Застосування гуанідинвмісного олігоетеру як регулятора росту пшениці

Реферат: Застосування гуанідинвмісного олігоетеру загальної формули: OH OH H N H2N NH O R O H N NH2 NH R=CH2CH2OCH2CH2 як регулятора росту пшениці. UA 122777 U (12) UA 122777 U UA 122777 U Корисна модель належить до гуанідину, його солей, комплексів або продуктів приєднання, що містять гуанідинові фрагменти, а саме до застосування гуанідинвмісного олігоетеру: OH OH H N H2N O 10 15 20 25 R=CH2CH2OCH2CH2 як регулятору росту пшениці для сільськогосподарської біотехнології. Відомі регулятори росту рослин - полімолочна кислота, полігліколева кислота, полікапролактон, полібутиленсукцинат, полиетиленсукцинат, поліетерамід, полігідроксибутиратвалерат, а також гідрофільні полімери як целюлоза, крохмаль, лігнін, кератин, фіброїн, білки, полівініловий спирт [1, 2]. Недоліком відомих регуляторів росту рослин є їх недостатня гідрофільність із-за низької полярності складної ефірної групи та висока схильність до гідролізу складної ефірної групи. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є композиція з росторегулюючою активністю для рослин - N-оксид-2,6-диметилпірідину 2-4 та емистину. Nоксид-2,6-диметилпірідину 2-4 отримують окисленням 2,6 диметилпірідину пергидролем в середовищі оцтова кислота-оцтовий ангідрид. Досліджений вплив вказаного регулятору росту на показники росту проростків пшениці, показало, що довжина кореню та стеблю при використанні вказаного регулятору зростає на 20 відсотків [3]. Запропонована корисна модель спрямована на застосування гуанідинвмісного олігоетеру для регулювання росту пшениці, який має хорошу гідрофільність, що дозволяє ввести велику кількість регулятора зі збереженням розчинності системи у воді, і дозволяє збільшити стимулюючі дози і концентрації. Відомо застосування гуанідинвмісного олігоетеру як компоненту поліакриламідного гідрогелевого носія медичного призначення [3]. Задачею корисної моделі є застосування гуанідинвмісного олігоетеру як регулятору росту пшениці. Поставлена задача виконується застосуванням гуанідинвмісного олігоетеру загальної формули: OH OH H N H2N O R H N O NH2 NH NH 30 NH2 NH NH 5 R H N O R=CH2CH2OCH2CH2 як регулятору росту пшениці. Суть корисної моделі підтверджується синтезом гуанідинвмісного олігоетеру. Для синтезу гуанідинвмісного олігоетеру на основі епоксидної смоли ДЕГ-1 і гуанідингідрохлориду (ДЕГ-ГГХ) в реактор завантажують 10 г епоксидної смоли, розчиненої в 30 мл диметилформаміду, і додають розчин гуанідину (3.6 г) в 30 мл етанолу. Реакцію проводять 2-3 год. за температури 50-60 °C за схемою: O R O OH OH O O 2 H2N NH2 60 oC H N H2N ДМФ NH NH O R O H N NH2 NH R=CH2CH2OCH2CH2 35 . 40 Контроль завершеності реакції проводять методом ІЧ спектроскопії за зникненням смуг -1 поглинання епоксидних груп при 920 см . Для видалення залишків розчинників продукт витримують у вакуумі 1 Мбар за температури 80 °C протягом 12 год. Отримують в'язку рідину світло-коричневого кольору ДЕГ-ГГХ. -1 -1 -1 -1 ІЧ (КВr): 3314 см (ν NH, ОН), 3156 см ( NH), 2949 (ν CH), 2896 см (νs CH2), 2868 см (ν -1 CH2), 1648 см (ν C=N), 1076 (ν C-O-C). Хороша розчинність синтезованого олігоетеру у воді дозволяє застосувати для нанесення різні методи - замочування насіння і живців, обприскування. При цьому розчинність у воді з утворенням