专利名称：：用于促进植物生长和改善植物保存的方法、组合物和试剂盒的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用于促进植物生长和改善植物保存的方法、组合物和试剂盒。更具体地，本发明涉及能够促进植物的成熟的方法、组合物和试剂盒，特别是能够促进对人有用的果实的成熟以使果实的收获期提前并改善所收获的果实的保存以长时间保持产品价值的方法、组合物和试剂盒。
背景技术：
：在农作物的生产中，使用了多种化学品以促进植物生长和提高农作物的品质。大量的化学品被滥用，例如用于促进种子发芽、植物生长或果实成熟的化学品，用于保护植物免受各种病原体危害的化学品以及用于改善所收获的农作物的保存和贮藏的化学品。为了解决上述问题，最近开发了多种有机栽培方法。随着人们对健康的关注的极大增加，有机蔬菜成为了关注的焦点。但是，仅用现有的有机栽培方法难以生产出数量和品质都极佳的农作物。已知溶血磷脂酰乙醇胺在果实的成熟和衰老中起着非常重要的作用。已知溶血磷脂酰乙醇胺处理能抑制番茄的叶和果实的衰老。还已知在收获后用溶血磷脂酰乙醇胺处理能延长番茄果实的保存时间(见US5，110，341和US5,126,155)。此外，己知如果用溶血磷脂酰乙醇胺处理苹果，则能促进在其果皮内形成花青苷并抑制苹果在保存期间的硬度的丧失。已知这些作用与其降低水果(例如苹果、酸果蔓、番茄等)的呼吸率以及促进或抑制乙烯气的形成有关(Famg，K.M.andJ.P.Palta，'StimulationofEthyleneProductionbyErea，Thidiazoron,andLysophosphatidylethanolamineandPossibleSitesofThisStimulation'AnnualMeetingoftheAmericanSocietyofPlantPhysiologists,April1989)。常常将具有经适当调节的浓度的溶血磷脂酰乙醇胺溶液用作延长切花寿命的工具(HortScience32(5):888-890,1997)。同吋，已知存在于植物中的硅酮能改变植物的代谢。具体地，如果用硅酮处理植物，会增加叶绿素的量并促进植物生长。另外，认为硅酮能保护植物免受疾病和有害昆虫的危害并有助于植物的正常生长、萌发(occurrence)、存活禾口繁殖(S.Y.Wang,etal.，Journalofplantnutrition,21(1)，157-167(1998);EmanuelEpstein,Annu.Rev.PlantPhysiol.PlantMol.Biol.50:641-64(1999))。另外，为了促进植物生长和改善其保存，已经开发出包含硅酸钾、硅酸钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠等的组合物以及用于制备所述组合物的方法(见US6,284,709)。据公开，如果用包含硅酸钾、硅酸钠、碳酸钾、碳酸钠、氯化钾和还原糖的组合物处理植物，可以促进植物生长，抑制微生物的繁殖，改善物理特性并延长农产品的保存期。但是，仅用上述方法不可能有效地促进植物生长，并且不能达到满意水平的保存性能。因此，需要另一种能够收获大量高品质的果实并更长时间地保存所收获的果实，同时更少地使用对人体和环境有害的化学品的方法。
发明内容技术问题因此，本发明欲解决上述问题。本发明的目的是提供能够在不使用毒性化学品的情况下促进植物生长、提高农作物在收获后的保存性能和农产品的品质的方法、组合物和试剂盒。技术方案为了实现上述的目的，本发明提供了一种用于促进植物生长和增加植物保存稳定性的方法，包括用溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐处理植物。在上述方法中，所述硅酸盐可以是硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。