Застосування ліпохітоолігосахаридів для ініціювання раннього цвітіння, дозрівання плодів або бутонізації та спосіб ініціювання

1. Застосування прийнятної для сільського господарства композиції, що містить ефективну кількість хоча б одного ліпохітоолігосахариду разом з одним або декількома прийнятними для сільського господарства носіями, для ініціювання раннього одного або більше процесів цвітіння, дозрівання плодів або бутонізації у небобової: садової, декоративної, сільськогосподарської або квітниково-декоративної рослини. 2. Застосування ефективної для сільського господарства кількості хоча б одного ліпохітоолігосахариду для ініціювання раннього одного або більше процесів цвітіння, дозрівання плодів або бутонізації у небобової, садової, декоративної, сільськогосподарської або квітниково-декоративної рослини. 3. Спосіб ініціювання раннього одного або більше процесів бутонізації, цвітіння або дозрівання плодів або збільшення кількості квіток у небобової: 2 (19) 1 3 85053 Дании винахід належить, загалом, до галузей сільського господарства і садівництва, включаючи, але не обмежуючись цим, сільськогосподарські культури, квіти, фрукти, овочі, горіхи, газонні трави, трав'янисті рослини, пряносмакові рослини, декоративні кущі і дерева, водні рослини, бульбоносні, дрібноцибулинні, бульбоцибулинні рослини і гриби, що вирощуються у відкритому чи захищеному грунті, або у приміщеннях як з комерційною метою або для власної потреби, так і для потреб сільського господарства і, більш конкретно, до застосування ліпохітоолігосахаридів (LCOs) і композицій на їх основі для індукування раннього цвітіння, збільшення кількості бутонів і квіток, раннього плодоношення, раннього дозрівання плодів і збільшення врожаю у рослин, і до способів індукування раннього цвітіння і початку раннього плодоношення у рослин при впливі LCOs, і до композицій на основі LCOs. Наразі спостерігається підвищений інтерес до ролі LCOs і композицій на їх основі для прискорення проростання насіння рослин, появи сходів і росту рослин як при вирощуванні сільськогосподарських культур, так і для потреб садівництва, стосовно як бобових, так і рослин, що не належать до цієї родини. Композиції для прискорення проростання насіння і росту рослин описані в [заявці РСТ/СА99/00666, що опублікована 3 лютого 2000p., WO 00/04778]. Виявляється також інтерес і до можливого впливу LCOs на фотосинтез рослин, в [заявці PCTVC АОО/01192, що опублікована 19 квітня 2001p., WO 01/26465 А1], описано застосування LCOs і композицій на основі LCOs для підвищення фотосинтезу рослин. Хімічна будова LCOs описана в [патентах США №№ 5175149, 5521011 и 5549718]. Відомі також синтетичні LCOs. Існує великий інтерес в галузі сільськогосподарських досліджень, особливо, в галузі промоторів росту рослин і фізіологічних процесів, на які можна впливати за допомогою LCOs. [Prithiviraj et al. в Planta (2003), 216: 437-445, "A host-specific bactena-to-plant signal molecule (Nod factor) enhances germination and early growth of diverse crop plants"] обговорюють деякі фізіологічні зміни, що спостерігаються, як в рослинах-господарях, так і в рослинах негосподарях, завдяки використанню LCOs. Весь зміст цієї статті наведений тут у повному обсязі як [посилання. Atti et al.], наукова доповідь на Форумі молодих фа хівців в рамках [Міжнародної комісії по іригації та дренажу, 18-й Міжнародний конгрес по Іригації та Дренажу, Монреаль, Канада, 2002, стор.1-11], обговорюють певні спостереження за фізіологічними змінами, коли LCOs застосовують в стресових умовах посухи. [WO 01/26465 А1] пропонує використання LCOs у з'язку зі збільшеною продиховою провідністю та розширеною фотосинтетичною активністю. Відомо, що LCO вивільняються симбіотичними бактеріями Rhizobia, головним чином, з родів Generarhizobium, Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium i Azorhizobium і т.