植物生长增强混合物的制作方法
【专利摘要】当向患有称为柑橘黄龙病或HLB病症的生长和发育受损的柑橘树外源施用时，海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐能够克服该问题的致死效应。已经证明用海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐使树组织重生在向垂死的树外源施用之后最快72小时开始。组织重生持续至林冠接近完全重生、结果芽发育、之后是花发育、然后花发育成丰富和健康的果实。许多看似死亡的木组织会在施用后2-4个月内被健康的新叶覆盖。向土壤添加特定的激素使海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐的施用进一步增强新林冠和根组织的发育。
【专利说明】植物生长增强混合物
[0001]发明背景
[0002]1.抟术领域
[0003]本发明涉及外源施用的非还原糖海藻糖在作物植物中的信号传导作用，具体涉及受到称为柑橘绿化或黄龙病(HLB)的全球常见病破坏的柑橘科植物成员。本发明也涉及其他外源施用的非还原糖或相似物质或代谢物的信号传导作用，具体涉及受到称为柑橘黄龙病或HLB并且由韧皮部杆菌(Candidatus Liberibacter)引起的全球常见病破坏的柑橘科植物成员，该细菌在导致柑橘树中韧皮部限制(phloem restrict1n)的亚洲柑橘木風(Asian Citrus Psyllid)和柑橘木風(Diaphorina citri)中分布。该问题明显在柑橘树中引发了巨大的植物激素失衡。
[0004]2.现有抟术说明
[0005]存在可能是非生物的或生物的背后/伴随的病症，其进一步恶化了柑橘黄龙病和树的总体“健康”，使得由于柑橘黄龙病的刺激更“易于”受到感染。此外，也显示在任意其他作物植物或其他植物上的其他细菌可能死于相似或其他形式的植物中植物激素平衡的破坏，接着发生受损的生长和发育。同样，即使没有细菌感染，仅失去最优激素平衡的其他树或植物可能在柑橘黄龙病中发生比生物体的老化中可能并发生的衰退更快的衰退。
[0006]通常，作物植物大多在基于充分研究的、推荐状态的肥沃实践中生长，焦点仅仅或主要集中在提供丰富或过丰富的主要矿物质、氮、磷和钾，以及可能的其他矿物质。虽然在农业生产中是广泛运用，但是该方法可能会起反作用并且另外是明显偏离通过各种可用于最大化作物植物生产率的信号传导分子(当前很可能没有立刻意识到许多未知的和许多其他的分子用作外源的、熟知的植物生长调节剂来辅助优化植物内激素平衡的潜力)的最优基因表达的总生物实体的方法。在柑橘黄龙病，即在偏离的激素平衡和植物发育的代谢信号传导的情况中，对于损伤问题的治疗手段是外源施用这些信号传导代谢物和/或调节激素以产生激素、信号传递或调节分子的最优平衡以及对于整个作物植物的生长和发育的代谢物最优转移和分布。
[0007]由称为HLB的“疾病”柑橘黄龙病导致的植物生长和作物生产的损伤特征导致作物树的最终死亡，似乎是出现了光合作用产物转移系统或从解剖学上在植物生物体中称为“韧皮部”的“管道”的功能障碍。作物生产信号传导和“食物”转移所需的至少2个主要系统基本上首先受到部分损伤，并且接着发生死亡，最终完全关闭。第一个受损伤的方面是生长和发育基因表达的合适信号传导的植物调节激素和代谢物的关键转移。
[0008]这种受损伤的转移是从苗端到根尖的向下移动和从根尖到苗端的向上移动，以及这些信号传导或调节分子的任意横向或其他运动。此外，第二，上述还导致从叶片或光合叶绿素的其他部位转移光合作用产物的堵塞，伴随着在叶片中糖过量积累成明显非流动的淀粉，因此进一步使糖和对于作物植物的合适生长和发育绝对重要的其他代谢物的转移下降。这种功能的上述缺失的总结果是作物植物的缓慢和曲折的死亡。
[0009]3.本发明目的的鉴定
[0010]本发明的一个目的是提供一种化学组合物或混合物，其从苗端到根尖和从根尖以及横向覆盖生长作物植物的全部相关组织来刺激调节激素和/或信号传导代谢物的更高效合成和充分转移，从而最优或者甚至最大化整个植物的基因表达的调节。
