DD284155A5

DD284155A5 - Mittel zur chemotherapie von virosen der samenpflanzen

Info

Publication number: DD284155A5
Application number: DD31442488A
Authority: DD
Inventors: Gottfried Schuster; Detlef Ballschuh; Roland Ohme; Horst Seibt; Ulrich Schuelke
Original assignee: Karl-Marx-Universitaet,Buero F. Neuerer U. Schutzrechte,Dd
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1990-11-07

Abstract

Die Erfindung betrifft Mittel zur Chemotherapie von Virosen der Samenpflanzen. Die Aufgabe wird im Auffinden neuer Wirkstoffe gesehen, die aufgrund ihrer chemischen Konstitution in Verbindung mit Hilfs- und Traegerstoffen die Replikation von Pflanzenviren hemmen und darueber hinaus auch das freie Virion in vitro inaktivieren. Sie wurde durch den Einsatz von Praeparaten geloest, die substituierte Phosphonsaeuren der allgemeinen Formel I enthalten. Spritzloesungen, die die erfindungsgemaeszen Verbindungen als Wirkstoff enthalten, verlangsamen, auf virusgefaehrdete Pflanzen aufgebracht, die Vermehrung zahlreicher Viren betraechtlich, z. B. der Kartoffelviren X, Y, A, S und M und des Tabakmosaik-Virus. Die antiphytovirale Wirkung der erfindungsgemaeszen Phosphonsaeuren kann durch geringe Mengen von * synergistisch gesteigert werden. Formel I{antiphytovirale Verbindungen; Phosphonsaeuren; Synergismen; *}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Angesichts der großen Ertragsverluste, die durch Viren bei vielen landwirtschaftlichen und gärtnerischen Kulturpflanzen, z. B. bei Kartoffel, Tomate, Tabak, Speise- und Futterleguminosen, Rübe sowie zahlreichen Gemüse- und Zierpflanzen hervorgerufen werden, ist es dringend erforderlich, die sogenannten klassischen, zumeist indirekten Maßnahmen der Virusbekämpfung, wozu u.a. Resistenzzüchtung, die Bekämpfung der Virusüberträger und die negative Selektion von virusinfizierten Pflanzen gehören, durch Verfahren zu ergänzen, die es mit Hilfe von Chemikalien ermöglichen, Virusbefall auf ein ökonomisch vertretbares Maß zurückzudrängen und damit höhere und stabilere Erträge zu erreichen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bekämpfung von Viren in Kulturpflanzen im Wege einer Chemotherapie.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In den letzten Jahren ist eine größere Anzahl von Präparaten aufgefunden bzw. entwickelt worden, die die Vermehrung von Pflanzenviren hemmen. Zu diesen gehören Analoga von Purin- und Pyrimidinbasen bzw. von entsprechenden Nucleosiden und Nucleotiden, Antibiotika aus Microorganismen oder höheren Pflanzen, Polyanionen, substituierte Triazine und hydrierte Triazine, Harnstoffe oder Garbamate, Thioharnstoffe, Cuanidine, bestimmte Verbindungen mit Azinstruktur, Thiadiazole und Oxazole. Eine Übersicht hierüber ist u. a. in der Patentschrift DD-PS 157662 vom 01.12.1982 gegeben. In der Folgezeit sind darüber hinaus antiphytovirale Alkyl- und Arylsulfonate (DD-PS 216610 vom 19.Ϊ2.1984), Benzylthiocarbonyliminoverbindungen (DD-PS 2211911 vom 08.05.1985), Vinylaldehyd-thiosemicarbazone (DD-PS 244287 vom 01.04.1987), Alkyl-Lysophospholipide (DD-PS 244287 vom 22.05.1985), Lipidextrakte und daraus isolierte Fraktionen, die bei der Fermentation von Kohlenwasserstoffen aus Hefebiomassen gewonnen werden (DD-PS 225325 vom 31.07.1985), durch partielle Hydrolyse entsprechender Phosphatidfraktionen gewonnene antiphytovirale Verbindungen (DD-PS 225324 v.31.7.1985) sowie Rhamnolipide (DD-PS 248279 vom 05.08.1987) bekannt geworden. Die Vielfalt der Viren und deren z.T. sehr unterschiedliche Replikationsstrategien sowie die hohen Mutabilitätsraten, die besonders bei vielen multikomponenten Viren durch Rekombinantenbildung beträchtlich erhöht werden und die Herausbildung präparatenresistenter Formen erwarten lassen, erfordert jedoch eine noch größere Vielfalt in den Bekämpfungsstrategien.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Palette antiphytoviral wirksamer Verbindungen weiter zu erhöhen und damit die antiphytovirale Chemotherapie über das bisher erreichte Maß hinaus sicherer zu gestalten. Insbesondere sollten mit einem neuen Mittel zur Bekämpfung von Viren in Kulturpflanzen die Möglichkeiten zur Präparaterotation, d.h. zur alternierenden Anwendung verschiedener Präparate, erweitert werden. Hierdurch ist es möglich, der Ausbildung präparateresistenter Stämme vorzubeugen. Darüber hinaus soll den unterschiedlichen Anwendungsgebieten der Praxis durch Erweiterung der Angebotspalette besser Rechnung getragen werden, da chemische Mittel oft selektiv nur bestimmte Virusarten beeinflussen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wirkstoffe aufzufinden, die aufgrund ihrer chemischen Struktur die Virusreplikation wirksam hemmen, das Spektrum chemotherapeutisch erfaßbarer Pflanzenviren erweitern, Resistenzerscheinungen vorbeugen und in Kombination mit 2,4-Dioxohexahydro-1,3,5-triazin zu einer synergistischen Erhöhung der antiphytoviralen Aktivität führen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den zu schützenden Pflanzen wäßrige Lösungen von substituierten Phosphonsäuren der allgemeinen Formel I