п., причому родина Rhizobiaceae знаходиться в стані таксономічних змін. В обох ви щевказаних міжнародних заявках наводиться аналіз особливої симбіотичної взає 4 модії Rhizobia з бобовими рослинами-господарями в процесі утворення бульбочок і пов'язаної з цим фіксації атмосферного азоту в ци х органах, а також сигналу взаємодії від рослини до бактерій і сигналу від бактерій до рослини, пов'язаного з цим симбіотичним зв'язком. Незважаючи на наявність численних відомостей щодо впливу LCOs, включаючи синтетичні LCOs, на фізіологію типової рослини-господаря, існує зростаючий інтерес до впливу LCOs на ріст рослин стосовно як рослин-господарів, так і не господарів, особливо, шляхом застосування речовин без необхідного вирощування мікроорганізму і симбіотичного взаємовідношення з рослинами. Об'єм даних стосовно можливої ролі LCOs, включаючи синтетичні LCOs, як в рослинахгосподарях, так і рослинах, що не є господарями, у процесах, пов'язаних з прискоренням росту рослин, продовжує зростати, особливо при наявності практичного інтересу до впливу LCOs на фізіологію рослин і процесів, що відповідають за збільшення врожаю культур, не тільки по відношенню до звичайних сільськогосподарських культур, як господарів, так і не господарів, але також і по відношенню до культур, що вирощуються у садівництві. Таким чином, продовжує існувати необхідність вивчення впливу LCOs, включаючи синтетичні LCO, на процес росту рослин, процеси утворення бульбочок і фіксації азоту у бобових рослингосподарів, і на проростання, появу сходів і фотостимуляцію у бобови х і небобових рослин. Особливо, існує необхідність вивчення впливу LCOs на формування бруньок та ініціювання цвітіння, бутонізацію, ініціювання плодоношення і розвиток плодів, особливо, стосовно росту і дозрівання рослин, як бобових, так і не бобових, і впливу на врожай культур. Даний винахід спрямований на задоволення цих та інши х потреб. Даний винахід пов'язаний із застосуванням LCOs для ініціювання раннього цвітіння і бутонізації, збільшення цвітіння і бутонізації, що призводить до раннього розвитку плодів у бобових і небобових рослин у порівнянні з цвітінням і розвитком плодів за умов, що не передбачають застосування LCOs, і для прискорення росту рослин i збільшення пов'язаного з цим врожаю. Даний винахід стосується також сільськогосподарських композицій, що містять ефективну кількість хоча б одного LCO і прийнятний у сільському господарстві носій, що обумовлюють раннє цвітіння і бутонізацію, збільшення цвітіння і утворення бутонів, раннє дозрівання рослин і раннє ініціювання розвитку плодів порівняно з умовами, що не передбачають застосування LCOs, прискорений ріст і підвищення врожаїв культур. Даний винахід відноситься до способів використання LCOs і композицій на основі одного або декількох LCOs і носіїв, що застосовуються у сільському господарстві, і пов'язаних з раннім цвітінням і утворенням бутонів, збільшенням цвітіння і утворення бутонів, раннім дозріванням рослин і раннім ініціюванням розвитку плодів у бобових і небобових рослин у порівнянні з умовами без застосування LCOs, і 5 85053 6 прискоренням росту і підвищенням врожаю і т.