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植物活化劑的製作方法

2023-05-26 21:21:41 2

專利名稱:植物活化劑的製作方法
技術區域本發明涉及植物活化劑。
在決定植物生長速度的因子,一般認為有溫度、光、營養成分等。為促進植物的生長,向來皆是配合目標植物的性質,來嘗試選擇其溫度條件以及日照條件。而在這些溫度及光以外的生長促進技術,例如以施肥為代表的技術,可達到一定的效果。
然而,有關該施肥的效果,有其本身的限度,其後即使施用更多的肥料量,也不能期待一定程度以上的植物生長的促進效果,而且肥料施予過多時,還會成為植物生長的障礙,甚至會汙染土壤。
特別是,在植物的生長初期,很容易因為施肥而造成營養障礙,一般而言,此時便須控制施肥。
本發明欲解決的目標,是發現與過去所施行的植物活化方法不同的植物的活化方法,具體來說,是發現生長促進方法、休眠抑制方法、針對乾燥及高溫·低溫及滲透壓等的植物應激賦予抗性的方法、以及抗老化方法等等的植物的生長調節方法,而不用抑制肥料的使用量及使土壤環境惡化,就可以使植物活化。
亦即,本發明者在本發明中,是提供以碳原子數4~24的乙酮醇脂肪酸作為有效成分的植物活化劑(以下,稱為「本植物活化劑」)。
本發明中所謂的「植物活化」,指以任何形式對植物的生長活動進行調整使之活性化或維持的意思,是包含有生長促進(包含莖葉的擴大、塊莖塊根的生長促進等概念)、休眠抑制、針對植物應激賦予抵抗性、以及抗老化等的植物的生長調節作用的概念。此所謂「植物活化」,其與特開平11-29410號公報中所記載的「花芽形成促進」,在某種意義下,是相對的概念。花芽的形成,是一種伴隨著植物的消極的生命活動的現象,一般而言,已知在植物的生長被抑制時,花芽就會開始形成。在園藝領域中,若希望其開花的話,已知方法例如有①抑制氮肥的施肥量、②抑制澆水、③將根切短、④傷害莖幹等,可以說是對於植物生長上消極的方法。花的形成,對於植物而言,可說是在其老熟的階段,將自己的基因傳遞給下一代的生殖現象的一種,是一種相當耗費能源的現象。
因此,在已確認有花芽形成促進作用的上述的乙酮醇脂肪酸上,其竟然確認得到植物活化作用,完全地是預測範圍以外的事。
圖2是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對萵苣生長促進效果的結果。
圖3是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對蠶豆生長促進效果的結果。
圖4是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對草原龍膽生長促進效果的結果。
圖5是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對仙客來生長促進效果的結果。
圖6是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對毛地黃生長促進效果的結果。
圖7是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對菊花生長促進效果的結果。
圖8是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對天竺葵生長促進效果的結果。
圖9是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對報春花生長促進效果的結果。


圖10是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對秋海棠生長促進效果的結果。
圖11是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對康乃馨生長促進效果的結果。
圖12是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對水稻生長促進效果的結果。
圖13是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對水稻栽培的實際情況生長調節效果的結果。
圖14是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對草莓休眠抑制效果的結果。
圖15是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對食用菌タモギダケ的菌絲增殖提高效果的結果。
圖16是表示探討特定的乙酮醇脂肪酸(I)對香菇的子實體生長促進效果的結果的形態照片圖。
發明的最佳實施方案以下,說明本發明的實施方案。
本植物活化劑,是以特定的乙酮醇脂肪酸作為有效成分的試劑。
本乙酮醇脂肪酸,如上所述,是碳原子數4~24的乙酮醇脂肪酸(以下,此乙酮醇脂肪酸亦稱為「特定乙酮醇脂肪酸」)。
亦即,特定乙酮醇脂肪酸,其特徵為碳原子數4~24,且為在同一分子內具有醇類的羥基以及酮類的羰基的脂肪酸。
又,本發明中,特定乙酮醇脂肪酸,其構成羰基的碳原子以及與羥基結合的碳原子,是位於α位或者γ位,從發揮期望的植物活化效果上來說為優選,特別是α位從此觀點來說更為優選。
又,在特定乙酮醇脂肪酸上,其碳原子間的雙鍵可為1~6處(當然,此雙鍵數,不應超過乙酮醇脂肪酸的碳原子鍵數),從發揮期望的植物活化效果上來說為優選。
又,特定乙酮醇脂肪酸的碳原子數為18,同時,其碳原子間的雙鍵以2處為優選。
特定乙酮醇脂肪酸的具體例子,如9-羥基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸[以下,亦稱為特定乙酮醇脂肪酸(I)]、13-羥基-12-氧代-9(Z),15(Z)-十八碳二烯酸[以下,亦稱為特定乙酮醇脂肪酸(II)]、13-羥基-10-氧代-11(E),15(Z)-十八碳二烯酸[以下,亦稱為特定乙酮醇脂肪酸(III)]、9-羥基-12-氧代-10(E),15(Z)-十八碳二烯酸[以下,亦稱為特定乙酮醇脂肪酸(IV)]等。
以下,茲記載特定乙酮醇脂肪酸(I)以及(IV)的化學結構式。 又,特定乙酮醇脂肪酸(II)以及(III)的化學結構式,則揭示於後述有關於這些特定乙酮醇脂肪酸的化學合成法的敘述中。
