DE3226638A1 - Verfahren zur hemmung des pilzwachstums und mittel zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur hemmung des pilzwachstums und mittel zur durchfuehrung des verfahrens

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Description

MÜLLER -Bö Jt^l: DfcpiÜEL -^JS^ta * HEBTEL
PATENTANWÄLTE SITTBOFEAN PATENT ATTOHKTETS
DR. WOLPGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.- CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. D1PL.-PHYS.
R/Sz - N 1474
NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION
66-74 Victoria Street,
London SW1, England
Verfahren zur Hemmung des PLlzwachstums und Mittel zur Durchführung des Verfahrens
MÜNCHEN 86, SIEBERTSTR. A · POB 860720 · KABEL! K UEBOPAT · TEL. (088) 474005 · TELECOPIER XEROX 400 · TELEX 5-24283
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen Gegenstand, der auf die Hemmung des Pilzwachstums gerichtet ist und insbesondere die Bekämpfung von Trockenfäule erregenden Fungi ermöglicht.
Bisher erforderte die Ausrottui 7 der Trockenfäule drastische Behandlungen der befallenen Bai ;eile von Gebäuden, da der die Trockenfäule hervorrufende 'ungus weitläufig wachsen und ausgehend von einem als Nährmet Lumgrundstoff dienenden Holzbauteil, Gips, Mörtel oder Ziec :lwerk durchdringen kann, um weitere Nährstoffquellen zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das PiTzwachstum, zum Beispiel das Wachstum des die Trockenfäule erregenden Fungus,selbst an schwer zugänglichen Stellen von Gebäuden zu hemmen und Nährmediumgrundstoffe vor dem Pilzbefall durch Konservierung zu schützen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bestimmte Substanzen gemäss dem erfindungsgemässen Mittel auf das Fungusmycel oder den Nährmediumgrundstoff mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens aufgebracht.
In der Regel handelt es sich bei den stickstoffhaltigen Substanzen um solche, die sowohl vom Mycel aufgenommen als auch in diesem weiterbefördert werden, doch erweisen sich Substanzen, die vom Mycel zwar aufgenommen, in diesem jedoch nicht weiterbefördert werden, als wirksam zur Konservierung des Nährmediumgrundstoffes gegen Pilzbefall.
Das orCindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere zur Behandlung von Holz einschliesslich von Bäumen, geschlagenem Holz und Baumstümpfen, gleichgültig ob das Holz Pilzbefall aufweist oder frei davon ist, wobei in letzterem Falle die Behandlung selbstverständlich dem Schütze und der Konservierung dient. Die Bekämpfung von Trockenfäule erregenden Fungi, insbesondere Serpula lacrimans, und die Bekämpfung von Armillaria mellea (Armillariella mellea) und zu einem Holzbefall führenden Basidiomyceten ist von besonderer Wichtigkeit.
Erfindungsgemäss können zum Beispiel auch Kameralinsen und andere optische Ausrüstungen, über die sich Fungi von einem Nährmediumgrundstoff im Gehäuse der Linse ausbreiten und diese zerstören können, behandelt und konserviert werden.
Für den Fachmann ist ersichMich, dass die Eignung einer bestimmten Substanz für den erfindungsgemässen Einsatz durch Tests bestimmt werden kann, die Aufschluss darüber geben, ob .die Substanz im M-'cel eines bestimmten Fungus keinem Stoffwechsel unterliegt und weiterbefördert wird. So können zum Beispiel Fungusproben unter sonst identischen Bedingungen seperat wachsen gelassen werden
a) in Abwesenheit jedweder Stickstoffquelle,
b) in Abwesenheit einer anderen Stickstoffquelle als derjenigen, welche die zu untersuchende Substanz darstellt und
c) in Gegenwart einer einzigen Stickstoffquelle, die für die Lieferung von metab >llserbarem Stickstoff anerkannt ist.
Y-
Ist das Wachstum gemäss b) identisch mit demjenigen von a) und geringer als dasjenige von ■:) so unterliegt die getestete Substanz keinem Stoffwechsel und ist zur Durchführung des erfindungsgeitiässen Verfahrens geeignet, vorausgesetzt, dass deren Weiterbeförderung innerhalb des Mycels erfolgt. Ein derartiger Transport lässt sich leicht nachweisen, in dem man die Substanz an einer bestimmten Stelle des Mycels von diesem aufnehmen lässt und Bestimmungen zum Nachweis der Substanz an einer zweiten, von der Aufnahmestelle entfernt liegenden Stelle durchführt, zum Beispiel durch empfindliche analytische Methoden wie Chromatographie.
