CN115466223B

CN115466223B - 杂环苯甲酰胺类化合物及其在促进植物生长发育中的应用

Info

Publication number: CN115466223B
Application number: CN202210064182.3A
Authority: CN
Inventors: 郭红卫; 姜凯; 谢银鹏
Original assignee: Southern University of Science and Technology
Current assignee: Southern University of Science and Technology
Priority date: 2022-01-20
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2024-07-19
Anticipated expiration: 2042-01-20
Also published as: CN115466223A

Abstract

本发明涉及一种杂环苯甲酰胺类化合物及其在促进植物生长发育中的应用。该杂环苯甲酰胺类化合物可以通过抑制植物GH3蛋白活性而抑制植物内源性生长素的氨基酸化，使得植物体内的生长素的积累呈现本来的组织或器官特异性，调控植物生长发育。

Description

杂环苯甲酰胺类化合物及其在促进植物生长发育中的应用

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种杂环苯甲酰胺类化合物及其在促进植物生长发育中的应用。

背景技术

生长素是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，其化学本质是吲哚乙酸。吲哚-3-乙酸(IAA)是植物中生长素最主要的形式，它调控了植物生长发育的多个方面，例如调控植物细胞分裂和伸长、植物向性和顶端优势、侧根发生和不定根的形成、叶片脱落和果实发育等。生长素的调节作用主要依赖于生长素的浓度，过高或过低的生长素浓度都会对植株产生不利的影响。因而，植物生长素浓度调控研究对于农业生产应用具有重要意义。

经过近20年的研究，科学家对吲哚-3-乙酸的合成、转运和信号转导等取得了重大的研究成果，并且通过化学遗传学开发了很多高效、专一、实用的生长调节剂。现有的基于调节植物生长素的产品不具有组织或者器官特异性，在使用这些产品的植物中，所有组织或器官上的生长素均受到影响。然而，各个组织或器官在生长发育中对生长素的浓度需求不一致，现有产品不能平衡各个组织或器官对生长素的需求。例如主根和侧根以及不定根的生长，浓度太高，对主根抑制太强，浓度过低，又不能明显的促进主根和不定根的发生。

发明内容

基于此，有必要针对目前基于生长素的产品无法实现组织或器官特异性的问题，本发明提供一种杂环苯甲酰胺类化合物，该杂环苯甲酰胺类化合物的结构式为：

上述杂环苯甲酰胺类化合物通过抑制植物GH3蛋白活性而减少植物自身产生的生长素(内源性生长素)的氨基酸化，使得生长素在植物各个组织或器官的积累呈现自身的特异性。也即是，经上述杂环苯甲酰胺类化合物处理之后，生长素在植物体内的分布仍然是利于生长发育的不均状态，仍然存在利于生长发育的组织差异性。因此，使用上述杂环苯甲酰胺类化合物可以实现精准调控植物体内的生长素，调控植物的生长发育。

并且，经验证，上述杂环苯甲酰胺类化合物可以抑制主根伸长，促进植物不定根的发生、促进下胚轴伸长，且生根效果优于添加IAA的表型(例如促进下胚轴生长，促进不定根发生)，另外，与(简称“C9”)相比，其对主根的影响较弱，更利于植物生长。

此外，本发明还有提供了一种上述杂环苯甲酰胺类化合物的制备方法及其在促进植物生长发育中的应用、GH3蛋白的抑制剂及含有上述杂环苯甲酰胺类化合物的植物培养基。

一种上述杂环苯甲酰胺类化合物在促进植物生长发育中的应用，所述应用包括促进下胚轴生长、不定根发生和不定根生长中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述植物为双子叶植物和/或单子叶植物。

