Способ стимулирования роста растения
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют стимулирование роста растения путем обработки растения эффективным количеством соединения, представленного следующей формулой (1):
в которой любой из радикалов R1, R2, R3 и R4 представляет собой трифторметиловую группу, и другие представляют собой водородный атом, или его приемлемой с точки зрения сельского хозяйства солью. Изобретение позволяет повысить эффективность обработки. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 пр., 1 табл.
Область техники
Настоящая заявка зарегистрирована и испрашивает приоритет японской патентной заявки № 2011-104956, все содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.
Настоящее изобретение относится к способу стимулирования роста растений.
Предшествующий уровень техники
Некоторые химические вещества, как известно, оказывают стимулирующее действие на рост растений, когда растения обрабатывают таким веществом. Например, аминолевулиновая кислота оказывает стимулирующее действие на рост растений, когда соединение применяют к растениям.
[Непатентная литература 1] «Biosynthesis, biotechnological production and applications of 5-aminolevulinic acid» K. Sasaki et al., (2002) Applied Microbial Biotechnology 58: cc. 23-29.
Раскрытие изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы среди прочего обеспечить превосходный способ стимулирования роста растений.
Настоящее изобретение основано на обнаружении того факта, что обработка растения специфическим соединением приводит к стимулированию роста растения.
Более конкретно, настоящее изобретение описывает:
[1] Способ стимулирования роста растения, включающий обработку растения эффективным количеством соединения, представленного следующей формулой (1):
в которой любой из радикалов R1, R2, R3 и R4 представляет собой трифторметиловую группу, и другие представляют собой водородный атом, или его приемлемой с точки зрения сельского хозяйства солью (в дальнейшем соединение может быть указано как «соединение по настоящему изобретению», и способ может быть указан как «способ по настоящему изобретению»);
[2] Способ согласно [1], в котором соединение, представленное формулой (1), представляет собой соединение, выбранное из следующей группы соединений A:
<Группа соединений A>
(1) 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота
(2) 6-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота
(3) 4-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота
(4) 7-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота
[3] способ согласно [1] или [2], в котором растение было или будет подвергнуто абиотическому стрессу;
[4] Способ согласно любому из пунктов [1]-[3], в котором обработка растения представляет собой обработку путем разбрызгивания, обработку почвы, протравливание семян или гидропонную обработку;
[5] Способ согласно любому из пунктов [1]-[3], в котором обработка, растение является протравливанием семян;
[6] Способ согласно любому из пунктов [1]-[5], в котором растение представляет собой рис, кукурузу или пшеницу;
[7] Способ согласно любому из пунктов [1]-[6], в котором растение представляет собой трансгенное растение;
[8] Способ согласно любому из пунктов [3]-[7], в котором абиотический стресс представляет собой высокотемпературный стресс;
[9] Способ согласно любому из пунктов [3]-[7], в котором абиотический стресс представляет собой низкотемпературный стресс;
[10] Способ согласно любому из пунктов [3]-[7], в котором абиотический стресс представляет собой стресс от засухи;
[11] Применение соединения, представленного формулой (1), или его приемлемой с точки зрения сельского хозяйства соли для стимулирования роста растения.
и
[12] Композиция для стимулирования роста растения, включающая эффективное количество соединения, представленного формулой (1), или его приемлемую с точки зрения сельского хозяйства соль и инертный компонент.
Эффекты настоящего изобретения
Способ по настоящему изобретению позволяет обеспечить превосходный способ стимулирования роста растения.
Вариант осуществления настоящего изобретения
В настоящем изобретении «стимулирование роста растения» (в дальнейшем может быть указано как «стимулирование роста») относится к увеличению скорости появления сеянца, количества здоровых листьев, длины растения, веса тела растения, листовой поверхности, количества или веса семян или плодов, или количества образующихся цветков или плодов или роста корней.
Стимулирование роста может быть количественно охарактеризовано с применением следующих параметров:
(1) Скорость появления сеянца
Семена растений высевают, например, в почву, на фильтровальную бумагу, на питательную агаровую среду или на песок, и затем культивируют их в течение определенного периода времени. Во время всего или части культивационного периода создают абиотический стресс и измеряют процент выживающих сеянцев.
(2) Количество или соотношение здоровых листьев
У каждого из растений подсчитывают количество здоровых листьев и измеряют общее количество здоровых листьев. Альтернативно, определяют отношение количества здоровых листьев к количеству всех листьев растений.
(3) Длина растения
У каждого из растений измеряют длину от основания стебля надземной части до ветвей и листьев на верхушке.
(4) Вес тела растения
Надземную часть каждого из растений срезают и измеряют массу, чтобы определить массу свежих растений. Альтернативно, срезанный образец высушивают и измеряют массу, чтобы определить сухую массу растений.
(5) Листовая поверхность
Фотографию растений делают цифровым фотоаппаратом, и площадь зеленой части на фотографии определяют при помощи программного обеспечения для анализа изображения, например, Win ROOF (производства MITANI CORPORATION), или растения оценивают визуально для определения листовой поверхности растений.
(6) Цвет листа
После отбора проб листьев растений измеряют содержание в них хлорофилла при помощи прибора для измерения хлорофилла (например, SPAD-502, производства Konica Minolta Holdings, Inc.), чтобы определить цвет листа. Растения фотографируют цифровым фотоаппаратом и зеленую область на фотографии измеряют путем выделения цвета для количественного анализа и применяют программное обеспечение для анализа изображения, такое как Win ROOF (производства MITANI CORPORATION).
(7) Количество или вес семян или плодов
Растения выращивают до стадии плодоношения или созревания семян или плодов и затем подсчитывают количество плодов на одно растение или измеряют общую массу плодов на одно растение. После культивирования растений до стадии созревания семян измеряют элементы, составляющие урожай, такие как количество колосьев, скорость созревания и масса тысячи зерен.
(8) Скорость образования цветка, скорость образования плода, скорость образования семени и скорость созревания семени
После культивирования растений до стадии плодоношения подсчитывают количество образованных цветков и количество образованных плодов для того, чтобы вычислить скорость образования плода % (100 × количество образованных цветков/количество образованных плодов). После созревания семян подсчитывают количество образованных семян и созревших семян для того, чтобы вычислить скорость образования семени (%) ((Количество образованных семян/количество образованных цветков) ×100) и скорость созревания семени (%) (Количество образованных семян/количество созревших семян)×100).
(9) Увеличение в росте корней
Растения выращивают в почве или на гидропонике. Затем длину корней измеряют или корни срезают и измеряют массу свежих корней.
В способе по настоящему изобретению, когда растение обрабатывают соединением по настоящему изобретению, растение может представлять собой все растение или его часть (например, стебель и лист, побег, цветок, плод, метелка, семя, луковица, клубень и корень). Кроме того, растение может находиться в любой из различных стадий роста растения (например, период прорастания, включая предпосевное время, посевное время и период до и после появления сеянца после посева; период вегетативного роста, включая период рассады, время пересадки сеянца, время посадки или рассады черенков и периода роста после высаживания в поле; репродуктивный период роста, включая периоды до, в течение и после цветения, непосредственно до завивания или в период завивания кочанов; и период сбора урожая, включая период до ожидаемой даты сбора урожая, период до ожидаемой даты созревания и время начала окрашивания плода). Как применено в настоящем описании, термин луковица относится к чешуйчатой луковице, клубнелуковице, ризоме, корневому клубню и ризофору. Сеянцы могут включать черенки и стеблевые черенки сахарного тростника.
