[发明专利]种子处理方法和组合物

说明书

背景技术

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关系有较多文献记载。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氮从而在具有较低的可同化氮水平的土壤中生长，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：提供包含有效量的至少一种脂壳寡糖和农业上适用的载体的组合物，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(plant stand)、生长、强健度(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(临播种前)、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应用于种子和/或植物。与在′899公开中的情况一样，′958公开教导了在临播种前对种子进行处理。

大量其它的公开描述了LCO在种子处理过程中的益处，例如，Kidaj等人，“Nod factors stimulate seed germination and promote growth and nodulation of pea and vetch under competitive conditions,”Microbiol Res25426(2011)和Maj等人，“Pretreatment of Clover Seeds with Nod Factors Improves Growth and Nodulation of Trifolium pratense,”J.Chem Ecol(2009)35:479-487。

最近，Halford，“Smoke Signals”，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karrikin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、西红柿、莴苣和洋葱。这些分子是美国专利第7,576,213号的主题。

发明内容

本发明提供增强植物生长和作物生产的方法，其中可以得到植物信号分子(植物生长增强剂)的有益效果，而无需将植物信号分子(植物生长增强剂)在播种的同时施用于种子。本发明部分基于以下发现，即与经由未经处理的种子收获的植物相比，用例如LCO的植物信号分子处理种子，随后在播种前进行延长的储存，导致增强的植物生长，包括较高的植物产量和/或叶表面积和/或根数目、长度和质量。本发明还提供增强植物生长和作物生产的方法，其中在经由临播种前或播种的一周或更短时间内处理的种子而产生的植物作物中可以获得额外的改进。

本发明的第一方面涉及增强植物生长的方法，包括用有效量的植物信号分子在播种前至少一个月(三十天)处理种子。在实施方式中，可以根据本发明的方法在播种前2个月、在播种前至少3个月、在播种前至少4个月、在播种前至少5个月、在播种前至少6个月、在播种前至少9个月、在播种前至少1年、在播种前至少2年、且在一些实施方式中在播种前至少3年处理种子。

使用该处理来产生与由未经处理的种子收获的植物相比显现出以下至少一种的植物(作物)：按蒲式耳/英亩测量的增加的产量、增加的根数目、增加的根长度、增加的根质量、增加的根体积和增加的叶面积。在特定实施方式中，可以使用该处理来产生与由用信号分子在临播种前或在播种一周或更短时间内处理的种子收获的植物(作物)相比显现出以下至少一种的植物(作物)：按蒲式耳/英亩测量的增加的产量、增加的根数目、增加的根长度、增加的根质量、增加的根体积和增加的叶面积。