Die stickstoffhaltige Substanz ist zweckmässiger Weise wasserlöslich, nicht-toxisch und nicht-ätzend und vorzugsweise handelt es sich um eine nicht-metabolisierbare, natürlich vorkommende oder synthetische Aminosäure (typischerweise um eine Nicht-Protein-Aminosäure) oder um eine strukturell analoge Verbindung einer natürlich vorkommenden Aminosäure, entweder in freier Form oder in Form eines einfachen Derivates, beispielsweise eines Salzes, z.B. eines Salzes eines Alkalimetalls, üblicherweise eines Salzes von Natrium oder Kalium, oder eines Säuresalzes. Die Molekularstrukturen derartiger analoger Verbindungen, die in der Regel als Stoffwechselinhibitoren (d.h. als Antimetaboliten oder als Verbindungen, die das Wachstum durch Konkurrenz für verwertbaren Stickstoff an einer Wachstumstelle im Fungusmycel hemmen) wirken , sind im allgemeinen von derartigen natürlich vorkommenden Aminosäuren ableitbar durch Einführung und/oder Ersatz einer Einzelgruppe. Eine derartige Gruppe besteht in der Regel aus nicht mehr als
25 Atomen und es kann sich zum Beispiel um eine C1 bis Cß~ Alkylgruppe, eine aromatische Gruppe, z.B. eine Arylgruppe, eine Hydroxyl-, Suifoxid-, Sulfonsäure-, Halogen- oder Nitrogruppe- handeln. Die Substanz kann ein Stoffwechselantagonist von Glutamin oder Glutaminsäure sein, z.B. DL-Methionin-sulfoxid der Formel CH3SOCH2CH2Ch(NH2)CO2H oder z. B. 8 -Hydroxylysin-HCl der Formel H3N CH2CH(OH)-
CH2CH2CH(NH2)CO2H.HCl, oder von Asparaginsäure, Alanin oder Glycin. Die Verbindung Aminoisobuttersäure der Formel (CH3J2C(NH2)CO2H/ die geruchlos, farblos und nichtätzend ist oder deren Aminsalz, z.B. das Hydrochlorid oder ein Alkalimetallsalz derselben, wird besonders bevorzugt, insbesondere dann, wenn es sich um die Hemmung des Wachstums von S. lacrimans handelt.
Die stickstoffhaltige Substanz wird in der Regel auf das Mycel oder den vom Pilzwachstum befallenen oder ni.cht-befallenen Nährmediumgrundstoff in Form eines Anstrichs oder Sprays aufgebracht oder, wenn es sich um nichtbefallenes Holz handelt durch Tränken des Holzes in einer Lösung oder Dispersion der Substanz in einem flüssigen Medium/ bei dem es sich vorzugsweise um ein wässriges Medium handelt. Es kann sich als vorteilhaft erweisen, die stickstoffhaltige Substanz mit einer als Energiequelle wirkenden Verbindung, bei der es sich in der Regel um ein Kohlehydrat und typischerweise um einen Zucker handelt, zu vermischen, um die Aufnahme de.r Substanz durch das Mycel zu fördern. Wahlweise oder zusätzlich kann die stickstoffhaltige Substanz mit einer oder mehreren wachstumsfördernden Verbindungen, z.B. einer Quelle für Mineralstoffe, vermischt werden, um die.Oberfläche des für die Behandlung zugänglichen Mycels zu.vergrössern.
Geeignete, in einem derartigen erfindungsgemässen Mittel vorliegende Energiequellen sind z.B. Monosaccharide oder Disaccharide wie Saccharose,oder Polysaccharide wie Cellulose, und geeignete wachstumsfördernde Verbindungen sind z.B. Flavonoide und Mineralstoffe wie Magnesiurri7 Kalium-; Eisensulfate und -phosphate, z.B. KH2PO4. Die stickstoffhaltige Substanz macht in der Regel nicht mehr als 10%, üblicherweise nicht mehr als 1 Gew.-% des eingesetzten Mittels aus und die als Energiequelle wirkende Verbindung liegt in der Regel in einer Konzentration von nicht grosser als 20% vor, wobei eine Konzentration von nicht grosser als 10% bevorzugt und eine Konzentration von nicht grosser als 3% typisch sind. Die Konzentration der Mineralstoffquelle ist üblicherweise nicht grosser als 0,5 Gew.-%.
Obwohl die stickstoffhaltige Substanz in der Regel in Form einer Lösung oder Dispersion in einem flüssigen Medium zur Anwendung gelangt, kann sie zur Verminderung der Transport- und anderer Kosten als ein Konzentrat verpackt werden., z.B. in Form eines Pulvers, das entweder für sich allein oder im Gemisch mit einer oder mehrerer als Energiequellen wirkenden Verbindungen und einer Wachstumsfördernden Verbindung vorliegt. Die Zugabe einer geeigneten Menge Lösungs- oder Dispergiermittel, bei dem es sich überlicherweise um Wasser handelt, ergibt sodann ein gebrauchsfertiges Mittel.