在其中一个实施例中，所述植物为拟南芥、番茄和水稻中至少一种。

在其中一个实施例中，采用添加有上述杂环苯甲酰胺类化合物的基质培养植物。

在其中一个实施例中，所述杂环苯甲酰胺类化合物的使用浓度为0.8μM～1.5μM。

在其中一个实施例中，所述杂环苯甲酰胺类化合物的使用浓度为1.5μM～3μM。

在其中一个实施例中，所述基质是以培养基、MS培养基或霍格兰氏液为基础通过添加所述杂环苯甲酰胺类化合物得到。

一种上述杂环苯甲酰胺类化合物在制备GH3蛋白抑制剂中的应用。

一种GH3蛋白抑制剂，包括上述杂环苯甲酰胺类化合物。

在其中一个实施例中，所述GH3蛋白抑制剂还包括助溶剂及防腐剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述助溶剂为DMSO。

一种植物培养基，所述植物培养基包括基础培养基和上述杂环苯甲酰胺类化合物。

在其中一个实施例中，所述基础培养基为培养基、MS培养基或霍格兰氏液。

在其中一个实施例中，在所述植物培养基中，所述杂环苯甲酰胺类化合物的浓度为0.8μM～1.5μM。

在其中一个实施例中，在所述植物培养基中，所述杂环苯甲酰胺类化合物的浓度为1.5μM～3μM。

一种植物生长促进剂，包括上述杂环苯甲酰胺类化合物。

上述杂环苯甲酰胺类化合物的制备方法，包括以下步骤：

以为底物合成及以为底物合成

附图说明

图1为D4的合成路线；

图2～图5分别为实施例2中的D4组、C9组和空白对照组的拟南芥苗在培养6天后的植株表型、主根长度的统计结果、下胚轴长度的统计结果和不定根数目的统计结果；

图6为实施例3中的D4组、C9组、IAA组和空白对照组的拟南芥苗在固体培养基上生长6后的DR5-GUS的表达情况；

图7为实施例4中5μM D4对GH3.6蛋白的酶活性的影响结果；

图8为蛋白质GH3.6与D4的共结晶结果；

图9为拟南芥中GH3蛋白家族的19个GH3成员的分类；

图10为GH3蛋白家族的分子对接模型示意图；

图11为不同物种中GH3.6蛋白的多序列比对图；

图12～图15为实施例5中的D4组、C9组和空白对照组的番茄幼苗在固体培养基中，扦插培养10天后的植株表型、根长度的统计结果、不定根数目的统计结果和侧根数目的统计结果；

图16～图17为实施例6中的D4组、C9组和空白对照组的水稻在霍格兰氏液中培养10天后的植株表型、根长度统计结果。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

吲哚-3-乙酸(IAA)是一种很重要的植物生长素，在植物的生长发育过程中起重要作用。吲哚-3-乙酸以3种不同的方式来调节活性：动态平衡、极性运输和植物生长素应答反应。蔗糖和氨基酸等分子与吲哚-3-乙酸的结合与降解有助于维持植物体内吲哚-3-乙酸的动态平衡。当吲哚-3-乙酸浓度增加时，一部分有活性的吲哚-3-乙酸与氨基酸连接成吲哚-3-乙酸氨基酸化产物，贮存起来或者通过降解途径降解；而当吲哚-3-乙酸浓度降低时，吲哚-3-乙酸氨基酸化产物又可以被蛋白水解酶水解成有活性的。

植物GH3基因家族是生长素早期响应基因之一，植物生长素能诱导GH3基因家族的大部分基因快速、瞬时地表达。植物GH3蛋白则具有生长素氨基酸化活性。其中，拟南芥的19种GH3蛋白中，大部分都具有一种或多种植物生长素的氨基酸化合成酶活性。例如JARl(GH3.11)可以把氨基酸结合到茉莉酸上，其它GH3蛋白，则主要以吲哚-3-乙酸为底物进行氨基酸化。

本研究发现结构式为的杂环苯甲酰胺类化合物具有良好的抑制GH3蛋白的活性，其通过抑制GH3蛋白的活性，可以减少植物体内自身合成的生长素的氨基酸化，使得经上述杂环苯甲酰胺类化合物处理之后，生长素在植物体内的分布仍然是利于生长发育的不均状态，生长素在植物中的分布仍然具有利于生长发育的组织差异性，可以实现植物体内生长素的精准放大，促进植物的生长发育。