Соединение, представленное следующей формулой (1):
в которой любой из радикалов R1, R2, R3 и R4 представляет собой трифторметиловую группу, и другие представляют собой водородный атом, или его приемлемая с точки зрения сельского хозяйства соль, для применения в способе по настоящему изобретению может быть получено известным способом или может быть коммерчески доступным.
Специфические примеры соединения по настоящему изобретению включают соединения (соединения по настоящему изобретению 1-8), представленные формулой (1), в которой R1, R2, R3, R4 и R5 представляют собой любую из комбинаций заместителей, показанных в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Соединение по настоящему изобретению | R1 | R2 | R3 | R4 |
| Соединение по настоящему изобретению 1 | H | CF3 | H | H |
| Соединение по настоящему изобретению 2 | H | H | CF3 | H |
| Соединение по настоящему изобретению 3 | CF3 | H | H | H |
| Соединение по настоящему изобретению 4 | H | H | H | CF3 |
Соединение, представленное формулой (1), может быть солью приемлемого с точки зрения сельского хозяйства основания. Примеры приемлемой с точки зрения сельского хозяйства соли соединения, представленного формулой (1), включают следующие:
Соли металлов, такие как соли щелочных металлов и соли щелочноземельных металлов (например, соли натрия, калия, кальция или магния); соли аммония; и соли органических аминов, таких как морфолин, пиперидин, пирролидин, моноалкиламины, диалкиламины, триалкиламины, моно(гидроксиалкил)амины, ди(гидроксиалкил)амины и три(гидроксиалкил)амины.
При применении в способе по настоящему изобретению соединение по настоящему изобретению может быть применено в отдельности или в виде композиции для стимулирования роста растения, составленной с различными инертными компонентами (например, добавки для составления в композицию, такие как твердые носители, жидкие носители и поверхностно-активные вещества), как описано ниже.
Примеры твердого носителя, применяемого в композиции, включают тонкие порошки или гранулы, такие как минералы, такие как каолинитовая глина, аттапульгитовая глина, бентонитовая глина, монтмориллонит, кислая белая глина, пирофиллит, тальк, диатомовая земля и кальцит; природные органические материалы, такие как порошок из кукурузных стержней и порошок из скорлупы грецкого ореха; синтетические органические материалы, такие как мочевина; соли, такие как карбонат кальция и сульфат аммония; и синтетические неорганические материалы, такие как синтетический гидратированный оксид кремния; и в качестве жидкого носителя ароматические углеводороды, такие как ксилол, алкилбензол и метилнафталин; спирты, такие как 2-пропанол, этиленгликоль, пропиленгликоль и моноэтиловый эфир этиленгликоля; кетоны, такие как ацетон, циклогексанон и изофорон; растительное масло, такое как соевое масло и хлопковое масло; алифатические углеводороды нефти, сложные эфиры, диметилсульфоксид, ацетонитрил и вода.
Примеры поверхностно-активного вещества включают анионные поверхностно-активные вещества, такие как соли сложных эфиров алкилсульфатов, алкиларилсульфонатные соли, диалкил сульфосукцинатные соли, соли сложных эфиров фосфатов алкилариловых эфиров полиоксиэтилена, лигносульфонатные соли и продукты поликонденсации нафталинсульфоната и формальдегида; неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как алкилариловые эфиры полиоксиэтилена, блок-сополимеры полиоксиэтилена и алкилполиоксипропилена и сложные эфиры жирной кислоты и сорбитана; и катионогенные поверхностно-активные вещества, такие как соли алкилтриметиламмония.
Примеры других вспомогательных агентов для составления в композицию включают растворимые в воде полимеры, такие как поливиниловый спирт и поливинилпирролидон, полисахариды, такие как гуммиарабик, альгиновая кислота и их соль, КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза), ксантановая смола, неорганические материалы, такие как алюминия-магния силикат и алюмозоль, консерванты, красящие агенты и стабилизирующие агенты, такие как PAP (кислый изопропилфосфат) и BHT.
Когда растения обрабатывают соединением по настоящему изобретению в способе по настоящему изобретению, обработку осуществляют путем обрабатывания растений или области их культивирования эффективным количеством соединения по настоящему изобретению. При обработке растений или областей их культивирования соединение по настоящему изобретению применяют однократным внесением или многократным внесением.
«Эффективное количество» соединения по настоящему изобретению, как применено в настоящем описании, обозначает количество соединения по настоящему изобретению, которое может стимулировать рост растения, при обработке растения соединением по настоящему изобретению.
В частности, примеры применений в способе по настоящему изобретению включают обработку листвы, цветковых органов или метелок, такую как обрызгивание листвы; обработку почвы (области культивирования) до или после посадки; обработку семян, такую как стерилизация, пропитывание или покрытие семян; обработку сеянцев и обработку клубней, таких как семенной картофель.
В частности, примеры обработок листвы, цветковых органов или метелок в способе по настоящему изобретению включают обработку поверхности растений, такую как обрызгивание листвы и обрызгивание стеблей. Кроме того, примеры обработок включают обработку обрызгиванием цветковых органов или растений в цветоносной стадии полностью, включая стадии до, в течение и после цветения. Для сельскохозяйственных культур и т.п. примеры обработок включают обработку обрызгиванием метелок или растений в стадии завивания кочанов полностью.
Примеры способа обработки почвы в способе по настоящему изобретению включают обрызгивание почвы, внесение внутрь почвы и заливание растворов химических веществ в почву (орошение растворами химических веществ, внутрипочвенное введение и капельное орошение почвы растворами химических веществ). Примеры предполагаемого места для обработки включают посадочную лунку, борозду, область вокруг посадочной лунки, область вокруг борозды, всю поверхность культивируемых земель, части между почвой и растением, область между корнями, область под стеблем, главную борозду, почву для выращивания, коробку для взращивания сеянцев, лоток для взращивания сеянцев и семенные лунки. Примеры периода обработки включают перед посевом, во время посева, непосредственно после посева, в период взращивания, до высадки, во время высадки и в период роста после высадки на постоянное место выращивания. При обработке почвы к растению одновременно может быть применено множество соединений по настоящему изобретению или к почве может быть применено твердое удобрение, такое как пастообразное удобрение, содержащее соединение по настоящему изобретению. Кроме того, соединение по настоящему изобретению может быть смешано с ирригационной жидкостью, и примеры этого включают впрыскивание в ирригационную установку (ирригационную трубку, ирригационную трубу, разбрызгиватель и т.д.), смешивание с заливной жидкостью между бороздами, смешивание с гидропонной средой и т.п. Альтернативно, ирригационная жидкость может быть смешана с соединением по настоящему изобретению заранее и, например, применена для обработки соответствующим способом орошения, включая указанный выше ирригационный способ и другие способы, такие как орошение дождеванием и затопление.
Протравливание семян в способе по настоящему изобретению относится к способу обработки семян, луковиц и т.п. у интересующих растений соединением по настоящему изобретению; конкретные примеры обработки включают обработку разбрызгиванием, при которой суспензию соединения по настоящему изобретению пульверизуют для разбрызгивания на поверхность семян или луковиц; обработку намазыванием, при которой соединение по настоящему изобретению в форме смачиваемого порошка, эмульсии, текучего агента и т.п. наносят непосредственно или после добавления небольшого количества воды на семена или луковицы; обработку пропитыванием, при которой семена пропитывают раствором соединения по настоящему изобретению в течение определенного периода времени; обработку пленочным покрытием и обработку таблеточным покрытием.
