能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的制作方法

文档序号:369226阅读:504来源:国知局
专利名称:能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的制作方法
技术领域
本发明涉及这样的试剂,其具有抑制来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性,并且控制植物生长或分化等。

背景技术
细胞分裂素是涉及高等植物的细胞分裂和分化的植物激素,并且是重要的生物学活性物质,其已知发挥这样的作用,如高等植物细胞分裂的诱导,由愈伤组织或髓分化成叶,叶黄化、落叶和落果的预防,以及顶端优势的消除(CytokininsChemistry,Activity,and Function,CRC Press(1994))。作为控制由细胞分裂素引起的生理学现象的方法,已提出包括从外部给予细胞分裂素的方法、包括控制植物体内的细胞分裂素的生物合成的方法、包括控制植物体内的细胞分裂素代谢的方法等。
充当植物生长调节剂的活性成分的化学物质已通过随机筛选照惯例发现,其中使测试化学物质与植物直接接触,然后测试植物的生物活性。在这种情况下,在测定具有有用的生物活性的化学物质后,必需深入研究关于化学物质发挥其作用的作用机制种类,以及在分子水平上由化学物质靶向的物质,以预测化学物质对环境的安全性和负荷。


发明内容
本发明的目标是提供能够控制植物生长或分化的试剂,以及用于搜索其靶已变得明了、具有有用的生物活性的化学物质的方法,即,使用对特定靶的活性作为指示剂用于筛选化学物质的方法,以便用化学方法控制靶位点。具体地,本发明的目标是提供这样的试剂,其具有抑制来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性,并且控制植物生长或分化,以及用于搜索充当试剂的活性成分的化学物质的方法。
因此,本发明提供了; (1)能够控制植物生长或分化的试剂,其具有抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性; (2)根据上文(1)的试剂,其中能够控制植物生长或分化的试剂是植物生长调节剂; (3)根据上文(1)的试剂,其中能够控制植物生长或分化的试剂是能够控制植物体生长的试剂; (4)根据上文(1)的试剂,其中能够控制植物生长或分化的试剂是能够控制植物细胞的分化的试剂; (5)根据上文(3)的试剂,其中能够控制植物生长的试剂是能够控制植物芽生长的试剂; (6)根据上文(5)的试剂,其中控制植物芽的生长是抑制腋芽的生长; (7)根据上文(5)的试剂,其中控制植物芽的生长是抑制花芽的生长; (8)根据上文(3)的试剂,其中能够控制植物体生长的试剂是能够促进植物的植物群丛确立(stand establishment)的试剂; (9)根据上文(3)的试剂,其中能够控制植物体生长的试剂是能够促进植物的分蘖的试剂; (10)根据上文(3)的试剂,其中能够控制植物体生长的试剂是能够促进植物根生长的试剂; (11)根据上文(1)-(10)中任一项的试剂,其中细胞的植物衍生的细胞分裂素受体是选自下组A的细胞分裂素受体 <组A> (a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质, (b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换, (c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性 (d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质 (e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补; (12)根据上文(1)-(10)中任一项的试剂,其中抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性是,在具有细胞分裂素受体的细胞与对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质的接触系统中,抑制来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性; <组A> (a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质, (b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换, (c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性 (d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质 (e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补; (13)包含化学物质或其农业上可接受的盐作为活性成分的植物生长调节剂,所述化学物质能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导; (14)根据上文(13)的植物生长调节剂,其中在包含具有细胞分裂素受体的细胞、对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质和化学物质的接触系统中,化学物质具有抑制来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性; <组A> (a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质, (b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换, (c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性 (d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质 (e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补; (15)根据上文(14)的植物生长调节剂,其中对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质是反式玉米素(trans-zeatin); (16)根据上文(13)的植物生长调节剂,其中在包含具有细胞分裂素受体的细胞、0.6ppm反式玉米素(trans-zeatine)和2ppm化学物质的接触系统中,与其中接触系统中不存在化学物质的情况相比较,化学物质具有降低来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性; <组A> (a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质, (b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换, (c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性 (d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质 (e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补; (17)根据上文(13)的植物生长调节剂,其中在包含具有细胞分裂素受体的细胞、0.6ppm反式玉米素和2ppm化学物质的接触系统中,与其中接触系统中不存在化学物质的情况相比较,化学物质具有使来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导降低90%或更多的活性; <组A> (a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质, (b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换, (c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性 (d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质 (e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补; (18)用于搜索能够促进植物根生长的化学物质的方法,其包括 <1>在包含具有细胞分裂素受体的细胞、对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质和测试物质的接触系统中,测量来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导量的第一个步骤;和 <2>基于通过使第一个步骤中测量的细胞内信号传导量与在不存在化学物质的情况下的细胞内信号传导量相比较而获得的差异,选择能够促进植物根生长的化学物质的第二个步骤; <组A> (a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质, (b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换, (c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性 (d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质 (e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补; (19)根据上文(18)的搜索方法,其中具有细胞分裂素受体的细胞是转化的细胞,在其内引入包含编码SEQ ID NO1的氨基酸序列的核苷酸序列的多核苷酸; (20)根据上文(18)的搜索方法,其中具有细胞分裂素受体的细胞是转化的酵母细胞,在其内引入包含编码SEQ ID NO1的氨基酸序列的核苷酸序列的多核苷酸; (21)根据上文(18)、(19)或(20)的搜索方法,其中对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质是反式玉米素; (22)包含化学物质或其农业上可接受的盐作为活性成分的植物生长调节剂,所述化学物质通过根据上文(18)、(19)、(20)或(21)的搜索方法选择; (23)植物生长调节方法,其包括将有效量的根据上文(13)、(14)、(15)、(16)、(17)或(22)的植物生长调节剂应用于植物或植物的生境; (24)植物生长调节方法,其包括通过根据上文(18)、(19)、(20)或(21)的搜索方法测定能够促进植物根生长的化学物质,并且使由此测定的能够促进植物根生长的化学物质与植物接触; (25)包含由通式(I)表示的化合物或其农业上可接受的盐作为活性成分的植物生长调节剂
其中R和X是相同的或不同的,并且表示任选取代的烃基团、由NR1R2表示的基团、由OR3表示的基团、由S(O)mR4表示的基团、硝基或卤素原子, 其中R1表示氢原子或任选取代的烃基团, R2表示氢原子、任选取代的烃基团、由NR5R6表示的基团(其中R5和R6是相同的或不同的,并且表示氢原子或任选取代的C1-6烷基)或由OR7表示的基团(其中R7表示氢原子或任选取代的C1-6烷基),或R1和R2连同它们与之附着的氮原子一起形成任选取代的环状氨基, R3和R4各自表示任选取代的烃基团, l表示0-1的整数, m表示0-2的整数, n表示0-4的整数, 当n是2或更大时,每个X彼此相同或不同,和 Ar表示任选取代的芳基或任选取代的杂芳基; (26)根据上文(25)的植物生长调节剂,其中l是1,和R是任选取代的烃基团; (27)根据上文(25)的植物生长调节剂,其中l是1,和R是任选由一种或多种卤素原子或一种或多种含氧基团(oxo group)取代的C1-3烷基; (28)根据上文(26)的植物生长调节剂,其中任选取代的烃基团是任选由一种或多种卤素原子或一种或多种含氧基团取代的C1-3烷基; (29)根据上文(25)的植物生长调节剂,其中l是1,和R是由NR1R2表示的基团; (30)根据上文(29)的植物生长调节剂,其中R1表示氢原子或C1-3烷基,R2表示氢原子、氨基、C1-3烷基氨基、二C1-3烷基氨基、脒基、C1-3烷氧基、苯基、C1-3酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中苯基任选由1-3个相同的或不同的C1-3烷基取代,苯基、酰基、烷基、链烯基和炔基任选由1-3个相同的或不同的选自下述的取代基取代卤素原子、羟基、C1-3烷氧基、羟基C1-3烷氧基、羧基、C1-3烷氧羰基、氨基甲酰基、氨基、C1-3烷基氨基、二C1-3烷基氨基、巯基、C1-3酰基硫代、氰基、呋喃基和四氢呋喃基,或者R1和R2连同它们与之附着的氮原子一起形成吡咯烷基、哌啶子基或吗啉代基; (31)根据上文(29)的植物生长调节剂,其中R1表示氢原子,R2表示氢原子、甲酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中烷基、链烯基和炔基任选由选自下述的一个或多个取代基取代羟基、甲氧基、甲氧羰基、乙氧羰基、氰基和呋喃基; (32)根据上文(25)的植物生长调节剂,其中l是1,和R是由OR3表示的基团; (33)根据上文(32)的植物生长调节剂,其中R3是任选由氨基取代的C1-3烷基; (34)根据上文(25)的植物生长调节剂,其中l是1,和R是由S(O)mR4表示的基团; (35)根据上文(34)的植物生长调节剂,其中R4是任选由氨基或羟基取代的C1-3烷基,和m是0; (36)根据上文(25)的植物生长调节剂,其中l是1,和R是卤素原子; (37)根据上文(36)的植物生长调节剂,其中卤素原子是氯原子; (38)根据上文(25)-(37)中任一项的植物生长调节剂,其中n是1-2,和X是C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤烷基、氰基、卤素原子或硝基; (39)根据上文(38)的植物生长调节剂,其中X是氯原子、溴原子或硝基,和X在6-位和/或8-位上; (40)根据上文(25)-(37)中任一项的植物生长调节剂,其中Ar是任选由一个或多个卤素原子或一个或多个C1-3烷基取代的苯基; (41)植物生长调节方法,其包括将有效量的根据上文(25)-(40)中任一项的植物生长调节剂应用于植物或植物的生境; (42)由下式(XI)表示的化合物或其农业上可接受的盐
其中Ph表示苯基,R11表示氢原子、甲酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中烷基、链烯基和炔基任选由选自下述的至少一种取代基取代羟基、C1-3烷氧基、C1-3烷氧羰基、氰基、2-呋喃基和2-四氢呋喃基, m表示0-3的整数, n表示0-1的整数, m和n中的至少一个不是0, X1和X2是相同的或不同的,并且表示氯原子、溴原子、三氟甲基、氰基或硝基, 当m是2或更大时,每个X1彼此相同或不同; 前提是 a)当m是1时,X1是5-氯原子或7-氯原子,和R11表示甲基,n表示1的整数,或 b)当n是1并且条件(1)-(3)中的任何一个满足时,m表示1-3的整数 (1)X2是氯原子,和R11是选自氢原子、甲基、2-羟乙基、3-羟丙基、2,2-二甲氧基乙基和氰甲基的基团, (2)X2是溴原子,和R11是选自2-羟乙基、3-羟丙基和2-甲氧乙基的基团,和 (3)X2是硝基,和R11是3-羟丙基; (43)根据上文(42)的化合物或其农业上可接受的盐,其中R11表示氢原子、甲酰基、甲基、乙基、2-羟乙基、2-甲氧乙基、糠基、甲氧羰基甲基或乙氧羰基甲基,m是0,n是1,和X2是氯原子或硝基; (44)根据上文(42)的化合物或其农业上可接受的盐,其中R11表示氢原子、甲酰基、甲基、乙基、2-羟乙基、3-羟丙基、2-甲氧乙基、糠基、甲氧羰基甲基或乙氧羰基甲基,m是1,n是1,X1是8-氯原子,和X2表示氯原子或硝基; (45)根据上文(42)的化合物或其农业上可接受的盐,其中m是1-3的整数,和n是0; (46)根据上文(42)的化合物或其农业上可接受的盐,其中R11表示甲酰基、C4-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中烷基、链烯基和炔基任选由一个或多个羟基或一个或多个C1-3烷氧基取代,或R11表示C1-3烷氧羰基甲基、C1-3烷氧基C1-3烷基或糠基, m是0, n是1,和 X2是氯原子; (47)根据上文(42)的化合物或其农业上可接受的盐,其中n是1; (48)根据上文(42)的化合物或其农业上可接受的盐,其中m是1-3,和n是1; (49)根据上文(42)、(45)、(47)或(48)的化合物或其农业上可接受的盐,其中R11是C1-3烷氧羰基甲基或糠基;和 (50)根据上文(42)的化合物,其中n是1,和X2是三氟甲基或氰基;等。



图1显示实施例8中剂量响应测试的结果,其中使用能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的化学物质。在该图中,数据线表示剂量响应生长抑制曲线,其中X轴表示测试化学物质的浓度,和Y轴表示相对生长速率。左图(左垂直列的3个子图)显示使用转化的细胞TM182-CRE1在测试系统中的结果。右图(右垂直列的3个子图)显示使用转化的细胞TM182-p415CYC1在测试系统中的结果。上图、中图和下图分别表示使用化学物质Ic7-1、化学物质Ic3-1和化学物质Ic3-3在测试系统中的结果。
图2显示在实施例10中使用莴苣评估细胞分裂素信号传导抑制物质的根生长促进活性的结果。在该图中,数据线表示剂量响应生长促进曲线,其中X轴表示测试化学物质(化学物质Ic3-1)的浓度,和Y轴表示根生长速率(%)。
图3显示在实施例10中使用莴苣评估细胞分裂素信号传导抑制物质的根生长促进活性的结果。在该图中,数据线表示剂量响应生长促进曲线,其中X轴表示测试化学物质(化学物质Ic7-1)的浓度,和Y轴表示根生长速率(%)。
图4显示在实施例11中使用稻评估细胞分裂素信号传导抑制物质的根生长促进活性的结果。在该图中,数据线表示剂量响应生长促进曲线,其中X轴表示测试化学物质(化学物质Ic3-1)的浓度,和Y轴表示根生长速率(%)。
图5显示在实施例11中使用稻评估细胞分裂素信号传导抑制物质的根生长促进活性的结果。在该图中,数据线表示剂量响应生长促进曲线,其中X轴表示测试化学物质(化学物质Ic7-1)的浓度,和Y轴表示根生长速率(%)。
图6显示在实施例12中通过稻种处理评估细胞分裂素信号传导抑制物质的根生长促进活性的结果。在该图中,“UTC”表示其中在种子处理中仅使用丙酮的对照测试结果。“IAA”表示其中使用生长素化合物IAA的测试结果。
图7显示实施例13中的细胞分裂素信号传导抑制物质的不定根形成活性的测量结果,其中使用鼠耳芥(A.thaliana)的下胚轴用于评估植物分化促进活性。在该图中,“对照部分”显示如实施例13中所述的使用琼脂培养基在对照测试中的结果。
图8显示在实施例14中使用稻测量细胞分裂素信号传导抑制物质的根生长促进活性的结果。在该图中,“UTC”表示在土壤浸透(soil-drenching)处理中仅使用丙酮的对照测试结果。
图9显示通过使用实施例14中用于测量根长度的图像分析装置,使用稻的细胞分裂素信号传导抑制物质的根生长促进活性的分析结果。关于该图中的数据线,X轴表示测试化学物质(化学物质Ic3-3)的浓度,和Y轴表示每个根直径的根长度的总和(总根长度)。在该图中,“UTC”表示在土壤浸透处理中仅使用丙酮的对照测试结果。图例值(L)表示根直径(mm)。
图10显示在实施例19中通过测试物质的细胞分裂素与细胞分裂素受体结合的抑制测试结果。在该图中,“仅DMSO”表示其中未添加测试物质,且仅添加DMSO代替测试物质的DMSO溶液的对照,所述DMSO用作关于测试物质的溶剂。“t-玉米素”表示添加反式玉米素作为测试物质,“Ic3-4”表示添加Ic3-4作为测试物质,和“ABA”表示添加脱落酸作为测试物质。放射性标记2IP的浓度是10nM,并且每种测试物质的浓度是10μM。
图11显示实施例21中的在测试系统中细胞分裂素信号传导抑制物质的稻分蘖促进活性的评估结果,其中用测试物质处理的种子通过旱直播(direct dry seeding)进行培养。在该图中,“Ic3-3”显示在使用测试物质Ic3-3的空白浆(Blank slurry)溶液用于种子处理的情况下的分蘖数目/植物,并且“空白浆处理”显示在使用空白浆溶液代替Ic3-3溶液用于种子处理的情况下的分蘖数目/植物。

具体实施例方式 在本发明中,术语“植物”以广泛含义使用,其指示通过根固定生活的生物,例如草和树,并且还具有包括植物体、植物组织、植物细胞等的概念。具体地,术语“植物”意指诸如高等植物的生物,其中称为根的器官可以发挥重要作用,例如植物固定在土壤中、以及从外部吸收水和营养物,并且植物的例子包括观赏植物例如有花植物和观叶植物(ornamental foliage plant),农作物例如谷类作物,蔬菜和果树,纤维植物,树和草。植物的具体例子包括谷物例如稻和玉米;草例如剪股颖(bent grass)和沟叶结缕草(Zoysia matrella);葫芦科植物例如番茄、青椒、辣椒和西瓜;葫芦科植物例如黄瓜、南瓜、瓜和西瓜;绿色蔬菜(greens)例如甘蓝、嫩茎花椰菜和大白菜(Chinese cabbage);新鲜绿色蔬菜例如芹菜、欧芹和莴苣;香辛蔬菜;葱属(Alliums)例如韭菜、洋葱和大蒜;豆类例如大豆、菜豆、豌豆和赤豆;果菜类例如草莓;主根例如日本萝卜、日本芜菁、胡萝卜和牛蒡;马铃薯类例如芋头、马铃薯、甘薯和薯蓣;软绿色蔬菜(soft greens)例如芦笋、菠菜和北柴胡;花瓣类例如洋桔梗(Eustoma russellianum)、紫罗兰、康乃馨和菊花;油料作物例如油菜和花生;糖料作物例如甘蔗和甜菜;纤维作物例如棉花和灯芯草;饲料作物例如三叶草和高粱;落叶果树例如苹果、梨、葡萄、桃和栗;柑橘类树木例如柑桔、柠檬和柚子;以及木本植物例如杜鹃花、映山红(rhododendron)和雪松。
在本发明中,术语植物的“生长”意指一般过程,其中在从种子萌发时开始的植物早期发育到根、茎和叶的生长和发育、花的形成以及随后种子成熟的过程中,已存在的营养器官(根、茎、叶)新产生且累积。生长的例子包括萌发、根的生长、芽的延伸、茎的延伸、顶芽和腋芽的形成和延伸、分枝和叶的发育、花芽的形成、开花、结籽和种子成熟。
在本发明中,术语植物的“分化”意指植物组织例如根、茎或叶由愈伤组织形成(再分化),所述愈伤组织是获得全能性的植物细胞群,或意指愈伤组织由植物组织例如根、茎或叶的细胞形成(去分化)。
在本发明中,“控制芽生长”意指顶芽或腋芽生长的促进或控制,并且它的例子包括由顶端优势抑制的腋芽生长的起始,通过去除顶芽而起始的腋芽生长的抑制,以及通常的顶芽生长的抑制。
在本发明中,“能够控制植物生长或分化的试剂”是通过经由各种方法用试剂处理植物,可以控制植物生长或分化的试剂。植物生长或分化的控制可应用于控制有用植物例如农田作物的生长或发育,这使得能够增强早期生长、增强品质、增加产量、甚至在不利条件下稳定产量,并且节省生产中的劳动。因此,“能够控制植物生长或分化的试剂”可以用作“植物生长调节剂”。
在本发明中,在双子叶植物和裸子植物的情况下,植物的“根”包括由种子的胚中现有的胚根发育的主根,以及由主根通过分枝延伸的侧根。在单子叶植物的情况下,“根”包括在种子的胚中现有的胚根(种子根)、在种子根生长结束后在上面部分处形成的冠根(crown root)(所谓的须根)、以及由不定根通过分枝延伸的侧根。同样,“根”偶尔意指由根的表皮细胞形成的持续朝外延伸的根毛。植物的根是对植物发挥重要作用的器官,例如植物固定在土壤中、以及从外部吸收水和营养物。植物的根作为其中产生植物激素的场所也是非常重要的。从农业观点来看,许多农作物通过其种子繁殖。因此,在植物生长的早期阶段时达到均匀的植物群丛确立是导致高品质和高产量的非常重要的要素。植物根生长的促进预期具有各种优点,例如在土壤中的生根率中的改善、通过改善植物群丛确立等在生产率或品质中的改善、通过植物群丛确立中的改善在早期阶段时的杂草控制、以及种子源效率中的改善。根扩展的促进预期导致干旱应激抗性或抗虫性中的增加、以及通过营养物吸收能力中的改善在肥料量中的减少。
在本发明中,植物“根生长”意指由于根细胞的分裂、生长和重量中的增加,根的长度和根的数目增加,或根的量、厚度和活性增加。
在本发明中,植物“根生长的促进”意指植物根生长比通常更活跃,并且因此与未处理的情况相比较,根的长度和根的数目增加,或根的量、厚度和活性增加。
在本发明中,“能够促进植物根生长的试剂”是通过经由各种方法用物质处理植物,可以促进植物根生长的试剂。植物根生长的促进可应用于控制有用植物例如农田作物的生长或发育,这使得能够增强早期生长、增强品质、增加产量、甚至在不利条件下稳定产量,并且节省生产中的劳动。因此,“能够促进植物根生长的试剂”可以用作“植物生长调节剂”。
如本文所使用的,术语“植物群丛确立”意指播种的种子萌发且随后在能够正常成长为植物体的状态下在土壤中生根,或植物的移植幼苗在土壤中生根且随后正常生长。植物群丛确立的促进导致植物的早期生长中的改善,且从而可能成长为健康植物。此外,由于健康成长植物的数目中的增加,预期最终产量中的增加。例如,在稻的直播的情况下,由于不稳定的萌发和植物群丛确立,一般难以始终确保给定数目的确立的幼苗。本发明的能够促进植物群丛确立的试剂可以促进植物群丛确立,以改善稻的直播中的效率。术语“植物群丛确立率”意指在播种的种子总数目或植物的移植幼苗总数目中的确立的植物的比例。在稻的情况下,如本文所使用的,“植物群丛确立率”可以由下面等式定义。
[植物群丛确立率(%)]=[其叶端在水表面上出现的幼苗数目]/[播种的种子数目]×100 术语植物的“分蘖”意指在植物生长过程中的分枝,或由于分蘖而出现的分枝。在禾本科植物的情况下,例如,术语“分蘖”意指侧枝。分蘖的促进包括更早分蘖和分蘖数目中的增加。例如,当本发明的植物生长调节剂在应激条件例如低温、高温和干旱下用于植物,以使得植物能够更早分蘖,并且由此健康幼苗可以得到早期保证时,可能避免幼苗经由应激的损害。例如,更早分蘖导致缩短的植物培养期。因为植物的分蘖形成直接影响谷穗的数目,所以依赖于培养条件,可以预期产量的增加。
