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CN105025707A - 使用包含利阿诺定受体激动剂的组合物的种子包衣方法 - Google Patents

使用包含利阿诺定受体激动剂的组合物的种子包衣方法 Download PDF

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CN105025707A CN201380039559.9A CN201380039559A CN105025707A CN 105025707 A CN105025707 A CN 105025707A CN 201380039559 A CN201380039559 A CN 201380039559A CN 105025707 A CN105025707 A CN 105025707A
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Abstract

本发明整体涉及对造成作物损害的害虫的控制。本发明涉及增强植物的无脊椎动物防护或降低无脊椎动物对二酰胺的耐药性发展的方法和组合物，所述方法包括使用利阿诺定受体激动剂。在一些实施例中，这包括使用利阿诺定受体激动剂与其他害虫抗性模式的混合物的方法，其他害虫抗性模式诸如其他杀虫化合物和/或转基因抗害虫作物。任选地，可以使用生物菌剂增强植物的总体健康状态。

Description

使用包含利阿诺定受体激动剂的组合物的种子包衣方法
技术领域
本发明涉及用于控制无脊椎害虫和管理作物的无脊椎害虫抗性的方法。
背景技术
无脊椎害虫的控制对于实现高作物效率极其重要。无脊椎害虫对农作物的损害可造成生产力显著降低，从而导致消费者成本增加。
在美国和其他国家，诸如鳞翅目的无脊椎动物每年破坏估计15％的农作物。单在美国，这些害虫每年造成的作物损害就超过1000亿美元。在南美洲，天鹅绒豆毛虫(黎豆夜蛾(Anticarsia gemmatalis))和其他鳞翅目(诸如秋粘虫、大豆尺蠖和小玉米茎蛀虫)造成对大田作物诸如大豆的严重损害。
这种损害有些是在植物病原体、无脊椎动物和其他此类土生害虫在种子种植后攻击种子时在土壤中发生的。其他损害是在植物叶害虫和地上害虫出现后发生的，此时地上害虫将严重损害植物叶，从而限制植物产量。有关害虫攻击农作物的类型和机制的一般性描述在(例如)以下文献中提供：Metcalf(1962),in Destructive and Useful Insects,4th ed.(McGraw-HillBook Co.,NY)(Metcalf，1962年，《害虫与益虫》，第4版，纽约麦格劳希尔图书公司)；和Agrios(1988),in Plant Pathology,3d ed.(AcademicPress,NY)(Agrios，1988年，《植物病理学》，第3版，纽约学术出版社)。
在与这些害虫进行的季节性斗争中，农场主们必须施用上亿加仑的合成杀虫剂来抗击这些害虫。然而，合成杀虫剂会造成许多问题。它们昂贵，单美国农场主每年就差不多花掉80亿美元。它们促进抗杀虫剂害虫的出现，而且它们会损害环境。在种植后施用杀虫剂需要在农田中构建沟渠，该过程会用到矿物燃料并导致土壤板结。
由于担忧杀虫剂对公众健康和环境健康的影响，人们已作出了极大的努力来寻找减少化学杀虫剂使用量的方法。近来，这种努力大多数已聚焦于开发经工程改造以表达来源于苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的毒物的转基因作物以及开发杀虫剂的种子处理应用。虽然种子处理应用可用于植物发育的较早阶段，但它们的功效通常在大约以地上叶为食的害虫出现并啃食植物叶时下降。
发明内容
令人意外的发现是，利阿诺定受体激动剂对大豆植物提供远超过通常预期的时间段的延长保护，并且在大豆植物的叶生命周期提供保护使其免受地上食叶性害虫侵扰。据预测，这些结果还将适用于其他豆类和/或其他深根植物。已设计昆虫抗性管理项目，其利用该令人意外的结果改善大豆和其他豆类和/或其他深根植物中的作物对鳞翅目和其他无脊椎动物的抗性的有效性和耐久性。
用于本发明的化合物包括二酰胺，并且更具体地讲包括邻甲酰胺基苯甲酰胺和/或邻苯二甲酰胺。这些包括如下提供的式1或式2的化合物。
式1：
其中
X为N、CF、CCl、CBr或CI；
R1为CH3、Cl、Br或F；
R2为H、F、Cl、Br或氰基；
R3为F、Cl、Br、C1–C4卤代烷基或C1–C4卤代烷氧基；
R4a为H、C1–C4烷基、环丙基甲基或1-环丙基乙基；
R4b为H或CH3；
R5为H、F、Cl或Br；以及
R6为H、F、Cl或Br。
式2：
其中
R7为CH3、Cl、Br或I；
R8为CH3或Cl；
R9为C1–C3氟代烷基；
R10为H或CH3；
R11为H或CH3；
R12为C1–C2烷基；以及
n为0、1或2。
这些化合物和包含这些化合物的混合物更具体地在WO2001/070671、WO2003/015519、WO2004/067528、WO2006/007595、WO2006/068669和US6,603,044中有所公开和描述，这些专利的每一个以引用方式并入本文。具体配方和使用方法在WO2003/015518、WO2003/024222、WO2007/081553、WO2008/021152、WO2008/069990和US2012/0149567中有所公开，这些专利的每一个以引用方式并入本文。已知邻甲酰胺基苯甲酰胺的其他配方，诸如Dinter,et.al，“Chlorantraniliprole(Rynaxypyr):Anovel DuPontTM insecticide with low toxicity and low risk for honey bees(Apismellifera)and bumble bees(Bombus terrestris)providing excellent tools for usesin integrated pest management”，Julius-Kühn-Archiv 423,2009(Dinter等人，《氯虫苯甲酰胺(Rynaxypyr)：一种对蜜蜂(西方蜜蜂(Apis mellifera))和熊蜂(欧洲熊蜂(Bombus terrestris))具有低毒性和低风险的提供用于综合害虫管理的极佳工具的新型DuPontTM杀虫剂》，Julius-Kühn-Archiv，第423卷，2009年)中记录的那些。
