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用于促進植物生長的方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201280015458.3

申請日:

2012.03.28

公開號:

CN103458688B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A01N 37/18申請日:20120328|||公開
IPC分類號: A01N37/18; A01G7/06; A01N25/00; A01P21/00 主分類號: A01N37/18
申請人: 住友化學株式會社
發明人: 松島隆; 玉置裕章
地址: 日本東京都
優先權: 2011.03.30 JP 2011-074570
專利代理機構: 中科專利商標代理有限責任公司 11021 代理人: 李新紅
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280015458.3

授權公告號:

103458688B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2014.01.15|||2013.12.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種用于促進植物的生長的方法,所述方法包括用有效量的由式(1)表示的化合物處理所述植物;等。

權利要求書

權利要求書
1.  一種用于促進植物的生長的方法,所述方法包括用有效量的由下式(1)表示的化合物處理所述植物:

其中X1表示甲基、二氟甲基或乙基;X2表示甲氧基或甲基氨基;并且X3表示苯基、2-甲基苯基或2,5-二甲基苯基。

2.  根據權利要求1所述的方法,其中所述植物已經或將要暴露于非生物脅迫。

3.  根據權利要求1或2所述的方法,其中由式(1)表示的化合物是選自以下化合物組A中的化合物:
<化合物組A>
(1)N-甲基-2-[2-(2,5-二甲基苯氧基)甲基]苯基-2-甲氧基乙酰胺,和
(2)N-甲基-2-[2-(2,5-二甲基苯氧基)甲基]苯基-(2R)-2-甲氧基乙酰胺。

4.  根據權利要求1至3中任一項所述的方法,其中所述植物的處理是噴霧處理、土壤處理、種子處理或水培處理。

5.  根據權利要求1至3中任一項所述的方法,其中所述植物的處理是種子處理。

6.  根據權利要求5所述的方法,其中所述種子處理是每100kg的種子用10g以上并且50g以下的由下式(1)表示的化合物處理種子:

其中X1表示甲基、二氟甲基或乙基;X2表示甲氧基或甲基氨基;并且X3表示苯基、2-甲基苯基或2,5-二甲基苯基。

7.  根據權利要求1至6中任一項所述的方法,其中所述植物是稻、 玉米、油料種子油菜、小麥、羅勒、大豆、高粱或菜豆。

8.  根據權利要求1至7中任一項所述的方法,其中所述植物是轉基因植物。

9.  根據權利要求1至8中任一項所述的方法,其中所述非生物脅迫是高溫脅迫。

10.  根據權利要求1至8中任一項所述的方法,其中所述非生物脅迫是低溫脅迫。

11.  由下式(1)表示的化合物用于促進植物的生長的用途:

其中X1表示甲基、二氟甲基或乙基;X2表示甲氧基或甲基氨基;并且X3表示苯基、2-甲基苯基或2,5-二甲基苯基。

說明書

說明書用于促進植物生長的方法
技術領域
本發明涉及一種用于促進植物的生長的方法。
背景技術
已知一些化學物質在被用于處理植物時,這些物質顯示對植物的生長具有促進的效果(參見,例如,Applied Microbial Biotechnology,第58卷,第23-29頁(2002))。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種出色的用于促進植物的生長的方法等。
本發明基于植物用特定化合物的處理帶來植物生長的促進的這一發現。
更具體地,本發明提供:
[1]一種用于促進植物的生長的方法,所述方法包括用有效量的由下式(1)表示的化合物(在下文中可以稱為“本發明的化合物”)處理所述植物:

其中X1表示甲基、二氟甲基或乙基;X2表示甲氧基或甲基氨基;并且X3表示苯基、2-甲基苯基或2,5-二甲基苯基;
[2]根據[1]所述的方法,其中所述植物已經或將要暴露于非生物脅迫;
[3]根據[1]或[2]所述的方法,其中本發明的化合物是選自以下化合物組A的化合物:
<化合物組A>
(1)N-甲基-2-[2-(2,5-二甲基苯氧基)甲基]苯基-2-甲氧基乙酰胺,和
(2)N-甲基-2-[2-(2,5-二甲基苯氧基)甲基]苯基-(2R)-2-甲氧基乙酰胺;
[4]根據[1]至[3]中的任一項所述的方法,其中所述植物的處理是噴霧處理、土壤處理、種子處理或水培處理(hydroponic treatment);
[5]根據[1]至[3]中的任一項所述的方法,其中所述植物的處理是種子處理;
[6]根據[5]所述的方法,其中所述種子處理是每100kg種子用10g以上并且50g以下的本發明的化合物處理種子;
[7]根據[1]至[6]中的任一項所述的方法,其中所述植物是稻、玉米、油料種子油菜(oilseed repe)、小麥、羅勒(basil)、大豆、高粱或菜豆(common bean);
[8]根據[1]至[7]中的任一項所述的方法,其中所述植物是轉基因植物;
[9]根據[2]至[8]中的任一項所述的方法,其中所述非生物脅迫是高溫脅迫;
[10]根據[2]至[8]中的任一項所述的方法,其中所述非生物脅迫是低溫脅迫;
(在下文中,在[1]至[10]中描述的方法可以統稱為“本發明的方法”。)以及
[11]本發明的化合物用于促進植物生長的用途。
本發明的方法允許提供一種出色的用于促進植物生長的方法。
實施本發明的方式
在本發明中,“植物的生長促進”(在下文中可以稱為“生長促進”)是指幼苗建立率、健康葉的數目、植物長度、植物體重量、葉面積、種子或果實的數目或重量、或座花或座果的數目上的增加。
生長促進可以使用以下參數量化:
(1)幼苗建立率
將植物的種子播種,例如,在土壤中、在過濾紙上、在瓊脂培養基上 或在沙上,并且之后允許經歷給定時間段的栽培。在整個或一部分栽培期間的過程中,施加溫度脅迫,并且檢查存活幼苗的百分數。
(2)健康葉的數目(或比率)
對于每個植物,數出健康葉的數目并且檢查健康葉的總數。備選地,檢查健康葉的數目與植物的全部葉的數目的比率。
(3)植物長度
對于每個植物,測量從地面上部分的莖底部至末梢的分枝和葉的長度。
(4)植物體重量
將每種植物的地面上部分切下并測量重量以確定植物的鮮重。備選地,將所切下的樣品干燥并測量重量以確定植物的干重。
(5)葉面積
通過數碼相機攝取植物的照片并且通過圖像分析軟件,例如,Win ROOF(由MITANI CORPORATION制造)確定照片中綠色部分的面積,從而獲得植物的葉面積。
(6)葉色
在取樣植物的葉之后,使用葉綠素儀(例如,SPAD-502,由Konica Minolta Holdings,Inc.制造)測量葉綠素含量以確定葉色。將植物用數碼照相機照相,并且通過提取顏色用于量化并且使用圖像分析軟件如Win ROOF(由MITANI CORPORATION制造)測量照片中的綠色面積。
(7)種子或果實的數目或重量
植物生長直至它們達到種子或果實的結果或成熟,并且之后數出每個植物的果實的數目或測量每個植物果實的總重量。在栽培植物直至種子成熟之后,檢查構成產量的要素,如穗的數目、成熟率和千粒重量。
(8)座花率、座果率、座種率(seed setting rate)和種子填充率
在種植植物直至它們結出果實之后,數出座花的數目和座果的數目以計算座果率%(100×座果的數目/座花的數目)。在種子成熟之后,數出座種的數目和填充種子的數目以計算座種率(%)((座種的數目/座花的數目)×100)和種子填充率(%)((填充種子的數目/座種的數目)×100)。
在本發明的方法中,當用本發明的化合物處理植物時,植物可以是整 個植物或其一部分(例如,莖和葉、枝條(shoot)、花、果實、圓錐花序、種子、鱗莖、塊莖和根)。此外,植物可以是植物生長的多個階段中的任一個(例如,發芽期間,包括播種之前的時間、播種時間和播種之后幼苗出現之前和之后的期間;植物生長期間,包括育苗期間、幼苗抑制時、種植時或育苗插條(nursing cutting)和田間種植之后的生長期間;繁殖生長期間,包括開花之前、過程中和之后的期間,即將抽穗之前或抽穗期間;以及收獲期間,包括預期收獲日期之前的期間、預期成熟日期之前的期間和果實著色開始的時間)。如本文所使用的,術語鱗莖是指有鱗球莖、球莖、根莖、根塊莖和根托。幼苗可以包括插條和甘蔗插枝。
在本發明中使用的本發明化合物是由下式(1)表示的化合物:

