Способы отпугивания белокрылок

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют следующие стадии: (а) предоставление композиции, содержащей или состоящей из носителя и одного или нескольких соединений-репеллентов, выбранных из пара-цимена, гамма-терпинена, альфа-терпинена, альфа-фелландрена и/или эпицингиберена; (b) добавление указанной композиции один или несколько раз к множеству культурных растений. Применяют указанную композицию для отпугивания белокрылок. Для привлечения белокрылок применяют композицию, содержащую носитель и в качестве активного ингредиента по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из бета-фелландрена, лимонена и/или 2-карена. Изобретение позволяет повысить эффективность борьбы с белокрылками. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 5 пр.

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к борьбе с насекомыми-вредителями растений. Предложены соединения и композиции, содержащие одно или несколько летучих углеводородных соединений, подходящих как для отпугивания, так и для привлечения насекомых-вредителей, таких как белокрылки. Также предложены способы получения и применения привлекающих или отпугивающих соединений/композиций и контролирования нашествия насекомых и ущерба от них в поле и/или в теплицах. Данные композиции подходят для борьбы с насекомыми-вредителями растений, в частности, сокососущими насекомыми подотряда Sternorrhyncha. Насекомые подотряда Sternorrhyncha включают листоблошек, белокрылок, тлей, червецов и щитовок и обладают общим свойством, а именно, утилизацией сока растения как источника их пищи. Другими насекомыми-вредителями растений, с которыми можно бороться, являются трипсы, клещи (например, паутинные клещи) и толстоголовки. В предпочтительном варианте осуществления предложены способы и композиции для контролирования нашествия белокрылки и поражения белокрылкой культурных растений. В другом варианте осуществления соединения и/или композиции могут быть использованы для отпугивания насекомых семейства Culicidae, особенно видов, относящихся к роду Anopheles (у которого существуют примерно 400 видов, 30-40 которых переносят малярию, такие как виды комплекса A. gambiae), Culex и/или Aedes. Также можно привлекать или отпугивать, согласно данному изобретению, представителей семейства Ceratopogonidae, мокрецов, например, родов позвоночных кровососущих Culicoides, Forcipomyia (Lasiohelea), и Leptoconops, таких как Culicoides impunctatus (высокогорный мокрец или шотландский кусающий мокрец).

Уровень изобретения

Белокрылки родов Bemisia (бататовая белокрылка) и Trialeurodes (тепличная белокрылка) являются основными вредителями культурных растений во всем мире, вызывающими экономические потери, особенно из-за переноса вирусов растений в процессе питания (т.е. они действуют как “переносчики вируса”). Bemisia tabaci способна переносить более 60 различных Geminiviridae плюс ряд кринивирусов, многие из которых относятся к Begomoviruses, такие как вирус мозаики африканского маниока (ACMV), вирус мозаики фасоли (BGMV), вирус карликовости бобов, вирус желтой курчавости листьев томата (TYLCV), вирус крапчатости томата (TMV) и другие. Поражаются культуры тропического и умеренного климата, такие как томаты, бобы, тыквенные, клубни картофеля, хлопчатник, маниок и виды батата. До сих пор главная стратегия контроля представляет собой применение инсектицидов с целью уничтожения взрослых особей, молодых особей и яиц. Кроме значительных затрат на применение инсектицидов данная практика оказывает вредное влияние на окружающую среду. Кроме того, существуют трудности при борьбе с В. tabaci инсектицидами из-за возникновения устойчивости к активным ингредиентам.

Для снижения применения инсектицидов существует потребность в новых способах контролирования поражения и потерь сельскохозяйственных культур, вызываемых белокрылкой, культур, выращиваемых как в поле, так и в теплице. Из литературы известно, что летучие компоненты могут непосредственно влиять на поведение насекомых (например, Bruce et al., 2005, Trends Plant Sci. 10: 269-74). Один из путей контроля за переносом вирусов белокрылкой состоит в идентификации репеллентов для насекомых, которые можно применять на культурных растениях или около них, и/или аттрактантов для насекомых, которые можно применять на близлежащих площадях, чтобы заманивать насекомых-вредителей прочь от культуры. Проблема идентификации аттрактантов и/или репеллентов состоит в том, что соединения, которые известны для привлечения одних видов, могут отпугивать другие виды насекомых. Поэтому часто нельзя сделать выводы об аттрактантных или репеллентных свойствах соединений или композиций в отношении видов, которые могут отличаться по их сенсорному восприятию и поведению в потреблении пищи. Белокрылки, например, исследуют их растения-хозяева легким прикосновением (используя механосенсоры или хемосенсоры) к эпидермальной поверхности, перед пункцией в сосудистую ткань (опробование). Их выбор в данной точке вызван воздействием, например, в значительной степени производимыми репеллентами, но, вероятно, также свойствами поверхности листа. Предпочтение непосредственно связано с действием и переносом вирусов, который имеет место после опробования. Чтобы избежать переноса вирусов, опробование должно быть предотвращено или, по меньшей мере, значительно снижено. Это означает, что соединения, которые убивают белокрылок только после произошедшего опробования, не подходят в качестве средств защиты растений, поскольку вирус уже будет перенесен. Кроме того, насекомые-хищники белокрылок не должны подвергаться действию репеллента или аттрактанта, так как они полезны для снижения популяции белокрылки.

