用于增强植物生长的壳寡糖和方法技术

公开了增强植物生长的方法，其包括用有效量的至少一种壳寡糖处理植物种子或由种子萌发的植物，其中，与未经处理的植物或者从未经处理的种子收获的植物相比较，在收获时上述植物表现出按蒲式耳/英亩测得的植物产量的增加、根数目增加、根长度增加、根质量增加、根体积增加和叶面积增加中的至少一种。

【技术实现步骤摘要】
用于增强植物生长的壳寡糖和方法本申请是申请号为201280057455.6、申请日为2012年9月24日、名称为“用于增强植物生长的壳寡糖和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
技术介绍
革兰氏阴性土壤菌根瘤菌科(Rhizobiaceae)和慢生根瘤菌科(Bradyrhizobiaceae)与豆科植物例如大豆之间的共生有较多文献记载。这些关系的生化基础包括分子信号传导的交换，其中，植物对细菌的信号化合物包括黄酮、异黄酮和黄烷酮类，而细菌对植物的信号化合物包括慢生根瘤菌和根瘤菌nod基因表达的终产物，称为脂壳寡糖(LCO)。这些细菌与豆科植物之间的共生使得豆科植物能够固定大气中的氮以用于植物生长，由此免去对氮肥的需求。由于氮肥会显著增加作物的成本，并且与许多污染效应相关，农产业继续努力运用这种生物关系并开发新的用于提高植物产量而不增加氮类肥料的使用的试剂和方法。美国专利第6,979,664号教导了增强植物作物的种子萌发或出苗的方法，包括以下步骤：提供包括有效量的至少一种脂壳寡糖和农业上合适的载体的组合物，以及在种子或幼苗的紧邻处以相较于未经处理的种子或幼苗能增强种子萌发或出苗的有效量施用该组合物。关于该概念的进一步拓展在WO2005/062899中有过教导，其涉及至少一种植物诱导剂(即LCO)与杀真菌剂、杀虫剂或其组合的结合，以增强植物特性如植物挺立(plantstand)、生长、活力(vigor)和/或产量。教导称这些组合物和方法适用于豆科植物和非豆科植物，并且可以用于处理种子(临种植前)、幼苗、根或植物。相似地，WO2008/085958教导了用于在豆科植物和非豆科植物中增强植物生长和作物产量的组合物，其包含LCO与另一种活性剂如几丁质或壳聚糖、类黄酮化合物、或除草剂的组合，其可以同时或相继地施用于种子和/或植物。与在'899公开中的情况一样，'958公开教导了在临种植前对种子进行处理。最近，Halford，“SmokeSignals”，Chem.Eng.News(2010年4月12日)第37～38页报道，在森林起火后，烟中所含的卡里金(karrikins)或丁烯羟酸内酯起到生长刺激剂的作用并促使种子萌发，并且能滋补已储存的种子如玉米、蕃茄、莴苣和洋葱。这些分子是美国专利第7,576,213号的主题。然而，对于改进或增强植物生长的体系仍存在需求。
技术实现思路
本专利技术的第一方面涉及一种增强植物生长的方法，其包括a)用有效量的至少一种壳寡糖(CO)来处理(例如，施用于)植物种子或由种子萌发的植物，其中，与未经处理的植物或者从未经处理的种子收获的植物相比较，在收获时上述植物表现出按蒲式耳/英亩测量的植物产量增加、根数目增加、根长度增加、根质量增加、根体积增加和叶面积增加中的至少一种。在一些实施方式中，使用至少两种CO。在一些实施方式中，对种子的处理包括将至少一种CO直接施用于种子，然后可以将其进行种植或者在种植之前储存一段时间。对种子的处理还可以包括间接处理，例如，通过将至少一种CO引入至土壤中(在本领域中称为犁沟内施用(in-furrowapplication))。在再其他的实施方式中，例如，经由叶喷，可以将至少一种CO施用于由种子萌发的植物。该方法还可以包括使用其他的农艺学有益的试剂，例如，微量营养物；脂肪酸及其衍生物；(CO以外的)植物信号分子，例如脂壳寡糖、(CO以外的)几丁质化合物、类黄酮、茉莉酸及其衍生物、亚油酸及其衍生物、亚麻酸及其衍生物和卡里金(karrikins))；除草剂、杀真菌剂和杀虫剂；以及解磷微生物、固氮细菌(根瘤菌接种物)和/或菌根真菌。本专利技术的方法同样适用于豆科植物和非豆科植物。在一些实施方式中，豆科种子是大豆种子。在一些其它实施方式中，经处理的种子是非豆科种子，例如大田作物种子，例如，谷类如玉米，或者蔬菜作物种子，例如马铃薯。如工作实施例所说明，其总结了温室中和田地中进行的实验，本专利技术的方法所取得的结果显示，将至少一种CO施用于种子或由种子萌发的植物，导致植物生长的增强。这些结果据信是出人意料的，特别是就以下观点而言：已知CO参与系统获得性抗性(SAR)，但并非必要地参与植物生长的直接增强。本文所述的结果表明，在一些情形中，本专利技术的方法实现了与LCO所实现的植物生长增强基本上相等的效果，或者在一些情形中，胜过LCO所实现的植物生长增强。获自温室实验的结果在这一方面特别显著，在于其在基本上没有疾病的条件下进行。附图说明图1a和2a显示了可用于实施本专利技术的壳寡糖化合物(CO)的化学结构。图1b和2b显示了与图1a和2a中的CO相应且也可用于实施本专利技术的脂壳寡糖化合物(LCO)的化学结构。图3a和4a显示了可用于实施本专利技术的其他CO的化学结构。图3b和4b显示了与图3a和3b中的CO相应且也可用于实施本专利技术的Myc-因子的化学结构。图5中的柱状图显示了本专利技术的CO(图2a所示)与两种不同来源的图1b所示的LCO以及对照相比较在三种不同的浓度(10-7、10-8和10-9M)下处理蕃茄种子的效果，其以幼苗平均根长度表示。图6中的柱状图显示了本专利技术的CO(图2a所示)与两种不同来源的图1b所示的LCO以及对照相比较在三种不同的浓度(10-7、10-8和10-9M)下处理蕃茄种子的效果，其以幼苗平均根鲜重表示。图7中的柱状图显示了本专利技术的CO(图2a所示)与两种不同来源的图1b所示的LCO相比较在(三种浓度的)平均浓度下处理蕃茄种子的效果，其以幼苗平均根长度表示。图8中的柱状图显示了本专利技术的CO(图2a所示)与两种不同来源的图1b所示的LCO相比较在(三种浓度的)平均浓度下处理蕃茄植物的效果，其以幼苗平均根鲜重表示。图9中的柱状图显示了本专利技术的CO(图2a所示)与图2b所示的LCO以及对照相比较处理棉花植物的效果，其以每个幼苗的平均干重/处理剂表示。图10(试验1)和图11(试验2)中的柱状图显示了图2a所示的CO与图2b所示的LCO以及由几丁质酶产生的(非本专利技术的)几丁质化合物的混合物相比较处理玉米种子的效果，其以地上部(shoot)、根部的平均干重和总干重(地上部和根部的组合干重)表示。图12中的柱状图显示了图2a所示的CO与图2b所示的LCO、由几丁质酶产生的CO的混合物、异黄酮以及对照相比较处理大豆种子的效果，其以叶表面积表示。图13中的柱状图显示了图2a所示的CO、图1b所示的LCO、异黄酮以及(经由酶促方法由壳聚糖得到的)非本专利技术的几丁质化合物的混合物处理大豆种子的效果，其以大豆植物的平均干重表示。图14中的柱状图显示了图2a所示的CO单独或者与一种或两种脂肪酸组合与图2b所示的LCO以及水相比较对色拉豆根毛变形的效果，其以百分比表示。图15中的图显示了图2a所示的CO单独或者与一种或两种脂肪酸组合与图2b所示的LCO以及水相比较处理油菜种子的效果，其以种子萌发的百分比表示。图16中的图显示了图2a所示的CO单独或者与一种或两种脂肪酸组合与图2b所示的LCO以及水相比较处理小麦种子的效果，其以种子萌发的百分比表示。图17中的图显示了图2a所示的CO单独或者与一种或两种脂肪酸组合与图2b所示的LCO以及水相比较处理苜蓿种子的效果，其以种子萌发的百分比表示。图18中的饼状图显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含农业上可接受的载体中的至少一种几丁质寡聚体的组合物，其中所述至少一种几丁质寡聚体以适合于增强植物生长和/或产量的量/浓度存在。

【技术特征摘要】
2011.09.23 US 61/538,3261.一种包含农业上可接受的载体中的至少一种几丁质寡聚体的组合物，其中所述至少一种几丁质寡聚体以适合于增强植物生长和/或产量的量/浓度存在。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种几丁质寡聚体包含至少一种由下式表示的几丁质寡聚体：其中R1表示氢或甲基；R2表示氢或甲基；R3表示氢、乙酰基或氨甲酰基；R4表示氢、乙酰基或氨甲酰基；R5表示氢、乙酰基或氨甲酰基；R6表示氢、阿糖基、岩藻糖基、乙酰基、硫酸酯、3-0-S-2-0-MeFuc、2-0-MeFuc或4-0-AcFuc；R7表示氢、甘露糖基或甘油；R8表示氢、甲基或-CH2OH；R9表示氢、阿糖基或岩藻糖基；R10表示氢、乙酰基或岩藻糖基；并且n表示0、1、2或3。3.根据前述任意一项权利要求所述的组合物，其中所述至少一种几丁质寡聚体包含由下式表示的几丁质寡聚体：其中n＝1或2；R1表示氢或甲基；并且R2表示氢或SO3H。4.根据前述任意一项权利要求所述的组合物，其中所述至少一种几丁质寡聚体包含由下式表示的几丁质寡聚体：5.根据前述任意一项权利要求所述的组合物，其中所述至少一种几丁质寡聚体包含由以下结构式表示的几丁质寡聚体：6.根据前述任意一项权利要求所述的组合物，其中所述至少一种几丁质寡聚体包含由以下结构式表示的几丁质寡聚体：7.根据前述任意一项权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·史密斯，A·哈比卜，
申请(专利权)人：诺维信生物农业公司，诺维信生物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK