首页> 中国专利> 使用多种试剂的组合来增强马铃薯块茎发芽抑制剂

使用多种试剂的组合来增强马铃薯块茎发芽抑制剂

摘要

本发明提供了用于抑制马铃薯块茎发芽的组合物及方法。所述组合物包含1)α,β-不饱和脂肪醛和酮、C3至C14脂肪醛和酮、和/或C3至C7饱和或不饱和脂肪伯醇和仲醇与2)传统的发芽抑制剂的组合,上述组合的效果是额外的和/或协同的,并且需要更少的传统抑制剂以实现相同的或提高水平的发芽抑制。

著录项

  • 公开/公告号CN103179856A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2013-06-26

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 华盛顿州立大学研究基金会;

    申请/专利号CN201180051151.4

  • 发明设计人 L·诺尔斯;N·R·诺尔斯;

    申请日2011-09-02

  • 分类号A01N35/00(20060101);A01N35/02(20060101);A01P21/00(20060101);

  • 代理机构31210 上海市华诚律师事务所;

  • 代理人傅强国;汤国华

  • 地址 美国华盛顿

  • 入库时间 2024-02-19 19:41:48

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-08-17

    授权

    授权

  • 2014-02-05

    专利申请权的转移 IPC(主分类):A01N35/00 变更前: 变更后: 登记生效日:20140108 申请日:20110902

    专利申请权、专利权的转移

  • 2013-09-04

    实质审查的生效 IPC(主分类):A01N35/00 申请日:20110902

    实质审查的生效

  • 2013-06-26

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明通常涉及将α,β-不饱和脂肪醛和酮、C3至C14脂肪醛和酮、C3至C7饱和和不饱 和的脂肪族伯醇和仲醇与传统的发芽抑制剂组合使用以便抑制马铃薯块茎的发芽,从而降低 施用的传统抑制剂的量。

背景技术

在采收之后,马铃薯块茎经历天然的冬眠期,其发芽生长在此期间被内在的激素抑制。 当块茎从冬眠中苏醒并开始发芽时,呼吸增加,淀粉分解代谢成糖,于是重量损失增加。结 果降低了用于新鲜和加工市场的块茎品质。因此,通过化学或物理方法抑制发芽可保持品质 并延长储存期间。

在美国注册用于马铃薯的发芽抑制剂包括CIPC(也称为氯苯胺灵,等)、马 来酰肼(MH)、DMN(也称为二甲基萘,)、DIPN(二 异丙基萘,)、以及丁香油(Sprout TorchTM)。除了采收前施用的用于 促进植物生长的MH之外,当块茎在储料仓中时,所有抑制剂均在采收后施用。

CIPC是最有效、最广泛使用的马铃薯发芽抑制剂。该化学试剂通常作为热气雾剂烟雾在 创伤愈合之后、并在发芽之前被施用于马铃薯储存。在太平洋西北部中,这通常在冬眠结束 前的11月或12月进行。该化学剂以1lb氯苯胺灵/600cwt的推荐比率被雾化入储藏库内。1 加仑的CIPC气雾剂级将处理4200cwt(210吨)的马铃薯。CIPC可抑制发芽,并通过两次 施用将台式储存(table-stock)及加工马铃薯的储存寿命延长到高达1年。

CIPC是有效的发芽抑制剂,其已在马铃薯工业中使用了约40年,并且EPA将其作为E 组化学剂(非致癌性的)。CIPC最初在1962年在美国注册为采收前以及采收后除草剂,并 且EPA为马铃薯块茎设定了残留限制。尽管其具有安全性记录,但今天的趋势是降低农业中 合成杀虫剂的使用,以便降低在世界食品供给中的残留物。该化学剂正被EPA频繁地抽查验 证,这是因为其在普通美国人饮食中被发现的三种杀虫剂中具有最高浓度,并且在美国马铃 薯中发现的总的合成残留物中的含量超过90%(Gartrell等,1986)。在2008年7月,环境 保护处(EPA)将马铃薯上的残留物水平从50ppm降低到30ppm。在许多欧洲国家,马铃 薯中的残留物水平被设定在10ppm处。该化学剂作为发芽抑制剂对马铃薯工业的经济重要性 被如下事实显明:其在许多国家中占据发芽抑制处理的主要部分,并且注册人在CIPC的再 注册中投入了相当大的资源。虽然其他潜在的发芽抑制剂已经被确认(比如芳香醛和醇、菜 籽油的甲基酯、香芹酮、茉莉酮酸酯、留兰香和薄荷油),但没有一个显示出如CIPC那样 的有效。一直需要提供安全且有效的可选的发芽抑制剂,尤其是天然化合物的发芽抑制剂, 其不会对环境产生威胁或者不会对人类及其他物种产生威胁。

