являются такие ненасыщенные жирные С20 кислоты с несколькими двойными связями (алкеновые кислоты ряда C20), как арахидоновая (эйкозатетраеновая), эйкозапентаеновая и эйкозатриеновая, а в некоторой степени и алкеновые кислоты C18 ряда линолевая и линоленовая, причем последние три обладали значительно меньшей активностью (примерно в 10 30 раз). Способность повышать устойчивость растений к биоповреждениям была обнаружена у некоторых продуктов окисления арахидоновой и эйкозапентаеновой кислот простгландинов и тромбоксанов. Однако круг потенциальных источников элиситоров не ограничивается метаболитами возбудителя фитофтороза, и элиситоры были выявлены среди метаболитов многих грибов, в частности, Fusarium culmorum; дрожжей, например, Saccharomuces cerevisiae; некоторых бактерий, таких как Pseudomonas solanacearum. С точки зрения химической структуры известные элиситоры могут принадлежать к классам полисахаридов (глюканы, хитозан), полипептидов, гликопротеинов, липидов. Упомянутыми классами соединений исчерпывается круг известных элиситоров, стимулирующих защитные функции растений, причем ассортимент идентифицированных и подробно изученных элиситоров довольно ограничен. Очевидным является то, что расширение номенклатуры веществ, повышающих биологическую устойчивость растений, представляет не только теоретический, но и значительный практический интерес, в частности, и потому, что можно предполагать появление различных механизмов действия со стороны соединений, отличающихся химической структурой. Цель изобретения изыскание новых соединений, обладающих способностью повышать биологическую устойчивость растений к биоповреждениям. Исследованиями заявителя впервые показано, что алкеновые кислоты C20 ряда обладают способностью повышать устойчивость растений к биоповреждениям, в особенности вызываемыми фитопатогенными микроорганизмами. Одним из важнейших изученных механизмов возникновения индуцированной устойчивости инициация синтеза специфических антибиотических веществ - фитоалексинов. Корреляция между этими явлениями строго доказана, и индуцирующие синтез фитоалексинов вещества с высокой степенью вероятности рассматриваются как потенциальные индукторы приобретенного растениями иммунитета. Экспериментальным путем заявитель впервые показал, что алкеновые кислоты C22 ряда способны индуцировать синтез ришитина основного фитоалексина картофеля, и сведения об их сравнительном индуцирующем эффекте представлены в таблице 1. Хотя индуцирующая активность таких алкеновых кислот ряда C20, как эйкозатетраеновая (арахидоновая) и эйкозапентаеновая, выше, кислоты ряда C22 ( докозатетраеновая, докозапентаеновая и докозагексаеновая) показали активность, превышающую активность алкеновых кислот ряда C18, в частности, линоленовой и линолевой кислот. Способность стимулировать синтез фитоалексинов связывается обычно с индуцированием локальной устойчивости растительной ткани к биологическому повреждению. Под локальной устойчивостью понимается способность непосредственно иммунизированной ткани и ее ближайшего окружения противостоять атаке фитопатогена. Для исследования локальной устойчивости растительной ткани были приготовлены диски, вырезанные из внутренней флоэмы предварительно промытых и высушенных клубней картофеля. На верхнюю поверхность диска равномерно наносили 0,05 мл раствора исследуемого вещества, а через 2 3 часа суспензию зооспор совместимой или несовместимой с сортом картофеля расы возбудителя фитофтороза. Инфицирование осуществляли 0,05 мл суспензии зооспор с концентрацией 10 спор/мл. Учет результатов проводили через 72 часа инкубации инфицированных дисков во влажной камере. О степени поражения растительной ткани несовместимой расой фитопатогена судили по количеству клеток, некротизировавшихся в ответ на инфицирование: чем меньше клеток некротизировалось фитопатогеном, тем более высок уровень приобретенного иммунитета. О степени поражения растительной ткани совместимой расой судили по количеству клеточных рядов в каждом диске, в которые проникли гифы патогенного гриба: чем меньше рядов поражено, тем более высок уровень приобретенного