п., Автори даної заявки першими показали, що як показано в нижченаведених прикладах. підтверджено дослідами в теплиці і в польових Несподівано виявилось, що композиції за даумовах, описаними нижче, що композиція, яка місним винаходом впливають на розвиток не тільки тить LCOs, виявляє значний вплив на розвиток бобових культур, але й також різноманітних чисбобових і небобових рослин, ініціюючи раннє цвіленних рослин, що не належать до родини боботіння і/або утворення бутонів, збільшуючи утвових, включаючи сільськогосподарські культури, рення бутонів і/або квіток і ранній розвиток плодів види садових і квітниково-декоративних рослин, і/або збільшення врожаю у порівнянні з умовами що проявляється в ініціюванні більш раннього цвібез застосування LCOs, і прискорює дозрівання тіння і утворення бутонів, підсиленні цвітіння і рослин, їх ріст, і призводить до підвищення пов'яутворення бутонів, більш ранній зрілості і більш заного з цим врожаю. Необмежені приклади сільранньому розвитку плодів і підвищенні врожаю у ськогосподарських культур включають види двопорівнянні з умовами без застосування LCOs і т.п., дольних і однодольні рослин та бобові. Із що показано в нижченаведених прикладах. досліджень, наведених нижче, можна передбачиВідповідно до даного винаходу у випадку боти, що такі результати можна застосувати щодо бових і небобових рослин застосування ефективсільськогосподарських культур і рослин для осоної кількості одного або декількох LCOs або комбистого використання, бобових і небобових роспозицій на основі одного або декількох LCOs і лин, включаючи, але не обмежуючись цим, квіти, прийнятних у сільському господарстві носіїв ініціює фр укти, овочі, горіхи, бульби, газонні трави, траутворення бутонів і/або цвітіння на більш ранній в'янисті рослини, пряносмакові рослини, декорастадії, збільшення загальної кількості бутонів і/або тивні кущі і дерева, водні рослини і гриби, що виквіток і викликає також більш ранній розвиток плорощуються на полях або в теплицях для дів і дозрівання рослин у порівнянні з умовами без використання у сільському господарстві, комерції застосування LCOs, включаючи підвищення врота в особистих цілях. Враховуючи наведені в даній жаю. Застосування LCOs з цією метою може заявці приклади і отримані результати, спеціаліст включати нанесення на листки чи стебла, або назможе адаптувати даний винахід щодо найрізнонесення поблизу насіння, коренів або рослин. Циманітніших рослин, як бобових, так і небобових, ми методами винахід не обмежується, він може для сільськогосподарської, садівничої і особистої включати й інші методи, які очевидні для спеціалімети, включаючи, але не обмежуючись цим, росста, включаючи введення мікроорганізмів, що вилини з родин: Fabaceae, Brassicaceae, Solonaceae, діляють LCOs, поблизу насіння або саджанців на Chenopodiaceae, Asteraceae, Malvaceae, Cucurbitaбудь-якій стадії появи сходів або поблизу від росceae і Роасеае. лини, включаючи зону, що знаходиться у безпосеТермін «LCO», що використовується в даному редній близькості до коренів та кореневих волосописі, належить, загалом, до фактору Nod, який ків. Те ж саме стосується й застосування LCOs контролюється, хоча б одним модулюючим геном незалежно від мікроорганізмів, що виділяють ці (геном, що контролює бульбочкоутворення), спіречовини. льним для Rhizobia, тобто штамів бактерій, які Таким чином, відповідно до наступного втіленберуть участь в симбіотичному взаємозв'язку фікня даного винаходу передбачається спосіб ініціюсації азоту з бобовою рослиною, і які слугують фівання раннього цвітіння, посилення бутонізації і тогормонами у системі мікроорганізм-рослина, що цвітіння, що призводить до більш раннього розвитвикликають утворення бульбочок у бобових і ку плодів і дозрівання рослин у бобових і небобосприяють колонізації симбіотичними мікроорганізвих