(94.7%DMN=1,4-二甲基荼)是也注册用于发芽控制的一种天然化学剂,但 其趋于具有比CIPC更低的有效性。DMN可在马铃薯中天然产生。其比CIPC更易挥发,从 而比CIPC更迅速地从块茎中逸出。DMN需要多次施用,以便保持长季节的发芽抑制。DMN 可被蒸发并作为气雾剂被用于批量储存中。其在块茎被放入储藏室后可随时施用,但通常在 发芽可能开始增加时的秋季之后或初冬被施用。DMN被注册成以1lb DMN/500cwt的比率(以 马铃薯重量为基准,20ppm的DMN)施用。因为需要多次施用DMN以实现延长的发芽抑 制,故使用DMN比使用CIPC更昂贵。

其他的天然挥发性发芽抑制剂已经被确认。香芹酮(衍生自香菜籽)在荷兰是市售的用 于马铃薯的抑制剂(Hartmans等,1995)。如下美国专利描述了各种化合物用于抑制马铃薯 芽形成的用途:美国专利No.5,436,226(Lulai等,1995年7月25日)描述了茉莉酮酸酯的 使用;美国专利No.5,635,452(Lulai等,1997年)描述了芳香酸的使用;美国专利No6,855,669 (Knowles,2005年)描述了α,β-不饱和醛和酮的使用;美国专利No.5,580,596(Winkelmann 等,1996年12月3日)描述了单独或组合使用菜籽油和某些长链醇;美国专利No.5,139,562 (Vaughn等,1992年8月16日)描述了挥发性单萜(例如,来自桉树、薄荷、留兰香等) 的使用,美国专利No.5,129,951(Vaughn等,1992年7月14日)描述了芳香醛和酮的使用。 此外,Vokou等(1993年)已经证明来自多数香草(比如鼠尾草和迷迭香)的精油在马铃薯 中具有发芽抑制活性。

尽管这些不同的化合物都是有希望的,但CIPC迄今仍为最有效的发芽抑制剂,但马铃 薯上化学残留物的存在却是全球关注的问题。因此,作为完全替代CIPC的另一选择,降低 CIPC的施用量将是有益的,但这将导致较差或不稳定的发芽控制。在美国专利U S5,622,912 中,通过与DIPN或DMN组合来降低CIPC残留的方法被描述。支持性的数据表明,与紧接 着储存期单独使用14ppm或22ppm的CIPC相比,将14ppm施用量的CIPC与56ppm的 DMN或DIPN组合可得到更大百分比的适于销售的块茎。

发明内容

本发明提供组合物及方法,其允许使用更低含量的传统发芽抑制剂,同时保持相同水平 或提高水平的发芽抑制。该方法涉及抑制剂的组合使用,该组合中的至少一个组分为:C3至 C14α,β-不饱和脂肪醛或酮、C3至C14饱和脂肪醛或酮、或者C3至C7饱和或不饱和脂肪伯 醇或仲醇,该组合中的另一组分为传统的发芽抑制剂。

根据本发明,α,β-不饱和及饱和羰基化合物以及饱和及不饱和伯醇和仲醇与施用率降低的 传统抑制剂比如CIPC组合使用以便实现长期的马铃薯发芽控制。初期研究显示,出乎意料 地,与单独使用任一种化合物相比,使用反式-2-壬烯醛之后使用CIPC可提供更长期的发芽 控制。因此,本发明提供用于抑制马铃薯块茎发芽的方法,如果一种以上本发明公开的发芽 抑制剂化合物以各种类型的混合物被使用、或者与传统抑制剂顺序施用,那么该方法利用了 更低剂量的传统抑制剂(比如CIPC)。

附图说明

图1所示为3-壬烯-2-酮(3N2)与2-壬酮的各种组合对黄褐色伯班克块茎(Russet Burbank  tubers)发芽的影响。化合物如实施例1中所述的那样被施用。块茎被处理24小时,从处理 室中移出,接着在22℃处放置以便发芽3周。将芽鲜重表述为占对照(未处理)的百分比, 对照为100%发芽。

