用于促进植物健康的组合物和方法技术

提供了用于控制植物感染的组合物和方法。具体地，本发明专利技术涉及使用微生物和/或其生长副产物，诸如生物表面活性剂来处理影响植物维管系统的细菌感染或真菌感染。系统的细菌感染或真菌感染。系统的细菌感染或真菌感染。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于促进植物健康的组合物和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月15日提交的美国临时专利申请第63/039,184号的优先权，该美国临时专利申请通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]植物的维管系统包括由纤维材料支持的组织束，该纤维材料将水、矿物质和其他营养素贯穿植物传导。具体地，木质部组织运输水和溶解的矿物质，这些矿物质通过根吸收并运输到叶，而韧皮部组织将经由光合作用产生的营养素从叶运输到植物的所有其他部分。
[0004]维管组织对植物的生长和存活是至关重要的；然而，某些害虫和病原体可感染维管组织，或引起影响维管组织的症状，这可在植物或作物中引起通常致命的疾病和病状。植物维管感染可由多种细菌、真菌、病毒以及在一些情况下由线虫引起。
[0005]例如，维管系统的细菌入侵可导致堵塞，并防止水和营养素通过维管组织移动。所得症状包括植物地上结构的下垂、萎蔫或甚至死亡。细菌病原体可通过伤口、昆虫叮咬和/或通过自然开口，诸如气孔和皮孔进入植物。
[0006]一种感兴趣的细菌病原体是苛养木杆菌(Xylella fastidiosa)。该细菌是一种生长缓慢的革兰氏阴性杆状需氧细菌，其经由吸食汁液的昆虫载体传输到植物。载体，主要是叶蝉和沫蝉，以木质部流体为食，并在这样做时，将致病菌沉积到木质部组织中。
[0007]随着时间的推移，木杆菌(Xylella)在木质部组织和管状分子(专门用于运输水和溶质的木质部细胞)内形成生物膜或生物膜样层，阻碍水的运输，导致水应激和营养素缺乏。木杆菌感染的症状包括，例如，叶坏死和烧焦，浆果和水果干燥，落叶，和整体植物健康下降。
[0008]苛养木杆菌至少存在五个不同的亚种：fastidiosa、multiplex、pauca、sandyi、和tashke；和潜在的第六亚种morus。苛养木杆菌的植物宿主范围包括超过300个物种，在超过100个植物物种中具有致病性，包括例如橄榄、葡萄藤、柑橘、桃、咖啡、杏仁、蓝莓、榆树、夹竹桃、美国梧桐、高粱、烟草、苜蓿、李子、橡树、悬铃木、桑树、枫树和许多草本植物物种。并非所有受感染的植物都表现出症状，但即使是无症状的植物也可传播疾病。
[0009]苛养木杆菌主要发现于北美和中美；然而，在2013年，木杆菌亚种pauca在意大利南部的阿普利亚被检测到，在那里开始感染长势良好的橄榄树。卫星和天气成像已经提供了估计，到2017年，该地区约有650万棵橄榄树因感染而受到严重损害，这种感染导致了橄榄快速衰退综合征(OQDS)。目前，数千英亩的橄榄树正在被摧毁以试图阻止疾病的传播，没有得到处理的迹象。
[0010]除了木质部中生物膜的形成阻止了适当的水力传导之外，叶烧焦和坏死是由被认为是对引起OQDS的感染的过度活跃的免疫应答引起的。RNA测序分析示出了主要免疫途径的激活，包括钙跨膜转运蛋白和各种负责产生活性氧类(ROS)的酶。据预测，负责超敏性反应和植物死亡的基因的上调是该增强的免疫应答的结果。
[0011]在柑橘生产中，柑橘植物被病原体，诸如导致柑橘青果病和柑橘溃疡病的病原体广泛感染，已经给柑橘种植者导致了显著的困难。针对这些细菌感染，几乎已经损失了整个作物，导致全球柑橘产品产量下降，并且价格上涨。
[0012]柑橘青果病，还被称为柑桔黄龙病(HLB)或黄龙病，是由革兰氏阴性韧皮部杆菌(Candidatus Liberibacter)属细菌引起的目前不能治愈的感染，即亚洲韧皮杆菌(Candidatus Liberibacter asiaticus)、非洲韧皮杆菌(Candidatus Liberibacter africanus)和美洲韧皮杆菌(Candidatus Liberibacter americanus)。所有韧皮部杆菌属都属于根瘤菌(Rhizobiacea)科，由至少两种柑橘木虱传播，即亚洲柑橘木虱(Diaphorina citri Kuwayama)和非洲柑橘木虱(Trioza erytreae)。
[0013]HLB已经摧毁了美国和世界其他地区数百万英亩的柑橘作物。受感染的树结出绿色、畸形、和苦涩的果实，不适合出售。当叶被穿透并且细菌从载体转移到叶中时，细菌最初快速行进到根，在那里其复制并破坏根系。然后病原体贯穿植物行进，主要停留在细胞内并引起不同但相关的症状，诸如筛分子中的淀粉积累、堵塞的筛孔、肥厚型韧皮部薄壁组织细胞、韧皮部组织的结构变化、具有大量胼胝质沉积的韧皮部堵塞、韧皮部细胞壁扭曲和增厚，以及最终韧皮部塌陷和坏死。这些变化可导致一系列进一步的症状，例如影响光合作用、呼吸和能量可用性。
[0014]通常，与引起木质部破坏的苛养木杆菌相比，HLB感染的大多数严重症状是韧皮部破坏的结果。因此，感染HLB的树木死亡发生得比感染苛养木杆菌的树木更快。
[0015]类似于细菌病原体，真菌害虫还可引起与维管相关的植物疾病。真菌感染通常由孢子传播，这些孢子可由风、水、灰尘、昆虫和鸟类携带和传播。存在于死亡植物材料中的营养真菌细胞还可在与易感宿主接触时传播。然而，真菌孢子对环境应激源更有弹性，并且因此可在休眠状态下在诸如土壤的介质中持续延长的时间段。
[0016]镰孢菌(Fusarium)是一种由无性孢子繁殖的土壤病原体。其侵染植物的根系，并通过其维管系统被抽取到植物体内。真菌在木质部中进一步发展菌落，从而阻塞营养素和水的内部流动。香蕉植物和一些棕榈树特别容易感染由香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)引起的“枯萎病”。该菌株对所有已知的杀真菌剂都是免疫的。
