異黃酮化合物及其用途的製作方法
2023-05-19 19:06:41 3
專利名稱:異黃酮化合物及其用途的製作方法
技術領域：
在種植前應用一種或多種帶有農作物可接受載體的異黃酮化合物信號365天或更長時間，直接作用於種子或者非豆類農作物、豆類農作物的移植，或者提供給用來種植非豆類農作物或豆類農作物的土壤，目的是為了提高產量和(或)改善種子萌芽、和(或)造成種子較早出土、和(或)改善結瘤生長、和(或)提高農作物的種植密度、和(或)改善植物活力和、(或)改善植物生長、和(或)提高生物質量，和(或)增加早期結果實，所有都包含在播種和植物移植的條件下。
背景技術：
農業實踐
在發展中國家為了得到最大土地生產率，農作物經常使用間混種植植物種類的實踐方法。這種實踐方法經常包括豆科作物和另一種具有地區價值的植物物種一行行間混種植，眾所周知，由於在根部與豆科農作物親密接觸，非豆科農作物通常能夠增加產量，其原因通常被認為豆科作物在根瘤菌存在條件下，它們自身的共生固氮的殘留，能夠把被固定的植物可利用的氮返還給土壤，這種觀點認為這個氮被間混作物利用，可以生長得更好。
然而在發達國家，人們都知道並且理解，與其它農作物間混種植豆科作物簡單但不可行。這種實踐要求手工勞動維護土地以得到最好的結果，並且對於大量的農業生產，設備不可能區分農作物的高矮和尺寸的不同，例如大豆(一種豆科作物)在外觀上與玉米有很大的不同。
北美農作物種植實踐
來自於發展中國家的間混種植實踐方法，在發達國家被轉變成農作物輪換的農業實踐方法，意思是在一塊土地上一種單一的農作物生長一年，然後在下一年內種植另一種農作物。這些農作物的輪換是為了最好的維護土地和降低氮的流失，在一年年的輪換中通常會包括兩種、三種或四種農作物。
這些農作物其中一種是豆科植物，種類根據土壤、市場、地域等確定，可能包括大豆、豌豆、菜豆、紫花苜蓿、三葉草等——所有豆科作物由於與特殊根瘤菌類的共生關係——並且每種根瘤菌物種都會為了特殊的植物宿主生成特殊的LCO結構。
眾所周知，農作物輪換種植必須包括一種豆科作物，因為它們具有釋放殘留氮給後續作物的能力，這些含氮的殘留物可以為每蒲式耳(bushel)豆類作物種子的收穫做出貢獻，例如每英畝大豆含有40-50磅N，為下一個通常是非豆類作物做準備。
在北美地區主要的農作物輪換是(1)玉米-大豆，是美國伊利諾斯州、俄亥俄州、愛荷華州、內布拉斯加州的主要產品(2)小麥-豌豆，在加拿大西部。
科學發展
現在人們已經能夠更好的理解豆類作物與根瘤菌的共生，但不能充分解釋。這包括和要求一系列植物和微生物信號去引發植物組織的變化，這樣就可以保護和支持內部的根瘤菌，通過利用植物的能量，在根系能夠把氮氣轉化成植物可利用的氮。對於精通此學科者，目前有相關科學的和專利文獻，總結如下國際公開號WO 00/04778，2000年2月3日公布，WO 01/26465，2001年4月9日公布，作者都是Smith等，還有加拿大序列號2,439,421，在此一併參考。
目前人們可以科學的理解為，引發根系組織變化，被發送給豆類植物的根瘤菌信號是結瘤因子(Lipo-chito-oligosaccharide，脂殼低聚糖)(LCO)，在應用中術語為結瘤因子(Nod Factor)。它的產生來源於臨近根瘤菌在豆類作物的根系分泌異黃酮化學劑——術語也可以是信號(Signals)——基因轉變，生成LCO。信號是酚類化合物，黃酮、異黃酮和黃烷酮，由豆類作物的根系選擇，它們作為對根瘤菌的化學引誘劑和結瘤(Nod)基因的催化劑。
通過目前的研究和專利，在這裡進一步領會到LCO具有一個植物生長的功能，不只限於豆類。這已經被證明了，當溶液中存在的LCO量很小(10-7到10-12M)時，非豆類作物種子和豆類作物種子具有一樣早期萌芽。
進一步被證明了，葉的LCO應用到許多植物(玉米、大豆、豌豆、番茄)可以導致更早的開花和更高的產量。這些現象的機理被進一步研究。
結瘤因子(Nod Factor)、Signals和由根瘤菌產生的LCOs之間的關係和相互作用，一直是需要大量研究的課題。例如美國專利5,141,745結瘤誘導因子(Nodulation Inducing Factor)，這個發明的一個主要目的是定義一個在結構上有關的分子，取代的黃酮，它激髮結瘤基因顯現並且在豆類作物中更快的引發結瘤的開始。專利中描述了取代黃酮的分離和鑑定，它們是結瘤基因誘導因子。通常來講發明涉及豆類作物——根瘤菌領域，尤其是對類黃酮化合物的鑑定，這些化合物激髮根瘤菌結瘤基因顯現，並且在根瘤菌存在條件下引發更快的結瘤速度。這些化合物通常對於基因顯現的選擇性控制是非常有用的，尤其是在改良的豆類作物接種成分方面。
美國專利5,229,113「大豆慢生根瘤菌結瘤誘導因子(BradyrhizobiumJaponicum Nodulation Inducing Factor)」，描述了誘導大豆慢生根瘤菌的結瘤基因顯現的化合物的鑑定。這個發明主要目的是鑑定激發同類大豆慢生根瘤菌的結瘤基因顯現的分子。
加拿大專利2,179,879「在抑制或推遲結瘤的生長環境條件下，用於增加豆類作物的穀物產量和蛋白質產量的合成物(Composition for EnhancingGrain Yield and Protein Yield of Legumes Grown Under EnvironmentalConditions that Inhibit or Delay Nodulation)」，這個專利涉及結瘤因子5，7，45-三羥(基)異黃酮(genistein)或大豆苷元(daidzein)的使用，給豆類作物加入一種大豆慢生根瘤菌，尤其是大豆，生長在抑制或推遲結瘤的環境條件下，尤其是低根系周圍環境溫度為17℃到25℃。此專利並沒有教給我們單獨結瘤因子的使用或在任何其他介質裡的使用。同時也沒有教給我們豆類作物生長在通常的環境下，單獨結瘤因子的使用或連同使用任何載體。此外，它沒有擴展到結瘤因子的單獨使用或者在使用載體的條件下用於非豆類作物。