依赖于植物的种类、生长素处理浓度等,生长素活性物质可以显示不利性质,例如叶的偏上性、茎扭曲、茎裂开和根癌的诱导。
认为细胞分裂素活性物质具有抑制和促进植物根生长的2种性质[例如,PNAS 101(23)8821-8826(2004)]然而,为了在农业实践中利用此种性质,必须积累许多发现。因为通常难以调整植物体内的细胞分裂素量(特别地,以减少内源细胞分裂素的量),所以即使对于本领域技术人员也不容易特别研究细胞分裂素在植物中的作用。
认为植物的固有细胞分裂素可以通过抑制细胞分裂素信号转导以减弱对细胞分裂素的敏感性而得到负面控制。例如,细胞分裂素信号转导可以通过使细胞分裂素受体自身突变而得到抑制,并且细胞分裂素受体的突变体已得到分离[The Plant Cell 161365-1377(2004),PNAS101(23)8821-8826(2004)]。然而,使用突变体,难以分阶段地控制抑制程度。细胞分裂素受体的单重突变体显示与野生型的那种相同的表型。另一方面,细胞分裂素受体的三重突变体显示根伸长的抑制和植物体生长缺陷。
在本发明中,“细胞的植物衍生的细胞分裂素受体”意指在植物中现有的细胞分裂素受体。细胞分裂素受体是与细胞分裂素特异性结合的蛋白质,所述细胞分裂素例如嘌呤细胞分裂素例如激动素或玉米素、或尿素细胞分裂素例如N-苯基-N′-(4-吡啶基)尿素,以通过称为双组分调节系统(或His至Asp磷酸中继系统)的细胞内信号传导机制控制高等植物细胞的增殖和分化。在本发明中使用的细胞分裂素受体是属于组氨酸激酶家族的蛋白质,并且由细胞外结构域、跨膜结构域、组氨酸激酶结构域(在细胞中具有组氨酸激酶活性且保留His残基作为活性位点的区域)和接受结构域(具有用于磷酸基转移的接受部分且保留Asp残基作为活性位点的区域)组成。
双组分调节系统是信息接受和细胞内信号传导机制,其在真细菌、古细菌、真菌和植物中广泛使用。在这种机制中,组氨酸激酶充当受体,并且组氨酸激酶具有在N末端侧上用于接受信号的输入区域,和在C末端侧上涉及磷酸基转移的区域,这称为发送结构域。当输入区域获得信号时,在发送结构域(细胞分裂素受体的上述组氨酸激酶结构域)中的His残基是自磷酸化的。磷酸基通过使保守的特定His和Asp残基交替磷酸化而转移,并且最终使称为应答调节剂的蛋白质的接受结构域中的Asp残基磷酸化。磷酸基可以从组氨酸激酶直接转移给应答调节剂,或可以通过磷酸基转移的一些阶段转移给应答调节剂。如前者的简单的双组分调节系统主要存在于原核生物中。另一方面,多步磷酸转移主要在真核生物中可见,并且接受结构域通常与此种真核生物的组氨酸激酶附着。磷酸基转移介质也牵涉于磷酸基转移。应答调节剂的磷酸化控制与应答调节剂附着的输出区域的活性。输出区域通常是转录调节剂。
在植物的细胞分裂素受体的情况下,接受结构域存在于相同分子中。换言之,在细胞分裂素受体与细胞分裂素结合的情况下,已知分子中的His残基的自磷酸化随后为从分子中的His残基到Asp残基的磷酸基转移。随后,发现磷酸基经由磷酸转移介质的His残基转移给应答调节剂的Asp残基。例如,在鼠耳芥的情况下,发现磷酸基经由磷酸基介质AHP从细胞分裂素受体CRE1、AHK2或AHK3转移给应答调节剂。
编码以前已知的细胞分裂素受体的基因的例子目前包括衍生自下述的基因的核苷酸序列鼠耳芥(CRE1登记号AB049934、AHK2登记号AB046869、AHK3登记号AB046870)、长春花(Catharanthusroseus)(登记号AY092025)、稻(Oryza sativa)(登记号AY572461)、和玉蜀黍(Zea mays)(ZmHK1登记号AB042270、ZmHK2登记号AB102956、ZmHK3a登记号AB102957、ZmHK3b登记号AB121445)。其核苷酸序列已知的此种基因可以通过PCR进行扩增,其中使用具有所需基因的生物的基因组DNA或cDNA作为模板,以及基于对应于由基因编码的蛋白质的氨基末端附近的核苷酸序列、和对应于其羧基末端附近的核苷酸序列而产生的引物,随后进行分离。编码细胞分裂素受体的基因还可以得自除上述植物外的植物。首先,由所需植物制备mRNA,并且通过使用mRNA作为模板和逆转录酶合成cDNA。将cDNA整合入噬菌体载体例如ZAPII或质粒载体例如pUC内,以产生cDNA文库。然后,使用cDNA文库作为模板和引物进行PCR,所述引物基于在如上所述其核苷酸序列已知的基因中非常保守的核苷酸序列进行设计且合成,并且由此可以扩增包含编码细胞分裂素受体的基因的至少部分的DNA片段。然后,使用DNA片段作为探针筛选cDNA文库,以选择阳性克隆。所选择的克隆的DNA进行测序,并且这可以证实基因编码所需细胞分裂素受体。
鼠耳芥的所有3类细胞分裂素受体(CRE1、AHK2、AHK3)都是在相同分子中的接受结构域与之附着的组氨酸激酶。氨基酸序列同源性在这3种细胞分裂素受体中是高的,并且特别地,在被认为与细胞分裂素结合的其细胞外结构域中存在高氨基酸序列同源性。同样,在如下所述的重组酵母的情况下,所有3类细胞分裂素受体都响应细胞分裂素而起始细胞内信号传导,并且可以证实具有细胞分裂素受体的活性。其他植物的细胞分裂素受体也是组氨酸激酶,并且它们的氨基酸序列与鼠耳芥的细胞分裂素受体的氨基酸序列具有高同源性。
表1显示其他细胞分裂素受体与鼠耳芥的细胞分裂素受体CRE1的氨基酸序列同一性。
“细胞的植物衍生的细胞分裂素受体”的优选例子包括由氨基酸序列组成,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与鼠耳芥的细胞分裂素受体CRE1的氨基酸序列具有45%或更多、优选49%或更多、更优选53%或更多的序列同一性。
表1 “来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导”是上文描述的信号转导,其通过从与细胞分裂素结合的细胞分裂素受体的自磷酸化开始的磷酸基转移而达到。在植物细胞中,细胞分裂素应答的信号通过下述进行传递,由细胞分裂素结合诱导的细胞分裂素受体的自磷酸化,磷酸基从自磷酸化的细胞分裂素受体转移给磷酸基转移介质,并且随后磷酸基从磷酸基转移介质转移给应答调节剂。类似地,在具有植物衍生的细胞分裂素受体的重组细胞中,来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导通过磷酸基的转移而达到。然而,在这种情况下,磷酸基转移介质和应答调节剂可以衍生自宿主细胞。所有这些都可以衍生自宿主细胞,或其中一些可以衍生自宿主细胞。此外,磷酸基转移介质可以不存在。例如,在具有植物衍生的细胞分裂素受体的重组芽殖酵母中,经由磷酸基转移介质Ypd1,来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导通过从经由细胞分裂素结合自磷酸化的细胞分裂素受体到应答调节剂Ssk1的磷酸基转移而达到,所述Ssk1是衍生自宿主芽殖酵母细胞的应答调节剂,所述Ypd1是衍生自宿主芽殖酵母细胞的磷酸基转移介质。在具有植物衍生的细胞分裂素受体的重组裂殖酵母中,经由衍生自宿主裂殖酵母的磷酸基转移介质Spy1,来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导通过磷酸基转移给衍生自宿主裂殖酵母的应答调节剂Mcs4而达到。在具有植物衍生的细胞分裂素受体的重组大肠杆菌(Escherichia coli)中,经由衍生自宿主大肠杆菌的磷酸基转移介质YojN,来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导通过磷酸基转移给衍生自宿主大肠杆菌的应答调节剂RcsB而达到。
用于测定来自植物衍生的细胞分裂素受体的此种细胞内信号传导的存在或不存在或量的方法的例子包括这样的方法,其包括测定靶基因表达的存在或不存在或量,所述靶基因的转录受位于来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导下游的应答调节剂控制。这种方法包括包含直接测定靶基因表达的存在或不存在或量的方法,以及包含用报道质粒转化宿主细胞,其中报道基因例如荧光蛋白质基因或β-半乳糖苷酶基因与靶基因的启动子区连接,随后通过使用荧光或显色作为指示剂来测定报道基因表达的存在或不存在或量的方法,以及包含测量或观察涉及靶基因表达的细胞数目的增加或减少、细胞特征中的变化等的方法。例如,在上文描述的重组芽殖酵母的情况下,依赖于细胞分裂素的重组芽殖酵母的生长可以用作指示剂,以测定来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的存在或不存在或量。在重组裂殖酵母的情况下,依赖于细胞分裂素的重组裂殖酵母的大小可以用作指示剂,以测定来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的存在或不存在或量。在重组大肠杆菌的情况下,由于与靶基因cps的启动子区连接的β-半乳糖苷酶基因表达而显色的颜色可以用作指示剂,以测定来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的存在或不存在或量。在用报道质粒转染的鼠耳芥的情况下,其中报道基因与A型应答调节剂ARR5或ARR6的启动子区连接,依赖于细胞分裂素的荧光或显色可以用作指示剂,以测定来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导的存在或不存在或量。上文描述的方法在例如Higuchi等人,Nature 409,1060-1063(2001);Suzuki等人,Plant Cell Physiol.42,107-113(2001);Hwang和Sheen,Nature 413,383-389(2001)等中描述。
在如上所述用于测定来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的各种方法中,作为机械、定量和有效方法的优选例子是这样的方法,其包括通过用分光光度计测量液体培养基的浊度来测定依赖于细胞分裂素的重组芽殖酵母的生长。它的具体例子包括在JP-A 2003-079393中描述的方法。
“抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性”意指减少来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的能力。换言之,这意指减少磷酸基转移的量的能力,所述磷酸基转移通过细胞分裂素受体的自磷酸化起始,并且其中磷酸基从细胞分裂素受体转移给应答调节剂。抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性的具体例子包括,抑制细胞分裂素受体的组氨酸激酶活性的能力、抑制从细胞分裂素受体到磷酸基转移介质的磷酸基转移的能力、抑制从磷酸基转移介质到应答调节剂的磷酸基转移的能力、和抑制应答调节剂的转录抑制的能力。更具体而言,抑制细胞分裂素受体的组氨酸激酶活性的能力的例子包括,通过机制抑制来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导的能力,其中依赖于具有细胞分裂素激动活性的物质和细胞分裂素受体之间的结合的抑制的存在或不存在,测定来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导的抑制的存在或不存在,从而导致细胞分裂素受体的组氨酸激酶活性的抑制。在这种情况下,作为用于测定测试物质是否实际上抑制具有细胞分裂素激动活性的物质和细胞分裂素受体之间的结合的方法的例子包括这样的方法,所述方法包括使用具有细胞分裂素激动活性的放射性标记的物质和细胞分裂素受体。例如,由氢的放射性同位素氚标记以便变得高度放射性的具有细胞分裂素激动活性的物质,和由细胞分裂素受体基因引入其内的重组酵母制备的细胞分裂素受体蛋白质允许在合适的缓冲液中共存,且随后在玻璃滤器上收集细胞分裂素受体蛋白质以测量放射性。因此,可以检测具有细胞分裂素激动活性的物质,其用氚进行标记以便变得高度放射性,且与细胞分裂素受体结合。当也允许测试物质与具有细胞分裂素激动活性的放射性标记的物质和细胞分裂素受体蛋白质共存于缓冲液中时,通过使用放射性的测量值中的减少作为指示剂,可以测定测试物质是否抑制具有细胞分裂素激动活性的物质和细胞分裂素受体之间的结合。随后,当测试物质加入上文描述的反应系统中,用于测定来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的存在或不存在或量时,可以研究测试物质对来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的影响。
“具有抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性的试剂”意指这样的试剂,其包含具有抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性的物质作为活性成分。
在本发明中,“具有抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性的能够控制植物生长或分化的试剂”意指这样的试剂,其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的能力通过上文描述的方法进行测定,并且其可以控制植物生长或分化。试剂希望是这样的试剂,其中能够控制植物生长或分化的试剂是植物生长调节剂。
在本发明中,“植物生长调节剂”是能够控制植物生长或分化的试剂。
用于测定控制植物生长或分化的能力的方法的例子包括用于测定植物中的根生长促进活性的方法,以及本发明中公开的方法。具体地,控制植物生长或分化的能力可以例如根据下述方法进行测定。
根据下文描述的组成,制备Enshi标准培养基(参见表2)。将化学物质溶于DMSO的溶液以各4μl分配至簇管(cluster tube),从而使得终浓度可以是0.001ppm-10ppm。随后,将600μl灭菌的Enshi标准培养基加入每个簇管中,随后混合。在每个管中,放入10-20粒鼠耳芥种子,并且在明亮的场所中放置且于22℃培养10天。随后测量主根的平均长度。测定8次重复的平均值,且随后通过下面等式测定根生长速率。
表2

根生长速率(%)=(在化学物质处理的部分中的平均主根长度)/(在对照部分中的平均主根长度)×100 可以说显示显著高的根生长速率的测试物质具有根生长促进活性。更优选地,具有120%或更多的根生长速率的测试物质可以判断为具有根生长促进活性。
本发明中的植物生长调节剂包含能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的化学物质,或其农业上可接受的盐作为活性成分。
在本发明中,“农业上可接受的盐”意指不使得不可能生产植物生长调节剂且应用产物的形式的盐,并且可以是任何形式的盐。盐的具体例子包括无机酸盐例如氢氯化物、氢溴化物、氢碘化物、硫酸盐、硝酸盐和磷酸盐;有机酸盐例如甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、草酸盐、丙二酸盐、琥珀酸盐、延胡索酸盐、马来酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、甲磺酸盐和乙磺酸盐;酸加成盐,例如酸性氨基酸盐例如天冬氨酸盐和谷氨酸盐;金属盐例如碱金属盐(钠盐、钾盐等)、碱土金属盐(镁盐等)、和铝盐;有机碱例如甲胺、乙胺和乙醇胺的加成盐,以及碱性氨基酸例如赖氨酸和鸟氨酸的加成盐;和铵盐。
植物生长调节剂通常以制剂的形式使用,例如可乳化的浓缩物、可湿性粉末、悬浮液或水溶性粉末,其可通过下述获得与固体载体、液体载体等混合,并且若需要,则向其添加一种或多种表面活性剂和其他制剂辅助剂。制剂通常包含0.5-90重量%、优选1-80重量%的能够抑制细胞分裂素信号传导的物质。
用于制剂的固体载体的例子包括粘土(高岭土、硅藻土、合成含水氧化硅、Fubasami粘土、皂土、酸性粘土等),滑石,其他无机矿物质(绢云母、石英粉末、硫黄粉末、活性炭、碳酸钙等)和化肥(硫酸铵、磷酸铵、硝酸铵、氯化铵、尿素等)的细粉和颗粒。液体载体的例子包括水,醇类(甲醇、乙醇等),酮类(丙酮、甲基乙基甲酮、环己酮等),芳族烃类(甲苯、二甲苯、乙基苯、甲基萘等),非芳族烃类(己烷、环己烷、煤油等),酯类(乙酸乙酯、乙酸丁酯等),腈类(乙腈、异丁腈等),醚类(二噁烷、二异丙醚等),酰胺(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)和卤代烃类(二氯乙烷、三氯乙烯等)。
表面活性剂的例子包括烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基芳基醚及其聚氧乙烯化合物、聚乙二醇醚、多元醇酯、和糖醇衍生物。
其他制剂辅助剂的例子包括粘着剂和分散剂,例如酪蛋白、明胶、多糖(淀粉、阿拉伯树胶、纤维素衍生物、藻酸等)、木质素衍生物、皂土、合成水溶性聚合物(聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸等),和稳定剂例如PAP(酸性磷酸异丙酯)、BHT(2,6-叔丁基-4-甲基苯酚)、BHA(2-/3-叔丁基-4-甲氧基苯酚)、植物油、矿物盐、脂肪酸和脂肪酸酯。
在本发明中,“包含化学物质或其农业上可接受的盐作为活性成分的植物生长调节剂,所述化学物质能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导”是通过包含化学物质或化学物质的农业上可接受的盐作为活性成分,可以控制植物生长或分化的试剂,所述化学物质抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的能力通过上文描述的方法进行测定。化学物质希望是在上文描述的重组芽殖酵母的接触系统中,具有抑制来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导的能力的化学物质,所述接触系统包含细胞分裂素受体和对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质。更希望地,化学物质的例子包括在上文描述的重组芽殖酵母的接触系统中,具有抑制细胞分裂素受体的活性的能力的化学物质,所述接触系统包含细胞分裂素受体和对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质,从而使得在0.6ppm反式玉米素和2ppm或更多的化学物质的存在下,与不存在化学物质的情况相比较,细胞分裂素受体的活性可以减少。更加希望地,化学物质的例子包括在上文描述的重组芽殖酵母的接触系统中,具有抑制细胞分裂素受体的活性的能力的化学物质,所述接触系统包含细胞分裂素受体和对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质,从而使得在0.6ppm反式玉米素和2ppm或更多的化学物质的存在下,与不存在化学物质的情况相比较,细胞分裂素受体的活性可以减少90%或更多。
在本发明中,“用于检测测试物质促进植物根生长的能力的方法,其包括 (1)在包含具有细胞分裂素受体的细胞、对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质和测试物质的接触系统中,测量抑制来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性(或细胞内信号传导的存在或不存在或量)的第一个步骤;和 (2)基于通过使第一个步骤中测量的活性与对照中的活性相比较而获得的差异,评估测试物质促进植物根生长的能力的第二个步骤”是在用于检测测试物质促进植物根生长的能力的各种方法中包括第一个步骤和第二个步骤的方法。
“组A”表示如下 (a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质, (b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换, (c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性 (d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质 (e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补。
第一个步骤是在包含具有上文描述的各种细胞分裂素受体的细胞、对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质和测试物质的接触系统中,测量抑制来自细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性(或细胞内信号传导的存在或不存在或量)的步骤。第二个步骤是基于通过使第一个步骤中测量的活性与对照中的活性相比较而获得的差异,评估测试物质促进植物根生长的能力的步骤。如本文所使用的,例如,在其中测试物质溶于溶剂的溶液加入反应系统的情况下,对照意指其中仅添加溶剂的测试。
在用于检测测试物质促进植物根生长的能力的方法中使用的细胞的植物衍生的细胞分裂素受体,是上文描述的组A中所示的蛋白质,所述方法包括第一个步骤和第二个步骤。在上文描述的组A的蛋白质中,在(b)、(c)、(d)和(e)中所示的蛋白质的氨基酸序列中,可能偶尔发现的与(a)的氨基酸序列的差异是由于某些氨基酸的缺失、置换、添加等。差异包括通过具有(a)的氨基酸序列的蛋白质在细胞中经历的加工引起的缺失。此外,差异包括通过由于蛋白质由其衍生的生物的物种差异、个体差异等的天然存在的基因突变,或通过位点定向诱变、随机诱变、诱变处理等人工引入的基因突变所引起的氨基酸的缺失、置换、添加等。
此种氨基酸缺失、置换、添加等的数目可以在其中可以发现细胞分裂素受体的组氨酸激酶活性的范围内。氨基酸置换的例子包括用具有类似特征例如疏水性、电荷、pK和空间结构的氨基酸的置换。此种置换的具体例子包括在下述组内的置换(1)甘氨酸、丙氨酸;(2)缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸;(3)天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺;(4)丝氨酸、苏氨酸;(5)赖氨酸、精氨酸;(6)苯丙氨酸、酪氨酸;等。
用于人工执行氨基酸的此种缺失、添加或置换(在下文中,一般而言偶尔称为氨基酸的更改)的方法的例子包括这样的方法,其包括对编码(a)的氨基酸序列的DNA实施位点专一诱变,随后通过常规技术表达DNA。位点专一诱变方法的例子包括包含使用琥珀突变的方法(缺口双链体方法,Nucleic Acids Res.,12,9441-9456(1984)),和包含使用引物用于引入突变的PCR的方法。用于人工执行氨基酸的更改的方法的例子包括这样的方法,其包括对编码(a)的氨基酸序列的DNA实施随机诱变,随后通过常规方法表达DNA。用于随机诱变的方法的例子包括包含PCR的方法,其中使用编码任何一种上文描述的氨基酸序列的DNA作为模板,并且使用通过其可以扩增全长DNA的引物对,在用作底物的dATP、dTTP、dGTP和dCTP各自的添加浓度由通常条件改变的反应条件下,或在用于促进聚合酶反应的Mg2+浓度由一般条件增加的反应条件中。此种PCR技术的例子包括在Methodin Molecular Biology,(31),1994,97-112中描述的方法,以及在WO0009682中描述的方法。
如本文所使用的,“序列同一性”意指2个核苷酸序列或2个氨基酸序列之间的同一性。“序列同一性”通过在其所有区域上比较2个最佳比对的序列进行测定。核苷酸序列或氨基酸序列的最佳比对可以包含添加或缺失(例如缺口)。此种序列同一性可以通过执行同源性分析进行计算,其中使用程序例如FASTA[Pearson&Lipman,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,4,2444-2448(1988)]、BLAST[Altschul等人,Journal ofMolecular Biology,215,403-410(1990)]、和CLUSTAL W[Thompson,Higgins&Gibson,Nucleic Acid Research,22,4673-4680(1994a)]以构建比对。上文描述的程序一般可在日本DNA数据库的主页(http://www.ddbj.nig.ac.jp)[日本生物信息和DNA数据库中心中(Center forInformation Biology and DNA Data Bank of Japan)操作的国际DNA数据库;CIB/DDBJ of National Institute of Genetics]等中获得。序列同一性还可以通过使用商购可得的序列分析软件来获得。具体地,例如,同源性分析通过Lipman-Pearson方法[Lipman,D.J.和Pearson,W.R.,Science,227,1435-1441,(1985)]并且使用GENETYX-WIN Ver.5(由Software Development Co.,Ltd.制造)来进行,以构建比对,并且从而可以计算序列同一性。
(e)中描述的“严格条件”在根据常规方法执行的杂交中,包括此种条件,其使得杂交在包含6×SSC(10×SSC包含1.5M NaCl和0.15M柠檬酸三钠)的溶液中于45℃进行,随后为于50℃用2×SSC洗涤(Molecular Biology,John Wiley&Sons,N.Y.(1989),6.3.1-6.3.6),例如如由Cold Spring Harbor Laboratory Press出版,由Sambrook J.、Frisch E.F.、Maniatis T.著作的Molecular Cloning第二版中描述的。洗涤步骤中的盐浓度可以选自例如2×SSC(低严格条件)至0.2×SSC(高严格条件)。洗涤步骤中的温度可以选自例如室温(低严格条件)至65℃(高严格条件)。盐浓度和温度都可以改变。
这些蛋白质各自是具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质。希望地,使用下述蛋白质当蛋白质的氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列进行比对,从而使得可以获得最大序列同一性时,包含氨基酸序列的蛋白质,其中对应于SEQ ID NO1的位置(I)459和(II)973的氨基酸残基分别是(I)在位置459上的组氨酸和(II)在位置973上的天冬氨酸。如本文所使用的,“蛋白质的氨基酸序列与SEQID NO1的氨基酸序列进行比对,从而使得可以获得最大序列同一性”,意指目的多种氨基酸序列包括SEQ ID NO1的氨基酸序列的序列同一性分析通过使用上文描述的程序来进行,所述程序例如FASTA、BLAST或CLUSTAL W,以比对氨基酸序列。由于通过此种方法的多种序列的比对,可能测定在每一个氨基酸序列中的同源氨基酸残基的位置,而不管氨基酸序列中现有的插入或缺失。同源位置被认为是三维结构中相同的位置,并且可以估计为具有关于目的蛋白质的特定功能的类似作用。例如,在已知细胞分裂素受体包括其序列在本发明中公开的细胞分裂素受体的情况下,当细胞分裂素受体的氨基酸序列与SEQ IDNO1的氨基酸序列进行比对,从而使得可以获得最大序列同一性时,对应于SEQ ID NO1的位置(I)459和(II)973的氨基酸残基分别是(I)在位置459上的组氨酸和(II)在位置973上的天冬氨酸。
例如通过测定促进植物根生长的能力,可以搜索能够控制植物生长或分化的试剂的活性成分。
用于测试促进植物根生长的能力的方法也可以用于搜索具有控制植物生长或分化的能力的物质,所述方法包括使用如上所述的细胞的植物衍生的细胞分裂素受体。具体地,当通过使用用于测试促进植物根生长的能力的方法,促进植物根生长的测试物质的能力测定为某一值或更多或某一值或更少时,选择该物质,所述方法包括使用细胞的植物衍生的细胞分裂素受体。因此,可以搜索具有促进植物根生长的能力的物质。
因为通过搜索方法所选择的物质具有控制植物生长或分化的能力,所以包含该物质或其农业上可接受的盐作为活性成分的组合物可以是植物生长调节剂。
能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的具体例子包括细胞分裂素拮抗剂和细胞分裂素激动剂。
通过上文描述的搜索方法所选择的细胞分裂素信号传导抑制物质可以促进植物根的生长。根的生长包括主根的伸长、侧根的伸长和根毛的伸长。
通过上文描述的搜索方法所选择的细胞分裂素信号传导抑制物质的根生长促进活性可以通过使用例如下述方法进行测试。例如,依赖于植物的种类和测定法,制备包含在0.0001-100ppm的不同浓度下的细胞分裂素信号传导抑制物质的水溶液、水培培养基或组织培养基。在培养皿测试的情况下,用溶液浸渗铺在培养皿上的滤纸,并且在其上放置植物种子。在小袋测试的情况下,用溶液浸渗重质纸,其中将重质纸放置在允许观察根生长的小袋,例如用于种子生长的小袋中,并且在其上播种植物种子。通过向塑料培养皿或塑料离心管中的溶液加入琼脂糖、琼脂等来制备固体培养基,并且在其中播种植物种子。在光下于10-30℃温育一定时间段后,测量主根和侧根的长度、侧根的数目、根的湿重、根的干重等等。
通过上文描述的搜索方法所选择的细胞分裂素信号传导抑制物质可以用作植物生长调节剂。
本发明中使用的由通式(I)表示的化合物(在下文中有时称为化合物(I))中由R、X、R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7表示的基团中,“烃基团”的例子包括脂族烃基团、单环饱和烃基团和芳族烃基团,并且具有1-16个碳原子的烃基团是优选的。烃基团的具体例子包括烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳烷基和芳基。
“烷基”优选是例如低级烷基。烷基的具体例子包括C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基、戊基和己基。
“链烯基”优选是例如低级链烯基。链烯基的具体例子包括C2-6链烯基,例如乙烯基、1-丙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基和异丁烯基。
“炔基”优选是例如低级炔基。炔基的具体例子包括C2-6炔基,例如乙炔基、炔丙基和1-丙炔基。
“环烷基”优选是例如低级环烷基。环烷基的具体例子包括C3-6环烷基,例如环丙基、环丁基、环戊基和环己基。“芳烷基”优选是例如C7-11芳烷基,例如苯甲基或苯乙基。具体地,例如使用苯甲基。
“芳基”优选是例如C6-14芳基,例如苯基、1-萘基、2-萘基、联苯基或2-蒽基。具体地,例如使用苯基。
关于“烃基团”以及“任选取代的烃基团”的“C1-6烷基”和“任选取代的C1-6烷基”的取代基的例子包括卤素原子(例如氟、氯、溴、碘等),硝基,氰基,羟基,低级烷基(例如,C1-6烷基例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基或己基等),低级烷氧基(例如,C1-6烷氧基例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、戊氧基或己氧基等),氨基,单-低级烷基氨基(例如,单-C1-6烷基氨基例如甲氨基或乙氨基等),二-低级烷基氨基(例如,二-C1-6烷基氨基例如二甲氨基或二乙氨基等),亚氨基,羧基,低级烷基羰基(alkylcarbonyl)(例如,C1-6烷基羰基例如乙酰基或丙酰基等),低级烷氧羰基(例如,C1-6烷氧羰基例如甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基或丁氧羰基等),氨基甲酰基,氨基硫羰基,单-低级烷基氨基甲酰基(例如,单-C1-6烷基氨基甲酰基例如甲基氨基甲酰基或乙基氨基甲酰基等),二-低级烷基氨基甲酰基(例如,二-C1-6烷基氨基甲酰基例如二甲基氨基甲酰基或二乙基氨基甲酰基等),芳基氨基甲酰基(例如,C6-10芳基氨基甲酰基例如苯基氨基甲酰基或萘基氨基甲酰基等),芳基(例如,C6-10芳基例如苯基或萘基等),芳氧基(例如,C6-10芳氧基例如苯氧基或萘氧基等),杂环基团(例如,2-或3-噻吩基,2-或3-四氢噻吩基,2-或3-呋喃基,2-或3-四氢呋喃基,1-、2-或3-吡咯基,1-、2-或3-吡咯烷基,2-、4-或5-噁唑基,3-、4-或5-异噁唑基,2-、4-或5-噻唑基,3-、4-或5-异噻唑基,3-、4-或5-吡唑基,2-、3-或4-吡唑烷基,2-、4-或5-咪唑基,4-或5-1H-1,2,3-三唑基,3-或5-1,2,4-三唑基,5-1H-或5-2H-四唑基,2-、3-或4-吡啶基,2-、4-或5-嘧啶基,1-、2-或3-硫代吗啉基,1-、2-或3-吗啉基,1-、2-、3-或4-哌啶子基,2-、3-或4-哌啶基,2-、3-或4-硫代吡喃基,2-、3-或4-4H-1,4-噁嗪基,2-、3-或4-4H-1,4-噻嗪基,1,3-噻嗪基,1-或2-哌嗪基,3-、5-或6-1,2,4-三嗪基,2-1,3,5-三嗪基,3-或4-哒嗪基,2-吡嗪基等),低级烷基羰基氨基(例如,C1-6烷基羰基氨基例如乙酰氨基等),巯基,C1-6烷硫基(alkylthio)(例如C1-6烷硫基例如甲硫基等),烷基亚磺酰基(例如C1-6烷基亚磺酰基例如甲基亚磺酰基等),烷基磺酰基(例如,C1-6烷基磺酰基例如甲磺酰基等),芳硫基(例如,C6-10芳硫基例如苯硫基等),芳基亚磺酰基(例如,C6-10芳基亚磺酰基例如苯亚磺酰基等),芳基磺酰基(例如,C6-10芳基磺酰基例如苯磺酰基等),含氧(oxo)基团和硫代(thioxo)基。
酰基(例如,甲酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基、丙烯酰基、苯甲酰基等)是由含氧基团取代的一类烃基团,并且包括在“任选取代的烃基团”和“任选取代的C1-6烷基”中。
“烃基团”以及“任选取代的烃基团”的“C1-6烷基”和“任选取代的C1-6烷基”在可取代位置上可以具有1个或更多,优选1-3个上文描述的取代基。当取代基是卤素原子时,烃基团和C1-6烷基可以具有可取代的最大数目的取代基。当它们具有2个或更多取代基时,取代基是相同的或不同的。
当取代基是低级烷基、低级烷氧基、单-低级烷基氨基、二-低级烷基氨基、低级烷基羰基、低级烷氧羰基、单-低级烷基氨基甲酰基、二-低级烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳基、芳氧基、杂环基团、低级烷基羰基氨基、烷硫基、烷基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳硫基、芳基亚磺酰基、芳基磺酰基等时,取代基任选由选自下述的1-3个取代基取代卤素原子(例如氟、氯、溴、碘等),硝基,氰基,羟基,C1-4烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基(isopropyloxy)、丁氧基、异丁氧基(isobutyloxy)),芳基,含氧基团等。当取代基是芳基氨基甲酰基、芳基、芳氧基、杂环基团、C6-10芳硫基、C6-10芳基亚磺酰基、C6-10芳基磺酰基等时,取代基任选由1-3个C1-4烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等)取代。
“C1-6烷基”的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基、戊基和己基。
“C1-3烷基”(包括在C1-3烷基氨基和二C1-3烷基氨基中包含的C1-3烷基)的例子包括甲基、乙基、丙基和异丙基。
“C3-6链烯基”的例子包括1-丙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基和异丁烯基。
“C3-6炔基”的例子包括炔丙基和1-丙炔基。
“C1-3烷氧基”(包括在羟基C1-3烷氧基和C1-3烷氧羰基中包含的C1-3烷基)的例子包括甲氧基、乙氧基、丙氧基和异丙氧基。
“C1-3酰基”(包括在C1-3酰基硫代中包含的C1-3酰基)的例子包括甲酰基、乙酰基和丙酰基。
“C1-3卤烷基”的例子包括氯甲基、三氟甲基、2-溴乙基、2,2,2-三氟乙基和2,2,3,3,3-五氟丙基。
“R1和R2连同它们与之附着的氮原子一起形成任选取代的环状氨基”的“环状氨基”的例子包括1-吖丙啶基、吡咯烷、哌啶子基、吗啉代和硫代吗啉代。关于“环状氨基”的取代基的例子包括上文描述的1-3个取代基,例如C1-3烷基、C1-3烷氧基和羟基。
在由Ar表示的基团中的“芳基”的例子包括作为由R、X、R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7表示的“烃基团”的例子描述的芳基。
在由Ar表示的基团中的“杂芳基”的例子包括2-或3-噻吩基,2-或3-呋喃基,1-、2-或3-吡咯基,2-、4-或5-噁唑基,3-、4-或5-异噁唑基,2-、4-或5-噻唑基,3-、4-或5-异噻唑基,3-、4-或5-吡唑基,2-、4-或5-咪唑基,4-或5-1H-1,2,3-三唑基,3-或5-1,2,4-三唑基,5-1H-或5-2H-四唑基,2-、3-或4-吡啶基,2-、4-或5-嘧啶基,1-或2-哌嗪基,3-、5-或6-1,2,4-三嗪基,2-1,3,5-三嗪基,3-或4-哒嗪基,和2-吡嗪基。
关于“芳基”和“杂芳基”的取代基的例子包括作为由R、X、R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7表示的“任选取代的烃基团”和“任选取代的C1-6烷基”的取代基例子描述的基团。
其中l是0的通式(I)的化合物是其中喹唑啉骨架的2-位是未取代的化合物,即,通式(I-1)的化合物
其中X表示任选取代的烃基团、由NR1R2表示的基团、由OR3表示的基团、由S(O)mR4表示的基团、硝基或卤素原子, 其中R1表示氢原子或任选取代的烃基团, R2表示氢原子、任选取代的烃基团、由NR5R6表示的基团(其中R5和R6是相同的或不同的,并且表示氢原子或任选取代的C1-6烷基)或由OR7表示的基团(其中R7表示氢原子或任选取代的C1-6烷基),或R1和R2连同它们与之附着的氮原子一起形成任选取代的环状氨基, R3和R4各自表示任选取代的烃基团, m表示0-2的整数, n表示0-4的整数, 当n是2或更大时,每个X彼此相同或不同,和 Ar表示任选取代的芳基或任选取代的杂芳基。
其中l是1的通式(I)的化合物是其中喹唑啉骨架的2-位由R取代的化合物,即,通式(I-2)的化合物
其中R和X彼此相同或不同,并且表示任选取代的烃基团、由NR1R2表示的基团、由OR3表示的基团、由S(O)mR4表示的基团、硝基或卤素原子, 其中R1表示氢原子或任选取代的烃基团, R2表示氢原子、任选取代的烃基团、由NR5R6表示的基团(其中R5和R6是相同的或不同的,并且表示氢原子或任选取代的C1-6烷基)或由OR7表示的基团(其中R7表示氢原子或任选取代的C1-6烷基),或R1和R2连同它们与之附着的氮原子一起形成任选取代的环状氨基, R3和R4各自表示任选取代的烃基团, m表示0-2的整数, n表示0-4的整数, 当n是2或更大时,每个X彼此相同或不同,和 Ar表示任选取代的芳基或任选取代的杂芳基。
化合物(I)可以是上文描述的“农业上可接受的盐”的形式。
当化合物(I)具有一个或多个不对称中心时,化合物包括2种或更多立体异构体(例如,对映体、非对映体等)。本发明的化合物包括所有立体异构体和2种或更多立体异构体的混合物。
当化合物(I)具有基于双键等的几何异构现象时,化合物(I)包括2种或更多几何异构体(例如,E/Z或反式/顺式异构体、S-反式/S-顺式异构体等)。化合物(I)包括所有几何异构体和2种或更多几何异构体的混合物。
化合物(I)的优选例子包括下述化合物。
(1)通式(I)的化合物,其中l是1,和R是任选取代的烃基团。
(2)通式(I)的化合物,其中1是1,和R是任选由一个或多个卤素原子或一种或多种含氧基团取代的C1-3烷基。
(3)通式(I)的化合物,其中任选取代的烃基团是任选由一个或多个卤素原子或一种或多种含氧基团取代的C1-3烷基。
(4)通式(I)的化合物,其中l是1,和R是由NR1R2表示的基团。
(5)上文(4)的化合物,其中R1表示氢原子或C1-3烷基,R2表示氢原子、氨基、C1-3烷基氨基、二C1-3烷基氨基、脒基、C1-3烷氧基、苯基、C1-3酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中苯基任选由1-3个相同的或不同的C1-3烷基取代,并且苯基、酰基、烷基、链烯基和炔基任选由1-3个相同的或不同的选自下述的取代基取代卤素原子、羟基、C1-3烷氧基、羟基C1-3烷氧基、羧基、C1-3烷氧羰基、氨基甲酰基、氨基、C1-3烷基氨基、二C1-3烷基氨基、巯基、C1-3酰基硫代、氰基、呋喃基和四氢呋喃基,或者R1和R2连同它们与之附着的氮原子一起形成吡咯烷基、哌啶子基或吗啉代基; (6)上文(4)的化合物,其中R1表示氢原子,R2表示氢原子、甲酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中烷基、链烯基和炔基任选由选自下述的一个或多个取代基取代羟基、甲氧基、甲氧羰基、乙氧羰基、氰基和呋喃基。
(7)通式(I)的化合物,其中l是1,和R是由OR3表示的基团。
(8)上文(7)的化合物,其中R3是任选由氨基取代的C1-3烷基。
(9)通式(I)的化合物,其中l是1,和R是由S(O)mR4表示的基团。
(10)上文(9)的化合物,其中R4是任选由氨基或羟基取代的C1-3烷基,和m是0。
(11)通式(I)的化合物,其中l是1,和R是卤素原子。
(12)上文(11)的化合物,其中卤素原子是氯原子。
(13)通式(I)的化合物,其中n是1-2,和X是C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤烷基、氰基、卤素原子或硝基。
(14)上文(13)的化合物,其中X是氯原子、溴原子或硝基,和X在6-位和/或8-位上被取代。
(15)通式(I)的化合物,其中Ar是任选由一个或多个卤素原子或一个或多个C1-3烷基取代的苯基。
化合物(I)包括已知化合物,并且可以通过已知方法或与其类似的方法进行制备。
例如,根据下述生产过程1,通过使化合物(II)与三氯氧化磷加热可以制备化合物(Ia),其中l是1和R是氯原子。
文件例子JP-A 62-145073 生产过程1
其中符号如上定义。
反应可以在不会不利地影响反应的溶剂中进行,并且通常在不存在溶剂的情况下,且使用过量三氯氧化磷(基于化合物(II)的5当量-30当量)进行。反应温度通常为80-200℃、优选90℃至回流温度(105℃)。反应时间通常为0.1-96小时、优选0.5-5小时、更优选0.5-2小时。当反应即使在回流下也进展缓慢时,反应也可以加热至约200℃,并且在抗压密闭容器中进行加压(例如,在1.1-100大气压下)。
根据下述生产过程2,通过使化合物(III)与化合物(IV)反应可以制备化合物(Ib),其中l是1和R是除卤素原子外的基团Ra。
文件例子Journal of the Chemical Society of Japan,1973,p1944;JP-A 58-88369 生产过程2
其中Y表示离去基团(例如,卤素原子例如氟、氯、溴或碘;烷基或芳烃-磺酰氧(sulfonyloxy)基,例如甲磺酰氧基、苯磺酰氧基或对甲苯磺酰氧基;烷基、芳烃或芳烷基(arenealkane)-磺酰基,例如甲磺酰基、苯磺酰基或苯甲磺酰基(phenylmethanesulfonyl)等);Ra具有与R的那种相同的含义,前提是Ra不是卤素原子;和其他符号如上定义。
反应可以使用或不使用溶剂来进行。溶剂的例子包括脂族烃例如戊烷、己烷、庚烷、石油醚或环己烷;酯例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯或丙酸乙酯;酮例如丙酮或甲基乙基甲酮;醚例如二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二丁醚、四氢呋喃或二噁烷;醇例如甲醇、乙醇或异丙醇;腈例如乙腈或丙腈;酰胺例如二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺;环酰胺例如1-甲基-2-吡咯烷酮;磷酰胺例如六甲基磷酰胺;环状尿素例如1,3-二甲基-2-咪唑啉酮;亚砜例如二甲基亚砜;砜例如环丁砜;卤代烃例如二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷或四氯化碳;芳族胺例如吡啶、甲基吡啶、二甲基吡啶或喹啉;其混合物、水、以及溶剂和水的混合物。
当使用溶剂和水的混合物并且反应不是均相反应系统时,可以使用相转移催化剂(例如,季铵盐例如苄基三乙基氯化铵或苄基三乙基溴化铵、冠醚例如18-冠-6等)。
碱的例子包括碱金属醇化物例如乙醇钠、甲醇钠或叔丁醇钾;有机碱例如吡啶、甲基吡啶、二甲基吡啶、喹啉、三乙胺、二异丙基乙胺、4-二甲基氨基吡啶或N,N-二甲基苯胺;无机碱例如碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾;金属氢化物例如氢化锂、氢化钠或氢化钾;和有机锂试剂例如丁基锂或二异丙基氨基锂。
待使用的碱量无具体限制,只要它不会不利地影响反应。大量过量的碱也可以用作溶剂。
当化合物(IV)是胺时,过量的化合物(IV)也可以用作碱和溶剂。
反应温度通常为-50至200℃、优选室温至150℃。反应时间通常为0.1-96小时、优选0.1-72小时、更优选0.1-24小时。
当化合物(IV)是低沸点化合物例如氨、甲胺或乙胺时,或当反应进展缓慢时,反应也可以加热至约40-150℃的温度,并且在抗压密闭容器中进行加压(例如,在1.1-100大气压下)。
化合物(II)包括已知化合物,并且可以通过已知方法或与其类似的方法进行制备。
例如,根据下述参考生产过程1,通过使化合物(V)与化合物(VI)和氯碳酸甲酯反应可以制备化合物(II)。
文件例子Tetrahedron 42,3697(1986) 参考生产过程1
其中Z表示卤素原子例如氯、溴或碘,和其他符号如上定义。
在这个反应中,首先,使化合物(V)与化合物(VI)反应。通常使用溶剂。溶剂的例子包括脂族烃例如戊烷、己烷、庚烷或石油醚;芳族烃例如苯、甲苯或二甲苯;醚例如二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二丁醚、四氢呋喃或二噁烷,以及其中2种或更多的混合物。
化合物(VI)通常以基于化合物(V)1-5当量、优选2-2.5当量的量使用。
在这个阶段时,反应温度通常为40-100℃、优选50-70℃。
反应时间通常为0.2-96小时、优选0.5-24小时、更优选1-3小时。
接下来,将氯碳酸甲酯加入反应系统中。氯碳酸甲酯通常以基于化合物(V)1-5当量、优选1-2当量的量使用。在这个阶段时,优选在冷却至0-20℃的温度后加入氯碳酸甲酯,随后加热。加热后的反应温度通常为40-200℃、优选50-70℃。总反应时间通常为0.2-96小时、优选0.5-10小时、更优选约1-3小时。
根据下述参考生产过程2,通过使化合物(VII)与三氯乙酰氯反应产生化合物(VIII),并且使化合物(VIII)与氨或氨和弱酸性物质的盐反应,也可以制备化合物(II)。
文件例子Chem.Pharm.Bull.,26,1633(1978) 参考生产过程2
其中符号如上定义。
在第一个反应中,在碱的存在下,使三氯乙酰氯与化合物(VII)反应。反应可以在不存在溶剂的情况下进行,并且通常在溶剂的存在下进行。溶剂的例子包括在生产例子2中描述的脂族烃、芳族烃、酯、酮、醚、腈、酰胺、环酰胺、磷酰胺、环状尿素、亚砜、砜、卤代烃、及其混合物。碱的例子包括在生产例子2中描述的碱。在这些碱中,有机碱或无机碱是优选的,并且通常使用三乙胺。
反应温度通常为-50至100℃、优选0至20℃。反应时间通常为约0.1-96小时、优选0.2-5小时、更优选0.5-3小时。
在第二个反应中,使第一个反应中制备的化合物(VIII)与氨或在系统中产生的氨的化合物反应。化合物的例子包括氨与弱酸性物质的盐,例如碳酸铵、甲酸铵或乙酸铵。在反应中,通常使用如在生产例子2中描述的溶剂。溶剂的优选例子包括酰胺、环酰胺、磷酰胺、环状尿素、亚砜和砜。
反应温度通常为20-200℃、优选50-120℃。
反应时间通常为0.2-96小时、优选0.5-10小时、更优选1-5小时。
化合物(III)包括已知化合物,并且可以通过已知方法或与其类似的方法进行制备。
例如,其中Y是氯原子的化合物(III)是包括在化合物(I)中的化合物(Ia),并且可以通过上文描述的方法进行制备。
化合物(IV)、化合物(V)、化合物(VI)和化合物(VII)是通常已知的化合物,并且是商购可得的或可以通过已知生产方法进行制备。特别地,化合物(VI)是称为格利雅(Grignard)试剂的化合物。化合物(VI)可以是商购可得的产物,或可以通过已知生产过程进行制备,且然后无需分离和纯化就这样使用。
通过上文描述的生产过程1、2和参考生产过程1、2制备的化合物可以通过已知方法进行分离和纯化,例如浓缩、在减压下浓缩、萃取、溶解、结晶、再结晶或层析。
由通式(XI)表示的化合物(在下文中有时称为化合物(XI))或其农业上可接受的盐也可以用作植物生长调节剂的活性成分。在2-位上具有取代的氨基的某一喹唑啉化合物是已知的(WO 2005/042501小册子)。
本发明由通式(XI)表示的化合物(在下文中有时称为化合物(XI))中由R11表示的“C1-6烷基”的例子,包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、3-甲基丁基和己基。“C3-6链烯基”的例子包括烯丙基、2-丁烯基、3-丁烯基和3-甲基-2-丁烯基。“C3-6炔基”的例子包括炔丙基、2-丁炔基和3-戊炔基。“C4-6烷基”的例子包括丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、3-甲基丁基和己基。“C1-3烷氧羰基甲基”的例子包括甲氧羰基甲基、乙氧羰基甲基、丙氧羰基甲基和异丙氧羰基甲基。“C1-3烷氧基C1-3烷基”的例子包括2-甲氧乙基、3-甲氧丙基、3-甲氧丙基、2-乙氧乙基和3-乙氧丙基。
上文描述的“C1-6烷基”、“C3-6链烯基”、“C3-6炔基”和“C4-6烷基”在可取代位置上可以具有一个或多个取代基,优选选自下述的1-3个取代基羟基、C1-3烷氧基、C1-3烷氧羰基、氰基、2-呋喃基和2-四氢呋喃基。当取代基的数目是2或更大时,取代基可以是相同的或不同的。
作为取代基的例子描述的“C1-3烷氧基”的例子包括甲氧基、乙氧基、丙氧基和异丙氧基。“C1-3烷氧羰基”的例子包括甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基和异丙氧羰基。
化合物(XI)可以形成酸加成盐。酸加成盐的例子包括无机酸盐例如氢氯化物、氢溴化物、氢碘化物、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐或高氯酸盐;和有机酸盐例如甲酸盐、乙酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、草酸盐、琥珀酸盐、苯甲酸盐、苦味酸盐、甲磺酸盐或对甲苯磺酸盐。
当化合物(XI)具有酸性基团例如羧基、酚式羟基或活性亚甲基时,可以形成的盐的例子包括金属盐例如碱金属盐(锂盐、钠盐、钾盐等)和碱土金属盐(镁盐、钙盐、钡盐等);铵盐;和利用有机碱(例如二甲胺、三乙胺、哌嗪、吡咯烷、哌啶、2-苯基乙胺、苄胺、乙醇胺、二乙醇胺、吡啶、可力丁等)的加成盐。
因此,化合物(XI)可以为如上所述的农业上可接受的盐的形式。
当化合物(XI)具有一个或多个不对称中心时,化合物包括2种或更多立体异构体(例如,对映体、非对映体等)。本发明的化合物包括所有立体异构体和2种或更多立体异构体的混合物。
当化合物(XI)具有基于双键等的几何异构现象时,化合物(XI)包括2种或更多几何异构体(例如,E/Z或反式/顺式异构体、S-反式/S-顺式异构体等)。化合物(XI)包括所有几何异构体和2种或更多几何异构体的混合物。
其中m是1-3的整数和n是0的通式(XI)的化合物是其中喹唑啉骨架的6-位是未取代的化合物,即,通式(XI-1)的化合物
其中Ph表示苯基,R11表示氢原子、甲酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,并且烷基、链烯基和炔基任选由选自下述的至少一种取代基取代羟基、C1-3烷氧基、C1-3烷氧羰基、氰基、2-呋喃基和2-四氢呋喃基, m′表示1-3的整数, X1表示氯原子、溴原子、三氟甲基、氰基或硝基, 当m′是2或更大时,每个X1彼此相同或不同, 前提是当m′是1、X1是氯原子、和R11表示甲基时,X1是8-氯原子。