基于上述，本发明一实施方式还提供了一种上述杂环苯甲酰胺类化合物在促进植物生长发育中的应用。通过上述杂环苯甲酰胺类化合物减少植物体内的生长素的氨基酸化而促进植物生长发育。具体地，上述应用包括促进下胚轴生长、不定根发生和不定根生长。

此外，本发明一实施方式提供了一种植物的培养方法。具体地，该培养方法包括以下步骤：采用含有上述任一实施例的杂环苯甲酰胺类化合物的基质培养植物。

具体地，基质为植物的生长发育提供养分。可选地，基质包括基础培养基和上述任一实施例的杂环苯甲酰胺类化合物。在其中一个实施例中，基础培养基包括固体培养基、培养基或霍格兰氏液。在一个可选地具体示例中，基础培养基为固体培养基。在另一个可选地具体示例中，基础培养基为液体培养基。当然，在其他实施例中，基础培养基的不限于上述列举，还可以是其他能够用于培养植物的介质。例如土壤。上述基质是以基础培养基为基础通过添加杂环苯甲酰胺类化合物得到。

在一些实施例中，植物为双子叶植物或单子叶植物。在其中一个实施例中，植物为拟南芥、番茄或水稻。当然，在其他实施例中，植物不限于上述，还可以是其他双子叶植物或单子叶植物。

在一些实施例中，杂环苯甲酰胺类化合物的使用浓度为0.8μM～3μM。在一个可选地具体示例中，杂环苯甲酰胺类化合物的使用浓度为0.8μM、1μM、1.5μM、2μM或3μM。本文中“使用浓度”是指杂环苯甲酰胺类化合物作用于植物的浓度。

在一些实施例中，基质中的杂环苯甲酰胺类化合物的浓度为0.8μM～3μM。在一个可选地具体示例中，基质中的杂环苯甲酰胺类化合物的浓度为0.8μM、1μM、1.5μM、2μM、2.5μM或3μM。经验证，上述杂环苯甲酰胺类化合物在基质中浓度为0.8μM～1.5μM时，可抑制七天大的拟南芥绿苗植株主根的伸长、促进不定根的发生和生长、促进下胚轴伸长。也即是说，上述杂环苯甲酰胺类化合物在较低浓度下即可产生由内源性生长素增加引起的众多表型。此外，经验证，上述杂环苯甲酰胺类化合物还可以增强DR5-GUS的表达，表达模式具有组织特异性，这也表明上述杂环苯甲酰胺类化合物确实能够激活生长素信号转导途径。

在一些实施例中，基质中的杂环苯甲酰胺类化合物的浓度为1.5μM～3μM。经验证，当上述杂环苯甲酰胺类化合物在基质中浓度为1.5μM～3μM时，可以促进切除根系的番茄的不定根的发生和生长；当上述杂环苯甲酰胺类化合物在基质中浓度为1.5μM～3μM时，可以抑制水稻主根生长，利于生长发育。

当然，可以理解的是，在培养植物的过程中需要给予植物生长发育所需的光照。

此外，本发明一实施方式还提供了一种植物培养基，该植物培养基包括基础培养基和上述任一实施例的杂环苯甲酰胺类化合物。具体地，基础培养基与上文植物的培养方法中的基础培养基相同，此处不再赘述。

上述植物培养基包含了上述杂环苯甲酰胺类化合物。因此，该植物培养基能促进植物生长发育。

此外，基于上述杂环苯甲酰胺类化合物对GH3蛋白的活性有明显的抑制作用，本发明一实施方式还提供了一种上述杂环苯甲酰胺类化合物在制备GH3蛋白抑制剂中的应用。

在一些实施例中，GH3蛋白为GH3的第二亚家族蛋白。在其中一个实施例中，GH3蛋白为GH3.1蛋白、GH3.2蛋白、GH3.3蛋白、GH3.4蛋白、GH3.5蛋白、GH3.6蛋白、GH3.9蛋白和GH3.17蛋白中的至少一种。