信號(Signals)和LCOs關係和它們在一定的條件下對植物的影響已經被描述了，信號(Signals)的影響、它們的合成物單獨用於非豆類作物生長、豆類作物的需求也已經被評價了。
發明內容
本發明的目的包括對於非豆類作物包括種子，提供和使用一種或多種信號和有關合成物，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)造成種子較早出土，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)提高生物質量，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)增加早期結果實；包括但不限於
非豆類作物包括但不限於種子，塊莖，移植，或植物的節枝；
非豆類作物生長，用於農業，園藝，造林，或造園；
非豆類作物被播種在地裡，該土地先前用於播種豆類作物，或其中具有本土的根瘤菌；
非豆類作物被播種在地裡，該土地先前沒有用於播種豆類作物；
在種植前，信號(Signal)提供給非豆類作物365天或者更多天；
信號(Signal)與植物可接受載體一起提供，例如但不限於，水、液體糖溶液、種子處理劑、接種體、添加劑、混合劑、除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、化學肥料、生長促進劑或其他園藝培養基；
用於種植非豆類作物的土壤用一種特殊的根瘤菌提前處理，或者具有本土的根瘤菌；
種子用一種或多種特殊的根瘤菌處理。
本發明的另一個目的包括一個或多個信號(Signal)和有關合成物，以及它們的使用，提供給將要種植非豆類作物的土壤，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)造成種子較早出土，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)提高生物質量，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)增加早期結果實；包括但不限於
非豆類作物生長，用於農業，園藝，造林，或造園；
非豆類作物被播種在地裡，該土地先前用於播種豆類作物，或其中具有本土的根瘤菌；
非豆類作物被播種在地裡，該土地先前沒有用於播種豆類作物；
信號(Signal)與植物可接受載體一起提供，例如但不限於，水、種子處理劑、接種體、除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、化學肥料、生長促進劑或其他園藝培養基；
用於種植非豆類作物的土壤用一種或多種特殊的根瘤菌提前處理，或者具有本土的根瘤菌；
種子用一種或多種特殊的根瘤菌處理。
本發明的另一個目的包括一個或多個信號(Signal)和有關合成物，以及它們的使用，提供給豆類作物包括種子，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)造成種子較早出土，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)增加結瘤數量；和(或)增加結瘤重量；和(或)提高生物質量，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)增加早期結果實；包括但不限於
豆類作物包括但不限於種子，塊莖，移植，或植物的節枝；
豆類作物生長，用於農業，園藝，造林，或造園；
豆類作物被播種在地裡，該土地先前用於播種豆類作物，或其中具有本土的根瘤菌；
豆類作物被播種在地裡，該土地先前沒有用於播種豆類作物；
在種植前，信號(Signal)提供給豆類作物365天或者更多天；
信號(Signal)與植物可接受載體一起提供，例如但不限於，水、種子處理劑、接種體、除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、化學肥料、生長促進劑或其他園藝培養基；
用於種植豆類作物的土壤用一種或多種特殊的根瘤菌提前處理，或者具有本土的根瘤菌；
種子用一種或多種特殊的根瘤菌處理。
本發明的另一個目的包括一個或多個信號(Signal)和有關合成物，以及它們的使用，提供給用於種植豆類作物的土壤，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)造成種子較早出土，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，包括但不限於
豆類作物生長，用於農業，園藝，造林，或造園；
豆類作物被播種在地裡，該土地先前用於播種豆類作物，或其中具有本土的根瘤菌；
豆類作物被播種在地裡，該土地先前沒有用於播種豆類作物；
信號(Signal)與植物可接受載體一起提供，例如但不限於，水、液體糖溶液、種子處理劑、接種體、添加劑、混合劑、除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、化學肥料、生長促進劑或其他園藝培養基；