其中X1表示甲基、二氟甲基或乙基;X2表示甲氧基或甲基氨基;且X3表示苯基、2-甲基苯基或2,5-二甲基苯基。
例如,由式(1)表示的本發明化合物的實施方案包括以下化合物:
式(1)的化合物,其中X1是甲基、二氟甲基或乙基;
式(1)的化合物,其中X1是甲基;
式(1)的化合物,其中X2是甲氧基或甲基氨基;
式(1)的化合物,其中X1是甲基并且X2是甲氧基;
式(1)的化合物,其中X1是甲基并且X2是甲基氨基;
式(1)的化合物,其中X3是苯基、2-甲基苯基或2,5-二甲基苯基;
式(1)的化合物,其中X3是苯基或2,5-二甲基苯基;
式(1)的化合物,其中X1是甲基,X2是甲氧基,并且X3是2,5-二甲基苯基;
式(1)的化合物,其中X1是甲基,X2是甲基氨基,并且X3是苯基;以及
式(1)的化合物,其中X1是甲基,X2是甲基氨基,并且X3是2,5-二甲基苯基。
由式(1)表示的化合物的具體實例顯示如下。
在式(1)的化合物中,X1、X2和X3是表1中所示的取代基的任一種組合。
表1

由式(1)表示的化合物可以具有立體同分異構體如基于不對稱碳原子的旋光異構體,以及同分異構體如互變異構體。在本發明中,可以或者單獨地或者以任意同分異構體比率含有并使用任何同分異構體。
由式(1)表示的化合物可以表現為溶劑化物(例如,水合物)的形式。在本發明中,化合物可以以溶劑化物的形式使用。
由式(1)表示的化合物可以表現為結晶和/或無定形材料的形式。在本發明中,化合物可以以任何形式使用。
式(1)的化合物是WO95/27,693中描述的那些。這些化合物可以使用例如手冊中描述的方法進行合成。
具體地,由式(1)表示的化合物的實例包括由式(1a)和(1b)表示的那些,它們在所處理的植物的生長的有效促進方面是優選的。
化合物(1a)是N-甲基-2-[2-(2,5-二甲基苯氧基)甲基]苯基-(2R)-2-甲氧基乙酰胺(CAS注冊號394657-24-0),即,其中X1是甲基、X2是甲基氨基并且X3是2,5-二甲基苯基的式(1)的化合物。該化合物由下式(1a)表示:

化合物(1b)是外消旋N-甲基-2-[2-(2,5-二甲基苯氧基)甲基]苯基-2-甲氧基乙酰胺(CAS注冊號173662-97-0),即,其中X1是甲基、X2是甲基氨基并且X3是2,5-二甲基苯基的式(1)的化合物。該化合物由下式(1b)表示:

當在本發明的方法中使用時,本發明的化合物可以單獨或與各種惰性組分一起使用,這將在下面描述。
在制劑中使用的固體載體的實例包括細粉末或顆粒,比如礦物,如高嶺土、凹凸棒石粘土、膨潤土、蒙脫石、酸性白色粘土、葉蠟石、滑石、硅藻土和方解石;天然有機材料,比如玉米葉軸粉末和胡桃殼粉末;合成 有機材料,比如脲;鹽,比如碳酸鈣和硫酸銨;以及合成無機材料,比如合成水合氧化硅;以及作為液體載體的實例包括芳族烴,比如二甲苯、烷基苯和甲基萘;醇,比如2-丙醇,乙二醇,丙二醇和乙二醇單乙醚;酮,比如丙酮、環己酮和異佛爾酮;植物油,比如大豆油和棉籽油;石油脂族烴,酯,二甲亞砜,乙腈和水。
表面活性劑的實例包括陰離子表面活性劑,比如烷基硫酸酯鹽,烷基芳基磺酸鹽,二烷基磺基琥珀酸鹽,聚氧乙烯烷基芳基醚磷酸酯鹽,木質素磺酸鹽和萘磺酸鹽甲醛縮聚物;非離子表面活性劑,比如聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯烷基聚氧丙烯嵌段共聚物和失水山梨糖醇脂肪酸酯,以及陽離子表面活性劑,比如烷基三甲基銨鹽。
其它制劑助劑的實例包括水溶性聚合物,比如聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮,多糖,比如阿拉伯膠、褐藻酸及其鹽,CMC(羧甲基纖維素),黃原膠、無機材料,比如硅酸鎂鋁和氧化鋁溶膠,防腐劑,著色劑和穩定劑,比如PAP(酸式磷酸異丙酯(acid phosphate isopropyl))和BHT。
當在本發明的方法中用本發明化合物處理植物時,通過用有效量的本發明化合物處理植物或它們的栽培區域。在植物或它們的栽培區域的處理中,將本發明的化合物以一次施加或多次施加的形式進行施加。
具體地,本發明的方法中的施加的實例包括葉、花器官或者圓錐花序的處理,如葉面噴灑;種植之前或之后土壤(種植區域)的處理;種子處理,如種子消毒、浸漬或涂布;幼苗處理;和鱗莖處理。
具體地,本發明的方法中的葉、花器官或圓錐花序的處理的實例包括植物的表面處理,如葉噴霧和樹干噴霧。此外,處理的實例包括在包括開花之前、過程中和之后的開花階段花器官或整個植物的噴霧處理。對于作物植物等,處理的實例包括在抽穗階段中圓錐花序或整個植物的噴霧處理。
本發明的方法中的土壤處理方法的實例包括噴射到土壤上、土壤摻合以及往土壤中灌注化學品液體(化學液體的灌溉、土壤注入以及化學液的滴注)。待處理的地方的實例包括種植孔、犁溝、種植孔周圍、犁溝周圍、耕地的整個表面、土壤與植物之間的部分、根之間的區域、樹干下方的區域、主犁溝、生長土壤、幼苗栽培箱、幼苗生長盤和苗床。處理期的實例 包括播種之前、在播種之時、剛播種之后、生長期、定植之前、定植之時以及定植之后的生長期。在土壤處理中,可以將含有本發明的化合物的固體肥料如糊狀肥料施加至土壤。此外,可以將本發明的化合物混合在灌溉液中,并且,其實例包括注入至灌溉設備(灌溉管道、灌溉管、噴灌機等)、混合至犁溝之間的漫灌液中、混合至水培介質中等。備選地,可以將灌溉液預先與本發明的化合物混合并且,例如,用于通過合適的灌溉方法的處理,所述合適的灌溉方法包括上述的灌溉方法和其它方法比如噴灑和漫灌。
本發明的方法中的種子處理是指一種用于用本發明的化合物處理所感興趣的植物的種子、鱗莖等的方法;處理的具體實例包括通過將本發明的化合物的懸浮物霧化以噴霧至種子或鱗莖的表面上的噴霧處理;通過將本發明的化合物以可濕性粉劑、乳濁液、流動劑等的形式直接或在加入少量的水之后施加至種子或鱗莖上的涂抹處理;其中將種子浸漬在本發明的化合物的溶液中特定時間段的浸漬處理;涂膜處理;和粒料涂布處理。
本發明的方法中幼苗處理的實例包括:將通過用水稀釋本發明的化合物而制備的具有合適濃度的活性組分的稀釋液噴灑至整個幼苗的噴灑處理,將幼苗浸漬至所述稀釋物中的浸漬處理,以及使配置為粉劑的本發明的化合物附著至整個幼苗的涂布處理。在種植幼苗之前或之后處理土壤的方法的實例包括:將通過用水稀釋本發明的化合物而制備的具有合適濃度的活性組分的稀釋物在種植幼苗之后噴灑至幼苗或幼苗附近土壤的方法,以及將配置為固體制劑如粒料的本發明的化合物在種植幼苗之后噴灑至幼苗周圍土壤的方法。
可以將本發明的化合物與水培中的水培介質混合,并且也可以將其用作組織栽培中的培養基組分之一。當將本發明的化合物用于水培時,可以將其以3ppm至30ppm的范圍內的濃度溶解或懸浮在用于水培通常使用的培養基,如ENSHI制劑中。當在組織栽培或細胞栽培時使用本發明化合物時,可以將其以3ppm至30ppm的范圍內的濃度溶解或懸浮在用于植物組織栽培通常使用的培養基,如MS培養基中。在這種情況下,根據通常的方法,可以適當地加入作為碳源的糖類、多種植物激素等。
當使用本發明的化合物用于植物或植物生長地的處理時,處理量可以 按照所要處理的植物的種類、制劑形式、處理期和氣象條件變化,但通常是,每10,000m2以活性組分量計在0.1g至1,000g的范圍內,并且優選100g至250g。當將本發明的化合物摻和至全部土壤中時,處理量通常是每10,000m2以活性成分量計在0.1g至1,000g,并且優選100g至250g的范圍內。
此時,通常將乳濁液、可濕性粉劑、流動劑和微膠囊用于在用水稀釋之后通過噴灑的處理。在這種情況下,活性成分的濃度通常在0.01ppm至10,000ppm,并且優選10ppm至100ppm的范圍內。粉劑和粒料通常直接使用,而不用將它們稀釋。
在種子的處理中,本發明的化合物的處理量通常是每100kg的種子5g至1000g并且優選10g至50g。例如,本發明的化合物的處理量為每粒玉米優選25μg至125μg。
可以應用本發明的方法的植物包括以下各項:
作物:玉米、稻、小麥、大麥、黑麥、燕麥、高粱、棉花、大豆、花生、蕎麥、甜菜、油料種子油菜、向日葵、甘蔗、煙草、蛇麻草等;
植物:茄屬蔬菜(茄子、番茄、馬鈴薯、胡椒、甜椒等)、葫蘆科蔬菜(黃瓜、南瓜、西葫蘆、西瓜、甜瓜、香瓜等)、十字花科蔬菜(白蘿卜(Japanese radish)、蕪箐、辣根、擘菜、大白菜、甘藍、葉芥菜、西蘭花、花椰菜等)、紫菀科蔬菜(牛蒡、茼蒿、洋薊、萵苣等)、百合科蔬菜(大蔥、洋蔥、蒜、天門冬等)、傘狀花科蔬菜(胡蘿卜、歐芹、芹菜、歐防風等)、藜科蔬菜(菠菜、甜菜等)、唇形科蔬菜(紫蘇、薄荷、羅勒等)、豆科蔬菜(豌豆、菜豆、小豆、蠶豆、鷹嘴豆(chikbean)等)、草莓、甘薯、穿山龍、芋頭、蒟蒻(Amorphophallus konjac)、姜、黃秋葵等;
水果類:梨果肉質果(蘋果、梨、日本梨、木瓜、溫柏等),核肉質果(桃、李子、油桃、烏梅(Prunus mume)、櫻桃、杏、梅等),柑橘類(柑橘蜜橘(Citrus unshiu)、橙子、檸檬、酸橙(rime)、柚子等),堅果類(栗子、胡桃、榛子、杏仁、開心果、腰果、澳洲堅果(macadamia nut)等)、漿果類(藍莓、蔓越桔、黑莓、覆盆子等)、葡萄、柿子、橄欖、日本李子、香蕉、咖啡、海棗、椰樹、油椰子等;
除了果樹之外的樹:茶、桑、開花樹木(皋月杜鵑(Rhododendron  indicum)、山茶、繡球、茶梅、茵芋、櫻桃、鵝掌楸、紫薇、丹桂等)、行道樹(梣、樺木、梾木、桉、銀杏、丁香、楓、櫟、楊、紫荊、楓香樹、小無花果樹、櫸樹、日本香柏、冷杉、鐵杉、刺柏、松、云杉、紅豆杉、榆、栗等)、日本珊瑚樹(Viburnum awabuki)、羅漢松(Podocarpus macrophyllus)、雪松、柏、巴豆、衛矛、日本石楠(Japanese photinia)等;
草:結縷草(日本結縷草(Z.japonica)、天鵝絨草(Z.pacifica)等)、狗牙根屬草(狗牙根等)、剪股穎(小糠草、葡莖剪股穎、細弱剪股穎等)、早熟禾(草地早熟禾、普通早熟禾)、羊茅(巨羊茅、紫羊茅、匍匐紫羊茅)、黑麥草(毒麥、黑麥草(rye grass)等)、野茅、梯牧草等;和
其他植物:觀賞花(薔薇、麝香石竹(康乃馨)、菊、洋桔梗、絲石竹、扶郎花、金盞草、鼠尾草、碧冬茄、馬鞭草、郁金香、紫菀、龍膽、百合、三色堇、仙客米、紅門蘭、鈴蘭、薰衣草、紫羅蘭、觀賞甘藍、報春花、一品紅、唐菖蒲、卡特蘭、雛菊、蘭、秋海棠等)、生物燃料植物(麻風樹、紅藍花、山茶、柳枝稷、芒(Miscanthus)、草蘆、蘆荻、大麻槿、木薯、柳等)、觀賞植物等。
優選地,可以應用本發明方法的植物的實例包括:茶、蘋果、梨、葡萄、櫻桃、桃、桃駁李、柿、日本梅、洋李、大豆、萵苣、甘藍、番茄、茄子、黃瓜、西瓜、菜豆、豌豆、小豆、草、油料種子油菜、草莓、扁桃、玉米、高粱、蠶豆、大白菜、馬鈴薯、花生、稻、小麥、芋頭、蒟蒻(Amorphophallus konjac)、穿山龍(Japanese yam)、白蘿卜(Japanese radish)、蕪箐、歐芹、香瓜、黃秋葵、姜、檸檬、橘、葡萄柚、來檬、越橘、栗、蛇麻草和羅勒。更優選地,植物的實例包括稻、玉米、油料種子油菜、小麥、羅勒、大豆、高粱和菜豆。
上面描述的″植物″包括使用傳統育種方法或基因工程技術賦予對以下試劑的耐受性的植物:4-羥基苯基丙酮酸酯-雙加氧酶抑制劑,如異唑草酮;乙酰乳酸合成酶(在下文中稱為ALS)抑制劑,如咪唑乙煙酸(imazethapyr)和噻吩磺隆(thifensulfuron-methyl);5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸酯合成酶(在下文中稱為EPSPS)抑制劑如草甘膦(glyphosate);谷氨酰胺合成酶抑制劑,如草銨膦(glufosinate);乙酰基-CoA羧化酶抑制劑,如稀禾定(sethoxydim);原卟啉原氧化酶抑制劑(protoporphyrinogen oxidase  inhibitors),如丙炔氟草胺(flumioxazin);麥草畏(dicamba);茁長素除草劑(auxin herbicides),如2,4-D;和除草劑如溴苯腈(bromoxynil)。
通過經典育種方法賦予了耐受性的“植物”的實例包括:對咪唑啉酮ALS抑制除草劑比如咪草煙(imazethapyr)有耐受性的油料種子油菜、小麥、向日葵和稻米,它們已經可以以商品名Clearfield(注冊商標)商購。類似地,存在通過經典育種方法賦予了對磺酰脲類ALS抑制型除草劑比如噻磺隆(thifensulfuron-methyl)具有耐受性的大豆,該大豆是已經可以以商品名STS大豆購買的。類似地,已經通過經典育種方法賦予了對乙酰基-CoA羧化酶抑制劑比如三酮肟(trione oxime)或芳氧基苯氧基丙酸除草劑的耐受性的實例包括SR玉米。
在美國國家科學院會刊(Proceedings of the National Academy of Sciences ofthe United States of America)((Proc.Natl.Acad.Sci.USA),87卷,7175-7179頁(1990))中描述了賦予了對乙酰基-CoA羧化酶抑制劑具有耐受性的植物。
已經通過基因工程技術賦予耐受性的“植物”的實例包括具有EPSPS抑制劑耐EPSPS基因的玉米、大豆、棉花、油料種子油菜和甜菜的草甘膦(glyphosate)耐受性變體。這些變體已經可以以商品名RoundupReady(注冊商標)、Agrisure(注冊商標)GT、Gly-Tol等商購。類似地,有通過基因工程技術賦予對草銨膦(glufosinate)的耐受性的玉米、大豆、棉花和油料種子油菜,其已經可以以商品名LibertyLink(注冊商標)商購。通過基因工程技術使得對溴苯腈(bromoxynil)具有耐受性的棉花已經也可以以商品名BXN商購。類似地,存在耐受草甘膦和ALS抑制劑這兩者的玉米和大豆的變體,并且它們被宣告以Optimum(注冊商標)GAT(注冊商標)的名稱進入市場。此外,通過基因工程技術制造的耐咪唑煙酸(imazapyr)大豆變種被宣告以名稱Cultivance(注冊商標)進入市場。
耐受乙酰基-CoA羧化酶抑制劑的突變乙酰基CoA羧化酶報道在,例如,Weed Science,第53卷,第728-746頁中(2005)。對乙酰基-CoA羧化酶抑制劑具有耐受性的植物可以通過由基因工程技術將這種突變乙酰基-CoA羧化酶基因引入至植物中而產生,或通過將與耐受性相關的突變引入到作物乙酰基-CoA羧化酶中而產生。此外,對乙酰基-CoA羧化酶抑 制劑和/或ALS抑制劑具有耐受性的植物可以這樣產生:通過使用由嵌合修復術表示的技術(Science,第285卷,第316-318頁(1999))將具有核苷取代的突變核酸引入至植物細胞中,從而將用于氨基酸取代的定位突變基因引入至植物乙酰基-CoA羧化酶基因和/或ALS基因中。
對麥草畏(dicamba)具有耐受性的作物植物如大豆可以通過引入編碼麥草畏降解酶的基因而產生,這種基因包括由嗜麥芽假單胞菌(Pseudomonas maltophilia)分離的麥草畏單加氧酶(Science,第316卷,第1185-1188頁(2007))。
對下面提到的苯氧基、吡啶氧乙酸和芳氧基苯氧基丙酸除草劑體系具有耐受性具有的作物植物可以通過引入編碼鏈烷酸芳氧基酯二加氧酶的基因的方式制造:苯氧基除草劑,如2,4-D、MCPA、2,4-滴丙酸(dichlorprop)和氯苯氧丙酸(mecoprop)、吡啶氧乙酸除草劑,如氟氯吡氧乙酸(fluroxypyr)和三氯吡氧乙酸(triclopyr),以及芳氧基苯氧基丙酸除草劑,如喹禾靈(quizalofop-P-ethyl)、氟吡甲禾靈(haloxyfop-P-methyl)、吡氟禾草靈(fluazifop-P-butyl)、禾草靈(diclofop)、唑禾草靈(fenoxaprop-P-ethyl)、唑酰草胺(metamifop)、氰氟草酯(cyhalofop-butyl)和炔草酸(clodinafop-propargyl)(WO05/107437、WO07/053482、WO08/141154)。將所得到的作物植物稱為DHT作物植物。
對HPPD抑制劑具有耐受性的種植物可以通過引入對HPPD抑制劑顯示耐受性的編碼HPPD的基因而產生(US2004/0058427)。通過引入允許尿黑酸的合成的基因,即使當HPPD由HPPD抑制劑抑制時其制造也由HPPD通過另一條代謝途徑產生,可以制造耐HPPD抑制劑的作物植物(WO02/036787)。對HPPD抑制劑具有耐受性的植物可以通過引入過度表達HPPD的基因而產生,以使得即使在HPPD抑制劑的存在下也以足以用于植物生長的水平產生HPPD(WO96/38567)。通過引入編碼預苯酸脫氫酶的基因以增加對羥基苯基丙酮酸酯(HPPD的底物)的生產,除了引入用于過度表達HPPD的基因之外,可以制造對HPPD抑制劑具有耐受性的植物(Plant Physiol.,第134卷,第92-100頁(2004))。
上面描述的“植物”包括使用傳統育種方法賦予對線蟲和蚜蟲性的耐受性的植物。這種植物的實例包括向其中引入耐蚜蟲性的RAG1(耐蚜蟲 基因1)基因的大豆植物。
上述“植物”包括使用這樣的遺傳工程技術產生的遺傳工程植物,例如,這些技術能夠合成在桿狀菌種屬中已知的選擇性毒素。
在這樣的基因工程植物中表達的毒素的實例包括:來源于蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)或日本甲蟲芽孢桿菌(Bacillus popilliae)的殺蟲蛋白;δ-內毒素如Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1F、Cry1Fa2、Cry2Ab、Cry3A、Cry3Bb1或Cry9C,其來源于蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis);殺蟲蛋白如VIP1、VIP2、VIP3或VIP3A;來源于線蟲類(nematodes)的殺蟲蛋白;由動物產生的毒素,諸如蝎毒素、蜘蛛毒素、蜂毒素、或昆蟲特異性神經毒素;霉菌毒素;植物凝血素;凝集素;蛋白抑制劑,如胰蛋白酶抑制劑、絲氨酸蛋白酶抑制劑、patatin、半胱氨酸蛋白酶抑制劑(cystatin)或木瓜蛋白酶抑制劑;核糖體失活蛋白(RIP),如甜菜堿(lycine)、玉米-RIP、相思豆毒蛋白(abrin)、軟瓜蛋白(luffin)、肥皂草毒蛋白(saporin)、或briodin;類固醇調控酶,如3-羥基類固醇氧化酶、蛻皮甾類-UDP-葡糖基轉移酶,或膽固醇氧化酶;蛻皮激素抑制劑;HMG-COA還原酶;離子通道抑制劑、如鈉通道抑制劑或鈣通道抑制劑;青少年激素酯酶;利尿激素受體;1,2-二苯乙烯合酶(stilbene synthase);聯芐合酶(bibenzyl synthase);幾丁質酶;和葡聚糖酶。
在這樣的經遺傳改造的植物中表達的毒素的實例還包括:δ-內毒素蛋白和殺蟲蛋白的雜化毒素,所述δ-內毒素蛋白例如為Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1F、Cry1Fa2、Cry2Ab、Cry3A、Cry3Bb1、Cry9C、Cry34Ab或Cry35Ab,所述殺蟲蛋白例如為VIP1、VIP2、VIP3或VIP3A;部分缺失的毒素;和修飾的毒素。所述雜化毒素利用遺傳工程技術由上述蛋白的不同域的新組合產生。作為部分缺失的毒素,已知包括一部分氨基酸序列的缺失的Cry1Ab。修飾的毒素通過替換天然毒素的一個或多個氨基酸而產生。
所述毒素的實例和能夠合成所述毒素的經遺傳改造的植物的實例描述在EP-A-0374753、WO93/07278、WO95/34656、EP-A-0427529、EP-A-451878、WO03/052073等中。
所述經遺傳改造的植物中所包含的毒素能夠賦予植物特別是針對屬于鞘翅目(Coleoptera)、半翅類(Hemiptera)、雙翅目(Diptera)、鱗翅目 (Lepidoptera)和線蟲類(Nematodes)的昆蟲害蟲的耐受性。
已經已知這樣的經遺傳改造的植物,其包括一種或多種殺蟲有害物耐受性基因,并且其表達一種或多種毒素,并且市場上已有一些這樣的經遺傳改造的植物。所述經遺傳改造的植物的實例包括YieldGard(注冊商標)(一種表達Cry1Ab毒素的玉米品種)、YieldGard Rootworm(注冊商標)(一種表達Cry3Bb1毒素的玉米品種)、YieldGard Plus(注冊商標)(一種表達Cry1Ab和Cry3Bb1毒素的玉米品種)、Herculex I(注冊商標)(一種表達膦絲菌素(phosphinotricine)N-乙酰轉移酶(PAT)從而賦予針對Cry1Fa2毒素和草銨膦(glufosinate)耐受性的玉米品種)、NuCOTN33B(注冊商標)(一種表達Cry1Ac毒素的棉花品種)、Bollgard I(注冊商標)(一種表達Cry1Ac毒素的棉花品種)、Bollgard II(注冊商標)(一種表達Cry1Ac和Cry2Ab毒素的棉花品種)、VIPCOT(注冊商標)(一種表達VIP毒素的棉花品種)、NewLeaf(注冊商標)(一種表達Cry3A毒素的馬鈴薯品種)、NatureGard(注冊商標)Agrisure(注冊商標)GT Advantage(GA21草甘膦(glyphosate)-耐受性特性)、Agrisure(注冊商標)CB Advantage(Bt11玉米螟(corn borer)(CB)特性)、和Protecta(注冊商標)。
前述“植物”還包括使用遺傳工程技術產生的植物,其具有產生具有選擇作用的抗病原體物質的能力。
已知PR蛋白等為所述抗病原體物質(PRPs、EP-A-0392225)。所述抗病原體物質和產生它們的遺傳改造的植物記述在EP-A-0392225、WO95/33818、EP-A-0353191等中。
在經遺傳改造的植物中表達的所述抗病原體物質的實例包括:離子通道抑制劑如鈉通道抑制劑或鈣通道抑制劑(已知由病毒產生的KP1、KP4和KP6毒素等);1,2-二苯乙烯合酶(stilbene synthase);聯芐合酶;幾丁質酶;葡聚糖酶;PR蛋白;和由微生物產生的抗病原體物質如肽抗生素,具有雜環的抗生素,與植物病耐受性相關的蛋白因子(其稱為植物病耐受性基因,并且記述在WO03/000906中)。這些抗病原體物質和產生這些物質的經遺傳改造的植物描述于EP-A-0392225、WO95/33818、EP-A-0353191等中。通過引入番木瓜環斑病毒(papaya ringspot virus)(PRSV)的外殼蛋白基因而產生的重組番木瓜品種已經可以以商品名 Rainbow Papaya(注冊商標)商購。
上述“植物”包括已經通過遺傳工程技術賦予有利特性比如油原料成分改善的特性或具有增強氨基酸含量的特性的植物。其實例包括VISTIVE(注冊商標)(亞麻酸含量降低的低亞麻酸大豆)或高-賴氨酸(高油)玉米(賴氨酸或油含量增加的玉米)。
還包括其中將下列各項組合的結合品種(stuck varieties):多種有益特征比如上述經典的除草劑特征或除草劑耐受基因、害蟲耐受性基因、抗病原體物質生產基因、油原料成分改性特征或氨基酸含量增加特征。
本發明的方法可以改善用本發明化合物的處理過的植物的生長的促進,即使植物已經或將要暴露至非生物脅迫。如本文所使用的,“非生物脅迫”定義為當植物暴露至脅迫條件時導致植物的生長抑制的脅迫,歸因于植物細胞降低的生理學功能和植物的生理學狀態的劣化。這種脅迫可以根據如下所示的公式定量為“脅迫強度”。強度值可以是105至200,優選110至180,并且更優選120至160。
公式(I):“脅迫強度”=100ד未暴露至非生物脅迫的植物中的任一個植物表型”/“暴露至非生物脅迫的植物中的同一植物表型”
非生物脅迫可以是溫度脅迫,即,高溫或低溫脅迫、鹽脅迫、水脅迫,即,干旱脅迫或過量水脅迫。高溫脅迫是指植物當它們暴露至超過對于它們的生長或發芽而言合適溫度的溫度時所經歷的脅迫。具體地,高溫脅迫可以由在種植植物的環境中的平均生長溫度為25℃以上,更苛刻地30℃以上,并且再更苛刻地35℃以上的條件下導致。低溫脅迫是指當植物暴露至低于對于它們的生長或發芽而言合適溫度的溫度時所經歷的脅迫。具體地,低溫脅迫可以在栽培植物的環境中平均生長溫度為15℃以下,更苛刻地10℃以下,并且再更苛刻地5℃以下的條件下導致。干旱脅迫是指當植物暴露至歸因于由于降雨或灌溉的短缺導致的土壤的水含量的下降阻礙水吸收而延遲它們的生長的水分環境時所經歷的脅迫。具體地,干旱脅迫可以在植物生長的土壤中的水含量為15重量%以下,更苛刻地10重量%以下,并且再更苛刻地7.5重量%以下的條件下導致,但是這些值可以依賴于土壤的類型變化,或其中植物生長的土壤的pF值為2.3以上,更苛刻地2.7以上,并且再更苛刻地3.0以上,但是這些值可以依賴于土 壤的類型變化。過量水脅迫是指當植物它們暴露至土壤中的水含量過高的水環境中以使得植物的生長受抑制時經歷的脅迫。具體地,過量水脅迫可以在植物生長的土壤中的水含量為30重量%以上,更苛刻地40重量%以上,并且再更苛刻地50重量%以上的條件下導致,但是這些值可以依賴于土壤的類型變化,或在植物生長的土壤的pF值為1.7以下,更苛刻地1.0以下,并且再更苛刻地0.3以下的條件下導致,但是這些值可以依賴于土壤的類型變化。土壤的pF值可以根據“Dojyo,Shokubutsu Eiyo,Kankyo Jiten(土壤、植物營養學和環境百科全書)的第61和62頁的“Method for pF Value Measurement””(TAIYO SHA Co.,Ltd.,1994,Matsuzaka等)測定。鹽脅迫是指當植物它們暴露至由于栽培植物的土壤或水培溶液中含有的鹽的積累導致的滲透壓增加而阻止水吸收從而延遲它們生長的環境時經歷的脅迫。具體地,鹽脅迫可以在由于土壤或水培溶液中含有的鹽所致的滲透壓勢為0.2MPa(2,400ppm的NaCl濃度)以上,苛刻地0.25MPa以上,并且更苛刻地0.30MPa以上的條件下導致。土壤中的滲透壓可以通過用水稀釋土壤并且分析上清液的鹽濃度,根據如下所示的拉烏爾公式進行計算:
拉烏爾定律:π(atm)=cRT
R=0.082(L·atn/mol·K)
T=絕對溫度(K)
c=離子摩爾濃度(mol/L)
1atm=0.1MPa
實施例
雖然下面將通過制劑例、種子處理例和測試例更具體地描述本發明,但是本發明不限于以下實施例。在下列實施例中,除非具體指出,份表示重量份。
制劑例1
將3.75份的化合物(1b)、14份的聚氧乙烯苯乙烯基苯基醚、6份的十二烷基苯磺酸鈣和76.25份的二甲苯充分混合,以獲得乳劑。
制劑例2
通過混合75份的化合物(1b)、15份的丙二醇(由Nacalai Tesque制備)、15份的Soprophor FLK(由Rhodia Nicca制備)、0.6份的Antifoam C乳濁液(由Dow Corning制備)和120份的離子交換水,之后將漿液濕粉碎獲得經濕粉碎的漿液。通過將0.3份的Kelzan S(由Kelco制備)、0.6份的Veegum granules(由R.T.Vanderbilt制備)和0.6份的ProxelGXL(由Archchemicals制備)與72.9份的離子交換水混合獲得增稠劑水溶液。通過將75.2份的經濕粉碎的漿液和24.8份的增稠劑水溶液混合而獲得流動劑。
制劑例3
將十五(15)份的化合物(1b)、1.5份的失水山梨醇三油酸酯和28.5份的含2份聚乙烯醇的水溶液混合,并且根據濕研磨法將混合物進行精細研磨。之后,將45份的含0.05份黃原膠和0.1份硅酸鎂鋁的水溶液添加到所得的混合物中,并且向其中進一步添加10份的丙二醇。將所得混合物通過攪拌而共混,以獲得流動劑。
制劑例4
將四十五(45)份的化合物(1b)、5份丙二醇(由Nacalai Tesque生產)、5份Soprophor FLK(由Rhodia Nikka生產)、0.2份的消泡C乳液(由DowCorning生產)、0.3份的proxel GXL(由Arch Chemicals生產)和49.5份離子交換水混合,以獲得本體漿液(bulk slurry)。將一百五十(150)份玻璃珠(直徑=1mm)投入到100份漿液中,并且將漿液研磨2小時,同時用冷卻水冷卻。在研磨之后,將所得物過濾以移除玻璃珠,并且獲得流動劑。
制劑例5
將50.5份的化合物(1b)、38.5份的NN高嶺土(由Takehara Chemical Industrial生產)、10份的Morwet D425和1.5份的Morwer EFW(由Akzo Nobel Corp.生產)混合,以獲得AI預混合料。用噴磨機(jet mill)將這種預混合料研磨,以獲得粉劑。
制劑例6
將五(5)份的化合物(1b)、1份的合成水合氧化硅、2份木質素磺酸鈣、30份的膨潤土和62份的高嶺土充分研磨并且混合,并且向所得混合物添加水,并且充分捏合,然后進行造粒和干燥,以獲得顆粒劑。
制劑例7
通過混合三(3)份的化合物(1b)、87份的高嶺土粘土和10份的滑石而獲得粉劑。
制劑例8
將二十二(22)份的化合物(1b)、3份的木質素磺酸鈣,2份的十二烷基硫酸鈉和73份的合成水合氧化硅充分研磨并混合,以獲得可潤濕粉末。
種子處理例1
使用旋轉種子處理機(拌種機,由Hans-Ulrich Hege GmbH制造),以每10kg干燥的高粱種子用100ml的量,將制劑例1中制備的乳液用于涂抹處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例2
使用旋轉種子處理機(拌種機,由Hans-Ulrich Hege GmbH制造),以每10kg干燥的大豆種子用5ml的量,將制劑例2中制備的流動劑用于涂抹處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例3
使用旋轉種子處理機(拌種機,由Hans-Ulrich Hege GmbH制造),以每10kg干燥的玉米種子用20ml的量,將制劑例3中制備的流動劑用于涂抹處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例4
將五(5)份在制劑例4中制備的流動劑、5份顏料BPD6135(由Sun Chemical生產)和35份水混合以制備混合物。使用旋轉種子處理機(拌種機,由Hans-Ulrich Hege GmbH制造),以每10kg干燥的棉花種子用60ml的量將該混合物用于涂抹處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例5
使用如制劑例5中制備的粉劑,以每10kg干燥的玉米種子5g的量進行粉末涂布處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例6
使用如制劑例7中制備的粉劑,以每100kg干燥的稻種子400g的量進行粉末涂布處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例7
使用旋轉種子處理機(拌種機,由Hans-Ulrich Hege GmbH)制造,以每10kg干燥的大豆種子5ml的量,將如制劑例2中制備的流動劑用于涂抹處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例8
使用旋轉種子處理機(拌種機,由Hans-Ulrich Hege GmbH制造),以每10kg干燥的小麥種子用20ml的量,將如制劑例3中制備的流動劑用于涂抹處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例9
將五(5)份在制劑例4中制備的流動劑、5份顏料BPD6135(由Sun Chemical生產)和35份水混合,并且使用旋轉種子處理機(拌種機,由Hans-Ulrich Hege GmbH制造),以每10kg馬鈴薯塊莖片用70ml的量,將所得混合物用于涂抹處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例10
將制劑例4中制備的五(5)份的可流動制劑、5份的顏料BPD6135(由Sun Chemical生產)和35份的水混合,并使用旋轉種子處理機(拌種機,由Hans-Ulrich Hege GmbH制造),以每10kg的向日葵籽用70ml的量,將所得到的混合物用于涂抹處理,以獲得處理過的種子。
種子處理例11
以每10kg干燥的甜菜籽用4g的量,將制劑例5中制備的粉劑進行粉末涂布處理,以獲得處理過的種子。
測試例1
制備含有5%(V/V)彩色涂衣紅(Becker Underwood,Inc.)、5%(V/V)CF-Clear(Becker Underwood,Inc.)和0.4%Maxim XL(Syngenta)的空白漿料溶液。通過將化合物(1b)溶解在空白漿料溶液中以制備漿料溶液,使得將10至50g的化合物1b施加至每100kg的玉米種子(栽培種:Kuromochi)。在50-ml離心管(由BD Japan制造)中,對于每20g的玉米種子(栽培種:Kuromochi)放置0.48ml的漿料溶液并且攪拌直至溶液干燥,從而涂布種子。作為對照,將種子用空白漿料溶液涂布并且用作用于未處理組的種子。
將兩粒處理過的玉米種子播種在各自塑料盆(直徑55mm×高度58mm)中的栽培土壤(AISAI)中并且在以下條件下生長18天:溫度,27℃;照度,約5,000lux;晝長,16小時。測量植物的地面上部分的鮮重。對于每個處理條件進行四次重復實驗并且計算每個個體的平均重量。
表2