本发明涉及增强植物的无脊椎动物防护或降低无脊椎动物对二酰胺的耐药性发展的方法，该方法包括使用利阿诺定受体激动剂。在一些实施例中，这包括使用利阿诺定受体激动剂与其他害虫抗性模式(诸如其他杀虫化合物和/或转基因抗害虫作物)的混合物的方法。具体实施例包括使用邻甲酰胺基苯甲酰胺和/或邻苯二甲酰胺。
本发明涉及控制能够损害大豆植物的无脊椎害虫或降低对邻甲酰胺基苯甲酰胺和/或邻苯二甲酰胺的耐药性的方法，该方法包括使无脊椎害虫或其环境与生物有效量的邻甲酰胺基苯甲酰胺和/或邻苯二甲酰胺接触，并且任选地与至少一种不结合到无脊椎动物利阿诺定受体的另外的杀虫组分接触。在一些实施例中，这包括使用利阿诺定受体激动剂与其他害虫抗性模式(诸如另一种杀虫化合物和/或转基因抗害虫作物)的混合物的方法。
本发明还涉及此类方法，其中无脊椎害虫或其环境与下述组合物接触，所述组合物包含生物有效量的式1或2的化合物、N-氧化物或其盐以及选自表面活性剂、固体稀释剂和液体稀释剂的至少一种另外的组分，所述组合物任选地还包含生物有效量的至少一种另外的生物活性化合物或生物活性剂，前提条件是这些方法不是通过治疗进行的人类或动物体的药物防治方法。
本发明还涉及包含害虫抗性的种子，其中该种子具有至少两个、至少三个、至少四个或至少五个或更多个种子处理层，并且其中至少一个层包含二酰胺，诸如邻甲酰胺基苯甲酰胺和/或邻苯二甲酰胺，该二酰胺具有第一作用模式，包括结合到无脊椎动物利阿诺定受体。该种子可以包含转基因害虫抗性。任选地，可以使用其他种子处理杀虫化合物。在一些实施例中，另外的杀虫化合物可存在于种子上在施用包含二酰胺化合物的第一层后施用的后续层中。
本发明还涉及使用该令人意外的结果耕作的方法，诸如通过降低生长季期间所需的叶杀虫剂施用量。因此，种植抗无脊椎动物的作物的方法(用二酰胺化合物处理所述作物的种子从而导致叶杀虫剂施用量降低)也是本发明的实施例。
有关所公开的本发明的另外的细节将在如下描述中提供。
具体实施方式
在下面的描述中，以广义方式使用到多个术语。提供以下定义以帮助理解本发明。
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”、“...的特征在于”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包括，受到明确指出的任何限制。例如，包括一系列要素的组合物、混合物、过程或方法不一定仅限于那些要素，而可以包括未明确列出的或此类组合物、混合物、过程或方法固有的其他要素。
过渡性短语“由…组成”不包括未指定的任何要素、步骤或成分。如果在权利要求中，则此类短语将权利要求限定于包括材料，而非除通常与其相关的杂质之外所述的那些。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的从句中，而非紧接着前言时，其仅限定该从句所述的要素；其他要素总体不排除在该权利要求外。
过渡性短语“基本上由…组成”用于限定组合物或方法，其包括除字面上公开的那些之外的材料、步骤、特征结构、组分或要素，前提条件是这些另外的材料、步骤、特征结构、组分或要素不会实质上影响受权利要求书保护的本发明的基本特征和新型特征。术语“基本上由…组成”介于“包含”和“由…组成”之间。
在申请人以诸如“包含”的开放式术语限定本发明或其一部分的情况下，应该容易地理解，(除非另有说明)该描述应当解读为还使用术语“基本上由…组成”或“由…组成”描述此类发明。
此外，除非另有相反说明，否则“或”是指包括性的或而不是指排他性的或。例如，以下任一项均满足条件A或B：A为真实(或存在)的并且B为虚假(或不存在)的，A为虚假(或不存在)的并且B为真实(或存在)的，以及A和B两者均为真实(或存在)的。
另外，本发明的要素或组分前的不定冠词“一个”和“一种”旨在不对所述要素或组分的实例(如存在)数目构成限制。因此，“一个”或“一种”应当解读为包括一个或至少一个，并且要素或组分的单数词形还包括复数，除非该数明显地意指单数。
如在本公开中所提及，术语“无脊椎害虫”包括具有经济学重要性的作为害虫的节肢动物、腹足动物、线虫和蠕虫。术语“节肢动物”包括昆虫、螨虫、蜘蛛、蝎子、蜈蚣、千足虫、球潮虫和综合纲(symphylans)。术语“腹足动物”包括蜗牛、蛞蝓和其他柄眼目(Stylommatophora)动物。术语“线虫”包括圆型动物门(phylum Nematoda)成员，诸如植食性线虫和寄生线虫寄生动物。术语“蠕虫”所有肠内寄生虫，诸如蛔虫(圆型动物门(phylum Nematoda))、犬恶丝虫(圆型动物门，胞管肾纲(phylumNematoda,class Secernentea))、吸虫(扁形动物门，吸虫纲(phylumPlatyhelminthes,class Tematoda))、棘头虫(棘头动物门(phylumAcanthocephala))以及绦虫(扁形动物门，绦虫纲(phylum Platyhelminthes,class Cestoda))。在本公开的上下文中，“无脊椎害虫控制”意指抑制无脊椎害虫发育(包括死亡率、摄食量下降和/或交配干扰)，并且相关的表达以类似方式定义。
“田地”旨在表示其中种植作物的区域，无论其大小如何。
如本文所用，术语“作用模式”意指害虫控制策略或化合物通过其抑制害虫啃食和/或增加害虫死亡率的生物或生物化学方法。