[0011]本发明的另一个目的是提供刺激糖、氨基酸和其他光合作用产物从代谢的合成部位更高效和充分地转移到需要这些分子的作物生长和发育组织部位的化学组合物或混合物，尤其是当其处于患有如柑橘黄龙病的损伤疾病中时。
[0012]本发明的另一个目的是提供在作物中刺激新组织发育来代替功能异常的组织的化学组合物或混合物。
[0013]本发明的另一个目的是提供在作物植物中刺激新组织发育以代替由于整个植物激素和信号传导分子平衡的破坏而功能异常的组织的化学组合物或混合物，这种功能异常是由于这种平衡破坏或其他细菌或生物体引起的疾病或由于任意其他应激或其他因素导致作物植物中组织损伤。
[0014]本发明的另一个目的是提供增强细胞分裂和细胞分化并增强新“转移组织”管道的化学组合物或混合物，所述转移组织在植物科学中称为维管组织，包括韧皮部、木质部胞外空间和用于转移调节激素和信号传导分子的其他相关组织的发育用于在作物植物中发育新的和全部相关的组织。
[0015]本发明的另一个目的是提供施用外源信号传导分子和/或外源调节激素以“重启”受损和正在缓慢死亡的作物植物在作物植物中发育新组织以更新用于作物植物的正常和最优生长和发育的调节激素和信号传导分子的合成和转移的方法。
[0016]本发明的另一个目的是提供施用外源信号传导分子和/或外源调节激素以不仅“重启”受损和缓慢死亡的作物植物，在作物植物中发育新组织以更新用于作物植物的正常和最优生长和发育的调节激素和信号传导分子的合成和转移，同时也在较长和生产寿命中持续合成和转移用于持续“健康”生长的这些分子的方法。
[0017]本发明的另一个目的是提供施用外源信号传导分子和/或外源调节激素以不仅“重启”受损和缓慢死亡的作物植物在作物植物中发育新组织以更新用于作物植物的正常和最优生长和发育的调节激素和信号传导分子的合成和转移，同时也在较长和生产寿命中持续合成和转移用于持续“健康”生长的这些分子的方法，该方法通过使之前由柑橘黄龙病破坏的组织解除堵塞并通过自体吞噬和/或其他方式，循环并使用在先前的受损形式中的代谢物质用于新的和有效的组织生长。
[0018]本发明的另一个目的是提供持续间歇施用(每年2次)外源信号传导分子和/或外源调节激素以不仅“重启”受损和正在缓慢死亡的作物植物在作物植物中发育新组织以更新用于作物植物的正常和最优生长和发育的调节激素和信号传导分子的合成和转移，同时也在较长和生产寿命中持续合成和转移用于持续“健康”生长的这些分子的方法，该方法通过使之前由柑橘黄龙病破坏的组织解除堵塞和通过自体吞噬和/或其他方式，循环并使用在先前的受损形式中的代谢物质用于进一步发育新的和有功能的组织。
[0019]附图简要说明
[0020]在下文中基于附图以示例而非限制的方式详细描述本发明，显示向林冠或林冠及导向土壤中的根部的树干底部施用海藻糖和生长激素调节剂和/或其他分子和/或矿物质的结果。
[0021]图1显示了在叶部海藻糖施用之前橙树的情况；
[0022]图2显示了 2012年3月22日时来自图1的树的情况，其在2011年11月30日用海藻糖处理，在林冠的叶部单次处理后4个月时，树几乎完全重生；
[0023]图3显示了在处理后4个月时甚至在明显死亡的树枝上形成的新叶；
[0024]图4显示了在处理受柑橘黄龙病严重感染的树后4个月时在明显死亡的树枝上生长的新叶的放大图；
[0025]图5显示了在处理后3个月时图1和2中显示的树的花的丰产发育；
[0026]图6显示了用叶部海藻糖处理并且也通过在柑橘树干的底部灌透海藻糖和激素混合物处理并使其余的化学混合物流到土壤中并在植物的根冠处流向根部的另一棵树。
[0027]图7显示了图6中所示处理的树在72小时之前看似死亡的小树枝上的3片新叶；
[0028]图8显示了在如图6所示处理72小时后该小树枝末端的新叶；
[0029]图9a显示了在处理后12个月时在橙树上结的果实；
[0030]图9b显示了在处理后14个月时在橙树上结的果实；并且
[0031]图9c显示了图9b的树的新叶的原始情况。