Примеры обработки сеянцев в способе по настоящему изобретению включают обработку путем обрызгивания сеянцев полностью разведенным раствором с соответствующей концентрацией активных ингредиентов, получаемым путем разбавления соединения по настоящему изобретению водой, обработку путем погружения, осуществляемую путем погружения сеянцев в разведенный раствор, и обработку покрытием путем нанесения соединения по настоящему изобретению, составленного в композицию в виде пудры, на всю поверхность сеянцев. Примеры способа обработки почвы до или после посадки сеянцев включают способ разбрызгивания разведенного раствора с соответствующей концентрацией активных ингредиентов, полученного путем разбавления соединения по настоящему изобретению водой, на сеянцы или почву вокруг сеянцев после посадки сеянцев и способ разбрызгивания соединения по настоящему изобретению, составленного в твердую композицию, такую как гранулы, на почву вокруг сеянцев после посадки сеянцев.
Соединение по настоящему изобретению может быть смешано с гидропонной средой в гидропонике и может также быть применено в качестве одного из компонентов питательной среды в культуре клеток тканей. Когда соединение по настоящему изобретению применяют для гидропоники, оно может быть растворено или суспендировано в традиционно применяемой культуральной среде для гидропоники в концентрации в пределах диапазона от 0,001 ч/млн до 1000 ч/млн. Когда соединение по настоящему изобретению применяют для культуры тканей или клеточной культуры, оно может быть растворено или суспендировано в традиционно применяемой культуральной среде для культуры растительных клеток и тканей, такой как культуральная среда Мурасиге-Скуга или традиционно применяемая культуральная среда для гидропоники, такая как питательная среда Хогланда, в концентрации в пределах диапазона от 0,001 ч/млн до 1000 ч/млн. В этом случае в соответствии с традиционным способом могут быть соответственно добавляли сахариды в качестве источника углерода, различные фитогормоны и т.п.
Когда соединение по настоящему изобретению применяют для обработки растений или участков, на которых растут растения, количество для обработки может изменяться в зависимости от вида растения, которое обрабатывают, формы составления в композицию, периода обработки и метеорологических условий, но обычно составляет в пределах от 0,1 г до 10000 г и предпочтительно от 1 г до 1000 г в выражении количества активного ингредиента на 10000 м2. Когда соединение по настоящему изобретению вносят во всю почву, количество для обработки обычно составляет в пределах диапазона от 0,1 г до 10000 г и предпочтительно от 1 г до 1000 г в выражении количества активного ингредиента на 10000 м2.
В настоящее время, как правило, для обработки применяют смачиваемый порошок, текучий агент и микрокапсулу путем разбрызгивания после разведения водой. В этом случае концентрация активного ингредиента составляет, как правило, в пределах диапазона от 0,1 ч/млн до 10000 ч/млн и предпочтительно от 1 ч/млн до 1000 ч/млн. Композиции в форме пудры и гранул, как правило, применяют для обработки как есть, без разведения.
При обработке семян количество соединения по настоящему изобретению для обработки составляет, в целом, от 0,01 г до 1000 г и предпочтительно от 0,1 г до 100 г на 100 кг семян.
Растения, к которым может быть применен способ по настоящему изобретению, включают следующие:
Сельскохозяйственные культуры: кукуруза, рис, пшеница, ячмень, рожь, овсяное зерно, сорго, хлопок, соя, арахис, гречиха, свекла, масличный рапс, подсолнечник, сахарный тростник, табак, хмель и т.д.;
Овощи: овощи из семейства пасленовых (баклажан, томат, картофель, перец, сладкий перец и т.д.), овощи из семейства тыквенных (огурец, тыква, цукини, арбуз, дыня, восточная дыня и т.д.), овощи из семейства крестоцветных (японская редиска, репа, хрен, кольраби, китайская капуста, капуста, масличный рапс, листовая горчица, брокколи, цветная капуста и т.д.), овощи из семейства астровых (лопух, хризантема, артишок, салат и т.д.), овощи из семейства лилейных (зеленый лук, лук, чеснок, спаржа и т.д.), овощи из семейства зонтичных (морковь, петрушка, сельдерей, пастернак и т.д.); овощи из семейства маревых (шпинат, мангольд и т.д.), овощи из семейства губоцветных (японский базилик, мята, базилик и т.д.), овощи из семейства бобовых (горох, фасоль обыкновенная, фасоль адзуки, кормовые бобы, нут и т.д.), клубника, батат, японский ям, колоказия, аморфофаллюс коньяк, имбирь, окра и т.д.;
Фрукты: семечковые (яблоко, груша, японская груша, китайская айва, айва и т.д.), косточковые мясистые (персик, слива, нектарин, абрикос японский, вишня, абрикос, слива домашняя и т.д.), цитрусовые (японский мандарин, апельсин, лимон, лайм, грейпфрут и т.д.), орехи (каштаны, грецкие орехи, лесные орехи, миндаль, фисташка, орехи кешью, макадамские орехи и т.д.), ягоды (черника, клюква, ежевика, малина и т.д.), виноград, финиковая слива, олива, японская слива, банан, кофе, финиковая пальма, кокосовые орехи, масличная пальма и т.д.;
Деревья, отличные от плодовых деревьев: чай, тутовое дерево, цветоносные деревья (Рододендрон индийский, камелия, гортензия, камелия масличная, скимия, вишня, тюльпановое дерево, лагерстремия, османтус оранжевый и т.д.), придорожные деревья (ясень, береза, кизил, эвкалипт, гинкго билоба, сирень, клен, дуб, тополь, багряник, ликвидамбар смолоносный, платан, дзелькова, японская туя, ель, болиголов, можжевельник, сосна, ель, тис, вяз, каштан и т.д.), калина авабуки, ногоплодник крупнолистный, кедр, кипарис, кротон, японский бересклет, японская фотиния и т.д.;
Злаки: травы цойсия (Z. japonica, Z. pacifica и т.д.), бермудская трава (Bermuda grass и т.д.), полевица (полевица белая, полевица побегообразующая, полевица волосовидная и т.д.), мятлики (мятлик луговой, мятлик обыкновенный), овсяницы (овсяница высокая, овсяница красная, ползучая красная овсяница), плевелы (плевел, райграсс и т.д.), садовые травы, тимофеевка луговая и т.д.; и
Другие растения: декоративные цветы (роза, гвоздика, хризантема, эустома, гипсофила, гербера, ноготки, шалфей, петуния, вербена, тюльпан, звезда, горечавка, лилия, анютины глазки, цикламен, орхидея, ландыш, лаванда, левкой, декоративная капуста, примула, пуансеттия, гладиолус, кэтлея, маргаритка, цимбидиум, бегония и т.д.), биотопливные растения (ятрофа, сафлор, камелии, просо прутьевидное, мискантус, канареечник тростниковый, тростник гигантский, кенаф, кассава, ива и т.д.), декоративные растения и т.д.
Предпочтительно примеры растений, к которым может быть применен способ по настоящему изобретению, включают: чай, яблоко, грушу, виноград, вишню, персик, нектарин, финиковую сливу, японскую сливу, сливу, сою, салат, капусту, томат, баклажан, огурец, арбуз, фасоль обыкновенную, горох, фасоль адзуки, траву, масличный рапс, клубнику, миндаль, кукурузу, сорго, фасоль, китайскую капусту, картофель, арахис, рис, пшеницу, колоказию, аморфофаллюс коньяк, японский ям, японскую редиску, репу, петрушку, восточную дыню, окру, имбирь, лимон, апельсин, грейпфрут, лайм, чернику, каштан, хмель и базилик. Более предпочтительно примеры растений включают злаковые растения и пасленовые растения, в частности предпочтительно злаковые растения, еще более предпочтительно рис, пшеницу и кукурузу.
Вышеуказанные «растения» включают генетически модифицированные растения, получаемые путем введения генов, придающих признак устойчивости к гербициду, генов, экспрессирующих селективные в отношении вредителей токсины, генов, придающих признак устойчивости к заболеваниям, или генов, снижающих абиотический стресс, путем методов генной инженерии или методом гибридного скрещивания, или стековые сорта, получаемые путем введения множества таких генов.
Соединение по настоящему изобретению могут быть применены одновременно с пестицидом, фунгицидом или конкретным антидотом гербицида к семени или растению.
В способе по настоящему изобретению растение, которое обрабатывают соединением по настоящему изобретению, может быть растением, которое было или будет подвергнуто абиотическому стрессу. Такой «абиотический стресс» может быть определен количественно как «интенсивность стресса» согласно уравнению, показанному ниже. Значение интенсивности может быть 105-200, предпочтительно 110-180 и более предпочтительно 120-160.
Уравнение (I): «Интенсивность стресса»=100׫любой из фенотипических признаков у растений, не подвергавшихся абиотическому стрессу»/«один из фенотипических признаков у растений, подвергавшихся условиям абиотического стресса».
Как применено в настоящем описании «абиотический стресс» определен как стресс, который приводит к затормаживанию роста растения, когда растение подвергают условиям абиотического стресса, такого как температурный стресс, т.е. высоко- или низкотемпературный стресс, водный стресс, т.е. стресс засухи или стресс переувлажнения или солевой стресс, из-за сниженной физиологической функции клеток растения и ухудшения физиологического состояния растения. Высокотемпературный стресс относится к стрессу, который испытывают растения, когда их подвергают воздействию температуры, превышающей температуру, подходящую для их роста или прорастания. Конкретно, высокотемпературный стресс может быть вызван условиями, в которых средняя температура окружающей среды, при которой выращивают растения, составляет 25°C или выше, при более жестких условиях 30°C или выше, и при еще более жестких условиях 35°C или выше. Низкотемпературный стресс относится к стрессу, который испытывают растения, когда их подвергают температуре, более низкой чем температура, подходящая для их роста или прорастания. Конкретно, низкотемпературный стресс может быть вызван условиями, в которых средняя температура в окружающей среде, при которой выращивают растения, составляет 15°C или ниже, при более жестких условиях 10°C или ниже и при еще более жестких условиях 5°C или ниже. Стресс от засухи относится к стрессу, который испытывают растения, когда их подвергают воздействию окружающей среды такой влажности, которая замедляет их рост посредством снижения влагопоглощения в результате снижения содержания воды в почве, вызываемого недостатком дождевых осадков или орошения. Конкретно, стресс от засухи может быть вызван условиями, в которых содержание воды в почве, в который выращивают растения, составляет 15% по массе или меньше, при более жестких условиях 10% по массе или меньше и при еще более жестких условиях 7,5% по массе или меньше, хотя эти значения могут изменяться в зависимости от типа почвы, или где pF значение в почве, в которой выращивают растения, составляет 2,3 или более, при более жестких условиях 2,7 или более и при еще более жестких условиях 3,0 или более, хотя эти значения могут изменяться в зависимости от типа почвы. Стресс от переувлажнения относится к стрессу, который испытывают растения, когда они подвергаются воздействию окружающей среды, в которой содержание воды в почве является чрезмерно высоким, так, что рост растений затормаживается. Конкретно, стресс от переувлажнения может быть вызван условиями, в которых содержание воды в почве, в которой выращивают растения, составляет 30% по массе или более, при более жестких условиях 40% по массе или более, при еще более жестких условиях 50% по массе или более, хотя эти значения могут изменяться в зависимости от типа почвы, или в которых pF значение почвы, в которой выращивают растения, составляет 1,7 или менее, при более жестких условиях 1,0 или менее и при еще более жестких условиях 0,3 или менее, хотя эти значения могут изменяться в зависимости от типа почвы. pF значение почвы может быть определено согласно «Method for pF Value Measurement» на страницах 61 и 62 книги «Dojyo, Shokubutsu Eiyo, Kankyo Jiten (Encyclopedia of Soil, Plant Nutrition and Environment)» (TAIYOSHA Co., Ltd., 1994, Matsuzaka et al.). Солевой стресс относится к стрессу, который испытывают растения, когда их подвергают воздействию окружающей среды, которая замедляет их рост, препятствуя влагопоглощению в результате увеличения осмотического давления, вызываемого накоплением солей, содержащихся в почве или гидропонном растворе, в котором выращивают растения. Конкретно, солевой стресс может быть вызван условиями, в которых потенциал осмотического давления из-за солей, содержащихся в почве или гидропонном растворе, составляет 0,2 МПа (концентрация NaCl 2400 ч/млн) или более, при жестких условия 0,25 МПа или более, и при более жестких условия 0,30 МПа или выше. Осмотическое давление в почве может быть вычислено согласно уравнению Рауля, показанному ниже, путем разбавления почвы водой и анализа надосадочного раствора на концентрацию солей:
Уравнение Рауля: π (атм)=cRT
R=0,082 (л∙атм/моль∙К)
T=Абсолютная температура (K)
c=Молярная концентрация ионов (моль/л)
1 атм=0,1 МПа
ПРИМЕРЫ
При том, что настоящее изобретение далее будет более конкретно описано посредством примеров составления в композиции, примеров протравливания семян и испытательных примеров, настоящее изобретение не ограничено следующими примерами. В следующих примерах «часть» представляет собой «часть по массе», если не определено иначе.
Пример получения 1
Смесь 5,0 г 2-фтор-5-(трифторметил)бензальдегида, 3,3 г метил тиогликолята, 4,0 г карбоната калия и 50 мл ДМФ перемешивали при 60°C в течение 2 часов и затем реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры. К реакционной смеси добавляли воду и 3 раза экстрагировали трет-бутил диметиловым эфиром. Объединенный органический слой промывали водой, затем насыщенным водным раствором хлорида натрия. Смесь высушивали над сульфатом магния и затем концентрировали под пониженным давлением. Остаток перекристаллизовывали из метанола, чтобы получить 6,3 г метил 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата.
Смесь 300 мг метил 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата, 66 мг моногидрата гидроксида лития, 2 мл воды и 6 мл метанола перемешивали при 75°C в течение 1 часа. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры и затем концентрировали под пониженным давлением. К остатку добавляли воду и затем 3 раза промывали трет-бутил метиловым эфиром. К водному слою добавляли концентрированную соляную кислоту и затем 3 раза экстрагировали трет-бутил диметиловым эфиром. Объединенный органический слой промывали насыщенным водным раствором хлорида натрия, высушивали над сульфатом магния и затем концентрировали под пониженным давлением, чтобы получить 280 мг 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновой кислоты (соединение по настоящему изобретению 1).
[Соединение по настоящему изобретению 1]
1H-ЯМР (CDCl3) δ: 8,24 (c, 1H), 8,21 (c, 1H), 8,02 (д, J=8,7 Гц, 1H), 7,72 (д, J=8,7 Гц, 1H).
Пример получения 2
Смесь 1,11 г 2-фтор-4-(трифторметил)бензальдегида, 739 мг метил тиогликолята, 1,3 г карбоната калия и 20 мл ДМФ перемешивали при 140°C в течение 2 часов и затем реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры. К реакционной смеси добавляли воду и затем 3 раза экстрагировали трет-бутил диметиловым эфиром. Объединенный органический слой промывали водой, затем насыщенным водным раствором хлорида натрия. Смесь высушивали над сульфатом магния и затем концентрировали под пониженным давлением, чтобы получить 848 мг метил-6-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата.
Смесь 400 мг метила 6-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата, 105 мг моногидрата гидроксида лития, 3 мл воды и 9 мл метанола перемешивали при 75°C в течение 2 часов. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры и затем концентрировали под пониженным давлением. К остатку добавляли воду и затем 3 раза промывали трет-бутил метиловым эфиром. К водному слою добавляли концентрированную соляную кислоту и затем 3 раза экстрагировали хлороформом. Объединенный органический слой промывали насыщенным водным раствором хлорида натрия, высушивали над сульфатом магния и затем концентрировали под пониженным давлением, чтобы получить 355 мг 6-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновой кислоты (соединение по настоящему изобретению 2).
[Соединение по настоящему изобретению 2]
1H-ЯМР (CDCl3) δ: 8,21 (с, 1H), 8,20 (с, 1H), 8,05-8,01 (м, 1H), 7,69-7,64 (м, 1H)
Пример получения 3
Смесь 1,00 г 2-фтор-6-(трифторметил)бензальдегида, 633 мг метил тиогликолята, 1,21 г карбоната калия и 15 мл ДМФ перемешивали при 130°C в течение 2 часов. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры. К реакционной смеси добавляли воду и затем 3 раза экстрагировали трет-бутил диметиловым эфиром. Объединенный органический слой промывали водой, затем насыщенным водным раствором хлорида натрия. Смесь высушивали над сульфатом магния и затем концентрировали под пониженным давлением, чтобы получить 480 мг метил 4-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата.
Смесь 290 мг метил 4-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата, 60 мг моногидрата гидроксида лития, 2 мл воды и 6 мл метанола перемешивали при 75°C в течение 1 часа. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры и затем концентрировали под пониженным давлением. К остатку добавляли воду и затем 3 раза промывали трет-бутил метиловым эфиром. К водному слою добавляли концентрированную соляную кислоту и затем 3 раза экстрагировали хлороформом. Объединенный органический слой промывали насыщенным водным раствором хлорида натрия, высушивали над сульфатом магния и затем концентрировали под пониженным давлением, чтобы получить 240 мг 4-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновой кислоты (соединение по настоящему изобретению 3).
[Соединение по настоящему изобретению 3]
1H-ЯМР (ДМСО-d6) δ: 13,92 (уш.с, 1H), 8,47-8,43 (м, 1H), 8,04 (с, 1H), 7,92-7,88 (м, 1H), 7,74-7,68 (м, 1H)
Пример получения 4
Смесь 1,10 г 2-фтор-3-(трифторметил)бензальдегида, 663 мг метил тиогликолята, 1,03 г карбоната калия и 15 мл ДМФ перемешивали при 60°C в течение 2 часов. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры. К реакционной смеси добавляли воду и затем 3 раза экстрагировали трет-бутил диметиловым эфиром. Объединенный органический слой промывали водой, затем насыщенным водным раствором хлорида натрия. Смесь высушивали над сульфатом магния и затем концентрировали под пониженным давлением, чтобы получить 1,34 г метил 7-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата.
Смесь 800 мг метил 7-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата, 154 мг моногидрата гидроксида лития, 4 мл воды и 12 мл метанола перемешивали при 75°C в течение 2 часов. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры и затем концентрировали под пониженным давлением. К остатку добавляли воду и затем 3 раза промывали трет-бутил метиловым эфиром. К водному слою добавляли концентрированную соляную кислоту и затем 3 раза экстрагировали трет-бутил диметиловым эфиром. Объединенный органический слой промывали насыщенным водным раствором хлорида натрия, высушивали над сульфатом магния и затем концентрировали под пониженным давлением, чтобы получить 632 мг 7-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновой кислоты (соединение по настоящему изобретению 4).
[Соединение по настоящему изобретению 4]
1H-ЯМР (CDCl3) δ: 13,84 (уш., с, 1H), 8,37-8,32 (м, 1H), 8,29 (с, 1H), 7,98-7,94 (м, 1H), 7,72-7,66 (м, 1H).
Пример получения 5
Смесь 5,00 г метил 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата, 4,00 г карбоната натрия, 20 мл воды и 60 мл метанола перемешивали при 80°C в течение 3 часов. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры и затем концентрировали под пониженным давлением. Остаток перекристаллизовывали из воды, чтобы получить 5,10 г натрия 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата (указанное в дальнейшем как «соединение по настоящему изобретению 5»).
[Соединение по настоящему изобретению 5]
1H-ЯМР (ДМСО-d6) δ: 8,22 (с, 1H), 8,08 (д, J=8,5 Гц, 1H), 7,64 (с, 1H), 7,57 (д, J=8,5 Гц, 1H)
Пример получения 6
Смесь 5,00 г метил 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата, 2,93 г карбоната калия, 20 мл воды и 60 мл метанола перемешивали при 80°C в течение 3 часов. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры и затем концентрировали под пониженным давлением. Остаток перекристаллизовывали из воды, чтобы получить 3,74 г 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата калия (указанное в дальнейшем «соединение по настоящему изобретению 6»).
[Соединения по настоящему изобретению 6]
1H-ЯМР (ДМСО-d6) δ: 8,20 (с, 1H), 8,07 (д, J=8,5 Гц, 1H), 7,61 (с, 1H), 7,56 (д, J=8,5 Гц, 1H).
Пример получения 7
Смесь 300 мг из 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота, 80 мг изопропиламина и 10 мл тетрагидрофурана перемешивали при комнатной температуре в течение 1 часа. Реакционная смесь была сконцентрирована под пониженным давлением, чтобы получить 372 мг изопропиламмония 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилат (указанное в дальнейшем «соединение по настоящему изобретению 7»).
[Соединения по настоящему изобретению 7]
1H-ЯМР (ДМСО-d6) δ: 8,23 (с, 1H), 8,09 (д, J=8,5 Гц, 1H), 7,65 (с, 1H), 7,58 (д, J=8,5 Гц, 1H), 3,34-3,26 (м, 1H), 1,18 (д, J=6,6 Гц, 6Н)
Пример получения 8
Смесь 300 мг 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновой кислоты, 238 мг лауриламина и 10 мл трет-бутил метилового эфира перемешивали при комнатной температуре в течение 1 часа. Реакционную смесь концентрировали под пониженным давлением, чтобы получить 538 мг лауриламмония 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоксилата (указанное в дальнейшем «соединения по настоящему изобретению 8»).
[Соединения по настоящему изобретению 8]
1H-ЯМР (ДМСО-d6) δ: 8,23 (с, 1H), 8,09 (д, J=8,5 Гц, 1H), 7,65 (с, 1H), 7,58 (д, J=8,5 Гц, 1H), 2,78 (т, J=7,6 Гц, 2H), 1,57-1,50 (м, 2H), 1,26-1,21 (м, 18Н), 0,84 (т, J=6,7 Гц, 3H)
Пример составления в композицию 1
В смеси 35 частей ксилола и 35 частей N,N-диметилформамида растворяли 10 частей любого из соединений по настоящему изобретению 1-8. К смеси добавляли 14 частей стирилфенилового эфира полиоксиэтилена и 6 частей додецилбензолсульфоната кальция и энергично перемешивали, чтобы получить в каждом случае 10%-ую эмульсию.
Пример составления в композицию 2
К смеси 4 частей лаурилсульфата натрия, 2 частей лигносульфоната кальция, 20 частей тонкого порошка синтетического гидратированного оксида кремния и 54 частей диатомовой земли добавляли 20 частей любого из соединений по настоящему изобретению 1-8 и энергично перемешивали, чтобы получить в каждом случае 20%-ый смачиваемый порошок.
Пример составления в композицию 3
К 2 частям любого из соединений по настоящему изобретению 1-8 добавляли 1 часть тонкого порошка синтетического гидратированного оксида кремния, 2 части лигносульфоната кальция, 30 частей бентонитовой глины и 65 частей каолинитовой глины и смесь энергично перемешивали. После к этим смесям добавляли соответствующее количество воды, дополнительно перемешивали, гранулировали при помощи гранулятора и высушивали при помощи вентиляции, чтобы получить в каждом случае 2%-ую гранулированную композицию.
Пример составления в композицию 4
В соответствующем количестве ацетона растворяли 1 часть любого из соединений по настоящему изобретению 1-8 и к этому добавляли 5 частей тонкого порошка синтетического гидратированного оксида кремния, 0,3 части PAP и 93,7 части глины Fubasami. Смесь энергично перемешивали и ацетон удален путем испарения, чтобы получить в каждом случае 1%-ую порошковую композицию.
Пример составления в композицию 5
Сначала смешивали 10 частей любого из соединений по настоящему изобретению 1-8; 35 частей белой сажи, содержащей 50 частей сульфата аммония алкилового эфира полиоксиэтилена; и 55 частей воды. Затем смесь тонко измельчали путем мокрого размола, чтобы получить в каждом случае 10%-ую сыпучую композицию.
Пример составления в композицию 6
Сначала, 0,1 части любого из соединений по настоящему изобретению 1-8 растворяли в 5 частях ксилола и 5 частях трихлорэтана. Затем, смесь смешана с 89,9 частями дезодорированного масла, чтобы получить в каждом случае 0,1%-ую масляную композицию.
Пример испытания 1: Испытание для оценки стимулирования роста корня в рисовой гидропонике
<Испытательные растения>
Рис (культурный сорт растения: Nipponbare)
<Культивирование и обработка соединением>
Получали растворы ДМСО, содержащие каждое из соединений по настоящему изобретению 1-3 в концентрации 10000 ч/млн. 1/10000 объема каждого раствора ДМСО, содержащего каждое из соединений по настоящему изобретению 1-3 в концентрации 10000 ч/млн, добавляли к питательному раствору Хогланда для гидропоники (Hoagland and Arnon, California Agricultural Experiment Station, 1950, циркуляр 347, с. 34) в концентрации 1/4, чтобы получить раствор для гидропоники, содержащий каждое из соединений по настоящему изобретению 1-3 в концентрации 1 ч/млн. Эти растворы применяли к группе обработки.
В группе без обработки применяли раствор для гидропоники, получаемый путем добавления питательного раствора Хогланда для гидропоники в концентрации 1/4 к 1/10000 объема ДМСО.
Семена риса погружали в водный раствор 1%-ого гипохлорита натрия в течение 10 минут, затем в 70%-ый раствор этилового спирта для стерилизации их поверхности. После этого семена промывали дистиллированной водой. Стерилизованные семена погружали в каждый раствор для гидропоники, содержащий испытательное соединение в приведенной концентрации и инкубировали при температуре 28°C в течение 3 дней в условиях темноты, чтобы стимулировать прорастание семян.
Затем 30 мл каждого раствора для гидропоники, содержащего испытательное соединение в приведенной концентрации, помещали в пластмассовую пробирку (20 мм в диаметре × 113 мм в высоту), покрывали картоном боковую поверхность, чтобы закрыть от попадания света. Поплавок, сделанный из стироловой плиты и виниловой сетки, помещали на поверхность каждого водного раствора для гидропоники, и семена риса, полученные после стимулирования прорастания, помещали на поплавок. Семена выращивали в течение 3 дней в условиях освещенности 4000 люкс над пробиркой, температуры 26°C, влажности 50% и длительности светового дня 16 часов.
<Способ оценки>
Длину корня рисовых сеянцев, полученных после культивирования, измеряли с применением системы WinRHIZO (производства REGENT INSTRUMENTS). Среднее значение длины корня в обработанной группе вычисляли из значений измерений 4 или 5 особей. В результате, длина корня в обработанной группе, в которой растения обрабатывали соединением по настоящему изобретению 1, 2 или 3 (в концентрации 1 ч/млн в каждом случае) была намного больше, чем таковая в группе без обработки.
Пример испытания 2: Испытание для оценки уменьшения низкотемпературного стресса при обработке риса путем погружения
<Испытательные растения>
Рис (культурный сорт растения: Nipponbare)
<Культивирование>
Необходимое количество семян риса погружали в водный раствор с концентрацией Benlate 1000 ч/млн и инкубировали при 30°C в течение ночи в условиях темноты. Водный раствор Benlate замещали дистиллированной водой и семена дополнительно инкубировали при 30°C в течение ночи в условиях темноты, чтобы стимулировать прорастание семян. Фильтровальную бумагу помещали на дырки вставляющихся друг в друга лотков, содержащих по 406 дырок, и семена риса, полученные после стимулирования прорастания, высевали на фильтровальную бумагу. К семенам риса добавляли раствор kimura B для гидропоники (см. Plant Science 119: 39-47 (1996)) с концентрацией 1/2 и культивировали в течение 5 дней в климатической камере при следующих условиях:
- температура: 28°C в дневное время/23°C ночью, влажность: 70%, освещенность: 8500 люкс и длительность светового дня: 12 часов.
<Обработка соединением>
Получали раствор ДМСО с концентрацией 1000 ч/млн соединения по настоящему изобретению 1 и разбавляли раствором kimura B для гидропоники с концентрацией 1/2. Раствор для гидропоники, содержащий соединение, помещали в лунки 24-луночного планшета по 2 мл в лунку. По одному из выращенных рисовых сеянцев помещали в каждую лунку и выращивали в течение 2 дней на полке культивирования со светом при следующих условиях:
- температура: 25°C, освещенность: 5000 люкс и длительность дня: 12 часов.
В группе без обработки рисовые сеянцы, выращенные таким же образом, как описано выше за исключением того, что применяли раствор для гидропоники, содержащий 0,1% ДМСО.
<Обработка при низкотемпературном стрессе>
24-луночный планшет, содержащий рисовые сеянцы, помещали в сумку-холодильник (MPR-1411, производства SANYO Electric Co., Ltd.). Затем сеянцы выращивали с применением лампы с холодным катодом в течение 5 дней при следующих условиях:
- температура: 4°C, освещенность: 3500 люкс и длительность светового дня: 12 часов.
<Способ оценки>
Рисовые сеянцы, полученные после обработки при низкотемпературном стрессе, перемещали на полку культивирования со светом и дополнительно выращивали в течение 4 дней при следующих условиях:
- температура: 25°C, освещенность: 5000 люкс и длительность светового дня: 12 часов.
Через четыре (4) дня после культивирования надземную часть каждого рисового растения в обработанной группе фотографировали и площадь зеленой части на полученных изображениях измеряли при помощи программного обеспечения для анализа изображения ROOF (производства MITANI CORPORATION), чтобы определить зеленую площадь надземной части растения. В обработанной группе эксперимент проводили в двух повторностях и вычисляли среднее значение зеленой площади на одну особь. В результате зеленая площадь растений в обработанной группе, в которой растения обрабатывали соединением по настоящему изобретению 1 в концентрации 1 ч/млн, была намного больше, чем таковая в группе без обработки.
Пример испытания 3: Испытание для оценки стимулирования роста корня у гидропонного риса
<Испытательные растения>
Рис (культурный сорт растения: Nipponbare)
<Культивирование и обработка соединением>
Получали растворы ДМСО, содержащие каждое из соединений по настоящему изобретению 4-8 в концентрации 10000 ч/млн. 1/10000 объема каждого раствора ДМСО, содержащего каждое из соединений по настоящему изобретению 4-8 в концентрации 10000 ч/млн, добавляли к питательному раствору Хогланда для гидропоники в концентрации 1/4 (Hoagland and Arnon, California Agricultural Experiment Station 1950 года, циркуляр 347, с. 34), чтобы получить раствор для гидропоники, содержащий каждое из соединений по настоящему изобретению 4-8 в концентрации 1 ч/млн. Раствор применяли в группе обработки.
В группе без обработки применяли раствор для гидропоники, полученный путем добавления питательного раствора Хогланда для гидропоники в концентрации 1/4 к 1/10000 объема ДМСО.
Семена риса погружали в водный раствор 1%-ого гипохлорита натрия на 10 минут, затем в 70%-ый раствор этилового спирта для стерилизации их поверхности. После этого семена промывали дистиллированной водой. Стерилизованные семена погружали в раствор для гидропоники, содержащий испытательное соединение в приведенной концентрации, и инкубировали при температуре 28°C в течение 3 дней в условиях темноты, чтобы стимулировать прорастание семян.
Затем 30 мл каждого раствора для гидропоники, содержащего испытательное соединение в приведенной концентрации, помещали в пластмассовую пробирку (20 мм в диаметре × 113 мм в высоту), покрывали картоном боковую поверхность, чтобы закрыть от попадания света. Поплавок, сделанный из стироловой плиты и виниловой сетки, помещали на поверхность каждого водного раствора для гидропоники и семена риса, полученные после стимулирования прорастания, помещали на поплавок. Семена выращивали в течение 3 дней в условиях освещенности 4000 люкс над пробиркой, температуры 26°C, влажности 50% и длительности светового дня 16 часов.
<Способ оценки>
Длину корня рисовых сеянцев, полученных после культивирования, измеряли с применением системы WinRHIZO (производства REGENT INSTRUMENTS). Среднее значение длины корня в обработанной группе вычисляли из значений измерений 4 или 5 особей. В результате, длина корня в обработанной группе, в которой растения обрабатывали соединениями по настоящему изобретению 4, 5, 6, 7 или 8 (в концентрации 1 ч/млн), была намного больше, чем таковая в группе без обработки.
Пример испытания 4: Испытание для оценки уменьшения низкотемпературного стресса у гидропонного табака (Nicotiana benthamiana)
<Испытательные растения>
Табак Бентхама (Nicotiana benthamiana)
<Культивирование и обработка соединением>
Получали растворы ДМСО, каждый из которых содержал соединения по настоящему изобретению 1-4 в концентрации 10000 ч/млн. 1/1000 объема каждого раствора ДМСО добавляли к среде Мурасиге-Скуга (среда, содержащая 2,3 г смеси солей для среды Мурасиге-Скуга (производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 200 мг мио-инозитола (производства Sigma-Aldrich), 2 мг никотиновой кислоты (производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2 мг гидрохлорида пиридоксина (производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 20 мг гидрохлорида тиамина (производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 20 г сахарозы (производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1 г MES (производства LABORATORIES DOJINDO) в 1 л воды с pH, приведенным к 5,8) с концентрацией 1/2, чтобы получить среду, содержащую испытательное соединение в концентрации 10 ч/млн. Эти среды применяли к группе обработки.
В группе без обработки применяли среду, полученную путем добавления 1/1000 объема ДМСО к среде Мурасиге-Скуга с концентрацией 1/2.
Семена табака (Nicotiana benthaiana) высевали в 5 мкл среды и инкубировали при 22°C в течение ночи. К этому добавляли 45 мкл среды, содержащей каждое соединение по настоящему изобретению в концентрации 10 ч/млн, и культивировали в течение 7 дней в условиях освещенности 4000 люкс, температуры 22°C и длительности светового дня 16 часов, таким образом, обрабатывая сеянцы табака (Nicotiana benthamiana) испытательным соединением.
В группе без обработки добавляли 45 мкл среды, полученной путем добавления 1/1000 объема ДМСО к среде Мурасиге-Скуга с концентрацией 1/2, и обрабатывали таким же образом, как описано выше.
<Обработка при низкотемпературном стрессе>
Сеянцы табака (Nicotiana benthamiana), обработанные соединениями по настоящему изобретению, выращивали в течение 7 дней в условиях освещенности 2000 люкс, температуры 1,5±1,0°C и длительности дня 16 часов, таким образом, подвергая низкотемпературному стрессу.
<Способ оценки>
Растения табака (Nicotiana benthamiana), подвергнутые обработке и низкотемпературному стрессу, выращивали в течение 3 дней в условиях освещенности 4000 люкс, температуры 22°C и длительности светового дня 16 часов и затем зеленую листовую поверхность растений оценивали визуально. Полностью отмершему растению давали оценку 0, растению без низкотемпературного стресса давали оценку 5, зеленую площадь оценивали по 6-балльной шкале с шагом 1/5, и балл не менее 1 рассматривали как эффективное уменьшение стресса. В результате визуальной оценки площадь зеленой листовой поверхности растений в обработанной группе, в которой растения обрабатывали соединениями по настоящему изобретению 1, 2, 3 или 4, была намного больше, чем таковая в группе без обработки.
Пример испытания 5: Испытание для оценки уменьшения низкотемпературного стресса путем обработки семян кукурузы
<Испытательные растения>
Кукуруза (культурный сорт растения: Kuromochi)
<Протравливание семян>
Получали контрольный шламовый раствор, содержащий 10% (объем/объем) красной краски для покрытий (Becker Underwood, Inc.), 10% (объем/объем) CF-Clear (Becker Underwood, Inc.) и 1,66% Maxim 4 FS (Syngenta). Шламовый раствор получали путем растворения соединения по настоящему изобретению 1 в контрольном шламовом растворе таким образом, чтобы применить 0,5 г, 5 г или 50 г соединения к каждым 100 кг семян кукурузы. В центрифужный стакан на 50 мл (производства BD Japan) помещали 0,35 мл шламового раствора на каждые 14,4 г семян кукурузы и перемешивали до тех пор, пока раствор не высыхал, таким образом, покрывая семена. Кроме того, семена покрывали контрольным шламовым раствором и применяли в качестве семян в группе без обработки.
<Культивирование>
По одному из обработанных семян кукурузы высевали в почву для культивирования (AISAI) в каждом горшке (55 мм в диаметре×58 мм в высоту) и выращивали в течение 10 дней в условиях температуры 27°C, освещенности 5000 люкс и длительности светового дня 16 часов. Выращенные сеянцы применяли в тесте.
<Способ обработки при низкотемпературном стрессе>
На 10 день после посева горшки помещали в климатическую камеру (VHT-2-15P-NC2-S, производства Nippon Medical & Chemical Instruments Co., Ltd) и выращивали в течение 4 дней при следующих условиях:
- температура: 2,5±1°C, длительность светового дня: 16 часов и освещенность: 5000 люкс.
<Способ оценки>
После обработки с низкотемпературным стрессом растения выращивали в течение 4 дней в условиях температуры 27°C, освещенности 5000 люкс и длительности светового дня 16 часов. Затем измеряли свежую массу надземной части растений. Эксперимент проводили в пяти повторностях для каждого условия обработки и вычисляли среднюю массу на одну особь.
В результате, свежая масса надземной части растений в обработанной группе с применением 0,5 г, 5 г или 50 г соединения по настоящему изобретению 1 к каждым 100 кг семян была намного больше, чем таковая в группе без обработки.
Пример испытания 6: Испытание для оценки уменьшения высокотемпературного стресса при обработке пшеницы обрызгиванием
<Испытательные растения>
Пшеница (культурный сорт растения: Apogee)
<Обработка обрызгиванием>
По пять семян пшеницы высевали в почву для культивирования (AISAI) в каждом пластмассовом горшке и выращивали в течение 28 дней в климатической камере в условиях температуры 18°C днем/15°C ночью и освещенности 7000 люкс. Перед стрессовым испытанием из каждого горшка убирали по 3 особи.
К 0,5 мг соединения по настоящему изобретению 1 добавляли 120 мг смеси (массовое соотношение 1:1) белой сажи и сульфата аммония полиоксиэтилен алкилового эфира и 300 мкл воды. Смесь тонко измельчали путем мокрого размола, чтобы получить текучую композицию соединения по настоящему изобретению 1. Эту текучую композицию разбавляли 50 мл или 500 мл воды. Смесь разбавляли с RINO (производства NIHON NOHYAKU CO., LTD) в качестве агента улучшающего растекание до 5000 кратного разведения, чтобы получить раствор для разбрызгивания, содержащий 10 ч/млн или 1 ч/млн соединения по настоящему изобретению 1. Достаточное количество раствора для разбрызгивания применяли к сеянцам пшеницы посредством автоматического разбрызгивателя.
Кроме того, получали текучую композицию без соединения по настоящему изобретению 1 и затем разбрызгивали. Это называли необработанной группой.
<Обработка при высокотемпературном стрессе>
Испытательные растения на 28 день после посева культивировали в течение 7 дней в климатической камере при условиях температуры 36°C днем/32°C ночью, влажности 50% днем/60% ночью, освещенности 7000 люкс и длительности светового дня 12 часов.
<Способ оценки>
После высокотемпературного стресса растения выращивали в климатической камере в условиях температуры 18°C днем/15°C ночью и освещенности 7000 люкс. Затем через 90 дней после высокотемпературного стресса измеряли свежую массу семян в колосьях испытательных растений в 7 или 8 горшках и вычисляли средние значения массы семян колосьев на один колос. В результате свежая масса семян в колосьях растений пшеницы, обработанных соединением по настоящему изобретению 1 в концентрации 1 или 10 ч/млн, была намного больше, чем таковая в группе без обработки, в которой растения пшеницы не обрабатывали соединением по настоящему изобретению 1.
Пример испытания 7: Испытание для оценки уменьшения стресса от засухи при обработке семян риса
<Испытательные растения>
Рис (культурный сорт растения: Nipponbare)
<Протравливание семян>
Получали контрольный шламовый раствор, содержащий 5% (объем/объем) красной краски для покрытий (Becker Underwood, Inc.), 5% (объем/объем) CF-Clear (Becker Underwood, Inc.) и 1% Maxim XL (Syngenta). Шламовый раствор получали путем растворения соединения по настоящему изобретению 1 в контрольном шламовом растворе, таким образом, чтобы применить 50 г или 100 г соединения к каждым 100 кг семян риса. В центрифужный стакан объемом 50 мл (производства AGC TECHNO GLASS CO., LTD.) помещали 0,3 мл шламового раствора на каждые 10 г семян риса и перемешивали до тех пор, пока раствор не высыхал, таким образом, покрывая семена. Кроме того, семена покрывали контрольным шламовым раствором и применяли в качестве семян в группе без обработки.
<Культивирование>
Фильтровальную бумагу помещали на дырки вставляющихся друг в друга лотков, содержащих по 406 дырок, и семена риса, обработанные, как описано выше, высевали на фильтровальную бумагу. К семенам риса добавляли раствор kimura B для гидропоники (см. Plant Science 119: 39-47 (1996)) с концентрацией 1/2 и культивировали в течение 17 дней в климатической камере в условиях температуры 28°C днем/23°C ночью, влажности 60%, освещенности 8500 люкс и длительности светового дня 12 часов.
<Обработка при стрессе от засухи>
Пять рисовых сеянцев, выращенных, как описано выше, помещали в пустую плоскодонную пробирку объемом 35 мл (производства Assist/Sarstedt) и оставляли стоять в течение 2 дней, не закрывая сверху, в условиях температуры 28°C днем/23°C ночью, влажности 60%, освещенности 8500 люкс и длительности светового дня 12 часов.
<Способ оценки>
Растения, полученные после обработки и стресса от засухи, помещали в центрифужный стакан (производства AGC TECHNO GLASS CO., LTD.), содержащий 100 мл питательного раствора Хогланда для гидропоники (Hoagland and Arnon, см. California Agricultural Experiment Station 1950 года, циркуляр 347, с. 34) и культивировали в течение 14 дней в условиях температуры 28°C днем/23°C ночью, влажности 60%, освещенности 8500 люкс и длительности светового дня 12 часов.
Через четырнадцать (14) дней после обработки измеряли свежую массу надземных частей пяти испытательных растений в каждой обработанной группе. Эксперимент проводили в трех повторностях в каждой группе обработки и вычисляли среднее значение. В результате свежая масса надземной части растений в обработанной группе с применением 50 г или 100 г соединения по настоящему изобретению 1 на 100 кг семян была намного больше, чем таковая в группе без обработки.
Промышленная применимость
Применение способа по настоящему изобретению позволяет эффективно стимулировать рост растения.
1. Способ стимулирования роста растения, включающий обработку растения эффективным количеством соединения, представленного следующей формулой (1):
в которой любой из радикалов R1, R2, R3 и R4 представляет собой трифторметиловую группу, и другие представляют собой водородный атом, или его приемлемой с точки зрения сельского хозяйства солью.
2. Способ по п. 1, в котором соединение, представленное формулой (1), представляет собой соединение, выбранное из следующей группы соединений A:
<Группа соединений A>
(1) 5-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота,
(2) 6-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота,
(3) 4-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота,
(4) 7-(трифторметил)бензо[b]тиофен-2-карбоновая кислота.
3. Способ по п. 1, в котором растение было или будет подвергнуто абиотическому стрессу.
4. Способ по п. 1, в котором обработка растения представляет собой обработку путем разбрызгивания, обработку почвы, протравливание семян или гидропонную обработку.
5. Способ по п. 1, в котором обработка растения представляет собой протравливание семян.
6. Способ по п. 1, в котором растение представляет собой рис, кукурузу или пшеницу.
7. Способ по п. 1, в котором растение представляет собой трансгенное растение.
8. Способ по п. 3, в котором абиотический стресс представляет собой высокотемпературный стресс.
9. Способ по п. 3, в котором абиотический стресс представляет собой низкотемпературный стресс.
10. Способ по п. 3, в котором абиотический стресс представляет собой стресс от засухи.
11. Применение соединения, представленного следующей формулой (1):
в которой любой из радикалов R1, R2, R3 и R4 представляет собой трифторметиловую группу, и другие представляют собой водородный атом, или его приемлемой с точки зрения сельского хозяйства соли, для стимулирования роста растения.
12. Композиция для стимулирования роста растения, включающая эффективное количество соединения, представленного следующей формулой (1):
в которой любой из радикалов R1, R2, R3 и R4 представляет собой трифторметиловую группу, и другие представляют собой водородный атом, или его приемлемую с точки зрения сельского хозяйства соль и инертный компонент.