рослин, що пов'язано з ростом рослин і вромами вказаних рослин. LCOs, включаючи синтетижаєм, який включає обробку рослини ефективною чні LCOs, слід розглядати як похідні олігосахарикількістю одного або декількох LCOs або композидів, включаючи ті, що містять на одному кінці цією, що містить прийнятну в сільському господарконденсовані жирні кислоти. Необмежуючі прикластві ефективну кількість одного або декількох ди LCOs описані в [патентах США №№ 5175149, LCOs разом з прийнятним в сільському господарс5321011 і 5549718]. Даний винахід ілюструється тві носієм або носіями, причому ця ефективна кізокрема LCOs з Bradyrhizobium japonicum, але не лькість впливає на ініціювання раннього цвітіння обмежується ними. і/або утворення бутонів і/або збільшення числа Застосування, композиції і способи відповідно бутонів і/або квіток і/або ранній розвиток плодів до даного винаходу відносяться до ініціювання і/або ріст рослин і/або збільшення врожаю у порівраннього цвітіння і/або утворення бутонів, і/або нянні з необробленими рослинами і т.п., як показбільшення числа бутонів і/або квіток, що призвозано в нижченаведених прикладах. Придатне для дить до і/або раннього розвитку плодів, і/або росту застосування за винаходом LCOs включає LCOs, рослин, і/або збільшення врожаю при субоптимаопис у вказаних раніше міжнародних заявках і пальних або обмежуючих або необмежуючих умовах тентах. оточуючого середовища. Такі субоптимальні або Композиції за винаходом необхідно розглядаобмежуючі умови включають, але не обмежуються ти як такі, що включають одну або декілька різних цим, обмеження або субоптимальні умови нагріречовин LCOs, а також одну або декілька речовин, вання, рН води, вміст азоту в грунті і т.п. що відрізняються від LCOs, включаючи, без обмеЕфективна кількість LCO при застосуванні жень, один або декілька видів бактерій і/або інших композицій і способів за винаходом означає, що ця речовин або агентів, що прискорюють ріст або кількість є достатньою для прояву статистично адаптаційну здатність рослин, і суміші таких комдостовірного раннього утворення бутонів і/або позицій. цвітіння, і/або більш рясного цвітіння і/або утво 7 85053 8 рення бутонів, і/або раннього розвитку плодів і/або На Фіг.2-8 показана сукупна кількість зрілих прискореної зрілості, і/або прискореного росту роплодів у томатів при одноразовому застосуванні слин і зв'язаного с цим підвищення врожаю. 50мг/рослину LCO на різних стадіях росту; Під близькістю до насіння, кореня або рослини На Фіг.2-9 показана сукупна кількість дозрілих слід розуміти будь-яке місцерозташування насінплодів у томатів при одноразовому застосуванні ня, кореня або рослини, де розчинні речовини або 50мг/рослину LCO на різних стадіях росту; композиції за винаходом будуть в безпосередньоНа Фіг.2-10 показаний вплив застосування му контакті з вказаними насінням, коренем або LCO на прискорення раннього цвітіння кайєнського рослиною. перцю; Під термінами "брунька" або "бутонізація" слід На Фіг.2-11 показаний вплив застосування розуміти стан узгодженого із стеблом набухання LCO на прискорення дозрівання плодів кайєнськоструктур, що складаються із зачаткових листків го перцю. або пелюсток. Під терміном "цвітіння" слід розуміІнші цілі, переваги й особливості даного винати процес або стан розвитку однієї або більше ходу стан уть більш очевидними з подальшого квітів. опису кращих втілень винаходу, що не обмежують, Винахід, описаний вище у загальних рисах. як і рисунки, що супроводжують опис, обсяг даного Далі описане краще втілення даного винаходу, винаходу. ілюстроване нижченаведеними прикладами, в Нижченаведені