【发明内容】
[0032]上述鉴定的目的，与本发明的其他特征和优点一起包含在植物生长增强混合物中，所述混合物至少包含信号传导分子海藻糖，优选海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐，或其他引发与两种所列化合物相似的效果的化合物，以将光合作用产物转移至发育中的植物组织。
[0033]本发明涉及外源施用的非还原糖海藻糖在作物植物中的信号传导作用，在该具体情况中涉及受到称为柑橘绿化或黄龙病(HLB)的全球常见病破坏的柑橘科植物成员。本发明也涉及其他外源施用的非还原糖或相似的物质或代谢物的信号传导作用，在该具体情况中涉及受到称为柑橘黄龙病或HLB并且由韧皮部杆菌(Candidatus Liberibacter)引起的全球常见病破坏的柑橘科植物成员，该细菌在造成柑橘树中韧皮部限制的亚洲柑橘木虱(Asian Citrus Psyllid)和柑橘木風(Diaphorina citri)中分布。该问题明显在柑橘树中引起巨大的植物激素失衡。存在可能是非生物的或生物的背后伴随的病症，其进一步恶化了柑橘黄龙病和树的总体“健康”，使得由于柑橘黄龙病的刺激更“易于”受到感染。此夕卜，也显示在任意其他作物植物上的其他细菌或其他植物可能死于相似或其他形式的植物中植物激素平衡破坏，接着发生受损的生长和发育。同样，即使没有细菌感染，仅失去最优激素平衡的其他树或植物可能在柑橘黄龙病中发生比生物体的老化中可能并发生的衰退更快的衰退。
[0034]发明实施方式的详述
[0035]在向受感染的柑橘树的林冠叶部施用的优选应用中，施用海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐的水溶液，其浓度为每英亩100加仑水的体积中0.0002%至2%，优选每英亩所述100加仑水中0.02%的百分比。对于每英亩所述100加仑水中0.02%的优选百分比，可以加入其他植物激素如细胞激动素和赤霉素以进一步增强新组织的发育，但不必限于细胞激动素和赤霉素。
[0036]已经观察到植物生长增强混合物通过由海藻糖促成的大量细胞分裂和细胞分化大大增强植物的营养和发育，并且进一步根据通过柑橘黄龙病影响树的伴随疾病或病症，通过激素如细胞激动素和赤霉素(但不限于此)以充分的表观遗传方式来增强，并且导致作物植物的更强健和更健康及更多产的经济部分。
[0037]在受感染的树的树干底部的土壤施用的优选应用中，用海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐的水溶液向土壤中任意过量滴加并流向受感染的柑橘树的根部，其浓度范围为每英亩100加仑水的体积中0.0002%至2%，优选0.02%的百分比。
[0038]在另一个受感染的树的树干底部的土壤施用的优选应用中，用海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐的水溶液向土壤中任意过量滴加并流向受感染的柑橘树的根部，其浓度范围为每英亩100加仑水的体积中0.0002%至2%，优选0.02%的百分比的海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐以及其他植物激素如细胞激动素和赤霉素，以进一步增强新组织的发育，但不必限于细胞激动素和赤霉素。优选以含或不含其他组分如钴或镁矿物质的水溶液向植物施用信号传导分子海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐，这些矿物质与海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐组合抑制乙烯的有害作用，这种作用在作物植物遭受生物或非生物胁迫条件如高温、缺水等时存在。
[0039]已经观察到植物生长增强混合物通过由激素如细胞激动素和赤霉素(但不限于这些激素)促成的大量细胞分裂和细胞分化极大地增强了植物的营养和发育，并且导致作物植物更强健和更健康及更多产的经济部分。