图2A和2B为T2N和CIPC的组合处理。图2A为使用CIPC、反式-2-壬醛、或者顺序 使用反式-2-壬醛和CIPC处理的黄褐色伯班克块茎中的发芽生长;马铃薯芽在显示时间点处 的鲜重(g/块茎)。CIPC为20mg/kg;T2N为0.75mmol/kg;图2B为块茎的图像。

具体实施方式

本发明提供两类试剂的组合来抑制(例如防止、阻止、减慢、倒退或附加的干扰)马铃 薯块茎的发芽。第一类试剂包括1)C3至C14脂肪醛或酮;和/或2)C3至C7脂肪族饱和或 不饱和伯醇和仲醇;和/或3)C3至C14α,β-不饱和醛或酮中的一种以上。第二类试剂包括已 知的传统发芽抑制剂。这两类试剂的组合使用允许使用更低含量的传统抑制剂,同时基本实 现相同或提高水平的发芽抑制。

合适的C3至C14α,β-不饱和醛和酮在美国专利US6,855,669中被描述,通过引用将其全 部内容结合于此。合适的C3至C14脂肪醛和酮以及C3至C7脂肪族饱和或不饱和伯醇和仲 醇(其为C3至C14α,β-不饱和醛和酮的代谢物)在美国临时专利申请US12/186,861中被描 述(作为US2009-0062126公开,通过引用将其全部内容结合于此)并且详述如下。该代谢 物可作为“初始组分”直接施用于马铃薯块茎,或者作为施用C3至C14α,β-不饱和醛和酮母 化合物的结果而被间接地施用于块茎,该代谢物作为分解产物出现在块茎上。

第一类试剂在此可简称为比如“此处所述的化合物”、“此处所述的发芽抑制剂”,或 者简称为“第一”试剂、抑制剂、化合物等。第二类试剂可简称为例如“已知的”或“传统 的”或“另外的”抑制剂,或者简称为“第二”试剂、抑制剂、化合物等。第一抑制剂的化 学结构和特性不同于第二传统抑制剂的化学结构和特性。

可用于实施本发明的传统抑制剂包括但不限于氯苯胺灵(CIPC)、二甲基萘(DMN)、 二异丙基萘(DIPN)、香芹酮、丁香油、薄荷油或其他精油、乙烯气体等。本发明的试剂与 传统试剂的一些组合的例子包括但不限于:反式-2-壬烯醛加CIPC、2-壬酮加MH、3-癸烯-2- 酮加CIPC、3-癸烯-2-酮加DMN、2-癸酮加DIPN、3-癸烯-2-酮加丁香油、3-壬烯-2-酮加CIPC 等。

施用两类抑制剂的方法也被提供。这种方法通常在块茎采收之后即在储存期间进行,虽 然并不总是需要如此。在一些实施方式中,马来酰肼(MH)也被使用,虽然其不是作为混合 物的组分。恰当地,MH可在预采收前使用以及在此处所述的一种以上化合物的采收后施用 之前使用,或者在此处所述的两种抑制剂的混合物施用之前使用。换句话说,MH可在涉及 顺序施用抑制剂的方法中使用,但不可在比如单槽混合物中使用。

使用抑制剂的组合来处理块茎可通过本领域技术人员已知的任何合适方法进行。例如, 此处所述的至少一种发芽抑制剂和至少一种传统抑制剂可被混合成单一组合物用于释放于块 茎。然后这两种抑制剂被同时施用,比如作为单槽混合物。在该实施方式中,例如,此处所 述的发芽抑制剂与CIPC、DMN、DIPN、香芹酮、薄荷、丁香、各种精油(但不是马来酰肼) 中的一种以上在施用之前以约1%至约99%的比率被合并。

本发明的发芽抑制剂的剂型包括但不限于:1)“施用混合物”,其通过在施用前合并两 种以上抑制剂(比如两种以上市售产品)而制得;该实施方式可以是在施用时当场即在使用 前马上或立刻制成的临时的、短寿命的混合物;以及2)“施用前混合物”,其是被特定地 配制成包含两种(或以上)抑制剂(比如CIPC+3D2)并且可作为一种现货供应(off-the-shelf) 产品被购买的市售产品。