Другая проблема идентификации подходящих соединений и/или композиций для борьбы с белокрылками состоит фактически в том, что природные композиции свободного пространства над растением и содержимое железистых трихом растения включают большое число различных соединений в разных концентрациях, которые изменяются в зависимости от видов и отдельных растительных линий или разновидностей внутри видов. Даже если композиция свободного пространства над растением, как целое, идентифицирована по наличию определенного действия на насекомых-вредителей, идентификация компонентов или комбинаций компонентов, которые могут быть подходящими в качестве аттрактантов или репеллентов, представляет собой нелегкую задачу, и до настоящего времени отсутствует подходящий репеллент или аттрактант для белокрылок и других сокососущих насекомых-вредителей.

Zhang et al. (J. Econo Entomolog 2004, 97, p. 1310-1318) исследовали 0,25% растворы имбирного масла в качестве репеллента для B. argentifolii. В невыборочных тестах только от 10,2 до 16,6% менее взрослых особей белокрылок садились на обработанные растения и не было установлено никакой разницы в числе яиц, отложенных на растениях. Повышение концентрации имбирного масла было связано с фитотоксичностью, тем самым мешающей эффективному использованию имбирного масла в качестве репеллента для белокрылки.

ЕР 0583774 описывает применение растительного масла для снижения фитотоксичности агентов для борьбы с насекомыми на листве, при помощи которого может быть использован любой тип агента для борьбы с насекомыми.

Железистые трихомы представляют собой вырост на листве и стеблях рода Lycopersicon (в настоящее время классифицируемого как Solanum) и были показаны для получения большого числа вторичных соединений, таких как сесквитерпеновые углеводороды, сесквитерпеновые кислоты, метилкетоны и эфиры сахаров. В нескольких исследованиях сделаны попытки коррелировать плотность железистых трихом с устойчивостью по отношению к вредителям растений, таким как кукурузная совка (Heliothis zea) или колорадский жук (Kauffman and Kennedy, 1989, J. Chem. Ecol. 15, 1919-1930; Antonious, 2001, J. Environ. Sci. Health B 36, 835-848 и Antonious et al., 2005, J. Environ. Sci. Health B 40: 619-631). Также были выявлены метилкетоны, 2-ундеканон и 2-тридеканон, сохраняемые в железистых трихомах вида L. hirsutum f. glabratum, для проявления токсичного эффекта против личинок колорадского жука на четвертой возрастной стадии и взрослых особей белокрылок B. tabaci, соответственно (Antonious et al., 2005, J. Environ. Sci. Health B 40, 619-631).

Antonious и Kochhar (J. Environ. Science and Health B, 2003, B38: 489-500) экстрагировали и количественно определили цингиберен и куркумен из разновидностей дикого томата с целью отбора диких типов томата, которые могут быть использованы для получения сесквитерпеновых углеводородов при производстве природных инсектицидов. Однако не раскрыто, способны ли такие соединения к применению в качестве репеллентов или аттрактантов. Отмечено, что цингиберен был связан с устойчивостью к колорадскому жуку и устойчивостью к свекольным “походным червям”, тогда как куркумен был связан с инсектицидными эффектами.

Отмечено, что виды дикого томата L. hirsutum f. typicum устойчивы к B. argentifolii (Heinz et al. 1995, 88: 1494-1502), но устойчивость растения на основе трихом могла, конечно, иметь различные причины, и из данной публикации нельзя делать выводы в отношении присутствия или идентичности соединений, которые обладают свойствами для привлечения или отпугивания белокрылок.