在上述方法中，溶血磷脂酰乙醇胺:硅酸盐的重量比优选为l:O.l到1:50，更优选1:0.5到1:10，最优选1:1到1:2。本发明提供了用于促进植物生长和增加植物保存稳定性的组合物，其包含作为有效成分的溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐。在上述组合物中，所述硅酸盐可以是硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。在上述组合物中，溶血磷脂酰乙醇胺:硅酸盐的重量比优选为1:0.1到1:50，更优选1:0.5到1:10，最优选1:1到1:2。在上述组合物中，溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐以彼此不接触的状态存在于组合物中。本发明提供了用于促进植物生长和增加植物保存稳定性的试剂盒，其包含含有溶血磷脂酰乙醇胺的第一种溶液和含有硅酸盐的第二在上述试剂盒中，所述硅酸盐可以是硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。上述试剂盒还可以包括其中用于放置第一种溶液的第一空间和其中用于放置第二种溶液的第二空间。在上述试剂盒中，第一种溶液中所含的溶血磷脂酰乙醇胺与第二种溶液中所含的硅酸盐的重量比优选为1:0.1到1:50，更优选1:0.5到1:10，最优选1:1到1:2。有益作用本发明可以在不使用毒性化学品的情况下，促进植物生长以增加农作物的产量、改善农作物在收获后的保存以及提高农作物的品质。图l显示的是通过对克瑞森葡萄(crimson)连续进行两次各种处理所获得的关于克瑞森葡萄的产量的结果。图2显示的是通过对克瑞森葡萄进行一次各种处理所获得的关于克瑞森葡萄的产量的结果。图3显示的是通过对红地球葡萄(redglobe)连续进行两次各种处理所获得的关于红地球葡萄的产量的结果。图4显示的是用20ppm和50ppm浓度的10。/。溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)单独处理的情况下的活性氧分子(ROS)。图5显示的是用40ppm和100ppm浓度的硅酸钠单独处理的情况下的ROS。图6显示的是用20ppm的10。/。LPE和40ppm硅酸钠联合处理的情况下以及用50ppm的10。/。LPE和100ppm硅酸钠联合处理的情况下的ROS。图7a到7c是显示当用LPE和硅酸盐的组合处理时葡萄果实的颜色变化的照片。图7a是未处理组的结果。图7b是50ppmLPE处理的结果(对照组ll);图7c是50ppmLPE+100ppm硅酸钠处理的结果(试验组4)。图8a到8c是显示葡萄藤叶的颜色变化的照片。图8a是未处理组(对照组IO)的结果。图8b是50ppmLPE处理的结果(对照组ll);图8c是S0ppmLPE+100ppm硅酸钠处理的结果(试验组4)。图9和图10是证实LPE与硅酸盐的联合处理对绿豆的不定根生长的影响的照片。具体实施方式以下，具体地描述了本发明的方法、组合物和试剂盒。在本申请中，术语"植物"包括源自活体植物的任何部分、组织和器官以及活体植物。例如，所述"植物"包括果实、花、块茎、根、茎、叶、种子等。本申请中所使用的"溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)"是溶血磷脂的一种，其天然存在于动物和植物细胞内。特别地，其多数存在于卵黄和脑细胞内。可以从磷脂酰乙醇胺诱导生成LPE，所述磷脂酰乙醇胺是在细胞膜中发现的一种磷脂。可以使用源自动物和植物或微生物的LPE、从磷脂酰乙醇胺诱导生成的LPE或化学合成的LPE。本申请中所使用的"硅酸盐"是指硅酸盐，它是一个广义的概念，包括硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁、硅酸铝、硅酸铝钾、偏硅酸盐、聚硅酸钠、硅酸乙酯、硅酸甲酯、硅酸三钙、硼硅酸盐、硅酸钡、cuppersilicate等。其中，特别优选硅酸钠和硅酸钾。本申请中所用的"促进植物生长"是最广义的概念，包括促进植物种子的发芽、促进植物的长度和体积的生长、促进果实的结实、促进果实的成熟、提高叶的活力、促进根的生长、促进果实的色泽等等。当溶血磷脂酰乙醇胺、硅酸钠或硅酸钾存在于一种水溶性组合物中并彼此相互接触时，硅酸钠或硅酸钾的高pH值使得LPE的酯键被水解。这一问题可以通过采用传统的已知方法中的一种方法加以解决。例如，LPE和硅酸盐可以被捕获于胶囊内以彼此互不接触的状态存在于组合物中；然后，当使用时，可以通过施加物理或化学变化排出胶囊内的物质。在本发明的试剂盒中，优选分开存放LPE和硅酸盐。例如，在其中具有隔板的容器中，可以通过隔板将LPE和硅酸盐分开存放于容器中。或者，可以将它们分别存放于试剂盒所含的两个容器中。然后，当使用时，可以将它们进行混合。为了满足本发明所提出的重量比，喷雾器可以取出并以相同的体积混合分开存放的、具有不同浓度的LPE和硅酸盐，且喷雾器可以被操作以喷射出经混合的LPE和硅酸盐。本发明涉及溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐对于促进植物生长和提高农作物的保存稳定性的协同作用。尽管还不知道引起所述协同作用的特殊机制，本申请发明人假定硅酸盐提高了LPE的分散性能，增加了LPE的溶解度，并帮助LPE粘附于植物，从而使得LPE的作用最大化。为了实现本发明的效果，LPE和硅酸盐的重量比优选为1:0.1到1:50。如果硅酸盐相对于LPE的量太小，则硅酸盐的效力太弱，所以无法实现本发明的目的。如果硅酸盐的量太大，则会减弱LPE的作用。从这一观点来看，所述重量比更优选1:0.5到1:10，最优选1:1到1:2。实施例以下，将参照实施例更具体地描述本发明。所提供的实施例只用于对本发明进行举例说明，而非对本发明的限制。实施例l本申请发明人进行以下试验，以证明溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐联合使用的协同作用。选择葡萄作为测试植物。使用克瑞森葡萄和红地球葡萄(学名F衍sF/m/era^.)。下表l给出了各个处理中所使用的材料。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>10。/。LPE溶液是其中LPE以10。/。的浓度溶解于水、异丙醇、丁醇、己醇和油醇的混合溶液中所得到的溶液。试验组1是其中用200GPA量的硅酸钾溶液(其中硅酸盐含量为100ppm)和LPE溶液(其中LPE含量为50ppm)进行处理的组。对照组l是未处理组，其被设定为每个试验组和对照组之间的缓冲，并代表另一个阴性对照组。缓冲的存在可以确认是否进行过处理，其由栽培行中的位于经化学品处理的行之间的未处理行表示。对照组2是其中用100GPA量的400ppmEthrd进行处理的组，其中Ethrel被广泛销售并被用作植物生长调节剂。对照组3是其中用200GPA量的50ppm10%LPE溶液进行处理的组。对照组4是其中用200GPA量的100ppm硅酸钾溶液进行处理的组。对照组5是未处理过的阴性对照组。除了对照组1和5外，都用喷射的方式喷洒溶液。在5英亩的面积上进行各个处理。用典型的果园空气鼓风喷雾器进行所有的处理。由农场的工人根据普通收获方法完成各个处理后的所有收获，使得收获到符合商业标准的葡萄。对于每种处理，都记录下在每个收获日从各个处理行中所收获到的箱子的数目和级别。1.第一个试验-对克瑞森葡萄实施连续处理给栽培于加利福尼亚的克瑞森葡萄相继两次实施上述6种处理。第一次处理过去40天时进行第二次处理。结果，每个试验组和对照组所收获的葡萄的产量示于图l中。如图1所示，对照组2(Ethrel)的产量最高，试验组l(LPE+Si)的产量次之。