其中n是1的通式(XI)的化合物是其中喹唑啉骨架的6-位由X2取代的化合物,即,通式(XI-2)的化合物
其中Ph表示苯基,R11表示氢原子、甲酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,并且烷基、链烯基和炔基任选由选自下述的至少一种取代基取代羟基、C1-3烷氧基、C1-3烷氧羰基、氰基、2-呋喃基和2-四氢呋喃基, m表示0-3的整数, X1和X2可以是相同的或不同的,并且表示氯原子、溴原子、三氟甲基、氰基或硝基, 当m是2或更大时,每个X1彼此相同或不同, 前提是当下述条件(1)-(3)中的任何一个满足时,m表示1-3的整数 (1)X2是氯原子,和R11是选自氢原子、甲基、2-羟乙基、3-羟丙基、2,2-二甲氧基乙基和氰甲基的基团, (2)X2是溴原子,和R11选自2-羟乙基、3-羟丙基和2-甲氧乙基,和 (3)X2是硝基,和R11是3-羟丙基。
化合物(XI)的优选例子包括下述化合物。
(1)通式(XI)的化合物,其中R11是氢原子、甲酰基、甲基、乙基、2-羟乙基、3-羟丙基、2-甲氧乙基、糠基、甲氧羰基甲基或乙氧羰基甲基,m是0,n是1,和X2是氯原子或硝基。
(2)通式(XI)的化合物,其中R11是氢原子、甲酰基、甲基、乙基、2-羟乙基、2-甲氧乙基、糠基、甲氧羰基甲基或乙氧羰基甲基,m是1,n是1,X1是8-氯原子,和X2是氯原子或硝基。
(3)通式(XI)的化合物,其中m是1-3的整数,和n是0。
(4)通式(XI)的化合物,其中R11是甲酰基、C4-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中烷基、链烯基和炔基任选由一个或多个羟基或一个或多个C1-3烷氧基取代,或R11是C1-3烷氧羰基甲基、C1-3烷氧基C1-3烷基或糠基,m是0,n是1,和X2是氯原子。
(5)通式(XI)的化合物,其中n是1。
(6)通式(XI)的化合物,其中m是1-3,和n是1。
(7)通式(XI)的化合物,其中R11是C1-3烷氧羰基甲基或糠基。
(8)通式(XI)的化合物,其中n是1,和X2是三氟甲基或氰基。
化合物(XI)是新物质,并且可以根据下述生产过程11,通过使化合物(XII)与化合物(XIII)反应进行制备。
生产过程11
其中Y表示离去基团(例如,卤素原子例如氟、氯、溴或碘;烷基或芳烃-磺酰氧基,例如甲磺酰氧基、苯磺酰氧基或对甲苯磺酰氧基;或烷基、芳烃或芳烷基-磺酰基,例如甲磺酰基、苯磺酰基或苯甲磺酰基等),和其他符号如上定义。
反应可以使用或不使用溶剂来进行。溶剂的例子包括脂族烃例如戊烷、己烷、庚烷、石油醚或环己烷;酯例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯或丙酸乙酯;酮例如丙酮或甲基乙基甲酮;醚例如二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二丁醚、四氢呋喃或二噁烷;醇例如甲醇、乙醇或异丙醇;腈例如乙腈或丙腈;酰胺例如二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺;环酰胺例如1-甲基-2-吡咯烷酮;磷酰胺例如六甲基磷酰胺;环状尿素例如1,3-二甲基-2-咪唑啉酮;亚砜例如二甲基亚砜;砜例如环丁砜;卤代烃例如二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷或四氯化碳;芳族胺例如吡啶、甲基吡啶、二甲基吡啶或喹啉;其混合物、水、以及溶剂和水的混合物。
当使用溶剂和水的混合物并且反应不是均相系统时,可以使用相转移催化剂(例如,季铵盐例如苄基三乙基氯化铵或苄基三乙基溴化铵、冠醚例如18-冠-6等)。
碱的例子包括碱金属醇化物例如乙醇钠、甲醇钠或叔丁醇钾;有机碱例如吡啶、甲基吡啶、二甲基吡啶、喹啉、三乙胺、二异丙基乙胺、4-二甲基氨基吡啶或N,N-二甲基苯胺;无机碱例如碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾;金属氢化物例如氢化锂、氢化钠或氢化钾;和有机锂试剂例如丁基锂或二异丙基氨基锂。
待使用的碱量无具体限制,只要它不会不利地影响反应。大量过量的碱也可以用作溶剂。
当化合物(XIII)是胺时,过量的化合物(XIII)也可以用作碱和溶剂。
反应温度通常为-50至200℃、优选室温至150℃。反应时间通常为0.1-96小时、优选0.1-72小时、更优选0.1-24小时。
当化合物(XIII)是低沸点化合物例如氨、甲胺或乙胺时,或当反应进展缓慢时,反应也可以加热至约40-150℃的温度,并且在抗压密闭容器中进行加压(例如,在1.1-100大气压下)。
化合物(XII)包括已知化合物,并且可以通过已知方法或与其类似的方法进行制备。例如,根据下述参考生产过程11,通过使化合物(XIV)与三氯氧化磷反应可以制备化合物(XIIa),其中Y是氯原子。
文件例子JP-A 62-145073 参考生产过程11
其中符号如上定义。
反应可以在不会不利地影响反应的溶剂中进行,并且通常在不存在溶剂的情况下,且使用过量三氯氧化磷(基于化合物(XIV)的5当量-30当量)进行。
反应温度通常为80-200℃、优选90℃至回流温度(105℃)。
反应时间通常为0.1-96小时、优选0.5-5小时、更优选0.5-2小时。当反应即使在回流下也进展缓慢时,反应也可以加热至约200℃的温度,并且在抗压密闭容器中进行加压(例如,在1.1-100大气压下)。
化合物(XIV)包括已知化合物,并且可以通过已知方法或与其类似的方法进行制备。例如,根据下述参考生产过程12,通过使化合物(XV)与化合物(XVI)和氯碳酸甲酯反应可以制备化合物(XIV)。
文件例子Tetrahedron 42,3697(1986) 参考生产过程12
其中Z表示卤素原子例如氯、溴或碘,和其他符号如上定义。
在这个反应中,首先,使化合物(XV)与化合物(XVI)反应。通常使用溶剂,并且溶剂的例子包括脂族烃例如戊烷、己烷、庚烷或石油醚;芳族烃例如苯、甲苯或二甲苯;醚例如二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二丁醚、四氢呋喃或二噁烷,以及其中2种或更多的混合物。
化合物(XVI)通常以基于化合物(XV)1-5当量、优选2-2.5当量的量使用。
反应温度通常为40-100℃、优选50-70℃。
反应时间通常为0.2-96小时、优选0.5-24小时、更优选1-3小时。
接下来,将氯碳酸甲酯加入反应系统中。氯碳酸甲酯通常以基于化合物(XV)1-5当量、优选1-2当量的量使用。在这个阶段时,优选在冷却至0-20℃的温度后加入氯碳酸甲酯,随后加热。加热后的反应温度通常为40-200℃、优选50-70℃。总反应时间通常为0.2-96小时、优选0.5-10小时、更优选约1-3小时。
根据下述参考生产过程13,通过使化合物(XVII)与三氯乙酰氯反应产生化合物(XVIII),并且使化合物(XVIII)与氨或氨的弱酸性物质反应,也可以制备化合物(XIV)。
文件例子Chem.Pharm.Bull.,26,1633(1978) 参考生产过程13
其中符号如上定义。
在第一个反应中,在碱的存在下,使三氯乙酰氯与化合物(XVII)反应。反应可以在不存在溶剂的情况下进行,并且通常在溶剂的存在下进行。溶剂的例子包括在生产例子11中描述的脂族烃、芳族烃、酯、酮、醚、腈、酰胺、环酰胺、磷酰胺、环状尿素、亚砜、砜、卤代烃、及其混合物。
碱的例子包括在生产例子11中描述的碱。在这些碱中,有机碱或无机碱是优选的,并且通常使用三乙胺。
反应温度通常为-50至100℃、优选0至20℃。
反应时间通常为约0.1-96小时、优选0.2-5小时、更优选0.5-3小时。
在第二个反应中,使第一个反应中制备的化合物(XVIII)与氨或在系统中产生的氨的化合物反应。化合物的例子包括氨与弱酸性物质的盐,例如碳酸铵、甲酸铵或乙酸铵。在反应中,通常使用如在生产例子11中描述的溶剂。溶剂的优选例子包括酰胺、环酰胺、磷酰胺、环状尿素、亚砜和砜。
反应温度通常为20-200℃、优选50-120℃。
反应时间通常为0.2-96小时、优选0.5-10小时、更优选1-5小时。
化合物(XIII)、化合物(XV)、化合物(XVI)和化合物(XVII)是通常已知的化合物,并且是商购可得的或可以通过已知生产方法进行制备。
特别地,化合物(XVI)是称为格利雅试剂的化合物。化合物(XVI)可以是商购可得的产物,或可以通过已知生产过程进行制备,且然后无需分离和纯化就这样使用。
通过生产过程11以及参考生产过程11、12和13制备的化合物可以通过已知方法进行分离和纯化,例如浓缩、在减压下浓缩、萃取、溶解、结晶、再结晶或层析。
在本发明中植物的生长通常通过将有效量的植物生长调节剂应用于植物或植物的生境得到调节。
当本发明的植物生长调节剂用于农业和林业时,应用量通常为0.01-1,000g/1000m2。当本发明的植物生长调节剂是可乳化的浓缩物、可湿性粉末、可流动制剂或微胶囊的形式时,它通常在用水稀释后喷射,以便具有0.001-10,000ppm的活性成分浓度。当本发明的植物生长调节剂是粉末或颗粒的形式时,它通常就这样应用。
为了促进植物在耕地的土壤中的根生长,土壤可以直接用本发明的这样配制的植物生长调节剂或用植物生长调节剂的稀释物进行处理。此外,植物生长调节剂可以配制为以片或线形式的树脂制剂。树脂制剂可以通过缠绕在植物周围、在植物附近伸展、铺设在植物底部(plant feet)处的土壤表面上等进行应用。本发明的植物生长调节剂也可以通过叶处理或芽的处理进行使用。种植前的苗床(seedbed)或种植穴或种植中的植物底部也可以用本发明的植物生长调节剂进行处理。靶植物用植物生长调节剂处理1次或多次。
当本发明的植物生长调节剂用于植物体的叶处理或土壤处理时,应用量可以依赖于制剂类型、时间控制、应用方法和场所以及靶植物而变,并且通常为0.1-10,000g/公顷。当植物生长调节剂作为利用水的稀释物使用时,植物生长调节剂的浓度可以依赖于制剂类型、时间控制、应用方法和场所以及靶植物而变,并且通常为0.001-10,000ppm、优选0.01-1,000ppm。
本发明的植物生长调节剂也可以用于在移植前处理植物。当本发明的植物生长调节剂在移植前直接吸收到植物内时,植物的根部分或全部可以浸入0.001ppm-10,000ppm浓度的植物生长调节剂的溶液或悬浮液中。
靶植物的种子可以用本发明的植物生长调节剂的制剂直接进行处理。此种处理方法的例子包括包含将植物种子浸入本发明的植物生长调节剂中的方法,所述植物生长调节剂如此制备,从而使得活性成分的浓度可以是1-10,000ppm,包含用本发明的植物生长调节剂喷射或包被植物种子的方法,所述植物生长调节剂如此制备,从而使得活性成分的浓度可以是1-10,000ppm,以及包含用本发明的植物生长调节剂的粉末包被植物种子的方法。
本发明的植物生长调节剂可以与水培培养基混合用于水培,或可以用作培养基组分之一用于组织培养。当本发明的植物生长调节剂用于水培时,植物生长调节剂可以以0.001ppm-10,000ppm的浓度溶解或悬浮于水培培养基,例如Enshi中。当本发明的植物生长调节剂用于组织培养或细胞培养时,植物生长调节剂可以以0.001ppm-10,000ppm的浓度溶解或悬浮于照常例使用的植物组织培养培养基,例如MS培养基中。在这种情况下,作为碳源的糖和各种植物激素可以照常例加入培养基中。
本发明的植物生长调节剂也可以与杀真菌剂、杀虫剂、杀螨剂、杀线虫剂、除草剂、植物生长调节剂和/或肥料组合使用。
它们的应用量和应用浓度可以依赖于制剂类型、时间控制、应用场所和方法、植物种类和预期作用而变,并且因此,它们可以增加或减少而无上文范围的限制。
在如上所述的植物生长调节方法中,可以使用植物生长调节剂。
还可能指定具有促进植物根生长的能力的物质,所述能力通过用于检测测试物质促进植物根生长的能力的方法评价,所述方法包括第一个步骤和第二个步骤,其中使用选自组A的细胞分裂素受体,然后使具有促进植物根生长的能力的指定物质与植物接触,以促进植物根的生长。用于使具有促进植物根生长的能力的指定物质与植物接触的方法,包括如上所述的配制方法和应用方法。
通过在稻的直播培养后促进根的生长,本发明的植物生长调节剂可以用于改善幼苗确立和改善土壤中的生根率的目的。本发明的植物生长调节剂也可以用于稻幼苗在育苗箱中栽培后促进根生长的目的。本发明的植物生长调节剂也可以用于改善根膨大以及高尔夫球场的绿色植物的抗热性和抗旱性的目的。在农作物例如大豆、玉米和小麦的情况下,本发明的植物生长调节剂可以用于改善根膨大、在早期阶段时通过幼苗确立改善生产率或减少除草剂的应用量的目的。在番茄、胡椒等培养的情况下,本发明的植物生长调节剂可以用于在移植后改善土壤中的生根率的目的。在蔬菜幼苗生产的情况下,本发明的植物生长调节剂的使用可以预期导致均匀的幼苗确立和因此机械移植效率中的改善。
本发明的植物生长调节剂可以用于控制植物的顶端优势。例如,本发明的植物生长调节剂可以用于抑制烟草、玫瑰等的腋芽生长。本发明的植物生长调节剂可以控制水果作物、有花植物等的花芽形成,并且因此可以用作疏花剂。本发明的植物生长调节剂也可以增加花芽,并且因此可以达到水果作物产量中的增加或有花植物品质中的改善。本发明的植物生长调节剂也可以抑制水果作物的分枝生长以减少分枝数目,或可以促进水果作物的分枝生长以增加分枝数目,并且因此它可以用于控制树体的生长。
本发明的植物生长调节剂可以用于组织培养技术,例如去分化成愈伤组织或由愈伤组织再分化。例如,本发明的植物生长调节剂可以用于促进来自植物组织的愈伤组织形成。本发明的植物生长调节剂也可以用于改善来自大豆等的不定胚的再分化效率。
本发明的植物生长调节剂可以用于控制植物的老化。例如,本发明的植物生长调节剂可以用于抑制有花植物的老化,并且改善有花植物切花的维持,所述有花植物例如康乃馨。本发明的植物生长调节剂也可以用于抑制果实的成熟。本发明的植物生长调节剂也可以预防水稻幼苗叶的老化,并且因此可以生长良好的幼苗。植物例如棉花可以在收割前用本发明的植物生长调节剂进行处理,以促进叶的老化。
由上文组B中显示的氨基酸序列组成的植物衍生的细胞分裂素受体可以用作研究工具。例如,它可以用作研究工具用于执行研究,例如如上所述的就促进植物根生长的能力的测试,或搜索具有控制植物的生长或分化的能力的化学物质。细胞分裂素受体也可以在用于分析药物的作用机制的研究中用作研究工具,所述药物作用于细胞分裂素受体。
编码组B中显示的氨基酸序列的多核苷酸和具有与其互补的核苷酸序列的多核苷酸,编码组B中显示的氨基酸序列的多核苷酸的部分核苷酸序列或具有与部分核苷酸序列互补的核苷酸序列的多核苷酸,以及包含SEQ ID NO3或4的核苷酸序列的多肽也可以用作研究工具。例如,它们的部分可以起多核苷酸的作用以在如上所述的细胞分裂素受体的生产过程中使用。它们的部分也可以用作重要的研究工具,用于使用PCR获得多核苷酸组B中显示的多核苷酸,或使用杂交获得多核苷酸组B中显示的多核苷酸,如上所述。
当执行植物生长调节剂的筛选时,它们可以在实验中用作测试工具用于筛选。具体地,它们可以在如上所述的就促进植物根生长的能力的测试,和搜索具有控制植物的生长或分化的能力的化学物质的实验中用作测试工具。
本发明进一步包括这样的系统(在下文中有时称为本发明的系统),其包括用于输入、储存且管理关于测试物质的活性(或细胞内信号传导的存在或不存在或其量)的数据信息的装置(在下文中有时称为装置a),所述测试物质用于抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导,用于基于所需条件查询且搜索数据信息的装置(在下文中有时称为装置b),和用于显示且输出所查询和搜索的数据的装置(在下文中有时称为装置c)。
首先,描述装置a。如上所述,装置a是这样的装置,其输入测试物质活性的数据信息,所述测试物质用于抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导,随后储存且管理输入信息。此种信息通过输入装置1进行输入,并且通常存储在存储装置2中。输入装置包括能够输入信息的装置,例如键盘或鼠标。当信息的输入、储存和管理完成时,信息进展至后续装置b。在信息的储存和管理中,大量数据可以有效地储存和管理,这通过下述实现,使用硬件例如计算机和软件例如OS和数据库输入具有数据结构的信息,并且将信息储存在正确的储存设备中,例如计算机可读记录介质例如软盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM或硬盘。
描述装置b。如上所述,装置b是基于用于获得所需结果的条件查询且搜索由装置a储存且管理的数据信息的装置。当用于查询和研究的条件通过输入装置1进行输入,并且对应于条件的信息通常选自储存装置2中储存的信息时,信息进展至后续装置c。所选择的结果通常储存在储存装置2中,并且可以通过显示和输出装置3进行显示。
描述装置c。如上所述,装置c是显示且输出所查询且搜索的结果的装置。显示和输出装置3包括显示器和打印机,并且结果可以显示在计算机的显示装置上,或通过打印输出在纸上。
实施例 在下文中,本发明将通过实施例进行详细描述,但本发明并不限于实施例。
在本发明中使用的化合物(I)将通过合成实施例和参考合成实施例更具体地进行描述,但化合物(I)并不限于这些实施例。
在合成实施例和参考合成实施例中,“室温”通常意指10-30℃。“1HNMR”意指质子磁共振谱。使用四甲基硅烷作为内部标准,用由JEOLLtd.制造的分光计(400MHz)Model JNM-AL400进行测量,并且化学位移(δ)表示为ppm。“Mp”意指熔点,并且用熔点计Model Mettler FP61进行测量。
在下述合成实施例、参考合成实施例和表3-7中使用的缩写具有下述含义。CDCl3氘化氯仿,DMSO-d6氘化二甲基亚砜,s单峰,d双峰,t三重峰,q四重峰,dd双双峰,m多重峰,br宽,J偶合常数,Me甲基,Et乙基,Pr丙基,i-Pr异丙基,t-Bu叔丁基,Ph苯基,Ac乙酰基,THF四氢呋喃,DMFN,N-二甲基甲酰胺,DMSO二甲基亚砜和MTBE甲基叔丁基醚 合成实施例1(2,8-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-11)的制备) 向1.24g 8-氯-4-苯基-2(1H)-喹唑啉酮(quinazolinone)(化合物编号II-11)中加入6.65g三氯氧化磷,随后于95℃搅拌1小时。将所得到的反应溶液倾入200ml冰水中,然后加入碳酸氢钠,从而将pH调整至9。随后,通过过滤收集沉淀的晶体。所收集的产物由乙醇进行再结晶,以获得1.07g标题化合物。Mp.154.4.℃.1H NMR(CDCl3)7.52-7.65(4H,m),7.76-7.80(2H,m),8.02-8.08(2H,m)。
合成实施例2(2-氨基-6,8-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic12-4)的制备) 在抗压反应容器中,使300mg 2,6,8-三氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-12)、30g 28%氨水溶液和6ml乙腈的混合物于105℃反应1.5小时。使所得到的反应溶液冷却,且然后倾入100ml水中。用60ml乙酸乙酯萃取混合物,并且使所产生的萃取液浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(氯仿)进行纯化,以获得230mg标题化合物。Mp.212.7℃.1H NMR(CDCl3)5.56(2H,br.s),7.54-7.60(3H,m),7.63-7.68(2H,m),7.74(1H,d,J=2.3Hz),7.79(1H,d,J=2.3Hz)。
合成实施例3(6-氯-2-糠基氨基-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-16)的制备) 使275mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-3)和486mg糠胺的混合物于85℃搅拌40分钟,且然后倾入50ml水中。用乙酸乙酯萃取混合物,并且用水洗涤所产生的萃取液,然后进行浓缩。所得到的残渣由乙醇进行再结晶,以获得280mg标题化合物。Mp.142.0℃.1H NMR(CDCl3)4.77(2H,d,J=5.6Hz),5.70(1H,br.t,J=5.6Hz),6.29-6.32(2H,m),7.36(1H,dd,J=1.8,0.9Hz),7.53-7.70(7H,m),7.78(1H,d,J=2.2Hz)。
合成实施例4(6-氯-2-乙氧羰基甲氨基-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-33)的制备) 向550mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-3)和419mg甘氨酸乙酯氢氯化物中加入3ml DMF和607mg三乙胺,随后于85℃搅拌5.5小时。将所得到的反应溶液倾入100ml水中,并且用乙酸乙酯进行萃取。使萃取液浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(己烷∶乙酸乙酯=6∶1至3∶1)进行纯化,以获得503mg标题化合物。Mp.146.1℃.1H NMR(CDCl3)1.30(3H,t,J=7.2Hz),4.25(2H,q,J=7.2Hz),4.31(2H,d,J=5.2Hz),5.97(1H,br.s),7.54-7.63(5H,m),7.67-7.70(2H,m),7.79(1H,s)。
合成实施例5(6-氯-2-甲氧氨基-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-32)的制备) 在室温下向275mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-3)、10ml乙腈和334mg甲氧胺氢氯化物的混合物中逐滴加入506mg三乙胺,以获得混合物。将混合物装入由不锈钢制成的抗压反应容器中,并且使反应于105℃进行3.5小时。冷却后,将反应溶液倾入100ml水中。用乙酸乙酯萃取混合物,并且用水洗涤所产生的萃取液,然后进行浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(己烷∶乙酸乙酯=3∶1)进行纯化,以获得156mg粗晶体。粗晶体由乙酸乙酯进行再结晶,以获得55mg标题化合物。Mp.173.9℃.1H NMR(CDCl3)3.98(3H,s),7.47-7.72(6H,m),7.87(1H,d,J=9.0Hz),7.89(1H,d,J=2.2Hz),8.03(1H,br.s)。
合成实施例6(6-氯-2-(2-羟乙基硫代)-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ie3-1)的制备) 向86mg 2-巯基乙醇溶于DMF(7.5ml)的溶液中加入44mg氢化钠(60%),随后在室温下搅拌30分钟。向反应混合物中加入275mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-3),随后在室温下搅拌2小时。将反应溶液倾入100ml水中,并且用乙酸乙酯进行萃取。使所产生的萃取液浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(乙酸乙酯∶己烷=1∶5)进行纯化,以获得266mg标题化合物。Mp.124.4℃.1H NMR(CDCl3)3.50(2H,t,J=5.5Hz),3.64(1H,br.t),4.07(2H,q-样,J=5.5Hz),7.57-7.61(3H,m),7.71-7.74(2H,m),7.77(1H,dd,J=8.9,2.3Hz),7.85(1H,d,J=8.9Hz),7.97(1H,d,J=2.3Hz)。
合成实施例7(6-氯-2-甲酰胺基-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-35)的制备) 向54mg无水甲酰胺溶于DMF(5ml)的溶液中加入48mg氢化钠(60%),随后在室温下搅拌30分钟。向反应混合物中加入275mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-3),随后加温至85℃且进一步搅拌3小时。将所得到的反应溶液倾入100ml水中,并且用乙酸乙酯进行萃取。使萃取液浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(乙酸乙酯∶己烷=1∶3)进行纯化,以获得64mg标题化合物。Mp.252.1℃.1H NMR7.59-7.66(3H,m),7.72-7.81(3H,m),7.88(1H,d,J=8.8Hz),8.02(1H,d,J=2.0Hz),8.37(1H,br.d,J=10.4Hz),9.71(1H,d,J=10.4Hz)。
合成实施例8(6-氯-2-(1-甲肼基)-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-27)的制备) 使275mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-3)和461mg单甲肼的混合物于85℃搅拌30分钟。使所得到的反应产物冷却,并且向其中加入200ml水。通过过滤收集沉淀的晶体,并且所收集的产物通过柱层析(乙酸乙酯)进行纯化,以获得225mg标题化合物。Mp.155.9℃.1H NMR(CDCl3)3.52(3H,s),4.65(2H,s),7.54-7.63(5H,m),7.70-7.74(2H,m),7.80(1H,d,J=2.0Hz)。
合成实施例9(2-(2-氨基乙氧基)-6-氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Id3-1)的制备) 以与合成实施例6中相同的方式,使500mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ia1-3)和382mg N-(2-羟乙基)苯邻二甲酰亚胺反应,以获得380mg 6-氯-4-苯基-2-(2-邻苯二甲酰亚氨基乙氧基)喹唑啉。Mp.154.7℃.1H NMR(CDCl3)4.25(2H,t,J=5.8Hz),4.84(2H,t,J=5.8Hz),7.53-7.60(3H,m),7.67-7.71(3H,m),7.72-7.76(3H,m),7.78-7.82(2H,m),7.97(1H,d,J=2.2Hz)。