用於種植豆類作物的土壤用一種或多種特殊的根瘤菌提前處理，或者具有本土的根瘤菌；
種子用一種或多種特殊的根瘤菌處理。
因此，本發明直接提供了一個或多個信號和有關植物合成物及其應用，在按照方法種植前，提供給豆類和非豆類作物365天或更長時間，直接提供給植物或作物或者間接提供給將被種植的土壤，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)造成種子較早出土，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)提高生物質量，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)增加早期結果實，和(或)增加結瘤重量，和(或)增加結瘤數量，所有都包括種子種植環境、秧苗和植物移植環境，或者從塊莖萌芽的出土和來自於更高植物培育(perinating)結構的新植物生長的環境下。
如上所述，令人驚訝的是發明者發現信號和有關合成物對於豆類和非豆類植物科是非常有用的，涉及改善和提高的方法，也如前所述，包括在限制生長的環境下和生長的理想環境下。本發明所述合成物和方法發現在限制生長的環境下是有效用的，這些環境包括與植物或作物生長、萌芽和出土等相關的pH值壓力、水的壓力和生長溫度低於或高於最佳溫度範圍。
根據本發明，「農作物的合成物」和「合成物的農作物有效數量」所提到的是一個或多個信號的充足的數量，導致統計上的重大增強、改善或增加而不是控制，如前所述，在不損害植物、土壤或農作物的條件下。「植物突出體emergence」意思是在根系基體表面可以發現的生長，「萌芽germination」意思是從胚芽發展到可發現的根的生長，「田間生長fieldgrowth」意思是在田間的環境下生長，而不是在更多控制條件下生長，例如在溫室裡。
秧苗生長刺激物
大豆異黃酮信號種子的應用
在間混種植過程中，非豆類作物的反映可以被解釋為實際上由於由豆類作物生成的LCOs，而LCOs遷移到非豆類作物的根系並引發其生長，這是用目前知識做出的較合理的解釋。
考慮到農學知識，考慮到大豆、大豆作物和玉米、豌豆和小麥的輪換種植知識，考慮到豆類作物異黃酮信號，它通過根瘤菌細胞產生LCO的增加誘導從而增加結瘤的知識，考慮到大豆和豌豆根瘤菌種子——接種體的培育和應用、土壤中根瘤菌的保護的知識，本發明已經考慮到對於玉米種子和其他豆類和非豆類作物，(包括農作物和園藝品種，包括用於移植的作物)，大豆和其他異黃酮信號在農業中的應用是有效的且有用，引起LCO的誘導，此LCO由土壤中本土的根瘤菌群產生，當幼苗將被種植時此LCO能夠促進其在秧苗期間的生長和其他預期的效果，如前所述。
本專利內容擴展到圍圈園藝作物，其中種子和專門用來種花而配好的土用大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)播種(用於大豆)或者提供其他根瘤菌種類，它們有能力通過適當的異黃酮信號誘導在秧苗的根系產生很有意義的LCO，此根系可以作為非豆類花壇植物和園藝作物的生長刺激物。
具體實施方式
試驗
(1)玉米生長刺激
罐裝土壤在充足的大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)存在的條件下被播種(嫁接)，這些根瘤菌是從市售大豆接種體得到的每克土壤中含有的100,000活性細胞，一個中等水平、被認為是可以輪換種植的玉米和豆類的土地，每克土壤中含有10,000到1,000,000的活性細菌細胞。
玉米種子表面覆有不同水平的異黃酮誘導劑、5，7，45-三羥(基)異黃酮(genistein)，這些種子被種植到溫室罐裡的土壤中，在生長的第一個月裡，我們可以確定它們的萌芽和高度會和未被處理的種子不同。試驗水平為0、50、100、200、300和400μM的5，7，45-三羥(基)異黃酮溶液，比例是每100粒玉米種子0.3ml(300μl)，這是通常在農業中的應用比例。
如上述方法處理的種子另一部分在22℃的乾燥低室溫條件下貯存一段時間直到六個月，幾個月後收回代表性的樣品再做萌芽和生長試驗，由此來確定先前在收穫季節收穫的種子預處理的方法的能力。這些研究還將繼續進行，隨著他們的努力將從方法論方面被完善。
(2)花壇植物生長刺激
專門用來種花而配好的土是在每毫升土壤中含有500,000和5,000,000水平的大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)活性細胞的條件下被播種，八種不同種類的花壇植物種子被播種到被接種的土壤中，將5，7，45-三羥(基)異黃酮(genistein)誘導劑提供給根瘤菌，誘導劑的用量為從種子表面覆有一層到用水浸泡。
然後用增加的數量或者用增長的速度來評價種子萌芽，幾周後通過測量高度來評價花壇中的幼苗生長。
移植生長
櫻桃西紅柿秧苗(5周大)被移植到5」罐，用根瘤菌以106個細胞/ml的水平播種(2和20μM種衣劑Seed Coater)或者沒有根瘤菌(未用種衣劑處理和LCO處理)的條件下播種，種衣劑Seed Coater和LCO溶液是由水和50ml/植物製成，移植後提供給植物。移植八周後收集成熟的果實(橙色或紅色)。
總結(1)種衣劑Seed Coater土壤提供給移植的櫻桃西紅柿能夠增強早期結果數量。(2)當提供給被移植植物根系周圍的土壤時，種衣劑SeedCoater信號比LCO信號更有效。
數據列表
表1當大豆種子被處理並且立即播種後，種衣劑Seed Coater的劑量對大豆結瘤的影響