对照组3(LPE)和对照组4(Si)的产量比未处理的对照组1和5的产量更低。在LPE或Si单独处理的组中，其产量比没有进行处理的组的产量更低。但是，当将LPE和Si联合起来进行处理时，产量得到了显著增加。这证实了LPE和Si的协同作用。2.第二个试验-对克瑞森葡萄实施单次处理给栽培于加利福尼亚的克瑞森葡萄实施上述6种处理。所述处理只实施1次。其结果如图2所示。如图2所示，试验组l(LPE+Si)的产量最高，对照组2(Ethrel)的产量次之。对照组4(Si)的产量比未处理的对照组l和5的产量更低。尽管对照组3(LPE)显示出96.3的产量，对照组4(Si)显示出比未处理组更低的产量，但是经LPE和Si处理的试验组l显示出131.7的增加的产量。这证实了LPE和Si的联合使用所产生的协同作用。3.第三个试验-红地球葡萄实施连续处理给栽培于加利福尼亚的红地球葡萄相继两次实施上述6种处理。第一次处理过去40天时进行第二次处理。其结果如图3所示。如图3所示，对照组2(Ethrel)的产量最高，试验组l(LPE+Si)的产量次之。应当注意的是，尽管与未处理的对照组1和5相比较，仅用LPE处理的对照组3显示出产量增加了22箱，仅用Si处理的对照组4显示出产量增加了10箱，但是经LPE和Si的联合处理的试验组l显示出产量增加了60箱或更多。这证实了LPE和Si的联合使用所产生的协同作用。实施例2为了更清楚地证实LPE和Si的联合所产生的协同作用，本申请发明人使用了用于测定活性氧分子的方法。1.植物材料和生长条件将玉米(Zeamqys丄)用于以下禾呈序中将GoldencrossBantam的种子在流水中进行充分的洗涤，并将其在蒸馏水中浸泡24个小时。然后，将种子在放有蒸馏水弄湿的纸的培养皿中排成行，使种子的腹侧与皿底接触。将湿纸折成两折盖住种子。然后将种子置于暗室中进行48小时的发芽过程，其中暗室中的湿度和温度分别保持在60%和28士rC。选出根长为1.5-2cm的个体，并将其用于本试验。2.玉米根原生质体的制备根据以下方法(SheenJ，Metabolicrepressionoftranscriptioninhigherplants,PlantCell,1990Oct:2(10):1027-38)修饰黄化玉米根的原生质体。换言之，从2天黄化的幼龄玉米植物中分离出原生质体。于22'C，将根置于含有以下成分的酶溶液中进行分解处理5个小时2%(w/v)纟千维素酶'Onozuka，RS(YakultPharmaceuticalCompanyLtd.)、2%(w/v)Cellulysin(Calbiochem，BehringDiagnostic,LaJolla，USA)、0.026%(w/v)pectolaiaseY23(Sigma，St.Louis，USA)、0.6M甘露醇、10mMMes(pH5.7)、lmMCaCl2、lmMMgCl2、lOmM卩-巯基乙醇和0.1%(w/v)小牛白蛋白(Sigma，St.Louis，USA)。通过筛孔从部分分解的组织中分离出原生质体。用含有0.45M甘露醇和lmMCaCl2的溶液洗涤原生质体3遍，将原生质体储存于在黑暗条件下并用于试验。3.液体药物处理对于在上述2中制备的原生质体，分别用单独的20ppmLPE(对照组6)、单独的40ppmLPE(对照组7)、单独的50ppm硅酸钠(对照组8)、单独的100ppm硅酸钠(对照组9)、20ppmLPE+50ppm硅酸钠(试验组2)禾口50ppmLPE+100ppm硅酸钠(试验组3)孵育5分钟。4.流式细胞术孵育后，使细胞在暗处与5nM的2',7'-dichlorofluorescinediacetate(DCF-DA)(MolecularProbes,USA)反应5到10分钟。所述化合物被细胞内的酯酶转化成2',7'-dichlorofluorescein(DCFH)，其反过来被活性氧分子例如H202所氧化，从而转化成具有最高荧光的2',7'-dichlorofluorescine(DCF)。用激发和发射波长分别为488nm和530nm的FACScan(BecktonDickinson,Bedford,USA)测定荧光强度。细胞计数在30，000个细胞时停止。为了在收集数据之前除去凋亡细胞和碎片，进行闸门控制。结果如图4-图6中所示。图4是分别单独用40ppm和100ppm浓度的10%LPE处理的结果。如图4所示，20ppm和50ppm两组都增加了ROS的量，增加量为200-300%。在图4-图6中，ROS量的增加显示于对数刻度的x轴，而不是计数程度的y轴，用图中的峰偏左或偏右的程度表示。图5是单独用40ppm和100ppm浓度的硅酸钠处理的结果。如图5所示，两个浓度之间只有很小的差别。图6是用20ppmLPE和40ppm硅酸钠联合处理的结果以及用50ppmLPE和100ppm硅酸钠联合处理的结果。在用20ppmLPE和40ppm硅酸钠联合处理的情况下，增加量为200-300%。在用50ppmLPE和100ppm硅酸钠联合处理的情况下，增加量为200-600%。概而言之，当用LPE和硅酸钠一起处理时，显著地增加了ROS。ROS的增加表示植物受到了剌激，并因此激活了生物机制，从而促进成熟和生长。因此，通过联合使用LPE和硅酸盐时的结果证实它们获得了促进植物生长的协同作用。实施例3为了检验LPE和硅酸钠对葡萄色泽产生过程的影响，本申请发明人进行了以下试验。试验所用的葡萄是MuscatBaileyA(late-seasoncv.)。在实施如表2所示的各处理后，观察试验对象2周，并在距此6天后收获试验对象。表2分组处理对照组io未处理对照组ll200GPA的10。/。LPE溶液C50ppm)试验组4200GPA的10。/。LPE溶液(50ppm)+硅酸钠溶液(10(^111)在图7a-7c中显示了2周后观察葡萄果实颜色的结果，在图8a-8c中显示了2周后观察葡萄叶颜色的结果。图7a-7c分别是显示未处理的对照组10、经50ppmLPE处理的对照组ll和经50ppmLPE和100ppm硅酸钠联合处理的试验组4的结果的照片。如图7a-7c所示，已经表明葡萄的颜色由好到次依次为试验组4、对照组11和对照组10。因此，可以看出硅酸盐进一步地增强了LPE对果实色泽的促进作用。同时，2周后也对葡萄叶的颜色进行了观察。其结果如图8a-8c所不。图8a-8c分别是显示未处理的对照组10、经50ppmLPE处理的对照组ll和经50ppmLPE+100ppm硅酸钠联合处理的试验组4的结果的照片。如图8a-8c所示，可以看到在试验组4中，几乎所有的叶都保持为绿色；而在对照组10和11中，许多的叶都褪色为黄色。这证实硅酸盐具有进一步增强LPE对叶的活性的促进作用的作用。实施例4:LPE和硅酸盐的组合对绿豆的不定根生长的影响为了检验LPE和硅酸盐的组合对绿豆的不定根生长的影响，本申请发明人对绿豆进行了生物学测试。用流水洗净绿豆，将其在蒸馏水中浸泡24个小时，移植入到人工培养土壤内，最后在光照下生长10天。当下胚轴的长度变为约4cm时，拣选出大小相似的绿豆，切下它们的根至下胚轴的长度达到3.5cm到4cm的程度。将切断的绿豆分成8组，其中第一组未处理(对照；水)，第二组用50ppm硅酸钠(ss50ppm)处理，第三组用50ppmLPE(LPE50ppm)处理，第四组用50ppm硅酸钠和50ppmLPE的组合(ss50ppm+LPE50ppm)处理。在给约10ml的试管填满各种溶液条件下，于光照下进行所述试验，以使得下胚轴深深地浸入溶液中的方式分别将绿豆一个一个地放入试管。为了提高试验的可靠性，如上述对其他四组进行相同的处理，两套各四组试验同时进行。在各处理后的2周之后，对各组不定根的情况进行观察。图9和10显示了其结果。图9是第一套的试验结果，图10是第二套的试验结果。如图9和10所示，可以知道在"ss50"组中，根的长度长，但是其数目少；而在"LPE50"组中，根的数目多，但是其长度短。