可选地,两类抑制剂的单独制品被使用,并且每类抑制剂被分别施用于块茎(单独施用)。 块茎暴露于单独抑制剂制品可通过如下方式同时或基本同时地进行:例如通过从两个以上发 生源(例如冷电或热电、内部燃烧或燃烧气体)中同时喷雾;通过直接喷雾;或通过喷雾或 湿化系统或其他市售施用系统;或经由槽混合,从多个或单独的注射系统中共喷射入同一施 用器或施用系统等。在一些实施方式中,施用并不严格同时,但其基本如此,例如一种抑制 剂被施用,然后第二抑制剂在其后立即施用,或者实际上尽可能快地或便利地施用。在该实 施方式中,施用之间的时间间隔是最小的,例如分钟或小时的数级,或至多几天。因此,块 茎对两种抑制剂的暴露至少重叠一部分暴露期,通常为重叠大部分的暴露期。

可选地,两种不同抑制剂的施用可以顺序进行,例如,施用一种抑制剂,允许经过时间 间隔,然后施用第二种抑制剂。典型地,单独施用的时间间隔一周或几周,或甚至几个月(例 如1-3个月)。在一些实施方式中,施用被设计成使得第二次施用近似在第一次施用的效果 逐渐减弱时(即芽开始出现在块茎上时)进行。可选地,当一种抑制剂的效果的可能持续时 间已经为已知时,第二种抑制剂的施用可以被安排在发芽实际开始前的时刻进行,例如基于 以往的经验,在发芽可能发生的日期之前几天或几周的时刻进行。在顺序施用的一些实施方 式中,首先施用传统抑制剂,然后施用此处所述的抑制剂。该策略的优点包括:到储存结束 时,几乎没有任何传统抑制剂残留物存在。第一类试剂包括数种天然产品,并且相对是无毒 的。因此,即使保留了残留的第一类抑制剂,块茎的处理和消费也是安全的。然而,施用的 顺序可以倒置,即首先施用此处所述的抑制剂,接着施用传统抑制剂。在任一情况中,两种 不同类别抑制剂的使用可有利地允许使用更低量的传统抑制剂。

通常,抑制剂总共进行两次施用。例举的实施方式是,将在采收后的马铃薯转入储存之 后,使用热雾系统以较低速率(例如5-8ppm)在几周(比如2-8周)内施用传统抑制剂比如 CIPC。在约30-45天的时间间隔之后,也使用热雾系统施用此处所述的试剂。然而,也包含 这两类发芽抑制剂的一种或两类的重复施用,例如,可施用传统抑制剂,接着施用本发明的 至少一种抑制剂,然后进行一次以上本发明的至少一种抑制剂的额外施用等。

在本发明的所有实施方式中,组合中的第一组分和组合中的第二组分包含至少一种试剂, 并且可包含超过一种的试剂。换句话说,“第一试剂”的混合物可作为组合中的第一组分被 施用,“第二试剂”的混合物可作为第二组分被施用。如果使用两类抑制剂中的多个抑制剂, 那么该多个抑制剂可作为单一制品施用、或作为单独的制品分别施用。

根据本发明,当使用此处所述的试剂的组合时,获得相同或基本相同水平的发芽抑制(或 者甚至更高水平的发芽抑制)的传统抑制剂的量会低于其他方式所要求的量。例如,单独使 用时通常施用的CIPC的量为每千克马铃薯块茎约16至约20-22mg的CIPC。然而,通过使 用本发明的方法,以及将CIPC的使用与一种以上此处所述的发芽抑制剂的使用相组合,(例 如当使用CIPC和T2N的组合时),CIPC的量可以降低到约1-14mg/kg的水平,同时实现 必要的相同水平(或者甚至更高水平)的发芽抑制。例如,用于这种组合的此处所述的反式 -2-壬烯醛或3-癸烯-2-酮或其他发芽抑制剂的量通常为约0.1至约3mmol每kg的块茎。

在此处所述的所有实施方式中,还可使用额外的可提高或帮助试剂在马铃薯块茎表面上 施用和沉积的表面活性剂或佐剂。

在本发明的一些实施方式中,组合抑制剂的效果是附加的。可选地,使用抑制剂组合的 效果可以是经典意义上的协同效果,并且该效果不是附加的,即施用抑制剂组合的结果导致 发芽生长的降低(或者转换表述为抑制发芽形成的增加)大于抑制剂分别使用时观察到的降 低的总和。通常,发芽抑制的增加至少大于基于发芽抑制的已知水平所预测或期望的约 5%-100%(或者更大),该发芽抑制的已知水平在抑制剂分别使用时被观察到。在一些实施 方式中,两种试剂被使用,但该发明也包含使用三种以上(比如4种、5种、6种、7种、8 种、9种、10种或以上)抑制剂。