24天內16株植物累積的結瘤重量和數量
注溫室研究條件溫室土壤在種植前用4″罐、濃度大約為105細胞/克土壤接種，每次處理8罐，100克大豆種子在塑膠袋子裡用0.3ml各濃度的溶液處理，處理後的種子被立刻種在罐中。
結論
1.所有濃度的種衣劑Seed Coater處理的種子立即種植後，都能提高結瘤數量和重量。
2.當用種衣劑Seed Coater處理並立即種植時，對於增加結瘤數量和重量50μM的濃度是最好的劑量。
表2當大豆種子播種前一個月被處理，種衣劑Seed Coater的劑量對大豆結瘤的影響
23天內16株植物累積的結瘤重量和數量
注溫室研究條件溫室土壤在種植前用4″罐、濃度大約為105細胞/克土壤接種，每次處理8罐，100克大豆種子在塑膠袋子裡用0.3ml各濃度的溶液處理，處理後的種子在室溫條件下貯存30天。
結論
1.所有濃度的種衣劑Seed Coater提前30天處理的種子，都能提高結瘤數量和重量。
2.用種衣劑Seed Coater提前30天處理種子，濃度為300μM時對於結瘤數量和重量是最好的劑量。
3.與處理後立即播種相比較(50μM表1)，提前30天應用種衣劑Seed Coater需要更大劑量(300μM)。
表3在溫室研究中，種衣劑Seed Coater的劑量對玉米植物乾燥的重量的影響(被處理後立即種植)
注1.土壤中被接種的大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)濃度為105cfu/ml。
2.處理後立即種植(表3)或處理後一個月再種植(表4)。
3.兩株植物/罐，每次處理8罐。
4.在四月有些天溫室溫度超過30℃，這會影響植物在溫室中的生長(表4)，所以與表3中的植物相比較，表4中的會更大些。
5.播種31天(表3)和32天(表4)植物在生物質量方面都會獲得豐收。
結論我們可以看到播種31天後，處理後的植物在高度上沒有區別，但是植物乾燥的重量增加(比未處理的增加7-15.6％)。
表4在溫室研究中，種衣劑Seed Coater的劑量對玉米植物乾燥的重量的影響(被處理一個月後再種植)
總結播種32天後，所有的種衣劑Seed Coater處理均增加植物的高度和乾燥重量，當提供的濃度為200μM時，乾燥的重量增加21％。
表5種衣劑Seed Coater對玉米粒產量的影響
注1.種植前被處理的種子在室溫條件下(20℃)貯存一個月。
2.種植前以105細胞/克土壤的接種體種植土壤。
3.種植一個月後檢查秧苗群，數據(未列出)表明種衣劑Seed Coater在處理後提供一個月的情況下不影響種子的出土。
4.在MAC農場，從每塊土地(13.5M2)的中間兩行收穫玉米粒(收穫數據2003年10月30日，播種2003年5月23日)。
5.玉米粒產量更正為乾燥重量，乾燥條件為60℃條件下500克/罐，乾燥數天。
結論1.所有濃度種衣劑Seed Coater處理比未處理相比，玉米粒產量增加6％-25.6％。
2.濃度為400μM可顯著增加溼、幹玉米粒產量。
表6種衣劑Seed Coater劑量對大豆種子萌芽和最終穀粒產量的影響
表7種衣劑Seed Coater劑量對大豆結瘤和生物質量的影響
注1.試驗是2003年在McGill大學的E.Lods農場實施的。
2.2003年4月4日使用種衣劑Seed Coater對種子進行預處理，然後在室溫條件下(20℃)貯存，而後在5月30日播種(5周)。
3.7月2日檢查萌芽或秧苗密度％，計算每塊土地中間兩行(2米長一行)的秧苗數量。
4.種植前，5月30日以105細胞/克土壤的根瘤菌種植土壤。
5.2003年10月17日，用聯合收割機收穫所有田地的大豆粒。
結論1.當濃度為200和400μM時增加種子出土量，當濃度為200μM統計上效果最顯著。
2.所有處理都顯著增加大豆粒產量。
3.所有處理都增加結瘤和生物質量，但不是統計上的。
表8在田間種植的條件下，種衣劑Seed Coater劑量對豌豆種子出土、結瘤和產量的影響
注1.試驗是2003年在McGill大學的E.Lods農場實施的。
2.使用DMSO製備4，5，7-三羥黃烷酮Naringenin原材料溶液(70mM)和橙皮素Hesperetin(30mM)，用水稀釋濃度適用於種子處理。
3.處理豌豆種子(cv.Delta)立即種植到田地裡，該田地已經用105細胞/克土壤的根瘤菌接種過。
4.2003年6月9日，檢查種子萌芽(2003年5月16日播種)。
5.2003年6月27日，檢查每塊土地中5個植物樣品的結瘤情況。
6.2003年8月6日，用聯合收割機收穫豌豆，豌豆粒在60℃條件下乾燥3天。
結論1.對於豌豆的萌芽程度，所有處理沒有什麼區別。
2.使用濃度為100μM的種衣劑Seed Coater處理種子可以得到最多的萌芽，但與未處理時相比較沒有明顯的區別。
3.種衣劑Seed Coater增加結瘤和生物質量，但並不顯著。然而當濃度為200μM結瘤重量顯著提高。
4.豌豆粒產量顯著增加達到3bu/ac。
表9五個地點大豆產量反饋(Bu/ac)
注1.種子用300μM的濃度處理，並且在五個地點的重複種植大豆的田地裡立即種植。
2.本試驗中使用通常高質量的大豆種子所使用殺真菌劑(Fungicide)(Warden RTA)來處理。
結論1.與未處理和Warden RTA處理的種子相比較，用種衣劑Seed Coater處理後顯著增加大豆粒產量。
表10田間試驗中種衣劑Seed Coater劑量對春小麥種子出土(％)的影響被處理的種子在4周出土的比例