иммунитета. Сравнительная эффективность известных элиситоров алкеновых кислот C20 ряда и предлагаемых стимуляторов иммунитета у растений алкеновых кислот C22 ряда приводится в таблице 2. Видно, что по сравнению с алкеновой кислотой ряда C20 (арахидоновой кислотой) кислоты ряда C22 (докозапентаеновая и докозагексаеновая) проявляют несколько более низкую активность во всем диапазоне исследованных концентраций. Известно, однако, что элиситоры стимулируют не только локальную, но и системную устойчивость растительной ткани. Под системной устойчивостью понимается способность ткани, непосредственно не контактировавшей с иммуногеном и удаленной от места иммунизации, противостоять атаке фитопатогена. Системная устойчивость клубней картофеля развивается во времени (примерно через 7-10 суток) и длительно сохраняется. Для исследования системной устойчивости промытые и высушенные клубни картофеля были обработаны растворами исследуемых веществ, и через 10 суток из внутренней флоэмы были вырезаны цилиндрики, проходящие через весь клубень. Цилиндрики были разрезаны на несколько параллельных дисков, верхняя поверхность каждого диска инфицировалась фитопатогеном, и все диски инкубировались в течение 72 часов во влажной камере. Оценка полученных результатов проводилась, как описано выше. Развитие системной устойчивости не связано с синтезом фитоалексинов, поскольку индукция системной устойчивости имела место при концентрациях иммуногенов, не вызывающих синтеза фитоалексинов. Способность алкеновых кислот ряда C22 индуцировать системную устойчивость растительных тканей к биоповреждениям демонстрируется данными таблицы 3. Отчетливо видно, что алкеновые кислоты ряда C22 по способности стимулировать системную устойчивость не уступают элиситорам из ряда C20 алкеновых кислот. Таким образом, представленные материалы позволяют заключить, что алкеновые кислоты ряда C22 индуцируют синтез фитоалексинов и сообщают растительной ткани локальную устойчивость к возбудителю фитофтороза, хотя и в меньшей степени, чем наиболее активные аналогичные кислоты ряда C20; алкеновые кислоты ряда C22 индуцируют системную устойчивость растительных тканей к возбудителю фитофтороза примерно в той же степени, что и аналогичные кислоты ряда C20. Иными словами, алкеновые кислоты ряда C22 обладают способностью стимулировать устойчивость растений к биоповреждениям, но по характеру действия отличаются от наиболее близких к ним по химической структуре и биологическому действию алкеновых кислот ряда C20, являющихся ближайшими аналогами предложенных соединений. Отличия в характере биологического действия, видимо, первично связаны с особенностями их химической структуры и это сопоставление проведено в таблице 4. Сами по себе алкеновые кислоты ряда C22 известны, но практического применения пока не нашли. Сведения об их способности стимулировать биоустойчивость растений в доступной патентной и научно технической литературе не обнаружены. Заявителем были исследованы наиболее доступные представители алкеновых кислот C22 ряда, выделенные из липидов животного происхождения. Присутствия исследованных алкеновых кислот в липидных фракциях фитопатогенных микроорганизмов однозначно не доказано, хотя такая возможность совсем не исключается, тем более, что сведения о наличии в липидах возбудителя фитофтороза некоторых алкеновых кислот (в частности, эруковой кислоты C22:1) имеются. На этом основании причислять в настоящее время докозапентаеновую и докозагексаеновую кислоты к классу элиситоров преждевременно, но можно уверенно констатировать, что упомянутые кислоты проявляют явный и выраженный элиситорный эффект. Выводы о стимулировании алкеновыми кислотами ряда C22 устойчивости растений к фитопатогенам, сделанные на основе представленных материалов, должны быть признаны корректными, принимая во внимание следующие известные научные факты об общих свойствах элиситоров, обобщенные в обзорной работе по этой проблеме: элиситоры являются веществами неспецифического действия; элиситоры, обладающие сходной биологической активностью, могут быть выделены из мицелия всех рас возбудителя фитофтороза