特定乙酮醇脂肪酸中,已知至少有一部分是作為動植物的脂肪酸代謝物質的中間體,然而,其對於植物所直接扮演的角色則尚不明了。
例如,特定乙酮醇脂肪酸(I),是以在生體內豐富存在的α-亞油酸為起始物體的脂肪酸代謝路徑的中間體為人所知。然而,此特定乙酮醇脂肪酸(I)對於植物所起的直接作用則未為人所知。
本發明人發現這些本發明涉及的乙酮醇不飽和脂肪酸,具有植物活化作用。A.關於特定乙酮醇脂肪酸的製備方法特定乙酮醇脂肪酸,可以利用與期望的乙酮醇脂肪酸的具體構造相應的方法來製備。
亦即,①已明確知道有包含於天然物中的特定乙酮醇脂肪酸,其可以由此天然物中萃取純化而製造(以下,稱為萃取法)。②在不飽和脂肪酸上,通過脂肪氧化酶等的酶,依據植物體內的脂肪酸代謝途徑對其作用,而得到特定乙酮醇脂肪酸(以下,稱為酶法)。另外,③根據需要的特定乙酮醇脂肪酸的具體結構,使用一般共知的化學合成法來得到特定乙酮醇脂肪酸(以下,稱為化學合成法)。
①關於萃取法特定乙酮醇脂肪酸(I),其可由浮萍科植物中的一種,稀脈浮萍(Lemna paucicostata)而萃取·純化得到。
此萃取法中的原料,稀脈浮萍(Lemna paucicostata),是一種小型的水草,其浮遊於池塘及水田的水面上,漂浮於水面上的葉狀體下各自有一根部深入水中,且相對地,其增殖速度快速。其花則於葉狀體的體側部分形成,其2朵僅由一個雄蕊所構成的雄花以及一個雌蕊所構成的雌花,共同地被包含於小花苞中。
將此稀脈浮萍的粉碎物,施以離心分離(8000×g·10分鐘左右),由所得到的上清液與沉澱物中,扣除上清液的部分即可作為含有特定乙酮醇脂肪酸(I)的部分而使用。
如此,特定乙酮醇脂肪酸(I),就可以利用上述粉碎物質作為材料來源,而分離·純化得到。
又,進一步,從製備效率上來說更優選材料來源,例如有將稀脈浮萍漂浮於其上或浸漬過後的水溶液等。此水溶液,只要是可讓稀脈浮萍生長者即可,並無特別的限制。
此水溶液的製備的具體例子,將記載於後述的實施例中。
浸漬時間,即使在室溫下2~3小時左右即可,並無特別的限制。
又,在以上述方法製備特定乙酮醇脂肪酸(I)的材料來源時,首先施予可由稀脈浮萍誘導特定乙酮醇脂肪酸(I)的應激,則對於特定乙酮醇脂肪酸(I)的製造效率的提升,為相當理想。
具體來說,前述特定的應激,例如有乾燥應激、熱應激、滲透壓應激等。
乾燥應激,其例如可以低溼度(優選相對溼度50%以下)在室溫下,優選24~25℃左右,將稀脈浮萍以張開的狀態放置於乾燥的濾紙上而進行。此時的乾燥時間,會因為乾燥對象的稀脈浮萍的放置密度而有不同,大致為20秒以上,優選5分鐘~5小時。
熱應激,其例如將稀脈浮萍浸漬於溫水中而進行。此時的溫水溫度,應視浸漬時間而作選擇。舉例來說,若浸漬5分鐘左右時,可為40~65℃,優選45~60℃,更優選50~55℃。又,上述熱應激的處理以後,是以快速地將稀脈浮萍放回常溫的水中為優選。
滲透應激,其例如將高濃度的糖溶液等的高滲透壓溶液,與稀脈浮萍互相接觸而進行。此時的糖濃度,舉例來說,若為甘露糖醇溶液是0.3M以上,優選0.5~0.7M。處理時間,若使用0.5M甘露糖醇溶液時,是1分鐘以上,優選2~5分鐘。
如此,就可以製備包含期望的特定乙酮醇脂肪酸(I)的起始物質。
又,作為上述各種材料來源的基礎的稀脈浮萍種類,並無特別的限制,但以P441植株,從特定乙酮醇脂肪酸(I)的製造上來說特別優選。
將如上所製備的材料來源,進行以下的分離·純化過程,就可以製備特定乙酮醇脂肪酸(I)。
又,這裡所表示的分離方法只是例示,由上述起始原料製造特定乙酮醇脂肪酸(I)的分離方法,其並不限定於這些分離方法。
首先,對於上述材料來源進行溶劑萃取,以萃取含有特定乙酮醇脂肪酸(I)的成分。在這種溶劑萃取中所使用的溶劑,並無特定的限制,例如可為氯仿、乙酸乙酯、乙醚等。在這些溶劑中,基於可以比較容易地除去雜質的觀點,是以氯仿為優選。
由此溶劑萃取所得到的油層級分,其可以使用一般共知的方法加以洗淨·濃縮,使用ODS(十八基矽烷)柱等的逆相分配柱色譜用柱,進行高效液相色譜法(HPLC),並利用鑑定·分離花芽形成誘導活性級分的方法,來分離特定乙酮醇脂肪酸(I)[確認特定乙酮醇脂肪酸的花芽形成誘導活性,已是共知(可參見特開平10-324602號公報等)]。
又,配合原料來源的性質等,一般共知的其它分離方法,例如超濾、凝膠過濾色譜等,都可以組合使用,毋庸贅言。
以上,所說明者,是關於以萃取法製造特定乙酮醇脂肪酸(I)的步驟,所期望型態的特定乙酮醇脂肪酸,若存在於稀脈浮萍以外的植物時,可使用上述方法,或是將上述方法加以改變的方法,而製造其特定乙酮醇脂肪酸。
②關於酶法作為酶法的材料來源的典型物質,其例如有在期望的特定乙酮醇脂肪酸的相應位置上具有雙鍵,且碳數為4~24的不飽和脂肪酸。
此不飽和脂肪酸,例如有油酸、異油酸、亞油酸、α-亞麻酸、γ-亞麻酸、花生四烯酸、9,11-十八碳二烯酸、10,12-十八碳二烯酸、9,12,15-十八碳三烯酸、6,9,12,15-十八碳四烯酸、11,14-二十碳二烯酸、5,8,11-二十碳三烯酸、5,8,11-二十碳三烯酸、11,14,17-二十碳三烯酸、5,8,11,14,17-二十碳五烯酸、13,16-二十二碳二烯酸、13,16,19-二十二碳三烯酸、7,10,13,16-二十二碳四烯酸、7,10,13,16,19-二十二碳五烯酸、4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸等,但並不限於這些不飽和脂肪酸。
這些不飽和脂肪酸,是一般的動物·植物等所含的不飽和脂肪酸,其可使用者,例如利用一般共知的方法由這些動物·植物等所萃取·純化者,以及利用一般共知方法進行化學合成者,另外,市售物當然亦可,毋庸贅言。
在此酶法中,是將上述不飽和脂肪酸作為底物,被脂肪氧化酶(LOX)作用,而於這些不飽和脂肪酸的碳鏈上導入氫過氧基(-OOH)。
脂肪氧化酶,是一種氧化還原酶,其可於不飽和脂肪酸的碳鏈上,將分子型態的氧以氫過氧化基而導入,不論動物·植物,甚至在以酵母菌屬為代表的酵母中,都確認有此種酶存在。
舉例來說,若是植物時,在所有的被子植物[具體來說,後述的本植物活化劑,其可適用者有所有的雙子葉植物以及單子葉植物]中,已確認有其存在。