使380mg 6-氯-4-苯基-2-(2-邻苯二甲酰亚氨基乙氧基)喹唑啉、70mg水合肼和6ml乙醇的混合物在回流下加热2小时。向所得到的反应溶液中加入1.2ml水,随后蒸馏出乙醇。向所得到的残渣中加入1.5ml浓盐酸,随后在回流下加热1小时。使所得到的反应产物冷却,并且倾入碳酸氢钠溶于水的饱和溶液内,并且用乙酸乙酯进行萃取。使萃取液浓缩以获得240mg标题化合物。Mp.134.9℃.1H NMR(CDCl3)3.59-3.63(2H,m),3.84(2H,t,J=4.6Hz),6.15(2H,br.s),7.53-7.59(5H,m),7.63-7.67(2H,m),7.75(1H,d,J=1.2Hz)。
合成实施例10(2-(2-乙酰基硫代乙氨基)-6-氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-14)的制备) 在冰冷却下向292mg三苯膦溶于无水THF(3ml)的溶液中逐滴加入563mg二异丙基碳二亚胺溶于甲苯的40%溶液,随后搅拌20分钟。在冰冷却下向所得到的悬浮液中逐滴加入167mg 6-氯-2-(2-羟乙基氨基)-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-1)溶于无水THF(2ml)的溶液,并且立即逐滴加入127mg硫代乙酸。使所得到的黄色澄清溶液在冰冷却下搅拌1小时,在室温下搅拌1小时,倾入碳酸氢钠溶于水的饱和溶液内,然后用氯仿进行萃取。使萃取液浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(氯仿∶乙酸乙酯=10∶1)进行纯化,以获得170mg标题化合物。Mp.128.9℃.1H NMR(CDCl3)2.34(3H,s),3.22(2H,t,J=6.5Hz),3.73(2H,q,J=6.5Hz),5.74(1H,br.t,J=6.5Hz),7.53-7.62(5H,m),7.65-7.70(2H,m),7.77(1H,s)。
合成实施例11(6-氯-2-(2-巯基乙氨基)-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-13)和二[2-(6-氯-4-苯基-2-喹唑啉基)氨乙基]二硫化物(化合物编号Ic3-15)的制备) 使108mg 2-(2-乙酰基硫代乙氨基)-6-氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ic3-14)、2ml乙醇和362mg10%氢氧化钠水溶液的混合物在室温下搅拌2小时,并且在加热下在回流下搅拌30分钟。随后通过过滤从反应溶液中收集不溶物质。首先,所收集的产物(固体)通过硅胶柱层析(氯仿∶乙酸乙酯=10∶1)进行纯化,以获得50mg 6-氯-2-(2-巯基乙氨基)-4-苯基喹唑啉。Mp.165.9℃.1H NMR(CDCl3)1.46(1H,t,J=8.5Hz),2.84(2H,q-样,J=7.2Hz),3.66(2H,q-样,J=6.4Hz),5.79(1H,br.t,J=5.4Hz),7.55-7.57(3H,m),7.60(2H,s),7.66-7.69(2H,m),7.77-7.78(1H,m)。然后,获得28mg二[2-(6-氯-4-苯基-2-喹唑啉基)氨乙基]二硫化物(由下式表示的化合物)。

Mp.159.2℃.1H NMR(CDCl3)3.02(4H,t,J=6.4Hz),3.89(4H,q,J=6.4Hz),5.81(2H,br.t,J=6.4Hz),7.51-7.61(10H,m),7.63-7.68(4H,m),7.75(2H,d,J=2.2Hz). 可以以与上文描述的合成实施例中相同的方式制备的化合物和商购可得的化合物的例子显示于表3、表4、表5和表6中(还包括上文描述的合成实施例中制备的化合物)。
注意表4和表5中的“a)”、“b)”、“c)”和“d)”如下。
表3
表4

表5
表6
a)结构在合成实施例11中描述。
b)1H NMR(CDCl3)1.66-1.75(1H,m),1.86-2.08(3H,m),3.57-3.64(1H,m),3.75-3.83(2H,m),3.89-3.59(1H,m),4.13-4.20(1H,m),5.70(1H,br.s),7.52-7.60(5H,m),7.64-7.69(2H,m),7.75-7.76(1H,m)。
c)1H NMR(CDCl3)1.22(3H,t,J=7.0Hz),3.55(2H,q,J=7.0Hz),3.68(2H,t,J=5.2Hz),3.78(2H,q-样,J=5.2Hz),5.75(1H,br.t),7.53-7.60(5H,m),7.65-7.69(2H,m),7.75-7.77(1H,m)。
d)1H NMR(CDCl3)1.22(3H,t,J=7.0Hz),1.96(2H,五重峰,J=6.3Hz),3.50(2H,q,J=7.0Hz),3.58(2H,t,J=6.3Hz),3.67(2H,q-样,J=6.3Hz),5.65(1H,br.t),7.53-7.60(5H,m),7.65-7.69(2H,m),7.74-7.76(1H,m)。
参考合成实施例1(8-氯-4-苯基-2(1H)-喹唑啉酮(化合物编号II-11)的制备) 在室温下向7.10g苯基溴化镁(32%THF溶液)中逐滴加入953mg2-氨基-3-氯苄腈溶于THF(7ml)的溶液,随后在回流下加热30分钟。在冰冷却下向所得到的反应产物中逐滴加入885mg氯碳酸甲酯,随后在回流下加热40分钟。使所得到的反应溶液冷却,并且倾入40ml 2N-盐酸内,并且向其中加入8g碳酸氢钠和20ml MTBE,随后搅拌。通过过滤收集沉淀的晶体,以获得1.30g标题化合物。1H NMR(DMSO-d6)7.24(1H,t,J=8.0Hz),7.57-7.70(6H,m),7.90-7.93(1H,m),11.45(br.s)。
参考合成实施例2(4-苯基-6-三氟甲基-2(1H)-喹唑啉酮(化合物编号II-6)的制备) 向762mg 2-氨基-5-三氟甲基二苯甲酮溶于10ml氯仿的溶液中逐滴加入349mg三乙胺,然后在冰冷却下逐滴加入627mg三氯乙酰氯。在相同温度下搅拌30分钟后,加入50ml水,从而使溶液分离。收集有机层,且随后进行浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(己烷∶乙酸乙酯=5∶1)进行纯化,以获得1.08g 2’-苯甲酰基-2,2,2-三氯-4’-三氟甲基乙酰苯胺。1H NMR(CDCl3)7.53-7.58(2H,m),7.66-7.75(3H,m),7.90-7.95(2H,m),8.81(1H,d,J=8.6Hz),12.38(1H,br.s)。
使1.08g 2’-苯甲酰基-2,2,2-三氯-4’-三氟甲基乙酰苯胺、10mlDMSO和1.18g乙酸铵的混合物于75℃搅拌1小时。在冷却后,加入100ml水,并且通过过滤收集沉淀的晶体。使所产生的收集的物质溶解于己烷∶乙酸乙酯=1∶1的混合物中,使用无水硫酸镁进行脱水,且然后进行浓缩,以获得765mg标题化合物。1H NMR(CDCl3)7.58-7.68(3H,m),7.75(1H,d,J=8.8Hz),7.79-7.83(2H,m),7.93(1H,dd,J=8.8,1.7Hz),8.17(1H,br.s),13.37(1H,br.s)。
可以以与上文描述的参考合成实施例中相同的方式制备的化合物的例子显示于表7中(还包括上文描述的参考合成实施例中制备的化合物)。
注意表7中的“a)”-“i)”如下。
表7
a)1H NMR(DMSO-d6)7.27(1H,dd,J=7.7,1.0Hz),7.38(1H,dd,J=8.3,1.1Hz),7.43-7.55(5H,m),7.69(1H,t,J=8.1Hz),12.18(1H,br.s)。
b)1H NMR(DMSO-d6)7.35(1H,dd,J=9.2,2.7Hz),7.43(1H,dd,J=9.2,4.8Hz),7.58-7.74(6H,m),12.05(1H,br.s)。
c)1H NMR(DMSO-d6)7.35(1H,d,J=9.2Hz),7.59-7.71(6H,m),7.91(1H,dd,J=9.2,2.2Hz),12.08(1H,br.s)。
d)在参考合成实施例2中描述的1H NMR e)1H NMR(CDCl3)3.78(3H,s),7.25-7.27(1H,m),7.36-7.40(1H,m),7.54-7.62(4H,m),7.81-7.85(2H,m),13.37(1H,br.s)。
f)1H NMR(DMSO-d6)7.48(1H,d,J=8.4Hz),7.60-7.68(3H,m),7.71-7.74(2H,m),8.05(1H,s),8.08-8.12(1H,m),12.36(1H,br.s)。
g)(未分离和纯化) h)在参考合成实施例1中描述的1H NMR i)1H NMR(DMSO-d6)7.52-7.72(6H,m),8.10-8.12(1H,m),11.69(1H,br.s)。
实施例1(用于克隆CER1的鼠耳芥cDNA噬菌体文库的构建) 鼠耳芥,Wassilewskija系的种子用70%乙醇灭菌1分钟,然后用1.5%次氯酸钠灭菌10分钟。种子用无菌水进行充分洗涤,然后在GM培养基(4.3 Murashige和Skoog氏基础盐混合物、1%蔗糖、10ml 5%MES-KOH(pH 5.7)、0.3%PhytagelTM(SIGMA))中培养2周,以获得5g植物。使植物冷冻在液氮中,然后用研钵进行物理磨碎。向所获得的磨碎产物中加入10mg萃取缓冲液(200mM Tris-HCl(pH 8.5)、100mM NaCl、10mM EDTA、0.5%SDS、14mM β-巯基乙醇)和10g酚的混合物。通过Voltex混合器使混合物搅拌。然后,将10ml氯仿加入混合物中,随后充分搅拌。接下来,使所获得的混合物在10,000rpm下离心20分钟,并且收集水层。向所收集的水层中加入2M终浓度的LiCl,随后在-80℃下放置3小时。使所获得的冷冻产物熔化,然后在10,000rpm下离心20分钟。收集沉淀物。使所收集的沉淀物溶解于2mlTE(10mM Tris-HCl(pH 8.0)、1mM EDTA)中。将0.2ml 3M乙酸钠(pH 5.2)和5ml乙醇加入溶液后,使混合物离心以收集RNA沉淀物。接下来,用OligotexTM dT30super(由Roche Japan Co.,Ltd.制造)从所收集的沉淀物(RNA)中提取包含聚腺苷酸的RNA。
根据试剂盒说明书,通过使用ZAP-cDNASynthesis Kit(由Stratagene Co.,Ltd.制造),由所提取的包含聚腺苷酸的RNA构建相噬菌体cDNA文库。所构建的噬菌体cDNA文库的滴度是500,000PFU。
实施例2(关于CRE1的DNA探针的制备) 使用TAKARA LA TaqTM试剂盒(由Takara Shuzo Co.,Ltd.制造),通过使用实施例1中制备的噬菌体cDNA文库的噬菌体液体(约1,000,000PFU)作为模板,以及SEQ ID NO3的DNA和SEQ ID NO4的DNA作为引物,进行PCR反应,以扩增DNA。细节在下文描述。
根据试剂盒说明书,通过将反应组成例如dNTP加入1,000,000PFU的噬菌体和各0.2μM引物DNAs中,制备PCR反应液体。在这样的条件下进行PCR,所述条件在于94℃保温2分钟后,运行于94℃30秒、于55℃30秒和于68℃5分钟的40个循环,以扩增所需DNA片段。接下来,通过使用扩增的DNA片段作为模板并且使用MegaprimeDNA-标记系统试剂盒(由Amersham Pharmacia制造),制备用32P标记的探针。此处,通过将32PdCTP 2.0MBq加入25ng扩增的DNA片段中,且然后向其中加入由试剂盒指定的反应组成,制备反应液体(25μl)。标记反应于37℃进行10分钟。
实施例3(携带CRE1基因的噬菌体cDNA克隆的获得) 所需DRE1基因通过噬菌斑杂交进行克隆,其中使用实施例2中制备的DNA探针。细节在下文描述。
根据ZAP-cDNARSynthesis试剂盒的说明书,通过使用实施例1中制备的cDNA噬菌体文库来形成噬菌斑。使DNAs从所形成的噬菌斑吸附到硝化纤维素滤器上,且然后通过紫外线处理固定在滤器上。这样制备的滤器在6×SSC(0.9M NaCl、0.09M柠檬酸钠)、5×Denhart溶液(0.1%(w/v)Ficol 400、0.1%(w/v)聚乙烯吡咯烷酮、0.1%BSA)、0.5%(w/v)SDS和100μg/ml变性鲑精DNA的存在下或在包含100μg/ml变性鲑精DNA的DIG EASY Hyb溶液(Boehringer MannheimCo.,Ltd.)中于65℃放置,在1×SSC(0.15M NaCl、0.015M柠檬酸钠)和0.5%SDS的存在下在室温下放置2次,进行15分钟,然后在0.1×SSC(0.015M NaCl、0.0015M柠檬酸钠)和0.5%SDS的存在下于68℃放置30分钟,以获得杂交的噬菌体cDNA克隆。
实施例4(CRE1cDNA的克隆) 通过使用实施例3中获得的噬菌体cDNA克隆的cDNA作为模板,并且使用SEQ ID NO5的DNA和SEQ ID NO6的DNA作为引物,进行PCR反应,以扩增具有SEQ ID NO5的核苷酸序列的DNA。细节在下文描述。
在扩增条件下通过使用Herculase Enhanced DNA Polymerase(由TOYOBO Co.,Ltd.制造)进行PCR反应,所述扩增条件在于94℃保温1分钟后,运行于94℃30秒、于55℃30秒和于72℃4分钟的25个循环。此处,根据试剂盒说明书,通过将反应组成例如dNTP加入500ng噬菌体cDNA克隆的cDNA和各100ng引物DNAs中,制备PCR反应液体(50μl)。
如上所述,扩增所需的DNA片段。
实施例5(CRE1表达质粒的构建) 酵母表达载体p415CYC(Munberg等人Gene156 119-122(1995),可从ATCC文库(编号87382)获得)用限制酶Sma I进行消化。随后,通过使用T4DNA连接酶,使实施例4中获得的DNA片段(具有SEQID NO2的核苷酸序列的DNA)与表达载体p415CYC1的CYC1启动子序列连接,并且这样整合,从而使得所需蛋白质可以在酵母中进行表达。经证实DNA片段的核苷酸序列以正确方向插入,并且通过使用测序仪证实是SEQ ID NO2的核苷酸序列。因此,获得了表达质粒p415CYC-CRE1。
实施例6(转化的细胞TM182-CRE1和转化的细胞TM182-p415CYC1的产生) 实施例5中获得的表达质粒p415CYC-CRE1和酵母表达载体p415CYC各自用于转化Sln1-基因缺陷株TM182(sln1Δ)(Maeda T等人Nature369 242-245(1994))。根据CLONTECH Co.,Ltd.MATCHMAKER Two-Hybrid System 3 User Manual第22页中描述的VII.文库转化和筛选规程(Library Transformation&ScreeningProtocols),通过使用聚乙二醇/乙酸锂(PEG/LiAc)介导的转化方法进行转化。因为亮氨酸的营养需求在所获得的转化的细胞中消失,所以选择能够在DOLU+Gal培养基中生长的转化的酵母,以获得转化的细胞TM182-CRE1和转化的细胞TM182-p415CYC1。
实施例7(用于搜索能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的化学物质的方法) 实施例6中获得的转化的细胞TM182-CRE1和转化的细胞TM182-p415CYC1各自接种在10ml DOLU+Gal培养基中,并且于30℃预温育18小时,以获得关于每种转化的细胞的预温育液体。对于转化的细胞TM182-CRE1,预温育液体用DOLU+Glu培养基进行稀释,或者对于转化的细胞TM182-p415CYC1,用DOLU+Gal培养基进行稀释,直至达到OD600=0.1,以获得关于每种转化的细胞的预温育稀释物。
向96孔板的每个孔中加入1μl测试物质溶于二甲基亚砜(DMSO)的200ppm溶液,以制备测定板。同时,作为对照,仅将1μl DMSO加入部分孔中。制备关于转化的细胞TM182-CRE1的测定板和关于转化的细胞TM182-p415CYC1的测定板。
反式玉米素(细胞分裂素)溶于DMSO的10,000ppm溶液用DOLU+Gul培养基50倍稀释至200ppm。200ppm反式玉米素溶液以3/1,000体积的量加入每一种上文描述的预温育稀释物中,以制备包含以0.6ppm的反式玉米素的每种预温育稀释物。0.6ppm预温育稀释物以100μl的量加入关于每种转化的细胞的测定板的每个孔中。板于30℃温育24小时。然后,通过使用板阅读仪测量每个孔的浊度(OD 600)。通过使所测量的浊度与对照孔的浊度相比较,测试用于抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的测试物质的活性。结果显示于表8和9中。
对于转化的细胞TM182-CRE1,选择具有比对照孔的浊度更低浊度的测试物质,作为能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的化学物质。然而,对于转化的细胞TM182-p415CYC1,具有比对照孔的浊度更低浊度的测试物质对于酵母是有毒的,其中降低程度等价于或超过转化的细胞TM182-CRE1的情况下的那种,并且因此不选择作为能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的化学物质。
(测试部分与对照部分的相对生长速率)[%]=[(测试部分中的浊度)-(空白中的浊度)]/[(对照部分中的浊度)-(空白中的浊度)]×100 (抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性)[%]=100-(测试部分与对照部分的相对生长速率) 表8
在所有情况下,将反式玉米素的现有浓度调整至0.6ppm,并且将化学物质的现有浓度调整至2ppm。
表9
在所有情况下,将反式玉米素的现有浓度调整至0.6ppm,并且将化学物质的现有浓度调整至2ppm。
ppm. 实施例8(用于测试化学物质的剂量响应的方法,所述化学物质能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导) 实施例7中选择的化学物质(其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导)以与实施例7中相同的方式在各种测试浓度下进行测试。实施例6中获得的转化的细胞TM182-CRE1和转化的细胞TM182-p415CYC1在与实施例7中相同的条件下进行温育,除了实施例7中选择的化学物质(其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导)的测试浓度在0.06ppm-6ppm内变动。所测试的化学物质的浓度用DMSO进行调整。温育完成后,从在其下未观察到转化的细胞TM182-CRE1的增殖状态的最小测试浓度开始、或从通过如下所述的方法获得的剂量响应生长抑制曲线开始,检查关于抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性的剂量响应。
为了制备剂量响应生长抑制曲线,首先,如下计算相对生长速率。
(相对生长速率)[%]=(B)/(A)×100 (A)=[(0.06ppm测试部分中的浊度)-(空白中的浊度)]/[(对照部分中的浊度)-(空白中的浊度)] (B)=[(每个测试部分中的浊度)-(空白中的浊度)]/[(对照部分中的浊度)-(空白中的浊度)] 然后,制备这样的曲线图,其中X轴显示测试化学物质的浓度,且Y轴显示相对生长速率(参见图1,左图转化的细胞TM182-CRE1,右图转化的细胞TM182-p415CYC1),以获得剂量响应生长抑制曲线。
实施例9(根生长促进活性测试) 制备具有下述组成(参见表10)的Enshi标准培养基。向簇管中分配各4μl化学物质溶于DMSO的溶液,至0.001ppm-10ppm的终浓度,且随后,分配各600μl灭菌的Enshi标准培养基。随后使所得到的溶液充分混合。在每个簇管中,播种10-20粒鼠耳芥种子,并且在光下于22℃培养10天。随后,测量由鼠耳芥种子产生的主根(平均主根)的长度。测定8次重复的平均值,并且根据下面等式测定根生长速率。结果,显示显著的根生长速率(例如,120%或更多的根生长速率)的化学物质可以判断为具有根生长促进活性。
作为详细结果,显示最高根生长速率的终浓度显示于表11和表12中。
根生长速率(%)=(在化学物质处理的部分中的平均主根长度)/(在对照部分中的平均主根长度)×100 表10
表11 表12 实施例10(使用莴苣评估能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的根生长促进活性) 就实施例7中选择的化学物质Ic3-1和化学物质Ic7-1(其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导)而言,使用莴苣(莴苣(Lactuca sativa)Red wave)评估主根生长促进活性。制备具有不同浓度(0.6ppm、1.2ppm、2.5ppm、5ppm、10ppm、20ppm,各自包含0.1%DMSO)的化学物质的水溶液,并且以1ml的量加在

塑料培养皿中具有50mm直径的滤纸上。然后,将30粒莴苣种子播种在塑料培养皿上。在光下于22℃培养4天后,测量主根的长度。测定3次重复的平均值,并且通过下面等式测定根生长速率。
根生长速率(%)=(在化学物质处理的部分中的平均主根长度)/(在对照部分中的平均主根长度)×100-100 结果显示于图2和图3中。在化学物质Ic3-1的情况下,相对于对照部分,在0.6ppm-2.5ppm下的主根生长增加15-17%(参见图2)。在化学物质Ic7-1的情况下,相对于对照部分,在10ppm-20ppm下的主根延伸增加10-17%(参见图3)。Dunnett氏检验的结果显示在所有处理部分中存在在5%显著水平下的显著性差异,并且因此,存在显著的根生长促进作用。
实施例11(使用稻评估能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的根生长促进活性) 就实施例7中选择的化学物质Ic3-1和化学物质Ic7-1(其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导)而言,使用稻(粳稻(Oriza sativa L.japonica))评估主根生长促进活性。制备具有不同浓度(10ppm、25ppm,各自包含0.1%DMSO)的化学物质的水溶液。用17ml化学溶液使纸巾浸透,其中将重质纸放置在用于观察根生长的种子生长小袋中(177mm×163mm,由Daiki Rika Kogyo Co.,Ltd.制造),并且在纸巾上播种3粒稻种。将小袋置于塑料容器中,然后进行密封。在光下于25℃培养7天后,测量主根的长度。测定3次重复的平均值,并且通过下面等式测定根生长速率。
根生长速率(%)=(在化学物质处理的部分中的平均主根长度)/(在对照部分中的平均主根长度)×100-100 结果显示于图4和图5中。在化学物质Ic3-1的情况下,相对于对照部分,在10ppm下的主根生长增加17%,并且在25ppm下的主根生长增加20%(参见图4)。在化学物质Ic7-1的情况下,相对于对照部分,在10ppm下的主根生长增加17%,并且在25ppm下的主根生长增加19%(参见图5)。Dunnett氏检验的结果显示在所有处理部分中存在在5%显著水平下的显著性差异,并且因此,存在显著的根生长促进作用。
实施例12(通过稻种子处理评估能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的根生长促进活性) 就实施例7中选择的化学物质Ic3-1和化学物质Ic7-1(其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导)而言,使用稻(粳稻)评估由种子处理诱导的主根生长促进活性。使化学物质溶解于丙酮中,以制备10,000ppm溶液。将这样制备的丙酮化学物质溶液(300μl)置于eppendorf管中。然后,将15粒种子置于eppendorf管中。使所得到的混合物混合约30秒。将如此化学处理的种子铺在滤纸上且干燥。
将约820ml培养土置于在底部中具有洞的塑料容器(长120mm,高97mm)内。将化学处理的种子播种在塑料容器中(15粒种子/塑料容器)。种子在黑暗场所中于30℃培养4天,然后在温室中培养35天。取出如此培养的植物的根,并且洗掉与植物附着的土壤,然后冷冻干燥。随后,测量冷冻干燥后的根重量。对于每个处理部分重复3次测试,并且测定平均值。结果显示于图6中。
在化合物Ic3-1的情况下,根干重/植物增加至对照部分的119%。在化合物Ic7-1的情况下,根干重/植物增加至对照部分的126%。在2种情况下,发现显著的根生长促进作用。在生长素化合物IAA的情况下,根重量抑制为对照部分的87%,并且因此发现根生长抑制作用。
实施例13(使用鼠耳芥的下胚轴,评估能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的植物分化促进活性) 就实施例7中选择的化学物质Ic3-1和化学物质Ic7-1(其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导)而言,使用鼠耳芥Columbia的下胚轴,通过检查不定根形成活性来评估植物分化促进活性。
首先,制备用于播种鼠耳芥的琼脂培养基。琼脂培养基每1升水溶液包含下述作为组分1包用于1升Murashige-Scoog植物培养基的混合盐(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)、10g蔗糖、用氢氧化钾调整至pH 5.7的10ml 5%MES(2-(N-吗啉代)乙磺酸)水溶液、100mg肌醇、1ml维生素母液(10g盐酸硫胺素、1g盐酸吡哆醇和1g烟酸/1升水溶液)和8g琼脂。然后,对琼脂培养基实施于120℃20分钟的高压灭菌,分配至圆形培养皿,然后进行固化。
将鼠耳芥的种子(约25μl)置于1.5ml管中。向其中加入1ml次氯酸钠溶液(Nacalai Tesque)用无菌蒸馏水10倍稀释的溶液。种子进行灭菌,同时用管混合器(TOMY,MT-360,MIXING SPEED10)搅拌约1分钟。种子通过便携式小尺寸离心机进行沉降后,从管中取出次氯酸钠溶液的稀释溶液。在1ml无菌蒸馏水新加入管中后,通过用管混合器搅拌约1分钟洗涤种子。种子通过便携式小尺寸离心机进行沉降,然后从管中取出洗涤后的水。洗涤操作重复3次。洗涤完成后,将种子播种在圆形培养皿的琼脂培养基上,并且在黑暗场所中于22℃萌发且生长。
分别地,使化学物质溶解于DMSO中,以制备10,000ppm溶液。此外,用DMSO稀释溶液,以制备6,000ppm、2,000ppm、600ppm和200ppm的溶液。在12孔多孔板(SUMITOMO BAKELITE Co.,Ltd.)的每个孔中,分配包含一个浓度的一种化学物质的2μl DMSO溶液。在作为对照的孔中,分配2μl DMSO代替化学物质DMSO溶液。然后,使反式玉米素溶解于DMSO中,以制备10,000ppm溶液。溶液用无菌蒸馏水进行稀释,以制备10ppm溶液。制备具有上述组成的琼脂培养基,高压灭菌,然后冷却至约50℃。向这种琼脂培养基中加入10ppm反式玉米素溶液至0.01ppm的终浓度,然后混合。将包含反式玉米素的琼脂培养基(各2ml)分配在12孔多孔板的每个孔中,在所述孔中已分配化学物质DMSO溶液或DMSO,然后进行固化。
在黑暗场所中于22℃萌发且生长后的鼠耳芥幼苗在下胚轴部分处进行切割,并且在带有子叶侧的下胚轴用于如下所述测量不定根形成活性。弃去在带有根侧的下胚轴。具体地,将具有子叶的下胚轴插入12孔多孔板的每个孔中,直至距离切割部分约5mm。允许多孔板在光下于22℃放置16小时(在黑暗中8小时)。因此,由插入包含化学物质Ic3-1(在所有测试部分中各自具有6ppm、2ppm、0.6ppm或0.2ppm的终浓度)的琼脂培养基内的下胚轴部分,和插入包含化学物质Ic7-1(在所有测试部分中各自具有6ppm或2ppm的终浓度)的琼脂培养基内的下胚轴部分形成不定根。在其中加入DMSO代替化学物质DMSO溶液的对照部分中,无法发现来自下胚轴部分的不定根形成。在插入包含具有0.6ppm的终浓度的化学物质Ic3-1的琼脂培养基内的胚轴、插入包含具有2ppm的终浓度的化学物质Ic7-1的琼脂培养基内的下胚轴和插入对照部分的琼脂培养基内的下胚轴的情况下的测试结果显示于图7中。
实施例14(使用稻测量能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的根生长促进活性) 就化学物质Ic3-3而言,使用稻(粳稻Nipponbare)测量根生长促进活性。
首先,制备包含预定浓度的化学物质的丙酮溶液,然后用蒸馏水100倍稀释至10ppm(包含1%丙酮),以获得化学物质溶液。将种子浸入水中2天以刺激萌发。将种子播种到288孔穴盘(plug tray)(3粒种子/孔)中,且然后用上述化学物质溶液以500μl/孔的量浸透土壤。用土壤覆盖后,将穴盘置入塑料袋中,且然后置于空调房中(于30℃黑暗场所)3天。从穴盘处去除塑料袋后,将穴盘置于光/暗=16小时/8小时的光条件下4天,同时一直灌溉底部。因此,培养稻种以获得成长的稻。所得到的稻根进行洗涤,并且使用根长度测量图像分析仪WinRHIZO(由Regent Instruments制造)分析总根长度。在化学物质Ic3-3处理的部分中,与其中在土壤浸透处理中仅使用丙酮的对照部分(UTC)相比较,根生长得到显著促进。照片显示于图8中。通过根长度测量图像分析仪获得的分析结果显示在化学物质Ic3-3处理的部分中总根长度的增加。结果显示于图9中。
实施例15(CRE1cDNA,编号2的克隆) 通过使用实施例5中获得的表达质粒p415CYC-CRE1作为模板,并且使用SEQ ID NO7的DNA和SEQ ID NO8的DNA作为引物,进行PCR反应,以扩增具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的DNA。细节在下文描述。
在扩增条件下通过使用KOD Plus DNA聚合酶(由TOYOBO Co.,Ltd.制造)进行PCR反应,所述扩增条件在于94℃保温1分钟后,运行于94℃15秒、于58℃30秒和于68℃3分30秒的30个循环。此处,根据试剂盒说明书,通过将反应组成例如dNTP加入500ng质粒p415CYC-CRE1和各100ng引物DNAs中,制备PCR反应液体(50μl)。
根据试剂盒附上的说明书,将如此扩增的所需DNA片段克隆到pCR-Blunt II-TOPO载体(Invitrogen Corporation)内。在这种情况下,将所需DNA片段插入pCR-Blunt II-TOPO载体内,其方向使得SEQ IDNO7的核苷酸序列能够接近T7启动子,并且SEQ ID NO8的核苷酸序列能够接近Sp6启动子。经证实DNA片段的核苷酸序列以正确方向插入,并且通过使用测序仪证实是SEQ ID NO2的核苷酸序列。
实施例16(CRE1表达质粒的构建) 酵母表达载体p425GPD(Munberg等人Gene156119-122(1995),可从ATCC文库(编号87359)获得)用限制酶BamHI进行消化。随后,通过使用T4DNA连接酶,使实施例15中获得的DNA片段(具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的DNA)与表达载体p425GPD的GPD启动子序列连接,并且这样整合,从而使得所需蛋白质可以在酵母中进行表达。经证实DNA片段的核苷酸序列以正确方向插入,并且通过使用测序仪证实是SEQ ID NO2的核苷酸序列。因此,获得了表达质粒p425GPD-CRE1。
实施例17(转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1的产生) 实施例16中获得的表达质粒用于转化Sln1-基因缺陷株TM182(sln1Δ)(Maeda T等人Nature369 242-245(1994))。根据附随的手册,通过使用啤酒糖酵母(S.cerevisiae)直接转化试剂盒(DirectTransformation Kit)Wako(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)进行转化。因为亮氨酸的营养需求在所获得的转化的细胞中消失,所以选择能够在DOLU+Gal培养基中生长的转化的酵母,以获得转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1。
以相同方式,通过使用酵母表达载体p425GPD获得转化的细胞TM182-p425GPD。
实施例18(包含CRE1的膜蛋白级分的制备) 实施例17中获得的转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1用玻璃珠进行破裂,且然后进行超速离心以制备包含CRE1的膜蛋白级分。细节在下文描述。
实施例17中获得的转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1接种在100ml DOLU+Gal培养基中,并且于30℃温育16小时,以获得具有OD600=约1.4的温育液体。将温育液体分配在50ml离心管中,且随后在4℃和7,400xg下离心5分钟,以收集转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1的细胞。使所得到的细胞再次悬浮于冷却至4℃的磷酸盐缓冲液(通过使50mM磷酸二氢钠水溶液与50mM磷酸氢二钠水溶液以4∶6的混合比相混合,且调整至pH 7.0而进行制备)中,分配在2ml管中,且然后在4℃和1,000xg下离心5分钟,以收集转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1的细胞。使所得到的细胞再次悬浮于冷却至4℃的磷酸盐缓冲液中,并且再次在4℃和1,000xg下离心5分钟,以收集转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1的细胞。使所得到的细胞再次悬浮于包含DTT(二硫苏糖醇)和PMSF(苯甲磺酰基氟)的3倍量(基于细胞)的磷酸盐缓冲液(通过将5mM DTT和0.5mM PMSF加入上文描述的磷酸盐缓冲液中进行制备)中。随后,将200μl悬浮液分配在先前冷却至4℃的包含250μl玻璃珠(直径0.25-0.5mm)的1.5ml管中。1.5ml管用微管混合器(由TOMY制造的MT-360)以最大输出搅拌30秒,且然后在冰中冷却1分钟,并且将这种操作再重复1次。此外,将1.5ml管用多珠震动器(shocker)(MB-200,Yasui KikaiCorporation)以2,000的输出(SPEED METER)搅拌30秒,然后在冰中冷却1分钟,并且将这种操作再重复2次。然后,使1.5ml管在4℃和1,500xg下离心10分钟,以收集上清液。将上清液转移至新1.5ml管中,并且在4℃和10,000xg下离心3分钟,以收集上清液。使用超速离心机使上清液在4℃和100,000xg下离心1小时,以收集沉淀物。使所得到的沉淀物溶解于包含1%蔗糖单癸酸酯的磷酸盐缓冲液(通过将1%蔗糖单癸酸酯加入上文描述的磷酸盐缓冲液中进行制备),以获得转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1的膜蛋白级分。
以相同方式,制备转化的细胞TM182-p425GPD的膜蛋白级分。
实施例19(用于检查经由化学物质抑制细胞分裂素与细胞分裂素受体的结合的方法) 实施例18中获得的转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1的膜蛋白级分,和用氢的放射性同位素氚进行标记以便变得高度放射性的细胞分裂素,用于检查测试物质抑制细胞分裂素与细胞分裂素受体的结合。细节在下文描述。
作为用氢的放射性同位素氚进行标记以便变得高度放射性的细胞分裂素,使用由Amersham Biosciences制造的[3H]N-6-(异戊-2-烯基)腺嘌呤(在下文中称为放射性标记的2IP)。它具有74.0GBq/mmol的比放射性和37.0MBq/ml的放射性浓度。
首先,使100μg转化的细胞TM182-p415CYC1的膜蛋白级分、用磷酸盐缓冲液在预定浓度的放射性标记2IP稀释物和用DMSO在预定浓度的1μl测试物质稀释物在磷酸盐缓冲液中进行混合,以制备100μl反应液体。接下来,允许反应液体在冰中放置1小时,且然后用玻璃滤器GF/B(由Whatman制造)进行过滤,以收集转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1的膜蛋白级分。使玻璃滤器浸入液体闪烁混合物Ultima Gold(由PerkinElmer Co.,Ltd.制造)中,并且通过液体闪烁计数器测量放射性。关于对照,使用转化的细胞TM182-p425GPD的膜蛋白级分进行相同测试。为了消除由于放射性标记2IP的非特异性结合的放射性影响,在测试中使用转化的细胞TM182-p425GPD的膜蛋白级分获得的放射性值从在测试中使用转化的细胞TM182-p425GPD-CRE1的膜蛋白级分获得的放射性值中减除。测试结果显示于图10中。
在其中测试物质是反式玉米素或Ic3-4的情况下,与其中未添加测试物质(仅用作测试物质的溶剂的DMSO)或测试物质是脱落酸的情况相比较,放射性减少。
实施例20(在关于淹水田(flooded field)的直播测试中通过种子处理评估能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的稻植物群丛确立促进活性) 稻(粳稻Nipponbare)种子用实施例7中选择的化学物质Ic3-1(其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导)进行处理,并且在直播条件下生长。然后检查植物群丛确立率,且从而评估化学物质的稻植物群丛确立促进活性。
首先,制备包含5%(v/v)Color Coat Red(由BECKERUNDERWOOD制造)、5%(v/v)CF-Clear(由BECKER UNDERWOOD制造)和0.42%(v/v)Maxim-XL(由Syngenta制造)的空白浆溶液(Blank slurry solution)。在1.3ml空白浆溶液中,使6.25mg、12.5mg、25mg或50mg化学物质Ic3-3溶解。种子以1.3ml/50g种子的量(各自对应于0.125mg、0.25mg、0.5mg和1mg/g种子)用溶液进行处理,其中使用Hege11种子处理装置(由Hans-Ulrich Hege制造)。
随后,使户外放置的混凝土罐(50cm×50cm)以5cm的淹没深度进行淹没,并且播种50粒种子/罐。在播种后的第23天时,检查其叶端在水表面上出现的幼苗数目。结果,与用空白浆处理的部分相比较,在0.125-1mg/g种子的种子处理浓度下,植物群丛确立率增加。每个处理部分(4次重复)的测试结果(平均值)显示于表13中。
[植物群丛确立率(%)]=[其叶端在水表面上出现的幼苗数目]/[播种的种子数目]×100 表13
实施例21(在关于旱田(dry field)的直播测试中通过种子处理评估能够抑制细胞分裂素信号传导的物质的稻分蘖促进活性) 稻(粳稻Nipponbare)种子用实施例7中选择的化学物质Ic3-1(其抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导)进行处理,并且在旱田条件下在直播下生长。然后检查分蘖数目,且从而评估化学物质的分蘖促进活性。
首先,制备包含5%(v/v)Color Coat Red(由BECKERUNDERWOOD制造)、5%(v/v)CF-Clear(由BECKER UNDERWOOD制造)和0.42%(v/v)Maxim-XL(由Syngenta制造)的空白浆溶液。在1.3ml空白浆溶液中,使12.5mg化学物质Ic3-3溶解。种子以1.3ml/50g种子的量(对应于0.25mg/g种子)用溶液进行处理,其中使用Hege11种子处理装置(由Hans-Ulrich Hege制造)。
然后,将20粒种子/罐的处理种子以1cm的深度播种在1/5000aWagner罐中,且然后在温室中进行培养。在播种后第10天时,注入在5cm淹没深度的水,并且继续培养。在播种后第30天时,检查分蘖数目。结果,与用空白浆处理的部分相比较,分蘖数目/株增加。每个处理部分(3次重复)的测试结果(平均值)显示于表11中。
在下文中,本发明中使用的化合物(XI)将通过合成实施例和参考合成实施例更具体地进行描述,但化合物(XI)并不限于这些实施例。
在合成实施例和参考合成实施例中,“室温”通常意指10-30℃。“1HNMR”意指质子磁共振谱。使用四甲基硅烷作为内部标准,用由JEOLLtd.制造的分光计(400MHz)Model JNM-AL400进行测量,并且化学位移(δ)表示为ppm。“Mp”意指熔点,并且用熔点计Model Mettler FP61进行测量。
在下述合成实施例、参考合成实施例以及表2、3、4和5中使用的缩写具有下述含义。CDCl3氘化氯仿,DMSO-d6氘化二甲基亚砜,s单峰,d双峰,t三重峰,q四重峰,dd双双峰,m多重峰,br宽,J偶合常数,Me甲基,Et乙基,Pr丙基,i-Pr异丙基,t-Bu叔丁基,Ph苯基,Ac乙酰基,THF四氢呋喃,DMFN,N-二甲基甲酰胺,DMSO二甲基亚砜和MTBE甲基叔丁基醚 合成实施例12(2-氨基-6,8-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ie-4)的制备) 在抗压反应容器中,使300mg 2,6,8-三氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号II-5)、30g 28%氨水溶液和6ml乙腈的混合物于105℃反应1.5小时。使所得到的反应溶液冷却,且然后倾入100ml水中。用60ml乙酸乙酯萃取混合物,并且使所产生的萃取液浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(氯仿)进行纯化,以获得230mg标题化合物。Mp.212.7℃。1H NMR(CDCl3)5.56(2H,br.s),7.54-7.60(3H,m),7.63-7.68(2H,m),7.74(1H,d,J=2.3Hz),7.79(1H,d,J=2.3Hz)。
合成实施例13(6-氯-2-糠基氨基-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ib-8)的制备) 使275mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号II-2)和486mg糠胺的混合物于85℃搅拌40分钟,且然后倾入50ml水中。用乙酸乙酯萃取混合物,并且用水洗涤所产生的萃取液,然后进行浓缩。所得到的残渣由乙醇进行再结晶,以获得280mg标题化合物。Mp.142.0℃。1H NMR(CDCl3)4.77(2H,d,J=5.6Hz),5.70(1H,br.t,J=5.6Hz),6.29-6.32(2H,m),7.36(1H,dd,J=1.8,0.9Hz),7.53-7.70(7H,m),778(1H,d,J=2.2Hz)。
合成实施例14(6-氯-2-乙氧羰基甲氨基-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ib-15)的制备) 向550mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号II-2)和419mg甘氨酸乙酯氢氯化物中加入3ml DMF和607mg三乙胺,随后于85℃搅拌5.5小时。将所得到的反应溶液倾入100ml水中,并且用乙酸乙酯进行萃取,且使萃取液浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(己烷∶乙酸乙酯=6∶1至3∶1)进行纯化,以获得503mg标题化合物。Mp.146.1℃。1H NMR(CDCl3)1.30(3H,t,J=7.2Hz),4.25(2H,q,J=7.2Hz),4.31(2H,d,J=5.2Hz),5.97(1H,br.s),7.54-7.63(5H,m),7.67-7.70(2H,m),7.79(1H,s)。
合成实施例15(6-氯-2-甲酰胺基-4-苯基喹唑啉(化合物编号Ib-17)的制备) 向54mg无水甲酰胺溶于DMF(5ml)的溶液中加入48mg氢化钠(60%),随后在室温下搅拌30分钟。向反应混合物中加入275mg 2,6-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号II-2),随后加温至85℃且进一步搅拌3小时。将所得到的反应溶液倾入100ml水中,并且用乙酸乙酯进行萃取,且然后使萃取液浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(乙酸乙酯∶己烷=1∶3)进行纯化,以获得64mg标题化合物。Mp.252.1℃。1H NMR7.59-7.66(3H,m),7.72-7.81(3H,m),7.88(1H,d,J=8.8Hz),8.02(1H,d,J=2.0Hz),8.37(1H,br.d,J=10.4Hz),9.71(1H,d,J=10.4Hz)。
可以以与上文描述的合成实施例中相同的方式制备的化合物的例子显示于表14和表15中(还包括上文描述的合成实施例中制备的化合物)。注意表14和表15中的“a)”、“b)”和“c)”如下。
a)1H NMR(CDCl3)1.66-1.75(1H,m),1.86-2.08(3H,m),3.57-3.64(1H,m),3.75-3.83(2H,m),3.89-3.59(1H,m),4.13-4.20(1H,m),5.70(1H,br.s),7.52-7.60(5H,m),7.64-7.69(2H,m),7.75-7.76(1H,m)。
b)1H NMR(CDCl3)1.22(3H,t,J=7.0Hz),3.55(2H,q,J=7.0Hz),3.68(2H,t,J=5.2Hz),3.78(2H,q-样,J=5.2Hz),5.75(1H,br.t),7.53-7.60(5H,m),7.65-7.69(2H,m),7.75-7.77(1H,m)。
c)1H NMR(CDCl3)1.22(3H,t,J=7.0Hz),1.96(2H,五重峰,J=6.3Hz),3.50(2H,q,J=7.0Hz),3.58(2H,t,J=6.3Hz),3.67(2H,q-样,J=6.3Hz),5.65(1H,br.t),7.53-7.60(5H,m),7.65-7.69(2H,m),7.74-7.76(1H,m)。
表14
表15
参考合成实施例3(2,8-二氯-4-苯基喹唑啉(化合物编号II-4)的制备) 向1.24g 8-氯-4-苯基-2(1H)-喹唑啉酮(化合物编号IV-4)中加入6.65g三氯氧化磷,随后于95℃搅拌1小时。将所得到的反应溶液倾入200ml冰水中,然后加入碳酸氢钠,从而将pH调整至9。随后,通过过滤收集沉淀的晶体,且将其由乙醇进行再结晶,以获得1.07g标题化合物。Mp.154.4.℃。1H NMR(CDCl3)7.52-7.65(4H,m),7.76-7.80(2H,m),8.02-8.08(2H,m)。
可以以与上文描述的参考合成实施例3中相同的方式制备的化合物的例子显示于表16中(还包括上文描述的参考合成实施例3中制备的化合物)。
表16
参考合成实施例4(8-氯-4-苯基-2(1H)-喹唑啉酮(化合物编号IV-4)的制备)) 在室温下向7.10g苯基溴化镁(32%THF溶液)中逐滴加入953mg2-氨基-3-氯苄腈溶于THF(7ml)的溶液,随后在回流下加热30分钟。在冰冷却下向所得到的反应产物中逐滴加入885mg氯碳酸甲酯,随后在回流下加热40分钟。使所得到的反应溶液冷却,并且倾入40ml 2N-盐酸内,并且向其中加入8g碳酸氢钠和20ml MTBE,随后搅拌。随后,通过过滤收集沉淀的晶体,以获得1.30g标题化合物。1H NMR(DMSO-d6)7.24(1H,t,J=8.0Hz),7.57-7.70(6H,m),7.90-7.93(1H,m),11.45(1H,br.s)。
参考合成实施例5(4-苯基-6-三氟甲基-2(1H)-喹唑啉酮(化合物编号IV-7)的制备)) 向762mg 2-氨基-5-三氟甲基二苯甲酮溶于10ml氯仿的溶液中逐滴加入349mg三乙胺,然后在冰冷却下逐滴加入627mg三氯乙酰氯。在相同温度下搅拌30分钟后,加入50ml水,从而使层分离。收集有机层且进行浓缩。所得到的残渣通过硅胶柱层析(己烷∶乙酸乙酯=5∶1)进行纯化,以获得1.08g 2’-苯甲酰基-2,2,2-三氯-4’-三氟甲基乙酰苯胺。1H NMR(CDCl3)7.53-7.58(2H,m),7.66-7.75(3H,m),7.90-7.95(2H,m),8.81(1H,d,J=8.6Hz),12.38(1H,br.s)。
使1.08g 2’-苯甲酰基-2,2,2-三氯-4’-三氟甲基乙酰苯胺、10mlDMSO和1.18g乙酸铵的混合物于75℃搅拌1小时。在冷却后,加入100ml水。通过过滤收集沉淀的晶体。使所收集的物质溶解于己烷∶乙酸乙酯=1∶1的混合物中,使用无水硫酸镁进行脱水,且然后进行浓缩,以获得765mg标题化合物。1H NMR(CDCl3)7.58-7.68(3H,m),7.75(1H,d,J=8.8Hz),7.79-7.83(2H,m),7.93(1H,dd,J=8.8,1.7Hz),8.17(1H,br.s),13.37(1H,br.s)。
可以以与上文描述的参考合成实施例4中相同的方式制备的化合物的例子显示于表17中(还包括上文描述的参考合成实施例4中制备的化合物)。注意表17中的“a)”-“g)”如下。
a)1H NMR(DMSO-d6)7.27(1H,dd,J=7.7,1.0Hz),7.38(1H,dd,J=8.3,1.1Hz),7.43-7.55(5H,m),7.69(1H,t,J=8.1Hz),12.18(1H,br.s). b)(未分离和纯化) c)在参考合成实施例4中描述的1H NMR d)1H NMR(DMSO-d6)7.52-7.72(6H,m),8.10-8.12(1H,m),11.69(1H,br.s). e)1H NMR(DMSO-d6)7.35(1H,d,J=9.2Hz),7.59-7.71(6H,m),7.91(1H,dd,J=9.2,2.2Hz),12.08(1H,br.s). f)在参考合成实施例5中描述的1H NMR g)1H NMR(DMSO-d6)7.48(1H,d,J=8.4Hz),7.60-7.68(3H,m),7.71-7.74(2H,m),8.05(1H,s),8.08-8.12(1H,m),12.36(1H,br.s). 表17
实施例22(根生长促进活性测试) 制备具有下述组成(参见表18)的Enshi标准培养基。向簇管中分配各4μl化学物质溶于DMSO的溶液,至0.001ppm-10ppm的终浓度,且随后,分配各600μl灭菌的Enshi标准培养基。随后使所得到的溶液充分混合。在每个簇管中,播种10-20粒鼠耳芥种子,并且在光下于22℃培养10天。随后,测量由鼠耳芥种子产生的主根(平均主根)的长度。测定8次重复的平均值,并且根据下面等式测定根生长速率。结果,显示显著的根生长速率(例如,120%或更多的根生长速率)的化学物质可以判断为具有根生长促进活性。
作为详细结果,显示最高根生长速率的终浓度显示于表19中。
根生长速率(%)=(在化学物质处理的部分中的平均主根长度)/(在对照部分中的平均主根长度)×100 制备具有下述组成(表18)的测定的Enshi标准培养基。向簇管中分配4μl化学物质的DMSO溶液,至0.001ppm-10ppm的终浓度,并且分配600μl灭菌的Enshi标准培养基,且随后使所得到的溶液充分混合。将10-20粒鼠耳芥种子/簇管播种在簇管中。在亮光中于22℃培养10天后,测量由鼠耳芥种子产生的主根(平均主根)的长度。测定8次重复的平均值,并且测定根生长速率。结果,显示显著的根生长速率(例如,120%或更多的根生长速率)的化学物质可以视为具有根生长促进活性的化学物质。
作为详细结果,在上述终浓度中显示最高根生长速率的值显示于表19中。
根生长速率(%)=(化学物质处理的部分的平均主根长度)/(对照部分的平均主根长度)×100 表18
表19 在本发明中使用的培养基的配方在下文描述。