在一些实施方式中,第一抑制剂是α,β-不饱和脂肪醛或α,β-不饱和脂肪酮以及其可抑制 马铃薯块茎(从中形成发芽)的代谢分解产物。代谢分解产物包括C3至C14饱和脂肪醛、 C3至C14饱和脂肪酮、C3至C7饱和或不饱和脂肪伯醇,以及C3至C7饱和或不饱和脂肪 仲醇。在其他实施方式中,分解产物本身被用作第一试剂。

可用于实施本发明的C3至C14脂肪醛通常具有如下化学式。

其中R1为C2-C13支化或未支化、取代或未取代的饱和烃基、或者C2至C13支化或未 支化、取代或未取代的不饱和链烯基。在本发明的一些实施方式中,该醛为壬醛:

或癸醛

可用于本发明的C3至C14脂肪酮通常具有如下化学式:

其中R2和R3为C1至C12支化或未支化、取代或未取代的饱和烃基、或者C1至C12支 化或未支化、取代或未取代的不饱和链烯基。R2和R3可以是相同的或不同的。R2+R3中的 碳总数不超过13。在本发明的一些实施方式中,该酮为2-壬酮:

或2-癸酮

可用于本发明的C3至C7脂肪伯醇通常具有如下化学式:

其中R4为C2至C6支化或未支化、取代或未取代的饱和烃基、或者C2至C6支化或未 支化、取代或未取代的不饱和链烯基。在本发明的各种实施方式中,C3至C7不饱和伯醇为:

1-己醇,

1-庚醇,

反式-2-己烯-1-醇,

或者反式-2-庚烯-1-醇,

可用于实施本发明的C3至C7脂肪仲醇通常具有如下化学式:

其中R5和R6为C1至C5支化或未支化、取代或未取代的饱和烃基或者C1至C5支化或 未支化、取代或未取代的不饱和链烯基。R5+R6中的碳总数不超过6。R5和R6可以是相同的 或不同的。在本发明的一个实施方式中,C3至C7饱和仲醇为2-庚醇,

此外,在本发明实施中可使用各种C8至C14伯醇和仲醇。这些化合物可被直接提供、 或者经由此处所述的α,β-不饱和脂肪醛和/或α,β-不饱和脂肪酮的分解而被提供。C8至C14 伯醇具有如下通式:

其中R7为C7至C13支化或未支化、取代或未取代的饱和烃基、或者C7至C13支化或未支 化、取代或未取代的不饱和链烯基。

C8至C14仲醇具有如下通式:

其中R8为C1至C12支化或未支化、取代或未取代的饱和烃基、或者C1至C12支化或 未支化、取代或未取代的不饱和链烯基;以及R9为C1至C12支化或未支化、取代或未取代 的饱和烃基、或者C1至C12支化或未支化、取代或未取代的不饱和链烯基。R8和R9中的碳 总数不低于7、并且不超过13。

可用于本发明的额外化合物的例子包括但不限于如下:

可用于本发明的C3至C14脂肪醛包括但不限于:丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛 醛、4-壬烯醛、6-壬烯醛、癸醛、十一醛、十二醛、十三醛以及十四醛。

可用于本发明的C3至C14脂肪酮包括但不限于:丙酮、2丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚 酮、2-辛酮、3-辛酮、3-壬酮、2-癸酮、3-癸酮、2-十一酮、2-十二酮、2-十三酮以及2-十四 酮。

可用于本发明的C3至C7脂肪伯醇包括但不限于:1-丙醇、1-丁醇、2-丁烯-1-醇、1-戊 醇、2-戊烯-1-醇、1-己醇、2-己烯-1-醇以及1-庚醇。

可用于本发明的C3至C7脂肪仲醇包括但不限于:2-丙醇、2-丁醇、2-戊醇以及2-己醇。

可用于本发明的C8至C14脂肪伯醇包括但不限于:1-辛醇、1-癸醇以及2-壬烯-1-醇。

可用于本发明的C8至C14脂肪仲醇包括但不限于:2-辛醇、2-壬醇以及2-癸醇。

此处的“取代”是指用单价或二价自由基取代氢。合适的取代基包括但不限于,例如羟 基、硝基、氨基、亚氨基、氰基、卤基、硫基、硫代酰胺基、酰胺基、酰亚胺基、氧基、氧 代酰胺基、甲氧基酰胺基、胍基、磺胺、羧基、甲酰基、低级烷基、卤代低级烷基、低级烷 氧基、卤代低级烷氧基、低级烷氧基烷基、烷基羰基、环烷基、杂环烷基、烷基硫、氨基烷 基、氰基烷基等。