дослідження було виконано яких представлені посилання на рисунки, де для вивчення впливу застосування LCO на ініціюФіг.1 ілюструє вплив дози LCO і термінів обровання цвітіння і розвиток плодів рослинибки на зав'язування плодів у томатів Cobra (ті ж господаря як в умовах захи щеного грунту, так і в дані, що й в Таблиці 2); польових умовах. На Фіг.2 показаний вплив дози LCO і термінів Досліди 1 і 2: Вплив LCO на розвиток томатів у обробки на кількість плодів у томатів Cobra (ті ж теплиці. дані, що й в Таблиці 2); Було проведено два експерименти з метою На Фіг.3 показаний вплив дози LCO і термінів вивчити вплив LCO на розвиток томатів. обробки на кількість квіток у томатів Cobra (ті ж Дослід 1: Використовували сорт Cobra (гібриддані, що й в Таблиці 1); ний сорт) для вивчення оптимальної дози в межах На Фіг.4 показаний вплив дози LCO і термінів від 10 до 100нг/рослину при одноразовому або обробки на кількість квіток у томатів Cobra (ті ж двохразовому застосуваннях і різному середовищі дані, що й в Таблиці 1); для введення LCO. Вибрані кількості були крайніНа Фіг.5 показаний вплив дози LCO і термінів ми значеннями доз, що були визначені раніше при обробки на кількість квіток у томатів Cobra (ті ж польових випробуваннях. Випробуване середовидані, що й в Таблиці 3); ще для доставки LCO являло собою воду, Ape x і На Фіг.6 показаний вплив дози LCO і термінів центрифугований Apex. Перше застосування LCO обробки на кількість плодів томатів Cobra (ті ж здійснювали через 10 днів після пересадки. Вдруге дані, що й в Таблиці 4); LCO застосовували через 2 тижні після першого На Фіг.7 показаний вплив дози LCO на врожай застосування. томатів Cobra (ті ж дані, що й в Таблиці 5); Були визначені наступні параметри: кількість На Фіг.8 показаний вплив LCO на цвітіння толистків, висота рослин, кількість суцвіть, кількість матів; квіток, кількість плодів. Спостереження проводиНа Фіг.9 показаний вплив LCO на індукування лося постійно приблизно протягом 2 місяців, з інцвітіння Arabidopsis thaliana; тервалами, тривалість яких становила один тижНа Фіг.10 показаний вплив LCO на індукування день, доки ріст рослин не обмежувався стінками цвітіння Arabidopsis thaliana; горщиків. На Фіг.11 показана залежність врожаю плодів Статистично значуща різниця щодо раннього на рослині від дози LCO у томатів (разом з Фіг.13); врожаю була відмічена між необробленими контНа Фіг.2-1 показане прискорення раннього цвірольними томатами і томатами, обробленими 50нг тіння і загальна кількість квіток у тепличних томаLCO при двохразовій обробці (див. Таблицю 5, тів при нанесенні LCO на листки; Фіг.7, вага плодів). Інші дози, що застосовувалися, На Фіг.2-2 показане прискорення раннього доістотно не вплинули на підвищення врожаю у порізрівання і загальна кількість плодів у тепличних внянні з контрольними рослинами. Спостерігалася томатів при нанесенні LCO на листки; статистично значуща різниця у вазі плодів Cobra На Фіг.2-3 показаний вплив застосування LCO при обробці 50нг LCO і контрольними рослинами. на раннє цвітіння і кількість квіток у Marigold (калеОбробка 50нг призводила до аналогічних резульндула або чорнобривці); татів при застосуванні різного середовища для На Фіг.2-4 показаний вплив LCO на кількість доставки. Підвищення раннього врожаю при заягід у полуниці; стосуванні 50нг LCO показало потенційну можлиНа Фіг.2-5 показаний вплив застосування LCO вість застосування LCO як прискорювача росту при внесенні в грунт на кількість ранніх плодів тотоматів. матів-черрі; Між кількістю квіток і кількістю плодів у різних На Фіг.2-6 показане прискорення раннього варіантах дослідів