专利名称：植物发育控制组合物的制作方法
植物发育控制组合物本发明涉及新化合物、新组合物及其用于刺激发芽和解除植物种子、组织和植物的休眠的用途。类胡萝卜素在植物和微生物中作为光保护分子合成，并且是动物饮食中的关键组分，例子是β-胡萝卜素(维生素原Α)。类胡萝卜素的氧化切割在植物、动物和微生物中发生，并且导致一系列脱辅基类胡萝卜素的释放，其充当具有不同范围功能的信号分子(1)。 鉴定为编码类胡萝卜素切割双加氧酶(CCD)1的第一种基因是玉蜀黍Vpl4基因，这是脱落酸(ABA)形成所需的，所述脱落酸是介导对干旱应激的应答和植物发育方面例如种子和芽休眠的重要激素O)。VP14酶在环氧类胡萝卜素9'-顺式-新黄质和/或9-顺式-紫黄质的11，12位置上(
图1)切割，并且目前分类为9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)，较大的CXD家族的亚类。因为Vpl4的发现，许多其他CXDs已显示涉及各种脱辅基类胡萝卜素的产生(图 1)。在昆虫中，视色素视黄醛通过β-胡萝卜素经由β-胡萝卜素-15，15'-双加氧酶的氧化切割形成G)。视黄醛通过脊椎动物中的正向同源酶产生，在其中它也转换为视黄酸， 其为在胚胎发育过程中的分化调节剂(5)。不同的哺乳动物CCD被认为在9，10位置上不对称地切割类胡萝卜素(6)，并且尽管它的功能不明，但近期证据暗示在饮食番茄红素代谢中的作用(7)。植物挥发物紫罗酮和香叶基丙酮由在9，10位置上切割的酶产生(8)，并且在香料藏红花中发现的色素α-藏花素起因于7，8-切割酶(9)。已鉴定了其中生物功能未知的其他CCDs，例如在其中各种切割特异性已得到描述的蓝细菌中(10-12)。在其他情况下，存在具有已知功能的脱辅基类胡萝卜素，但CCDs的鉴定或涉及仍未得到描述蚱蜢酮是不能飞的蚱蜢(Romalea microptera)的防御分泌物 (13)，真菌根蛋白(mycorradicin)在与丛枝菌根共生的过程中由植物根产生(14)，并且独脚金萌素内酯(1 是充当寄生杂草例如独脚金属(Striga)和列当属(Orobanche)的发芽信号的植物代谢产物(16)。近来发现独脚金萌素内酯也充当植物中的分枝激素(17，18)。此类分枝激素的存在已知一段时间，但它的鉴定被证明是难以捉摸的。然而，已知激素衍生自至少2种(XDs、 max 3和max4(更多腋生组织生长(more miliary growth))的作用(19)，因为这些基因任一在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中的缺失导致丛状分枝表型^)，21)。在大肠杆菌(E.coli)测定中，At(XD7(maX3)在9，10位置上切割β -胡萝卜素，并且脱辅基类胡萝
卜素产物(10-脱辅基-β-胡萝卜素)据报道由AtCXDS (max4)在13，14上进一步切割，以产生13-脱辅基-β-胡萝卜素02)。此外，近期证据暗示AtCXDS是高度同源性的，仅切割 10-脱辅基-β-胡萝卜素03)。13-脱辅基-β-胡萝卜素的产生如何导致复杂独脚金萌素内酯的合成是未知的。该酶在植物中(in planta)可能具有不同特异性和切割活性的可能性保留。此外，细胞色素P450酶(24)被认为涉及独脚金萌素内酯合成，并且在CCD基因途径下游起作用。独脚金萌素内酯被认为通过调节植物生长素转运来实现分枝0幻。因为 CCDs在独脚金萌素内酯合成中的涉及，植物体系结构和与寄生杂草和菌根的相互作用可以受CCD活性调节控制的可能性出现。
尽管使用遗传方法探测CCDs在其天然生物学背景中的功能和底物特异性中已获得相当大的成功，特别是在具有简单遗传系统或顺应转基因生成(transgenesis)的植物物种中，但存在其中遗传方法是困难或不可能的许多系统。此外，当以体外测定法或以异源以体内测定法研究重组CXDs时，例如在改造为累积类胡萝卜素的大肠杆菌(E. coli)菌株中( )，它们通常针对广泛范围的底物是活性的(5，21，27)，并且在许多情况下特定CCD的真正体内底物仍是未知的。因此，需要另外的实验工具以研究脱辅基类胡萝卜素和CCD在其天然细胞环境中的作用。在反向化学遗传方法中，鉴定针对已知靶蛋白质活性的小分子；它们随后应用于生物系统，以研究在体内的蛋白质功能08二9)。