Beispiel 1
Hemmung des Wachstums von S. lacrimans durch Aminoisobuttersäure
Das Mycel von S. lacrimans wurde radial wachsen gelassen von einer Scheibe aus 1% Malzagar über die trockene Fläche einer im übrigen leeren Petrischale. Sobald die Kolonie einen Durchmesser von 17,5 mm aufwies wurde Aminoisobuttersäure (AIB) in einer Konzentration von'10 Gew.-% dem Agar zugegeben. Die erhaltenen Ergebnisse sind zusammen mit den Ergebnissen eines Vergleichsversuch, bei dem kein AIB zugesetzt wurde, in Tabelle 1 aufgeführt.
TABELLE 1
Zeit(Wochen) Koloniedurchmesser Koloniedurchmesser (kein AIB) mm (mit AIB) mm
0 18 17
1 35 . 18
2 ■ 43. 18
3 .. 50 18
'-jk -
Beispiel 2
Behandlung von befallenem Holz mit Aminoisobuttersäure
Mycel von S. lacrimans wurde in Holzblöcke eingebracht und aus diesen über eine nicht als Nährmedium dienende Fläche wachsen gelassen. Eine wässrige Lösung mil: einc;m Gehellt an 100 mg/ml AIB wurde sodann zu don Blöcken in einer Menge von 0,2 ml zugegeben, was eine Wachstumshemmung '/tar Folge hatte, die mindestens drei Monate lang anhielt in der Ecke des Mycels 10 cm vom Auftragspunkt entfernt.
Beispiel 3
Einfluss von AIB auf die Hemmung der Ausbreitung von Mycel von einem Nährmediumgrundstoff aus Holz
Der Einfluss der Zugabe von AIB auf in Holznährböden befindliche Kolonien von S. lacrimans wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise getestet, jedoch mit der Ausnahme, dass für das Wachstum der Kolonien die zentral in einer leeren Petrischale eingebrachte Agarscheibe durch einen Holzblock ersetzt wurde. Nachdem das Mycel sich auszubreiten begonnen hatte vom Holzblock über den Boden der Schale, wurden 0,2 ml einer AIB-Lösung (100 mg/ml) auf eine Hälfte der Platte aufgebracht.
Die erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt:
Wachstumszunahme (cm2) innerhalb von 7 Monaten nach Zugabe des Inhibitors:
Vers. AIB-behandelt Vergleich (kein Inhibitor)
1 ' 20,9 . 70,5
2 ■ 27,6 74,6
3 17,9 55,2
Prozentuelle Zunahme der Fläche innerhalb von 7 Monaten (cm2):
Vers. AIB-behandelt Vergleich (kein Inhibitor)
1 37,6 65,9
2 40,9 59,0
3 .3.4,3 ■ : 50,4
Die Ergebnisse zeigen, dass AIB die Ausbreitung des Fungus von einem Nährmediumgrundstoff aus Holz erniedrigt. Das Mycel an den behandelten Blöcken bleibt lebensfähig, doch iüt seine Ausdehnungsrate verringert und das beweist, dass ΛΙΒ das Wachstum im Abstand von der Aufbringungsstelle beeinflusst.
4$
Beispiel 4
Einfluss von DL-Methioninsulfoxid (MS) auf die Hemmung der Ausbreitung von Mycel von einem Agar-Nährmediumgrundstof f..
Mycel von S. lacrimans wurde radial von Scheiben aus 1% Malzagar über die trockene Fläche von ansonsten leeren Petrischalen wachsen gelassen. Nach 7 Tagen wurden 0,05 ml einer wässrigen Lösung von MS in einer Konzentration von 10 mg/ml zu mehreren der Scheiben zugegeben, während andere zu Vergleichszwecken unbehandelt blieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
TABELLE 2
Zahl der Tage nach der Inokulation
Koloniedurchmesser (cm) behandelt
Koloniedurchmesser (cm) unbehandelt
7 9
13 15
22
17,4 18,1 19,1
22
24,4 26,2 27,8
JZZbbJÖ
Beispiel 5
Eine ähnliche Verfahrensweise wie in Beispiel 4 wurde durchgeführt, wobei, jedoch die Konzentration an MS auf 240 mg/ml erhöht wurde. 20 Tage nach der Inokulation betrug .der durchschnittliche Durchmesser der behandelten Kolonie 21,7 - 1,5 cm, wohingegen der durchschnittliche Durchmesser der unbehandelten Kolonie 25 - 2,5 cm war.