在這些植物中,特別以大豆、亞麻、苜蓿、大麥、蠶豆、羽扇豆、平豆、豌豆、馬鈴薯、小麥、蘋果、麵包酵母、棉花、黃瓜、醋慄、葡萄、西洋梨、四季豆、稻米、草莓、向日葵、茶等作為脂肪氧化酶的來源為優選。又,由於葉綠素有很強的傾向會阻礙脂肪氧化酶的上述活性,因此儘可能地選擇以不存有葉綠素的種子、根、果實等,作為脂肪氧化酶的來源為優選。
本發明中的脂肪氧化酶,其只要是可將氫過氧化基導入不飽和脂肪酸的碳鏈的期望位置者即可,其來源並無特別的限制,若為特定乙酮醇脂肪酸(I)時,則儘可能地以選擇可以將亞油酸或者亞麻酸的9位上的雙鍵氧化的脂肪氧化酶為優選。
這種選擇性脂肪氧化酶的代表性脂肪氧化酶,例如有獲得自稻米胚芽的脂肪氧化酶等(Yamamoto,A.,Fuji,Y.,Yasumoto,K.,Mitsuda,H.,Agric.Biol.Chem.,44,443(1980)等)。
又,可作為此種選擇性脂肪氧化酶的底物而選取的不飽和脂肪酸,是以使用亞油酸或者α-亞麻酸為優選。
又,在以不飽和脂肪酸作為底物進行脂肪氧化酶的處理時,理當以脂肪氧化酶的最適溫度以及最適pH值,來進行酶反應為優選。
又,利用上述脂肪氧化酶的反應步驟所生產的該製備上不期望出現的雜質,可以使用一般共知的方法,例如上述①中所述的HPLC等,而容易地進行分離。
在此所使用的脂肪氧化酶,其可使用一般共知的方法,由上述植物等進行萃取·純化而得到者,亦可使用市售品。
如此,就可由上述不飽和脂肪酸製造氫過氧化不飽和脂肪酸。
此氫過氧化基不飽和脂肪酸,其在利用特定乙酮醇脂肪酸的酶法上,亦可作為製造步驟的中間體。
此氫過氧化基不飽和脂肪酸,其作為上述特定乙酮醇脂肪酸(I)的中間體,例如有將脂肪氧化酶作用於α-亞麻酸上,而得到的9-氫過氧化基-10(E),12(Z),15(Z)-十八碳三烯酸。
這些氫過氧化基脂肪酸中,茲將前者的9-氫過氧化基-10(E),12(Z),15(Z)-十八碳三烯酸作為本發明相關的氫過氧化脂肪酸(a),以及後者的13-氫過氧化基-9(Z),11(E),15(Z)-十八碳三烯酸作為本發明相關的氫過氧化脂肪酸(b),其化學結構式並記載如下。 然後,將此氫過氧化基不飽和脂肪酸作為底物,並以環氧丙烯合酶(alleneoxide synthase)進行作用,就可製造期望的特定乙酮醇脂肪酸。
環氧丙烯合酶,是一種具有可將氫過氧化基經由環氧化而變換成乙酮醇物質的活性的酶,其與前述脂肪氧化酶相同,是存在於植物、動物以及酵母的酶,若是植物時,在所有的被子植物[具體來說,後述的本植物活化劑,其可適用者有所有的雙子葉植物以及單子葉植物]中,已確認有其存在。
又,此環氧丙烯合酶在植物中,已確認存在於本麥、小麥、玉蜀黍、棉花、茄子、亞麻(種等)、萵苣、燕麥、菠菜、向日葵等。
本發明的環氧丙烯合酶,舉例來說,其只要是可將上述的9-氫過氧化基-10(E),12(Z),15(Z)-十八碳三烯酸的9位的氫過氧化基進行脫水,使其形成環氧基,進一步再通過OH-的親核反應,而獲得期望的特定乙酮醇脂肪酸者即可,並無特別的限制。
再者,在進行上述的環氧丙烯合酶處理時,理當以環氧丙烯合酶的最適溫度以及最適pH值,來進行酶反應為優選。
又,在此所使用的環氧丙烯合酶,其可使用一般共知的方法,由上述植物等進行萃取·純化而得到者,亦可使用市售品。
上述二步驟的酶反應,其可以各自進行,亦可以連續進行。進一步,將上述酶的粗純化品或者純化品使用於上述酶反應時,就可以得到期望的特定乙酮醇脂肪酸。又,亦可將上述酶固定於載體之上,再將這些固定化酶對於底物進行柱處理或者批處理等,就可以得到期望的特定乙酮醇脂肪酸。
又,上述二步驟所使用的酶的製備法,其亦可以使用基因工程的方法。亦即,可將編碼這些酶的基因,利用一般方法,由植物等萃取·獲得,或者,基於酶的基因序列來進行化學合成而獲得,利用這種基因,將大腸菌及酵母等的微生物、動物培養細胞、植物培養細胞等進行轉化,再由這些轉化細胞,利用重組酶蛋白質的表達,就可以得到期望的酶。
又,在利用環氧基形成以後的OH-的親核反應(上述),而獲得特定乙酮醇脂肪酸方面,會因為其親核物質在上述環氧基附近的作用方式,除了α-乙酮醇不飽和脂肪酸之外,還生成γ-乙酮醇化合物。
此γ-乙酮醇化合物,其可以利用上述①中所敘述的HPLC等的一般共知的分離方法,而容易地與α-乙酮醇化合物進行分離。
③關於化學合成法又,特定乙酮醇脂肪酸,可利用一般共知的化學合成法來進行製備。
可將一端具有醛基等的反應性基團,另一端附加有結合了保護基團的羧基末端的飽和碳鏈,以一般共知的方法來合成,另外再以順-3-己烯-1-醇等的不飽和醇類等作為起始原料,而合成在期望位置上具有不飽和基團的具有反應性末端的不飽和碳鏈。然後,再使上述飽和烴鏈與此不飽和碳鏈反應,就可以製得特定乙酮醇脂肪酸。又,在此一連串的反應中,其不希望發生反應的末端上所附加的保護基以及促進反應的催化劑,可以針對具體的反應形式而作適當的選擇。
進一步具體來說,其例如可以下述的步驟來合成特定乙酮醇脂肪酸。
i)特定乙酮醇脂肪酸(I)的合成以壬二酸單乙酯作為起始原料,使其與N,N』-羰基二咪唑反應,成為酸咪唑烷酮以後,於低溫下以LiAlH4還原,而合成相應的醛。又,上述起始原料例如有1,9-壬二醇等的二醇,亦可以合成相同的醛類。
另一方面,將順-3-己烯-1-醇(cis-3-hexen-1-ol)與三苯膦及四溴化碳反應,所得到的溴化物再與三苯膦反應,進一步,於n-BuLi的存在下與氯乙醛反應而生成順-烯烴,進一步將其與甲硫甲基對甲苯基碸反應以後,在NaH的存在之下,與上述的醛類反應,再將衍生得到的仲醇以叔丁基二苯基甲矽烷基氯(TBDPSCl)保護,進行酸水解,然後脫保護等,就可以合成期望的特定乙酮醇脂肪酸(I)。
以下,是表示此特定乙酮醇脂肪酸(I)的合成反應中,一個例子的簡單反應步驟。
其中,「1,9-nonanediol」是壬二醇。「protection」是「保護」的意思。「deprotection」是脫保護的意思。
ii)特定乙酮醇脂肪酸(II)的合成以壬二酸單乙酯作為起始原料,使其與二氯亞碸反應,成為醯氯以後,用NaBH4還原生成酸醇。然後,將此酸醇的游離羧基加以保護以後,使其與三苯膦及四溴化碳反應,所得到的溴化物再與三苯膦反應,然後,於n-BuLi的存在下與氯化乙醛反應而生成順-烯烴,進一步將其與甲硫甲基對甲苯基碸反應以後,在n-BuLi的存在之下,另外再與順-3-己烯-1-醇通過PCC氧化所衍生的醛進行反應,最後再脫保護,就可以合成期望的特定乙酮醇脂肪酸(II)。