結果是,與對照組相比,在用化合物(1b)(在每100kg的種子10g至50g的范圍內的量之內)處理過的組中地面上部分的鮮重增加。
測試例2
將玉米(栽培種:Hughes5813)種子分別用每粒種子25μg或125μg的化合物(1b)處理。假設每kg的種子4,000谷粒,通過計算確定用于處理所需的化合物的量。將種子使用種子處理機HEGE11(通過Hans-Ulrich Hege制造)涂布。所有種子處理包括Maxim XL(0.167盎司/100磅),Thiram42S(2.5盎司/磅)和Cruiser(含有0.25mg/種子的噻蟲嗪(thiamethoxam))和0.5盎司/磅的濃度的CF-Clear聚合物。
將所處理的種子播種并生長226天,并且收獲玉米植物以獲得谷物。使用將除了涂布液不含有化合物(1b)以外以相同方式處理的種子播種的組作為未處理組。在測試過程中,未觀察到影響本發明的化合物處理過的組和未處理組中的產率的病害。
與未處理組相比,在用25μg和125μg的化合物(1b)處理的種子播種的組中,每個處理組中收獲的谷粒的量分別增加11%和9%。
測試例3
將各1,000倍濃縮的二甲亞砜(DMSO)溶液的化合物(1b)用水稀釋1,000倍以制備化合物(1b)在測試濃度的溶液。將溶液以30ml等份分配至90cm直徑皮氏培養皿中,在其中浸漬玉米植物(栽培種:Koshu)的種子并且在黑暗中在24℃孵育16小時。將玉米種子(栽培種:Koshu)播種在塑料盆(直徑55mm×高度58mm)中的栽培土壤(AISAI)中,并且使玉米幼苗在以下條件下生長18天:溫度,27℃;照度,約5,000lux;晝長,16小時。作為對照,制備0.1%的DMSO水溶液,并且將種子浸漬在該溶液中并且之后以與如上所述相同的方式播種并生長為幼苗。使用該組作為未處理組。
測量上面獲得的玉米幼苗的地面上部分的鮮重。對于每個個體植物在每個處理濃度重復進行四次實驗并且對于每個個體計算平均重量。
結果是,與未處理組相比,在用化合物(1b)以3ppm的濃度處理的組中地面上部分的鮮重增加。
表3

測試例4
將玉米種子(栽培種:DeKalb61-69)以每英畝33,684種子播種并使其生長。用于處理的田野中的每個地塊測量為寬度10英尺并且長度15.5英尺。所述處理使用隨機完整分組設計(the Randomized Complete Block Design)法用對于每個處理安排重復八次。使用沒有用化合物(1b)的制劑處理的組作為未處理的組,其中將玉米以與本發明的化合物處理過的組中相同的方式栽培。在播種之后第111天,在玉蜀黍的R3發育階段通過葉面噴霧施加如制劑例2中所述制備的流動劑。
對于每個制劑處理組在播種之后143天,在玉蜀黍的R6發育階段,測定綠色葉在玉米最低的穗以上的葉中的百分數。結果是,在用每公頃100g和300g的化合物(1b)處理的組中,百分數分別為平均41.3%和45.6%,而在未處理的組中該百分數為平均23.8%。
測試例5
將油料種子油菜(Brasicca napus)的種子播種并使其生長。在播種之后第253天,根據Biologische Bundesanstalt,Bundessortenamt and CHemical industry(BBCH)等級,在65生長階段,以每公頃250g的量施加如制劑例2中描述制備的含有化合物(1b)的流動劑。用于處理的地塊經測量為6m×10m。該地塊為本發明的化合物處理過的組。使用用不含化合物(1b)的制劑處理的地塊作為未處理組,其中以與本發明的化合物處理過的組中相同的方式栽培植物。
在播種之后第323天,根據BBCH標度,當幾乎所有植物進入85生 長階段時,在本發明化合物處理過的組和未處理的組這兩者中檢查并確定在植物的豆莢中保持為綠色的豆莢的百分數。
結果是,本發明化合物處理過的組中綠色豆莢的百分數為22.25%,而其在未處理的組中為12.75%。
測試例6
制備含有5%(V/V)彩色涂衣紅(Becker Underwood,Inc.)、5%(V/V)CF-Clear(Becker Underwood,Inc.)和0.4%Maxim XL(Syngenta)的空白漿料溶液。通過將化合物(1b)溶解在空白漿料溶液中以制備漿料溶液,使得將10g至50g的化合物(1b)施加至每100kg的玉米種子(栽培種:Kuromochi)。在50-ml離心管(由BD Japan制造)中,對于每20g的玉米種子(栽培種:Kuromochi)放置0.48ml的漿料溶液并且攪拌直至溶液干燥,從而涂布種子。作為對照,將種子用所述空白漿料溶液涂布并且用于未處理組。
將兩個處理過的玉米種子播種在各自塑料盆(直徑55mm×高度58mm)中的栽培土壤(AISAI)中并且在以下條件下生長4天:溫度,27℃;照度,5,000lux;晝長,16小時。對它們進行測試。
將在播種之后第4天的盆在以下條件下放置在人工氣侯室中以便將植物暴露至低溫脅迫7天。
條件:“溫度,3±2℃;晝長,16小時;照度,約5,000lux;濕度,35至80%”
在以下條件下使植物生長另外7天:溫度,27℃;濕度,50至75%,照度,約5,000lux;晝長,16小時。之后測量植物的地面上部分的鮮重。對于每個處理條件重復四次進行實驗并且計算每個個體的平均重量。
結果是,與對照組相比,在用化合物(1b)(在每100kg的種子10g至50g的范圍內的量之內)處理的組中暴露至低溫脅迫的植物中也觀察到地面上部分的鮮重的增加。
表4