Claims (23)

PATENTANSPRÜCHE
1.) Verfahren zur Hemmung des Wachstums eines Fungus, der über eine nicht als Nährstoff dienende Fläche hinweg zu wachsen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass man das Fungusmycel oder einen als Nährmedium dienenden Stoff, auf dem das Mycel zum Wachstum befähigt ist, mit einer stickstoffhaltigen Substanz behandelt, die entweder im Mycel weiterbefördert oder vom Mycel aufgenommen oder sowohl vom Mycel aufgenommen als auch in diesem weiterbefördert wird, und die vom Fungus für das Wachstum nicht verwendet wird, wenn sie die einzige dem Fungus zur Verfügung stehende. St ckstoffquelle ist.
2.) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass man eine stickstoffhaltig· ■ Substanz einsetzt, die sowohl vom Mycel aufgenommen als auch innerhalb des Mycels weiterbefördert wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Nährmediumgrundstoff aus Holz mit der stickstoffhaltigen Substanz behandelt.
4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Fungusmycel von Serpula lacrimans, Armillaria mellea oder einem holz-befallenden Basidiomyceten behandelt.
5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige Substanz eine natürlich
vorkommende oder synthetische Aminosäure oder eine strukurell analoge Verbindung einer natürlich vorkommenden Aminosäure entweder in freier Form oder in Form eines Salzes einsetzt.
6.)- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet/ dass man als stickstoffhaltige Substanz eine natürlich vorkommende Nicht-protein-Aminosäure in freier Form oder in Form eines Salzes einsetzt.
7.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige Substanz eine analoge Verbindung einer natürlich vorkommenden Aminosäure/ die von dieser abgeleitet ist durch Einführung oder Ersatz einer - darin vorliegenden einzelnen Gruppe durch eine aus nicht nehr als 25 Atomen bestehende Gruppe, entweder in freier Form oder in Form eines Salzes einsetzt.
8.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Gruppe um eine C1 bis Cg-Alkylgruppe, eine aromatische Gruppe/ eine Hydroxyl-, SuIfoxid-, Sulfonsäure oder Nitrogruppe oder ein Halogenatom handelt.
9.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige Substanz einen Stof fwechselantagoni:: ten von Glutamin, Glutamin-. säure, Asparaginsäure , Alanin oder Glycin einsetzt.
10.) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige Substanz PL-Methioninsulfoxid oder ύ"HydroxyIysinhydrochlorid einsetzt.
11.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige Substanz Aminoisobuttersäure der Formel (CH3)2C(NH2)CO ,H entweder in freier Form oder in Form eines Salze; einsetzt.
12.) Verfahren zur Hemmung des Wachstums von Serpula lacrimans, Armillaria mellea oder eines holz-befallenden Basidiomyceten auf einem Nährmediumgrundstoff aus Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Fungusmycel oder den Nährmediumgrundstoff mit Aminoisobuttersäure der Formel (CHg)2C(NH2)CO2H behandelt.
13,) Mittel zur Hemmung des Wachstums eines Fungus, der über eine nicht als Nährstoff dienende Fläche hinweg zu wachsen vermag, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer stickstoffhaltigen Substanz, die im Fungusmycel weiterbefördert und vom Fungus für das Wachstum nicht verwendet wird, wenn sie die einzige dem Fungus zur Verfügung stehende Stickstoffquelle· ist, und die in Kombination vorliegt mit
a) einer als Energiequelle wirkenden Verbindung, welche die Aufnahme der Substanz durch das Myeel fördert, und/oder
b) einer Wachstumsfördernden Verbindung, welche die Oberfläche des Mycels vergrössert.
14.) Mittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stickstoffhaltige Substanz eine natürlich vorkommende oder synthetische Aminosäure oder eine analoge Verbindung einer natürlich vorkommenden Aminosäure, entweder in freier Form oder in Form eines Salzes ist.
15.) Mittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die stickstoffhaltige Substanz Aminoisobuttersaure Formel (CH-J0C(NH0)CO0H entweder in freier Form oder in Form eines Salzes ist.
16.) Mittel nach Anspruch 1.3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der stickstoffhaltigen Substanz nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt.
17.) Mittel nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Energiequelle-Verbindung enthält, derenKonzentration nicht grosser als 20 Gew.-% ist.
18.) Mittel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle ein Monosaccharid oder Disaccharid ist. ■ .
19.) Mittel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle Snocharose ist.
20.) Mittel nach Anspruch 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es eine wachstumsfördernde Verbindung enthält, deren Konzentration nicht grosser als 1 Gew.-% ist.
21.) Mittel nach Anspruch 13 in Form eines Konzentrats, das die stickstoffhaltige Substanz und die Energiequelle in solchen relative ι Mengen enthält, dass bei der Dispergierung oder Lös mg in einem Lösungsmittel die Konzentration der Ener jiequelle diejenige, der stickstoffhaltigen Substanz übertrifft.
22.) Konzentrat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die stickstoffhaltige Substanz Aminoisobuttersäure und die Energiequelle ein Monosaccharid oder Disaccharid sind.
23.) Konzentrat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle Saccharose ist.
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