независимо от наличия у них генов вирулентности; различными элиситорами возбудителя фитофтороза удавалось успешно иммунизировать сорта картофеля как обладающие R-генами фитоустойчивости, так и универсально-восприимчивые к этому патогену; элиситоры возбудителя фитофтороза способны индуцировать устойчивость картофеля не только к возбудителю фитофтороза, но и к ряду других фитопатогенов грибного, бактериального и вирусного происхождения; с помощью элиситора возбудителя фитофтороза можно успешно иммунизировать не только картофель, но и другие растения, например, томаты и сахарную свеклу; -элиситоры возбудителя фитофтороза повышают биоустойчивость растительных тканей не только к повреждению микроорганизмами, но и, например, к механическим повреждениям. Особо можно выделить тот факт, что многолетние полевые испытания элиситоров показали абсолютное совпадение результатов, полученных в лабораторных условиях на растительных тканях, и результатов, полученных в полевых полупроизводственных условиях на вегетирующих растениях. Изложенное свидетельствует о том, что современный уровень знаний позволяет отнести алкеновые кислоты C22 ряда, индуцирующие механизмы иммунной защиты растительных тканей, к веществам, повышающим устойчивость растений к фитопатогенам. Приводимые ниже примеры подтверждают эффективность предложения. В приводимых примерах оценка на устойчивость вегетирующих растений проведена по 9-бальной шкале СЭВ, где 1 балл соответствует максимальному поражению, а значение 9 баллов его отсутствию (Методические указания по оценке селекционного материала картофеля на устойчивость к фитофторозу, ризоктониозу, бактериальным болезням и механическим поранениям. М. 1980, стр. 25-25). Изменения в устойчивости растений на искусственном инфекционном фоне выявляли с помощью многократных заражений и последующего вычисления индекса поражения. Пример 1. Клубни картофеля сорта Белорусский ранний были промыты, высушены и разделены на две части по 20 клубней в каждой. Одну часть клубней обработали раствором докозапентаеновой кислоты в концентрации 0,03 мкг/мл (10 М), вторую часть обработали водой (контроль), и все клубни высушили. Все клубни посадили в лотки в условиях теплицы. После периода цветения изолированные листья всех растений инфицировали суспензией зооспор возбудителя фитофтороза с плотностью 5 10 спор/мл. Результаты заражения учитывали через 10 дней. В опыте: индекс поражения листовой поверхности 4, балл устойчивости 7. В контроле: индекс поражения листовой поверхности 10, балл устойчивости 3. Пример 2. Клубни картофеля сорта Огонек были промыты и высушены. Отобрали 40 клубней и разделили их на две части по 20 клубней. Одну часть клубней обработали раствором докозагексаеновой кислоты в концентрации 0,03 мкг/мл (10 М), а вторую часть обработали водой (контроль). Все клубни высадили в вазоны в условиях теплицы. После развития растений до стадии 5 листа все растения инфицировали культурой возбудителем макроспориоза. Результаты учитывали через 10 дней. В опыте: индекс поражения листовой поверхности 4,9, балл устойчивости 7,4. В контроле: индекс поражения листовой поверхности 9, балл устойчивости 3. Пример 3. Растения томатов сорта Карлсон были высажены в горшки в условиях теплицы. После развития растений до стадии 5 листа половину растений подвергали опрыскиванию раствором, содержащим смесь докозапентаеновой докозагексаеновой кислот в суммарной концентрации 0,04 мкг/мл. После начала цветения листья растений инфицировали возбудителем фитофтороза. Результаты учитывали через 10 дней. В опыте: индекс поражения листовой поверхности 3,4, балл устойчивости 8,1. В контроле: индекс поражения листовой поверхности - 10, балл устойчивости 3,1. Таким образом, все вышеизложенное свидетельствует о том, что алкеновые кислоты C22 ряда обладают элиситорными свойствами и являются средствами, представляющими потенциальный интерес для сельскохозяйственного производства как вещества, повышающие устойчивость культурных растений к фитопатогенам.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯПрименение С(22)-тетра-, пента- или гексаеновой кислоты в качестве средства, повышающего устойчивость сельскохозяйственных культур к грибной инфекции.