Kostyukovsky et al. (Acta Horticulturae 2002, 576, 347-358) установили, что фумиганты из эфирных масел растений (цинеол, сафрол, эфирное масло из Labiatae или Foeniculum vulgare, или М-бромид), нанесенные на вредителей срезанных цветов (например, B. tabaci) в концентрациях 10-20 мг/л, вызывали смертность спустя 2-4 часа после экспозиции (см. таблицу 5).

Freitas et al. (Euphytica 2002, 127: 275-287) исследовали генетическую наследственность генов для получения как сесквитерпенового цингиберена, так и типов железистых трихом I, IV, VI и VII в межвидовых скрещиваниях между L. esculentum (культивируемый томат с малым уровнем цингиберена) и диким L. hirsutum var. hirsutum (с высоким уровнем цингиберена). Содержание цингиберена в F2 растениях способствовало устойчивости к B. argentifolii за счет корреляции, и было предложено скрещивать растения с одновременно высокими уровнями цингиберена, 2-тридеканона и/или ацилсахаров, чтобы содействовать более высоким уровням устойчивости к белокрылке. Однако скрещивание для устойчивости к сельскохозяйственным вредителям существенно отличается от разработки композиций для отпугивания или привлечения сельскохозяйственных вредителей. Отсутствует указание на то, как применять синтетический или очищенный цингиберен в качестве репеллента для белокрылки, как таковой или в комбинации с другими соединениями.

Сущность изобретения

Авторами настоящего изобретения найдено, что 10 терпенов (или аналогов терпена) связаны со способностью к отпугиванию/привлечению сокососущих насекомых-вредителей, в частности, белокрылок. Данные соединения могут быть использованы по отдельности или в комбинации для создания композиций, эффективных в качестве репеллентов для насекомых и/или аттрактантов для насекомых. Предлагаются репеллентные композиции для насекомых (в частности, отпугивающие сокососущих насекомых-вредителей культурных растений, предпочтительно белокрылок), содержащие или состоящие из одного или нескольких следующих семи соединений: куркумен, особенно альфа-куркумен (сесквитерпен), мирцен, особенно бета-мирцен (монотерпен), цимен, особенно пара-цимен (углеводород, родственный монотерпену), терпинен, особенно гамма-терпинен (монотерпен) и/или альфа-терпинен (монотерпен), цингиберен (сесквитерпен) и/или фелландрен, особенно альфа-фелландрен (монотерпен), а также способы их применения и диспенсеры или другие контейнеры, или материалы-подложки, содержащие их.

Предлагаются композиции аттрактантов для насекомых (в частности, привлекающие сокососущих насекомых-вредителей культурных растений, предпочтительно белокрылок), содержащие или состоящие из одного или нескольких следующих трех соединений: фелландрен, особенно бета-фелландрен (монотерпен), лимонен (D- и/или L-изомер) (монотерпен) и/или 2-карен (монотерпен), а также способы их применения и диспенсеры или другие контейнеры, или материал, содержащий их.

В другом варианте осуществления изобретения вышеприведенные соединения-репелленты или соединения-аттрактанты, или композиции применяют для привлечения или отпугивания насекомых семейства Culicidae (отряд Diptera) и/или Ceratopogonidae, особенно кровососущих насекомых, которые вызывают раздражение и потенциально переносят заболевания людям и животным, таких как комары.

Общие определения

“Насекомые-вредители растений” или “вредители растений”, или “насекомые-вредители”, или “виды вредителей растений” представляют собой виды насекомых, которые вызывают заражение и повреждение на сельскохозяйственной культуре и/или на декоративных растениях (виды растений-хозяев), путем инвазии растений или части растения. “Инвазия” представляет собой присутствие большого числа вредных организмов на площади (например, на поле или в теплице), на поверхности растения-хозяина или на всем, что могло бы контактировать с растением-хозяином, или в почве. Насекомые-вредители включают сокососущих насекомых-вредителей (см. ниже), но также других насекомых-вредителей, таких как трипсы, цикады, клещи (например, паутинные клещи и другие) и толстоголовки.

“Насекомые-вредители млекопитающих” или “переносчики заболеваний млекопитающих” относятся в настоящем описании к насекомым отряда Diptera, которые являются кровососущими/жалящими насекомыми и потенциально способны действовать как переносчики заболеваний людей и/или млекопитающих (но необязательно, они могут быть слегка раздражающими), таких как малярия. При упоминании в настоящем описании “насекомых-вредителей” подразумевается, что разделы данного документа также применяются к насекомым, привлекающим животных, особенно млекопитающих, аналогичным образом к вредителям растений, за исключением того, что они являются кровососущими/жалящими насекомыми.

“Сокососущие насекомые-вредители” включают вредителей растений подотряда Sternorrhyncha (из отряда Hemiptera, класса Insecta), т.е. насекомых-вредителей, которые включают листоблошек, белокрылок, тлей, червецов и щитовок и обладают общим свойством, а именно, утилизацией сока растения как источника их пищи.

“Тли” включают в настоящем описании насекомых-вредителей растений семейства Aphididae, таких как Aphis gossypii, A. fabae, A. glycines, A. nerii, A. nasturtii, Myzus persicae, M. cerasi, M. ornatus, Nasonovia (например, N. ribisnigri), Macrosiphum, Brevicoryne и другие.

“Насекомые-переносчики” представляют собой насекомых, которые способны к переносу и передаче вирусов растениям. В контексте переносчиков заболеваний млекопитающих насекомые-переносчики являются насекомыми, которые атакуют млекопитающих и могут потенциально передавать заболевания млекопитающим, такими как комары, которые способны передавать паразита Plasmodium людям или сердечного червя собакам.

“Белокрылка” или “белокрылки” относятся к видам рода Bemisia, в частности, B. tabaci и B. argentifolii (также известному как биотип В вида B. tabaci), и/или к видам рода Trialeurodes, в частности, T. vaporariorum (тепличная белокрылка) и Т. abutinolea (листовая белокрылка). Включенными в настоящее описание являются все биотипы, такие как биотип Q и B вида B. tabaci, а также любые стадии развития, такие как яйца, личинки, куколки и взрослые особи.

Соединение-“репеллент” или композиция “репеллента” относится к одному или нескольким соединениям, которые отпугивают один или несколько видов насекомых-вредителей (например, белокрылок) и значительно снижают инвазию и/или повреждение, вызванные насекомым-вредителем (например, белокрылкой) на обработанной площади и/или поверхностях, по сравнению с той же самой площадью и/или поверхностями, не обработанными репеллентом (при измерении в одной или нескольких временных точках после применения репеллента). “Значительное снижение” представляет собой снижение, по меньшей мере, на 5%, предпочтительно, по меньшей мере, на 10%, 15%, 20%, 30%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% или более (100%). Инвазия и/или повреждение, вызванные насекомым(и)-вредителем(ями) (например, белокрылкой), могут быть измерены различными способами, например, оценкой физиологического состояния растения или оценкой, например, численностей насекомых-вредителей, отложенных яиц насекомого, опробования ткани насекомым, передачи вируса или заболеваемости, потерь урожая, повреждения ткани растения или любых других прямых или косвенных симптомов инвазии/повреждения от насекомых, и т.д. В контексте насекомых-вредителей млекопитающих, для оценки и/или количественного определения эффекта могут быть использованы, например, численность насекомых, укусы насекомых или симптомы заболевания.

Соединение-“аттрактант” или композиция “аттрактанта” относится к одному или нескольким соединениям, которые привлекают один или несколько видов насекомых-вредителей (особенно сокососущих насекомых-вредителей, таких как белокрылки) и значительно повышают численность вредных организмов (например, белокрылок) на обработанной площади и/или поверхностях по сравнению с той же самой площадью и/или поверхностями без аттрактанта (при измерении в одной или нескольких временных точках после применения аттрактанта). “Значительное повышение” представляет собой повышение, по меньшей мере, на 5%, предпочтительно, по меньшей мере, на 10%, 15%, 20%, 30%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% или более. Когда аттрактант применен на растительных тканях, эффект аттрактанта может быть измерен различными способами, например, оценкой численности насекомых в одной или нескольких временных точках после применения аттрактанта, или оценкой повреждения тканей или других симптомов, связанных с инвазией/повреждением от насекомых. Если аттрактант применен на других материалах-подложках, таких как небиологические материалы/участки (ловушки, твердые подложки и т.д.), то оценивают численности насекомых на обработанных по сравнению с необработанными материалами/участками. В контексте насекомых-вредителей млекопитающих, например, для оценки и/или количественного определения эффекта (привлечения) может быть использована, например, численность насекомых.