以下,是表示此特定乙酮醇脂肪酸(II)的合成反應中,一個例子的簡單反應步驟。
其中,「nonanedioic acid mono ethyl ester」是壬二酸單乙酯。「protection」是保護的意思。「deprotection」是脫保護的意思。「n-hexane」是正己烷。「13-hydroxy-12-oxo-9(Z),15(Z)-octadecadienoic acid」是13-羥基-12-氧代-9(Z),15(Z)-十八碳二烯酸。
iii)本發明乙酮醇脂肪酸(III)的合成以甲基乙烯基酮作為起始原料,在LDA及DME的存在下使其與三甲基甲矽烷基氯反應,所得到的甲矽烷基醚,在低溫(-70℃)再添加MCPBA以及三甲胺氫氟酸鹽,而製成酮醇。然後,將此酮醇的羰基加以保護以後,將三苯膦及三氯丙酮作為反應試劑,在烯烴沒有加成氯化物的情形下使其反應,再使此反應物於三丁胂以及K2CO3的存在下,使其與甲酸反應,而生成反-烯烴,轉變為氯化物。然後,將此氯化物與順-3-己烯-1-醇通過PCC氧化所衍生的醛進行反應,並使此反應物與6-庚烯酸進行結合反應,最後再脫保護,就可以合成期望的特定乙酮醇脂肪酸(III)。
以下,是表示此特定乙酮醇脂肪酸(III)的合成反應中,一個例子的簡單反應步驟。
「methyl vinyl ketone」是甲基乙烯基酮。「protection」是保護的意思。「deprotection」是脫保護的意思。「6-heptenoicacid」是6-庚烯酸。「13-hydroxy-10-oxo-11(E),15(Z)-octadecadienoic acid」是13-羥基-10-氧代-11(E),15(Z)-十八碳二烯酸。
B.關於本植物活化劑本植物活化劑,可在植物上使用以後,而使植物活化。特別的,本植物活化劑作為植物生長調節劑的主要效果是使植物生長向著活化的方向進行各種調節。
以下將此「植物活化作用」或者「植物生長調節作用」的內容進行具體說明。①生長促進作用本植物活化劑是通過投放,加快植物的生長速度,以及提高收穫效率等(如前所述,可期待者如莖葉的擴大、塊莖塊根的生長促進等)。在此意義下,本發明所謂的「植物的生長促進」,是指提供具有更具體效果的藥劑(植物生長促進劑)。
本植物活化劑,若於植物生長促進的目的下使用,就特別可以促進到目前為止難於通過肥料促進生長的發芽後初期的植物的生長。
因此,本植物活化劑若作為植物生長促進劑使用而投放時,是以播種時或者發芽後的生長初期階段進行為優選。
亦即,本植物活化劑,只要在發芽後的生長初期,利用噴霧進行投與,就可確認有植物的生長促進現象,而且,其生長促進效果亦確認具有持續性。又,如前所述,本植物活化劑即使使用過度,也幾乎不會有如施肥過度的情形下那種植物生長障礙的情形發生,因此可在幾乎不用考慮使用量的情形下來進行使用。
在園藝或農業的領域上,在交貨後的處理上,已不使用處理麻煩的種子,目前主要漸以苗株來進行。特別是,在花卉商業上,一般的愛好者,幾乎都是購買苗株的。本植物活化劑若在苗株的流通前使用,就可以在銷售時得到較大的苗株。
特別是,在水稻等方面,一般而言,都是先在苗床上進行初期的生長,然後再插秧,若在苗床上投與本植物活化劑,其不只可以促進苗株的生長,還可以增加實際種植後每株的莖數,若以水稻為例,每一株的結穗數目增加了,收穫的效率便可以提升。又,同樣地,在麥類以及玉蜀黍類,以及其它的禾本科植物和大豆類等豆科植物上,亦可以提升收穫的效率。
又,上述本植物活化劑的性質,亦適合使用於菠菜、萵苣、捲心菜、綠椰菜、花椰菜的收穫增大上。
進一步,本植物活化劑,若投與使用於子囊菌類以及擔子菌類,亦可以促進這些菌類的菌絲增殖,而提升子實體(菇類例如有香菇、平菇、雞腿菇(Lyophyllum)、蘑菇、滑子菇、樹花菌(Grifola)、樸蕈等)的收穫效率。又,若使用本植物活化劑,其在目前人工栽培尚有困難的菇類(例如松蕈),可以認為有助於確立人工栽培方法。②體眠抑制作用本植物活化劑,經由投與,可防止植物的休眠。亦即,使用本植物活化劑,植物在一定的期間,其生長會暫停的「休眠期」,就可以減短甚至結束。
在此意義之下,本發明是指「植物的休眠抑制」,是指提供具有更具體效果的藥劑(植物休眠抑制劑)。
本植物活化劑,若作為植物休眠抑制劑使用時,只要在植物發芽以後的早期使用,就可以預防植物的休眠。又,已經休眠的植物在投與後,亦可能使該植物的休眠結束。③抗應激作用本植物活化劑經由投與,可賦予植物對抗各種應激的抵抗性,具體來說,有乾燥應激、高溫應激、低溫應激、滲透壓應激等。亦即,使用本植物活化劑時,可減輕造成栽培植物收穫率的降低原因,如氣候變動、種子的發芽誘導作業等對於植物造成應激的影響。
在此意義下,本發明所謂「對於植物應激的抑制」,是指提供具有更具體效果的藥劑(植物應激抑制劑)。
本植物活化劑若作為植物的應激抑制劑使用時,其在植物的種子發芽時,以及發芽後,就可以賦予植物對於應激的抵抗性。
又,本植物活化劑經由投與,已確認可以抑制植物的老化。具體來說,例如一年生草本植物等,其植株在向衰老枯死轉變的時期,若投與本植物活化劑,就可以延緩衰老(老化)的進行。
作為本植物活化劑的有效成分的特定乙酮醇脂肪酸,其對於植物的投與量上限並無一定的限制。亦即,本植物活化劑即使大量地投與特定乙酮醇脂肪酸,亦幾乎沒有確認出現對於植物生長阻礙等負面的效果。相對於此,過去一直使用的植物激素劑若過度使用時,其對於植物的負面效果馬上就會顯現,所以在使用時都要特別注意不要使用過量的情形,本植物活化劑可說是十分地優良。
又,上述的特定乙酮醇脂肪酸對於植物的投與量下限,會因為植物個體的種類及大小而有所不同,但基本上是每次對於一株植物投與一次時,約1μM以上的標準。
本植物活化劑中的特定乙酮醇脂肪酸使用量,可根據其使用方式以及使用對象的植物種類,甚至於本植物活化劑的具體劑型等的不同,而作選擇。本植物活化劑的形態,可將特定乙酮醇脂肪酸直接使用,而投與上述特定乙酮醇脂肪酸的標準,一般而言,是相對於藥劑全體,以0.1~100ppm左右為優選,更優選1~50ppm左右。