[0040]已经观察到植物生长增强混合物通过由激素如细胞激动素和赤霉素(但不限于这些激素)促成的大量细胞分裂和细胞分化极大地增强了植物的营养和发育，并且导致作物植物更强健和更健康及更多产的经济部分，并且尤其增强了作物植物的糖转移使用和效率并且导致作物生产率的大幅增加。
[0041]已经观察到植物生长增强混合物极大地增加了结果芽的发育及结果芽随后的花发育，然后发育成丰富和健康的果实产品。
[0042]已经观察到植物生长增强混合物极大地增加了作物植物的可收获产率，而没有出现之前受损的柑橘树生长和柑橘果实生产。
[0043]已经观察到植物生长增强混合物通过由施用信号传导还原糖海藻糖(但不限于海藻糖)向明显正在死亡的枝干、剩余叶和苗以每英亩至少100加仑水进行叶部喷洒来形成新的健康林冠和根系克服了柑橘黄龙病表型并且极大地增加了作物植物的可收获产率的量。必须使混合物尽可能地覆盖正在死亡的树。早先所示的“土壤”浸透还能在由柑橘黄龙病以外的其他非生物或生物疾病复杂化的困难情况中起到帮助。
[0044]在海藻糖与充足材料的土壤施用或树干施用以进入土壤根部的优选实施方式中，植物生长增强混合物的化学组合物或混合物包括两种植物激素-细胞激动素和赤霉素的水性掺混物，或者如早先所示向树的“地面上”部分的叶部施用。如对本领域那些技术人员熟知的，细胞激动素和赤霉素可以获自多种天然来源或其可以化学合成。所述赤霉素优选选自下面的一种或多种=GAp GA2、GA3> GA4, GA5, GA6, GA7, GA8, GA9, GA10, GAn、GA12、GA13> GA14,GA15、GA16、GA17、GA18、GA19、GA20、GA21、GA22、GA23、GA24> GA2 5-> GA26、GA27 > GA28 > GA29、GA30、GA31、GA32 >GA33、GA34、GA35、GA36、GA37、GA38、GA39、GA40、GA41、GA42、GA43、GA44、GA45、GA46、GA47、GA48、GA49、GA50、GA51、GA52、GA53、GA54、GA55、GA56、GA57、GA58、GA59、GA6q、GA61、GA62、GA63、GA64、GA65、GA66、GA67、GA68、GA69、GA7q、GA71、GA72 λ GA73、GA74、GA75、GA76、GA77、GA78、GA79、GA8q、GA81、GA82、GA83、GA84、GA85、GA86、GA87、GA88 λ GA89 λ GA90 λ GA91、GA92、GA93、GA94、GA95、GA96、GA97、GA98、GA99、GA100 ^ GAiq1、GAiq2、GA103、GA1Q4、GA1Q5、GA106 λ GA1Q7、GA108 λ GA109 λ GA110 λ GA111 λ GA112 λ GA113、GA114、GA115、GA116、GA117、GA118、GA119、GA12tl、GA121、GA122、GA123、GA124> GA125、GA126。所述赤霉素优选选自下面的一种或多种:玉米素、各种形式的玉米素、N6-苄基腺嘌呤、N6-(6-2-异戊基)腺嘌呤、1，3-二苯脲、噻苯隆、CPTO(氯吡脲)、激动素或其他有细胞激动素活性的化学制剂。
[0045]所述优选赤霉素是赤霉酸GA3,并且以一定量存在于水性混合物中从而GA3为约0.1-10重量％，更优选约0.5-约5重量％并且最优选约0.075-约0.125重量％。所述优选细胞激动素是激动素，并且以一定量存在于水性混合物中从而激动素为约0.003-0.3重量％，更优选约0.0015-0.15重量％并且最优选约0.01-0.05重量％。
[0046]植物激素的比率优选范围为:细胞激动素和赤霉素1: 10-1: 300，并且更优选I: 20-1: 40。最优选约1: 30比率。但是，为了获得最优结果，所述细胞激动素和赤霉素的绝对量必需与经处理植物和其果实的体积/重量成比例变化。细胞激动素的绝对量优选在l-300mg/公顷生长植物，但是更优选20-80mg/公顷生长植物。赤霉素的绝对量优选在10-1OOOOmg/公顷生长植物，但是更优选500-2500mg/公顷生长植物。