“Эффективное количество” соединения-репеллента или композиции репеллента относится к количеству, достаточному для значительного снижения инвазии и/или повреждения, вызванных насекомыми-вредителями (особенно одним или несколькими сокососущими насекомыми-вредителями, такими как белокрылки), на обработанных растениях по сравнению с необработанными растениями. В контексте насекомых-вредителей млекопитающих эффективное количество соединения-репеллента или композиции репеллента относится к количеству, достаточному для значительного отпугивания насекомых, указанных выше.

“Эффективное количество” соединения-аттрактанта или композиции аттрактанта относится к количеству, достаточному для значительного повышения численности насекомых-вредителей (особенно одного или нескольких сокососущих насекомых-вредителей, таких как белокрылки, и/или их стадий, например, отложенных яиц) на обработанной площади или на обработанных поверхностях по сравнению с необработанной площадью или поверхностями. В контексте насекомых-вредителей млекопитающих эффективное количество соединения-аттрактанта или композиции аттрактанта относится к количеству, достаточному для значительного привлечения насекомых, указанных выше.

“Активный ингредиент” относится к ингредиенту(ам) в композиции, который(е) является/являются биологически активным(и), например, репеллентами или аттрактантами для насекомого-переносчика/вредителя. “Инертный ингредиент” или “неактивный” относится к ингредиентам, которые не являются биологически активными (по меньшей мере, в отношении целевого насекомого-переносчика), таким как носители активного ингредиента(ов), например, вода, масло или носители на основе масла, растворители и т.д.

“Растворитель” представляет собой жидкость, которая растворяет твердое вещество, жидкость или газообразное растворенное вещество, образуя раствор, дисперсию или эмульсию.

“Ловушки” относятся к материалам, на которые нанесено эффективное количество соединения-аттрактанта или композиции аттрактанта. Обычно ловушка может представлять собой множество растений (ловушка-культура или растения для ловушки) или контейнер (например, ловушка для насекомых), или поверхность, или жидкость, в которых применяют соединение-аттрактант или композицию аттрактанта так, что насекомые заманиваются по направлению к ловушке или в/на ловушку. Соединение-аттрактант или композиции аттрактанта могут быть также названы “препаратом-приманкой”.

“Инсектициды” или “инсектицидный” относятся к соединениям или композициям, которые (в противоположность репеллентам) уничтожают или инактивируют одну или несколько стадий развития насекомого (овициды, ларвициды, адультициды и т.д.), например, они влияют на смертность, а не на распространение насекомых.

“Пожиратели насекомых-вредителей” или “паразиты насекомых-вредителей” относятся в настоящем описании к организмам, которые питаются насекомым-вредителем или паразитируют на насекомом-вредителе. Например, “пожиратели белокрылки” или “паразиты” относятся в настоящем описании к организмам, таким как виды насекомых, которые снижают численность белокрылки путем истребления и/или паразитирования, например, прозрачный клещ (Polyphagotarsonemus latus), свирский клещ (Amblyseius swirskii), златоглазки, различные жуки и т.д., или паразитические осы (такие как Encarsia и Eretmocerus spp.).

“Растение-хозяин” («растения-хозяева») относится к одному или нескольким видам, которые являются природными видами-хозяевами вредителей-насекомых. Белокрылка, например, имеет широкий спектр хозяев, таких как, но не ограничиваясь ими, томат, перец, баклажан, латук, виды Brassica, такие как масличный рапс, брокколи, цветная капуста и культуры капусты; тыквенные виды, такие как огурец, дыня, тыква, столовая крупноплодная тыква; арахис, виды сои, хлопчатник, бобы, маниок, виды картофеля, бататы и окра. Также декоративные виды находятся среди предпочтительных хозяев, таких как гибискус, пойнсеттия, лилии, ирис, роза лантана и петунья.

“Культура” или “культурные растения”, или “культивируемые растения” относятся к растениям, которые выращиваются людьми для разных целей, таких как, но не ограничиваясь ими, получение продовольственного, кормового или любого другого ингредиента из растений или частей растений, включая продукты, получаемые из растений, такие как масло, углеводороды, медицинские ингредиенты и т.д., но также включая растения, культивируемые для декоративных целей или для социально-экономических целей, таких как газоны (площади с растущей травой), например, площадки для игры в гольф, места отдыха или парки, или растения, растущие в лесах или парках, и т.д. Культурные растения могут быть выращены в поле, в садах, в теплицах или любым другим способом, и они могут быть выращены в малом или большом объеме.

