穩(wěn)定的生物控制水可分散顆粒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定的、水可分散顆粒生物控制組合物，該組合物包括至少一種非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株，至少一種水溶性填充劑、以及至少一種陰離子表面活性劑。
【專利說明】穩(wěn)定的生物控制水可分散顆粒
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水可分散顆粒性生物控制組合物，涉及它們的制備，并且涉及它們的用途。特別地，本發(fā)明涉及 含有具有改善的生物穩(wěn)定性的疏水孢子的水可分散顆粒組合物。
[0002]背景
[0003]黃曲霉毒素是在作物收獲前和收獲后以及在儲(chǔ)藏期間，由生長在一些作物(特別是花生、玉米或谷物)上的曲霉屬物種產(chǎn)生的毒素。黃曲霉毒素的生物合成涉及一個(gè)復(fù)雜的、以醋酸鹽和丙二酸鹽為起點(diǎn)的多乳酸化合物途徑。一個(gè)重要的中間體是柄曲霉素和0-甲基柄曲霉素，它們是黃曲霉毒素的直接前體。黃曲霉毒素的重要生產(chǎn)者是黃曲霉、寄生曲霉、集峰曲霉(Aspergillus nomius)、香素曲霉(Aspergillus bombycis)、假溜曲霉、赫曲霉、Aspergillus rambell1、Emericella astellata、Emericella venezuelensis、雙極霉屬物種(Bipolaris spp.)、毛殼菌屬物種(Chaetomium spp.)、法氏殼屬物種(Farrowiaspp.)、和單鏈孢屬物種(Monocillium spp.)的大多數(shù)菌株，特別是黃曲霉和寄生曲霉(Plant Breeding (《植物育種》)(1999), 118, pp 1_16)。還有已知的額外的曲霉屬物種。黃曲霉毒素組由超過20種不同的毒素組成，特別是黃曲霉毒素B1、B2、Gl和G2、桔青霉素(CPA)0
[0004]保護(hù)作物遠(yuǎn)離污染作物谷粒的黃曲霉毒素的污染是一個(gè)在農(nóng)業(yè)、園藝以及其他植物栽培實(shí)踐中經(jīng)常反復(fù)發(fā)生的難題。為了協(xié)助解決此問題，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)田里自然發(fā)生的某些分離的非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株通過競爭性地排斥產(chǎn)毒素菌株已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在預(yù)防黃曲霉毒素污染方面有效。
[0005]對(duì)于某些農(nóng)業(yè)的、園藝的、以及其他的相關(guān)應(yīng)用來說，將生物控制品配制為使用顆粒撒播機(jī)來施用的、干燥的可涂抹的或撒播的顆粒通常是令人希望的，然而，對(duì)于其他的使用模式來說，這些原料被合適地配制為可濕性粉劑或者水可分散顆粒(WDG)，該可濕性粉劑或水可分散顆粒被設(shè)計(jì)為在大容量的水中混合，例如，罐混合物，并且最終作為在水中懸浮的葉用噴霧而施用。對(duì)于這兩種方法而言，實(shí)現(xiàn)生物學(xué)穩(wěn)定的產(chǎn)品遞送的挑戰(zhàn)可能是不同的。
[0006]美國專利6，027，724提及多種組合物，這些組合物包括曲霉屬非產(chǎn)毒素的菌株，這些菌株作為單一菌株培養(yǎng)在粒狀食物源上，諸如，例如大米、黑麥等；或者合并入經(jīng)擠壓的食物基質(zhì)中，諸如，例如小麥麩質(zhì)-高嶺土基質(zhì)。
[0007]美國專利申請(qǐng)公開20090060965提及一種水可分散顆粒配制品，該配制品包含非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株；一種粘合劑；一種具有滲透保護(hù)劑和膠粘特性的藥劑；一種載體劑，和一種營養(yǎng)源。WDG能在水中分散并且作為一種可噴射的分生孢子懸浮液來施用以預(yù)防食物中黃曲霉毒素的污染。
[0008]存在著對(duì)發(fā)展水可分散顆粒配制品的持續(xù)需求，該配制品包含在加工和長時(shí)間儲(chǔ)藏期間具有改善的穩(wěn)定性的、非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株。
[0009]發(fā)明概述
[0010]因此，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定的水可分散顆粒生物控制組合物，該組合物包括至少一種非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株、至少一種水溶性填充劑以及至少一種陰離子表面活性劑。
[0011]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種制備水可分散顆粒的方法，該顆粒包含至少一種非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株。適合于制備本發(fā)明的水可分散顆粒組合物的方法包括(I)流化床或盤中的水噴霧造粒設(shè)備(2)噴霧干燥(3)干燥壓實(shí)以及(4)水潤濕糊狀物的擠出。在一個(gè)實(shí)施例中，水潤濕的糊狀物是通過以下步驟制備:混合除曲霉屬孢子外的所有制粉所有惰性物質(zhì)，摻混曲霉屬孢子與經(jīng)研磨的惰性物質(zhì)，并且將該孢子-惰性物質(zhì)與水混合以形成一種適合擠出成具有合適的直徑和長度的顆粒的濕性糊狀物給料。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種水可分散顆粒，該水可分散顆粒包括至少一種由以上方法制造的非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株。
[0013]本發(fā)明還提供了一種用于減少農(nóng)業(yè)作物植物的黃曲霉毒素污染的方法，該方法包括:將包含至少一種非產(chǎn)毒素曲霉屬菌株的水可分散顆粒生物控制組合物分散在一種農(nóng)業(yè)上可接受的含水載體中；并且將該含水分散物施用至植物、植物周圍的土壤或植物生長的場所。
[0014]發(fā)明詳細(xì)說明
[0015]正如上面指出的，某些曲霉屬菌株的分離菌株諸如黃曲霉菌(A.flavus)、寄生曲霉菌(A.parasiticus)、米曲霉菌(A.0ryzae)和醬油曲霉菌(A.sojae)產(chǎn)生少量或不產(chǎn)生黃曲霉毒素并且還具有高攻擊性。例如，在農(nóng)田里自然發(fā)生的某些分離的非產(chǎn)毒素黃曲霉菌株已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在預(yù)防產(chǎn)毒素菌株的黃曲霉毒素污染方面有效。例如，參見在美國專利5171686、5294442、5292661、和6027724中描述的分離菌株，這些專利通過引用而完全地結(jié)合在此。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明將 這些分離菌株配制為WDG時(shí)，這些分離菌株在減少有用植物作物中的黃曲霉毒素污染方面是有效的藥劑。
[0016]本發(fā)明針對(duì)一種穩(wěn)定的水可分散顆粒(WDG)生物控制組合物，該組合物包括至少一種非產(chǎn)毒素曲霉屬菌株，至少一種水溶性填充劑以及至少一種陰離子表面活性劑；針對(duì)用于其制造的方法；并且針對(duì)其在減少作物中黃曲霉毒素污染中的用途。更確切地說，本發(fā)明涉及一種WDG配制品，該配制品包括至少一種非產(chǎn)毒素曲霉屬菌株，諸如，黃曲霉菌，和至少一種水溶性填充劑，諸如水溶性糖(例如，乳糖、蔗糖、葡萄糖、以及類似糖)。在一個(gè)實(shí)施例中，該水溶性糖是乳糖。
[0017]本發(fā)明的生物控制WDG組合物進(jìn)一步包括至少一種陰離子表面活性劑。任選地，一種消泡劑也可以存在。
[0018]除了非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株、水溶性填充劑、陰離子表面活性劑、以及任選的消泡劑外，該WDG組合物還可以包括穩(wěn)定劑、增效劑、著色劑等。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，該至少一種非產(chǎn)毒素的黃曲霉菌株是選自:NRRL21882、NRRL30797 JPNRRL 18543，及其混合物。適合的，該水溶性填充劑是選自:乳糖、無水乳糖形式的4-0-0 -D-半乳糖-a -D-葡萄糖、以及類似糖。在一個(gè)實(shí)施例中，該陰離子表面活性劑是選自:N-甲基-N-油烯基?；撬徕c、烷基萘磺酸鈉、萘磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸銨及其混合物。在一個(gè)實(shí)施例中，該組合物還包含一種消泡劑，該消泡劑選自:甲基化的硅酮和聚有機(jī)硅氧烷。在一個(gè)實(shí)施例中，該陰離子表面活性劑是以該WDG生物控制組合物的按重量計(jì)從0至35%，更具體地按重量計(jì)0.5至15%的量存在于該組合物中。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種處于水可分散顆粒的形式的生物控制組合物，該組合物包括:
[0021](A)按重量計(jì)I至75%、更具體地按重量計(jì)5至75%的、至少非產(chǎn)毒素曲霉屬菌株的孢子；
[0022](B)按重量計(jì)25%至95%、更具體地按重量計(jì)30%_60%的、水溶性糖如乳糖；
[0023](C)按重量計(jì)0至25%、更具體地按重量計(jì)2%_10%的、N-甲基-N-油烯基?；撬徕c；
[0024](D)按重量計(jì)0至10%、更具體地按重量計(jì)0.5%至5%的、烷基萘磺酸鈉；以及
[0025](E)按重量計(jì)0至3%、更具體地按重量計(jì)0.1%至3%的、聚有機(jī)硅氧烷。
[0026]不同的組分(A)- (E)的比例總和是不超過按重量計(jì)100%并且這些組分的精確濃度可以取決于例如水或者雜質(zhì)的存在而變化。
[0027]本發(fā)明的水可分散顆粒(易于在水中分散的顆粒)具有實(shí)質(zhì)上與可濕性粉劑接近的組成成分。它們可以通過造粒來制備，或者通過一個(gè)潤濕途徑(將精細(xì)分離的孢子與惰性填充劑和少量的水(例如按重量計(jì)1%至30%)接觸，或者與一種分散劑或粘合劑的含水溶液接觸，然后通過干燥和過篩)，或者通過一個(gè)干燥途徑(壓縮然后通過研磨和過篩)。
[0028]適合的顆粒幾乎能為任何希望的形狀，例如，球型、圓柱型、橢圓型、棒條型、錐形、磁盤型、針型以及不規(guī)則形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，這些顆粒是近似是圓柱型。典型的，這些顆粒具有的粒子尺寸為:
[0029]?擠出的 WDG 約 0.5mm 至 2.5mm
[0030]?圓盤造粒的WDG約0.2`5mm至2.8mm
[0031]?噴霧干燥的WDG約0.1臟至1.5臟。
[0032]若有必要或合適時(shí)，可以使用此范圍外的尺寸。
[0033]在一個(gè)潤濕途徑造粒中，在該過程中的第一個(gè)步驟是該惰性物質(zhì)的干混(不包括孢子)，接著研磨，并且然后將黃曲霉菌孢子與研磨過的惰性混合物摻混。然后，將該孢子/惰性物質(zhì)摻合物緩慢混合，同時(shí)加入按重量計(jì)適量的水(例如，按重量計(jì)從25%至35%)，以獲得一種潤濕的糊狀物或潤濕的塊狀物(給料)。
[0034]然后將該給料擠出并且干燥該擠出物，例如，在一個(gè)流化床干燥機(jī)上以除去多余的水分。在干燥過的顆粒中，目標(biāo)含水量是1%至12%，更具體地小于10%，并且最具體地小于5%。將這些干燥過的顆粒過篩以除去細(xì)粉。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明組合物中使用的非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株的適合的比率和施用時(shí)間與對(duì)于含有此類菌株的產(chǎn)品的當(dāng)前的產(chǎn)品標(biāo)簽所給定的既有比率和時(shí)間是相當(dāng)?shù)摹＠?，afla-guard?品牌的黃曲霉菌NRRL 21882是一種可涂抹的顆粒，該顆粒含有
0.0094%的、最小量為1.2xl08菌落數(shù)(CFU) /Ib的活性成分，能夠以從10_201b/英畝的比例施用。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的WDG配制品懸浮在水中，并且是作為葉用噴霧以、20GPA的比例施用，其中每英畝的CFU與afla-guard.?相似。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的組合物適用于在有用植物作物中通過置換產(chǎn)生黃曲霉毒素的真菌來減少黃曲霉毒素。適合的有用植物作物包括:花生、玉米、棉花、和樹木堅(jiān)果?？梢詫⒈景l(fā)明組合物中使用的組分以不同的濃度，以多種本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的方法施用。這些組合物的施用比率將取決于有待控制的具體的黃曲霉毒素的類型、所需要的控制程度以及施用的時(shí)間和方法。[0037] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的WDG是在水中稀釋并且以從每公頃10至100g的活性成分(孢子)的比率施用，更具體地以從20至50g a.1./ha的比率施用。24和49g a.1./ha的施用比率是特別適合的。
[0038]在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)本發(fā)明的WDG用水稀釋，并且施用到玉米以減少在該收獲作物的谷粒中的黃曲霉毒素污染時(shí)，以或者V5、VlO或者VT的施用量是適合的。
[0039]作物應(yīng)被理解為還包括已經(jīng)通過常規(guī)的育種或通過基因工程的方法被賦予對(duì)除草劑或多種類別的除草劑(例如ALS-、GS-、EPSPS-、PPO-、ACC酶以及HPPD-抑制劑)耐受性的那些作物。通過基因工程方法而被賦予了對(duì)多種除草劑的耐受性的作物的實(shí)例包括草甘膦和草丁膦抗性玉米品種，這些玉米品種在RoundupReady @:和LibertyLink ?商標(biāo)名下是可商購的。
[0040]作物還應(yīng)被理解為是已經(jīng)通過基因工程方法被賦予對(duì)有害昆蟲的抗性的那些，例如Bt玉米(抗歐洲玉米螟)、Bt棉花(抗棉花棉鈴象甲)以及還有VIP棉花(抗偽粘蟲和甜菜粘蟲)。Bt玉米的實(shí)例是NK.的Bt 176玉米雜交體(先正達(dá)種子公司(SyngentaSeeds))。該Bt毒素是一種由蘇蕓金芽胞桿菌土壤細(xì)菌自然形成的蛋白質(zhì)。毒素或能合成此類毒素的轉(zhuǎn)基因植物的實(shí)例描述在EP-A-451 878、EP-A-374 753、WO 93/07278、WO95/34656、W003/052073以及EP-A-427 529中。包括一種或多種編碼抗殺蟲劑并且表達(dá)一種或多種毒素的基因的轉(zhuǎn)基因作物的實(shí)例是:Knock0ut? (玉米)、Yield Gard ? (玉米)、NuC0TIN33B ? (棉花)、Bollgard ? (棉花)、Agrisure Viptera? 3111 (谷物)。其植物作物
或種子材料均可以是抗除草劑的并且同時(shí)是抗昆蟲攝食(“疊加的”轉(zhuǎn)基因結(jié)果)。例如，種子可以具有表達(dá)殺昆蟲的Cry3和/或VIP蛋白的能力，同時(shí)是耐草甘膦的。
[0041]作物還應(yīng)被理解為包括通過常規(guī)的育種或基因工程的方法獲得并且包括所謂的輸出型(output)性狀(例如改進(jìn)的儲(chǔ)存能力、更高的營養(yǎng)價(jià)值以及改進(jìn)的香味)的那些。
[0042]實(shí)例
[0043]以下實(shí)例進(jìn)一步說明了本發(fā)明的一些方面，但無意限制其范圍。若貫穿本說明書和權(quán)利要求書均未另行說明，則百分比是以重量計(jì)(%w/w)。
[0044]實(shí)例 I
[0045]210g水可分散顆粒(50WG)的批次用下列組成成分制備:
[0046]所用成分:黃曲霉菌分離菌株NRRL 21882的孢子50% ;聚有機(jī)硅氧烷(RhodorsilEP 6703) 0.10% ;烷基萘磺酸鈉(Agnique ANS3DNPW) 2% ;N_甲基N-油烯基?；撬徕c(Geropon T-77) 8% ;無水乳酸(余下的)
[0047]A.在該過程中的第一個(gè)步驟是:干混惰性物質(zhì)(不包括孢子)，然后研磨。然后將研磨過惰性物質(zhì)混合物在瓦林搗碎機(jī)(waring blender)中與黃曲霉菌孢子摻混。將由此獲得的孢子/惰性物質(zhì)摻合物裝入Hobart攪拌器并且慢慢混合，同時(shí)加入按重量計(jì)約30%的水以獲得潤濕的塊狀物(給料)。
[0048]B.然后將該給料轉(zhuǎn)移至一個(gè)加有一個(gè)0.8_篩網(wǎng)的擠出機(jī)。將該擠出物在一個(gè)流化床干燥機(jī)上干燥以除去多余的水分，并且然后將這些顆粒轉(zhuǎn)移至一個(gè)篩分設(shè)備以除去指定范圍外的細(xì)粉，該指定范圍為:直徑0.8mm和長度2至5mm。
[0049]實(shí)例2-5[0050]對(duì)于黃曲霉菌NRRL 21882每克菌落形成單位(CFU/g)a的列舉的稀釋液和平板接
種的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種水可分散顆粒形式的生物控制組合物，該組合物包括: 按重量計(jì)5%至75%的、至少一種非產(chǎn)毒素的曲霉屬菌株的孢子； 按重量計(jì)25%至95%的、至少一種水溶性糖； 按重量計(jì)O至35%的、至少一種陰離子表面活性劑。
2.如權(quán)利要求1所述的生物控制組合物，其中該水溶性糖包括乳糖。
3.如權(quán)利要求2所述的生物控制組合物，其中該乳糖包括無水乳糖形式的4-0- β -D-半乳糖-a -D吡喃葡萄糖。
4.如權(quán)利要求1所述的生物控制組合物，其中該陰離子表面活性劑是選自N-甲基N-油烯基?；撬徕c、烷基萘磺酸鈉，及其混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的生物控制組合物，其中該陰離子表面活性劑包含按重量計(jì)2%至10%的N-甲基-N-油烯基?；撬徕c。
6.如權(quán)利要求4所述的生物控制組合物，其中該陰離子表面活性劑包含按重量計(jì)0.5%至5%的烷基萘磺酸鈉。
7.如權(quán)利要求1所述的生物控制組合物，進(jìn)一步包括按重量計(jì)0.1%至3%的聚有機(jī)硅氧烷。
8.如權(quán)利要求1所述 的生物控制組合物，其中該曲霉屬菌株包括黃曲霉菌。
9.如權(quán)利要求1所述的生物控制組合物，其中該黃曲霉菌株是選自一種生物學(xué)上純的菌株，該生物學(xué)上純的菌株具有選自以下各項(xiàng)的一種菌株的所有的鑒別特征=NRRL 21882、NRRL 30797、和 NRRL 18543，及其混合物。
10.一種用于減少農(nóng)作物的黃曲霉毒素污染的方法，該方法包括向該植物、生長場所、或植物產(chǎn)品施用黃曲霉毒素減少有效量的、如權(quán)利要求1所述的生物控制組合物的一種水噴霧溶液。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該農(nóng)作物是選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成:花生、玉米、棉花、以及樹木堅(jiān)果。
【文檔編號(hào)】C12N1/14GK103561578SQ201280025189
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月26日
【發(fā)明者】T·泰勒, J·A·斯文森 申請(qǐng)人:先正達(dá)參股股份有限公司