[0017]当植物被害虫或病原体感染时，它们的细胞会对入侵实体实施各种防御机制。植物本身不具有免疫细胞，但已经进化出可被表征为先天性免疫系统的东西，其中大多数或所有细胞都表现出免疫能力。
[0018]在植物对感染或攻击的应答中，可触发两种类型的免疫途径。第一条途径涉及模式识别受体(PRR)，这是植物细胞表面的蛋白质，可识别与入侵者相关联的不同分子。这些入侵分子被称为病原体相关分子模式(PAMP)，并且可附着在病原体表面和/或在感染时由病原体释放。(Keener 2016)。
[0019]病原体结构由PRR胞外结构域检测，随后在细胞质中进行信号转导。PAMP识别导致一种或多种防御信号，包括例如，由活性氧类(ROS)生成的氧化爆发、钙内流、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联的激活、一氧化氮(NO)爆发、乙烯产生、细胞壁处的胼胝质沉积和免疫应答中涉及的防御相关基因的表达。(Dalio等人2017)。
[0020]一些病原体已经进化出使用“效应”分子来克服PAMP触发的免疫的方法，这些分子会干扰植物的初始防御机制。例如，苛养木杆菌含有长链O
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抗原，使其能够延迟植物识别，
从而使其绕过先天免疫并在植物宿主中建立。然而，作为应答，许多植物还进化出了第二种免疫途径—效应触发免疫(ETI)。类似于PAMP的PRR，植物可识本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种促进受到维管害虫或病原体感染的植物的植物健康的方法，所述方法包括向植物和/或其周围环境施加包括一种或多种微生物和/或其生长副产物的植物健康促进组合物，其中所述微生物选自哈茨木霉、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、绿针假单胞菌、球拟假丝酵母、布拉氏酵母菌、汉斯德巴氏酵母菌、季也蒙念珠菌、西方毕赤酵母、库德里阿兹威毕赤酵母、异常威克汉姆酵母和汉斯德巴氏酵母菌。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括施加用于微生物生长的营养素和/或益生元。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物是哈茨木霉和解淀粉芽孢杆菌NRRL B
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67928。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物是解淀粉芽孢杆菌NRRL B
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67928和枯草芽孢杆菌NRRL B
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68031。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物是异常威克汉姆酵母NRRL Y
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68030。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物健康促进组合物直接与植物的根和/或所述植物生长的土壤接触。7.根据权利要求1所述的方法，其中在施加前将所述植物健康促进组合物与水混合。8.根据权利要求1所述的方法，其中使用灌溉系统将所述植物健康促进组合物施加到所述植物和/或其周围环境。9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述植物健康促进组合物与选自氮、磷和钾的一种或多种营养素源一起施加到所述植物和/或其周围环境。10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述植物健康促进组合物与选自海带提取物、富里酸、甲壳质、腐殖酸盐和腐殖酸的益生元同时施加到所述植物和/或其周围环境。11.根据权利要求1所述的方法，其中将所述植物健康促进组合物不与苯菌灵、十二烷基二甲基氯化铵、过氧化氢/过氧乙酸、抑霉唑、丙环唑、戊唑醇或氟菌唑同时施加，或在施加苯菌灵、十二烷基二甲基氯化铵、过氧化氢/过氧乙酸、抑霉唑、丙环唑、戊唑醇或氟菌唑之前或之后7天至10天内施加到所述植物和/或其周围环境。12.根据权利要求1所述的方法，其中使用手持式草坪和花园喷雾器将植物健康促进组合物喷洒到所述植物和/或其周围环境上。13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将生物表面活性剂组合物施加到所述植物和/或其环境，其中所述生物表面活性剂组合物包括一种或多种糖脂和/或脂肽。14.根据权利要求13所述的方法，其中使用注射器将所述生物表面活性剂组合物注射到植物的维管系统中。15.根据权利要求13所述的方法，其中将所述生物表面活性剂组合物施加到所述植物所生长的土壤。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物选自橄榄、桃、鳄梨、草莓、橡胶、烟草、葡萄、榆树、咖啡、可可、香蕉、苜蓿、棕榈和树坚果。17.根据权利要求1所述的方法，其中维管害虫或病原体选自：苛养木杆菌、韧皮部杆菌属、黄单胞菌属、青枯雷尔氏菌、欧文氏菌属、萎蔫短...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗，
申请(专利权)人：轨迹方案IPCO有限责任公司，
类型：发明
国别省市：