Недавно томат был переклассифицирован в род Solanum. На всем протяжении данного документа “Lycopersicon esculentum” и “Solanum lycopersicum” использованы взаимозаменяемо относительно культивируемых растений томата. Аналогично, по отношению к дикому томату, Lycopersicon pennelli и Solanum pennelli, а также Lycopersicon hirsutum f. glabratum и Lycopersicon hirsutum f. typicum и Solanum habrochaites использованы взаимозаменяемо. Аналогично, по отношению к диким видам Lycopersicon подразумевается, что в настоящее время они переклассифицированы как принадлежащие к роду Solanum, и данные обозначения родов использованы взаимозаменяемо.

“Терпены” представляют собой углеводороды, имеющие углеродный скелет, полученный из изопреновых звеньев, и подразделяются на группы, основанные на числе их атомов углерода, например, С10 монотерпены, С15 сесквитерпены, С20 дитерпены, С25 сестертерпены, С30 тритерпены, С40 тетратерпены и С5n политерпены. Они в настоящем описании обычно указаны по их тривиальным названиям, как, например, описано в Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 23, pages 833-882, 1997. Термин “терпен(ы)”, как используется в настоящем описании, также включает соединения, обычно известные как “терпеноиды”, терпен и/или терпеноидные аналоги, такие как спирты, сложные эфиры, альдегиды и кетоны, (природные или синтетические) изомеры, и, где применимы, стереоизомеры и/или таутомеры любого из данных соединений. По отношению к определенным изомерам в настоящем описании (таким как альфа и/или бета-изомеры) подразумевается, что включены другие изомеры и что другие изомеры или смеси изомеров могут заменять изомер, конкретно упомянутый, пока они являются функциональными.

Монотерпены могут дополнительно различаться по структуре углеродного скелета и могут быть сгруппированы в “ациклические монотерпены” (например, мирцен, (Z)- и (Е)-оцимен, линалоол, гераниол, нерол, цитронеллол, мирценол, гераниаль, цитраль а, нераль, цитраль b, цитронеллаль и т.д.), “моноциклические монотерпены” (например, лимонен, альфа- и гамма-терпинен, альфа- и бета-фелландрен, терпинолен, ментол, карвеол и т.д.), “бициклические монотерпены” (например, альфа-пинен, бета-пинен, миртенол, миртеналь, вербанол, вербанон, пинокарвеол и т.д.) и “трициклические монотерпены” (например, трициклен). См. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 23, pages 834-835, 1997.

В данном документе и его формуле изобретения глагол “включать” и его варианты спряжения использованы в их неограничивающем смысле для обозначения того, что признаки, сопровождающие данное слово, включены, но признаки, упомянутые неопределенно, не исключены. Кроме того, ссылка на элемент посредством неопределенного артикля “а” или “an” не исключает возможности того, что присутствует более чем один элемент, если контекст ясно не требует, что имеется один и только один из элементов. Неопределенный артикль “а” или “an”, таким образом, обычно означает “по меньшей мере, один”.

Всякий раз, когда ссылка на “растение” или “растения” (или множество растений), как подразумевается, также относится к частям растения (клеткам, тканям или органам, семенам, отделенным частям или собранным при уборке урожая частям, листьям, саженцам, цветам, пыльце, плоду, стеблям, корням, каллусу, протопластам и т.д.), потомство или клональные разведения растений, которые удерживают различающиеся характеристики родителей, а именно, зерно, полученное самоопылением или скрещиванием, например, гибридное зерно (полученное скрещиванием инбредных родственных линий), гибридные растения и части растения, полученные от них, охвачены настоящим описанием, если не отмечено особо.

Подробное описание

Данное изобретение относится в одном из вариантов осуществления к соединениям и композициям, содержащим или состоящим из одного или нескольких соединений, которые обладают свойствами репеллента или аттрактанта для насекомых.

Соединения и композиции

Белокрылки используют как визуальные сигналы, так и химические сигналы, чтобы найти свое растение-хозяина. В безвыборочных анализах с отловом на растениях томата, где были удалены визуальные сигналы, установлено, что белокрылки отдавали предпочтение культивируемому L. esculentus (сорт Moneymaker) по сравнению с видами дикого томата (Solanum pennelli, LA716; Solanum habrochaites f. typicum, PI27826; Solanum habrochaites f. glabratum, также называемый как L. hirsutum f. glabratum; PI126449). Когда свободное пространство над растениями дикого томата удаляли, растворяли в пентане-простом эфире и добавляли (на носителе из фильтровальной бумаги) к культивируемому Moneymaker, данный сорт становился до 60% менее привлекательным для белокрылок (B. tabaci, биотип Q), в то время как применение контроля (растворитель пентан-простой эфир) не имело воздействия на привлечение/отпугивание. См. пример 1.