这种方法与常规遗传学是互补的，因为小分子可以容易地应用于广泛范围的物种，它们的应用可以在剂量、时间和空间中加以控制， 以提供生物功能的详细研究，并且个别蛋白质或整个蛋白质类别可以通过改变小分子的特异性进行靶向。值得注意的是，植物激素赤霉素、油菜素类固醇和脱落酸的功能已使用这种方法成功探测，通过适应三唑以抑制涉及这些激素代谢的特异性细胞色素P450单加氧酶 (30)。在CCD家族的情况下，叔胺abamine (31)和更活性的abamineSG (32)报道为NCED 的特异性抑制剂，并且abami ne用于显示脱落酸在豆科结瘤中的新功能(33)。本发明人已鉴定了一组化合物，其刺激发芽且解除植物组织或植物器官的休眠。本发明因此提供了刺激植物种子中的发芽和/或解除植物组织的休眠的方法，其包括对种子、植物组织、植物器官或植物应用式I的化合物。
权利要求
1.在植物种子中刺激发芽和/或解除植物组织或植物器官休眠的方法，其包括对种子、植物、植物器官或植物组织应用式I的化合物
2.根据权利要求1的方法，其中R2>R3> R4和R5是H。
3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中R1是C1-C4烷基。
4.根据权利要求1或权利要求3的方法，其中R1是C1-C4烷基。
5.根据任何前述权利要求的方法，其中&中的所述烷基是C1-C12烷基。
6.根据权利要求1-5的方法，其中&是由卤化物、-OH、-NO2或-S&R'的一个或多个取代的经取代烷基或经取代芳基。
7.根据任何前述权利要求的方法，其中&是式-(CH2)ρ芳基的取代或未取代芳基，其中 P为0-4的整数。
8.根据权利要求7的方法，其中R6具有式II
9.根据权利要求1的方法，其中队=Me ；R2、R3、R4和&是H ;n = 1 ；并且R6具有式II
10.根据任何前述权利要求的方法，其包括在播种前将所述化合物施用至一种或多种
11.根据任何前述权利要求的方法，其中将所述种子播种到生长介质内，并且使所述化合物与在所述生长介质中的所述种子接触。
12.根据任何前述权利要求的方法，其中所述种子是杂草种子，并且使所述杂草种子与种子。所述化合物接触，以在随后将除草剂应用于所述发芽杂草的步骤前，或在所述发芽杂草上执行耕作前促进所述杂草种子发芽，以产生发芽杂草。
13.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中使所述化合物与块茎、谷粒或鳞茎接触， 以刺激所述块茎、谷粒或鳞茎的生长。
14.根据权利要求1-9中任一项的方法，其包括将所述化合物应用于植物组织、植物器官或植物，以解除一种或多种植物组织的休眠。
15.根据权利要求14的方法，其中所述方法促进结果和/或开花。
16.植物处理组合物，其包括式I的化合物
17.根据权利要求16的植物处理组合物，其另外包括一种或多种佐剂。
18.种子包被组合物，其包括根据权利要求16或权利要求17的组合物和一种或多种封装试剂或成膜剂。
19.植物组织和/或植物，其用根据权利要求16和17的组合物进行处理。
20.种子、块茎、谷粒或鳞茎，其用权利要求16-18的组合物进行包被。
21.式I的分离化合物
22.根据权利要求21的化合物，其中&具有式II
23.根据权利要求1的化合物，其中R1 = Me泯、R3> R4和&是H ;n = 1 ；并且R6具有式II
全文摘要
刺激植物种子中的发芽和/或解除植物组织或植物器官的休眠的方法，其包括对种子、植物、植物器官或植物组织应用式I的化合物其中R1是烷基或H；R2、R3、R4和R5可独立地选自H、卤化物、-NO2、-SO2R′、-OH、-O烷基，其中R′是烷基或氨基烷基；和/或R1和R5连接为-O(CH2)m-，其中m是1、2、3或4；R6是取代或未取代烷基、和/或取代或未取代芳基；并且n是1-4的整数。
文档编号A01N37/18GK102271503SQ200980153206
公开日2011年12月7日 申请日期2009年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者A·汤普森, T·巴格 申请人:先正达参股股份有限公司