[发明专利]用于害虫防治和诱导植物激素和基因调控以改善植物生产和防御的组合物及其应用

说明书

本发明提供了通过使用天然来源的化学品来改善植物防御的组合物和使用该组合物的方法。在一个具体的实施方式中，该组合物来自银胶菊（也被称为银胶菊植物）。优选的组合物可上调或下调负责目标植物防御机制的生长基因，以产生物理和/或化学屏障，并产生迂回渗出物、拮抗化合物或熏蒸化合物，其预防和处理农艺或非农艺植物中的害虫。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年8月10日提交的美国临时申请62/202,998的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

处理甜菜、油菜作物(特别是大豆)中的囊胞线虫的市场非常大。由于合成的接触杀线虫化学药剂和土壤熏蒸剂面临更严格的审查，而且随着新的杀线虫剂、杀虫剂、杀菌剂和杀真菌剂等化学药剂流水线因管理门槛的提高而缩减，可持续生物杀虫剂(如植物提取物)正成为更为重要的替代品，特别是与传统杀虫剂和熏蒸剂具有类似的防治水平的那些。经济和环境条件为生物处理由植物寄生线虫、昆虫、螨虫、细菌和真菌引起的疾病创造了机会。因此，对于更环境友好的解决方案有着重大的需求，这使得在研究和开发新的生物衍生的杀线虫剂上的投资更有价值。

目前，仅大豆囊胞线虫每年就损失15亿美元。由于具有抗性的杂种的杂交困难，抗性大豆品种不会持续很长时间。基因库是多样的，平均在2-3年内破坏抗性。过去种子处理以外的应用是昂贵的。因此，在种子犁沟中施加接触杀线虫剂是主要的施用方法。由于对附近动物如鸟类的毒性，利用液体施用有毒化合物(如克线磷，涕灭威，虫螨威，Dazinat和灭克磷)的过顶中心枢转都失宠了。

甲基溴是一种合成的土壤熏蒸剂，对健康和环境造成危害，目前正在国际禁止的情况下逐步被淘汰。自二十世纪六十年代以来，种植者一直使用甲基溴在种植前对田地进行有效地杀菌，以主要控制线虫，并处理疾病和杂草；然而，因为这种有毒化合物是以气体形式使用的，所以注入土壤的量的一半以上最终会到大气中。进入大气，它促进臭氧层的变薄。在2005年，发达国家根据“蒙特利尔议定书”禁止甲基溴，这是1987年签署的一项保护平流臭氧层的国际条约。

根据禁令，该条约允许甲基溴有限地使用在草莓、杏仁和其他缺乏有效地控制线虫、疾病和杂草的可承受替代品的作物中。授权使用的范围每年都会变小，可能将会很快结束。因此，寻找甲基溴的替代品是美国农业部的优先事项，美国农业部提供了500万美元的赠款，支持自2010年以来的确定替代品的研究。然而，没有一种产品能够提供甲基溴所提供的控制的广谱性。面临向替代产品不可避免的过渡的种植者正在寻求可行的替代品，取得了不同程度的成功。

历史上，已经使用了“温和”杀线虫剂，例如来源于细菌或真菌的那些。它们通常较弱，可以迅速通过土壤浸出，缺乏控制线虫的残留效果。另一方面，生物衍生的肉桂酸提供了有效的初始控制、短期的残留控制以及温和杀线虫剂的安全性。作为一个例子，银胶菊植物，也被称为银胶菊(Parthenium argentatum Gray)，目前正在以有限数量商业化种植以提取乳胶橡胶。由于之前在二十世纪四十年代和二十世纪八十年代的橡胶提取的商业化尝试，银胶菊植物的树脂部分中的肉桂酸浓度是众所周知的。然而，直到最近的发现才得知，从银胶菊植物中收获的各种化合物及其衍生物在处理和控制线虫和其它植物害虫方面的效果尚未被广泛研究。尽管从1948年起已知银胶菊对内寄生线虫(如根结线虫和病变线虫)具有抗性，但假定肉桂酸渗出物是这些内寄生物减少或不进入根部的原因。然而，根据本发明，已经发现银胶菊提取物中的酶和植物激素也与控制或抑制植物寄生线虫、昆虫的多种作用模式有很大的关系，并通过植物基因的上调提高植物生产率。

发明内容

本发明提供了通过使用从一种或多种植物提取的一种或多种化合物来改善植物对于外源攻击的防御的组合物和方法。本发明还提供了用于基因和植物生长调节的材料和方法。