发芽抑制化合物对马铃薯块茎的施用通常对本领域技术来说是已知。例如,马铃薯块茎 的处理在美国专利US6,855,669(Knowles等)中被描述,通过引用将其全部内容结合于此。 典型地,对储存仓中的批量马铃薯进行施用,但这不是必须的,化合物可以任何方式对储存 或分类的马铃薯进行施用,只要在化合物与马铃薯块茎之间进行充分接触从而抑制发芽即可。 化合物对马铃薯的施用可以通过几种方法中的任一种进行。通常,化合物将通过如下方式被 挥发:比如通过冷喷雾、或者在用以形成热雾的高温处(利用各种热源比如汽油、丙烷、丁 烷、天然气、电力等),或者通过气化,然后例如经由通风系统将其引入储存仓内。该引入 可以是经历整个储存期的一次或多次进行的不连续过程。可选地,可采用缓释装置或剂型, 其中化合物例如通过充满化合物的发生源的蒸发而在更长的时间期内逐渐进入储存区。进一 步地,化合物也优选通过如下方式被施用:在马铃薯被储存之前、储存期间、或者储存之后 (例如,在储存与用于市售的装箱或装袋之间),通过将液体形式的化合物喷雾或雾化在马 铃薯上,或者通过用化合物浸渍或涂覆马铃薯。这种化合物也可用于涂覆或注入那些典型地 保存来自储存库或储存仓的马铃薯的用户容器(比如纸板盒、麻布袋、塑料袋等),目的在 于利用前体或代谢化合物来延迟搬运中以及在最终日的地(比如家、食品店、餐馆以及其他 食品公司)处发芽的目的。对于这种施用,化合物也可以与各种已知的其他试剂混合,以便 促进气体、液体、或凝胶(例如,乳化剂、缓释剂或基质(matrices)等)的合适释放。其他 释放发芽抑制剂的方法包括但不限于使用抑制剂组合的槽式混合物。可以使用本领域已知的 任何释放方法。

马铃薯暴露于本发明的化合物的时间可以在冬眠苏醒之前或之后。

化合物(包括混合物)的施用可以如上所述仅进行一次(即在马铃薯储存的早期以及甚 至在发芽之前)。可选地,取决于参数比如栽培品种、马铃薯采收的时间、马铃薯储存时长、 马铃薯的预定用途等,可以进行化合物的多次施用。例如,如果马铃薯将用作种子马铃薯, 那么仅需要一次施用,因为马铃薯的最终发芽将是预期的。然而,如果马铃薯将被长期储存 (例如,储存整个冬天用于在春天或夏天销售),那么可进行多次施用。在该情况中,第一 次施用通常将在储存过程的早期进行(例如在采收后的4-32周之间),以及视需要以约4-12 周的间隔进行随后的施用,直至马铃薯被取回待用。

被施用的化合物的量是充足的,其足以终止、减慢、阻止、和/或抑制马铃薯块茎上的发 芽生长。因此,与未处理的块茎相比,可以抑制芽的生长,或者可以延迟发芽的开始,或者 可以杀死存在的芽,或者可以减慢发芽生长等。在任何情况中,与未以类似方式暴露于化合 物或与化合物接触的马铃薯块茎相比,通过用此处所述的化合物或它们的前体化合物(例如, 参见美国专利US6,855,669,例如能够用于制造本发明的酮和醛的前体a,β-不饱和醛和酮) 处理马铃薯通常可抑制发芽生长。通常,与未暴露于化合物或与化合物接触的马铃薯块茎相 比,这种抑制将导致块茎上生长的芽的数量、长度或鲜重,和/或在经处理的块茎上生长的芽 的生长率(由长度、数量和/或重量决定)的降低。该降低将在至少约10%至100%的范围内, 优选为约50%至100%,最优选约75%至100%。因此,与未经处理的块茎相比,经处理的块 茎的发芽生长将降低约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%。无 芽期后续处理将为21-100天,在一些情况中为6个月。

根据本发明,本发明的化合物可以直接施用,或者它们可以作为施用前体化合物(比如 但不限于此处所述的那些以及美国专利US6,855,669中的那些)的代谢产物而间接进行。本 发明的化合物也可以来源于化学惰性品种的剂型的施用,该剂型在施用到块茎上时作为活性 形式释放。该化学剂的例子为活性醛的乙缩醛或半缩醛、或者活性酮的缩酮或半缩酮。化合 物与使用的其他试剂组合施用来处理马铃薯,其他试剂的例子包括但不限于也可抑制发芽的 其他物质。在该情况中,本发明的化合物的使用允许使用更少的(通过更低剂量或更少施用) 不希望使用的另一种物质(例如,非天然存在的、更昂贵的、有毒的等物质)。这种组合还 允许使用更低剂量的本发明的化合物。

用于本发明的化合物的制品对本领域技术人员来说是已知的。许多化合物是市售的。

其他化合物可通过已知方法合成。此外,其他的化合物可以从天然来源中分离,比如从 天然生产的、或其前体被生产的马铃薯或其他植物中分离。可选地,化合物可在植物或其他 生物体中产生,该植物或生物体通过基因工程来过度产生(overproduce)化合物。本发明方 法的一个优点是,用于该方法的一些化合物的获得可能是相对便宜的,或者可期望来自相对 便宜的施用于马铃薯块茎的α,β-不饱和羰基的代谢产物,从而当与更昂贵的选择进行比较时 显示出优势。

如下非限制性实施例用于进一步说明本发明。

实施例

实施例1使用3-壬烯-2-酮(3N2)和2-壬酮的混合物作为马铃薯块茎的发芽抑制剂

该研究的目的在于确定3N2与其代谢产物2-壬酮的混合物在发芽抑制上的效果。在密闭 室内处理马铃薯块茎24小时。化合物在室内从滤纸中挥发。使用0-0.75mmol/kg的3N2与0 至0.75mmol/kg的2-壬酮的组合进行处理。经处理的块茎在22℃下放置,并且在处理后的 21天测定芽的鲜重。与单独施用0.75%的3N2的9%相比,用0.5mmol/kg和0.75mmol/kg的 2-壬酮处理的块茎的发芽生长平均为未处理块茎的58%(图1)。0.25mmol/kg3N2与0.5 mmol/kg2-壬酮的组合处理抑制发芽的程度与使用0.75mmol/kg3N2处理相同。

实施例2使用反式-2-壬烯醛与传统抑制剂CIPC的组合

在黄褐色伯班克马铃薯块茎从冬眠中苏醒之后,如图2A所示,CIPC和反式-2-壬烯醛单 独或连续施用。所有处理在采收后(DAH)151天进行。当试样中块茎的三分之一产生超过 50mg/块茎的芽质量时、或者当总试样的平均值超过1g/块茎时,认为发芽控制结束。与单独 使用CIPC的124天无芽期以及单独使用反式-2-壬烯醛的155天无芽期相比,在CIPC和反式 -2-壬烯醛均被使用时,在9℃(48°F)处储存的块茎的无芽期显著地被延长至181天(图2A 和2B)。在该研究中,CIPC的施用是非常规的,这是因为其在块茎开始发芽时进行,这与 在创伤愈合与发芽之间的时间窗口进行相反。在CIPC与反式-2-壬烯醛组合使用时,CIPC为 块茎提供额外的发芽控制,这是因为块茎的活性发芽在开始就被反式-2-壬烯醛终止。因此, 反式-2-壬烯醛扩大了施用CIPC的机会窗口,于是该发明能够用于降低CIPC的比率和残留物。

实施例3组合使用α,β-不饱和脂肪羰基化合物和CIPC来提高储存中的马铃薯块茎的发芽抑 制。

如下所述试验的目的在于确定用于长季节效果的化学发芽控制状态,其使得能够使用比 率明显低于标注的CIPC施用比率。该研究在出现发芽后,在施用3-癸烯-2-酮或2-癸酮之后 使用CIPC,以延长无芽期。

方案

所述的该研究使用3-癸烯-2-酮(3D2)。用2-癸酮取代3D2来重复所述研究。块茎在9℃ 处储存,直至它们从冬眠中苏醒(当75%的试样块茎隐约显现,并且最长的芽不长于4mm 时)。此时,施用0.75mmol/kg、0.50mmol/kg或0.25mmol/kg的3-癸烯-2-酮以除去生长的芽。 每个这些处理之后均施用1%、0.73%、0.47%或0.20%a.i.(有效成分)的CIPC EC。CIPC EC 的标注比率为1%a.i.(有效成分),并且当直接施用时导致10mg/kg鲜重的施用。每两周获 得芽测定值。记录每个块茎上的最长芽的长度。对于每个处理组合,绘制最长芽的平均长度 相对于时间的图。根据每个元素的二次线性回归线计算芽长到10mm的天数。阳性对照处理 (Positive control treatments)包括单独使用3D2的三个比率以及单独使用CIPC的四个发芽 后浓度。标准对照处理由未处理块茎构成。

表1在′Ranger Russet′马铃薯中的平均芽长到10mm的天数,该马铃薯经CIPC或3-癸烯 -2-酮单独以及组合处理。施用之后,每两周记录最长芽的长度。每个处理有30个块茎。

1假定CIPC和3-癸烯-2-酮的附加效果的长到10mm芽长的理论天数。加入合适浓度的 单一化合物施用的值。

2数据源自每个处理组合的芽生长曲线的线性回归线。

表2在′Ranger Russet′马铃薯中的平均芽长到10mm的天数,该马铃薯经CIPC或2-癸酮 单独以及组合处理。施用之后,每两周记录最长芽的长度。每个处理有30个块茎。

1假定CIPC和2-癸酮的附加效果的长到10mm芽长的理论天数。加入合适浓度的单一化 合物施用的值。

2数据源自每个处理组合的芽生长曲线的线性回归线。

结果:

在使用CIPC的未经后续处理的施用之后,116mg kg-1比率的3D2和2-癸酮分别提供58 天和50天的控制(表1和2)。

在发芽重新出现之前,0.25mmol/kg比率的3D2和2-癸酮提供约1个月的控制。在冬眠 后以1%a.i.比率(等于10mg/kg鲜重)向具有活性生长的芽的块茎单独施用CIPC时,其显 示出98-117天的发芽抑制。3D2或2-癸酮之后用CIPC处理的所有组合处理证明发芽控制超 过单独施用3D2或2-癸酮以及CIPC的发芽控制。在三个实施例中,2-癸酮和CIPC的组合超 过了单个试剂的预期附加效果。这些结果表明了非常低比率的CIPC在与各种比率的3D2或 2-癸酮组合使用时对于延长马铃薯块茎无芽期的有效性。

参考文献

1.Gartrell,.J.,Craun,J.C.,Podebarac,.D.S.,以及Gunderson E.L.1986.Pesticides,selected  elements and other chemicals in adult total diet samples.1980年10月-1982年3月.J.Assoc.Off. Anal.Chem.64:146-161.

2.Hartmans,K.J.,Diepenhorst,P.,Bakker,W.,以及Gorris,L.G.M.1995.The use of carvone in  agriculture-sprout suppression of potatoes and antifungal activity against potato tuber and other  plant diseases.Industrial Crops and Products4:3-13.

3Knowles,N.R.和Knowles,L.O.2005.Use ofα,β-unsaturated aliphatic aldehydes and ketones to  inhibit potato tuber sprouting.美国专利No6,855,669.

4.Lulai,E.C.,Orr,P.H.,以及Glynn,M.T.1997.Suppression of sprouting in stored potatoes using  aromatic acids.美国专利No5,635,452.

5.Lulai,E.C.,Orr,P.H.,以及Glynn,M.T.1995.Natural suppression of sprouting in stored potatoes  using jasmonates.美国专利No5,436,226.

6.Riggle,B.D.和Shafer,R.K.1997.Sprout inhibition compositions comprising chlorpropham and  substituted naphthalenes and methods of using same.美国专利No.5,622,912.

7.Vaughn,S.F.,Spencer,G.F.,以及Powell,R.G.1992.Inhibition of potato sprouting using  volatile monoterpenes.美国专利No.5,139,562.

8.Vaughn,S.F.,以及Spencer,G.F.1992.Aromatic aldehydes and alcohols as potato tuber sprout  inhibitors.美国专利No5,129,951.

虽然本发明已通过其优选实施方式进行了描述,但本领域技术人员将认识到本发明可在 附后权利要求的精神和范围内进行改变。因此,本发明不应限于上述实施方式,而应进一步 包括在此处提供的说明书的精神和范围内的其所有改变以及等同方式。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号