本植物活化劑的劑型,例如有液劑、可溼性粉劑、粉劑、乳劑、底肥添加劑等的劑型,而配合其劑型的不同,且在不損及本發明所期待效果的植物的生長促進作用下,可以適當地配合使用製劑學上適合使用的共知的載體成分、製劑用輔料等。舉例來說,關於載體成分可作為上述的載體成分使用者,若本植物活化劑為底肥添加劑或可溼性粉劑時,有滑石、粘土、蛭石、硅藻土、高嶺土、碳酸鈣、氫氧化鈣、白土、矽膠等無機質及小麥粉、澱粉等固體載體;而在液劑方面,一般有水、二甲苯等芳香族烴類、乙醇、乙二醇等醇類、丙酮等酮類、二氧六環、四氫呋喃等的醚類、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、乙腈等的液體載體。又,製劑用輔料,可適量配合例如有烷基硫酸酯類、烷基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽等的陰離子表面活性劑、高級脂肪族胺的鹽類等的陽離子表面活性劑、聚氧乙烯二醇烷基醚、聚氧乙烯二醇醯基酯、聚氧乙烯二醇多元醇醯基酯、纖維素衍生物等的非離子表面活性劑、明膠、酪蛋白、阿拉伯膠等的增粘劑、填料、粘結劑等。
進一步,若有需要時,可在不損及本發明所期待效果的限度內,適當地在本植物活化劑中配合使用一般的植物生長調節劑,以及苯甲酸、煙酸、菸鹼胺、吡啶甲酸等。
本植物活化劑可根據其劑型相應的方法,而使用於各種植物上。例如,本發明中,不只是植物的生長點,包括莖部及葉部的植物體的全部或一部,可以利用液劑及乳劑進行散布、滴下、塗布等,或者利用可溫性粉劑及粉劑,由地下使其根部進行吸收。又,在希望促進生長的植物,如浮萍等水草方面,可以利用底肥添加劑使其根部進行吸收,或者以可溼性粉劑的方式使其在水中慢慢地溶解。
本植物活化劑的投與頻度,會因為植物個體的種類以及投與目的而有不同,基本上,只要一次的投與後就得到所期望的效果的。若是多次投與時,則以其間間隔一周以上為較有效率。
本植物活化劑所適合使用植物種類並無特別的限制,除了被子植物(雙子葉植物·單子葉植物)以外,對於菌類、地衣類、苔蘚類、蕨類及裸子植物,本植物活化劑皆為有效。
被子植物中,雙子葉植物例如有以旋花科植物〔包括牽牛屬植物(牽牛花)、打碗花屬植物(日本打碗花、打碗花、濱旋花(ハマヒルガオ))、番薯屬植物(參薯(グンバイヒルガオ)、番薯)、菟絲子屬植物(日本菟絲子、豆倒(マメダオシ))等〕、石竹科植物〔包括石竹屬植物、繁縷屬植物、高嶺爪草(タカネツメクサ)屬植物、卷耳屬植物、漆姑草屬植物、蚤綴屬植物、大山襖(オオヤマフスマ)屬植物、「瓦企蓋」草(ワチガイソウ)屬植物、濱繁縷(ハマカコベ)屬植物、奧爪草(オオツメクサ)屬植物、鹽爪草(シオツメクサ)屬植物、蠅子草屬植物、剪秋羅屬植物、秋羅屬(フシグロ)植物、印度繁縷(ナンバンハコベ)屬植物等〕、木麻黃(モクマモウ)科植物、三白草科植物、胡椒科植物、金粟蘭科植物、楊柳科植物、楊梅科植物、胡桃科植物、樺木科植物、殼鬥科植物、榆科植物、桑科植物、蕁麻科植物、河苔草科植物、山龍眼科植物、鐵青樹科植物、檀香科植物、桑寄生科植物、馬兜鈴科植物、帽蕊草科植物、蛇菰科植物、蓼科植物、藜科植物、莧科植物、紫茉莉科植物、假繁縷科植物、商陸科植物、番杏科植物、馬齒莧科植物、木蘭科植物、昆欄樹科植物、連香樹科植物、睡蓮科植物、金魚藻科植物、毛茛科植物、木通科植物、小檗科植物、防己科植物、臘梅科植物、樟科植物、罌粟科植物、白花菜科植物、十字花科植物、茅膏菜科植物、豬籠草科植物、景天科植物、虎耳草科植物、海桐花科植物、金縷梅科植物、懸鈴木科植物、薔薇科植物、豆科植物、酢醬草科植物、牻牛兒苗科植物、亞麻科植物、蒺藜科植物、芸香科植物、苦木科植物、楝科植物、遠志科植物、大戟科植物、水馬齒科植物、黃楊科植物、巖高蘭科植物、馬桑科植物、漆樹科植物、冬青科植物、衛茅科植物、省沽油科植物、茶茱萸科植物、槭樹科植物、七葉樹科植物、無患子(ムクロジ)科植物、清風藤科植物、鳳仙花科植物、鼠李科植物、葡萄科植物、杜英科植物、椴科植物、錦葵科植物、梧桐科植物、獼猴桃科/五椏果科植物、山茶科植物、藤黃科植物、溝繁縷科植物、檉柳科植物、堇菜科植物、大風子科植物、旌節花科植物、西番蓮科植物、秋海棠科植物、仙人掌科植物、瑞香科植物、胡頹子科植物、千屈菜科植物、石榴科植物、紅樹科植物、八角楓科植物、野牡丹科植物、菱科植物、柳葉菜科植物、小二仙草科植物、杉葉藻科植物、五加科植物、傘形科植物、山茱萸科植物、巖梅科植物、山柳科植物、鹿蹄草科植物、杜鵑花科植物、紫金牛科植物、報春花科植物、白花丹科植物、柿科植物、山礬科植物、安息香科植物、木犀科植物、馬錢科植物、龍膽科植物、夾竹桃科植物、蘿摩科植物、花蔥科植物、紫草科植物、馬鞭草科植物、紫蘇科植物、茄科植物(茄子、蕃茄等)、玄參科植物、紫葳科植物、胡麻科植物、列當科植物、古苣苔科植物、狸藻科植物、爵床科植物、苦檻藍科植物、透骨草科植物、車前草科植物、茜草科植物、忍冬科植物、五福花(レンブクソウ)科植物、敗醬科植物、川續斷科植物、葫蘆科植物、桔梗科植物、菊科植物等。
相同地,單子葉植物例如有浮萍科植物[包括紫萍屬植物(紫萍)以及浮萍屬植物(稀脈浮萍、品藻)]、蘭科植物[包括卡特蘭屬植物、「辛枇吉」蘭(シンビジウム)屬植物、石斛屬植物、蝴蝶蘭屬植物、萬代蘭屬植物、兜蘭屬植物、瘤瓣蘭屬植物]、香蒲科植物、黑三稜科植物、眼子菜科植物、茨藻科植物、芝菜科植物、澤瀉科植物、水鱉科植物、黴草科植物、禾本科植物(水稻、大麥、小麥、黑麥、玉蜀黍等)、莎草科植物、棕櫚科植物、天南星科植物、谷精草(ホシグサ)科植物、鴨蹠草科植物、雨久花科植物、燈心草科植物、百部科植物、百合科植物(蘆筍等)、石蒜科植物、薯蕷科植物、鳶尾科植物、芭蕉科植物、姜科植物、美人蕉科植物、水玉簪科植物等。
1.來自稻米胚芽的脂肪氧化酶的製備將稻米胚芽350克以石油醚洗淨,並經過脫脂及乾燥者(250克),懸浮於0.1M醋酸緩衝液(pH4.5)1.25升中,再將此懸浮物勻漿化。
然後,將該勻漿萃取液以16000rpm離心分離15分鐘,而得到上清液(0.8升)。在所得到的上清液上,加入硫銨140.8克(30%飽和),於4℃下靜置過夜。其後,於9500rpm下離心30分鐘,在所得到的上清液(0.85升)上,加入硫銨232克(70%飽和),於4℃下靜置5小時。