не було відмічено статистично плодоношення і кількість плодів у томатів при задостовірної різниці. Однак двохразове введення стосуванні LCO; 50нг/рослину LCO забезпечило значно більшу кіНа Фіг.2-7 показане прискорення плодоношенлькість ранніх квіток і забезпечило також більш ня у томатів при застосуванні LCO; ранній і найвищий врожай. Також не було відміче 9 85053 10 но істотної різниці в кількості плодів при введенні що дорівнювали 50нг і 75нг LCO на рослину, оброLCO. Плоди з'явилися через 48 днів після пересабляли перший раз (через 2 тижні після пересадки) дки і через 38 днів після першої обробки LCO, і і другий раз (через 4 тижні після пересадки). Кільчерез 24 дні після другої обробки. При обробці кість зразків збільшували до 20 рослин. 10нг LCO спостерігалося незначне збільшення При дозі 50нг/рослину спостерігалася значна кількості плодів у порівнянні з іншими варіантами різниця в кількості квіток у порівнянні з контрольобробки і контрольними рослинами. ними рослинами протягом трьох перших спостеВивчення першого графіка в досліді 1 (Фіг.5, режень (див. Таблицю 1) (див. вплив дози і терміТаблиця 3) показує прискорення цвітіння на 4-5 нів обробки на кількість квіток у томатів Cobra, днів у порівнянні з контрольними рослинами, а дослід 2). Пізніше вплив обробки на цвітіння знидругий графік показує прискорення плодоношення кав, але це було очікуваним явищем, що пов'язано на 8-9 днів у порівнянні з контрольними рослинами з особливостями цвітіння томатів. Визначення кі(горизонтальна лінія між лініями, що відображають лькості квіток у досліді 2 для томатів Cobra (Фіг.3 і обробку). Раннє плодоношення може бути резуль4) показує прискорення цвітіння приблизно на 3 дні татом більш раннього цвітіння. при дозі 50нг при тій же кількості квіток, що й у При обробці LCO не було істотної різниці в кіконтрольних рослин. При двохразовій обробці долькості квіток. Бутони з'явилися через 30 днів після зою 50нг LCO відбувається значне збільшення пересадки і через 20 днів після першої обробки. кількості плодів протягом перших 4 тижнів у порівКвітки почали розкриватися через 40 днів після нянні з контрольними рослинами. Більша кількість пересадки і через 30 днів після першої обробки. У плодів (Таблиця 2) (див. гістограму для кількості рослин, оброблених 50нг LCO, спостерігалося біплодів Cobra, дослід 2) пояснюється більш раннім льше квіток, ніж при інших обробках і у контрольцвітінням. Графік, що показує вплив дози і термінів них рослин, на 21% і на 14% на 15 січня і на 22 обробки на розвиток плодів Cobra, дослід 2 (Фіг.1 і січня. В інші дні кількість квіток було такою ж, як 2) демонструє, що дво хразова обробка дозою при другій обробці і у контрольних рослин. 50нг/рослину прискорює утворення аналогічної Дослід 2: Сорт Cobra використовували для пекількості плодів на два тижні у порівнянні з контроревірки оптимальних доз LCO. Випробували дози, льними рослинами. Таблиця 1 Вплив різних концентрацій LCO на кількість квіток томатів Cobra в дослідженнях в умовах захи щеного грунту Обробка 50мг LCO, 1 раз 50мг LCO, 2 рази 75мг LCO, 1 раз 75мг LCO, 2 рази 500ч/млн., 1 раз на поверхню Достовірність* К-сть квіК-сть квіК-сть квіток/рослину ток/рослину (7 ток/рослину (28 лютого) березня) (14 березня) 0.0b 2.5 ab 7.4 ab 0.2 а 3.2 а 8.4 а 0.0b 2.85 ab 7.35 ab 0.0b 3.25 а 7.35 ab К-сть квіток/рослину (21 березня) 4.55 16.0 14.2 15.4 К-сть квіК-сть квіток/рослину ток/рослину (4 (28 березня) квітня) 23.95 32.45 25.15 32.2 21.4 28.0 23.35 31.0 0.0b 1.9 b 5.8 b 12.85 21.65 32.0 Р=0,0006 Р=0,03 Р=0,05 P=0,168 P=0,156 P=0,368 *Достовірність проявляється при Р