В большом эксперименте (см. пример 2) отбирали пробы из свободного пространства над 16 разновидностями дикого томата и 5 линиями культивируемого томата и анализировали (6 повторных анализов). В целом идентифицировали 51 соединение, присутствующее в охваченном свободном пространстве. Кроме того, устанавливали уровень способности к отпугиванию/привлечению белокрылки B. tabaci (биотип Q) для каждой из 21 разновидности томата в безвыборочных биопробах, используя ранжированную шкалу 1-7 (от 1 = самой высокой способности к отпугиванию до 7 = самой низкой способности к отпугиванию). Затем для идентифицированных летучих соединений находили корреляцию с оценкой способности к отпугиванию/привлечению для каждой разновидности томата посредством ступенчатого линейного регрессионного анализа. В итоге было выявлено 7 летучих компонентов, связанных со способностью к отпугиванию белокрылки, и было показано, что 3 летучих компонента коррелировали со способностью к привлечению белокрылки (таблица 1).

Таблица 1Летучие ароматические углеводороды
Летучее соединение(общепринятое название) Эффект на насекомых Химическая структура, химическое название (регистрационный номер CAS)
альфа-Куркумен Репеллент 1-(1,5-Диметил-4-гексенил)-4-метилбензол (644-30-4)
бета-Мирцен Репеллент 1,6-Октадиен, 7-метил-3-метилен (123-35-3)
пара-Цимен Репеллент Бензол, 1-метил-4-(1-метилэтил) (99-87-6)
гамма-Терпинен Репеллент 1,4-Циклогексадиен, 1-метил-4-(1-метилэтил)- (99-85-4)
Цингиберен Репеллент 1,3-Циклогексадиен, 5-(1,5-диметил-4-гексенил)-2-метил- (495-60-3)
альфа-Терпинен Репеллент
альфа-Фелландрен Репеллент
бета-Фелландрен Аттрактант Метил-6-(1-метилэтил)циклогексен<3-> (555-10-2)
Лимонен Аттрактант Метил-4-(1-метилэтил)циклогексен<1-> (138-86-3)
2-Карен Аттрактант Бицикло[4.1.0]гепт-2-ен, 3,7,7-триметил- (554-61-0)

Репеллентные или аттрактантные свойства отдельных чистых соединений для белокрылки, описанных в таблице 1 (синтезированных химическим путем или приобретенных от коммерческих поставщиков), были подтверждены в биоанализах (пример 3). Кроме того, смеси двух или более репеллентов, или двух или более аттрактантов тестировали по эффективности и возможным синергическим эффектам. Прямая связь между ответом B. tabaci и соединениями (отдельными или смесями) таблицы 1 подтверждена в антенно-электрофизиологических экспериментах с использованием адаптированного обонятельного детекторного порта (Olfactory Detector Port) (пример 4). По данному способу отдельные летучие соединения таблицы 1 или смеси двух или более соединений таблицы 1 приводили в прямой контакт с антенной белокрылки через электроды и устанавливали EAD-потенциал (электро-антеннографическое определение).

Полученные выше данные могут быть распространены на других насекомых-вредителей, таких как другие сокососущие насекомые, трипсы, клещи, и на других, таких как насекомые-вредители млекопитающих. Трипсы, например, включают Thrips tabaci, Frankliniella occidentalis, Thrips fuscipennis, Echinothrips americanus и другие. Клещи, например, включают так называемых паутинных клещей (семейство Tetranychidae), нитевидноногих клещей (семейство Tarsonemidae) и галлообразующих клещей.

Таким образом, в одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к композиции репеллента для насекомых (особенно репеллента для сокососущих насекомых, репеллента для трипсов и/или клещей, предпочтительно, по меньшей мере, репеллента для белокрылки), включающей или содержащей эффективное количество одного или нескольких соединений из: альфа-куркумена, бета-мирцена, пара-цимена, гамма-терпинена, альфа-терпинена, альфа-фелландрена и/или цингиберена.