然後,同樣地於9500rpm下離心30分鐘,將如此所得到的沉澱物(稻米胚芽萃取液的硫銨30~70%飽和級分),溶解於pH4.5的醋酸緩衝液300毫升中,於63℃下加熱處理5分鐘。其後,除去所生成的沉澱物,再將所得到的上清液,以RC透析管(Spectrum公司制,Pore4MWCO 12000~14000)進行透析(3升×3)而脫鹽以後,得到期望的來自稻米胚芽的脂肪氧化酶的粗酶液。
2.來自亞麻種子的環氧丙烯合酶的製備亞麻種子是購自一丸フアルコス。在此亞麻種子200克中,添加250毫升的丙酮,勻漿化(20s×3),所得到的沉澱物以多孔板漏鬥過濾,而除去溶劑。
然後,再將沉澱物以250毫升的丙酮懸浮並勻漿化(10s×3),而得到沉澱物。將沉澱物以丙酮及二乙醚洗淨,乾燥,而得到亞麻種子的丙酮粉末(150克)。
將此亞麻種子的丙酮粉末中的20克,懸浮於冰浴中的50mM磷酸緩衝液(pH7.0)400毫升中,再將其於4℃下以攪拌子攪拌1小時來萃取。
所得到的萃取物,以11000rpm離心30分鐘,再將如此所得到的上清液(380毫升)加入硫銨105.3克(0~45%飽和),於冰浴中靜置1小時,進一步將以11000rpm離心30分鐘所得到的沉澱物,溶解於50mM磷酸緩衝液(pH7.0)150毫升中,透析以進行脫鹽(3L×3),得到期望的來自亞麻種子的環氧丙烯合酶的粗酶液。
3.α-亞麻酸的鈉鹽的製備作為材料來源的α-亞麻酸,因為在水中的溶解性明顯地降低的緣故,為使其更容易地作為酶底物而作用,所以將α-亞麻酸進行鈉鹽化。
亦即,將碳酸鈉530毫克,溶解於純水10毫升中,加溫至55℃,在於其上滴入α-亞麻酸(Nakalai Tescko公司)278毫克,並攪拌3小時。
反應結束以後,以Dowex 50W-X8(H+型)(陶氏化學公司制)進行中和,而生成沉澱物。將其過濾並除去樹脂,以MeOH溶解以後,在減壓之下蒸去溶劑。
將如此所得到的生成物以異丙醇進行重結晶,而得到所期望的α-亞麻酸的鈉鹽(250毫克,83%)。
4.特定乙酮醇脂肪酸(I)的製造將上述所得到的α-亞麻酸的鈉鹽(15毫克,50μmol),溶解於0.1M的磷酸緩衝液(pH7.0)30毫升中。然後,在此溶液中,於氧氣流通下,於25℃添加3.18毫升上述1所得到的來自稻米胚芽的脂肪氧化酶的粗酶液以後,攪拌30分鐘,進一步同樣地再添加來自稻米胚芽的脂肪氧化酶的粗酶液3.18毫升,再攪拌30分鐘。
在此攪拌結束後,向此脂肪氧化酶反應物中,於氮氣流通下,添加34.5毫升上述2所得到的環氧丙烯合酶的粗酶液以後,攪拌30分鐘,再於冰浴中添加稀鹽酸,將反應溶液的pH值調整為3.0。
然後,將反應液以CHCl3-MeOH=10∶1進行萃取。在所得到的有機層中加入硫酸鎂以進行脫水,於減壓之下,蒸去溶劑並進行乾燥。
將如此所得到的粗產物上樣至HPLC,並分取確認有該特定乙酮醇脂肪酸(I)的峰(保留時間16分鐘附近)。在分取的級分中,加入氯仿,分離氯仿層並以水洗滌,以蒸發器蒸餾除去氯仿,而得到純化物。
為確認此純化物的構造,以重甲醇溶液,測定其1H,以及13C-NMR光譜。
其結果,在1H-NMR中,確認有來源於末端甲基[δ0.98(t)]、2組烯鍵[(δ5.25,5.40),(δ5.55,5.62)]、仲羥基[δ4.09(dd)]以及多個亞甲基的信號,推定是特定乙酮醇脂肪酸(I)。
進一步,在與13C-NMR化學位移值相比較,確認其是與特定乙酮醇脂肪酸(I)[特開平10-324602號公報第7頁的第11欄倒數第1行起所記載的(製造例(萃取法)中的13C-NMR化學位移值(同公開公報第8頁第13欄第2行起的0054·0055))]為一致的(參見表1)。
因此,上述以酶法所得到的合成品,明確地,是9-羥基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸而無疑。
表1
*,**交換獲得[試驗例A]特定乙酮醇脂肪酸(I)在植物的生長促進效果上的探討(生長促進效果試驗)1.時牽牛花的生長促進效果的探討將9克的牽牛花(品種名稱村崎)種子以濃硫酸處理20分鐘,其後於流水之下放置過夜。然後,將種子的種臍部位朝上,置於溼潤的海砂中24小時,使其發芽。再將這些發芽的種子種植於海砂中1.5~2.0cm的深度,而於連續光下進行培養(5天左右)。
將如此培養而長葉子的牽牛花植物整體,移置於培養液[KNO3(250mg),NH4NO3(250mg),KH2PO4(250mg),MgSO4·7H2O(250mg),MnSO4·4H2O(1mg),檸檬酸鐵水合物(Fe-citrate n-hydrate)(6mg),H3BO3(2mg),CuSO4·5H2O(0.1mg),ZeSO4·7H2O(0.2mg),Na2MoO4·2H2O(0.2mg),Ca(H2PO4)2·2H2O(250mg)/1000ml蒸餾水]中。
在此培養體系中,以水或者特定乙酮醇脂肪酸(I)100μM水溶液進行噴霧,進行一夜(14小時)的暗處理。其後,於25℃下以16日的連續光使其生長,並於第16天測定植株的高度。該N=8的結果加以平均,其結果則示於
圖1中[圖中,標示「I」者是指「特定乙醇酮脂肪酸(I)」(以下的附圖中亦同)]。如
圖1所示,利用特定乙醇酮脂肪酸(I),明顯地牽牛花的植株有變大的現象。
2.對萵苣的生長促進效果的探討在萵苣播種一個月以後,將特定乙醇酮脂肪酸(I)50μM水溶液,在5天中每日進行噴霧,並觀察該植株其後的生長(植株幅度)。其結果如圖2所示,由圖2可確認在萵苣中,由於特定乙醇酮脂肪酸(I)而具有生長促進效果。又,此生長促進效果,於試驗開始48天以後亦繼續維持。
3.對蠶豆的生長促進效果的探討在蠶豆播種一個月以後,將特定乙醇酮脂肪酸(I)50μM水溶液,在5天中每日進行噴霧,並觀察該植株其後的生長(植株幅度)。其結果如圖3所示,由圖3可確認在蠶豆中,由於特定乙醇酮脂肪酸(I)而具有生長促進效果。又,此生長促進效果,於試驗開始48天以後亦繼續維持。
4.對草原龍膽的生長促進效果的探討在草原龍膽播種三個月以後的蓮座葉叢(rosette)葉上,將特定乙醇酮脂肪酸(I)50μM水溶液,在5天中每日進行噴霧,馬上觀察到抽苔。其後,經過48天,觀察植株的生長,該植株的幅度雖沒有誇張的增大,但其高度則在48天以後亦繼續增大。其結果(植株高度)示於圖4。
5.對仙客來的生長促進效果的探討在仙客來播種後經過4個月,將特定乙醇酮脂肪酸(I)50μM水溶液,在5天中每日進行噴霧。其後,經過48天,觀察植株的幅度及葉數,全部都觀察到有促進效果。其結果示於圖5。