这证实了硅酸钠具有促进不定根的长度生长的作用，但是对增加根的数目却没有作用；而LPE具有增加根的数目的作用，因为其具有与植物生长素相似的活性，但是对根的延长却没有作用。但是，在硅酸钠和LPE的联合(ss50+LPE50)处理的组中，可以看到根的数目比仅用硅酸钠处理的组明显更多，根的长度比仅用LPE处理组明显更长。这证实了LPE和硅酸钠的组合对不定根的生长具有协同作用。实施例5:LPE和硅酸盐的联合处理对葡萄果实的保存稳定性的影响收获实施例3中处理的葡萄，并在室温下保存14天。然后，计算没有腐烂或没有擦伤的完整葡萄果实的比例。其结果如下表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如表3所示，可以看到在LPE和硅酸钠的联合处理的情况下，保存稳定性被显著提高。工业实用性本发明可以在不使用毒性化学品的情况下，促进植物生长以增加农作物的产量，改善农作物在收获后的保存，以及提高农作物的品质。权利要求1.用于促进植物生长和提高植物保存稳定性的方法，包括用溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐处理植物。2.权利要求l的方法，其中所述硅酸盐是硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。3.权利要求2的方法，其中溶血磷脂酰乙醇胺:硅酸盐的重量比为1:0.1到1:50。4.权利要求3的方法，其中溶血磷脂酰乙醇胺:硅酸盐的重量比为1:0.5到1:10。5.权利要求4的方法，其中溶血磷脂酰乙醇胺:硅酸盐的重量比为l:l至Ul:2。6.用于促进植物生长和提高植物保存稳定性的组合物，其含有作为有效成分的溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐。7.权利要求6的组合物，其中所述硅酸盐是硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。8.权利要求7的组合物，其中溶血磷脂酰乙醇胺:硅酸盐的重量比为1:0.1到1:50。9.权利要求8的组合物，其中溶血磷脂酰乙醇胺:硅酸盐的重量比为1:0.5到1:10。10.权利要求9的组合物，其中溶血磷脂酰乙醇胺:硅酸盐的重量比为1:1到1:2。11.权利要求6到10中任一项的组合物，其中溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐以彼此互不接触的状态存在于所述组合物中。12.用于促进植物生长和提高植物保存稳定性的试剂盒，其包含含溶血磷脂酰乙醇胺的第一种溶液和含硅酸盐的第二种溶液。13.权利要求12的试剂盒，其中所述硅酸盐是硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。14.权利要求13的试剂盒，还包括其中用于放置第一种溶液的第一空间和其中用于放置第二种溶液的第二空间。15.权利要求12的试剂盒，其中第一种溶液中所含的溶血磷脂酰乙醇胺和第二种溶液中所含的硅酸盐的重量比为1:0.1到1:50。16.权利要求15的试剂盒，其中溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐的重量比为1:0.5到1:10。17.权利要求16的试剂盒，其中溶血磷脂酰乙醇胺和硅酸盐的重量比为1:1到1:2。全文摘要本发明公开了用于促进植物生长和改善植物保存的方法、组合物和试剂盒。按照本发明，可以改善农产品的品质和农作物在收获后的保存，还可以在不使用毒性化学品的情况下通过促进植物生长增加农作物的产量。文档编号A01N33/02GK101163403SQ200680013095公开日2008年4月16日申请日期2006年4月3日优先权日2005年4月1日发明者梁永来,洪志欣,郑国薰申请人:株式会社斗山