R*

^R1 - с - Po₅₃H₃ '·

R=³

in welcher R¹ H; OH; COOH; NH-CH₂COOH; N(CH₂OH)₂; NH₂; CH₂=CH-CH₂ ⁺N(CH₃I₂ R² H; PO₃H₂;

R³ H; OH; Alkylreste von Methyl CH₃- bis Hexadecyl C₁₆H₃₃-; H₂N-CH₂CH₂; H₂N-CH₂CH₂CH₂;

HOOCCh₂NCH₂PO₃H₂; und η dieZahlen2 und3

bedeuten, appliziert werden. Die erfindungsgemäßen Phosphonsäuren können nach bekannten Verfahren erhalten werden:

DD-PS 235068 (Aminohydroxyalkanbisphosphonsäuren);

DD-PS 222598 (Aminoalkanbisphosphonsäuren);

DD-PS 222597 (Hydroxymonophosphonsäuren);

DD-PS 222600 (1-Hydroxy-1,1-bisphosphonsäuren).

Die Mittel können neben einer oder mehreren der erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel I Verdünnungsmittel und/oder Lösungsmittel, darüber hinaus gegebenenfalls Haftmittel und/oder weitere Formulierungshilfsmittel enthalten. Zusammen mit 2,4-Dioxohexahydro-1,3,5-triazin (= 5-Azadihydrouracil) ausgebracht, erhöht sich ihre antiphytovirale Wirkung, und zwar z.T. synergistisch.

Die erfindungsgemäßen Mittel zeigen eine ausgeprägte antiphytovirale Wirkung, insbesondere gegenüber wirtschaftlich bedeutsamen Kartoffelviren, z. B. gegenüber Kartoffel-X-Virus sowie gegenüber den Kartoffelviren Y, A, S und M sowie dem Blattrollvirus der Kartoffel, die in der Regel auf antiphytovirale Präparate ähnlich wie Kartoffel-X-Virus reagieren.

Ferner lassen sich das Tabakmosaikvirus und weitere auf Tabak und Tomate schädigend auftretende Viren bekämpfen.