Комбинации двух или более соединений-репеллентов включают следующие предпочтительные комбинации:

- эпицингиберен в комбинации с S-куркуменом;

- бета-мирцен в комбинации с пара-цименом и/или гамма- или альфа-терпиненом, S-куркуменом и/или цингибереном;

- пара-цимен и бета-мирцен и/или гамма-терпинен;

- пара-цимен и альфа-терпинен и/или альфа-фелландрен;

- любая комбинация из 2, 3, 4, 5, 6 или 7 соединений-репеллентов, посредством чего данная комбинация предпочтительно не встречается в природе и/или не встречается по чистоте (отсутствуют другие соединения), концентрации и/или соотношениям, предлагаемым в настоящем описании.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к композиции аттрактанта для насекомых (особенно аттрактанта для сокососущих насекомых), аттрактанта для трипсов и/или клещей, предпочтительно, по меньшей мере, аттрактанта для белокрылки, включающей или содержащей эффективное количество одного или нескольких соединений из: бета-фелландрена, лимонена и/или 2-карена. Комбинации двух или более соединений-аттрактантов включают, следовательно, следующие комбинации:

- бета-фелландрен и лимонен;

- бета-фелландрен и 2-карен;

- лимонен и 2-карен; и

- бета-фелландрен, лимонен и 2-карен.

Для одного или нескольких различных насекомых-вредителей ранжирование вышеприведенных соединений по их способности к привлечению или отпугиванию может меняться. Какое из 7 соединений-репеллентов является по отдельности самым эффективным в качестве репеллента для одного или нескольких насекомых-вредителей, и какое из 3 соединений-аттрактантов является по отдельности самым эффективным в качестве аттрактанта для одного или нескольких насекомых-вредителей (предпочтительно сокососущих насекомых-вредителей, трипсов и/или клещей; наиболее предпочтительно, по меньшей мере, белокрылки), можно оценить в биопробах, как описано в другом месте настоящего документа, или в их адаптированных вариантах.

Аналогично, какие комбинации двух или более соединений, выбранных либо из 7 репеллентов, либо из 3 аттрактантов, являются самыми эффективными в отношении привлечения или отпугивания одного или нескольких насекомых-вредителей, можно оценить без чрезмерного экспериментирования, используя биоанализ, описанный в другом месте настоящего документа. Синергическая комбинация представляет собой комбинацию, где эффект совместного применения соединений (например, в виде смеси или последовательно на ту же самую площадь) больше, чем эффект, достигаемый в результате применения соединений по отдельности.

Если используют смеси двух соединений, то разные соотношения могут быть наиболее эффективными в привлечении или отпугивании одного или нескольких насекомых-вредителей. Соотношениями, которые могут быть подходящими, являются 100:1, 50:1, 10:1, 5:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:5, 1:10, 1:50, 1:100 или любое соотношение между данными значениями.

Если используют смеси трех соединений, то подходящие соотношения могут включать 1:1:1, 1:2:1, 1:2:2, 1:10:10 и т.д. См. также таблицу 3 для подходящих соотношений. Квалифицированный специалист сможет определить, какое соотношение является наиболее подходящим для конкретных видов насекомых.

В одном варианте осуществления изобретения композиция, содержащая или состоящая из (эффективного количества), по меньшей мере, одного, двух, трех или более соединений-аттрактантов или соединений-репеллентов, выбранных из вышеприведенной группы, является по существу (т.е. >90%, особенно >95%, >98% или >99%) или полностью (т.е. 100%) свободной от других, не выбранных терпеновых или терпеноидных соединений, особенно не выбранных терпеновых и/или терпеноидных соединений, производимых растениями в естественных условиях. Композиции, таким образом, содержат в качестве активного ингредиента(ов) только эффективные количества выбранных соединений или комбинацию соединений. Поэтому данные композиции не являются природными композициями свободного пространства над растениями (т.е. встречающимися в природе в виде свободного пространства над нетрансгенными растениями, такими как культивируемые или дикие растения), так как эти природные композиции свободного пространства содержат большое разнообразие терпенов и терпеноидов. Эти природные композиции свободного пространства могут изменяться с течением времени и в разных условиях окружающей среды. Напротив, композиции согласно данному изобретению являются определенными композициями.

Данные соединения могут быть получены химическим синтезом (Millar et al., 1998, J. Nat. Prod. 61:1025-1026) или могут быть очищены из природных источников, таких как растения, ткань(и) растения или свободное пространство над растением, с использованием методов, известных в данной области, таких как перегонка (Agarwal et al., 2001, Pest Man. Sci., 57: 289-300), получение in vivo (Colby et al., 1998, PNAS 95: 2216-2221; Chang et a