注1.在每塊地裡立即種植100顆被處理的小麥種子。
2.春小麥種子用化學試劑塗覆。
3.在地裡播種4周後檢查出土情況。
4.由于田地被動物破壞，田間試驗被終止，對於此試驗沒有產量數據。
結論當濃度為200-400μM時，種衣劑Seed Coater顯著改善小麥種子出土。
表11 2003年，在美國五個地點，使用種衣劑Seed Coater處理已先使用殺真菌劑(Maxim XL)處理的玉米種子出土的影響
(％田間出土)
注1.播種前把250μM(液體)的種衣劑Seed Coater按3ml/kg的用量直接提供給玉米種子(雜交)。
2.用種衣劑Seed Coater處理的種子處理後立即在五個地點播種。
3.本試驗中使用化學試劑(殺真菌劑)塗覆的玉米種子。
4.契約田地試驗失敗，所以訂約人未呈交任何產量數據。
結論種衣劑Seed Coater顯著改善玉米種子的出土。
表12田間試驗中，種衣劑Seed Coater對大豆作物密度和豆粒產量的影響
注1.種衣劑Seed Coater處理的種子立即被種植在重複種植大豆的田地裡。
2.大豆種子使用濃度為300μM的種衣劑Seed Coater按3ml/kg用量處理。
結論1.總體上說，在田間試驗中種衣劑Seed Coater對大豆種子出土沒有消極影響。
2.與其他接種體處理和未處理相比較，種衣劑Seed Coater增加大豆粒的產量，然而顯著水平僅高於未處理的情況(當0.1alpha)。對與其他接種體處理相比沒有顯著的增長。
表13在溫室通過使用種衣劑Seed Coater對大豆和玉米種子進行預處理，促進早期生長。
注在本試驗中使用大豆的化學種子處理劑(Apron Maxx RTA)和玉米的化學處理劑(Maxim XL)。一公斤種子使用3ml信號處理，種衣劑Seed Coater溶液放在一個塑膠袋子裡，被處理過的種子於17℃貯存。在溫室，在5″罐裡種植五個種子，處理後分別放置0，10，30和60天，每次處理10罐。Sunshine Mix和Turfase(1∶1)混合土作為植物生長基質，該土已經按105細胞/克土壤的比例使用大豆接種體大豆慢生根瘤菌接種。播種7天後計算種子出土和密度，且每罐間苗最好為每罐有兩顆秧苗。大約30天收穫植物，測試植物高度、生物質量和結瘤數量(大豆)。
結論1.種植後4-5周顯示，使用信號處理增加植物生物質量和大豆結瘤，處理後效力可持續60天。
2.處理後60天，種衣劑Seed Coater增加大豆植物生物質量、高度和結瘤。
3.處理後60天，種衣劑Seed Coater增加玉米植物質量、高度和結瘤。
4.試驗表明，與未處理相比較，種衣劑Seed Coater對玉米和大豆種子的出土和密度沒有消極影響。
表14田間試驗中使用種衣劑Seed Coater處理大豆，提高大豆粒產量
注在McGill University的Macdonald Agricultural College(MAC)、Quebec、Vaughn Agricultural Research Service Ltd.(VARS)、Cambridge和Ontario按照相同的設計實施試驗，種植前按照105細胞/克土壤的比例使用大豆接種體接種土壤，並且與上層20cm土壤混合。種植時或種植前30天使用不同配方的種衣劑Seed Coater處理大豆種子。
結論使用濃度為300μM到600μM的種衣劑Seed Coater，在兩地點都能提高大豆粒的平均產量。
表15在VARS和MAC試驗中，用於提高大豆產量使用多個種衣劑SeedCoater配方，種衣劑Seed Coater配方中含一種活性成分(5，7，45-三羥異黃酮genistein)和含兩種活性成分(5，7，45-三羥異黃酮genistein和大豆苷元daidzein)的比較
注在McGill University的Macdonald Agricultural College(MAC)、Quebec、Vaughn Agricultural Research Service Ltd.(VARS)、Cambridge和Ontario按照相同的設計實施試驗，種植前按照105細胞/克土壤的比例使用大豆接種體接種土壤，並且與上層20cm土壤混合。種植時或種植前30天使用兩種配方的種衣劑Seed Coater處理大豆種子。
結論1.來自於兩地點結果表明，在相同的400μM濃度的條件下與含一種活性成分(「G」)的配方相比較，含有兩個活性成分(「G/D」)的種衣劑Seed Coater配方提供給大豆種子更能增加大豆產量。
2.然而與未處理相比較，種衣劑Seed Coater(「G」)對增加大豆產量同樣有效。
表16在加拿大Syngenta Seeds(NK)的田間試驗中種衣劑Seed Coater對不同種類大豆的豆粒產量的影響
注在本試驗中使用濃度為300μM的種衣劑Seed Coater，其中含有3％甲醇作為有機溶劑，種植前種子被預處理30天。
結論1.使用種衣劑Seed Coater處理的六種大豆中的五種結果表明，種衣劑Seed Coater濃度為300μM時對產量最有利。
2.與相對應的未處理相比，使用種衣劑Seed Coater處理顯著提高大豆產量達2.2bu/ac。
表17大豆種子使用種衣劑Seed Coater處理，同樣使用市售的種子預處理劑處理
注1.本研究中使用的種衣劑Seed Coater(300μM)含有3％甲醇作為溶劑。
2.種植前30天，先使用市售的種子處理劑(Tryon Group Inc.，USA)對種子進行預處理，然後用種衣劑Seed Coater處理一次，而後在種植時使用市售的大豆接種體再處理一次(300μM+接種體)。