молекулярних розчинів дозволяє рівномірно розподілити по поверхні значного числа біологічних об'єктів (насіння, живців, листя) і збільшити діапазон стимулюючих доз і 45 1 UA 122777 U 5 10 15 20 концентрацій. Олігомерна природа запропонованого регулятора росту і розвитку пшениці дозволяє використати його розчини у воді без додаткового введення ПАВ. Зростаючий поступ в довкілля важких металів призводить до забруднення ґрунту, який є основним джерелом надмірних кількостей важких металів в рослини. Це дуже актуально у зв'язку з тим, що токсична дія важких металів сильно позначається на культурних рослинах. Тому, розглядаючи питання токсичності важких металів, необхідно уважно оцінювати залежність реакції рослин від концентрацій кожного металу і аналізувати різні дії важких металів на дикорослі і культурні рослини. Задачею дослідження було визначення оптимальної концентрації синтезованого 2+ гуанідинвмісного олігоетеру для зв'язування іонів міді Сu та зменшення їх токсичної концентрації, досліджуючи проростання в розвиток насіння пшениці сорту Калинова (Городище, 2013). Використання гуанідинвмісного олігоетеру як регулятору росту пшениці для зв'язування іонів 2+ міді Сu полягала в наступному. Визначали схожість насіння пшениці, вимірювали довжину кореня і довжину пагона у паростків пшениці (сорт Калинова, Городище, 2013). Сорт Калинова належить до м'яких озимих сортів пшениці, по якості зерна - цінний. Підготовлене насіння пророщували на фільтрах змочених 5 мл дистильованої води з додаванням іонів міді (CuSO 4×5Н2О) в концентрації від 100 мкм до 400 мкм із різною концентрацією гуанідинвмісного олігоетеру (від 0,5 до 10 %). Контрольний варіант насіння вирощували в дистильованій воді. Насіння інкубували в термостаті, в темряві, при температурі 26±2 °C. Підрахунок результатів робили на 3 та 5 добу. Досліди проводили із триразовою повторністю. Отримані результати представлені в таблицях 1-4. Таблиця 1 2+ Вплив регулятору росту на довжину паростку та коріння пшениці при концентрації міді Сu 400 Зразок Довжина паростку (cм) Довжина кореню (см) Відомий регулятор росту Відомий регулятор росту 15±0,2 13±0,12 Контроль 11±0,09 11±0,1 Запропонований регулятор росту Контроль 3,47±0,23 4,8±0,09 2+ Сu 400 2,09±0,14 0,97±0,08 2+ Сu 400 1 % гуанідинвмісного 2,14±0,16 1,65±0,12 олігоетеру 2+ Сu 400 2 % гуанідинвмісного 2,1±0,13 1,55±0,13 олігоетеру 2+ Сu 400 5 % гуанідинвмісного 1,51±0,02 0,71±0,14 олігоетеру 2+ Сu 400 10 % гуанідинвмісного 0,7±0,07 0,13±0,06 олігоетеру Схожість (%) 92-94 92 100 100 100 100 95 95 25 З отриманих результатів можна зробити висновок про зменшення токсичної дії Сu насіння пшениці при додаванні гуанідинвмісного олігоетеру в концентрації 1 % та 2 %. 2 2+ 400 на UA 122777 U Таблиця 2 Вплив регулятору росту на довжину паростку та коріння пшениці при концентрації міді Сu Зразок Довжина паростку (см) Довжина кореню (см) Відомий регулятор росту Відомий регулятор росту 15±0,2 13±0,12 Контроль 11±0,09 11±0,1 Запропонований регулятор росту Контроль 4,07±0,13 4,51±0,21 2+ Сu 200 2,64±0,09 2,26±0,2 2+ Сu 200 0,1 % гуанідинвмісного 2,32±0,1 2,19±0,18 олігоетеру 2+ Сu 200 0,5 % гуанідинвмісного 3,3±0,08 2,7±0,19 олігоетеру 2+ Сu 200 1 % гуанідинвмісного 3,43±0,07 2,79±0,16 олігоетеру 5 2+ 200 Схожість (%) 92-94 92 100 95 95 100 95 Додавання 0,5 % та 1 % гуанідинвмісного олігоетеру до іонів міді в концентрації 200 мкм поліпшує ріст коріння та паростків пшениці, що теж свідчить про нейтралізацію токсичного впливу іонів міді. Таблиця 3 Вплив гуанідинвмісного олігоетеру в концентрації від 0,05 % до 0,9 % на 2+ довжину паростку та коріння пшениці при концентрації міді Сu 400 Зразок Відомий регулятор росту Контроль Довжина паростку Довжина кореню см) (см) Відомий регулятор росту 15±0,2 13±0,12 11±0,09 11±0,1 Запропонований регулятор росту 3,4±0,13 4,56±0,23 2,55±0,08 2,06±0,21 Контроль 2+ Сu 200 2+ Сu 400 0,05 % гуанідинвмісного олігоетеру 2+ Сu 400 0,1 % гуанідинвмісного олігоетеру 2+ Сu 400 0,3 % гуанідинвмісного олігоетеру 2+ Сu 400 0,5 % гуанідинвмісного олігоетеру 2+ Сu 400 0,7 % гуанідинвмісного олігоетеру 2+ Сu 400 0,9 % гуанідинвмісного олігоетеру Схожість (%) 92-94 92 100 100 3,06±0,12 2,01±0,26 95 3,03±0,1 2,11±0,28 100 2,6±0,18 2,55±0,26 95 3,15±0,15 2,48±0,1 100 2,79±0,18 2,33±0,19 95 3,06±0,16 2,36±0,19 100 3 UA 122777 U Таблиця 4 Вплив регулятору росту на довжину паростку та коріння пшениці при 2+ різній концентрації іонів Сu +0,5 % гуанідинвмісного олігоетеру Зразок Відомий регулятор росту Контроль Контроль 2+ Сu 100 2+ Сu 100+0,5 % гуанідинвмісного олігоетеру 2+ Сu 200 2+ Сu 200+0,5 % гуанідинвмісного олігоетеру 2+ Сu 300 2+ Сu 300+0,05 % гуанідинвмісного олігоетеру 2+ Сu 400 2+ Сu 400+0,5 % гуанідинвмісного олігоетеру 5 Довжина паростку (см) Відомий регулятор росту 15±0,2 11±0,09 Заявляємий регулятор росту 6,67±0,08 Довжина кореню (см) 13±0,12 11±0,1 8,18±0,08 6,08±0,12 6,03±0,18 5,32±0,09 5,03±0,12 5,12±0,09 6,01±0,13 3,86±-0,16 4,1±0,14 5,01±0,08 5,72±0,16 3,37±0,12 3,56±0,09 4,17±0,19 4,85±0,14 2,92±0,1 3,49±0,12 В усіх варіантах досліду додавання 0,5 % гуанідинвмісного олігоетеру до розчину з різними концентраціями іонів міді призводить до поліпшення зростання і розвитку пагонів і коренів пшениці, що може свідчити про зв'язуванні гуанідинвмісним олігоетером іонів міді, що 2+ призводить до нейтралізації токсичної дії іонів Сu . Висновок: досліджено, що додавання гуанідинвмісного олігоетеру в концентрації 0,5-2 % до 2+ розчинів, що містять Сu , знижують токсичну дію іонів міді на проростання і розвиток насіння пшениці і може бути використано як регулятор росту рослин. 10 15 20 Джерела інформації: 1. Promotion of plant growth by polymers of lactic acid /Alan M. Kinnersley, Taylor C., Scott I., John H., Yop P., George H. // Plant Growth Regulation 9, 137-146, 1990. 2. Polymeric derivatives of plant growth regulators: synthesis and properties / Aristidis M., Tsatsakis' & Michail I., Shtilm // Plant Growth Regulation 14: 69-77, 1994. 3. Патент Росія № 1122379 від 10.08.2003. Композиция с рострегулирующей активностью / Пономаренко С.П., Герасименко С.М., Анишин Л.А., Боровикова Г.С. 4. Деклараційний патент на корисну модель № 98607 Спосіб отримання поліакриламідного гідрогелевого носія медичного призначення / Вортман М.Я., Іванова Т.С., Бурбан А.Ф., Фуртат І.М., Лемешко В.М., Шевченко В.В. Бюл. 27.04.2015. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Застосування гуанідинвмісного олігоетеру загальної формули: OH OH H N H2N NH O R O H N NH2 NH R=CH2CH2OCH2CH2 як регулятора росту пшениці. 4 UA 122777 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5