会员体验
专利管家(专利管理)
工作空间(专利管理)
风险监控(情报监控)
数据分析(专利分析)
侵权分析(诉讼无效)
联系我们
交流群
官方交流:
QQ群: 891211   
微信请扫码    >>>
现在联系顾问~
首页 / 专利库 / 植物病原体 / 植物病原体防御激发剂

植物病原体防御激发剂

申请号 CN202180050037.3 申请日 2021-08-04 公开(公告)号 CN115915940A 公开(公告)日 2023-04-04
申请人 布鲁塞尔大学; 发明人 大卫·坎内拉; 马尔科·扎拉蒂尼;
摘要 本发明涉及纤维二糖酸或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的用途和使用纤维二糖酸或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的方法。还提供了包含纤维二糖酸或其植物可药用盐的植物药物组合物及其应用。在某些优选实施方案中,所述组合物还可包含其他氧化纤维糊精或者可包含氧化纤维糊精和天然纤维糊精。在某些优选实施方案中,所述组合物可通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生。
权利要求

1.纤维二糖酸或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的用途。

2.用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的纤维二糖酸或其植物可药用盐接触。

3.根据权利要求1所述的用途或根据权利要求2所述的方法,其中所述纤维二糖酸或其盐包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;一种或更多种C4氧化纤维糊精;和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。

4.根据权利要求1或3所述的用途或根据权利要求2或3所述的方法,其中所述纤维二糖酸或其盐包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合。

5.根据权利要求3或4所述的用途或方法,其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5。

6.根据权利要求1或3至5中任一项所述的用途或根据权利要求2至5中任一项所述的方法,其中所述纤维二糖酸或所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生。

7.根据权利要求6所述的用途或方法,其中所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌(Botrytis cinerea)、土生梭孢霉(Thielavia terrestris)或嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)的LPMO‑AA9。

8.根据权利要求6或7所述的用途或方法,其中一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成。

10.根据权利要求1或3至9中任一项所述的用途或根据权利要求2至9中任一项所述的方法,其中所述纤维二糖酸或其盐的浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选

0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维糊精、包括所述纤维二糖酸的C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。

12.根据权利要求3至11中任一项所述的用途或方法,其中所述组合物包含摩尔比为约

4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。

13.根据权利要求1或3至12中任一项所述的用途或根据权利要求2至12中任一项所述的方法,其中:对由植物病原体引起的植物感染进行预防、防治或治疗;

所述植物病原体是真菌或细菌,例如死体营养型真菌或细菌例如灰霉菌、半活体营养型真菌或细菌、或者活体营养型真菌或细菌例如丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae);

所述植物是双子叶植物,优选选自十字花科(Brassicaceae)、茄科(Solanaceae)或蔷薇科(Rosacea),例如拟南芥(Arabidopsis thaliana)、甘蓝、番茄、葡萄藤、大豆、苹果、梨或草莓,或者其中所述植物是单子叶植物,优选选自禾本科(Gramineae),例如玉米、稻、大麦或小麦;和/或者使所述植物接触是通过所述植物的器官,优选选自叶、根和/或果实的器官,或者通过所述植物的种子。

14.植物药物组合物,其包含纤维二糖酸或其植物可药用盐以及植物可药用载体,所述植物可药用载体包含一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂、或其组合。

15.根据权利要求14所述的植物药物组合物,其中所述组合物包含0.10μM至1000μM、例如0.10μM至500μM、优选0.10μM至100μM、例如0.10μM至10μM的纤维二糖酸或其盐。

16.根据权利要求14或15所述的植物药物组合物,其中:

所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;一种或更多种C4氧化纤维糊精;和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐;

所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合;

所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5;

所述纤维二糖酸或所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生,任选地其中:所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9;

一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性;和/或者所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成;

所述纤维糊精、包括所述纤维二糖酸的C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如

0.10μM至10μM;和/或者

所述组合物包含摩尔比为约4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的植物药物组合物,其中所述表面活性剂是Triton X‑100、吐温‑20、吐温‑40和/或Silwet L‑77。

说明书全文

植物病原体防御激发剂

技术领域

[0001] 本发明广义上属于植物药物化合物和组合物的领域,并且特别是涉及天然植物防御的激发剂(通常也称为植物免疫系统激活剂分子,或外行术语中的“生物杀虫剂(bio‑pesticide)”),即一类阻止植物上微生物病原体的感染和繁殖的环境友好型分子,及其用途。

背景技术

[0002] 植物细胞壁是主要由高分子量多糖,即纤维素、半纤维素和果胶组成的动态结构。这种复杂的混合物赋予植物细胞的结构完整性和物理保护。植物病原体,包含致病性真菌和致病性细菌,使用多种策略来定植植物并从其宿主中获取营养。
[0003] 例如,为了攻克细胞壁,植物病原体可以使用被称为细胞壁降解酶(Cell Wall Degrading Enzyme,CWDE)的异质酶聚生体(Kubicek et al.Plant cell wall‑degrading enzymes  and  their secretion in  plant‑pathogenic  fungi.Annu Rev 
Phytopathol.2014,vol.52,427‑51)。虽然需要多种纤维素分解酶来将纤维素分解成葡萄糖,但最近发现裂解性多糖单加氧酶(Lytic Polysaccharide Monooxygenase,LPMO)家族可能是这一过程中的初始参与者,从而为其他水解酶铺平道路。LPMO是一类催化难生物降解性多糖(recalcitrant polysaccharide)(包括纤维素和几丁质)的糖苷键氧化裂解的铜酶,并且广泛分布于细菌和真菌界。根据碳水化合物活性酶(www.cazy.org)数据库,LPMO目前分类成七种“辅助活性”(AA)家族(AA9、AA10、AA11、AA13、AA14、AA15和AA16)。对葡聚糖的LPMO驱动的氧化裂解可以发生在吡喃糖环的C1或C4位置,因此可以产生不同聚合度的天然和氧化(C1氧化、C4氧化和/或C1和C4双氧化)寡糖的混合物。
[0004] 植物细胞具有至少两个部分重叠的防御层,其被定义为模式触发免疫(pattern triggered immunity,PTI)和效应物触发免疫(effector triggered immunity,ETI),它们构成了所谓的植物免疫系统(Jones and Dangl.The plant immune system.Nature.2006,vol.444(7117),323‑9)。ETI赋予了窄的菌株特异性抗性,因为它是在细胞质抗性基因(R基因)识别毒力效应物(无毒力蛋白(Avirulence‑protein))之后启动的。这通常导致活性氧物质(reactive oxygen species,ROS)的强位点特异性积累,从而导致凋亡。相比之下,PTI提供了广谱保护。进化上保守的病原体相关分子模式(pathogen‑associated molecular‑pattern,PAMP)被植物通过大量的质膜锚定模式识别受体(pattern‑recognition 
receptor,PRR)感知(Albert et al.Surface Sensor Systems in Plant Immunity.Plant Physiol.2020,vol.182(4),1582‑1596)。例如,鞭毛蛋白(FLG22)和几丁质(两种充分表征的PAMP)分别被富含亮氨酸重复受体样激酶(leucine‑rich repeat receptor like 
kinase,LRR‑RLK),例如FLS2和CERK1感知。另外,植物可通过识别损伤相关分子模式
(damage‑associated molecular pattern,DAMP)来自触发PTI(Boller and Felix.A 
renaissance of elicitors:perception of microbe‑associated molecular patterns and danger signals by pattern‑recognition receptors.Annu Rev Plant Biol.2009,vol.60,379‑406;Jones and Dangl.2006,同上)。DAMP可包含某些细胞壁来源分子以及从头合成的应激相关肽。特别地,果胶片段和寡聚半乳糖醛酸苷(oligogalacturonide,OG)是已知被细胞壁相关激酶(wall‑associated kinase,WAK)受体识别的重要的DAMP。(Kohorn et al.Cell Wall‑Associated Kinases and Pectin Perception.J Exp Bot.2016,
vol.67(2),489‑94;Ferrari et al.Oligogalacturonides:plant damage‑associated molecular patterns and regulators of growth and development.Front.Plant 
2+
Sci.2013,vol.4,49)。构成PTI之基础的常见信号事件包括Ca 流入细胞质中、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen‑activated protein kinase,MAPK)级联的激活、质外体活性氧物质(ROS)积累以及广泛的转录重编程包括转录因子(Yu et al.From Chaos to Harmony:
Responses and Signaling upon Microbial Pattern Recognition.Annu Rev 
Phytopathol.2017,vol.55,109‑137)。伴随PTI期间的转录响应,植物产生不同的信号传导激素,例如水杨酸(salicylic acid,SA)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)和乙烯(ethylene,ET),而在PTI激活之后数小时就在细胞壁上发生胼胝质沉积。
[0005] 当被植物感知时产生这样的防御应答的化合物通常被称为植物病原体防御激发剂、植物激发剂或简称为激发剂。先前,已经对寡聚半乳糖醛酸苷(OG)的激发剂性质进行了研究,所述寡聚半乳糖醛酸苷是一类来源于由多半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)催化的果胶水解的DAMP(Ferrari et al.2013,同上)。仅在最近,另一些细胞壁来源化合物,特别是纤维二糖、木葡聚糖和非支化β‑1,3‑葡聚糖被确定用作DAMP(Souza  et 
al.Cellulose‑derived oligomers act as damage‑associated molecular patterns and trigger defense‑like responses.Plant Physiol.2017,vol.173,2383‑2398;
Claverie et al.The Cell Wall‑Derived Xyloglucan Is a New DAMP Triggering 
Plant Immunity in Vitis vinifera and Arabidopsis thaliana.Front.Plant 
Sci.2018,vol.9,1725;Mélida,et al.Non‑branchedβ‑1,3‑glucan oligosaccharides trigger immune responses in Arabidopsis.Plant J.2018,vol.93(1),34‑49)。
[0006] 农业产业致力于与植物病原体进行不懈的斗争,尤其是由于气候变化导致的不断变化的环境加剧了这种斗争、努力避免每年的重大经济损失和食品供应链中的不确定性。虽然只有少数几种化学物被普遍用作杀虫剂或杀真菌剂,但由于植物病原体中出现的生物抗性,以及由于这些化学化合物中的一些对人健康的副作用,甚至这种储备也在减少。因此,迫切需要新的植物保护化合物和组合物。

发明内容

[0007] 如阐述本发明某些举例说明性实施方案的实验部分所证明的,本发明人首次表明了纤维二糖酸用作强效的植物防御激发剂。此外,本发明人已经表明,包含氧化纤维糊精的组合物,以及包含天然和氧化纤维糊精二者的组合物,例如特别是包含一种或更多种天然纤维糊精与一种或更多种C1氧化纤维糊精、一种或更多种C4氧化纤维糊精和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精(即双氧化纤维糊精)组合的组合物,显示出有利的植物激发剂潜能。在某些实例中,本发明人已经表明通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素而产生的天然和氧化纤维糊精的混合物的强植物激发剂活性。
[0008] 因此,本发明的一个方面提供了纤维二糖酸或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的用途。相关的方面涉及用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的纤维二糖酸或其植物可药用盐接触。另一方面提供了植物药物组合物,其包含纤维二糖酸或其植物可药用盐,以及植物可药用载体。在一个特别优选的实施方案中,载体可以包括阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂和/或阳离子型表面活性剂。因此,特别提供了植物药物组合物,其包含纤维二糖酸或其植物可药用盐,以及植物可药用载体,所述植物可药用载体包含或选自一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂、或其组合。
[0009] 本发明的另一方面提供了(i)一种或更多种纤维糊精(即天然的或非氧化纤维糊精)和(ii)一种或更多种C1氧化纤维糊精(醛糖酸)或其植物可药用盐、一种或更多种C4氧化纤维糊精(4‑酮醛糖或偕二醇)、和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精(4‑酮基寡糖‑1‑醛糖酸)或其植物可药用盐,例如在包含这些组分的组合物中作为植物病原体防御激发剂的用途。相关的方面涉及用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的前述组分(i)和(ii)接触。另一方面提供了植物药物组合物,其包含前述组分(i)和(ii)以及植物可药用载体,例如包含一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂、或其组合的植物可药用载体。
[0010] 本发明的另一方面提供了一种或更多种C4氧化纤维糊精(即4‑酮醛糖或偕二醇)作为植物病原体防御激发剂的用途。一个相关的方面涉及用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的一种或更多种C4氧化纤维糊精接触。另一方面提供了植物药物组合物,其包含一种或更多种C4氧化纤维糊精和植物可药用载体,例如包含一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂、或其组合的植物可药用载体。
[0011] 本发明的另一方面提供了一种或更多种C1和C4氧化(即双氧化)纤维糊精(即4‑酮基寡糖‑1‑醛糖酸)或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的用途。一个相关的方面涉及用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐接触。另一方面提供了植物药物组合物,其包含一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐,以及植物可药用载体,例如包含一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂、或其组合的植物可药用载体。
[0012] 还提供了使用植物药物组合物引发植物防护病原体的方法和用途。
[0013] 本发明的这些和其他方面以及优选实施方案在以下部分和所附权利要求书中描述。所附权利要求书的主题在此特别并入本说明书。

附图说明

[0014] 图1示出了(A)在拟南芥(Arabidopsis)‑灰霉菌(B.cinerea)相互作用期间的LPMO5 ‑1
基因表达。用灰霉菌孢子(10个孢子ml )滴处理5周龄拟南芥植株,并在真菌感染之后48小时评价LPMO基因表达;B)在生物化学和结构上表征的BcAA9与AA9的基于序列的比较。仅基于催化模块的比对建立了系统发育树。对于每种表征的LPMO示出了氧化区域特异性(C1,蓝色;C4,绿色;C1/C4,红色)。用箭头标记来自灰霉菌的AA9。C)使用Swiss‑Model服务器和TtAA9E晶体结构(其获自蛋白质数据库(PDB:3EII))建立了TtAA9E与BCIN_12g03920之间的结构比较。结构模型以带状表现物示出,并且铜离子以蓝色球体示出。(D)使用PASC 0.5%(w/v)作为纤维素底物对TtAA9E产生的产物进行的HPAEC‑PAD分析。Glc2:纤维二糖、Glc3:
纤维三糖、Glc4:纤维四糖、Glc5:纤维五糖、GlcGlc1A:纤维二糖酸、Glc2Glc1A:纤维三糖酸、Glc3Glc1A:纤维四糖酸、Glc4Glc1A:纤维五糖酸、Glc5Glc1A:纤维六糖酸、Glc6Glc1A.纤维庚糖酸、Glc7Glc1A:纤维辛糖酸。
[0015] 图2示出了响应于不同浓度的AA9_COS的拟南芥中FRK1和WRKY18基因的表达。在用递增浓度的AA9_COS处理之后1小时,在14日龄拟南芥植株中评价FRK1和WRKY18基因的表达。不同的字母对应于根据曼‑惠特尼检验(Mann‑Whitney test)的显著不同的表达水平(p<0.05)。
[0016] 图3示出了用LPMO产物(AA9_COS)和纤维二糖处理的拟南芥幼苗中早期转录组变化的分析。(a)在用100μM纤维糊精AA9_COS和纤维二糖处理之后1小时的差异表达基因。(b)通过AA9_COS、纤维二糖和模拟处理诱导的差异表达基因(differentially expressed 
gene,DEG)的主成分分析。使用两个主成分(PC1和PC2)使样品之间的总体基因表达相似性可视化,分别捕获了总变化的39%和19%。(c和d)使用相对于负log10转化的t检验p值绘制的基因表达比(log2倍数变化)生成了火山图(volcano plot)。数据点代表分别通过AA9_
COS(c)或纤维二糖(d)处理调节的基因表达。
[0017] 图4示出了LPMO产物AA9_COS诱导的基因与病原体防御相关。与668个显著上调基因的生物过程相关的基因本体(gene ontology,GO)术语富集分析显示了对植物防御应答的富集。通过使用g:Profiler软件(Benjamini‑Hochberg FDR<0.05)和Cytoscape的
EnrichmentMap功能进行GO分析。每个节点(node)代表一条路径,边线(edge)代表节点之间重叠的基因,以及圆圈尺寸代表所涵盖基因的数目。
[0018] 图5示出了通过AA9_COS(COS)或通过纤维二糖(cellobiose,CB)处理诱导的转录组变化之间的比较。(a)在14日龄Col‑0植株中,在AA9_COS或CB处理之后1小时,显示出与模拟相比显著表达变化(p值≤0.05和log2倍数变化(log2FC)≥1.5)的基因表达模式的层次聚类分析。聚类分成上调(左图,除了聚类5,其在处理之间显示出相反的表达模式:通过AA9_COS上调和通过纤维二糖下调)或下调(右图)基因。(b)来自每个聚类所评价的相对GO术语的防御应答相关基因的比例。(c)属于聚类I、II和III的所选防御基因的热图。(d)示出了通过AA9_COS和CB处理诱导的特定和共享的上调和上调和下调基因的维恩图。(e)用PSGEA进行的基因本体富集分析表明,防御相关基因被AA9_COS和纤维二糖处理二者上调。‑log2(FDR)表示基因本体富集显著性。
[0019] 图6示出了AA9_COS和单一组分纤维二糖酸(“二糖酸(Bionic)”)或纤维三糖酸(“三糖酸(Trionic)”)对3种标志物基因(CYB81F2、RBOHD和WRKY30)的激活的作用。
[0020] 图7示出了微阵列与qPCR数据之间的相关性。针对拟南芥中10个差异表达基因的2
子集,绘制了通过qPCR和通过cDNA微阵列确定的基因表达倍数变化。R和FDR表明实时PCR与微阵列结果之间良好的相关性。
[0021] 图8示出了AA9_COS不触发氧化爆发。提供了处理之后24小时来自4至5周拟南芥野生型植株的经DAB(a)或经NBT(b)染色的叶的代表性图像。(c)基于鲁米诺(Luminol)的针对过氧化氢检测的测定表明,AA9_COS和纤维二糖处理在拟南芥植株中均没有触发可检出的氧化爆发形成。标记了阳性对照H2O2曲线。代表不同处理的重叠曲线用“其他”标记。MV(甲基紫精(methyl viologen))和NaCl(氯化钠)用作阳性对照。
[0022] 图9示出了AA9_COS诱导了对灰霉菌的抗性。用10μl孢子悬液(105个孢子/mL)点样(spot)来自5周龄拟南芥植株的分离叶。(a)在感染之后三天拍摄照片,并通过ImageJ确定病变区域(b)。(c)在接种之后3天,使用特定于拟南芥(AtSKII)和灰霉菌(BcTUB)的管家基因,通过qPCR来确定灰霉菌在植物内的生长。(d)在5周龄植株中在处理之后6和24小时确定胼胝质(callose)。(e)在指定处理之后24小时的代表性照片,条表示500μm。
[0023] 图10示出了在拟南芥中用纤维糊精进行处理触发了植保素(camalexin)信号传导。(a)在100μM AA9_COS或100μM纤维二糖处理之后1小时和24小时,在14日龄拟南芥植株中评价参与植保素信号传导和生物合成的基因的表达。中值绘制在方框中,其中数据产生于两个独立的生物学重复。不同的字母对应于根据曼‑惠特尼检验显著不同的表达水平(显著性设置为p<0.05),(b)对植保素生物合成和信号传导的AA9_COS调节的拟议模型,(c)植保素定量,以及(d)在指定处理之后对MPK3/6磷酸化的早期免疫组织化学定量或Western印迹分析。
[0024] 图11示出了在用100μM AA9_COS纤维糊精(“CD”)处理之后1小时,在SIF2敲除突变体植株(“SIF2”)中所选标志物基因的基因表达。包括野生型(“Col‑0”)和模拟(“模拟”)对照。
[0025] 图12示出了番茄中不同浓度的AA9_COS的植物激发剂活性。
[0026] 图13示出了番茄中纤维二糖vs.AA9_COS的植物激发剂活性。
[0027] 图14示出了天然纤维糊精、和C1氧化、C4氧化以及任选的C1和C4氧化(双氧化)纤维糊精的数种组合的植物激发剂活性。
[0028] 图15示出了乙烯散发(ethylene emanation)。
[0029] 图16示出了植物激素定量。(上图)通过高效液相色谱‑电喷雾电离‑串联质谱(high‑performance liquid chromatography‑electrospray ionization‑tandem mass spectrometry,HPLC‑ESI‑MS/MS)对水杨酸(salicylic acid,SA)和茉莉酸(jasmonic acid,JA)含量进行定量。用100μM AA9_COS或模拟对来自三株五周龄拟南芥植株的十五片叶的三个合并物(n=3)进行处理,并收集叶,将其合并并在处理之后24小时立即冷冻于液氮中。对于每个独立的合并物,进行JA和SA的提取和定量。条代表三个合并物的平均值和标准偏差,星号表示显著性差异(单因素ANOVA检验)。(下图)使用各包含100株14日龄幼苗的方形皿在时间进程分析中测量乙烯。条代表八个独立方形皿(n=8)的平均值和标准误差。
星号表示显著性差异(单因素ANOVA检验)。DW:干重(dry weight)。FW:鲜重(Fresh 
weight)。

具体实施方式

[0030] 除非上下文另外明确指出,否则本文中使用的没有数量词修饰的名词表示一个/种和更多个/种。
[0031] 本文中使用的术语“包含”与“包括”或“含有”是同义的,并且是包含性的或开放式的,而不排除另外的未记载的成员、要素或方法步骤。该术语还涵盖“由……组成”和“基本上由……组成”,其在专利术语中享有公认的含义。
[0032] 通过端点对数值范围的记载包括纳入在相应范围内的所有数字和分数,以及所记载的端点。这适用于数值范围,无论它们是由表述“从……至……”还是表述“在……和……之间”还是另一个表述引入。
[0033] 当提及可测量值例如参数、量、持续时间等时,本文中使用的术语“约”或“大约”意指涵盖指定值的和相对于指定值的变化,例如指定值的和相对于指定值的+/‑10%或更小,优选+/‑5%或更小,更优选+/‑1%或更小,并且还更优选+/‑0.1%或更小的变化,在此范围内这样的变化适合于在所公开的发明中进行。应理解,修饰语“约”或“大约”所指的值是同样具体地且优选地被公开的它本身。
[0034] 虽然术语“一个或更多个”或“至少一个”(例如一组成员中的一个或更多个成员或至少一个成员)本身是清楚的,但通过进一步例证,该术语尤其涵盖对所述成员中的任意一个,或对所述成员中的任意两个或更多个,例如如所述成员中的任意≥3、≥4、≥5、≥6或≥7等,并且直至全部所述成员的提及。在另一个实例中,“一个或更多个”或“至少一个”可指
1、2、3、4、5、6、7或更多个。
[0035] 本文中包括对本发明背景的讨论以解释本发明的上下文。这不应被视为承认所提及的任何材料自任何权利要求的优先权日起已在任何国家公开、已知或作为公知常识的一部分。
[0036] 在本公开内容通篇,通过标识引文引用了多种出版物、专利和公开的专利说明书。本说明书中引用的所有文件在此均通过引用整体并入。特别地,本文具体提及的这样的文献的教导或部分均通过引用并入。
[0037] 除非另有限定,否则用于公开本发明的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义。通过进一步的指导,包括术语限定以更好地理解本发明的教导。除非另有限定,否则当结合本发明的具体方面或本发明的具体实施方案来限定特定术语时,这样的内涵或含义意在在本说明书通篇适用,即也适用于本发明的另一些方面或实施方案的上下文。
[0038] 在以下段落中,更详细地限定了本发明的不同方面或实施方案。除非明确指出相反,否则如此限定的每个方面或实施方案均可与任何其他方面或实施方案组合。特别地,被指示为优选或有利的任何特征可与被指示为优选或有利的任何其他一个或更多个特征组合。
[0039] 在本说明书通篇,对“一个实施方案”、“实施方案”的提及意指与所述实施方案相关的所描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施方案中。因此,在本说明书通篇的多个位置中出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方式中”不一定全部但可以指相同的实施方案。此外,在一个或更多个实施方案中,例如根据本公开内容对于本领域技术人员将变得明显的,特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。此外,虽然本文中描述的一些实施方案包括一些特征但不包括包含在另一些实施方案中的其他特征,但如本领域技术人员将理解的,不同实施方案的特征的组合意在处于本发明的范围之内,并且形成不同的实施方案。例如,在所附权利要求书中,任何要求保护的实施方案均可以以任意组合使用。
[0040] 本发明的方面涉及以下作为作为植物病原体防御激发剂的用途:
[0041] 纤维二糖酸或其植物可药用盐;
[0042] 组合物,其包含(i)一种或更多种纤维糊精(即天然或非氧化纤维糊精)和(ii)一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐,一种或更多种C4氧化纤维糊精,和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐;
[0043] 一种或更多种C4氧化纤维糊精;或者
[0044] 一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。
[0045] 还提供了用于激活植物防御植物病原体的相应方法,其包括使植物与有效量的这样的物质或组合物接触,以及包含所述物质和植物可药用载体的植物药物组合物。这样的方法也可以被认为是用于获得对病原体具有抗性的植物的方法。
[0046] 纤维二糖酸是由通过(1→4)键连接在一起的β‑D‑葡萄糖基和D‑葡萄糖酸基团组成的二糖。化学名称包括4‑O‑β‑D‑吡喃葡萄糖基‑D‑葡萄糖酸、4‑O‑β‑D‑葡萄糖基‑D‑葡萄糖酸、β‑D‑葡萄糖基‑(1→4)‑D‑葡萄糖酸和麦芽糖酸。因此,该化合物是二糖和糖酸(carbohydrate acid),显示分子式C12H22O12,并且可以由代表性结构式(I)或(II)中的任一者来表示:
[0047]
[0048] 因此,纤维二糖酸也可以被视为纤维二糖的C1氧化形式,或纤维二糖的醛糖酸对应物。纤维二糖是由通过β(1→4)键连接在一起的两个葡萄糖单元组成的二糖,即β‑D‑吡喃葡萄糖基(1→4)D‑吡喃葡萄糖,分子式为C12H22O11,并且可以由代表性结构式(III)或(IV)中的任一者来表示:
[0049]
[0050] 术语“纤维糊精”是指由两个或更多个β(1→4)连接的葡萄糖单体构成的两个或更多个低分子量碳水化合物中的任一种或者其群体或混合物。因此,纤维糊精可被称为线性β‑1,4‑D‑葡萄糖寡糖。纤维糊精通常可以通过纤维素的水解来产生,例如特别是通过纤维素酶水解来产生。因此,举例来说,纤维二糖是由两个β(1→4)连接的葡萄糖单体构成的纤维糊精,而纤维三糖、纤维四糖和纤维五糖分别是由三个、四个和五个β(1→4)连接的葡萄糖单体构成的纤维糊精。纤维糊精中连接的葡萄糖单体的数目,即纤维糊精的聚合度(degree of polymerisation,DP)可以是可变的,例如但不限于2至20,或2至15,或2至10,例如如2、3、4、5、6、7、8、9或10。例如,纤维糊精群体或混合物可以包含具有多种聚合度的纤维糊精,例如DP为2至20、或2至15、或2至10、或2至8的纤维糊精。举例来说但不限于,纤维糊精群体或混合物的数均或重均聚合度可以为2至10,例如为3至7,例如如约3、约4、约5、约6或约7。
[0051] 因此,术语“纤维糊精”在本文中没有进一步限定使用时特别是指天然纤维糊精或者天然纤维糊精的群体或混合物。本上下文中的“天然”意指在纤维糊精还原端的葡萄糖部分的1位(C1)的游离异头碳原子和在纤维糊精非还原端的葡萄糖部分的4位(C4)的碳都没有被进一步氧化。换言之,在天然纤维糊精中,纤维糊精还原端的葡萄糖部分可以如下表示(式V),
[0052]
[0053] 并且纤维糊精的非还原端的葡萄糖部分可以如下表示(式VI):
[0054]
[0055] 其中虚线表示与纤维糊精分子剩余部分的连接点(通过‑O‑)。
[0056] 对“氧化纤维糊精”的提及涵盖其中至少一个碳原子被进一步氧化纤维糊精,例如特别是其中带有羟基(‑OH)基团的碳原子被进一步氧化成带有氧(=O)基团或两个羟基(‑OH)基团的碳原子,或者其中半缩醛碳被进一步氧化成羧基(‑COOH)。特别地,氧化纤维糊精涵盖C1氧化纤维糊精(醛糖酸),C4氧化纤维糊精(4‑酮醛糖或偕二醇),以及C1和C4氧化纤维糊精(双氧化纤维糊精,4‑酮基‑寡糖‑1‑醛糖酸)。
[0057] 在C1氧化纤维糊精中,在纤维糊精还原端的葡萄糖部分的1位(C1)的异头碳原子被氧化成羧基基团,提供了可如下(式VII)表示的葡萄糖酸部分:
[0058]
[0059] 其中虚线表示与C1氧化纤维糊精分子的剩余部分的连接点(通过‑O‑连接)。C1氧化纤维糊精的非限制性实例包括以下结构的线性寡聚物:(D‑葡萄糖基‑(1→4))n(1→4)‑D‑葡萄糖酸,其中n是聚合度减1,例如,其中n是1、2、3、4、5或6。C1氧化纤维糊精的非限制性实例包括纤维二糖酸(DP=2)、纤维三糖酸(DP=3)、纤维四糖酸(DP=4)、纤维五糖酸(DP=5)等,例如DP=6、7、8、9或10。
[0060] 在C4氧化纤维糊精中,在纤维糊精的非还原端的葡萄糖部分的4位(C4)的碳原子作为酮基(‑C(=O)‑)或偕二醇(‑C(‑OH)2‑)基团存在,提供了可如下(式VIII和IX)表示的部分:
[0061]
[0062] 其中虚线表示与C4氧化纤维糊精分子的剩余部分的连接点(通过‑O‑连接)。C4氧化纤维糊精的非限制性实例包括以下结构的线性寡聚物:4‑脱氢‑β‑D‑葡萄糖基‑(1→4)(β‑D‑葡萄糖基‑(1→4))n,其中n是聚合度减1,例如,其中n是1、2、3、4、5或6。C4氧化纤维糊精的非限制性实例包括4‑酮基纤维二糖(DP=2)、4‑酮基纤维三糖(DP=3)、4‑酮基纤维四糖(DP=4)、4‑酮基纤维五糖(DP=5)等,例如DP=6、7、8、9或10。
[0063] 在C1和C4氧化(即双氧化)的纤维糊精中,上述两种情况均适用。C1和C4氧化纤维糊精的非限制性实例包括以下结构的线性寡聚物:4‑脱氢‑β‑D‑葡萄糖基‑(1→4)(β‑D‑葡萄糖基‑(1→4))m(1→4)‑D‑葡萄糖酸,其中m是聚合度减2,例如,其中m是0、1、2、3、4或5。这样的分子也可以表示为4‑酮基‑二糖‑1‑醛糖酸(DP=2)、4‑酮基‑丙糖‑1‑醛糖酸(DP=3)、4‑酮基‑四糖‑1‑醛糖酸(DP=4)、4‑酮基‑五糖‑1‑醛糖酸(DP=5)、4‑酮基‑己糖‑1‑醛糖酸(DP=6)等,例如DP=7、8、9或10。
[0064] 在如本文中所预期的C1氧化、C4氧化以及C1和C4氧化纤维糊精中,除了非还原端的4‑酮基葡萄糖部分的C4碳和/或葡萄糖酸部分的C1碳之外的碳原子的氧化态优选与天然环糊精中的相同。
[0065] 对本文中所预期的任何化合物(例如纤维二糖酸或天然或氧化纤维糊精)的提及可涵盖给定化合物以及这样的化合物的任何植物可药用形式,例如该化合物的任何加成
盐、水合物或溶剂合物。本文中使用的尤其与化合物形式例如盐、水合物、溶剂合物相连以及与载体(例如载剂、支持物、溶剂等)相连的术语“植物可药用”与本领域一致,并且意指对接受体植株无害,例如当施加于植物或植物器官时不产生任何不良作用,并且在适用的情况下,与植物药物组合物的任何其他成分相容。植物可药用酸和碱加成盐意指包含化合物能够形成的植物药物活性无毒酸和碱加成盐形式。这样的盐可以通过用合适的酸处理碱形式的化合物而方便地获得。合适的酸包括例如无机酸,例如氢卤酸,例如盐酸或氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等酸;或有机酸,例如如乙酸、丙酸、抗坏血酸、没食子酸、羟基乙酸、乳酸、丙酮酸、丙二酸、琥珀酸(即丁二酸)、马来酸、富马酸、脱氢抗坏血酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、环胺酸、水杨酸、对氨基水杨酸、扑酸、香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、芥子酸、肉桂酸、白藜芦醇、儿茶素、3‑羟基‑氨茴酸、L‑DOPA、黑色素、真黑色素、木质醇、香草酸、香草醛等酸。相反地,所述盐形式可以通过用合适的碱处理转化成游离碱形式。包含酸性质子的化合物(例如纤维二糖酸、醛糖酸)也可以通过用合适的有机和无机碱处理转化成其无毒的金属或胺加成盐形式。合适的碱盐形式包括例如铵盐、碱金属和碱土金属盐,例如锂、钠、钾、镁、钙盐等,铝盐、锌盐,与有机碱的盐,所述有机碱例如伯、仲和叔脂肪族和芳族胺,例如甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、四丁胺异构体、二甲胺、二乙胺、二乙醇胺、二丙胺、二异丙胺、二正丁胺、吡咯烷、哌啶、吗啉、三甲胺、三乙胺、三丙胺、奎宁环、吡啶、喹啉和异喹啉;苄星(benzathine)、N‑甲基‑D‑葡糖胺、肼基胺盐和与氨基酸(例如精氨酸、赖氨酸等)的盐。相反地,盐形式可以通过用酸处理转化成游离酸形式。术语溶剂合物包含化合物能够形成的水合物和溶剂加成形式,及其盐。这样的形式的实例是例如水合物、醇化物等。
[0066] 本文中所预期的任何化合物都可以是组合物的一部分。术语“组合物”通常指由两种或更多种组分构成的事物,并且更尤其具体地指两种或更多种材料(例如元素、分子、物质、生物分子或微生物材料)的混合物或共混物,以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。举例来说,组合物可包含与一种或更多种其他化合物或物质(无论其是一种或更多种本文中所教导的其他化合物还是一种或更多种其他化合物或物质)组合的本文中所教导的任何化合物。例如,组合物可以通过将本文中教导的化合物与所述一种或更多种其他化合物或物质组合(例如混合)而获得。例如,组合物可以通过将起始材料例如纤维素分解成多种分解产物的混合物而获得。在某些实施方案中,本发明组合物可以被配置为植物药物组合物。植物药物组合物通常包含一种或更多种活性成分(对植物健康具有一种或更多种有益作用的化学和/或生物活性物质)和一种或更多种植物可药用载体。本文中通常使用的组合物可以是液体、半固体(例如凝胶)、固体或挥发性的或基于蒸汽的,并且可以包括溶液剂或分散体,例如如混悬剂、乳剂、水包油乳剂、油包水乳剂、凝胶化的水溶液剂或分散体、包含挥发性有机溶剂的溶液剂等。固体形式的实例包括但不限于粉剂、颗粒剂、丸粒剂、水分散性粉剂、水分散性颗粒剂或水分散性丸粒剂。组合物可以配制成在使用之前稀释的浓缩物,例如如可溶性浓缩物、可乳化的浓缩物、液体浓缩物等。
[0067] 本文中使用的术语“载体”广义上包括任何和所有溶剂、稀释剂、填充剂、用于pH控制的缓冲剂、分散剂、增溶剂、表面活性剂、湿润剂、乳化剂、增黏剂、增稠剂、黏合剂、防腐剂、抗氧化剂、表皮溶解分子、天然或再生矿物质等、及其组合。这样的材料应该对植物无毒,并且不应干扰活性物质的活性。
[0068] 植物可药用溶剂的优选实例是水,因此,本文中教导的组合物可以包含水,即可以是水溶液剂或分散体。合适溶剂的另一些实例包括但不限于芳香烃,例如如二甲苯混合物或经取代萘;邻苯二甲酸酯,例如如邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯;脂肪烃,例如如环己烷或石蜡;醇和二醇及其醚和酯,例如如乙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚或单乙醚;酮,例如如环己酮;强极性溶剂,例如如N‑甲基‑2‑吡咯烷酮、二甲基亚砜或二甲基甲酰胺;植物油或环氧化植物油,例如如环氧化椰子油或大豆油;和水。在一个特定方面中,溶剂是挥发性溶剂,例如甲醇和乙醇。
[0069] 固体载体的一些非限制性实例包括但不限于天然矿物填料,例如如方解石、滑石、高岭土、蒙脱石或凹凸棒石;高度分散硅酸或高度分散的吸收性聚合物;浮石、碎砖(broken brick)、海泡石或膨润土;方解石或沙;白云石或粉状植物残余物。
[0070] 在某些实施方案中,组合物可包含一种或更多种表面活性剂,例如阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂、或其组合,例如但不限于Triton X‑100(C14H22O(C2H4O)n,非离子型表面活性剂,其具有亲水性聚环氧乙烷链(例如平均9.5个环氧乙烷单元)和芳香烃疏水性基团4‑(1,1,3,3‑四甲基丁基)‑苯基);聚山梨醇酯型非离子型表面活性剂,例如聚氧乙烯(20)脱水山梨醇单月桂酸酯(吐温‑20)、聚氧乙烯(20)脱水山梨醇单棕榈酸酯(吐温‑40);和/或非离子型有机硅氧烷表面活性剂,例如 L‑77(3‑(2‑甲氧基乙氧基)丙基‑甲基‑双(三甲基甲硅烷氧基)硅烷)。
[0071] 在某些实施方案中,纤维二糖酸或其盐可以包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;一种或更多种C4氧化纤维糊精;和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。
[0072] 在某些实施方案中,一种或更多种C4氧化纤维糊精可以包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。
[0073] 在某些实施方案中,一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其盐可以包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;和/或者一种或更多种C4氧化纤维糊精。
[0074] 在某些举例说明性实施方案中,组合物可以包含如下表中所述的组分,‘+’表示存在,‘‑’表示不存在,‘A’表示纤维二糖酸或其植物可药用盐,‘B’表示一种或更多种天然纤维糊精,‘C’表示除纤维二糖酸或其植物可药用盐之外的一种或更多种C1氧化纤维糊精,‘D’表示一种或更多种C4氧化纤维糊精,以及‘E’表示一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或植物可药用盐:
[0075]组合物 A B C D E
1 + ‑ ‑ ‑ ‑
2 + + ‑ ‑ ‑
3 + ‑ + ‑ ‑
4 + + + ‑ ‑
5 + + + + ‑
6 + + + + +
28 + ‑ ‑ + ‑
29 + + ‑ + ‑
30 + + + ‑ +
31 + ‑ + + ‑
32 + ‑ + + ‑
33 + ‑ ‑ + +
34 + + + + +
35 + ‑ ‑ ‑ +
36 + ‑ + + +
[0076] 在某些举例说明性实施方案中,组合物可以包含如下表中所述的组分,‘+’表示存在,‘‑’表示不存在,‘A’表示一种或更多种天然纤维糊精,‘B’表示一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐,‘C’表示一种或更多种C4氧化纤维糊精,以及‘D’表示一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐:
[0077]组合物 A B C D
7 + + ‑ ‑
8 + ‑ + ‑
9 + ‑ ‑ +
10 + + + ‑
11 + + ‑ +
12 + ‑ + +
[0078] 组合物 A B C D13 + + + +
[0079] 在某些举例说明性实施方案中,组合物可以包含如下表中所述的组分,‘+’表示存在,‘‑’表示不存在,‘A’表示一种或更多种C4氧化纤维糊精,‘B’表示一种或更多种天然纤维糊精,‘C’表示一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐,以及‘D’表示一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐:
[0080] 组合物 A B C D14 + + ‑ ‑
15 + ‑ + ‑
16 + ‑ ‑ +
17 + + + ‑
18 + + ‑ +
19 + ‑ + +
20 + + + +
[0081] 在某些举例说明性实施方案中,组合物可以包含如下表中所述的组分,‘+’表示存在,‘‑’表示不存在,‘A’表示一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐,‘B’表示一种或更多种天然纤维糊精,‘C’表示一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐,以及‘D’表示一种或更多种C4氧化纤维糊精:
[0082]组合物 A B C D
21 + + ‑ ‑
22 + ‑ + ‑
23 + ‑ ‑ +
24 + + + ‑
25 + + ‑ +
26 + ‑ + +
27 + + + +
[0083] 在某些优选实施方案中,本文中教导和使用的任何纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)可各自独立地为2至20,例如2至15,或2至10,或2至8,或2至5。在某些优选实施方案中,本文中教导和使用的纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的群体或混合物的数均或重均聚合度可各自独立地为2至10,例如3至7,例如如约3、约4、约5、约6或约7。
[0084] 在某些实施方案中,纤维二糖酸或其盐的浓度(例如,在本文中教导的(植物药物)组合物中)可以为0.10μM至1000μM、例如0.10μM至900μM、0.10μM至800μM、0.10μM至700μM、或0.10μM至600μM、优选0.10μM至500μM、例如0.10μM至400μM、或0.10μM至300μM、更优选0.10μM至200μM、甚至更优选0.10μM至100μM、例如约0.10μM、约0.50μM、约1.0μM、约5.0μM、约10μM、约20μM、约30μM、约40μM、约50μM、约60μM、约70μM、约80μM、约90μM或约100μM。
[0085] 在某些实施方案中,一种或更多种C1氧化纤维糊精或其盐(其可包括纤维二糖酸或其盐)的浓度(例如,在本文中教导的(植物药物)组合物中)可以为0.10μM至1000μM、例如
0.10μM至900μM、0.10μM至800μM、0.10μM至700μM、或0.10μM至600μM、优选0.10μM至500μM,例如0.10μM至400μM、或0.10μM至300μM、更优选0.10μM至200μM、甚至更优选0.10μM至100μM、例如约0.10μM、约0.50μM、约1.0μM、约5.0μM、约10μM、约20μM、约30μM、约40μM、约50μM、约
60μM、约70μM、约80μM、约90μM或约10oμM。
[0086] 在某些实施方案中,一种或更多种C4氧化纤维糊精的浓度(例如,在本文中教导的(植物药物)组合物中)可以为0.10μM至1000μM、例如0.10μM至900μM、0.10μM至800μM、0.10μM至700μM、或0.10μM至600μM、优选0.10μM至500μM、例如0.10μM至400μM、或0.10μM至300μM、更优选0.10μM至200μM、甚至更优选0.10μM至100μM、例如约0.10μM、约0.50μM、约1.0μM、约5.0μM、约10μM、约20μM、约30μM、约40μM、约50μM、约60μM、约70μM、约80μM、约90μM或约100μM。
[0087] 在某些实施方案中,一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精的浓度(例如,在本文中教导的(植物药物)组合物中)可以为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至900μM、0.10μM至800μM、0.10μM至700μM、或0.10μM至600μM、优选0.10μM至500μM、例如0.10μM至400μM、或0.10μM至
300μM、更优选0.10μM至200μM、甚至更优选0.10μM至100μM、例如约0.10μM、约0.50μM、约1.0μM、约5.0μM、约10μM、约20μM、约30μM、约40μM、约50μM、约60μM、约70μM、约80μM、约90μM或约
100μM。
[0088] 在某些实施方案中,纤维糊精、包括纤维二糖酸的C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度(例如,在本文中教导的(植物药物)组合物中)可以为0.10μM至1000μM、例如0.10μM至900μM、0.10μM至800μM、0.10μM至700μM、或0.10μM至600μM、优选0.10μM至500μM、例如0.10μM至400μM或0.10μM至300μM、更优选0.10μM至200μM、甚至更优选0.10μM至100μM、例如约0.10μM、约0.50μM、约1.0μM、约5.0μM、约10μM、约20μM、约30μM、约40μM、约50μM、约60μM、约70μM、约80μM、约90μM或约100μM。
[0089] 本发明人已经发现,当以多种多样的相对摩尔比例被包含时,天然纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精以及任选的C1和C4氧化纤维糊精的组合或混合物显示出有利的植物激发剂活性。
[0090] 在某些特别优选的实施方案中,用包含约4∶5∶1的天然纤维糊精∶C1氧化纤维糊精∶C4氧化纤维糊精的摩尔比的组合,观察到强的激发剂效应。在这样的组合中,优选不存在C1和C4氧化(即双氧化)的纤维糊精。
[0091] 许多其他摩尔每份的量在本发明上下文中是可行的,例如但不限于约6.5∶3∶0.5、约3∶6.5∶0.5、约4∶3∶3、约4∶1∶5、约0.5∶9∶0.5(天然纤维糊精∶C1氧化纤维糊精∶C4氧化纤维糊精的摩尔比)或约0.5∶4∶0.5∶5、约2.5∶2.5∶2.5(天然纤维糊精∶C1氧化纤维糊精∶C4氧化纤维糊精∶C1和C4氧化纤维糊精的摩尔比)。
[0092] 通过进一步的非限制性实例,在包含天然纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精的组合物中:
[0093] 0.25至9.50摩尔份可以是天然纤维糊精,0.25至9.50摩尔份可以是C1氧化纤维糊精,以及0.25至9.50摩尔份可以是C4氧化纤维糊精,总计为10份;
[0094] 2.50至6.00摩尔份可以是天然纤维糊精,3.50至7.00摩尔份可以是C1氧化纤维糊精,以及0.50至3.00摩尔份可以是C4氧化纤维糊精,总计为10.00份;或者
[0095] 3.33摩尔份可以是天然纤维糊精,3.33摩尔份可以是C1氧化纤维糊精,以及3.33摩尔份可以是C4氧化纤维糊精。
[0096] 通过进一步的非限制性实例,在包含天然纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的组合物中:
[0097] 0.25至9.25摩尔份可以是天然纤维糊精,0.25至9.25摩尔份可以是C1氧化纤维糊精,0.25至9.25摩尔份可以是C4氧化纤维糊精,以及0.25至9.25摩尔份可以是C1和C4氧化纤维糊精,总计为10份;
[0098] 2.50摩尔份可以是天然纤维糊精,2.50摩尔份可以是C1氧化纤维糊精,2.50摩尔份可以是C4氧化纤维糊精,以及2.50摩尔份可以是C1和C4氧化纤维糊精;或者
[0099] 0.25至4.75摩尔份可以是天然纤维糊精,2.00至5.00摩尔份可以是C1氧化纤维糊精,0.25至4.75摩尔份可以是C4氧化纤维糊精,以及3.00至6.00摩尔份可以是C1和C4氧化纤维糊精,总计为10份。
[0100] 在某些特别优选的实施方案中,纤维二糖酸、纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精和/或C1和C4氧化纤维糊精可以通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生。在某些实施方案中,组合物,例如本文中教导的植物药物组合物,可以包含一种或更多种LPMO对纤维素的分解产物,这样的分解产物通常包含天然、C1氧化和C4氧化纤维糊精以及任选的C1和C4氧化纤维糊精的混合物。
[0101] 裂解性多糖单加氧酶(LPMO)广义上涵盖一类以氧化方式催化纤维素裂解的含铜酶。这些包括C1羟基化LPMO(EC 1.14.99.54),所述C1羟基化LPMO形成在还原末端包含D‑葡糖酸‑1,5‑内酯基团的纤维素片段,其快速且自发地水解成醛糖酸。这些还包括C4脱氢LPMO(EC1.14.99.56),其形成在非还原末端包含4‑脱氢‑D‑葡萄糖基团的纤维素片段。这些还包括C1羟基化/C4脱氢LPMO(EC 1.14.99.54和EC 1.14.99.56),其形成在非还原末端包含4‑脱氢‑D‑葡萄糖基团和在还原末端包含葡萄糖酸基团的纤维素片段。
[0102] LPMO广泛分布于细菌和真菌界,并且根据碳水化合物活性酶(www.cazy.org)数据库目前分类为七个“辅助活性”(AA)家族(AA9‑先前的糖苷水解酶(GH)家族61,AA10‑先前的碳水化合物结合模块(carbohydrate‑binding module,CBM)33、AA11、AA13、AA14、AA15和AA16)。AA9家族的CAZY数据库条目目前列出了来自微生物的LPMO的近600个GenBank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)登录号,所述微生物尤其包括少孢节丛孢菌
(Arthrobotrys oligospora)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、灰霉菌(Botrytis cinerea)、藤仓镰孢菌(Fusarium fujikuroi)、禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)、稻瘟菌(Magnaporthe grisea)、粗糙脉孢菌(Neurospora 
crassa)和许多其他微生物。尽管可以使用任何合适的LPMO来制备本文中教导的植物激发剂化合物和化合物组合,但是在某些实施方案中,一种或更多种LPMO中的至少一种可以属于辅助活性(AA)家族9。在某些优选实施方案中,一种或更多种LPMO中的至少一种可以来自灰霉菌、土生梭孢霉(Thielavia  terrestris)或嗜热毁丝霉(Myceliophthora 
thermophila)。这种类型的示例性LPMO酶,包括其蛋白质序列的GenBank登录号、其分离和其在酶促反应中的使用方式,在实验部分中进行了讨论并且将被技术人员所理解。
[0103] 在某些实施方案中,LPMO活性可以通过在反应中包含一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)来增强。CDH是辅助活性3酶(EC 1.1.99.18),其催化氧化成纤维二糖‑1,5‑内酯,并且还更为缓慢地作用于除纤维二糖之外的纤维糊精。
[0104] AA3家族的CAZY数据库条目目前列出了来自许多不同来源的CDH的超过1300个GenBank登录号。在某些优选实施方案中,CDH可以来自灰霉菌或嗜热毁丝霉。这样的酶的示例性蛋白质序列包含在GenBank登录号AF074951.1(嗜热毁丝霉ATCC 42464纤维二糖脱氢
酶(cdh)mRNA,完整cds)下注释的那些。这样的蛋白质可以例如从内源表达所述蛋白质的微生物来源中分离,或者可以通过本领域已知的重组表达来产生。LPMO酶和酶混合物也可以商购获得(NZYTech,Lisabon,Portugal,LPMO‑AA9产品代码CZ0959,来自白地霉
(Geotrichum candidum)的“裂解性纤维素单加氧酶9B”;Novozymes, Denmark,
产品 CTec 2和 CTec 3)。
[0105] 在某些实施方案中,待被LPMO酶和任选的CDH酶作用的纤维素可以来自木质纤维素废弃物或制浆纸。木质纤维素或木质纤维素生物质是指主要由以下构成的植物生物质:
碳水化合物聚合物(主要包括纤维素和半纤维素),和芳族聚合物木质素。木质纤维素生物质是丰富的原材料,并且被用于例如生物精炼应用以产生生物燃料,例如主要是生物乙醇。
木质纤维素生物质的另一个常见用途是生产木浆和纸。因此,木质纤维素废弃物或制浆纸有利地代表了丰富的纤维素来源。
[0106] 在某些实施方案中,木质纤维素废弃物可以是来自生物精炼应用的木质纤维素副产物。通常,生物燃料的生产包括使用含LPMO的混合物对木质纤维素生物质进行酶水解,以分解纤维素用于下游发酵。因此,来自这样的生物精炼的生物废弃物产物已经包含一定量的纤维二糖酸和/或纤维糊精和氧化纤维糊精(例如,约1至3w/v%的醛糖酸,例如纤维二糖酸),其可以如本文中所教导的那样,任选地(但不是必须地)在从生物废弃物中分离或纯化的一些过程之后使用。
[0107] 因此,在某些实施方案中,本文中教导的(植物药物)组合物可以由经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物制备,或者可以包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成。
[0108] 在另一个实施方案中,一种或更多种另外的植物防御激发剂可以与本文中教导的新植物防御激发剂组合。因此,也设想了组合治疗。向植物施用不同的激发剂可以是同时或以任何顺序相继的,并且它们可以包含在同一组合物中(例如,混合)或者可以以物理上分开的形式提供,例如,在不同的小瓶或包装中,任选地形成套盒(kit‑of‑parts)。
[0109] 在某些实施方案中,这样的一种或更多种另外的植物防御激发剂可以选自植物或真菌细胞壁来源的化合物。在某些优选实施方案中,这样的一种或更多种另外的植物防御激发剂可以选自果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合。
[0110] 根据本公开内容,本文中教导的化合物、化合物组合或包含化合物的组合物被用作植物病原体防御激发剂。该术语广泛地涵盖当施用于植物、植物种子或植物器官时,能够引发天然植物防御、激活植物针对植物病原体的防御和抗性反应、刺激产生针对植物病原体的植物防御分子和/或者预防、防治或治疗植物对抗植物病原体感染的任何化合物或组合物。因此,当被植物感知时,激发剂可以引发分子、生物化学和/或生理防御性植物细胞反应,例如植物防御分子(例如乙烯和/或水杨酸和茉莉酸)的合成或合成的提高,活性氧物质(ROS)的产生,和/或特定防御相关基因和蛋白(例如多聚半乳糖醛酸酶抑制剂蛋白(polygalacturonase inhibitor protein,PGIP))的表达。信号转导途径的激活可随后导致持久的防御基因表达和次级代谢物的产生。因此,植物病原体防御激发剂可以增强植物抵抗或对抗给定病原体的能力。植物防御激发剂通常被归入俗称为生物杀虫剂的药剂组,所述生物杀虫剂主要包含生物杀昆虫剂、生物杀真菌剂、生物杀线虫剂,等等。
[0111] 因此,在某些实施方案中,通过本发明的化合物或组合物,可以预防、防治或治疗植物病原体引起的植物感染。虽然这些术语本身是公知的,但是通过进一步的指导,“预防”可以特别意指避免发生至少一种不良作用或症状,优选由植物病原体感染诱导的所有不良作用或症状;“防治”可以特别意指停止植物病原体感染的进展,更准确地是减少或消除植物病原体在植物或植物器官的健康部分的传播,或从受感染植物传播到另一植物,通常传播到邻近植物;以及“治疗”可以特别意指改善感染的症状,或完全治愈感染,通常是通过减少或完全清除植物病原体(通常是真菌或细菌),即通过清除植物或植物的一个器官或者数个或每个器官中的任何存活的植物病原体。
[0112] 植物可以与有效量的本发明化合物或组合物接触,例如通过植物的器官(优选选自叶、根和/或果实的器官)或通过植物的种子接触。接触步骤可以进行一次或数次(例如定期或周期性地,例如在合适的季节或在合适的植物发育阶段)。术语“有效量”是指本文中教导的一种或更多种(活性)化合物的这样的量:其诱导或引发植物天然防御、激活植物针对植物病原体的防御和抗性反应、和/或刺激针对植物病原体的植物防御分子的产生,从而获得对病原体具有抗性的植物。有效量被认为是可变的,因为其可受到许多因素的影响,包括但不限于所处理植物的类型、处理剂量和施用率、接触方法、植物生长周期期间经历的天气和季节条件、病原体敏感性等。技术人员通常会遇到并理解这样的变化,他们可以调整预防或治疗方案,例如施用率、施用时间和/或频率以及施用方式。在本说明书其他地方讨论和举例说明了特定合适的量或浓度范围。术语“器官”、“植物器官”或“植物的器官”可互换地指植物的一部分或植物繁殖材料。植物器官的实例包括但不限于叶、茎、果实、种子、插条(cutting)、块茎、根、鳞茎、根茎等。与植物或器官的接触步骤可以以多种方式进行,例如通过喷施、浸湿、浸泡、浸渍、注射、通过土壤给料及其任意组合。或者,化合物或组合物可以通过在植物组织附近提供挥发性或基于蒸汽的形式的化合物或组合物,并允许通过大气扩散到植物或器官,从而施加到植物或器官上。技术人员知道如何使施用方式适应特定的用途。
[0113] 在本发明的上下文中,术语“植物”通常指被植物病原体感染或表现出易受植物病原体感染的植物。例如,植物可属于被子植物(Angiosperm)分支。
[0114] 在某些实施方案中,植物可属于双子叶植物分支。来自双子叶植物分支的植物的实例包括但不限于茄科,包括番茄(Solanum lycopersicum)(番茄)、马铃薯(Solanum tuberosum)(马铃薯(potato))、茄子(Solanum melongena)(茄子(eggplant))、辣椒属
(Capsicum genus)(胡椒(pepper))和烟草(Nicotiana tabacum)(烟草(tobacco));葡萄科(Vitaceae),包括葡萄(Vitis)属(葡萄藤);十字花科(Brassicaceae),包括甘蓝(Brassica oleracea)(甘蓝(cabbage))、芜菁(Brassica rapa)(芜菁(turnip)和中国甘蓝)、芥菜种和拟南芥;蔷薇科(Rosaceae),包括苹果(Malus pumila)(苹果(apple))、梨(Pyrus)种(梨(pear))和草莓(Fragaria ananassa)(草莓(strawberry));豆科(Fabaceae),包括豆类
(legume),例如豌豆(pea)、菜豆(bean)和大豆(soybean);菊科(Asteraceae),包括向日葵(sunflower);苋科(Amaranthaceae),包括甜菜(sugar beet)。
[0115] 在某些实施方案中,植物可属于单子叶植物分支。来自单子叶植物分支的植物的实例包括但不限于禾本科(Gramineae)或早熟禾科(Poaceae),例如玉米、稻、大麦或小麦。
[0116] 因此,在某些实施方案中,植物可以是双子叶植物,优选选自十字花科、茄科或蔷薇科,例如拟南芥、甘蓝、番茄、葡萄藤、大豆、苹果、梨或草莓,或者其中植物是单子叶植物,优选选自禾本科,例如玉米、稻、大麦或小麦。
[0117] 在一些优选实施方案中,植物病原体可以是真菌或细菌。因此,在这样的情况下,本文中教导的组合物也可以方便地称为抗真菌和/或抗细菌佐剂,即有助于预防或治疗通常由真菌或细菌引起的植物疾病的产物。
[0118] 在某些实施方案中,病原体可以是死体营养型真菌或细菌、半活体营养型真菌或细菌、或活体营养型真菌或细菌。
[0119] 在植物宿主定植期间,大多数真菌病原体表现出两种营养模式中的一种:活体营养(biotrophy),其中从活宿主细胞中获得营养;和死体营养(necrotrophy),其中从先前被真菌杀灭的宿主细胞中获得营养。第三种营养模式是半活体营养(hemibiotrophy),其中病原体具有初始的活体营养期,随后是死体营养期。因此,植物病原性病原体,特别是真菌,可以根据其营养模式进行区分:死体营养型(例如灰霉菌)、活体营养型(例如玉蜀黍黑粉菌(Ustilago  maydis))或半活体营养型(例如希金斯炭疽菌(Colletotrichum higginsianum))。
[0120] 在一些特别优选的实施方案中,植物病原体可以是真菌,通常是植物病原性真菌。表述“植物病原体真菌”是指感染植物器官的真菌病原体。植物病原性真菌的实例包括但不限于属于子囊菌纲(Ascomycetes)和担子菌纲(Basidiornycetes)的真菌,例如如,柔膜菌目(Helotiales)的真菌,例如如,核盘菌科(Sclerotiniaceae)、葡萄孢属(Botrytis)/葡萄孢盘菌属(Botryotinia),例如灰霉菌种;肉座菌目(Hypocreales)的真菌,例如如,丛赤壳科(Nectriaceae),镰刀菌属(Fusarium)锈菌目(Uredinale)的真菌,例如如,柄锈菌科
(Pucciniaceae),柄锈菌属(Puccinia)黑粉菌目(Ustilaginales)的真菌,例如如黑粉菌科(Ustilaginaceae),黑粉菌属(Ustilago));粪壳菌目(Sordariomycetes)的真菌,例如如,小丛壳科(Glomerellaceae),炭疽菌属(Colletotrichum)。
[0121] 在另一个实施方案中,植物病原体可以是细菌,通常是植物病原性细菌。表述“植物病原体细菌”是指感染植物器官的细菌病原体。植物病原性细菌的实例包括但不限于假单胞菌目(Pseudomonadale)的细菌,例如如假单胞菌科(Pseudomonadaceae)、假单胞菌属(Pseudomonas),例如丁香假单胞菌种;伯克氏菌目(Burkholderiales)的细菌,例如如伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、罗尔斯通菌属(Ralstonia),例如青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)种;肠杆菌目(Enterobacterales)的细菌,例如如欧文氏菌科(Erwiniaceae),欧文氏菌属(Erwinia),例如解淀粉欧文氏菌(Erwinia amylovora)种,或溶果胶菌科(Pectobacteriaceae),果胶杆菌属(Pectobacterium),例如胡萝卜软腐果胶杆菌(Pectobacterium  carotovorum)种(以前称为胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia 
carotovora))黄单胞菌目(Xanthomonadale)的细菌,例如如黄单胞菌科
(Xanthomonadaceae),木杆菌属(Xylella),例如苛养木杆菌(Xylella fastidiosa)种,或黄单胞菌属(Xanthomonas),例如野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)种。与真菌相似,并且基于植物定植的类型,细菌也可以分类为死体营养型、活体营养型和半活体营养型亚类。
[0122] 特别优选的可以是死体营养型真菌,优选如灰霉菌。因此,在某些实施方案中,植物病原体是真菌或细菌,例如死体营养型真菌或细菌,例如灰霉菌、半活体营养型真菌或细菌,或活体营养型真菌或细菌,例如丁香假单胞菌。
[0123] 在本发明上下文中,由植物病原体引起的植物感染通常指由至少一种植物病原体引起的植物感染。该感染可以发生在植物的任何器官上。例如但不限于,植物感染可以是例如灰霉菌感染,例如拟南芥、番茄、草莓、向日葵、葡萄藤或苹果的灰霉菌感染;希金斯炭疽菌感染,例如芜菁、中国甘蓝、芥菜、拟南芥或苹果的希金斯炭疽菌感染;玉蜀黍黑粉菌感染,例如玉米的玉蜀黍黑粉菌感染;青枯雷尔氏菌感染,例如番茄、马铃薯、茄子、胡椒或烟草的青枯雷尔氏菌感染;丁香假单胞菌感染,例如苹果或梨上的丁香假单胞菌感染;或其任意组合,例如拟南芥的灰霉菌和/或希金斯炭疽菌,灰霉菌和/或希金斯炭疽菌的苹果感染或者灰霉菌和/或青枯雷尔氏菌的番茄感染。
[0124] 鉴于前述讨论,本申请因此还特别提供了如以下陈述1至17中阐述的方面和实施方案:
[0125] 陈述1.纤维二糖酸或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的用途。
[0126] 陈述2.用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的纤维二糖酸或其植物可药用盐接触。
[0127] 陈述3.根据陈述1所述的用途或根据陈述2所述的方法,其中所述纤维二糖酸或其盐包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;一种或更多种C4氧化纤维糊精;和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。
[0128] 陈述4.根据陈述1或3所述的用途或根据陈述2或3所述的方法,其中所述纤维二糖酸或其盐包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合。
[0129] 陈述5.根据陈述3或4所述的用途或方法,其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5。
[0130] 陈述6.根据陈述1或3至5中任一项所述的用途或根据陈述2至5中任一项所述的方法,其中所述纤维二糖酸或所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生。
[0131] 陈述7.根据陈述6所述的用途或方法,其中所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9。
[0132] 陈述8.根据陈述6或7所述的用途或方法,其中一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性。
[0133] 陈述9.根据陈述6至8中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成。
[0134] 陈述10.根据陈述1或3至9中任一项所述的用途或根据陈述2至9中任一项所述的方法,其中所述纤维二糖酸或其盐的浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选
0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。
[0135] 陈述11.根据陈述3至10中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维糊精、包括所述纤维二糖酸的C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。
[0136] 陈述12.根据陈述3至11中任一项所述的用途或方法,其中所述组合物包含摩尔比为约4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。
[0137] 陈述13.根据陈述1或3至12中任一项所述的用途或根据陈述2至12中任一项所述的方法,其中:
[0138] 对由植物病原体引起的植物感染进行预防、防治或治疗;
[0139] 所述植物病原体是真菌或细菌,例如死体营养型真菌或细菌,例如灰霉菌,半活体营养型真菌或细菌,或活体营养型真菌或细菌,例如丁香假单胞菌;
[0140] 所述植物是双子叶植物,优选选自十字花科、茄科或蔷薇科,例如拟南芥、甘蓝、番茄、葡萄藤、大豆、苹果、梨或草莓,或者其中所述植物是单子叶植物,优选选自禾本科,例如玉米、稻、大麦或小麦;和/或
[0141] 使所述植物接触是通过所述植物的器官,优选选自叶、根和/或果实的器官,或者通过所述植物的种子。
[0142] 陈述14.植物药物组合物,其包含纤维二糖酸或其植物可药用盐以及植物可药用载体。
[0143] 陈述15.根据陈述14所述的植物药物组合物,其中所述组合物包含0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM的纤维二糖酸或其盐。
[0144] 陈述16.根据陈述14或15所述的植物药物组合物,其中:
[0145] 所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;一种或更多种C4氧化纤维糊精;和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐;
[0146] 所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合;
[0147] 所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5;
[0148] 所述纤维二糖酸或所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生,任选地其中:
[0149] 所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9;
[0150] 一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性;和/或
[0151] 所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成;
[0152] 所述纤维糊精、包括所述纤维二糖酸的C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM;和/或
[0153] 所述组合物包含摩尔比为约4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。
[0154] 陈述17.根据陈述14至16中任一项所述的植物药物组合物,其中所述组合物包含一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂或其组合,例如Triton X‑100、吐温‑20、吐温‑40和/或Silwet L‑77。
[0155] 本申请还提供了如以下陈述1’至15’中阐述的方面和实施方案:
[0156] 陈述1’.包含以下的组合物作为植物病原体防御激发剂的用途:
[0157] (i)一种或更多种纤维糊精(即天然或非氧化纤维糊精)和
[0158] (ii)一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐、一种或更多种C4氧化纤维糊精,和/或一种或多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。
[0159] 陈述2’.用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的组合物接触,所述组合物包含:
[0160] (i)一种或更多种纤维糊精,和
[0161] (ii)一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐、一种或更多种C4氧化纤维糊精,和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。
[0162] 陈述3’.根据陈述1’所述的用途或根据陈述2’所述的方法,其中所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、高半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合。
[0163] 陈述4’.根据陈述1’或3’所述的用途或根据陈述2’或3’所述的方法,其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5。
[0164] 陈述5’.根据陈述1’、3’或4’中任一项所述的用途或根据陈述2’至4’中任一项所述的方法,其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生。
[0165] 陈述6’.根据陈述5’所述的用途或方法,其中所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9。
[0166] 陈述7’.根据陈述5’或6’所述的用途或方法,其中一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性。
[0167] 陈述8’.根据陈述5’至7’中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成。
[0168] 陈述9’.根据陈述1’或3’至8’中任一项所述的用途或根据陈述2’至8’中任一项所述的方法,其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。
[0169] 陈述10’.根据陈述1’或3’至9’中任一项所述的用途或根据陈述2’至9’中任一项所述的方法,所述组合物包含摩尔比为约4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。
[0170] 陈述11’.根据陈述1’或3’至10’中任一项所述的用途或根据陈述2’至10’中任一项所述的方法,其中:
[0171] 对由植物病原体引起的植物感染进行预防、防治或治疗;
[0172] 所述植物病原体是真菌或细菌,例如死体营养型真菌或细菌,例如灰霉菌,半活体营养型真菌或细菌,或活体营养型真菌或细菌,例如丁香假单胞菌;
[0173] 所述植物是双子叶植物,优选选自十字花科、茄科或蔷薇科,例如拟南芥、甘蓝、番茄、葡萄藤、大豆、苹果、梨或草莓,或者其中所述植物是单子叶植物,优选选自禾本科,例如玉米、稻、大麦或小麦;和/或
[0174] 使所述植物接触是通过所述植物的器官,优选选自叶、根和/或果实的器官,或者通过所述植物的种子。
[0175] 陈述12’.植物药物组合物,其包含:
[0176] (i)一种或更多种纤维糊精(即天然或非氧化纤维糊精),和
[0177] (ii)一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐、一种或更多种C4氧化纤维糊精,和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐,以及
[0178] 植物可药用载体。
[0179] 陈述13’.根据陈述12’所述的植物药物组合物,其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至1o0μM,例如0.10μM至10μM。
[0180] 陈述14’.根据陈述12’或13’所述的植物药物组合物,其中:
[0181] 所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合;
[0182] 所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5;
[0183] 所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过一种或多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生,任选地其中:
[0184] 所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9;
[0185] 一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性;和/或
[0186] 所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成;
[0187] 所述组合物包含摩尔比为约4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。
[0188] 陈述15’.根据陈述12’至14’中任一项所述的植物药物组合物,其中所述组合物包含一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂或其组合,例如Triton X‑100、吐温‑20、吐温‑40和/或Silwet L‑77。
[0189] 本申请还提供了如以下陈述1*至17*中阐述的方面和实施方案:
[0190] 陈述1*.一种或更多种C4氧化纤维糊精作为植物病原体防御激发剂的用途。
[0191] 陈述2*.用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的一种或更多种C4氧化纤维糊精接触。
[0192] 陈述3*.根据陈述1*所述的用途或根据陈述2*所述的方法,其中所述一种或多种C4氧化纤维糊精包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。
[0193] 陈述4*.根据陈述1*或3*所述的用途或根据陈述2*或3*所述的方法,其中所述一种或更多种C4氧化纤维糊精包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合。
[0194] 陈述5*.根据陈述1*、3*或4*中任一项所述的用途或根据陈述2*至4*中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种C4氧化纤维糊精,或所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精、以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5。
[0195] 陈述6*.根据陈述1*或3*至5*中任一项所述的用途或根据陈述2*至5*中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种C4氧化纤维糊精,或所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)
分解纤维素来产生。
[0196] 陈述7*.根据陈述6*所述的用途或方法,其中所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9。
[0197] 陈述8*.根据陈述6*或7*所述的用途或方法,其中一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性。
[0198] 陈述9*.根据陈述6*至8*中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成。
[0199] 陈述10*.根据陈述1*或3*至9*中任一项所述的用途或根据陈述2*至9*中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种C4氧化纤维糊精的浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。
[0200] 陈述11*.根据陈述3*至10*中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。
[0201] 陈述12*.根据陈述3*至11*中任一项所述的用途或方法,其中所述组合物包含摩尔比为约4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。
[0202] 陈述13*.根据陈述1*或3*至12*中任一项所述的用途或根据陈述2*至12*中任一项所述的方法,其中:
[0203] 对由植物病原体引起的植物感染进行预防、防治或治疗;
[0204] 所述植物病原体是真菌或细菌,例如死体营养型真菌或细菌,例如灰霉菌,半活体营养型真菌或细菌,或活体营养型真菌或细菌,例如丁香假单胞菌;
[0205] 所述植物是双子叶植物,优选选自十字花科、茄科或蔷薇科,例如拟南芥、甘蓝、番茄、葡萄藤、大豆、苹果、梨或草莓,或者其中所述植物是单子叶植物,优选选自禾本科,例如玉米、稻、大麦或小麦;和/或
[0206] 使所述植物接触是通过所述植物的器官,优选选自叶、根和/或果实的器官,或者通过所述植物的种子。
[0207] 陈述14*.植物药物组合物,其包含一种或更多种C4氧化纤维糊精以及植物可药用载体。
[0208] 陈述15*.根据陈述14*所述的植物药物组合物,其中所述组合物包含0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM的所述一种或更多种C4氧化纤维糊精。
[0209] 陈述16*.根据陈述14*或15*所述的植物药物组合物,其中:
[0210] 所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐;
[0211] 所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合;
[0212] 所述一种或更多种C4氧化纤维糊精,或者所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5;
[0213] 所述一种或更多种C4氧化纤维糊精,或者所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生,任选地其中:
[0214] 所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9;
[0215] 一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性;和/或
[0216] 所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成;
[0217] 所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM;和/或
[0218] 所述组合物包含摩尔比为约4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。
[0219] 陈述17*.根据陈述14*至16*中任一项所述的植物药物组合物,其中所述组合物包含一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂或其组合,例如Triton X‑100、吐温‑20、吐温‑40和/或Silwet L‑77。
[0220] 本申请还提供了如以下陈述1#至16#中阐述的方面和实施方案:
[0221] 陈述1#.一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的用途。
[0222] 陈述2#.用于激活植物针对植物病原体的防御的方法,其包括使植物与有效量的一种或更多种C 1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐接触。
[0223] 陈述3#.根据陈述1#所述的用途或根据陈述2#所述的方法,其中所述一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其盐包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;和/或者一种或更多种C4氧化纤维糊精。
[0224] 陈述4#.根据陈述1#或3#所述的用途或根据陈述2#或3#所述的方法,其中所述一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其盐包含在这样的组合物中:所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合。
[0225] 陈述5#.根据陈述1#、3#或4#中任一项所述的用途或根据陈述2#至4#中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精,或者所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精和C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5。
[0226] 陈述6#.根据陈述1#或3#至5#中任一项所述的用途或根据陈述2#至5#中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精,或者所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精和C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶
(LPMO)分解纤维素来产生。
[0227] 陈述7#.根据陈述6#所述的用途或方法,其中所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9。
[0228] 陈述8#.根据陈述6#或7#所述的用途或方法,其中一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性。
[0229] 陈述9#.根据陈述6#至8#中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成。
[0230] 陈述10#.根据陈述1#或3#至9#中任一项所述的用途或根据陈述2#至9#中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其盐的浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。
[0231] 陈述11#.根据陈述3#至10#中任一项所述的用途或方法,其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。
[0232] 陈述12#.根据陈述1#或3#至11#中任一项所述的用途或根据陈述2#至11#中任一项所述的方法,其中:
[0233] 对由植物病原体引起的植物感染进行预防、防治或治疗;
[0234] 所述植物病原体是真菌或细菌,例如死体营养型真菌或细菌,例如灰霉菌,半活体营养型真菌或细菌,或活体营养型真菌或细菌,例如丁香假单胞菌;
[0235] 所述植物是双子叶植物,优选选自十字花科、茄科或蔷薇科,例如拟南芥、甘蓝、番茄、葡萄藤、大豆、苹果、梨或草莓,或者其中植物是单子叶植物,优选选自禾本科,例如玉米、稻、大麦或小麦;和/或
[0236] 使所述植物接触是通过所述植物的器官,优选选自叶、根和/或果实的器官,或者通过所述植物的种子。
[0237] 陈述13#.植物药物组合物,其包含一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐以及植物可药用载体。
[0238] 陈述14#.根据陈述13#所述的植物药物组合物,其中所述组合物包含0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM的所述一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其盐。
[0239] 陈述15#.根据陈述13#或14#所述的植物药物组合物,其中:
[0240] 所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精;一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐;和/或者一种或更多种C4氧化纤维糊精;
[0241] 所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂,例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂,例如特别是选自以下的植物激发剂:果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β‑1,3‑葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合;
[0242] 所述一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精,或者所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10,优选2至5;
[0243] 所述一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精,或者所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生,任选地其中:
[0244] 所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9,例如来自灰霉菌、土生梭孢霉或嗜热毁丝霉的LPMO‑AA9;
[0245] 一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性;和/或
[0246] 所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸,例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成;和/或
[0247] 所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM,例如0.10μM至500μM,优选0.10μM至100μM,例如0.10μM至10μM。
[0248] 陈述16#.根据陈述13#至15#中任一项所述的植物药物组合物,其中所述组合物包含一种或更多种阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或阳离子型表面活性剂或其组合,例如Triton X‑100、吐温‑20、吐温‑40和/或Silwet L‑77。
[0249] 虽然已经结合本发明的具体实施方案描述了本发明,但是明显的是,根据前述,许多替代、修改和变化对于本领域技术人员而言是明显的。因此,其旨在包含在所附权利要求书的精神和广泛范围内的所有如下这样的替代、修改和变化。
[0250] 本文中公开的本发明的方面和实施方案进一步由以下非限制性实施例支持。
[0251] 实施例
[0252] 实施例1‑实施例2中使用的材料和方法
[0253] 植物材料和真菌接种
[0254] 拟南芥哥伦比亚型(Arabidopsis thaliana Columbia)(Col‑0)是用于所有实验的保藏物。通过随后用50%v/v Et‑OH和3%漂白剂溶液分别搅拌处理5分钟和10分钟,对种子进行表面消毒。然后用蒸馏水洗涤种子三次,并在黑暗中于4℃放置3天。对于qPCR分析和微阵列实验,将种子播种在包含半强度Murashige和Skoog(MS)盐、2.5mM MES、1%w/v蔗糖和0.8%w/v植物琼脂的方形petri皿(13×13mm)上。在22±0.5℃下,使用在短日照条件(8/‑2 ‑1
16小时光/暗;100μmol光子m s )下在受控生长室中垂直生长的14日龄幼苗进行实验。通过对每个幼苗施加40至50μl新鲜制备并过滤的溶液来进行处理。
[0255] 对于灰霉菌的“植物内”生长测试和组织化学测定,使五周龄Col‑0植株在土壤中萌发,并在等于70%的相对湿度下于受控室(8/16小时光/暗,22/20℃日间/夜晚)中生长。通过向每片叶施加40至50μl新鲜制备并过滤的溶液来进行处理。
[0256] 使灰霉菌(菌株B05.10,来自INRA/IJPB Institute,Versailles,France)在21℃下于马铃薯右旋糖琼脂培养基上生长,光周期为12小时光/12小时暗。用两滴5μL灰霉菌孢5 ‑1
子(5×10 个孢子ml )对叶接种。在指定时间点,按照Edwards et al.(A simple and 
rapid  method  for  the preparation  of  plant  genomic  DNA  for PCR 
analysis.Nucl.Acid.Res.1991,vol.19,13491991)的改良方案提取来自全叶的基因组DNA并如Gachon and Saindrenan(Real‑time PCR monitoring of fungal development in Arabidopsis thaliana infected by Alternaria brassicicola and Botrytis 
cinerea.Plant Physiol Biochem.2004,vol.42,367‑371)所述对真菌生物质进行定量。
[0257] RNA提取、cDNA制备和qPCR分析
[0258] 对于RNA提取,在处理之后的指定时间点收集来自10株独立植株的14日龄叶,将其合并并冷冻在液氮中。使用 LEV Plant RNA试剂盒(Promega,Madison,WI,USA)从100mg研磨‑冷冻(ground‑frozen)样品中提取总RNA,并通过NanoDrop 2000紫外‑可见分光光度计(Thermo Scientific,Loughborough,UK)确定RNA完整性。通过使用
RT cDNA synthesis MIX(Solis Biodyne,Tartu,Estonia)来合成第一链
cDNA,并使用 Selected MasterMix 2x(Applied Biosystems,Thermo Fisher 
Scientific,Waltham,USA)按照制造商方案进行qPCR。循环条件由初始95℃下7分钟,随后
95℃下5秒和60℃下30秒的40个两步循环组成。在循环完成之后进行解链曲线分析以验证扩增子身份。通过使用肌动蛋白(ACTIN)作为参考按照基于标准曲线的方法(Larionov et al.A standard curve based method for relative real time PCR data processing,BMC Bioinformatics.2005,vol.6,1)来计算相对表达水平。本研究中使用的基因特异性引物在下文示出。
[0259] 微阵列杂交和数据分析
[0260] 用于微阵列杂交的RNA样品制备如Applied BiosystemsTM GeneChipTM Whole Transcript(WT)PLUS Reagent Kit User Guide(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,USA)中所述进行。简言之,将200ng总RNA用于产生双链cDNA。对12μg随后合成的cRNA进行纯化并将其逆转录成单链(ss)cDNA,其中并入了非天然dUTP残基。将经纯化和经标记的sscDNA与拟南芥基因1.0 ST阵列(Affymetrix,Santa Clara,CA,USA)杂交,并用Applied TM
biosystems  GeneChip Scanner 3000 7G系统测量荧光信号。在基因组核心设施“KFB——荧光生物分析杰出中心”(Regensburg,Germany)进行样品处理。
[0261] 通过使用RMA算法来计算log2标度下的归一化探针组信号。通过使用Cluster 3.0来生成差异表达基因的平均连锁层次聚类,并通过java TreeView可视化。
[0262] 基因本体和途径富集分析
[0263] 根据Reimand et al.(Pathway enrichment analysis and visualization of omics data using g:Profiler,GSEA,Cytoscape and EnrichmentMap.Nat Protoc.14:
482‑517.2019),通过gProfiler软件使用Benjamini和Hochberg FDR(<0.05)作为过滤步骤并仅使用注释的基因对上调和下调基因进行与cytoscape分析的生物过程相关的基因本体分析(log2倍数变化>1.5或<‑1.5,t检验p值<0.05)。
[0264] 胼胝质染色
[0265] 胼胝质沉积定量基本上如Zarattini et al.(The bile acid deoxycholate elicits defences in Arabidopsis and reduces bacterial infection.Mol Plant 
Pathol.2017,vol.18(4),540‑554)所述进行。简言之,使用150mm K2HPO4(pH 9.5)缓冲液中的0.01%w/v苯胺蓝对5周龄拟南芥叶染色30分钟,并随后在乳酚清除溶液中脱色过夜。用Azio Zoom V.16(Carl Zeiss Inc.,Oberkochen,Germany)通过立体荧光显微术检查叶,并使用ImageJ软件对胼胝质斑点进行定量。
[0266] 过氧化氢(H2O2)检测测定
[0267] 在体外生长和土壤生长的拟南芥植株二者中测定过氧化氢。按照Daudi and O’Brien(Detection of Hydrogen Peroxide by DAB Staining in Arabidopsis 
Leaves.Bio Protoc.2012,vol.2(18),e263)描述的方案进行H2O2的原位检测。简言之,用指定化合物对5周龄Col‑O植株叶进行滴处理(每片叶40至50μl滴)。在处理之后24小时,用溶‑1
解在10mM磷酸钠缓冲液和0.05%v/v吐温80中的1mg ml 3,3’‑二氨基联苯胺(DAB)对来自5株独立植株的4片莲座叶进行温和的真空渗透(5分钟)。在DAB渗透之后5小时终止染色反
应,并将叶在乙醇∶甘油∶乙酸3∶1∶1中固定。通过用70%v/v乙醇进行数个洗涤步骤去除叶绿素,并用立体显微镜(Discovery V8,Zeiss)拍摄照片。
[0268] 如Albert et al.(Chemiluminescence Detection of the Oxidative Burst in Plant Leaf Pieces.Bio‑protocol 2015,vol.5(6),e1423)所述,通过基于鲁米诺‑过氧化物酶的测定还检测了激发剂诱导的H2O2。简言之,从10株独立的4至5周龄Col‑0植株中切取20片叶,并将其在ddH2O中孵育过夜。使用SpectraMax iD3多模式微板阅读仪(Molecular devices,San Jose,CA,USA)以积分时间/孔=1000毫秒来评价时间进程发光。
[0269] 超氧化物(O2‑)检测测定
[0270] 通过进行硝基蓝四唑(nitro blue tetrazolium,NBT)测定来测定超氧阴离子。简言之,用指定化合物对5周龄Col‑O进行滴处理。在处理之后24小时,从5株植株切取4片叶,‑1并将其置于包含NBT溶液(3.5mg ml NBT,50mM磷酸钠缓冲液,pH 7.5)的管中,并对其进行真空渗透5分钟。然后,将叶在黑暗条件下孵育过夜。通过用70%v/v乙醇进行数个洗涤步骤去除叶绿素,并用立体显微镜(Discovery V8,Zeiss)拍摄照片。
[0271] AA9克隆、表达和寡糖表征
[0272] 对裂解性多糖单加氧酶(LPMO)辅助活性(AA)家族‑9(AA9)的数种酶进行克隆以产生多种AA9产生的纤维寡糖(cello‑oligosaccharide)(AA9_COS),以用作激发剂。特别地具有活性的实例包括:来自土生梭孢霉(ACE10234.1)的TtAA9E,其从Eurofins Genomic(Ebersberg,Germany)合成获得,基因序列
[0273]
[0274] 将合成基因克隆到包含AOX1甲醇诱导型启动子、α因子分泌信号、C端c‑myc表位和多组氨酸标签(6His‑Tag)的pPICZa‑A中。通过转化将所得质粒(约10μgpPICZT::lpmo)插入到巴斯德毕赤酵母(P.pastoris)X‑33中。如下制备感受态细胞:将来自100mL YPD(1%(w/v)酵母提取物、2%(w/v)蛋白胨和2%(w/v)右旋糖)培养基的酵母细胞培养至OD600为1至2,并通过在1,500×g下离心5分钟进行沉淀。然后用水将细胞洗涤两次,并将其在室温下混悬于8mL的0.1M LiCl和10mM DTT、0.6M山梨醇和10mM Tris‑HCl pH 7.5中30分钟。然后使细10
胞沉淀并重悬于1M山梨醇中,以达到约10 个细胞/mL的终浓度。转化方法如Invitrogen所述进行。将经转化巴斯德毕赤酵母菌落在包含0.2mg/mL吉欧霉素的YPDS(1%(w/v)酵母提取物、2%(w/v)蛋白胨、2%(w/v)右旋糖、1M山梨醇和2%(w/v)琼脂)培养基中于30℃下培养3天并进行选择(S.Wu,G.J.Letchworth,High efficiency transformation by 
electroporation of Pichia pastoris pretreated with lithium acetate and 
dithiothreitol,Biotechniques.36:2004,152‑154,doi.org/10.2144/04361dd02)。如下进行蛋白质表达:将分离的吉欧霉素抗性转化体在包含0.2mg/mL吉欧霉素的YPD中进行选择,并在30℃和200rpm下孵育16小时。将50μL YPD预培养物接种在包含甘油作为碳源的5ml ‑5
BMGY(1%酵母提取物、2%(w/v)蛋白胨、1.34%(w/v)YNB、4×10 %生物素、0.1M磷酸钾(pH 
6.0)和1%(w/v)甘油)中,并随后在相同条件下孵育16小时。使细胞沉淀并将其混悬于包含诱导蛋白质表达并且还用作碳源的甲醇的1ml BMMY(1%(w/v)酵母提取物、2%(w/v)蛋白‑5
胨、1.34%(w/v)YNB、4×10 %生物素、0.1M磷酸钾(pH 6.0)和1%(v/v)甲醇)中。然后每天向培养基补充2%(v/v)甲醇,持续3天。通过对上清液内容物进行SDS‑PAGE分析来确定酶表达(M.Haon,S.Grisel,D.Navarro,A.Gruet,J.G.Berrin,C.Bignon,Recombinantprotein production facility for fungal biomass‑degrading enzymes using the yeast 
Pichia  pastoris,Front  Microbiol.6:2015,1002,doi.org/10.3389/
fmicb.2015.01002)。
[0275] 此外,使用的活性LPMO的第二个实例是MtAA9A基因(MYCTH_112089)嗜热高温霉菌(Thermothelomyces thermophilus)M77(先前称为嗜热毁丝霉),其从真菌遗传储存中心(Fungal Genetic Stock Center)(密苏里大学(University of Missouri),Kansas City,Missouri)获得,用原始信号肽从基因组DNA PCR扩增。使用寡核苷酸正向引物(5’‑AGCATCATTACACCTCAGCAATGAAGTCCTTCACCCTCAC‑3’;SEQ ID N0:2)和反向引物(5’‑TAAATCACTAGATATCTCTATTAGACGCACTGCGAGTAGT‑3’;SEQ ID N0:3)扩增PCR产物并使用Ligation‑
Independent克隆方案(LIC)将其克隆到pEXPYR载体(Kadowaki et al.Functional 
characterization  of a lytic  polysaccharide monooxygenase from the 
thermophilic fungus Myceliophthora thermophila.PlosOne 2018,vol.13,e0202148)中。将该克隆在构巢曲霉(A.nidulans)A773中转化,如(Segato et al.High‑yield 
secretion  of  multiple  client  proteins  in  Aspergillus.Enzyme 
7 ‑1
Microb.Technol.2012,vol.51,100‑106)所述。将约10个孢子ml 接种在pH 6.5的液体基本培养基中,并在37℃下以静置培养维持48小时,所述液体基本培养基包含50ml/l 
Clutterbuck盐(120g/l NaNO3、10.4g/l KCl、10.4g/l MgSO4.7H2O和30.4g/l KH2PO4)、1ml/l痕量元素(22g/l ZnSO4.7H2O、11g/l H3BO3、5g/l MnCl2.4H2O、5g/l FeSO4.7H2O、1.6g/l CoCl2.5H2O、1.6g/l CuSO4.5H2O、1.1g/l Na2MoO4.4H2O和50g/l Na2EDTA),补充有1mg/L吡哆醇和2%(w/v)麦芽糖。使用Miracloth膜(Calbiochem,San Diego,CA,USA)过滤培养基。
[0276] 对于所有所分泌蛋白质,使用相同的以下步骤以进行其分离和纯化。通过VivaFlow 200切向错流浓缩器(分子量截止值,10kDa;Sartorius Stedim Biotech GmbH,Germany)将蛋白质浓缩10倍,并将其立即施加于用20mM Tris/HCl缓冲液pH 8.0预平衡的
10ml DEAE‑琼脂糖柱(GE Healthcare)。将酶收集在流通级分中,并通过超滤(10kDa截止值Centricon‑Millipore,Billerica,MA,USA)进行浓缩。通过在室温下将蛋白质溶液在50mM Tris‑HCl pH 8.0中与3倍摩尔过量的Cu(II)SO4一起孵育10分钟使MtAA9A铜饱和,并使用尺寸排阻色谱在HiLoad 16/60 Sephadex75柱(GE Healthcare)上用由150mM NaCl和20mM Tris‑HCl pH 8.0组成的运行缓冲液进行进一步纯化。使用Bradford法(Bradford.A Rapid and Sensitive Method for the Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing the Principle of Protein‑Dye Binding.Anal.Biochem.1976,vol.72,248‑
254.)对总蛋白质进行定量。通过SDS‑PAGE来分析蛋白质纯度,用考马斯蓝G‑250染色。如下制备纤维素基质PASC‑磷酸溶胀的纤维素:将4克Avicel纤维素(Sigma Aldrich Saint‑Luis)于室温下混悬到100mL(86%w/v)磷酸中,并搅拌1小时。然后,将混合物用20L冰冷的水洗涤数次以去除H3PO4,然后添加1%NaHCO3溶液以中和任何残余H3PO4。在水分分析仪MA45(Sartorius,Germany)中分析最终干物质,按照Wood(Preparation of Crystalline,
Amorphous,and Dyed Cellulase Substrates.Methods Enzymol.1988,vol.160,19‑25)描述的标准程序进行制备。将PASC(0.5%,w/v)与1μM MtAA9A在20mM乙酸钠缓冲液(pH 5.0)中孵育,使用1mM抗坏血酸作为还原剂,最终体积为10ml。将反应物在50℃下孵育,并以
800rpm振荡16小时。然后将反应物以13,000×g离心3分钟,并将上清液转移至新管。将60μL样品添加到HPLC锥形瓶中,并在配备有脉冲电流滴定检测(pulsed amperometry 
detection,PAD)和CarboPac PA1柱(2×250mm)以及CarboPac PA1保护柱(2×50mm)的
Dionex ICS6000仪器上,通过高效阴离子交换色谱(HPAEC)来分析LPMO反应产物。如
Westereng et al.(Efficient separation of oxidized cello‑oligosaccharides 
generated by cellulose degrading lytic polysaccharide monooxygenases.J 
Chromatogr A.2013,vol.1271,144‑152)所述进行洗脱。根据Westereng et al.2013(同上)对色谱图中纤维素寡聚物的峰进行分配。
[0277] β‑葡萄糖苷酶酶消化测定
[0278] 将各自为100μM的天然纤维糊精纤维二糖、纤维三糖和纤维四糖,各自为100μM的C1氧化的纤维二糖酸、纤维三糖酸和纤维四糖酸,以及AA9_COS(100μm)混合物均单独使用pH 5.5的50mM乙酸钠缓冲液与1μM的来自黑曲霉(Aspergillus niger)的β‑葡萄糖苷酶(Megazymes,Ireland,产品代码:E‑BGLUC)在50摄氏度下孵育1小时。将反应体积设定为500μl,并置于2ml气密管中,以800rpm恒定摇动,并在5分钟、30分钟和60分钟之后对水解物取样100μl。根据Westereng et al.2013(见上),通过HPAEC分析对水解产物进行分析。
[0279] 实施例2‑氧化纤维糊精以及氧化和天然纤维糊精的混合物用作强效的植物防御激发剂
[0280] 在本实施例中,分别从真菌土生梭孢霉和嗜热毁丝霉中克隆AA9LPMO家族的成员,即TtAA9E和MtAA9A,并且首次表明了其在纤维素底物上的活性产物并将其表征为植物防御激发剂。为了了解LPMO来源纤维寡糖(下文中称为AA9_COS)在植株中的影响,在拟南芥幼苗中进行了全基因组分析。对早期转录响应的分析显示了植物免疫系统的强大调节。另外,分离了单一组分,特别是纤维二糖酸、纤维三糖酸和纤维二糖,以表征来自AA9_COS混合物的氧化和天然纤维糊精的特定作用。对于与植物防御相关的数个读出,观察到由纤维二糖酸和其他氧化纤维糊精的组合作用、或由氧化纤维糊精(例如纤维二糖酸)和天然纤维糊精的组合作用(如在AA9_COS混合物中发现的)产生的协同效应。据所知,最小的氧化纤维糊精纤维二糖酸从未显示出激活植物防御、并且甚至从未显示出实现不同于和优于或强于纤维二糖的作用。令人感兴趣地,在AA9_COS处理之后没有检出氧化爆发,但是观察到灰霉菌在植物繁殖中降低了60%。总之,所述数据确定了氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物,以及某些单独组分,例如特别是纤维二糖酸,可以用作强劲的植物防御激发剂,例如在农业和园艺应用中。
[0281] 在病原菌攻击期间灰霉菌裂解性多糖单加氧酶(LPMO)辅助活性(AA)家族9(BcAA9)酶的表达
[0282] 为了了解在致病期间AA9的参与情况,在接种拟南芥叶之后48小时测量灰霉菌辅助活性9(BcAA9)基因家族的表达。在该家族的10个基因中,BCIN_o5g08230、BCIN_
06g00480、BCIN_06g07050和BCIN_09g06730相对于BcTUB基因表达至少三倍(图1a),而
BCIN_12g03920显示出甚至更高的表达。为了预测在致病期间由灰霉菌部署的AA9的区域选择性,建立了对BcAA9催化模块序列与结构解析的AA9酶进行比较的系统发育树(图1b)。该分析表明,在植株中五种中有三种(BCIN_06g07050、BCIN_09g06730和BCIN_12g03920)表达BcAA9基因,与来自特征在于C1/C4区域选择性的其他物种的AA9酶聚类在一起。此外,对BCIN_12g03920酶(最高程度表达的BcAA9)的结构催化结构域的预测显示出与真菌嗜热栖
热菌(Thermothielavioides terrestris)TtAA9E结构的高度相似性(图1c)。因此,为了产生模拟BcAA9体内活性的纤维糊精库,从收集物中选择TtAA9E酶以及MtAA9A酶。用分子筛(3KDa)对TtAA9与纤维素底物(磷酸溶胀的纤维素,PASC)孵育之后获得的纤维糊精进行纯化,并用高效阴离子交换色谱‑脉冲安培检测(HPAEC‑PAD)进行表征(图1d)。对AA9_COS的单独组分的HPAEC表征表明天然、C1氧化和C4氧化纤维糊精之间的比例分别为4∶5∶1。还测试了产物抵抗纤维糊精降解酶β‑葡萄糖苷酶的能力。降解测试表明,纤维二糖酸和4‑酮基‑纤维二糖(分别是纤维二糖的C1和C4氧化产物)是瞬时(少于5分钟)孵育之后唯一能够抵抗β‑葡萄糖苷酶消化的产物。
[0283] 用氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物进行处理在拟南芥幼苗中诱导了转录组变化
[0284] 在拟南芥中,已知DAMP依赖性的PTI激发伴随着深度免疫基因转录重编程。本文中,在14日龄拟南芥植株中,在用AA9_COS或纤维二糖处理之后1小时,进行cDNA微阵列分析。对于这两种物质,使用了100μM的浓度,因为在该浓度下,纤维二糖被报道激活拟南芥根中的防御(Souza et al.2017,同上),并且还因为对所选防御标志物基因例如FRK1和
WRKY18的剂量响应性分析(图2)显示在该浓度下令人满意的激活。通过使用拟南芥1.0ST微阵列芯片(Affymetrix,Santa Clara,CA,USA)进行转录组分析,并使用以下两个标准来选择差异表达基因(DEG):log2表达比≥1.5倍或≥‑1.5倍,以及Student t检验p值≤0.05。根据这些标准,观察到外源施加AA9_COS对拟南芥转录组产生了强大的影响。
[0285] 图3示出了关于处理之后获得的微阵列数据的统计学分析的总体概述。该分析突出显示了经AA9_COS处理植株中935个基因的表达变化,其中664个基因上调,而271个基因下调(图3a)。在另一方面,纤维二糖处理引发了440个基因的转录变化,其中346个和94个分别上调或下调(图3a)。令人感兴趣地,通过在火山图中绘制基于log10转化的p值的基因表达比,观察到与下调基因相比,由两种处理触发的上调基因的表达量和显著性水平更高(图
3c,d)。此外,主成分分析也阐明了73%的组合方差和处理之间的单独样品(图3b)。对照植物聚类从两种处理中分离。考虑到第一成分(PC1)与最大可能方差(39%)相关,其清楚地解释了每种处理的作用。然而,与19%的方差相关的第二主成分(PC2)可能归因于纤维二糖与AA9_COS施加之间诱导的不同响应(图3b)。该数据与其他分析一致,其中转录组的变化在处理之间明显不同。
[0286] 通过用氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物进行处理而诱导的转录组变化主要与防御应答相关
[0287] 为了鉴定由AA9_COS触发的差异表达基因(DEG)的生物过程,如Reimand et al.(Pathway enrichment analysis and visualization of omics data using g:
Profiler,GSEA,Cytoscape and EnrichmentMap.Nat Protoc.2019,vol.14,482‑517)所述进行基因本体(GO)和途径富集分析。通常,富集图谱并入了相似GO术语的聚类,以创建分别代表基因集和基因集之间重叠基因的节点和边线的网络。GO分析使用g:Profiler软件
(Raudvere et al.g:Profiler:A web server for functional enrichment analysis and conversions of gene lists.Nucl.Acids Res.2019,vol.47,191‑198)进行。大多数GO术语都与植物防御有关,包括对伤害、不相容的相互作用以及细菌和病原体攻击的应答。
AA9_COS还激活了参与JA和SA信号传导途径、胼胝质沉积和对真菌激发剂几丁质的应答的基因。例如,具有特别显著的p值/FDR值的GO术语包括:
[0288] GO:0002376免疫系统过程、GO:0042742对细菌的防御应答、GO:0009408对热的应答、GO:0006955免疫应答、GO:0045087先天免疫应答、GO:0046677对抗生素的应答、GO:0010200对几丁质的应答、GO:0050832对真菌的防御应答、GO:009620对真菌的应答、GO:
0042542对过氧化氢的应答、GO:0034605对热的细胞应答、GO:0046777蛋白质自身磷酸化、GO:0009817对真菌不相容的相互作用的防御应答、GO:0052542胼胝质沉积的防御应答、GO:
0009644对高光强度的应答、GO:0031347防御应答的调节、GO:0010243对有机氮化合物的应答、GO:0009814防御应答不相容的相互作用、GO:0000302对活性氧物质的应答、GO:0009636对毒性物质的应答、以及GO:0006979对氧化应激的应答。
[0289] 为了更好地可视化GO分析,通过使用“Autonotate”cytoscape工具对GO术语进行聚类,从而获得与防御应答相关的10个聚类(图4)。其中,最富集的五个组被限定为先天免疫调节(22个节点)、细胞壁调节(12个节点)、不相容的相互作用(9个节点)、硫代葡萄糖苷代谢过程(8个节点)和对氧化应激的应答(5个节点)(图4)。总之,途径富集分析揭示了将拟南芥植株暴露于AA9_COS提高了与数种植物防御水平相关的基因的表达。
[0290] 全基因组比较表明,氧化纤维糊精在触发防御相关基因方面比天然纤维糊精作用更强
[0291] 为了阐明AA9_COS和纤维二糖施加之间转录组应答的差异和重叠,进行了成对转录组比较(图5)。层次聚类揭示了相比于纤维二糖处理被AA9_COS更强激活的基因组(聚类I和II),而在属于聚类III的基因中检出相当的基因表达(图5a,表II)。
[0292] 表II.Col‑0植株中在100μM AA9_COS或100μM纤维二糖之后差异表达基因的层次聚类(聚类I)。数值代表与对照相比基因表达的倍数变化。
[0293]
[0294]
[0295]
[0296]
[0297]
[0298]
[0299]
[0300] 这些聚类包含大多数核心防御标志物基因,例如FRK1、WRKY33、NAC055,以及数种LRR受体和壁相关受体激酶(图5b和5c,表1)。然而,在纤维二糖(下调)与AA9_COS(上调)之间检出相反表达谱的聚类V包含WRKY40,已知其在针对活体营养型病原体的信号传导免疫应答中是重要的。该分析表明,与纤维二糖相比,AA9_COS在触发植物防御应答中发挥了更强大的作用。
[0301] 将仅通过纤维二糖处理上调基因进行分组的聚类IV(图5a)的特征在于与纤维素和碳水化合物代谢以及细胞生长GO术语相关的基因,表明纤维二糖可比AA9_COS更容易被植物代谢。
[0302] 单独的纤维二糖酸在引发特异性植物防御基因标志物CYB81F2和RBOHD方面显示出与相同量的氧化和天然纤维糊精的混合物(AA9_COS)以及与纤维三酸具有相似或甚至更高的激发剂能力(图6),而已知被天然纤维糊精激活的通用WRKY30标志物仅被AA9_COS激
活。
[0303] 关于共同诱导的基因的总数目,上调基因(22.1%,184个基因)几乎是下调基因(15.1%,48个基因)的四倍更多(图5d)。令人感兴趣地,即使在大量共享的上调基因与防御应答相关(包括SA(水杨酸)和JA(茉莉酸)应答基因(图5e))时,由AA9_COS上调的基因在防御应答中更加富集,如由高得多的‑log2(FDR)值所示(图5e)。
[0304] 类似地,发现SA‑和JA‑依赖性基因在通过AA9_COS处理上调的基因中相当富集,而在ET(乙烯)应答基因中检出可忽略的富集(图5e)。总之,这些结果表明AA9_COS相比于纤维二糖触发了相当高量级的防御基因表达,这表明氧化纤维糊精,例如醛糖酸,例如特别是纤维二糖酸,对防御基因诱导有很大贡献。对于与植物防御相关的数个读出,观察到该数据甚至允许假设由纤维二糖酸和其他氧化纤维糊精的组合作用或者由氧化纤维糊精(例如纤维二糖酸)和天然纤维糊精的组合作用(如在AA9_COS混合物中发现的)产生的协同效应。
[0305] 这些预测被与经AA9_COS处理植株相关的SA和JA的液相色谱串联质谱(LC‑MS)定量和乙烯的气体激光检测进一步证实(图16)。与模拟相比,在AA9_COS处理之后24小时检出SA和JA水平分别提高约4倍和8倍。相反,从立即施加AA9_COS直至接下来的24小时在时间进程分析中监测乙烯。与模拟相比,在AA9_COS处理之后2小时观察到ET的早期两倍提高,并且显著更高的ET水平持续到处理之后4小时,这对于该挥发性激素是典型的(图16)。
[0306] 由氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物调节的信号传导转导组分
[0307] 转录因子(Transcription Factor,TF)是信号传导途径上游发挥作用的调节元件。转录组分析表明,AA9_COS激活了属于不同家族例如MYB、NAC和WRKY的特异性防御相关TF。
[0308] WRKY TF基因在许多植物物种中用作病原体触发应答的重要调节因子。WRKY TF家族的10个成员被AA9_COS显著上调,其中WRKY18表达最多(表I)。先前,已经表明WRKY18与WRKY40和WRKY60复合发挥作用,而WRKY18、33和40是早期FLG22依赖性防御应答信号传导中的核心参与者(Birkenbihl et al.Induced Genome‑Wide Binding of Three Arabidopsis WRKY Transcription  Factors during Early MAMP‑Triggered 
Immunity.Plant Cell.2017,vol.29(1),20‑38)。尽管AA9_COS没有显著(p>0.05)诱导WRKY60表达,但与经模拟处理的植物相比,WRKY40和WRKY33的表达为约2倍高。相比之下,发现仅WRKY18、22和11被纤维二糖显著上调(表I)。
[0309] 在调节生物和非生物应激应答二者中发挥重要作用的另一类TF以NAC TF家族为代表(Nuruzzaman et al.Roles of NAC transcription factors in the regulation of biotic and abiotic stress responses in plants.Front Microbiol.2013,vol.4,
248)。五个NAC基因被AA9_COS显著上调,其中三个也被纤维二糖显著诱导(表I)。重要的是,先前已表明最受AA9_COS诱导的NAC基因(即NAC055)用作JA应答基因的关键调节因子
(Hickman et al.Architecture and dynamics of the jasmonic acid gene regulatory network.Plant Cell 2017,vol.29,2086‑2105)。这也可能是相比于经纤维二糖处理植株在经AA9_COS处理植株中观察到的更高的JA依赖性应答富集的基础(图5e)。
[0310] 同样,MYB TF家族的成员是由AA9_COS诱导的。尽管许多MYB基因也受到纤维二糖的显著调节,但在AA9_COS处理之后观察到MYB51基因的表达显著提高。因为MYB51是拟南芥中MAMP依赖性吲哚硫代葡萄糖苷积累的主要调节因子(Frerigmann et al.Regulation of Pathogen‑Triggered Tryptophan Metabolism in Arabidopsis thaliana by MYB Transcription Factors and Indole Glucosinolate Conversion Products.Mol 
Plant.2016,vol.9(5),682‑695),这表明AA9_COS也可以通过这种次级代谢途径保护植物。
[0311]
[0312] 另外,为了确定本发明微阵列基因表达数据的再现性,使用相同阵列杂交RNA的等分试样,通过qPCR进一步分析10个基因(列于表S1中)。通过qPCR确定的值与微阵列结果产2 ‑8
生的比率充分地相关(R =0.91,FDR=3.9e ;图7),即使从微阵列数据获得的表达值通常低估了通过qPCR确定的倍数富集。
[0313]
[0314] 氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物不诱导拟南芥叶中的氧化爆发
[0315] 质外体活性氧物质(ROS)的瞬时和快速产生(称为氧化爆发)是对数种MAMP和化学激发剂处理的早期响应的标志(Torres et al.Reactive oxygen species signaling in response to pathogens.Plant Physiol.2006,vol.141(2),373‑8;Zarattini et 
al.2017,同上)。为了评价过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2‑)的原位产生,在5周龄植株中在处理之后24小时进行两种经典的组织化学DAB和NBT测定。如图8a和8b中所示,在AA9_COS或纤维二糖处理之后,没有检出可测量的H2O2和O2‑的产生。此外,为了评价短期胞外H2O2产生,在14日龄植株中进行了基于鲁米诺的测定(图8c)。类似地,在暴露于AA9_COS或纤维二糖的该测定中没有检出H2O2产生,这表明AA9_COS或纤维二糖处理触发了独立于氧化爆发的植物免疫系统。
[0316] 与天然纤维糊精不同,氧化纤维糊精触发了植物的基础防御并提高了针对灰霉菌的保护
[0317] 为了证明本发明的处理诱导了针对死体营养型真菌的保护,与基因表达数据(图4)一致,用100μM AA9_COS或100μM纤维二糖滴处理5周龄植物,并且在处理之后24小时用10
5 ‑1
μl灰霉菌孢子悬液(5×10个孢子ml )对叶接种。在真菌接种之后三天,通过ImageJ软件来分析发展中的坏死性病变的区域,并且通过qPCR来评价灰霉菌“在植株中”的生长。图9a示出了在经处理和未经处理的植物上形成的坏死性病变的代表性照片。当与未经处理的叶相比时,在经AA9_COS预处理的叶上发生的坏死性病变的平均尺寸显著降低了30%,而在经纤维二糖处理的植株中观察到对灰霉菌的保护很少(图9b)。所得病变形态学数据与感染之后
3天进行的“在植物内”生长充分相关。事实上,在经AA9_COS预处理的植株中观察到真菌生物质生长降低约50%,而在经纤维二糖预处理的植株中检出灰霉菌生长轻微降低(图9c)。
因此,在该实验中,两种处理在保护拟南芥免受灰霉菌感染方面均具有积极作用,其中AA9_COS的作用相比于纤维二糖强得多(图9c)。
[0318] 事实上,GO术语富集分析显示AA9_COS上调基因聚类与“细胞壁修饰”相关。其中,数个基因与细胞壁中的胼胝质沉积相关(图4)。为了在实验上详细说明这一点,在5周龄拟南芥植株中在100μM AA9_COS、100μM纤维二糖或1μM FLG22处理之后6和24小时,对胼胝质进行染色(图9d)。在两个时间点,在AA9_COS处理之后检出胼胝质积累的显著提高。相比之下,在纤维二糖处理之后没有检出可见的胼胝质斑点。令人感兴趣地,在AA9_COS与FLG22处理之间观察到胼胝质沉积的不同动力学和幅度,其中前者在处理之后24小时作用更强,并且后者在6小时时作用更强(图9d)。
[0319] 总之,这些结果确定了AA9_COS诱导了针对死体营养型真菌灰霉菌的抗性,该抗性比由纤维二糖诱导的抗性更显著或更强烈。
[0320] 氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物触发了植保素的生物合成和信号传导
[0321] 先前的研究表明,色氨酸来源植保素积累是增强针对灰霉菌抗性的关键应答。已经充分地描述了在病原体攻击期间发生的植保素生物合成的调节(He et al.The Arabidopsis Pleiotropic Drug Resistance Transporters PEN3 and PDR12 Mediate 
Camalexin Secretion for Resistance to Botrytis cinerea.Plant Cell.2019,vol.31(9),2206‑2222)。该途径涉及MPK3‑MPK6‑WRKY33信号传导模块的激活,其继而诱导PAD3以及PDR12和PEN3(两种多效性药物抗性转运蛋白基因)的表达。
[0322] 在14日龄拟南芥植株中在100μM AA9_COS或100μM纤维二糖处理之后1小时和24小时,进行了实时qPCR并分析了这些基因的表达谱。除了PDR12(数据未示出),与经模拟和经纤维二糖处理的样品相比,在AA9_COS施加之后观察到MPK3/6、WRKY33、PAD3和PEN3的显著mRNA积累(图10)。除了PAD3之外,在纤维二糖处理之后观察到相当的基因表达谱,即使与经AA9_COS处理的植物相比表达量较低(图10)。
[0323] 图10c示出了在100μM AA9_COS、100μM纤维二糖或模拟处理之后24小时,14日龄Col‑0、sif2和sif4KO突变体中的植保素定量。对于每种处理,从14日龄拟南芥的合并物中提取植保素。简言之,使用80%(v∶v)的甲醇以1∶1(m/v)之比浸泡100mg研磨‑冷冻样品。在均质化之后,通过以17,000×g离心5分钟回收上清液,并使其在氮气气氛中于50℃下蒸发。将残余物最终重悬于高效LC级甲醇中,并用0.22μm过滤器过滤。然后,使用反相
Omega 5μm Polar C18柱(250×4.6mm),通过LC‑MS对每个合并物进行三次分析。流动相由水(溶剂A)和乙腈(溶剂B)中的0.1%构成。施加的梯度如下:0至2分钟,10%B;2至13分钟,
10至98%B;13至23分钟,98%B;23至25分钟,98至10%B;25至30分钟,98%B;运行后1分钟。
[0324] 在Col‑0植株中,纤维二糖和模拟产生了相当水平的植保素(模拟=2.4±1.4ng g‑1,纤维二糖=3.7±1.8ng g‑1),而AA9‑COS产生了35.0±5.4ng g‑1。相比之下,在sif2和sif4经AA9_COS处理的植株中这两种情况中都没有观察到植保素产生以及灰霉菌在植物内生长的提高。
[0325] 图10d示出了在指定处理之后对MPK3/6磷酸化的早期免疫组织化学定量或Western印迹分析。用100μMAA9_COS、100μM纤维二糖或模拟对14日龄拟南芥野生型、sif2和sif4突变体植株进行处理。在处理之后5分钟收集叶,将其立即冷冻在液氮中,并储存在‑80℃下以用于分析。在蛋白质提取之后,将每个样品20μg蛋白质变性并在12%丙烯酰胺/双丙烯酰胺SDS‑PAGE凝胶上进行分离。将分离的蛋白质转移到0.45μM的Immobilon‑PPVDF膜(Millipore)上。在包含5%脱脂乳粉的TBST中进行封闭,并且将印迹与特异性抗体(抗
AtMPK6和抗磷酸‑p44/42 MPK(Thr202/Tyr204))在4℃下孵育过夜,在TBST中洗涤,并与稀释至1/10,000的与辣根过氧化物酶(HRP)酶缀合的二抗抗兔IgG一起孵育。使用
TM TM
Clarity Western EC底物和ChemiDoc MP成像系统进行对HRP的化学发光检测。
[0326] 在Col‑0植株中,在100μM AA9_COS处理之后检出早期MPK3/6磷酸化,而用100μM纤维二糖处理之后没有观察到磷酸化(图10d并且数据未示出)。因此,在Col‑0、sif2和sif4突变体系中,对MPK3/6蛋白及其磷酸化形式(pMPK3/6)进行杂交。在AA9_COS处理之后,本发明人在Col‑0以及sif2和sif4KO系二者中均观察到pMPK3/6的信号,即使在sif4KO系中观察到pMPK3/6形式轻微减少(图10d并且数据未示出)。
[0327] SIF2和SIF4(两种LRR‑RLK)显示参与由氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物驱动的防御激活
[0328] 转录组分析突出显示了受AA9_COS处理调节的数个PRR基因。其中,两种富含亮氨酸重复受体样激酶(leucine‑rich repeat receptor‑like kinaSe,LRR‑RLK),即应激诱导因子2和4(SIF2和SIF4),强烈上调并出现在聚类1中(图5d)。为了评价SIF2和SIF4在AA9_COS依赖性防御基因激活的信号传导中是否发挥作用,用100μM AA9_COS滴处理sif2‑1和sif4‑1功能缺失突变体,并在处理之后1小时评价四种标志物基因FRK1、WRKY18、WRKY22和WRKY33的表达(图11)。在sif2‑1(图11)和sif4‑1(未示出)突变体二者中,所有所测试标志物基因的基因表达均没有被AA9_COS上调,而在野生型植株中这些基因的表达提高是显著的,这表明这些LRR‑RLK可能包含在AA9_COS依赖性PTI基因表达激活信号传导的关键调节因子中。
[0329] 番茄中的保护
[0330] 使用对Bc症状的测定(如上所述)表明使用不同浓度(阴性对照(CTR)、0.1μM、1μM、10μM、100μM)的AA9_COS纤维糊精(4∶5∶1的天然纤维糊精、C1氧化和C4氧化纤维糊精)对番茄植株针对病原体灰霉菌的保护。所述值代表在病原体感染期间产生的病变区域的尺寸,即低于对照的值表明引发了防御机制。在最低浓度的AA9_COS(即0.1μM)下已经观察到有益效果,并且在10M下已经显著(图12)。
[0331] 番茄中纤维二糖vs.氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物的比较
[0332] 对使用100μM纤维二糖或10oμM AA9_COS对番茄植株针对病原体灰霉菌的保护进行比较(“CTR”是阴性对照)。所述值代表在病原体感染期间产生的病变区域的尺寸,即低于对照的值表明引发了防御机制。单独的纤维二糖显示出比AA9_COS混合物更少的保护作用6
(图13)。所有实验均在感染了10个孢子/毫升的灰霉菌的4周龄番茄植株上进行。
[0333] 具有不同组分摩尔比的氧化纤维糊精和天然纤维糊精的混合物的植物激发剂活性的比较
[0334] 测试了使用天然纤维糊精、和C1氧化、C4氧化以及任选的C1和C4氧化(双氧化)纤维糊精的数种组合对番茄植株针对病原体灰霉菌的保护(图14)。特别地,图14中的数字代表具有以下摩尔比例的各纤维糊精组分的混合物:
[0335] 天然∶C1氧化∶C4氧化
[0336] (1)4∶5∶1;(2)6.5∶3∶0.5;(3)3∶6.5∶0.5;(4)4∶3∶3;(5)4∶1∶5;(6)0.5∶9∶0.5;
[0337] 天然∶C1氧化∶C4氧化∶双氧化
[0338] (7)0.5∶4∶0.5∶5;(8)2.5∶2.5∶2.5∶2.5。
[0339] 使用已知技术组合来调整组分的摩尔/每份量,以分离各组分并将其混合。“CTR”代表阴性对照,水。
[0340] 所述值代表在病原体感染期间产生的病变区域的尺寸,即低于对照的值表明引发6
了防御机制。所有实验均在感染了10 个灰霉菌孢子的4周龄番茄植株上进行。所有混合物以相同的摩尔质量浓度(100μM)施加。
[0341] 通常,使用的所有混合物均成功引发了植物防御。在该实验模型中,活性最高的混合物为4∶5∶1,并且活性最低的混合物为4∶3∶3,其他混合物提供中等保护。
[0342] 实施例3‑使用纤维素底物和AA9酶从生物精炼废弃物或特别设计的废弃物生物加工中获得AA9_COS
[0343] 举例说明本发明实施方案的氧化纤维糊精或天然和氧化纤维糊精的混合物,或其组分例如纤维二糖,可以从数种生物资源中获得,通常是基于木质纤维素的生物精炼工业的废弃物,例如根据以下现有生物工艺的实例,其产生大量包含完全或部分的AA9_COS或者由其组成的废弃物。木质纤维素生物乙醇生产:
[0344] 木质纤维素生物乙醇的生产使用木材或作物的非食用部分作为待通过化学‑酶促反应步骤转化成可发酵糖的纤维素的来源。市售且广泛使用的酶包含相当量的AA9或被认为是LPMO的AA家族的类似纤维素活性家族成员。在发酵和ad蒸馏之后消化的剩余木质纤维素产生酚和未消化的糖来源分子的混合物,其中纤维二糖酸通常以总湿体积的0.1%至2%的百分比存在。由于这些酶混合物旨在使单糖分离最大化,因此它们包含大量的β‑葡萄糖苷酶,其将大多数氧化纤维糊精转化成非可发酵的C1或C4氧化二糖形式(纤维二糖酸和4‑酮基二糖),以及可发酵的葡萄糖分子。这样的过程的一些实例是美国的Poet‑DSM工厂、瑞典的SEKAB technology、巴西的GranBio、芬兰的ST1,其均由Novozymes Cellic Ctec家族、Metgen和Graanul biotech合资企业在Sweetwoods technology(爱沙尼亚(Estonia))上运行,使用其包含AA9酶的专有酶。
[0345] 纳米纤维素纤维的生产:
[0346] 在新兴的纳米纤维素纤维工业中,对纤维素酶(尤其是包含AA9,如引发纤维开松所需的酶)的使用给予了极大的兴趣。类似于木质纤维素生物精炼,这些过程正在产生剩余的糖流。其中,纤维二糖酸以估计为糖废弃物流总湿体积的0.1%至2%的量存在。待在该过程中使用的酶的可调组成使得可在没有β‑葡萄糖苷酶存在的情况下进行配置,因为纤维必须保持完整,因此可获得较长的氧化纤维糊精或较长的天然和氧化纤维糊精的混合物,而不是如在木质纤维素生物精炼的情况下主要或仅二糖形式。
[0347] 用于废纸增值的特定生物工艺:
[0348] 设想了新的特定生物工艺,以用于通过使用低成本的纤维素底物(如废纸)直接或最大化生产氧化纤维糊精或天然和氧化纤维糊精的混合物,所述纤维素底物可以用AA9酶进行酶预处理以在其正常的再循环链(制浆)之前获得数种氧化纤维糊精或天然和氧化纤维糊精的混合物。
[0349] 如此获得的包含氧化纤维糊精或天然和氧化纤维糊精的混合物的材料可以直接或在任选的富集或纯化或与合适载体一起配制之后应用于农业技术。
[0350] 实施例4‑乙烯散发(图15)。
[0351] 将三株拟南芥幼苗在包含无菌Murashige Skoog培养基的玻璃瓶中体外培养3周,并通过喷施100μM AA9_COS、100μM纤维二糖、100μM纤维二糖酸或模拟(H2O)进行处理。在三个独立的实验中,用ETD 300检测器(Sensor‑Sense,Nijmegen,the Netherlands)在停止和流动(stop‑and‑flow)程序下分析乙烯产生,其中来自一个瓶的气体在10分钟的间隔内累积,并随后涌到检测器。图15中的条代表平均值和标准偏差。乙烯产生在用AA9_COS或纤维二糖酸处理的拟南芥幼苗中高于在经模拟处理的幼苗中。这表明AA9_COS混合物中包含的氧化寡糖,尤其是纤维二糖酸,负责诱导关键的防御相关植物植物激素乙烯。