3.在Woodstock、Illinois，被處理後的種子種植在曾經種過大豆的田地裡。
結論1.與未處理相比較，含有化學試劑的種衣劑Seed Coater提高大豆粒產量達2.5bu/ac。
2.化學試劑種子處理劑不影響種衣劑Seed Coater對大豆產量的效果。
3.與只使用種衣劑Seed Coater相比較，對於被處理的種子使用接種體不能額外提高產量。
表18在加拿大東部，種衣劑Seed Coater對紫花豌豆、春小麥和白豆產量的影響
**統計顯著水平為5％
注1.在MAC農場實施豌豆和春小麥試驗，該農場土地按105細胞/克土壤的比例用豌豆接種體接種，並與上層20cm土壤混合。白豆試驗在安大略湖的埃克塞特Ridge town學院的Huron Research Station重複種植大豆的土壤中實施。在種植前或種植時(0天)豌豆種子用種衣劑Seed Coater處理30天，而春小麥和白豆的種子在種植當天處理。
2.使用化學種子處理劑(Apron Maxx)對白豆種子進行預處理，而本試驗中使用不用此種方法處理的豌豆種子。
3.種衣劑Seed Coater的應用比例為，10g/kg用於小麥種子，3ml/kg用於白豆和豌豆種子。
結論1.與未做相應處理的種子相比，濃度為400μM的種衣劑Seed Coater可以增加紫花豌豆、白豆和春小麥的產量達4bu/ac。
2.種植前30日提供種衣劑Seed Coater可以增加紫花豌豆產量，其顯著水平為5％。
3.種衣劑Seed Coater可以增加春小麥產量，其顯著水平為5％。
表19在VARS和MAC實施的試驗中，比較使用兩種種衣劑Seed Coater配方對玉米產量(穀粒和青貯料)
**與對應未處理相比較，統計顯著水平為5％
注玉米種子先使用Maxim XL種子處理劑處理，然後使用種衣劑SeedCoater處理。被處理的種子種植在土壤裡，這種土壤按105細胞/克土壤的比例用大豆接種體接種，並與上層20cm土壤混合。在MAC進行的另一個試驗中，種子不用Maxim XL種子處理劑處理，只使用種衣劑Seed Coater處理，處理後立即種植在先前生長過大豆且未添加土壤接種體的田地裡。
結論1.被處理後30天再種植，對於提高穀粒產量，含有兩種異黃酮的一個種衣劑Seed Coater配方(400μM)比相同濃度下只含一種異黃酮的配方更有效。
2.本研究表明，種衣劑Seed Coater可以同時提高玉米穀粒和青貯料產量。
3.使用濃度為400μM的5，7，45-三羥(基)異黃酮種衣劑Seed Coater處理的玉米種子並且種植在曾經生長大豆的土壤裡而不添加大豆接種體，處理後立即種植，與未處理相比較，玉米產量顯著增加達19.8％。
4.兩個種衣劑Seed Coater配方都可以增加產量。
表20土壤使用不同水平的接種體，研究玉米種衣劑Seed Coater
注在安大略湖附近的Rockwood，使用通常的耕種方法種植種衣劑SeedCoater處理的種子，此處的土地以前沒有生長過大豆並且不含大量的大豆慢生根瘤菌，主要因素是土壤接種體水平，次要因素是信號水平。每塊土地都是15米長、3米寬、種植4行、兩行間距為75釐米。在土壤上層20cm，使用103、104、105三種含量的大豆慢生根瘤菌接種土壤。在Agribiotics Inc.，種植前30天使用種衣劑Seed Coater處理未用其他處理劑的種子(雜交Direct Seed D46)。
結論1.與未處理的種子相比，對於提高玉米粒產量，使用濃度為400μM的種衣劑Seed Coater是最佳方法，提高可達5％顯著水平。
2.與未處理的種子相比，當種植在大豆接種體接種的土壤裡時，濃度為400-500μM的種衣劑Seed Coater處理可以增加玉米粒產量達5％。
3.當使用103細胞/克被接種的土壤比例時，種衣劑Seed Coater最有效。
表21當種植前提供一年時，種衣劑Seed Coater對玉米產量的影響
*五個地點出土率平均百分含量(相同的數據見表11)，玉米產量來自於美國的內布拉斯加州。
**出土率和產量數據來自於伊利諾斯州的兩個地方。
注本試驗在美國的多個地點實施，出土率數據來源於5個地點，產量數據來源於內布拉斯加州試驗田。在2004年，使用1年期預處理的玉米種子的試驗被The Tryon Group Inc.安排在伊利諾斯州的兩個地方。研究中被預處理的玉米種子使用Maxim XL(化學種子處理劑)。
結論1.在室溫貯存一年的種衣劑Seed Coater處理的種子不會降低出土率。
2.與未處理的種子相比，種衣劑Seed Coater處理的種子能夠增加玉米產量達19％。
表22在美國多個地點實施田間試驗，研究種衣劑Seed Coater對大豆的影響
*早期種植時間是從2004年4月24日到5月7日，正常種植時間是在5月20日
**grams克——每個植物乾燥的重量
注在不同的試驗地點，當大豆處於開花階段時，得到每株植物生物質量數據的平均值(克/植物)。表中的早期種植的產量數據來自於四個地點的平均值(密蘇裡州、威斯康星州、SE愛荷華州、明尼蘇達州)，正常產量數據來自於一個地點(愛荷華州)，本研究中使用化學預處理的大豆種子。
結論與未處理比較，種衣劑Seed Coater和種子處理劑增加大豆生物產量，且與未處理相比較，豆粒產量增加達1-2bu/ac。
表23在美國多個地點實施田間試驗，研究種衣劑Seed Coater對玉米的影響