术语“转基因抗害虫作物”意指源自转化的植物细胞或原生质体的植株或其子代(包括种子)，其中所述植株DNA含有能赋予对一种或多种无脊椎害虫的抗性的引入的异源DNA分子，该DNA分子原先不存在于同一株系的天然、非转基因植株中。该术语是指包含异源DNA的初始转化体和转化体的子代，包括通过转化体和包含异源DNA的另一个品种之间有性远交所产生的子代。还应该理解，还可使两株不同的转基因植株交配而产生含有两个或多个独立分离的、所加入的异源基因的子代。
如本文所用，术语“大豆”意指用于商业粮食生产的大豆(Glycinemax)，包括亚种。在一个实施例中，本发明所公开的方法可用于管理转基因抗害虫大豆田地中的抗性。
如本文所用，术语“杀虫剂”、“杀虫活性”和“杀虫化合物”同义使用，指某生物体或物质(例如蛋白质或杀虫剂化合物)的可通过以下以非限制性实例的方式测量的活性：害虫死亡率、害虫发育的迟缓、害虫体重减轻、害虫排斥性、减少的植物落叶以及害虫或植物在啃食和暴露适当长度时间后出现的其他行为和身体变化。害虫包括但不限于无脊椎害虫、昆虫、真菌病原体和细菌病原体。如此，杀虫活性往往影响害虫健康状况的至少一个可测量参数。例如，杀虫剂可以是多肽，以在摄食多肽后降低或抑制无脊椎动物啃食和/或增加无脊椎动物死亡率。评估杀虫活性的测定法是本领域公知的。术语“杀昆虫剂”、“杀昆虫活性”和“杀昆虫化合物”同义使用，是指具有主要针对无脊椎害虫的活性的杀虫剂。适合用作本发明的一部分的杀虫剂和杀昆虫剂是众所周知的，并且在例如ThePesticide Manual,11th ed.,(1997)ed.C.D.S.Tomlin(British Crop ProtectionCouncil,Farnham,Surrey,UK)(《杀虫剂手册》，第11版，1997年，C.D.S.Tomlin(英国萨里郡法纳姆英国作物保护委员会)编辑)中列出。本文对化合物进行描述时，应当理解该描述旨在包括盐形式以及表现出相同类型活性的任何同分异构和/或互变异构形式。术语“杀虫(的)”是用来指针对害虫(例如干煞夜蛾属(anticarsia))的毒性作用，包括外部供应的杀虫剂和/或作物产生的杀虫剂之一或两者的活性。术语“杀昆虫(的)”是指具有主要针对无脊椎害虫的活性的杀虫剂。
本文所用的术语“杀虫基因”或“杀虫多核苷酸”指编码显示杀虫活性的多肽的核苷酸序列。如本文所用，术语“杀虫多肽”、“杀虫蛋白”或“昆虫毒素”旨在表示具有杀虫活性的蛋白质。
如本文所用，术语“种子处理”是指用于植物生成或再生的种子或繁殖体的处理。就大豆而言，通常将在种植前通过种子包衣进行处理，但取决于施用的剂量、时机和方法；还可在种植时在垄沟中进行处理。种植前种子处理可以在销售前进行，并且可在接近于种植时间时产生附加的种子处理层，有时在将微生物或其孢子作为种子处理包衣施用到种子时的情况即是如此。如本文所用，种子处理包括施用到种子的所有种子处理，无论是否以组合或按顺序施用化合物。按顺序施用的化合物导致两个或更多个种子处理化合物层被施用到种子。通常，但并非一定，在施用后续层之前，使最上层完全或部分干燥。
如本文所用，术语“转基因(的)”包括其基因型已因异源核酸的存在而被改变的任何细胞、细胞系、愈伤组织、组织、植物部分或植物，包括最初这样被改变的转基因植物，也包括从最初的转基因事件通过有性杂交或无性繁殖产生的转基因植物。本文所用的术语“转基因(的)”不涵盖通过常规植物育种方法或通过诸如随机异花受精、非重组病毒感染、非重组细菌转化、非重组转座或自发突变之类的自然发生事件导致的基因组(染色体基因组或染色体外基因组)改变。
如本文所用，术语“μg ai/粒种子”是指每粒种子的活性成分微克数。
如本文所用，术语“植物”包括指称全植株、植物器官(例如叶、茎、根等)、种子、植物细胞、植物原生质体、从中可再生出植物的植物细胞组织培养物、植物愈伤组织、在植物或植物部分中完好的植物块和植物细胞，及其子代。植物的部分在本发明的范围内应理解为包括例如植物细胞、原生质体、组织、愈伤组织、胚以及花、花粉、胚珠、种子、枝、仁、穗、穗轴、壳皮、秆、茎、果实、叶、根、根尖、花药等等。谷粒意指由商业种植者旨在用于栽培或繁殖物种之外的目的所生产的成熟种子。
如本文所用，术语“植物细胞”包括但不限于植物的细胞，包括但不限于来自种子、悬浮培养物、胚、分生组织区、愈伤组织、叶、根、苗、配子体、孢子体、花粉和小孢子的细胞。可再生植物细胞是在分离时可再生为完整活植株的植物细胞。非再生植物细胞是不能再生为完整活植株的植物细胞。本文所述的发明可应用于非再生植物细胞。例如，干煞夜蛾属可以不能再生的植物叶为食，尤其是在旨在用于粮食生产的田地环境中，并且由于无脊椎动物的啃食而被浸渍或摄食的细胞不能再生。本发明的一个方面是增加植物害虫已啃食或可能啃食的非再生细胞的抗性持续时间。一般来讲，另一个方面是增强那些类型的细胞的性状耐久性。
如本文所用，术语“增强无脊椎动物抗性”旨在表示相对于除本文所述遗传修饰和/或杀虫处理之外具有类似遗传组分的植物而言，植物具有对一种或多种无脊椎害虫增强的抗性。本发明的遗传修饰植物能够表达至少一种杀昆虫蛋白，例如但不限于保护植物免受无脊椎害虫侵扰的Bt杀昆虫蛋白。“保护植物免受无脊椎害虫侵扰”旨在表示通过例如抑制无脊椎害虫生长、啃食和/或繁殖的能力或通过杀死无脊椎害虫来限制或消除无脊椎害虫相关的对植物的损害。如本文所用，“影响植物的无脊椎害虫”包括但不限于制止无脊椎害虫进一步啃食植物，通过例如抑制无脊椎动物生长、啃食和/或繁殖的能力来伤害无脊椎害虫，或杀死无脊椎害虫。
如本文所用，术语“杀昆虫蛋白”或“杀昆虫多肽”以其最广义的含义使用，包括但不限于对无脊椎动物具有毒性或抑制作用的多肽，诸如本文所述和本领域已知的苏云金芽孢杆菌蛋白家族的任何成员，并且包括例如植物杀昆虫蛋白和δ-内毒素或cry毒素。因此，如本文所述，可通过将编码杀昆虫蛋白的核苷酸序列引入到生物体(例如植物或其植物部分)中，或者通过将包括但不限于杀昆虫蛋白在内的杀昆虫物质施用给生物体，来赋予生物体无脊椎动物抗性。“Bt大豆”是指表达杀昆虫化合物的大豆植物，其序列全部或部分衍生自苏云金芽孢杆菌蛋白。
