專利名稱：植物發(fā)育控制組合物的制作方法
植物發(fā)育控制組合物本發(fā)明涉及新化合物、新組合物及其用于刺激發(fā)芽和解除植物種子、組織和植物的休眠的用途。類胡蘿卜素在植物和微生物中作為光保護分子合成，并且是動物飲食中的關鍵組分，例子是β-胡蘿卜素(維生素原Α)。類胡蘿卜素的氧化切割在植物、動物和微生物中發(fā)生，并且導致一系列脫輔基類胡蘿卜素的釋放，其充當具有不同范圍功能的信號分子(1)。 鑒定為編碼類胡蘿卜素切割雙加氧酶(CCD)1的第一種基因是玉蜀黍Vpl4基因，這是脫落酸(ABA)形成所需的，所述脫落酸是介導對干旱應激的應答和植物發(fā)育方面例如種子和芽休眠的重要激素O)。VP14酶在環(huán)氧類胡蘿卜素9'-順式-新黃質和/或9-順式-紫黃質的11，12位置上(


圖1)切割，并且目前分類為9-順式-環(huán)氧類胡蘿卜素雙加氧酶(NCED)，較大的CXD家族的亞類。因為Vpl4的發(fā)現(xiàn)，許多其他CXDs已顯示涉及各種脫輔基類胡蘿卜素的產生(圖 1)。在昆蟲中，視色素視黃醛通過β-胡蘿卜素經由β-胡蘿卜素-15，15'-雙加氧酶的氧化切割形成G)。視黃醛通過脊椎動物中的正向同源酶產生，在其中它也轉換為視黃酸， 其為在胚胎發(fā)育過程中的分化調節(jié)劑(5)。不同的哺乳動物CCD被認為在9，10位置上不對稱地切割類胡蘿卜素(6)，并且盡管它的功能不明，但近期證據(jù)暗示在飲食番茄紅素代謝中的作用(7)。植物揮發(fā)物紫羅酮和香葉基丙酮由在9，10位置上切割的酶產生(8)，并且在香料藏紅花中發(fā)現(xiàn)的色素α-藏花素起因于7，8-切割酶(9)。已鑒定了其中生物功能未知的其他CCDs，例如在其中各種切割特異性已得到描述的藍細菌中(10-12)。在其他情況下，存在具有已知功能的脫輔基類胡蘿卜素，但CCDs的鑒定或涉及仍未得到描述蚱蜢酮是不能飛的蚱蜢(Romalea microptera)的防御分泌物 (13)，真菌根蛋白(mycorradicin)在與叢枝菌根共生的過程中由植物根產生(14)，并且獨腳金萌素內酯(1 是充當寄生雜草例如獨腳金屬(Striga)和列當屬(Orobanche)的發(fā)芽信號的植物代謝產物(16)。近來發(fā)現(xiàn)獨腳金萌素內酯也充當植物中的分枝激素(17，18)。此類分枝激素的存在已知一段時間，但它的鑒定被證明是難以捉摸的。然而，已知激素衍生自至少2種(XDs、 max 3和max4(更多腋生組織生長(more miliary growth))的作用(19)，因為這些基因任一在擬南芥(Arabidopsis thaliana)中的缺失導致叢狀分枝表型^)，21)。在大腸桿菌(E.coli)測定中，At(XD7(maX3)在9，10位置上切割β -胡蘿卜素，并且脫輔基類胡蘿
卜素產物(10-脫輔基-β-胡蘿卜素)據(jù)報道由AtCXDS (max4)在13，14上進一步切割，以產生13-脫輔基-β-胡蘿卜素02)。此外，近期證據(jù)暗示AtCXDS是高度同源性的，僅切割 10-脫輔基-β-胡蘿卜素03)。13-脫輔基-β-胡蘿卜素的產生如何導致復雜獨腳金萌素內酯的合成是未知的。該酶在植物中(in planta)可能具有不同特異性和切割活性的可能性保留。此外，細胞色素P450酶(24)被認為涉及獨腳金萌素內酯合成，并且在CCD基因途徑下游起作用。獨腳金萌素內酯被認為通過調節(jié)植物生長素轉運來實現(xiàn)分枝0幻。因為 CCDs在獨腳金萌素內酯合成中的涉及，植物體系結構和與寄生雜草和菌根的相互作用可以受CCD活性調節(jié)控制的可能性出現(xiàn)。
盡管使用遺傳方法探測CCDs在其天然生物學背景中的功能和底物特異性中已獲得相當大的成功，特別是在具有簡單遺傳系統(tǒng)或順應轉基因生成(transgenesis)的植物物種中，但存在其中遺傳方法是困難或不可能的許多系統(tǒng)。此外，當以體外測定法或以異源以體內測定法研究重組CXDs時，例如在改造為累積類胡蘿卜素的大腸桿菌(E. coli)菌株中( )，它們通常針對廣泛范圍的底物是活性的(5，21，27)，并且在許多情況下特定CCD的真正體內底物仍是未知的。因此，需要另外的實驗工具以研究脫輔基類胡蘿卜素和CCD在其天然細胞環(huán)境中的作用。在反向化學遺傳方法中，鑒定針對已知靶蛋白質活性的小分子；它們隨后應用于生物系統(tǒng)，以研究在體內的蛋白質功能08二9)。這種方法與常規(guī)遺傳學是互補的，因為小分子可以容易地應用于廣泛范圍的物種，它們的應用可以在劑量、時間和空間中加以控制， 以提供生物功能的詳細研究，并且個別蛋白質或整個蛋白質類別可以通過改變小分子的特異性進行靶向。值得注意的是，植物激素赤霉素、油菜素類固醇和脫落酸的功能已使用這種方法成功探測，通過適應三唑以抑制涉及這些激素代謝的特異性細胞色素P450單加氧酶 (30)。在CCD家族的情況下，叔胺abamine (31)和更活性的abamineSG (32)報道為NCED 的特異性抑制劑，并且abami ne用于顯示脫落酸在豆科結瘤中的新功能(33)。本發(fā)明人已鑒定了一組化合物，其刺激發(fā)芽且解除植物組織或植物器官的休眠。本發(fā)明因此提供了刺激植物種子中的發(fā)芽和/或解除植物組織的休眠的方法，其包括對種子、植物組織、植物器官或植物應用式I的化合物。