实施例
[0047]附图显示了向柑橘树和植物施用植物生长增强混合物的结果的几个实施例。例如，图1和2分别显示了在叶部海藻糖施用之前和之后橙树的情况。在图1和2所示的实施例中，通过将海藻糖与水以每I加仑水I克海藻糖的浓度混合来制备水溶液。此后，以100加仑/英亩的比率向柑橘树的叶部施用水溶液。图2显示了在用水溶液单次处理后4个月时的树。图3显示了在处理后4个月时甚至在明显死亡的枝干上形成的新叶。图4显示了在处理受柑橘黄龙病严重感染的树后4个月时在明显死亡的树枝上生长的新叶的放大图。相似地，图5显示了在用水溶液单次施用后3个月时相同的树，而树正在开花。
[0048]图6-8显示了施用按照本发明的一个实施方式的水溶液的结果的另一个实施例。例如，图6是已经用每I加仑水含I克海藻糖，以及植物激素细胞激动素和赤霉素的溶液处理的树。细胞激动素占溶液总重量的约0.0015重量％，而赤霉素占溶液的约0.5重量％。在该实施例中，以每棵树I加仑的比率在树干周围树的底部处立即向土壤施用水溶液。然后溶液浸入土地中。图7和8显示了在施用溶液72小时后在之前显示出已经死亡的树枝上出现的新叶。
[0049]图9a显示了在处理后12个月时在橙树上结的果实；
[0050]图9b显示了在处理后14个月时在橙树上结的果实；并且
[0051]图9c显示了图9b的树的新叶的原始情况。
[0052]经处理的树的叶和果实的外观显示出没有柑橘黄龙病，HLB的致病生物体。也通过确定实时-PCR的Ct值的分子生物学技术证明没有该生物体。在经治疗的树中发现Ct值为40左右，而在受感染的树中发现Ct值为20左右。
【权利要求】
1.一种增强植物生长的方法，所述方法包括以下步骤: 混合包含海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐的水溶液，并且 向感染黄龙病的树施用所述水溶液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述树的林冠施用所述水溶液。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述树的根系施用所述水溶液。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述树的树干底部施用所述水溶液，使得所述水溶液渗入所述树的根系。
5.一种植物生长增强混合物，所述混合物包含:包含海藻糖或海藻糖-6-磷酸盐的水溶液。
6.如权利要求5所述的植物生长增强混合物，其特征在于，所述水溶液还包含细胞激动素和赤霉素。
7.如权利要求5所述的植物生长增强混合物，其特征在于，所述水溶液还包含至少包括细胞激动素和赤霉素的多种植物激素。
8.如权利要求6所述的植物生长增强混合物，其特征在于，所述水溶液包含约0.003重量％至约0.3重量％的细胞激动素，和约0.1重量％至约10重量％的赤霉素。
9.如权利要求6所述的植物生长增强混合物，其特征在于，所述水溶液包含约0.0015重量％至约0.15重量％的细胞激动素，和约0.5重量％至约5重量％的赤霉素。
【文档编号】A01P21/00GK104270952SQ201380020932
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月19日 优先权日:2012年4月20日
【发明者】A·利普泰, R·萨尔茨曼, J·世多乐 申请人:美国世多乐集团公司
文档序号 :
【 244564 】
技术研发人员：A·利普泰,R·萨尔茨曼,J·世多乐
技术所有人：美国世多乐集团公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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