6.對毛地黃的生長促進效果的探討在毛地黃播種後經過2周,將特定乙醇酮脂肪酸(I)80μM水溶液,在5天中每日進行噴霧。然後,在試驗開始3個月以後,將相同濃度的特定乙醇酮脂肪酸(I),在6周內每周噴霧一次。其後,經過5.5個月,測定葉片的大小及植株的高度,全部都確認有生長促進效果(參見圖6)。
7.對菊花(Chrvsanthemum)的生長促進效果的探討在菊花播種後經過2周,將特定乙醇酮脂肪酸(I)80μM水溶液,在5天中每日進行噴霧。然後,在試驗開始3個月以後,將相同濃度的特定乙醇酮脂肪酸(I),在6周內每周噴霧一次。由於菊花在營養生長期沒有抽苔的故,在上述的最終噴霧四個月以後,關於其植株的幅度進行測定,而發現菊花的植株的幅度顯著增大(參見圖7)。
8.對天竺葵(Geranium)的生長促進效果的探討在天竺葵播種後經過2周,將特定乙醇酮脂肪酸(I)80μM水溶液,在5天中每日進行噴霧。然後,在試驗開始3個月以後,將相同濃度的特定乙醇酮脂肪酸(I),在6周內每周噴霧一次。又,對於該天竺葵,分成葉面上有花紋以及沒有花紋2種,而分別進行試驗。由上述的最終噴霧5.5個月以後,測定其葉片的大小,而確認不論何種類,均對於葉片的大小具有促進效果(參見圖8)。
9.對報春花(Primula melacoides)的生長促進效果的探討在報春花播種後經過1.5個月以後,將特定乙醇酮脂肪酸(I)80μM水溶液,在5天中每日進行噴霧。進一步,在試驗開始4個月以後,將相同濃度的特定乙醇酮脂肪酸(I),在6周內每周噴霧一次。由於報春花在營養生長期沒有抽苔的緣故,在上述的最終噴霧6.5個月以後,對於其植株的幅度及葉片的大小進行測定,而確認兩者均具有增大的情形(參見圖9)。
10.對秋海棠(Begonia sempaflorens)的生長促進效果的探討在秋海棠播種後經過2周,將特定乙醇酮脂肪酸(I)80μM水溶液,在5天中每日進行噴霧。然後,在試驗開始3個月以後,將相同濃度的特定乙醇酮脂肪酸(I),在6周內每周噴霧一次。由該最終噴霧4個月以後,測定其葉片的大小,而確認具有促進效果(參見
圖10)。
11.對康乃馨(Dianthus caryophyllus)的生長促進效果的探討在康乃馨(feeling scarlet)的苗株於10月初旬種植,其後,依據一般方法使其生長,而在第二年的四月中旬,將特定乙醇酮脂肪酸(I)100μM水溶液,以每株5毫升的量進行噴霧,其後再測定植株的高度,雖然特定乙醇酮脂肪酸(I)的噴霧只進行一次,但在投與組中,對於康乃馨株皆有生長促進效果(參見
圖11)。
12.對水稻(Oryza sativa L.)的生長調節效果的探討(1)將水稻(品種名稱月光)的種紉(良質者)200克,浸漬於水800毫升中,並於10℃下浸漬13天。其後,將其種紉均等地分成四組,於特定乙醇酮脂肪酸(I)水溶液(0μM、1μM、10μM、100μM溶液)的各200毫升中,再度浸漬(30℃,1.5天)。將這樣浸漬處理過的種紉,種植於分成四份的苗床的苗盤上,在於27℃下,給予3天的暗期以後,使該苗暴露於一般外面的環境。
於6天後,隨機地由各組抽選18個個體,測量其苗株的高度,再取其平均值。其結果,如
圖12所示,水稻的生長促進效果,是依賴於特定乙醇酮脂肪酸(I)的用量,而在植株的高度上得到確認。
基此,在上述各種植物上進行的試驗中所被確認,由本植物活化劑所導致的植物生長促進效果,即使在水稻上亦明顯地被確認。
其次,便是面臨處理水稻秧苗時,更為實際的事情,就是進行關於特定乙醇酮脂肪酸(I)的投與效果的探討。亦即,水稻的苗株上長出第3葉的時間點,由於是作為將水稻秧苗由苗床移植到田間的適當時期,因此就針對此第3葉,進一步探討特定乙醇酮脂肪酸(I)對其有無生長調節效果。此探討是於上述的明期處理3周後,將各組的苗株隨機地割取,從而計算第2葉及第3葉的比例的平均值。其結果示於
圖13。如
圖13所示,即使由第3葉的生長調節效果的觀點來看,特定乙醇酮脂肪酸(I)亦被確認有其效果,只是與上述的單純的秧苗的長度不同,特定乙醇酮脂肪酸(I)的最適濃度為1μM。
由此結果,明顯地,為達成水稻苗在苗床上育成時間縮短的目的,若將特定乙醇酮脂肪酸(I)作為本植物活化劑的有效成分而使用時,此特定乙醇酮脂肪酸(I)的投與量如何適當地調整就很重要了。
(2)依據上述(1)的方法相對於根據上述(1)的方法在苗床上進行育苗的水稻[各組16個體重複3次(對照組則重複4次)][不進行上述(1)的特定乙醇酮脂肪酸(I)的投與,而浸漬於10℃的離子交換水15天],在移植到外面環境後不久,就進行特定乙醇酮脂肪酸(I)的噴霧投與(0、25、50ppm)。又,在30天後,移植到田間,此時並在2組中進行25ppm的特定乙醇酮脂肪酸(I)的追加噴霧投與(前25+25ppm、前50+25ppm)。
其後,依據一般方法在田間使水稻生長,在種植于田間41天以後,在各組中,計算水稻的高度以及每株的莖數(莖數/株種植四株的部分),而求取其平均值。
首先,關於植株的高度,相對於無處理組的56cm,特定乙酮醇脂肪酸(I)25ppm投與組則為57cm,同試劑50ppm投與組為58cm,同試劑25+25ppm投與組為57cm,同試劑50+25ppm投與組為58cm,各組中並沒有統計上有意義的顯著差別。
然後,關於(莖數/株),相對於無處理組的34,特定乙酮醇脂肪酸(I)25ppm投與組則為38,同試劑50ppm投與組為38,同試劑25+25ppm投與組為39cm,同試劑50+25ppm投與組為37cm,相對於無處理組,投與組約增加1成左右。不過,並沒有因為特定乙酮醇脂肪酸(I)的投與形式而有差異。
基於此結果,確認了本植物活化劑的有效成分的特定乙酮醇脂肪酸(I),其具有增加水稻莖數的生長調節效果。此效果,基於可提高每作業單位的稻米收穫量的觀點,其在稻米的生產上具有相當大意義的效果。
根據上述的生長促進效果試驗的結果,明顯地發現特定乙酮醇脂肪酸(I),其優異的植物生長促進效果等,在很多的植物、且在各種的型態上,都具有其作用。特別是,即使在植物的生長初期,亦可確認有特定乙酮醇脂肪酸(I)的生長促進效果等,而且,其生長促進效果等是明顯地保持持續性地作用。
如此,作為本植物活化劑的有效成分使用的特定乙酮醇脂肪酸(I),其對於對於廣泛對象的植物種類的生長促進效果,業已被確認,從而本植物活化劑的有用性亦被確認而無疑。
基於上述,本植物活化劑可以作為植物生長促進劑或者植物生長調節劑的形態來使用。[試驗例B]特定乙酮醇脂肪酸(I)對植物的休眠抑制效果的探討(植物的休眠抑制試驗)草莓的苗株,如果將其直接地暴露於冬季等的低溫時,就會休眠並停止生長。茲探討本植物活化劑是否具有將此休眠抑制的效果。
在草莓的苗株上,將特定乙酮醇脂肪酸(I)水溶液[10μM、100μM、0μM(對照組)],於8月27日(第0天)、9月3日以及9月8日進行噴霧投與。其後,不經過低溫處理等人工處理,而直接於屋外進行栽培,並觀察其經時地花芽的形成率,相對於對照組完全沒有花芽形成被確認,特定乙酮醇脂肪酸(I)的噴霧投與組,則形成花芽並且花數有增加的情形(此花芽形成促進效果,是延續特開平11-29410號公報所記載的內容)。
在108天後,測定草莓的休眠率(在小葉芽上作記號,並於15天後觀察,葉子若沒有展開的植株就作為休眠株,而計算相對於試驗株全體的休眠株的百分率),確認對照組中全部的植株均有休眠現象。相對於此,通過特定乙酮醇脂肪酸(I)水溶液的噴霧投與,明顯地草莓的休眠被抑制了。又,亦確認低濃度投與組(10μM)較諸高濃度投與組(100μM)具有更優異的休眠抑制效果(參見
圖14)。
亦即,確認本植物活化劑在低濃度具有抑制植物休眠的效果,而無論作為植物的休眠抑制劑或者植物的生長調節劑的方式來使用,本植物活化劑的有用性皆被確認而無疑。特定乙酮醇脂肪酸(I)在抑制對於植物的應激(乾燥應激)上效果的探討將萵苣的種子(每試驗組50個)浸漬於特定乙酮醇脂肪酸(I)水溶液[2μM、10μM、20μM、0μM(對照組)]72小時以後,以48小時使其自然乾燥。將這些種子放置於含水的濾紙上,使其發芽,並計算各組試驗組相對於種子全體的發芽種子的比例(%),而作為發芽率。
其結果示於表2。
表2特定乙酮醇脂肪酸 發芽率 發芽種子數(個)(I)濃度(μM) (%;n=50)0 10 52 86 4310 98 4920 90 45如結果所示,大部分對照組的種子,皆不耐乾燥過程的乾燥應激,而無法發芽。相反地,浸漬於特定乙酮醇脂肪酸(I)水溶液的種子,則幾乎都是健康地發芽。
基此,確認了本植物活化劑,具有提高對抗乾燥應激的抵抗性的效果,從而無論作為植物應激抑制劑或者植物生長調整劑的形式來使用,本植物活化劑的有用性皆被確認而無疑。[試驗例D]特定乙酮醇脂肪酸(I)對於菌類的生長調節效果(1)屬於擔子菌類的平菇屬的多摩奇菇(タモギダケ,食用菌)在菌絲增殖效果上的探討將馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基以高壓蒸氣滅菌以後,等待其溫度降低至瓊脂尚未凝固的程度,再將適當稀釋的以濾膜滅菌的特定乙酮醇脂肪酸(I)的1mM水溶液,加入培養基中使成為設定濃度
,在10cm的培養盤中等培養基固化以後,將多摩奇菇的菌絲以一白金耳接種於培養基中,於37℃培養,再觀察菌絲的增殖(各組10盤)。菌絲的增殖,是以培養盤上增殖菌絲的直徑平均來計算判定。其結果,是如
圖15所示。根據
圖15,明顯確認由於添加特定乙酮醇脂肪酸(I),多摩奇菇的菌絲的增殖程度,是濃度依賴性地提高了。
(2)香菇的子實體生長促進效果的探討將圍繞有香菇菌絲的原木切斷約15cm長,各自浸漬於10℃的水中24小時,再直立靜置於高溫度的容器內。然後,對於每組6根原木,以各濃度(0、3、30、100μM)的特定乙酮醇脂肪酸(I)水溶液,進行噴霧投與各5毫升,接著,在同一容器內,於18℃的弱光條件之下,進行香菇子實體的培養。此培養持續進行5天,並觀察香菇子實體的生長情況。
圖16是表示各組中培養狀況的形態照片(特定乙酮醇脂肪酸(I)①0μM、②同試劑3μM、③同試劑30μM、④同試劑100μM)。又,每株的平均子實體數,是無投與組0,3μM投與組0.17,30μM投與組1.0,100μM投與組1.0。
基於此結果,明確地確認了特定乙酮醇脂肪酸(I),其在香菇子實體栽培時的生長促進效果。
根據上述(1)(2)的結果,確認了特定乙酮醇脂肪酸(I)經由投與至子囊菌類及擔子菌類,可以促進這些菌類的菌絲的增殖,並提高子實體的收穫效率。又,由於使用本植物活化劑,顯示在人工栽培仍有困難的菇類(例如,松蕈等),有可能將確立其人工栽培法。
工業實用性基於上述,由於本發明所提供的植物活化劑,可在各種植物上發揮其生長調節的效果。
權利要求
1.一種植物活化劑,有效成分為碳原子數4~24的乙酮醇脂肪酸。
2.如權利要求1的植物活化劑,碳原子數4~24的乙酮醇脂肪酸中,構成羰基的碳原子以及與羥基結合的碳原子位於α位及γ位。
3.如權利要求1或2的植物活化劑,碳原子數4~24的乙酮醇脂肪酸中存在有1~6處的碳原子間的雙鍵,不過,此雙鍵數,並不超過乙酮醇脂肪酸的碳原子鍵數。
4.如權利要求1~3中任一項的植物活化劑,乙酮醇脂肪酸的碳原子數目是18,同時,碳原子間的雙鍵有2處。
5.如權利要求1的植物活化劑,碳原子數為4~24的乙酮醇脂肪酸,是9-羥基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸。
6.如權利要求1~5中任一項的植物活化劑,植物活化劑是植物生長調節劑。
7.如權利要求6的植物生長調節劑,植物生長調節劑是植物生長促進劑。
8.如權利要求6的植物生長調節劑,植物生長調節劑是植物休眠抑制劑。
9.如權利要求6的植物生長調節劑,植物生長調節劑是植物應激抑制劑。
全文摘要
本發明的課題,是發現新穎的植物的活化方法,具體來說,是發現生長促進方法、休眠抑制方法、針對乾燥及高溫·低溫及滲透壓等的植物應激賦予抗性的方法、以及抗老化方法等等的植物的生長調節方法。本發明者是提供以碳原子數4~24的乙酮醇脂肪酸,特別是9-羥基-10-氧代-12(Z),15(Z)-十八碳二烯酸,作為有效成分的植物活化劑,而解決了上述問題。
文檔編號A01N37/42GK1370045SQ00811929
公開日2002年9月18日 申請日期2000年8月22日 優先權日1999年8月23日
發明者橫山峰幸, 山口祥子, 飯田年以, 小林孝次, 小島清隆, 田中修 申請人:株式會社資生堂

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