測試例7
在皮氏培養皿中,水培海綿塊(1cm×1cm×0.2cm)用一半濃度的Murashige-and-Skoog介質(MS培養基:含有2,5mM MES,1%蔗糖和0.1%的Gamborg維生素溶液G1019(Sigma-Aldrich))浸漬。在該海綿片上,無菌地播種4至5個的擬南芥(Arabidopsis thaliana)(生態型Columbia)種子。在低溫處理之后(在4℃持續2至4天),使植物在以下條件下生長6天以獲得擬南芥(Arabidopsis)幼苗:溫度,23℃;濕度,45%;照度,3,500lux;晝長,16小時。
將各0.5ml的一半濃度的MS介質分散至24孔板(SUMILON MS-80240;由Sumitomo Bakelite制造)中,在其上加入5μl的化合物(1b)的1,000倍濃縮的DMSO溶液以制備以含有30ppm濃度的化合物(1b)的介質。在將擬南芥(Arabidopsis)幼苗減薄至每塊海綿2株植物之后,將幼苗與海綿塊一起移植在24孔板的每個孔中的含有化合物(1b)的介質中,之后生長過夜。作為對照,制備提供具有0.1%DMSO的一半濃度的MS介質,并且將其用作未處理組。
隨后,將其中放置擬南芥幼苗的24孔板用封口膜(parafilm)密封,放置在45℃的水浴中60分鐘以將植物暴露至高溫脅迫。
使植物在以下條件下生長另外8天:溫度,23℃;照度,3,500lux;晝長,16小時。將每個孔用數碼照相機照相并且使用圖像分析軟件Win ROOF(由MITANI CORPORATION制造)測量照片中的綠色面積,從而定量植物的葉面積。
在暴露至高溫脅迫之后一天,使用脈沖調制葉綠素熒光計(成像-PAM;由WALZ制造)測量每個孔中的葉綠素熒光(Fv/Fm)。
表5

測試例8
將玉米種子(栽培種:PIONEER31N27)播種在塑料盆(直徑55mm×高度58mm)中的栽培土壤(AISAI)中并且在以下條件下生長一周以獲得玉米幼苗:溫度,20至25℃;濕度,50至75%;照度,約5,000lux;晝長,16小時。
通過將120mg的白碳黑和聚氧乙烯烷基醚硫酸銨鹽(1:1的重量比)的混合物和300μl的水加入至0.5ng的化合物(1b),之后通過濕研磨法細研磨,獲得化合物(1b)的流動劑。將該流動劑用50ml的水稀釋,向其加入作為增粘劑的RINO(由NIHON NOHYAKU制造)至5,000倍稀釋,從而獲得噴霧溶液。通過使用自動噴霧機將足夠量的噴霧溶液施加至玉米幼苗。作為對照,制備不具有化合物(1b)的流動劑并且之后噴霧至未處理組。
隨后,將用噴霧溶液處理過的玉米幼苗在以下條件下放置在人工氣候室中以便使植物暴露至低溫脅迫5天。
條件:″溫度,2±2℃;光照小時,16小時;照度,約5,000lux;濕度,35至80%″
之后使植物在以下條件下生長另外4天:溫度,25至28℃;濕度,50至75%,照度,約5,000lux;晝長,16小時。之后測量植物的地面上部分的鮮重。對于每個處理條件重復進行四次實驗并且計算每個個體的平均重量。
在用化合物(1b)(在10ppm至100ppm的濃度范圍內)處理的組中暴露至低溫脅迫的植物中,與未處理的組相比,地面上部分的鮮重增加。
表6