*玉米種子在四月中期被種植為「早期」種植時間，從4月28日到5月3日為「正常」種植時間，表中玉米產量數據單位為bu/ac。
注早期種植的田間試驗在Stanton、Hampton、Bloomington、伊利諾斯州、愛荷華州、明尼蘇達州、威斯康星州實施，在Hampton的兩個地點和Bloomington的兩個地點實施正常種植試驗。
結論美國多個地點的試驗，結果平均值表明與單獨使用Maxim XL處理相比，種衣劑Seed Coater和Maxim XL-Cruiser一起能夠使玉米產量從2提高到41bu/ac。
表24信號提供給西紅柿根系，移植到被大豆根瘤菌接種的土壤中
注1.土壤按106細胞/克土壤的比例接種大豆根瘤菌，與上層20cm土壤混合。
2.西紅柿生長到6-7片葉的階段時被移植到田地裡，每塊土地6株秧苗，土地為4.5米長、1.5米寬，每次處理相同的四個。
3.提供的各濃度的100ml信號溶液或水移植到西紅柿的根系。
4.信號能降低根系周圍原位處的LCO，促進植物生長。
5.在蒙特婁McGill大學的MacDonald學院實施此試驗。
結論1.與未處理相比，所有處理都增加果實重量。
2.與未處理相比，使用所有處理方法處理的早期種植的果實數量都比較高，且當濃度為50μM時比較高。
3.與未處理相比，使用所有處理方法處理的早期種植的果實重量都比較高，且當濃度為50μM時比較高。
4.在溫室中，對櫻桃西紅柿進行類似的研究(見圖7)。
使用信號可以促進在田間生長的馬鈴薯塊莖的生長
注1.25℃條件下，在培養器具中，微塊莖(cv.Bintje，塊莖大小為0.5-0.7克)被浸泡在每個試驗溶液中一整夜，處理比例是50ml/處理，未處理時使用50ml水。
2.種植前，被播種的大豆接種體按106細胞/克土壤比例接種上層20cm土壤中。
3.被處理的馬鈴薯塊莖被種植到10-15cm深的土壤處，10個塊莖種在10平方米的地內，並且種植後為每個塊莖提供500ml水。
4.種植日期2004年8月20日，收穫日期2004年10月15日。
結論1.與未處理相比，在濃度為300μM的5，7，45-三羥(基)異黃酮溶液種浸泡整夜，能夠增加馬鈴薯塊莖產量達17.7％(見圖8)。
2.更高濃度的處理(300-500μM)能生產出更大的塊莖(見圖8)。
使用信號可以促進在溫室生長的馬鈴薯塊莖的生長
注1.室溫條件下，小塊莖(cv.Nor land，塊莖大小為10-15克)被浸泡在每個5，7，45-三羥(基)異黃酮試驗溶液中一整夜(24個小時)，然後種植在含有Sunshine Mix混合土的10″罐中，其中的土壤已按106細胞/克土壤比例接種了大豆接種體。
2.溫室溫度保持20/25℃(白天/晚上)。
3.每個罐中種植一個塊莖，每次處理相同的8個，放在兩個溫室架子上，完全是隨機的。
4.按50克/罐的比例提供緩慢釋放的肥料(20-20-20)。
5.種植日期2004年9月1日，收穫日期2004年11月9日。
結論1.所有的處理都增加馬鈴薯塊莖產量，當濃度為300μM時，最能促進生長(見圖9)。
2.對於每個塊莖，被處理的馬鈴薯種子表現出萌芽數量增加，對於刺激萌芽數量在300μM溶液中浸泡種子是最好的處理方法(見圖9)。
結論
本發明證實了在種植前提供一種或多種帶有農作物可接受載體的異黃酮化合物信號365天或更長時間，直接提供給非豆類作物或豆類作物，或者提供給將要種植非豆類作物或豆類作物的土壤，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)造成種子較早出土，和(或)改善結瘤，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)提高生物質量，和(或)增加早期結果實，所有都包含在播種和植物移植的條件下。
如前所述，雖然本發明在此處描述了一個或多個實施例，技術人員會理解，在不背離本發明的精神和實質的前提下可以修改本發明，這些將在附錄中的權利要求
中闡明。
權利要求
1.使用一種或多種信號或其中的一種農作物合成物，目的是為了非豆類或其中農作物，如上述應用中的植物或農作物，能夠提高產量，和(或)改善種子萌芽、和(或)提高農作物的種植密度、和(或)造成種子較早出土，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)提高生物質量，和(或)增加早期結果實。
2.根據權利要求
1中所述用途，其中非豆類植物或其中的農作物是種子、塊莖、移植或植物的節枝。
3.根據權利要求
1或2中所述用途，其中非豆類植物生長用於農業，園藝，造林，或造園。
4.根據權利要求
1到3中的任一所述用途，其中非豆類作物被播種在地裡，該土地先前用於播種豆類作物，或其中具有本土的根瘤菌。
5.根據權利要求
1到3中的任一所述用途，其中非豆類作物被播種在地裡，該土地先前未用於播種豆類作物。
6.根據權利要求
1到5中的任一所述用途，其中信號是在種植前365天提供。
7.根據權利要求
1到6中的任一所述用途，其中與一個農作物可接受的載體一起提供的一種或多種信號，包括一種或多種從水、種子處理劑、接種體、除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、化學肥料、生長促進劑和園藝基質中選擇出來的試劑。
8.根據權利要求
1到7中的任一所述用途，其中用於種植非豆類作物的土壤已經用特殊的共生根瘤菌預處理或具有本土的根瘤菌。
9.根據權利要求
1到8中的任一所述用途，其中非豆類作物已經使用一種特殊的共生根瘤菌處理。
10.使用一種或多種信號或其中的一種農作物合成物用於土壤，該土壤將被種植非豆類植物或農作物，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)提高生物質量，和(或)造成種子較早出土，和(或)增加早期結果實，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，如上所述植物或農作物。
11.根據權利要求
10中所述應用，其中非豆類植物生長用於農業，園藝，造林，或造園。
12.根據權利要求
10或11中的任一所述應用，其中非豆類作物被播種在地裡，該土地先前用於播種豆類作物，或其中具有本土的根瘤菌。
13.根據權利要求
10或11中的任一所述應用，其中非豆類作物被播種在地裡，該土地先前未用於播種豆類作物。
14.根據權利要求
10到13中的任一所述應用，其中與一個農作物可接受的載體一起提供的信號，包括任意一種或多種從水、種子處理劑、接種體、除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、化學肥料、生長促進劑和園藝基質中選擇出來的試劑。
15.根據權利要求
10到14中的任一所述應用，其中用於種植非豆類作物的土壤已經用一種或多種共生根瘤菌預處理或具有本土的根瘤菌。
16.根據權利要求
10到15中的任一所述應用，其中植物或農作物已經被一種或多種共生根瘤菌處理。
17.使用一種或多種信號或其中的農作物合成物，目的是為了豆類植物或其中的農作物，如上述應用中的植物或農作物，能夠提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)提高生物質量，和(或)造成種子較早出土，和(或)增加早期結果實，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)增加結瘤數量，和(或)增加結瘤重量。
18.根據權利要求
17中所述用途，其中豆類植物是種子、塊莖、移植或植物的節枝。
19.根據權利要求
17或18中所述用途，其中豆類植物生長用於農業，園藝，造林，或造園。
20.根據權利要求
17到19中的任一所述用途，其中豆類作物被播種在地裡，該土地先前用於播種豆類作物，或其中具有本土的根瘤菌。
21.根據權利要求
17到19中的任一所述用途，其中豆類作物被播種在地裡，該土地先前未用於播種豆類作物。
22.根據權利要求
17到21中的任一所述用途，其中信號是在種植前365天提供。
23.根據權利要求
17到22中的任一所述用途，其中與一個農作物可接受的載體一起提供的一種或多種信號，包括一種或多種從水、種子處理劑、接種體、除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、化學肥料、生長促進劑和園藝基質中選擇出來的試劑。
24.根據權利要求
17到23中的任一所述用途，其中用於種植豆類作物的土壤已經使用一種或多種共生根瘤菌預處理或具有本土的根瘤菌。
25.根據權利要求
17到24中的任一所述用途，其中植物或農作物已經使用一種或多種特殊的共生根瘤菌處理。
26.使用一種或多種信號或其中的一種農作物合成物用於土壤，該土壤將被種植豆類植物或農作物，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)造成種子較早出土，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)增加結瘤數量，和(或)增加結瘤重量，和(或)提高生物質量，和(或)增加早期結果實，如上所述植物或農作物。
27.根據權利要求
26中所述應用，其中豆類植物生長用於農業，園藝，造林，或造園。
28.根據權利要求
26或27中的任一所述應用，其中豆類作物被播種在地裡，該土地先前用於播種豆類作物，或其中具有本土的根瘤菌。
29.根據權利要求
26或27中的任一所述應用，其中豆類作物被播種在地裡，該土地先前未用於播種豆類作物。
30.根據權利要求
26到29中的任一所述應用，其中與一個農作物可接受的載體一起提供信號，包括任意一種或多種從水、種子處理劑、接種體、除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、化學肥料、生長促進劑和園藝基質中選擇出來的試劑。
31.根據權利要求
26到30中的任一所述應用，其中用於種植豆類作物的土壤已經用一種或多種共生根瘤菌預處理或具有本土的根瘤菌。
32.根據權利要求
26到31中的任一所述應用，其中植物或農作物已經被一種或多種共生根瘤菌處理。
專利摘要
在種植前應用一種或多種帶有農作物可接受載體的異黃酮化合物信號365天或更長時間，直接作用於種子或者非豆類農作物、豆類農作物的移植，或者提供給用來種植非豆類農作物或豆類農作物的土壤，目的是為了提高產量，和(或)改善種子萌芽，和(或)造成種子較早出土，和(或)改善結瘤，和(或)提高農作物的種植密度，和(或)改善植物活力，和(或)改善植物生長，和(或)提高生物質量，和(或)增加早期結果實，所有都包含在播種和植物移植的條件下。
文檔編號A01N43/02GKCN101115390SQ200580015912
公開日2008年1月30日 申請日期2005年3月18日
發明者約翰·麥克沃, 陳春泉, 波吉特·舒爾茨, 漢納·麥克沃 申請人:Emd生物科學加拿大有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan