[发明专利]用于增强植物生长的组合物与方法

说明书

发明领域

包括一种或多种谷胱甘肽的组合物以及使用这些组合物增强植物生长的方法。

发明背景

抗氧化剂是抑制其他分子的氧化的重要分子。抗氧化剂尤其是在人类中其降低氧化应激的能力已得到了集中研究。然而，植物也使用抗氧化剂来减轻氧化性损伤。一种这样的抗氧化剂是谷胱甘肽。谷胱甘肽是一种三肽，在半胱氨酸(其通过正常的肽键而被附接至甘氨酸)的胺基与谷氨酸侧链的羧基之间具有一个γ肽键。它是一种抗氧化剂，防止由反应性氧物质(例如自由基和过氧化物)导致的对重要细胞组分的损伤。蓬佩拉，A(Pompella,A)；维斯威克斯，A(Visvikis,A)；保利克施，A(Paolicchi,A)；德塔塔，V(De Tata,V)；卡西尼，AF(Casini,AF)(2003)，“作为细胞主角的谷胱甘肽的变脸(The changing faces of glutathione,a cellular protagonist)”，生化药理学(Biochemical Pharmacology)66(8):1499-503。

除了在植物中减少氧化应激中发挥一定作用外，还已经发现谷胱甘肽也有助于调节其他植物功能。例如，已经发现谷胱甘肽具有植物生长调节活性，谷胱甘肽涉及病原体抗性和程序性细胞死亡，并且谷胱甘肽牵涉在其他高度调节的植物过程中。小川，K(Ogawa,K)(2005)，“植物生长与应激反应的谷胱甘肽相关调节(Glutathione-Associated Regulation of Plant Growth and Stress Responses)”，抗氧化剂与氧化还原信号传导(Antioxidants&Redox Signaling)7(7,8):973-981。

特别令人感兴趣的是更好地理解谷胱甘肽对植物生长的不同方面具有的作用。

例如，发现外源施用谷胱甘肽可促进胚性组织的生长。贝尔蒙特，M(Belmonte,M)；斯塔索拉，C(Stasolla,C)；片平，R(Katahira,R)；露卡妮娜，N(Loukanina,N)；杨，E(Yeung,E)；索普，T(Thorpe,T)(2005)，“谷胱甘肽诱导的白云杉的胚性组织的生长与嘧啶核苷酸代谢的变化相关(Glutathione-induced growth of embryogenic tissue of white spruce correlates with changes in pyrimidine nucleotide metabolism)”，植物科学(Plant Science)168:803-812。

还评估了叶面施用不同浓度的谷胱甘肽对营养生长参数的影响。马哈古卜，M(Mahgoub,M)；阿布德埃尔阿齐兹，N(Abd El Aziz,N)；约瑟夫，A(Youssef,A)(2006)，“叶面喷洒多效唑或谷胱甘肽对金盏花植物的生长、开花和化学组成的影响(Influence of Foliar Spray with Paclobutrazol or Glutathione on growth,Flowering and Chemical Composition of Calendula officinalis L.Plant)”，应用科学与研究杂志(J.of App.Sciences Res.)2(11):879-883。

美国专利申请公开号2010/0016166披露了一种能够通过使用谷胱甘肽而增加收获指数的植物生长调节剂及其使用技术。

然而，仍对用于改善植物的生长条件、降低施用率同时增加功效的系统存在需要。向作物沟内(in-furrow)和叶面施用活性物可以是浪费且昂贵的-在成本和资源两个方面。通过沟内或叶面法施用活性物(例如，谷胱甘肽、信号分子等)需要以处理整个大田所必需的量来施用并且这些施用率通常还是依赖作物的。此外，叶面施用通常需要多次处理整个作物大田。这些在时间和资源上的支出是农业产业中特别关注的。针对这些挑战的一种这样的方案是种子处理。种子处理降低成本，因为施用率显著减少并且无需再次处理。

虽然种子处理是目前的商业趋势，但是开发一种有效的种子处理剂仍具挑战性。功效通常取决于具体的施用浓度、活性物的物理特性(例如，疏水性等)、待处理的种子以及存储条件。出人意料地，诸位发明人已经发现当作为种子处理剂而施用时，谷胱甘肽增强植物生长。

发明概述