Zur Erzielung eines für die Praxis ausreichenden Schutzes gegen Ertragsminderung durch Virusbefall genügen im allgemeinen Aufwandmengen von 0,1 bis 8kg/ha. Die Formulierung und Applikation der erfindungsgemäßen Mittel kann nach den bekannten und praxisüblichen Methoden erfolgen. So können die Wirkstoffe mit inerten Verdünnungsmitteln und geeigneten Formulierungsmitteln versetzt und zu Spritzpulvern, Pasten, Emulsionskonzentraten, Granulaten usw. verarbeitet werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Wirkstoffgehalt 10 bis 90%, in Granulaten 5 bis 50% des Mittels ausmacht. Die Mittel können vor der Anwendung mit Wasser gelöst oder zu Spritzbrühen dispergiert und mit gebräuchlichen Spitz-, Sprüh- und Nebelgeräten ausgebracht werden.

Ausführungsbeispiele

Zur Kennzeichnung der verstärkten antiphytoviralen Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen wurden vor allem Ganzpflanzentests an Solanaceen herangezogen. Als Testviren fanden häufig auftretende Pflanzenviren Verwendung. So wurde der Einfluß der erfindungsgemäßen Verbindungen auf die Systemische Vermehrung des Kartoffel-X-Virus (PVX = potato virus X) im oberen inokulierten Blatt von Nicotiana tabacum 'Samsun' sowie in einem sekundär infizierten Blatt, das vom oberen inokulierten Blatt durch mindestens 2 Blätter getrennt war, nachgewiesen. Weiterhin wurde der Einfluß der erfindungsgemäßen antiphytoviralen Verbindungen auf die Bildung von Lokalläsionen des Tabakmosaikvirus (TMV) auf Blättern von Nicotiana glutinosa L. untersucht.

Die Viren wurden bei Durchführung dieser Tests unter Verwendung eines Abrasivums (Karborundpuder, Korngröße 600) inokuliert. Die erfindungsgemäßen Verbindungen wurden jeweils ein bis zwei Tage vor der Inokulation, bei der Prüfung der systemischen Virusvermehrung darüber hinaus auch noch ein- bis zweimal nach der Infektion (genaue Angaben in den Ergebnistabellen) in wäßriger Lösung in den In den Anwendungsbeispielen angegeben, in Vorversuchen ermittelten, nicht phytotoxischen Konzentrationen bis zur Tropfnässe der Pflanzen versprüht. Das entspricht unter Praxisbedingungen der Aufbringung von 600 Liter Spitzlösung bzw. -brühe je Hektar Feldfläche. Die in gleicher Weise mit Viren inokulierten Kontrollpflanzen wurden mit reinem Wasser bzw., falls den Präparaten ein Haftmittel zugesetzt worden war, mit einer gleich konzentrierten wäßrigen Lösung des Haftmittels besprüht.

Die quantitative Bestimmung der in inokulierten bzw. sekundär infizierten Blättern systematisch infizierter Pflanzen vorgefundene Viruskonzentration erfolgte serologisch im Präzipatationstropfentest unter Anwendung der Verdünnungsendpunktbestimmung (vergl. Schuster, Archiv Phytopath. u. Pflanzenschutz 13, 231-241 sowie DD-PS 216610 A1 vom 19.12.1984).

Bei Durchführung des Lokalläsionstests wurden je Versuchsglied 5 Pflanzen mit je 3 Blättern verwendet. In Vorversuchen war jeweils eine geeignete Verdünnung des Virusinokulums festgelegt worden, bei der auf Kontrollpflanzen je Blatt etwa 30 bis 50 Lokalläsionen auftraten. Diese sind einerseits gut zählbar; andererseits liegen sie innerhalb des sog. Proportionalitätsbereiches, d.h. innerhalb des Bereiches, in dem aus der Zahl der Lokalläsionen auf die Viruskonzentration geschlossen werden darf. Die Signifikanz der erhaltenen Ergebnisse wurde in der Regel im t-Test geprüft, nachdem vorher die Voraussetzungen hierfür ermittelt worden waren. Falls keine Normalverteilung vorlag, wurde sie durch geeignete Transformation der Meßwerte

hergestellt. Die Ergebnisse des t-Tests wurden mit den üblichen Signifikanzsymbolen (': ρ > 5%; + : 5%; >oder = ρ > 1%; + + : 1 % > oder = ρ > 0,1 %; + + + : 0,1 % > oder = ρ) wiedergegeben.

Die in den Beispielreihen untersuchten erfindungsgemäßen Verbindungen sind mehrbasige Phosphonsäuren und in ihrer Säureformel wiedergegeben. Bei hoher Verdünnung in Lösung sind sie dissoziiert und liegen ganz oder teilweise als Anion vor, so daß mit gleichem Erfolg auch die ganz oder teilweise neutralisierten Säuren verwendet werden können.

In der Praxis kommen vor allem Natriumsalze, andere Alkalisalze, Erdalkalisalze oder Salze mit Ammoniak oder Aminen in Frage.

Beispielreihe 1

Beeinflussung der Konzentration des Kartoffel-X-Virus in sekundär infizierten Blättern von Nicotianatabacum 'Samsun' durch erfindungsgemäße Phosphonsäurepräparate. Behandlung mit Präparaten 2 d.a. i. (= Tage vor der Inokulation) sowie 2 und 7 d. p. i. (= Tage nach der Inokulation). Virusgehaltbestimmung serologisch im Präzipitationstropentest bei Endpunktsbestimmung 13 d.p.i

Zahlenwerte: Virusgehalt der behandelten Proben relativ zur Kontrolle; Kontrolle = 100%.

Viruskonz. in % der Kontrolle

Formel	Konz. inmmol	Vii
HOCH₂PO₃H₂	5	57
CI₃C-CH(OH)PHO₂H	1	38
HOOC-CH(OH)PO₃H₂	5	50
H₂N-CH₂CH₂-CH(OH)(PO₃H₂J₂	5	14
HOOC-CH₂-N(CH₂-PO₃H₂J₂	5	71
HOOC-CH₂-NH-C(PO₃Hj)₂(C₂H₆)	5	66
H₃C-C(PO₃H₂J₂N(CH₂OH)₂	5	29
H₃C-C(PO₃H₂)NH₂	6	66
H₂C=CH-CH₂-*N(CH₃)2-CH(PO₃H₂)₂	5	81
C₆H₁₃-CH(OH)(PO₃H₂I₂	1	66

Beispielreihe 2

Beeinflussung der Konzentration des Kartoffel-X-Virus in inokulierten Blättern von Nicotiana tabacum 'Samsun' durch erfindungsgemäße Phosphonsäurepräparate. Behandlung mit Präparaten 2d.a.i. und 2 d.p.i. Virusgehaltsbestimmung 6d.p.i.

wie in Beispielreihe 1.

Zahlenwerte: Virusgehalt der behandelten Proben relativ zur Kontrolle (Kontrolle = 100%) Weitere Erklärungen vergl. Beispielreihe 1

Formel	Konz. mmol	Viruskonz. in %
C₂H_bOPH(OH)O	5	66·
H₃C-C(OH)(PO₃H₂J₂	5	50*
H₃C-C(PO₃H₂J₂NH₂	1	59'
H₂C=CH-CH₂^n(CH₃)J-CH(PO₃H₂J₂	1	73
C₈H₁₇CHOH(PO₃H₂J₂	1	50*
C₆H₁₃-CH(OH)(PO₃H₂J₂	5	52*

Beispielreihe 3

Verminderung der Zahl der Lokalläsionen des Tabakmosaikvirus (TMV) auf Blättern von Nicotiana glutinosa durch erfindungsgemäße Phosphorsäurepräparate. Behandlung mit Präparaten 1 d.a.i. Auszählung der Lokalläsionen mehrfach bis zur Konstanz. Die Zahl der Lokalläsionen ist relativ zur Kontrolle (Kontrolle = 100%) angegeben.

Formel

H₃C-C(OH)(PO₃H₂J₂ C₈H₁₇-CHOH(PO₃H₂J₂ C₆H₁₃-CH(OH)(PO₃H₂J₂ desgl.

Konz. mol	Lokallasionen, %
5	65*
1	75'
1	64*
5	52**
1	93

Beispielreihe 4 Synergistische antiphytovirale Wirkungen

bei gleichzeitiger Applikation der erfindungsgemäßen Phosphonsäurepräparate mit DHT (= 2,4-Dioxohexahydro-1,3,5-triazin = 5-Azadihydrouracil), dargestellt anhand von Synergismen bei der Verminderung der Konzentration des Kartoffel-X-Virus in sekundär infizierten Blättern von Nicotianatabacum 'Samsun'. Präparatenbehandlung 2 d.a.i. und 2 sowie 7 d.p.i. Viruskonzentrationsbestirhmung serologisch im Präzipitationstropfentest bei Endpunktbestimmung. Ergebnisdarstellung in Relativwerten. Kontrolle (K) = 100%

Kombi = Präparatenkombination

Formel Konz. DHT Viruskonz. in%

mmol % Phos DHT Kombi

HOCHiPO₃H₂	5	0,0025	57*	10***	8
CI₃C-CH(OH)PHO₂H	10	0,005	47**	33*	10
H₂N-CH₂CH₂-CH(OH)(PO₃H₂I₂	5	0,0025	14***	8***	6
H₃C-C(PO₃H₂I₂N(CH₂OH)₂	5	0,0025	29**	8***	5
H₂C=CH-CH₂-*N(CH₃)₂-CH(PO₃H₂)₂	1	0,0025	8V	16***	12

Beispielreihe 1 zeigt am Beispiel des Kartoffel-X-Virus, daß die erfindungsgemäßen Phosphonsäurepräparate die Konzentration von Pflanzenviren in sekundär infizierten Blättern von Nicotiana tabacum 'Samsun' z.T. beträchtlich zu vermindern vermögen. Eine besonders große antiphytovirale Wirkung zeigte die Verbindung H₂N-CH₂CH₂-CH(OH)(PO₃H₂J₂

Beispielreihe 2 läßt erkennen, daß die Konzentration des Kartoffel-X-Virus auch in inokulierten Blättern von Nicotiana tabacum 'Samsun' durch viele der erfindungsgemäßen Phosphonsäuren vermindert wird; der Umfang der Verminderung ist jedoch vielfach geringer als derjenige in sekundär infizierten Blättern.

In Beispielreihe 3 ist dargestellt, daß eine Anzahl der erfindungsgemäßen Phosphonsäuren auch die Zahl der Läsionen des Tabakmosaikvirus selbst bei einmaliger Behandlung beträchtlich vermindern.

In Beispielreihe 4 ist am Beispiel des Kartoffel-X-Virus in sekundär infizierten Blättern gezeigt, daß die Wirkung der erfindungsgemäßen Phosphonsäuren synergistisch gesteigert werden kann, wenn sie zusammen mit geringen Mengen von DHT (= 2,4-Dioxohehahydro-1,3,5-triazin = 5-Azadihydrouracil) ausgebracht werden.

Claims

1. Mittel zur Chemotherapie von Virosen der Samenpflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben den üblichen Hilfs- und Trägerstoffen substituierte Phosphonsäuren der allgemeinen Formel I

f " ^РОэН₃ '·

in welcher R¹ H; OH; COOH; NH-CH₂COOH; N(CH₂OH)₂; NH₂; CH₂=CH-CH₂ ⁺N(CH₃)₂ R² H; PO₃H₂;

HOOCCh₂NCH₂PO₃H₂;
und η dieZahlen2und3

bedeuten, enthalten.

2. Mittel entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Präparationen neben den erfindungsgemäßen Wirkstoffen auch Haftmittel und weitere Formulierungshilfsmittel enthalten können.

3. Mittel entsprechend Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die antiphytovirale Wirkung der erfindungsgemäßen Wirkstoffe durch 2,4-Dioxohexahydro-1,3,5-triazin synergistisch gesteigert wird.