權利要求
1.在植物種子中刺激發(fā)芽和/或解除植物組織或植物器官休眠的方法，其包括對種子、植物、植物器官或植物組織應用式I的化合物
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中R2>R3> R4和R5是H。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2的方法，其中R1是C1-C4烷基。
4.根據(jù)權利要求1或權利要求3的方法，其中R1是C1-C4烷基。
5.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中&中的所述烷基是C1-C12烷基。
6.根據(jù)權利要求1-5的方法，其中&是由鹵化物、-OH、-NO2或-S&R'的一個或多個取代的經取代烷基或經取代芳基。
7.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中&是式-(CH2)ρ芳基的取代或未取代芳基，其中 P為0-4的整數(shù)。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中R6具有式II
9.根據(jù)權利要求1的方法，其中隊=Me ；R2、R3、R4和&是H ;n = 1 ；并且R6具有式II
10.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其包括在播種前將所述化合物施用至一種或多種
11.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中將所述種子播種到生長介質內，并且使所述化合物與在所述生長介質中的所述種子接觸。
12.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中所述種子是雜草種子，并且使所述雜草種子與種子。所述化合物接觸，以在隨后將除草劑應用于所述發(fā)芽雜草的步驟前，或在所述發(fā)芽雜草上執(zhí)行耕作前促進所述雜草種子發(fā)芽，以產生發(fā)芽雜草。
13.根據(jù)權利要求1-9中任一項的方法，其中使所述化合物與塊莖、谷?；蝼[莖接觸， 以刺激所述塊莖、谷?；蝼[莖的生長。
14.根據(jù)權利要求1-9中任一項的方法，其包括將所述化合物應用于植物組織、植物器官或植物，以解除一種或多種植物組織的休眠。
15.根據(jù)權利要求14的方法，其中所述方法促進結果和/或開花。
16.植物處理組合物，其包括式I的化合物
17.根據(jù)權利要求16的植物處理組合物，其另外包括一種或多種佐劑。
18.種子包被組合物，其包括根據(jù)權利要求16或權利要求17的組合物和一種或多種封裝試劑或成膜劑。
19.植物組織和/或植物，其用根據(jù)權利要求16和17的組合物進行處理。
20.種子、塊莖、谷?；蝼[莖，其用權利要求16-18的組合物進行包被。
21.式I的分離化合物
22.根據(jù)權利要求21的化合物，其中&具有式II
23.根據(jù)權利要求1的化合物，其中R1 = Me泯、R3> R4和&是H ;n = 1 ；并且R6具有式II
全文摘要
刺激植物種子中的發(fā)芽和/或解除植物組織或植物器官的休眠的方法，其包括對種子、植物、植物器官或植物組織應用式I的化合物其中R1是烷基或H；R2、R3、R4和R5可獨立地選自H、鹵化物、-NO2、-SO2R′、-OH、-O烷基，其中R′是烷基或氨基烷基；和/或R1和R5連接為-O(CH2)m-，其中m是1、2、3或4；R6是取代或未取代烷基、和/或取代或未取代芳基；并且n是1-4的整數(shù)。
文檔編號A01N37/18GK102271503SQ200980153206
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權日2008年11月17日
發(fā)明者A·湯普森, T·巴格 申請人:先正達參股股份有限公司