本领域技术人员会认识到，并不是所有的化合物都对所有的害虫同等有效。实施例的化合物显示出对无脊椎害虫的活性，这些无脊椎害虫可包括经济上重要的农艺害虫、森林害虫、温室害虫、苗圃害虫、观赏植物害虫、食物和纤维害虫、公共健康和动物健康害虫、家庭和商业设施害虫、居室害虫和仓储害虫。
“杀虫剂”是外部供应到作物或作物种子的杀虫剂。术语“杀昆虫剂”具有与杀虫剂相同的意义，不同的是其使用旨在用于其中杀虫剂主要针对无脊椎害虫的那些情况。
如本文所用，术语“降低抗性发展”意指在随时间推移(年)的群体基础上观察时，群体中累积的抗性基因的频率将处于比未采取措施使此类抗性基因在整个群体中的传播减到最小的情况更低的频率。
术语“二酰胺”意指包含两个酰胺基基团的化合物。
术语“利阿诺定受体”是指无脊椎动物细胞中的一类细胞内钙通道，此钙通道通常对植物生物碱利阿诺定(作为将结合到受体的许多化合物中的一种)显示出高亲和力。拮抗化合物将降低或阻断钙通道的活性。激动剂或活化剂化合物将增强钙通道的活性。
下表将帮助读者认识无脊椎害虫的首字母缩写。注意，表中列出的是作为害虫抗性策略的目标的最常见害虫，但本发明并不仅限于这些害虫。
表1：无脊椎害虫
鳞翅目
鳞翅目的幼虫包括但不限于夜蛾科(Noctuidae)的行军虫、地蚕、尺蠖和实夜蛾，Spodoptera frugiperda JE Smith(秋粘虫)；S.exigua Hübner(甜菜夜蛾)；S.litura Fabricius(烟草地蚕，簇毛虫)；Mamestraconfigurata Walker(披肩粘虫)；M.brassicae Linnaeus(甘蓝夜蛾)；Agrotis ipsilon Hufnagel(黑地蚕)；A.orthogonia Morrison(西部地蚕)；A.subterranea Fabricius(粒肤地蚕)；Alabama argillacea Hübner(棉叶虫)；Trichoplusia ni Hübner(卷心菜尺蠖)；Pseudoplusia includensWalker(大豆尺蠖)；Anticarsia gemmatalis(黎豆夜蛾)；Hypena scabraFabricius(苜蓿绿叶蛾)；Heliothis virescens Fabricius(烟青虫)；Pseudaletia unipuncta Haworth(行军虫)；Athetis mindara Barnes andMcDunnough(粗皮地蚕)；Euxoa messoria Harris(暗缘地蚕)；Eariasinsulana Boisduval(刺棉铃虫)；E.vittella Fabricius(翠纹金刚钻)；Helicoverpa armigera Hübner(美洲螟蛉)；H.zea Boddie(玉米穗虫或棉铃虫)；Melanchra picta Harris(斑马纹夜蛾)；Egira(Xylomyges)curialisGrote(柑橘地老虎)；螟蛾科(Pyralidae)的钻心虫、鞘蛾、结网虫、梢斑螟和斑蛾，Ostrinia nubilalis Hübner(欧洲玉米螟)；Amyelois transitellaWalker(脐橙螟蛾)；Anagasta kuehniella Zeller(地中海粉蛾)；Cadracautella Walker(杏仁蛾)；Chilo suppressalis Walker(水稻螟虫)；C.partellus(高粱钻心虫)；Corcyra cephalonica Stainton(米蛾)；Crambuscaliginosellus Clemens(玉米根网虫)；C.teterrellus Zincken(蓝草网虫)；Cnaphalocrocis medinalis Guenée(稻卷叶虫)；Desmia funeralisHübner(葡萄卷叶虫)；Diaphania hyalinata Linnaeus(甜瓜虫)；D.nitidalis Stoll(泡菜虫)；Diatraea grandiosella Dyar(西南玉米钻心虫)，D.saccharalis Fabricius(甘蔗钻心虫)；Eoreuma loftini Dyar(墨西哥水稻钻心虫)；Ephestia elutella Hübner(烟草(可可)蛾)；Galleriamellonella Linnaeus(大蜡蛾)；Herpetogramma licarsisalis Walker(草地网虫)；Homoeosoma electellum Hulst(向日葵蛾)；Elasmopalpus lignosellusZeller(小玉米茎钻心虫)；Achroia grisella Fabricius(小蜡螟)；Loxostege sticticalis Linnaeus(甜菜网虫)；Orthaga thyrisalis Walker(茶树网蛾)；Maruca testulalis Geyer(豆荚钻心虫)；Plodia interpunctellaHübner(印度谷蛾)；Udea rubigalis Guenée(芹菜叶虫)；和卷蛾科(Tortricidae)的卷叶虫、蚜虫、种实虫以及果实虫，Acleris gloveranaWalsingham(西部黑头长翅卷蛾)；A.variana Fernald(东部黑头蚜虫)；Archips argyrospila Walker(果树卷叶虫)；A.rosana Linnaeus(欧洲卷叶虫)；以及其他黄卷蛾属(Archips)物种：Adoxophyes orana Fischer von(棉褐带卷蛾)；Cochylis hospes Walsingham(条纹向日葵螟)；Cydia latiferreana Walsingham(榛树虫)；C.pomonella Linnaeus(苹果蠹蛾)；Platynota flavedana Clemens(杂色卷叶蛾)；P.stultanaWalsingham(杂食卷叶蛾)；Lobesia botrana Denis&Schiffermüller(欧洲葡萄蔓蛾)；Spilonota ocellana Denis&Schiffermüller(苹果芽小卷叶蛾)；Endopiza viteana Clemens(葡萄浆果蛾)；Eupoecilia ambiguellaHübner(葡萄树蛾)；Bonagota salubricola Meyrick(巴西苹果卷叶蛾)；Grapholita molesta Busck(东方果实蛾)；Suleima helianthana Riley(向日葵芽蛾)；条卷蛾属(Argyrotaenia spp.)；色卷蛾属(Choristoneura spp.)。
鳞翅目中选择的其他农艺学害虫包括但不限于Alsophila pometariaHarris(秋尺蠖)；Anarsia lineatella Zeller(桃树枝钻心虫)；Anisotasenatoria J.E.Smit(橙色条纹橡树虫)；Antheraea pernyi Guérin-Méneville(中国橡树丝蛾)；Bombyx mori Linnaeus(蚕)；Bucculatrix thurberiellaBusck(棉叶潜蛾)；Colias eurytheme Boisduval(苜蓿毛虫)；Datanaintegerrima Grote&Robinson)(胡桃毛虫)；Dendrolimus sibiricusTschetwerikov(西伯利亚丝蛾)，Ennomos subsignaria Hübner(榆树尺蠖)；Erannis tiliaria Harris(椴树尺蠖)；Euproctis chrysorrhoea Linnaeus(褐尾蛾)；Harrisina americana Guérin-Méneville(葡萄叶雕叶虫)；Hemileuca oliviae Cockrell(牧场毛虫)；Hyphantria cunea Drury(秋天网虫)；Keiferia lycopersicella Walsingham(番茄蛲虫)；Lambdina fiscellariafiscellaria Hulst(东部铁杉尺蠖)；L.fiscellaria lugubrosa Hulst(西部铁杉尺蠖)；Leucoma salicis Linnaeus(缎蛾)；Lymantria dispar Linnaeus(舞毒蛾)；Manduca quinquemaculata Haworth(五点天蛾，番茄天蛾幼虫)；M.sexta Haworth(番茄天蛾幼虫，烟草天蛾幼虫)；Operophtera brumataLinnaeus(冬蛾)；Paleacrita vernata Peck(春尺蠖)；Papilio cresphontesCramer(巨燕尾蝶，橙狗(orange dog))；Phryganidia californica Packard(加州橡树虫)；Phyllocnistis citrella Stainton(柑橘潜叶虫)；Phyllonorycter blancardella Fabricius(斑点幕形潜叶虫)；Pieris brassicaeLinnaeus(大白蝴蝶)；P.rapae Linnaeus(小白蝴蝶)；P.napi Linnaeus(绿脉纹白蝴蝶)；Platyptilia carduidactyla Riley(朝鲜蓟羽蛾)；Plutellaxylostella Linnaeus(菱纹背蛾)；Pectinophora gossypiella Saunders(粉色螟蛉)；Pontia protodice Boisduval&Leconte)(南方菜青虫)；Sabulodesaegrotata Guenée(杂食尺蠖)；Schizura concinna J.E.Smith(红驼背毛虫)；Sitotroga cerealella Olivier(安古木瓦谷蛾)；Thaumetopoeapityocampa Schiffermuller(松树列队毛虫)；Tineola bisselliella Hummel(结网衣蛾)；Tuta absoluta Meyrick(番茄斑潜蝇)；Yponomeuta padellaLinnaeus(巢蛾)；Heliothis subflexa Guenée；天幕毛虫属(Malacosoma spp.)和毒蛾属(Orgyia spp)。
实例1–120μg ai/粒种子剂量
用氯虫苯甲酰胺以120μg ai/粒种子的比率处理大豆种子。将种子播种到尺寸为6米长和4行40cm宽的土壤床农田中。在第3个至第7个大豆三叶生长阶段收集叶样品并带入实验室。使用黎豆夜蛾(VBC)(Anticarsiagemmatalis)，将叶暴露于二龄幼虫阶段，对每个大豆生长阶段进行实验室-农田叶生物测定(LBF)。每个处理组重复4次，结果(表2)表示为幼虫死亡率％。在种植后43天，VBC幼虫死亡率为88％。
实例2–100μg ai/粒种子剂量(区域1)
用氯虫苯甲酰胺以100μg ai/粒种子的比率处理大豆种子。将种子播种到尺寸为8米×8米、面积为64m2的土壤床农田(区域1)中。对田地重复4次。评价基于种植后37至63天(DAP)的每米黎豆夜蛾(VBC)(Anticarsiagemmatalis)幼虫总数，并转换成与未处理过的种子相比的幼虫计数减少量％(表3)。在种植后50天，VBC幼虫减少量仍为73％，在63天后具有35％的活性。
实例3–100ai剂量(区域2)
用氯虫苯甲酰胺以100μg ai/粒种子的比率处理大豆种子。将种子播种到尺寸为8米×8米、面积为64m2的土壤床农田(区域2)中。对田地重复4次。评价基于种植后37至63天(DAP)的每米黎豆夜蛾(VBC)(Anticarsiagemmatalis)幼虫总数，并转换成与未处理过的种子相比的幼虫计数减少量％。令人意外的是，在种植后50至63天之间幼虫减少量增加，在63天后幼虫减少量为43％(表4)。
实例4–模型
根据在应用利阿诺定受体结合剂进行种子处理的大豆中观察到的令人意外的延长的功效持续时间，对用于抗无脊椎动物管理的新型策略进行建模和设计，预期这导致植物的杀昆虫活性增强并且导致无脊椎动物对杀虫剂的耐药性发展降低。基于上面提供的实例1的数据通过计算机模拟进行建模。
模型参数和假设
建模体系的组成部分如下：(1)包含利阿诺定受体结合剂的种子处理制剂，称为氯虫苯甲酰胺，(2)叶杀昆虫剂，其中假设叶杀昆虫剂导致椿象和鳞翅目死亡但死亡率不针对其对叶杀昆虫剂的耐药性进行选择，(3)针对耐药性进行选择所用的一个或两个转基因大豆Bt性状，以及(4)一个或多个黎豆夜蛾(Anticarsia gemmatalis)的存在。模型中包含叶杀昆虫剂，因为在巴西管理蝽象以保护发育的豆荚和种子是标准操作，并且一些叶喷剂可具有针对鳞翅目的活性。
该模型追踪基因型频率的变化。假设，无脊椎动物对于每种植物保护剂具有一个主要抗性基因，并且每个基因座为常染色体和双等位基因，基因座之间无连接。进一步假设，在模拟开始后不发生突变，不存在由于抗性导致的适合度成本，不存在抗性基因之间的交互抗性，并且对多种毒素的存活率为对每种单独的毒素的存活比例的乘积。
将巴西地形用于该模型。该地形通过两块大豆试验田(patch)表示：无杀昆虫剂的大豆块状庇护所(block refuge)和具有杀昆虫剂的大豆地块。杀昆虫剂为氯虫苯甲酰胺种子处理制剂、单性状转基因Bt大豆或氯虫苯甲酰胺制剂处理的转基因Bt大豆中的任一者。
文献表明，黎豆夜蛾卵至蛹期持续大约25天。数据还显示，典型的大豆栽培品种在发芽后约125天开始黄化并落叶。因此，该模型假设，每个等长的大豆生长季存在5个不同的昆虫代，并且叶杀昆虫剂将影响庇护所地块中的后3个昆虫代。
黎豆夜蛾擅长飞行，因此预期其散布于农田和田地。该模型假设，在所有试验田和所有大豆农田中交配为随机的，并且进一步假设，卵均匀分布于整个区域，使得每个试验田中的幼虫概率等于由每个试验田构成的地形的比例。
该模型假设，在一年内的数代之间大豆植物中Bt的剂量不会下降。杂合子存活率基于隐性或近隐性抗性表达。存活率随时间推移变化的三条曲线用于易感纯合子(SS)、具有一个抗性基因(RS)的杂合子以及具有两个抗性基因(RR)的隐性纯合子。假设每个毒素/基因的存活率相乘。该模型计算自大豆发芽以后幼体或幼虫存活率随每日侵染剂量变化的函数以及剂量随时间变化的另一个函数。种子处理的毒性基于从无脊椎动物1代开始的剂量的指数衰减，exp[-r(G-1)]，其中G为代，r为衰减速率。使用以下函数基于代开始时的剂量预测存活率。
存活率(剂量)＝1/(1+e^(b+m·ln(剂量)))
该模型进一步假设，0.001和0.05为一代和二代中易感纯合子(SS)幼虫的存活率。由于对氯虫苯甲酰胺种子处理制剂具有不完全隐性抗性，该模型假设，0.01和0.36为杂合子(RS)的相关存活率。抗杂合子(RR)幼虫的存活率总是为1。因此，该模型假设，对于SS而言b＝6.907，对于RS而言b＝4.5951，对于RR个体而言b＝-1000。对于所有模拟和基因型使用m＝8。基于实例1结果(表2)评估大豆中的氯虫苯甲酰胺种子处理制剂的衰减率，r＝-0.5。在最后三个昆虫代中，种子处理杀死25％、1％和0％的SS以及3％、0％和0％的RS。
初始条件和模型分析
该模型以处于哈迪-温伯格平衡的每个抗性等位基因和0.001的频率开始。假定基因座独立，测定每个基因型的初始频率。
然后，当对于每个抗性等位基因而言群体超过50％R等位基因频率时，该模型针对所有杀昆虫剂(包括种子处理)记录并评估1％、5％或20％的块状庇护所。
大豆产品的基线模拟
如上所述，对于所有抗性等位基因而言，耐久性的模型标准为超过50％的等位基因频率。下表记录了年数(针对年数的代数小于15)，在此期间等位基因频率被建模为超过50％。表5示出了用Bt大豆进行模拟的结果。可以预知，较大庇护所延长了耐久性。另外，如果无脊椎动物具有完全隐性的抗性等位基因，则进化更慢。氯虫苯甲酰胺种子处理制剂本身的结果示于表6中。
表5.在假设的相对适合度*下，在单独部署Bt大豆时，抗性等位基因 频率超过50％所需的时间。
*对于不完全隐性抗性杂合子存活率为0.01，而对于隐性条件为0.003。
表6.在假设的代依赖性相对适合度下，在单独部署氯虫苯甲酰胺种子 处理制剂时，抗性等位基因频率超过50％所需的时间。
种子处理在延长Bt性状的耐久性方面的模拟展示价值
在所探索的所有情形中，Bt大豆与氯虫苯甲酰胺种子处理制剂的组合(表7)比单独部署Bt大豆(表5)或单独部署氯虫苯甲酰胺种子处理制剂(表6)中任一者更耐久。另一种值得考虑的选择是按顺序部署，其中仅在第一产品的抗性基因频率超过50％后，部署第二产品。预期相比于按顺序部署每种产品，尤其是在较高庇护水平和在对Bt的抗性为完全隐性时(表7)，部署Bt大豆与氯虫苯甲酰胺种子处理制剂的组合将延迟抗性时间。
表7.相比于按顺序部署每种产品，在以与氯虫苯甲酰胺种子处理制剂 的组合部署Bt大豆时两种抗性等位基因频率超过50％所需的年数。
*就Bt大豆而言，对于不完全隐性抗性杂合子存活率为0.01，而对于隐性条件为0.003。
如模型所示，可通过组合二酰胺化合物与其他具有不同作用模式的杀昆虫剂获得有益效果，例如但不限于：
(1)氯虫苯甲酰胺625g/L(25μg ai/粒种子)与氟虫腈250g/L(50μgai/粒种子)、唑菌胺酯25g/L(5μg ai/粒种子)和甲基硫菌灵225g/L(45μg ai/粒种子)；
(2)氯虫苯甲酰胺625g/L(25μg ai/粒种子)与噻虫嗪350g/L(87.5μgai/粒种子)、咯菌腈25g/L(2.5μg ai/粒种子)、精甲霜灵20g/L(2μg ai/粒种子)和TBZ 150g/L(15μg ai/粒种子)；
(3)氯虫苯甲酰胺625g/L(25μg ai/粒种子)与噻虫嗪350g/L(87.5μgai/粒种子)、阿巴美丁500g/L(50μg ai/粒种子)、咯菌腈25g/L(2.5μg ai/粒种子)、精甲霜灵20g/L(2μg ai/粒种子)和TBZ150g/L(15μg ai/粒种子)；以及
(4)氯虫苯甲酰胺625g/L(25μg ai/粒种子)与噻虫胺600g/L(60μgai/粒种子)。
另外，相同的方法可应用于同一田地中的多种害虫。由于多种无脊椎动物控制机制可与单一类型的种子结合使用，因此本发明所公开的方法可以针对多种目标害虫使用。
虽然主要使用影响大豆的害虫的例子描述本发明，但本发明可对其他作物起作用，其中测试并观察二酰胺的长期影响。此类作物可以包括其他豆类以及具有根结构和维管系统使得二酰胺的长期功效将以类似于其在大豆中的作用方式发挥作用的作物。
本说明书中提及的所有公布和专利申请指示了本发明所属领域的技术人员的水平。所有公布和专利申请在相同程度上全文以引用方式并入本文，如同每个单独的公布或专利申请被具体地和独立地指出全文以引用方式并入本文一样。
虽然为了清楚地理解而已经通过举例说明和实例较详细地描述了本发明，但显然可以在权利要求书范围内实施一些改变和修饰。

Claims (40)

1.一种增强大豆植物的无脊椎动物防护或降低无脊椎动物群体中二酰胺耐药性发展的方法，所述方法包括用至少两种杀虫化合物处理大豆种子，其中至少一种杀虫化合物为二酰胺杀昆虫剂，所述二酰胺杀昆虫剂结合到无脊椎动物利阿诺定受体，其存在量足以在所述种子发芽后赋予所述大豆植物的所述地上组织对无脊椎动物至少45天的防护，并且其中至少一种杀虫化合物不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体并且存在量足以赋予所述大豆植物无脊椎动物防护。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述无脊椎动物为鳞翅目物种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述无脊椎动物为秋粘虫、天鹅绒豆毛虫、大豆尺蠖或小玉米茎蛀虫。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述无脊椎动物为干煞夜蛾属(Anticarsia)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂包括邻甲酰胺基苯甲酰胺或邻苯二甲酰胺。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂为邻甲酰胺基苯甲酰胺。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂选自氯虫苯甲酰胺和氰虫酰胺。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述二酰胺为组合物的一部分，所述组合物包含基于所述组合物的总重量计的以下组分：(a)约9重量％至约91重量％的一种或多种二酰胺杀昆虫剂；和(b)约9重量％至约91重量％的基于丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯的星形共聚物组分，其在20℃下的水溶解度为至少约5重量％，亲水-亲脂平衡值为至少约3，并且平均分子量在约1,500至约150,000道尔顿的范围内；其中所述组分(b)与组分(a)的比率按重量计为约1:10至约10:1。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂的施用比率为25μg ai/粒种子、50μg ai/粒种子、100μg ai/粒种子或大于100μg ai/粒种子。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂的施用比率为50μg ai/粒种子或更小。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物为转基因杀昆虫多肽。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述杀昆虫多肽为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)多肽。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物选自杀昆虫剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀真菌剂、杀菌剂或它们的组合。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物为具有杀虫活性的生物菌剂。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物包含选自阿巴美丁、啶虫脒、阿维菌素、可尼丁、呋虫胺、氟虫腈、咯菌腈、吡虫啉、茚虫威、λ-三氟氯氰菊酯、甲霜灵、精甲霜灵、唑菌胺酯、吡蚜酮、多杀菌素、TBZ、噻虫啉、噻虫嗪以及甲基硫菌灵的一种或多种化合物。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括获得经干燥处理的包含二酰胺杀昆虫剂的种子，随后用不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物处理所述种子。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：用二酰胺杀昆虫剂处理种子，干燥所述种子，随后用不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物处理所述种子。
18.一种增强大豆植物的无脊椎动物防护或降低无脊椎动物群体中对二酰胺杀昆虫剂的耐药性发展的方法，包括：
(a)获得包括第一杀虫抗性作用模式的作物种子，所述作用模式不包括结合利阿诺定受体，以及
(b)用包括二酰胺杀昆虫剂的种子处理以包括结合到无脊椎动物利阿诺定受体的第二作用模式处理所述种子，其中所述二酰胺杀昆虫剂的所述有效量足以在所述种子发芽后赋予所述大豆植物至少45天的无脊椎动物防护。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述无脊椎动物为鳞翅目物种。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述无脊椎动物为秋粘虫、天鹅绒豆毛虫、大豆尺蠖或小玉米茎蛀虫。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述无脊椎动物为干煞夜蛾属(Anticarsia)。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂包括邻甲酰胺基苯甲酰胺或邻苯二甲酰胺。
23.根据权利要求18所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂为邻甲酰胺基苯甲酰胺。
24.根据权利要求18所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂选自氯虫苯甲酰胺和氰虫酰胺。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述二酰胺为组合物的一部分，所述组合物包含基于所述组合物的总重量计的以下组分：(a)约9重量％至约91重量％的一种或多种二酰胺杀昆虫剂；和(b)约9重量％至约91重量％的基于丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯的星形共聚物组分，其在20℃下的水溶解度为至少约5重量％，亲水-亲脂平衡值为至少约3，并且平均分子量在约1,500至约150,000道尔顿的范围内；其中所述组分(b)与组分(a)的比率按重量计为约1:10至约10:1。
26.根据权利要求18所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂的施用比率为25μg ai/粒种子、50μg ai/粒种子、100μg ai/粒种子或大于100μg ai/粒种子。
27.根据权利要求21所述的方法，其中所述二酰胺杀昆虫剂的施用比率为50μg ai/粒种子或更小。
28.根据权利要求18所述的方法，其中所述不包括结合利阿诺定受体的第一杀虫抗性作用模式为转基因杀昆虫多肽。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述杀昆虫多肽为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)多肽。
30.根据权利要求18所述的方法，其中所述不包括结合利阿诺定受体的第一杀虫抗性作用模式选自杀昆虫剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀真菌剂、杀菌剂或它们的组合。
31.根据权利要求18所述的方法，其中所述不包括结合利阿诺定受体的第一杀虫抗性作用模式包括选自阿巴美丁、啶虫脒、阿维菌素、可尼丁、呋虫胺、氟虫腈、咯菌腈、吡虫啉、茚虫威、λ-三氟氯氰菊酯、甲霜灵、精甲霜灵、唑菌胺酯、吡蚜酮、多杀菌素、TBZ、噻虫啉、噻虫嗪以及甲基硫菌灵的一种或多种化合物。
32.包括两个或更多个种子处理层的种子，其中所述第一层包含结合到无脊椎动物利阿诺定受体的二酰胺杀昆虫剂，并且所述第二层包含不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物。
33.根据权利要求32所述的种子，其中所述二酰胺杀昆虫剂包括邻甲酰胺基苯甲酰胺或邻苯二甲酰胺。
34.根据权利要求32所述的种子，其中所述二酰胺杀昆虫剂为邻甲酰胺基苯甲酰胺。
35.根据权利要求33所述的种子，其中所述二酰胺杀昆虫剂为组合物的一部分，所述组合物包含基于所述组合物的总重量计的以下组分：(a)约9重量％至约91重量％的一种或多种二酰胺杀昆虫剂；和(b)约9重量％至约91重量％的基于丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯的星形共聚物组分，其在20℃下的水溶解度为至少约5重量％，亲水-亲脂平衡值为至少约3，并且平均分子量在约1,500至约150,000道尔顿的范围内；其中所述组分(b)与组分(a)的比率按重量计为约1:10至约10:1。
36.根据权利要求32所述的种子，其中所述二酰胺杀昆虫剂的施用比率为25μg ai/粒种子、50μg ai/粒种子、100μg ai/粒种子或大于100μg ai/粒种子。
37.根据权利要求32所述的种子，其中所述二酰胺杀昆虫剂的施用比率为50μg ai/粒种子或更小。
38.根据权利要求32所述的种子，其中所述不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物选自杀昆虫剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀真菌剂、杀菌剂或它们的组合。
39.根据权利要求32所述的种子，其中所述不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物为具有杀虫活性的生物菌剂。
40.根据权利要求32所述的种子，其中所述不会结合到无脊椎动物利阿诺定受体的杀虫化合物包含选自阿巴美丁、啶虫脒、阿维菌素、可尼丁、呋虫胺、氟虫腈、咯菌腈、吡虫啉、茚虫威、λ-三氟氯氰菊酯、甲霜灵、精甲霜灵、唑菌胺酯、吡蚜酮、多杀菌素、TBZ、噻虫啉、噻虫嗪以及甲基硫菌灵的一种或多种化合物。
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