測試例9
將化合物(1b)的1,000倍濃縮的二甲亞砜(DMSO)溶液各自用水稀釋1,000倍以制備測試濃度的化合物(1b)的溶液。將溶液分為30ml等份至90cm直徑皮氏培養皿中,在其中浸漬玉米植物(栽培種:Koshu)的種子并在24℃在黑暗中孵育16小時。將玉米種子播種在塑料盆(直徑55mm×高度58mm)中的栽培土壤(AISAI)中,并且使玉米幼苗在以下條件下生長4天:溫度,27℃;照度,約5,000lux;晝長,16小時。作為對照,制備0.1%的DMSO水溶液,并且將種子浸漬在該溶液中并且之后以與如上所述相同的方式播種并生長為幼苗。使用該組作為未處理的組。
將玉米幼苗在以下條件下放置在人工氣候室中以便使植物暴露至低溫脅迫7天。
條件:″溫度,3±2℃;晝長,16小時;照度,約5,000lux;濕度,35至80%″
之后使植物在以下條件下生長另外7天:溫度,27℃;濕度,50至75%,照度,約5,000lux;晝長,16小時。之后測量植物的地面上部分的鮮重。對于每個處理條件,每個個體植物重復進行四次實驗并且計算每個個體的平均重量。
結果是,在用3ppm至30ppm的濃度范圍內的化合物(1b)處理的組中暴露至低溫脅迫的植物中,與未處理組相比,地面上部分的鮮重增加。
表7

測試例10
將羅勒種子(栽培種:Sweet Basil;Takii)播種在塑料盆(直徑55mm×高度58mm)中的栽培土壤(AISAI)中并且在以下條件下生長24天以獲得每盆羅勒幼苗:溫度,27℃;濕度,50至75%;照度,約6,000lux;晝長,16小時。
將化合物(1b)溶解在二甲亞砜(DMSO)中以獲得相對于測試濃度1,000倍濃度的化合物(1b)的DMSO溶液。將該化合物(1b)的DMSO溶液用水稀釋1,000倍。之后加入TritonX-100作為表面活性劑至0.1%的最終濃度。將由此制備的噴霧溶液通過手持噴霧的方式以足夠量(每3盆15ml)施加。
作為對照,制備沒有化合物(1b)的噴霧溶液并且之后噴霧至未處理組。使植物在以下條件下再生長1天:溫度,27℃;濕度,50至75%;照度,約6,000lux;晝長,16小時。
隨后,將羅勒幼苗在以下條件下放置在人工氣侯室中,以使植物暴露至低溫脅迫。
條件:“溫度,3.0℃;照度,800lux;濕度,50至80%”
使植物在以下條件下再生長另外2天:溫度,27℃;濕度,50至75%,照度,約6,000lux;晝長,16小時。
按如下評分幸存沒有被損壞的羅勒幼苗的真葉部分的葉面積的百分數:完全殺死,相對于總葉面積具有0%的幸存葉面積:0;幸存,沒有任何損壞,相對于總葉面積具有100%的幸存葉面積:100;和通過視覺觀察以1的增量評分為0至100。將三株植物的分數平均以確定損壞分數。 將羅勒幼苗的地面上部分移出以測量地面上部分的鮮重。記錄三株個體的平均重量作為地面上部分的鮮重。
表8

測試例11
以每公頃5.5kg種子播種油料種子油菜(Brasicca napus)的種子并使其生長。在播種之后第240天,根據the Biologische Bundesanstalt,Bundessortenamt and CHemical industry(BBCH)等級,在63生長階段,將如制劑例2描述制備的含有化合物(1b)的流動劑以每公頃250g的量施加。用于處理的組測量為2m×12m。該組為本發明的化合物處理過的組。使用用不含化合物(1b)的制劑處理的組作為未處理組,其中將植物以與處理過的組中相同的方式栽培。
在播種之后第334天,評價種子的產率。結果是,在本發明的化合物處理過的組中假設9%種子水含量計算的產率為4.55噸/公頃,而在未處理組中其為4.25噸/公頃。在測試過程中,在本發明的化合物處理過的或未處理的組中未觀察到影響產率的病害。
測試例12
制備含有5%(V/V)彩色涂衣紅(Becker Underwood,Inc.)、5%(V/V)CF-Clear(Becker Underwood,Inc.)和0.4%Maxim XL(Syngenta)的空白漿料溶液。通過將化合物(1b)溶解在空白漿料溶液中而制備漿料溶液,以使得每1g的種子(栽培種:Apogee)施加0.05至0.25mg的化合物(1b)。使用種子處理機HEGE11(由Hans-Ulrich Hege制造)混合每50g的小麥種子 1.3ml的漿料溶液,從而涂布種子。之后將種子干燥。作為對照,將種子用空白漿料溶液涂布并且用于未處理組。將五個涂布的小麥種子播種在每個塑料盆(直徑55mm×高度58mm)中的栽培土壤(AISAI)中,并且在18℃生長3周。將植物減薄以選擇顯示良好生長的3株幼苗。
在播種之后第3周,使幼苗在以下條件下生長7天以使植物暴露至高溫脅迫:溫度,36℃(日)/32℃(夜),濕度,60至70%;照度,約6,000lux;晝長12小時。在暴露至高溫脅迫之后,使植物在18℃的溫度,約6,000lux的照度和16天的晝長的條件下生長一周。以3株幼苗/盆重復8次檢查測試植物的地面上部分的鮮重。
測試例13
將玉米種子(栽培種:PIONEER12031P41)播種在塑料盆(直徑55mm×高度58mm)中的栽培土壤(AISAI)中并且在以下條件下生長7天:溫度,20至25℃;濕度,50至75%;照度,約5,000lux;晝長,16小時。
將相對于每個測試濃度為1,000倍濃度的化合物(1b)的DMSO溶液用蒸餾水稀釋以制備測試溶液。將所獲得的二十(20)ml的測試溶液施加在通過土壤灌溉每個植物的底部周圍,并且之后使植物在以下條件下生長兩天:溫度,27℃,濕度,50至75%;照度,約5,000lux;晝長16小時。該組是本發明的化合物處理過的組。使用通過土壤灌溉向其施加20ml的0.1%的DMSO水溶液以代替化合物(1b)的DMSO溶液的組作為未處理組。
使進行土壤灌溉的植物在以下條件下生長5天,以將植物暴露至低溫脅迫:溫度,2至4℃;濕度,40至70%,照度,約5,000lux;晝長,在人工氣侯室中16小時。在暴露至低溫脅迫之后,使植物在20至25℃的溫度,50至75%的濕度,約5,000lux的照度,以及16小時的晝長的條件下生長4天。之后測量植物重量和真葉的長度。此外,在暴露至低溫脅迫之后,使植物在20至25℃的溫度、50至75%的濕度、約5,000lux的照度和16小時晝長的條件下生長1天。之后使用脈沖調制葉綠素熒光計(MAXI-IMAGING-PAM,WALZ)測量葉綠素熒光(Fv/Fm)。使用葉綠素計(SPAD-502;由KONICAMINOLTA制造)測量葉綠素含量。
與未處理組相比,在本發明的化合物處理過的組中真葉的長度和植物重量增加,并且觀察到植物的地面上部分的生長促進。此外,與未處理組相比,在本發明的化合物處理過的組中觀察到葉綠素熒光和葉綠素含量上的增加。
工業實用性
本發明的方法的使用可以有效促進植物生長。

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