Популярные патенты: 2245614 Устройство для очистки вороха в зерноуборочном комбайне ... ... 2054872 Гербицидная композиция и способ борьбы с сорняками ... трав путем нанесения на листья сорных трав в виде предлагаемого гербицидного состава 30-50 г на гектар соединения (II) (2-[[(4,6-диметоксипиримидин-2-ил]аминокарбонил]аминосульфонил)- N,N-диметил-3-пиридинкарбоксамид) и 200-300 г бромсинилоктаноата, предпочтительно 225-275 г/га бромоксинилоктаноата. В общем плане с учетом этих факторов применяют 400-900 г/га препарата бромоксинила в фенольном виде, в зависимости от решаемой частной задачи можно применять меньшие или большие дозы. В этом случае предпочтительно применяют 500-800 г вещества на гектар. Для упрощения метода и получения лучшей основы для сравнения были выбраны: Echinochloa crus galli; Lolium multiflorum; Polygonum ... 2472336 Соломорезка и оснащенная такой соломорезкой уборочная машина ... материала на ее выходе и в конечном счете к неравномерному распределению измельченного материала на поле. Раскрытие изобретенияЗадача, на решение которой направлено изобретение, заключается в усовершенствовании соломорезки с вращающимся вокруг горизонтальной оси ротором таким образом, что достигается получение более равномерного потока измельченного материала.В соответствии с изобретением решение задачи достигается за счет того, что в соломорезке, содержащей, по меньшей мере, один приводимый во вращение и несущий ножи ротор и корпус, окружающий ротор и ножи, причем корпус содержит по направлению вдоль оси вращения ротора первую концевую область, среднюю область и вторую концевую ... 2294617 Устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа ... а на вертикальных стойках 4 - П-образный нож 5. Нож 5 снабжен горизонтальным брусом 6 с приваренными к нему кронштейнами 7 и 8, в которых шарнирно при помощи пальцев 9 закреплены гидроцилиндры 10 привода П-образного ножа 5. Гидроцилиндры 10 шарнирно закреплены с помощью пальцев 11 в кронштейнах 12 стоек 4. Зубья 3 помещены в продольные пазы 13 горизонтальной балки 2, торцевые стороны 14 которых выполнены закругленными. Зубья 3 между собой соединены шарнирно-рычажным механизмом 15. Центральный зуб 16 жестко закреплен на балке 2, а остальные - с возможностью перемещения в пазах 13 балки 2. Центральные звенья 17 и 18 шарнирно-рычажного механизма 15 в верхней части устанавливаются на ... 2127511 Композиция пленочного полимерного материала для покрытия теплиц и оптический активатор для полимерного материала (варианты) ... содержится 94,1 мас.% сульфида стронция и 5,45 мас.% сульфида кальция. Оптический активатор излучает в красной области спектра с max = 620 нм и обладает длительностью послесвечения 55 мин. При увеличении содержания сульфида кальция более 94,9 мас.% положение максимума излучения смещается в длинноволновую область настолько, что основная доля излучения выходит за область максимального поглощения хлорофилла. При снижении концентрации сульфида кальция менее 5,45 мас.%, получаем аналогичный эффект за счет смещения излучения в коротковолновую область. При содержании европия менее 0,05 мас.% и более 0,5 мас.% продукт имеет низкую яркость свечения и короткое послесвечение. Пример 9. ... |
Еще из этого раздела: 2415552 Питатель молотилки зерноуборочного комбайна 2260932 Способ уборки льна и тресты при неблагоприятных погодных условиях 2432394 Ингибирование образования биогенного сульфида посредством комбинации биоцида и метаболического ингибитора 2403703 Способ интенсификации роста растений 2493697 Технологическая линия для подготовки к скармливанию пророщенного зерна 2415542 Пневматический высевающий аппарат 2453090 Способ минимальной обработки почвы 2159721 Способ и устройство для крепления двигателя мотокультиватора 2492640 Способ выращивания рыбы в мелководных заморных озерах с применением глубокого водоема-спутника 2304875 Способ активации воды для полива при выращивании растений и устройство для его осуществления |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||