(a)DOLU+Glu培养基 不含氨基酸的细菌用酵母氮源(nitrogen base)6.7g 葡萄糖20g SC-HIS-LEU-URA(Q-BIOgene)1.66g 组氨酸0.076g 蒸馏水1000ml (b)DOLU+Gal培养基 不含氨基酸的细菌用酵母氮源6.7g 葡萄糖20g SC-HIS-LEU-URA(Q-BIOgene)1.66g 组氨酸0.076g 蒸馏水1000ml 工业适用性 根据本发明,可能提供能够控制植物的生长或分化的试剂、和用于搜索其靶已变得明了、具有有用的生物活性的化学物质的方法,即,使用对特定靶的活性作为指示剂用于筛选化学物质的方法,以便用化学方法控制靶位点。
序列表自由正文
SEQ ID NO3
用于PCR的设计的寡核苷酸引物
SEQ ID NO4
用于PCR的设计的寡核苷酸引物
SEQ ID NO5
用于PCR的设计的寡核苷酸引物
SEQ ID NO6
用于PCR的设计的寡核苷酸引物
SEQ ID NO7
用于PCR的设计的寡核苷酸引物
SEQ ID NO8
用于PCR的设计的寡核苷酸引物
序列表
<110>SUMITOMO CHEMICAL COMPANY,LIMITED
<120>能够抑制细胞分裂素信号传导的物质
<130>S17000WO01
<150>JP2006-315308
<151>2006-11-22
<150>JP2006-315309
<151>2006-11-22
<150>JP2007-022849
<151>2007-02-01
<150>JP2007-022850
<151>2007-02-01
<160>8
<210>1
<211>1057
<212>PRT
<213>鼠耳芥(Arabidopsis thaliana)
<400>1
Met Asn Trp Ala Leu Asn Asn His Gln Glu Glu Glu Glu Glu Pro Arg
1 5 10 15
Arg Ile Glu Ile Ser Asp Ser Glu Ser Leu Glu Asn Leu Lys Ser Ser
20 25 30
Asp Phe Tyr Gln Leu Gly Gly Gly Gly Ala Leu Asn Ser Ser Glu Lys
35 40 45
Pro Arg Lys Ile Asp Phe Trp Arg Ser Gly Leu Met Gly Phe Ala Lys
50 55 60
Met Gln Gln Gln Gln Gln Leu Gln His Ser Val Ala Val Lys Met Asn
65 70 75 80
Asn Asn Asn Asn Asn Asp Leu Met Gly Asn Lys Lys Gly Ser Thr Phe
85 90 95
Ile Gln Glu His Arg Ala Leu Leu Pro Lys Ala Leu Ile Leu Trp Ile
100 105 110
Ile Ile Val Gly Phe Ile Ser Ser Gly Ile Tyr Gln Trp Met Asp Asp
115 120 125
Ala Asn Lys Ile Arg Arg Glu Glu Val Leu Val Ser Met Cys Asp Gln
130 135 140
Arg Ala Arg Met Leu Gln Asp Gln Phe Ser Val Ser Val Asn His Val
145 150 155 160
His Ala Leu Ala Ile Leu Val Ser Thr Phe His Tyr His Lys Asn Pro
165 170 175
Ser Ala Ile Asp Gln Glu Thr Phe Ala Glu Tyr Thr Ala Arg Thr Ala
180 185 190
Phe Glu Arg Pro Leu Leu Ser Gly Val Ala Tyr Ala Glu Lys Val Val
195 200 205
Asn Phe Glu Arg Glu Met Phe Glu Arg Gln His Asn Trp Val Ile Lys
210 215 220
Thr Met Asp Arg Gly Glu Pro Ser Pro Val Arg Asp Glu Tyr Ala Pro
225 230 235 240
Val Ile Phe Ser Gln Asp Ser Val Ser Tyr Leu Glu Ser Leu Asp Met
245 250 255
Met Ser Gly Glu Glu Asp Arg Glu Asn Ile Leu Arg Ala Arg Glu Thr
260 265 270
Gly Lys Ala Val Leu Thr Ser Pro Phe Arg Leu Leu Glu Thr His His
275 280 285
Leu Gly Val Val Leu Thr Phe Pro Val Tyr Lys Ser Ser Leu Pro Glu
290 295 300
Asn Pro Thr Val Glu Glu Arg Ile Ala Ala Thr Ala Gly Tyr Leu Gly
305 310 315 320
Gly Ala Phe Asp Val Glu Ser Leu Val Glu Asn Leu Leu Gly Gln Leu
325 330 335
Ala Gly Asn Gln Ala Ile Val Val His Val Tyr Asp Ile Thr Asn Ala
340 345 350
Ser Asp Pro Leu Val Met Tyr Gly Asn Gln Asp Glu Glu Ala Asp Arg
355 360 365
Ser Leu Ser His Glu Ser Lys Leu Asp Phe Gly Asp Pro Phe Arg Lys
370 375 380
His Lys Met Ile Cys Arg Tyr His Gln Lys Ala Pro Ile Pro Leu Asn
385 390 395 400
Val Leu Thr Thr Val Pro Leu Phe Phe Ala Ile Gly Phe Leu Val Gly
405 410 415
Tyr Ile Leu Tyr Gly Ala Ala Met His Ile Val Lys Val Glu Asp Asp
420 425 430
Phe His Glu Met Gln Glu Leu Lys Val Arg Ala Glu Ala Ala Asp Val
435 440 445
Ala Lys Ser Gln Phe Leu Ala Thr Val Ser His Glu Ile Arg Thr Pro
450 455 460
Met Asn Gly Ile Leu Gly Met Leu Ala Met Leu Leu Asp Thr Glu Leu
465 470 475 480
Ser Ser Thr Gln Arg Asp Tyr Ala Gln Thr Ala Gln Val Cys Gly Lys
485 490 495
Ala Leu Ile Ala Leu Ile Asn Glu Val Leu Asp Arg Ala Lys Ile Glu
500 505 510
Ala Gly Lys Leu Glu Leu Glu Ser Val Pro Phe Asp Ile Arg Ser Ile
515 520 525
Leu Asp Asp Val Leu Ser Leu Phe Ser Glu Glu Ser Arg Asn Lys Gly
530 535 540
Ile Glu Leu Ala Val Phe Val Ser Asp Lys Val Pro Glu Ile Val Lys
545 550 555 560
Gly Asp Ser Gly Arg Phe Arg Gln Ile Ile Ile Asn Leu Val Gly Asn
565 570 575
Ser Val Lys Phe Thr Glu Lys Gly His Ile Phe Val Lys Val His Leu
580 585 590
Ala Glu Gln Ser Lys Asp Glu Ser Glu Pro Lys Asn Ala Leu Asn Gly
595 600 605
Gly Val Ser Glu Glu Met Ile Val Val Ser Lys Gln Ser Ser Tyr Asn
610 615 620
Thr Leu Ser Gly Tyr Glu Ala Ala Asp Gly Arg Asn Ser Trp Asp Ser
625 630 635 640
Phe Lys His Leu Val Ser Glu Glu Gln Ser Leu Ser Glu Phe Asp Ile
645 650 655
Ser Ser Asn Val Arg Leu Met Val Ser Ile Glu Asp Thr Gly Ile Gly
660 665 670
Ile Pro Leu Val Ala Gln Gly Arg Val Phe Met Pro Phe Met Gln Ala
675 680 685
Asp Ser Ser Thr Ser Arg Asn Tyr Gly Gly Thr Gly Ile Gly Leu Ser
690 695 700
Ile Ser Lys Cys Leu Val Glu Leu Met Arg Gly Gln Ile Asn Phe Ile
705 710 715 720
Ser Arg Pro His Ile Gly Ser Thr Phe Trp Phe Thr Ala Val Leu Glu
725 730 735
Lys Cys Asp Lys Cys Ser Ala Ile Asn His Met Lys Lys Pro Asn Val
740 745 750
Glu His Leu Pro Ser Thr Phe Lys Gly Met Lys Ala Ile Val Val Asp
755 760 765
Ala Lys Pro Val Arg Ala Ala Val Thr Arg Tyr His Met Lys Arg Leu
770 775 780
Gly Ile Asn Val Asp Val Val Thr Ser Leu Lys Thr Ala Val Val Ala
785 790 795 800
Ala Ala Ala Phe Glu Arg Asn Gly Ser Pro Leu Pro Thr Lys Pro Gln
805 810 815
Leu Asp Met Ile Leu Val Glu Lys Asp Ser Trp Ile Ser Thr Glu Asp
820 825 830
Asn Asp Ser Glu Ile Arg Leu Leu Asn Ser Arg Thr Asn Gly Asn Val
835 840 845
His His Lys Ser Pro Lys Leu Ala Leu Phe Ala Thr Asn Ile Thr Asn
850 855 860
Ser Glu Phe Asp Arg Ala Lys Ser Ala Gly Phe Ala Asp Thr Val Ile
865 870 875 880
Met Lys Pro Leu Arg Ala Ser Met Ile Gly Ala Cys Leu Gln Gln Val
885 890 895
Leu Glu Leu Arg Lys Thr Arg Gln Gln His Pro Glu Gly Ser Ser Pro
900 905 910
Ala Thr Leu Lys Ser Leu Leu Thr Gly Lys Lys Ile Leu Val Val Asp
915 920 925
Asp Asn Ile Val Asn Arg Arg Val Ala Ala Gly Ala Leu Lys Lys Phe
930 935 940
Gly Ala Glu Val Val Cys Ala Glu Ser Gly Gln Val Ala Leu Gly Leu
945 950 955 960
Leu Gln Ile Pro His Thr Phe Asp Ala Cys Phe Met Asp Ile Gln Met
965 970 975
Pro Gln Met Asp Gly Phe Glu Ala Thr Arg Gln Ile Arg Met Met Glu
980 985 990
Lys Glu Ala Lys Glu Lys Thr Asn Leu Glu Trp His Leu Pro Ile Leu
99510001005
Ala Met Thr Ala Asp Val Ile His Ala Thr Tyr Glu Glu Cys Leu Lys
101010151020
Ser Gly Met Asp Gly Tyr Val Ser Lys Pro Phe Glu Glu Glu Asn Leu
1025 103010351040
Tyr Lys Ser Val Ala Lys Ser Phe Lys Pro Asn Pro Ile Ser Pro Ser
104510501055
Ser
<210>2
<211>3174
<212>DNA
<213>鼠耳芥(Arabidopsis thaliana)
<220>
<221>CDS
<222>(1)..(3174)
<400>2
atg aac tgg gca ctc aac aat cat caa gaa gaa gaa gaa gag cca cga 48
Met Asn Trp Ala Leu Asn Asn His Gln Glu Glu Glu Glu Glu Pro Arg
1 5 10 15
aga att gaa att tct gat tcc gag tca cta gaa aac ttg aaa agc agc96
Arg Ile Glu Ile Ser Asp Ser Glu Ser Leu Glu Asn Leu Lys Ser Ser
20 25 30
gat ttt tat caa ctg ggt ggt ggt ggt gct ctg aat tcg tca gaa aag144
Asp Phe Tyr Gln Leu Gly Gly Gly Gly Ala Leu Asn Ser Ser Glu Lys
35 40 45
ccg aga aag atc gat ttt tgg cgt tcg ggg ttg atg ggt ttt gcg aag192
Pro Arg Lys Ile Asp Phe Trp Arg Ser Gly Leu Met Gly Phe Ala Lys
50 55 60
atg cag cag cag caa cag ctt cag cat tca gtg gcg gtg aag atg aac240
Met Gln Gln Gln Gln Gln Leu Gln His Ser Val Ala Val Lys Met Asn
65 70 75 80
aat aat aat aat aac gat cta atg ggt aat aaa aaa ggg tca act ttc288
Asn Asn Asn Asn Asn Asp Leu Met Gly Asn Lys Lys Gly Ser Thr Phe
85 90 95
ata caa gaa cat cga gca ttg tta cca aaa gct ttg att ctg tgg atc336
Ile Gln Glu His Arg Ala Leu Leu Pro Lys Ala Leu Ile Leu Trp Ile
100 105 110
atc att gtt ggg ttt ata agc agt ggg att tat cag tgg atg gat gat384
Ile Ile Val Gly Phe Ile Ser Ser Gly Ile Tyr Gln Trp Met Asp Asp
115 120 125
gct aat aag att aga agg gaa gag gtt ttg gtc agc atg tgt gat caa432
Ala Asn Lys Ile Arg Arg Glu Glu Val Leu Val Ser Met Cys Asp Gln
130 135 140
aga gct aga atg ttg cag gat caa ttt agt gtt agt gtt aat cat gtt480
Arg Ala Arg Met Leu Gln Asp Gln Phe Ser Val Ser Val Asn His Val
145 150 155 160
cat gct ttg gct att ctc gtc tcc act ttt cat tac cac aag aac cct528
His Ala Leu Ala Ile Leu Val Ser Thr Phe His Tyr His Lys Asn Pro
165 170 175
tct gca att gat cag gag aca ttt gcg gag tac acg gca aga aca gca576
Ser Ala Ile Asp Gln Glu Thr Phe Ala Glu Tyr Thr Ala Arg Thr Ala
180 185 190
ttt gag aga ccg ttg cta agt gga gtg gct tat gct gaa aaa gtt gtg624
Phe Glu Arg Pro Leu Leu Ser Gly Val Ala Tyr Ala Glu Lys Val Val
195 200 205
aat ttt gag agg gag atg ttt gag cgg cag cac aat tgg gtt ata aag672
Asn Phe Glu Arg Glu Met Phe Glu Arg Gln His Asn Trp Val Ile Lys
210 215 220
aca atg gat aga gga gag cct tca ccg gtt agg gat gag tat gct cct720
Thr Met Asp Arg Gly Glu Pro Ser Pro Val Arg Asp Glu Tyr Ala Pro
225 230 235 240
gtt ata ttc tct caa gat agt gtc tct tac ctt gag tca ctc gat atg768
Val Ile Phe Ser Gln Asp Ser Val Ser Tyr Leu Glu Ser Leu Asp Met
245 250 255
atg tca ggc gag gag gat cgt gag aat att ttg cga gct aga gaa acc816
Met Ser Gly Glu Glu Asp Arg Glu Asn Ile Leu Arg Ala Arg Glu Thr
260 265 270
gga aaa gct gtc ttg act agc cct ttt agg ttg ttg gaa act cac cat864
Gly Lys Ala Val Leu Thr Ser Pro Phe Arg Leu Leu Glu Thr His His
275 280 285
ctc gga gtt gtg ttg aca ttc cct gtc tac aag tct tct ctt cct gaa912
Leu Gly Val Val Leu Thr Phe Pro Val Tyr Lys Ser Ser Leu Pro Glu
290 295 300
aat ccg act gtc gaa gag cgt att gca gcc act gca ggg tac ctt ggt960
Asn Pro Thr Val Glu Glu Arg Ile Ala Ala Thr Ala Gly Tyr Leu Gly
305 310 315 320
ggt gcg ttt gat gtg gag tct cta gtc gag aat tta ctt ggt cag ctt1008
Gly Ala Phe Asp Val Glu Ser Leu Val Glu Asn Leu Leu Gly Gln Leu
325 330 335
gct ggt aac caa gca ata gtt gtg cat gtg tat gat atc acc aat gca1056
Ala Gly Asn Gln Ala Ile Val Val His Val Tyr Asp Ile Thr Asn Ala
340 345 350
tca gat cca ctt gtc atg tat ggt aat caa gat gaa gaa gcc gac aga1104
Ser Asp Pro Leu Val Met Tyr Gly Asn Gln Asp Glu Glu Ala Asp Arg
355 360 365
tct ctc tct cat gag agc aag ctc gat ttt gga gac ccc ttc agg aaa1152
Ser Leu Ser His Glu Ser Lys Leu Asp Phe Gly Asp Pro Phe Arg Lys
370 375 380
cat aag atg ata tgc agg tac cac caa aag gca cca ata cca ttg aat1200
His Lys Met Ile Cys Arg Tyr His Gln Lys Ala Pro Ile Pro Leu Asn
385 390 395 400
gtg ctc aca act gtg cca ttg ttc ttt gcg att ggt ttc ttg gtg ggt1248
Val Leu Thr Thr Val Pro Leu Phe Phe Ala Ile Gly Phe Leu Val Gly
405 410 415
tat ata ctg tat ggt gca gct atg cac ata gta aaa gtc gaa gat gat1296
Tyr Ile Leu Tyr Gly Ala Ala Met His Ile Val Lys Val Glu Asp Asp
420 425 430
ttc cat gaa atg caa gag ctt aaa gtg cga gca gaa gct gct gat gtc1344
Phe His Glu Met Gln Glu Leu Lys Val Arg Ala Glu Ala Ala Asp Val
435 440 445
gct aaa tcg cag ttt ctt gct acc gtg tct cac gag atc agg aca cca1392
Ala Lys Ser Gln Phe Leu Ala Thr Val Ser His Glu Ile Arg Thr Pro
450 455 460
atg aat ggc att ctc gga atg ctt gct atg ctc cta gat aca gaa cta1440
Met Asn Gly Ile Leu Gly Met Leu Ala Met Leu Leu Asp Thr Glu Leu
465 470 475 480
agc tcg aca cag aga gat tac gct caa acc gct caa gta tgt ggt aaa1488
Ser Ser Thr Gln Arg Asp Tyr Ala Gln Thr Ala Gln Val Cys Gly Lys
485 490 495
gct ttg att gca ttg ata aat gag gtt ctt gat cgc gcc aag att gaa1536
Ala Leu Ile Ala Leu Ile Asn Glu Val Leu Asp Arg Ala Lys Ile Glu
500 505 510
gct gga aag ctg gag ttg gaa tca gta cca ttt gat atc cgt tca ata1584
Ala Gly Lys Leu Glu Leu Glu Ser Val Pro Phe Asp Ile Arg Ser Ile
515 520 525
ttg gat gat gtc ctt tct cta ttc tct gag gag tca agg aac aaa ggc1632
Leu Asp Asp Val Leu Ser Leu Phe Ser Glu Glu Ser Arg Asn Lys Gly
530 535 540
att gag ctc gcg gtt ttc gtt tca gac aaa gta cca gag ata gtc aaa1680
Ile Glu Leu Ala Val Phe Val Ser Asp Lys Val Pro Glu Ile Val Lys
545 550 555 560
gga gat tca ggg aga ttt aga cag ata atc ata aac ctt gtt gga aat1728
Gly Asp Ser Gly Arg Phe Arg Gln Ile Ile Ile Asn Leu Val Gly Asn
565 570 575
tcg gtt aaa ttc aca gag aaa gga cat atc ttt gtt aaa gtc cat ctt1776
Ser Val Lys Phe Thr Glu Lys Gly His Ile Phe Val Lys Val His Leu
580 585 590
gcg gaa caa tca aaa gat gaa tct gaa ccg aaa aat gca ttg aat ggt1824
Ala Glu Gln Ser Lys Asp Glu Ser Glu Pro Lys Asn Ala Leu Asn Gly
595 600 605
gga gtg tct gaa gaa atg atc gtt gtt tcc aaa cag tca agt tac aac1872
Gly Val Ser Glu Glu Met Ile Val Val Ser Lys Gln Ser Ser Tyr Asn
610 615 620
aca ttg agc ggt tac gaa gct gct gat ggt cgg aat agc tgg gat tca1920
Thr Leu Ser Gly Tyr Glu Ala Ala Asp Gly Arg Asn Ser Trp Asp Ser
625 630 635 640
ttc aag cat ttg gtc tct gag gag cag tca tta tcg gag ttt gat att1968
Phe Lys His Leu Val Ser Glu Glu Gln Ser Leu Ser Glu Phe Asp Ile
645 650 655
tct agc aat gtt agg ctt atg gtt tca atc gaa gac acg ggt att gga2016
Ser Ser Asn Val Arg Leu Met Val Ser Ile Glu Asp Thr Gly Ile Gly
660 665 670
atc cct tta gtt gca caa ggc cgt gtg ttt atg ccg ttt atg caa gca2064
Ile Pro Leu Val Ala Gln Gly Arg Val Phe Met Pro Phe Met Gln Ala
675 680 685
gat agc tcg act tca aga aac tat gga ggt act ggt att ggt ttg agt2112
Asp Ser Ser Thr Ser Arg Asn Tyr Gly Gly Thr Gly Ile Gly Leu Ser
690 695 700
ata agc aag tgt ctt gtt gaa ctt atg cgt ggt cag ata aat ttc ata2160
Ile Ser Lys Cys Leu Val Glu Leu Met Arg Gly Gln Ile Asn Phe Ile
705 710 715 720
agc cgg cct cat att gga agc acg ttc tgg ttc acg gct gtt tta gag2208
Ser Arg Pro His Ile Gly Ser Thr Phe Trp Phe Thr Ala Val Leu Glu
725 730 735
aaa tgc gat aaa tgc agt gcg att aac cat atg aag aaa cct aat gtg2256
Lys Cys Asp Lys Cys Ser Ala Ile Asn His Met Lys Lys Pro Asn Val
740 745 750
gaa cac ttg cct tct act ttt aaa gga atg aaa gct ata gtt gtt gat2304
Glu His Leu Pro Ser Thr Phe Lys Gly Met Lys Ala Ile Val Val Asp
755 760 765
gct aag cct gtt aga gct gct gtg act aga tac cat atg aaa aga ctc2352
Ala Lys Pro Val Arg Ala Ala Val Thr Arg Tyr His Met Lys Arg Leu
770 775 780
gga atc aat gtt gat gtc gtg aca agt ctc aaa acc gct gtt gtt gca2400
Gly Ile Asn Val Asp Val Val Thr Ser Leu Lys Thr Ala Val Val Ala
785 790 795 800
gct gct gcg ttt gaa aga aac ggt tct cct ctc cca aca aaa ccg caa2448
Ala Ala Ala Phe Glu Arg Asn Gly Ser Pro Leu Pro Thr Lys Pro Gln
805 810 815
ctt gat atg atc tta gta gag aaa gat tca tgg att tca act gaa gat2496
Leu Asp Met Ile Leu Val Glu Lys Asp Ser Trp Ile Ser Thr Glu Asp
820 825 830
aat gac tca gag att cgt tta ttg aat tca aga acc aac gga aac gtt2544
Asn Asp Ser Glu Ile Arg Leu Leu Asn Ser Arg Thr Asn Gly Asn Val
835 840 845
cat cac aag tct ccg aaa cta gct cta ttc gca aca aac atc aca aat2592
His His Lys Ser Pro Lys Leu Ala Leu Phe Ala Thr Asn Ile Thr Asn
850 855 860
tcg gag ttc gac aga gct aaa tcc gca gga ttt gca gat acg gta ata2640
Ser Glu Phe Asp Arg Ala Lys Ser Ala Gly Phe Ala Asp Thr Val Ile
865 870 875 880
atg aaa ccg tta aga gca agc atg att ggg gcg tgt ctg caa caa gtt2688
Met Lys Pro Leu Arg Ala Ser Met Ile Gly Ala Cys Leu Gln Gln Val
885 890 895
ctc gag ctg aga aaa aca aga caa caa cat cca gaa gga tca tca ccc2736
Leu Glu Leu Arg Lys Thr Arg Gln Gln His Pro Glu Gly Ser Ser Pro
900 905 910
gca act ctc aag agc ttg ctt aca ggg aag aag att ctt gtg gtt gat2784
Ala Thr Leu Lys Ser Leu Leu Thr Gly Lys Lys Ile Leu Val Val Asp
915 920 925
gat aat ata gtt aac agg aga gta gct gca gga gct ctc aag aaa ttt2832
Asp Asn Ile Val Asn Arg Arg Val Ala Ala Gly Ala Leu Lys Lys Phe
930 935 940
gga gca gaa gtg gtt tgt gca gag agt ggt caa gtt gct ttg ggt ttg2880
Gly Ala Glu Val Val Cys Ala Glu Ser Gly Gln Val Ala Leu Gly Leu
945 950 955 960
ctt cag att cca cac act ttc gat gct tgc ttc atg gat att caa atg2928
Leu Gln Ile Pro His Thr Phe Asp Ala Cys Phe Met Asp Ile Gln Met
965 970 975
cca cag atg gac gga ttt gaa gca act cgt cag ata aga atg atg gag2976
Pro Gln Met Asp Gly Phe Glu Ala Thr Arg Gln Ile Arg Met Met Glu
980 985 990
aag gaa gct aaa gag aag acg aat ctc gaa tgg cat tta ccg att cta3024
Lys Glu Ala Lys Glu Lys Thr Asn Leu Glu Trp His Leu Pro Ile Leu
99510001005
gcg atg act gcg gat gtg ata cac gcg acc tac gag gaa tgt ctg aaa3072
Ala Met Thr Ala Asp Val Ile His Ala Thr Tyr Glu Glu Cys Leu Lys
101010151020
agt ggg atg gat ggt tac gtc tcc aaa cct ttt gaa gaa gag aat ctc3120
Ser Gly Met Asp Gly Tyr Val Ser Lys Pro Phe Glu Glu Glu Asn Leu
1025 103010351040
tat aaa tcc gtt gcc aaa tca ttc aaa cct aat cct atc tca cct tcg3168
Tyr Lys Ser Val Ala Lys Ser Phe Lys Pro Asn Pro Ile Ser Pro Ser
104510501055
tcg taa3174
Ser
<210>3
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>人工序列描述设计的用于PCR的寡核苷酸引物
<400>3
tcagatatga actgggcact caac 24
<210>4
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>人工序列描述设计的用于PCR的寡核苷酸引物
<400>4
ctcaatgctt ttgttccttg actc 24
<210>5
<211>31
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>人工序列描述设计的用于PCR的寡核苷酸引物
<400>5
accatgaact gggcactcaa caatcatcaa g 31
<210>6
<211>30
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>人工序列描述设计的用于PCR的寡核苷酸引物
<400>6
ggattacgac gaaggtgaga taggattagg 30
<210>7
<211>33
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>人工序列描述设计的用于PCR的寡核苷酸引物
<400>7
cgggatccat gaactgggca ctcaacaatc atc 33
<210>8
<211>34
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>人工序列描述设计的用于PCR的寡核苷酸引物
<400>8
gctctagatt acgacgaagg tgagatagga ttag 3权利要求
1.一种能够控制植物的生长或分化的试剂,其具有抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性。
2.根据权利要求1的试剂,其中能够控制植物的生长或分化的所述试剂是植物生长调节剂。
3.根据权利要求1的试剂,其中能够控制植物生长或分化的试剂是能够控制植物体生长的试剂。
4.根据权利要求1的试剂,其中能够控制植物生长或分化的试剂是能够控制植物细胞的分化的试剂。
5.根据权利要求3的试剂,其中能够控制植物生长的试剂是能够控制植物芽生长的试剂。
6.根据权利要求5的试剂,其中控制植物芽的生长是抑制腋芽的生长。
7.根据权利要求5的试剂,其中控制植物芽的生长是抑制花芽的生长。
8.根据权利要求3的试剂,其中能够控制植物体生长的试剂是能够促进植物的植物群丛确立的试剂。
9.根据权利要求3的试剂,其中能够控制植物体生长的试剂是能够促进植物的分蘖的试剂。
10.根据权利要求3的试剂,其中能够控制植物体生长的试剂是能够促进植物根生长的试剂。
11.根据权利要求1-10中任一项的试剂,其中细胞的植物衍生的细胞分裂素受体是选自下组A的细胞分裂素受体
<组A>
(a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质,
(b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换,
(c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性
(d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质
(e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补。
12.根据权利要求1-10中任一项的试剂,其中抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性是,在具有所述细胞分裂素受体的细胞与对于所述细胞分裂素受体具有激动活性的物质的接触系统中,抑制来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性;
<组A>
(a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质,
(b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换,
(c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性
(d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质
(e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补。
13.一种包含化学物质或其农业上可接受的盐作为活性成分的植物生长调节剂,所述化学物质能够抑制来自细胞的植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导。
14.根据权利要求13的植物生长调节剂,其中在包含具有所述细胞分裂素受体的细胞、对于所述细胞分裂素受体具有激动活性的物质和所述化学物质的接触系统中,所述化学物质具有抑制来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性;
<组A>
(a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质,
(b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换,
(c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性
(d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质
(e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补。
15.根据权利要求14的植物生长调节剂,其中对于所述细胞分裂素受体具有激动活性的物质是反式玉米素。
16.根据权利要求13的植物生长调节剂,其中在包含具有所述细胞分裂素受体的细胞、0.6ppm反式玉米素和2ppm所述化学物质的接触系统中,与其中所述接触系统中不存在所述化学物质的情况相比较,所述化学物质具有抑制来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性;
<组A>
(a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质,
(b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换,
(c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性
(d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质
(e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补。
17.根据权利要求13的植物生长调节剂,其中在包含具有所述细胞分裂素受体的细胞、0.6ppm反式玉米素和2ppm所述化学物质的接触系统中,与其中所述接触系统中不存在所述化学物质的情况相比较,所述化学物质具有使来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导抑制90%或更多的活性;
<组A>
(a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质,
(b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换,
(c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性
(d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质
(e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补。
18.一种用于搜索能够促进植物根生长的化学物质的方法,其包括
(1)在包含具有细胞分裂素受体的细胞、对于细胞分裂素受体具有激动活性的物质和测试物质的接触系统中,测量来自选自下组A的细胞分裂素受体的细胞内信号传导量的第一个步骤;和
(2)基于通过使第一个步骤中测量的所述细胞内信号传导量与在不存在所述化学物质的情况下的细胞内信号传导量相比较而获得的差异,选择能够促进植物根生长的化学物质的第二个步骤;
<组A>
(a)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列的蛋白质,
(b)包含SEQ ID NO1的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,其中一个或多个氨基酸被缺失、添加或置换,
(c)包含氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述氨基酸序列与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有45%或更多的序列同一性
(d)包含由SEQ ID NO2的核苷酸序列编码的氨基酸序列的蛋白质
(e)包含由多核苷酸编码的氨基酸序列,且具有起细胞分裂素受体作用的活性的蛋白质,所述多核苷酸在严格条件下与这样的多核苷酸杂交,所述多核苷酸与具有SEQ ID NO2的核苷酸序列的多核苷酸互补。
19.根据权利要求18的搜索方法,其中具有所述细胞分裂素受体的细胞是转化的细胞,在其内引入包含编码SEQ ID NO1的氨基酸序列的核苷酸序列的多核苷酸。
20.根据权利要求18的搜索方法,其中具有所述细胞分裂素受体的细胞是转化的酵母细胞,在其内引入包含编码SEQ ID NO1的氨基酸序列的核苷酸序列的多核苷酸。
21.根据权利要求18、19或20的搜索方法,其中对于所述细胞分裂素受体具有激动活性的物质是反式玉米素。
22.一种包含化学物质或其农业上可接受的盐作为活性成分的植物生长调节剂,所述化学物质通过根据权利要求18、19、20或21的搜索方法选择。
23.一种植物生长调节方法,其包括将有效量的根据权利要求13、14、15、16、17或22的植物生长调节剂应用于植物或植物的生境。
24.一种植物生长调节方法,其包括通过根据权利要求18、19、20或21的搜索方法测定能够促进植物根生长的化学物质,并且使由此测定的能够促进植物根生长的所述化学物质与植物接触。
25.包含由通式I表示的化合物或其农业上可接受的盐作为活性成分的植物生长调节剂
其中R和X是相同的或不同的,并且表示任选取代的烃基团、由NR1R2表示的基团、由OR3表示的基团、由S(O)mR4表示的基团、硝基或卤素原子,
其中R1表示氢原子或任选取代的烃基团,
R2表示氢原子、任选取代的烃基团、由NR5R6表示的基团(其中R5和R6是相同的或不同的,并且表示氢原子或任选取代的C1-6烷基)或由OR7表示的基团(其中R7表示氢原子或任选取代的C1-6烷基),或R1和R2连同它们与之附着的氮原子一起形成任选取代的环状氨基,
R3和R4各自表示任选取代的烃基团,
l表示0-1的整数,
m表示0-2的整数,
n表示0-4的整数,
当n是2或更大时,每个X彼此相同或不同,和
Ar表示任选取代的芳基或任选取代的杂芳基。
26.根据权利要求25的植物生长调节剂,其中l是1,和R是任选取代的烃基团。
27.根据权利要求25的植物生长调节剂,其中l是1,和R是任选由一种或多种卤素原子或一种或多种含氧基团取代的C1-3烷基。
28.根据权利要求26的植物生长调节剂,其中任选取代的烃基团是任选由一种或多种卤素原子或一种或多种含氧基团取代的C1-3烷基。
29.根据权利要求25的植物生长调节剂,其中l是1,和R是由NR1R2表示的基团。
30.根据权利要求29的植物生长调节剂,其中R1表示氢原子或C1-3烷基,R2表示氢原子、氨基、C1-3烷基氨基、二C1-3烷基氨基、脒基、C1-3烷氧基、苯基、C1-3酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中所述苯基任选由1-3个相同的或不同的C1-3烷基取代,所述苯基、所述酰基、所述烷基、所述链烯基和所述炔基任选由1-3个相同的或不同的选自下述的取代基取代卤素原子、羟基、C1-3烷氧基、羟基C1-3烷氧基、羧基、C1-3烷氧羰基、氨基甲酰基、氨基、C1-3烷基氨基、二C1-3烷基氨基、巯基、C1-3酰基硫代、氰基、呋喃基和四氢呋喃基,或者R1和R2连同它们与之附着的氮原子一起形成吡咯烷基、哌啶子基或吗啉代基。
31.根据权利要求29的植物生长调节剂,其中R1表示氢原子,R2表示氢原子、甲酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中所述烷基、所述链烯基和所述炔基任选由选自下述的一个或多个取代基取代羟基、甲氧基、甲氧羰基、乙氧羰基、氰基和呋喃基。
32.根据权利要求25的植物生长调节剂,其中l是1,和R是由OR3表示的基团。
33.根据权利要求32的植物生长调节剂,其中R3是任选由氨基取代的C1-3烷基。
34.根据权利要求25的植物生长调节剂,其中l是1,和R是由S(O)mR4表示的基团。
35.根据权利要求34的植物生长调节剂,其中R4是任选由氨基或羟基取代的C1-3烷基,和m是0。
36.根据权利要求25的植物生长调节剂,其中l是1,和R是卤素原子。
37.根据权利要求36的植物生长调节剂,其中卤素原子是氯原子。
38.根据权利要求25-37中任一项的植物生长调节剂,其中n是1-2,和X是C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤烷基、氰基、卤素原子或硝基。
39.根据权利要求38的植物生长调节剂,其中X是氯原子、溴原子或硝基,和X在6-位和/或8-位上。
40.根据权利要求25-39中任一项的植物生长调节剂,其中Ar是任选由一个或多个卤素原子或一个或多个C1-3烷基取代的苯基。
41.一种植物生长调节方法,其包括将有效量的根据权利要求25-40中任一项的植物生长调节剂应用于植物或植物的生境。
42.由下式(XI)表示的化合物或其农业上可接受的盐
其中Ph表示苯基,R11表示氢原子、甲酰基、C1-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中所述烷基、所述链烯基和所述炔基任选由选自下述的至少一种取代基取代羟基、C1-3烷氧基、C1-3烷氧羰基、氰基、2-呋喃基和2-四氢呋喃基,
m表示0-3的整数,
n表示0-1的整数,
m和n中的至少一个不是0,
X1和X2是相同的或不同的,并且表示氯原子、溴原子、三氟甲基、氰基或硝基,
当m是2或更大时,每个X1彼此相同或不同;
前提是
a)当m是1时,X1是5-氯原子或7-氯原子,和R11表示甲基,n表示1的整数,或
b)当n是1并且条件(1)-(3)中的任何一个满足时,m表示1-3的整数
(1)X2是氯原子,和R11是选自氢原子、甲基、2-羟乙基、3-羟丙基、2,2-二甲氧基乙基和氰甲基的基团,
(2)X2是溴原子,和R11是选自2-羟乙基、3-羟丙基和2-甲氧乙基的基团,和
(3)X2是硝基,和R11是3-羟丙基。
43.根据权利要求42的化合物或其农业上可接受的盐,其中R11表示氢原子、甲酰基、甲基、乙基、2-羟乙基、2-甲氧乙基、糠基、甲氧羰基甲基或乙氧羰基甲基,m是0,n是1,和X2是氯原子或硝基。
44.根据权利要求42的化合物或其农业上可接受的盐,其中R11表示氢原子、甲酰基、甲基、乙基、2-羟乙基、3-羟丙基、2-甲氧乙基、糠基、甲氧羰基甲基或乙氧羰基甲基,m是1,n是1,X1是8-氯原子,和X2表示氯原子或硝基。
45.根据权利要求42的化合物或其农业上可接受的盐,其中m是1-3的整数,和n是0。
46.根据权利要求42的化合物或其农业上可接受的盐,其中R11表示甲酰基、C4-6烷基、C3-6链烯基或C3-6炔基,其中所述烷基、所述链烯基和所述炔基任选由一个或多个羟基或一个或多个C1-3烷氧基取代,或R11表示C1-3烷氧羰基甲基、C1-3烷氧基C1-3烷基或糠基,
m是0,
n是1,和
X2是氯原子。
47.根据权利要求42的化合物或其农业上可接受的盐,其中n是1。
48.根据权利要求42的化合物或其农业上可接受的盐,其中m是1-3,和n是1。
49.根据权利要求42、45、47或48的化合物或其农业上可接受的盐,其中R11是C1-3烷氧羰基甲基或糠基。
50.根据权利要求42的化合物,其中n是1,和X2是三氟甲基或氰基。
全文摘要
公开的是具有抑制来自植物衍生的细胞分裂素受体的细胞内信号传导的活性并且可以控制植物的生长或分化的物质。也公开了用于搜索能够促进植物根生长的化学物质的方法,其包括在其中使具有受体的细胞与对于受体具有激动活性的化学物质和待测试物质接触的系统中,测量来自受体的细胞内信号传导的水平,使前述步骤中测量的细胞内信号传导水平与在不存在化学物质的情况下测量的细胞内信号传导水平相比较,并且基于通过比较获得的差异测定化学物质为能够促进植物根生长的化学物质;等等。
文档编号A01P21/00GK101588716SQ20078005020
公开日2009年11月25日 申请日期2007年11月22日 优先权日2006年11月22日
发明者长泽朝子, 荒田勇登, 采女英树 申请人:住友化学株式会社
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