另外，本发明一实施方式还提供了一种GH3蛋白抑制剂，该GH3蛋白抑制剂包括上述任一实施例的杂环苯甲酰胺类化合物。

具体地，上述任一实施例的杂环苯甲酰胺类化合物作为GH3蛋白抑制剂的活性成分。可以理解的是，GH3蛋白抑制剂的活性成分不限于上述杂环苯甲酰胺类化合物，还可以包括其他活性成分。

在一些实施例中，GH3蛋白抑制剂还包括辅料。具体地，辅料选自助溶剂及防腐剂中的至少一种。由于上述杂环苯甲酰胺类化合物的水溶性较差，因此，在制备GH3蛋白抑制剂时，添加助溶剂有助于抑制剂中的上述杂环苯甲酰胺类化合物充分被植物吸收。在一个可选地具体示例中，助溶剂为DMSO。当然，在其他实施例中，助溶剂不限于上述，还可以是其他植物可以接受的助溶剂。防腐剂用于延长GH3蛋白抑制剂的使用寿命，防腐剂没有特别的限制。

此外，本申请一实施方式还提供了一种植物生长促进剂，该植物生长促进剂包括上述杂环苯甲酰胺类化合物。可以理解的是，植物生长促进剂的组分不仅限于上述杂环苯甲酰胺类化合物，还可以包括其他组分。

此外，请参阅图1，本发明一实施方式还提供了一种上述杂环苯甲酰胺类化合物的制备方法。该制备方法包括以下步骤：

以为底物合成及以为底物合成

具体实施例

以下结合具体实施例进行详细说明。以下实施例如未特殊说明，则不包括除不可避免的杂质外的其他组分。实施例中采用试剂和仪器如非特别说明，均为本领域常规选择。实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规条件，例如文献、书本中所述的条件或者生产厂家推荐的方法实现。

需要说明的是，本文中“μM”指“μmol/L”；C9为N-[4-[(6-pyrazol-1-ylpyridazin-3-yl)amino]phenyl]-3-(trifluoromethyl)benzamide，结构式为：具有抑制GH3蛋白的活性；IAA指吲哚-3-乙酸；培养基的组成：2.215g/L MS盐、15g/L蔗糖、0.5g/L MES、5g/L植物凝胶和水，pH为5.8；霍格兰氏液的组成：945mg/L四水硝酸钙、506mg/L硝酸钾、80mg/L硝酸铵、136mg/L磷酸二氢钾、493mg/L硫酸镁、5.46g/L七水硫酸亚铁、3.73g/L乙二胺四乙酸二钠。附图中的“***”表示“P<0.001”。

实施例1

(1)合成D2的反应式为：

向20mL甲醇中添加1,4-苯二胺(1，4-phenylenediamine)(432mg,4.0mmol)和3,6-二氯哒嗪(3.6-dichloropyridazine)(595mg,4.0mmol)，过夜回流，反应液降至室温后减压蒸发，产物通过色谱柱纯化(silica gel,hexane/ethyl acetate)，获得0.4g的白色固体，经核磁共振和高分辨质谱检测鉴定为D2(纯度45％)。

¹H-NMR(500MHz,CDCl₃)δ:7.16(d,J＝9.5Hz,1H),7.06(d,J＝8.5Hz,1H),6.97(br,1H),6.84(d,J＝9.5Hz,1H),6.70(d,J＝8.5Hz,2H),3.72(br,2H).¹³C-NMR(126MHz,CDCl₃)δ:158.93,147.23,144.63,129.20,129.03,125.83,115.97,115.17.ESI-HRMS:m/z理论计算值为C₁₀H₉ClN₄[M+H]⁺:221.0594,实测值为221.0582。

(2)合成D4的反应式为：

向冰上预冷的溶于7.7mL DMF的D2(216mg,0.77mmol)溶液中逐滴加入3-三氟甲基-苯甲酰氯(3-(Trifluoromethyl)benzoyl Chloride)(241mg,1.16mmol)，混合液在室温搅拌3小时。随后向反应液中加入200mL乙酸乙酯(Ethyl acetate)，随后用水和盐水溶液冲洗。有机层用N_a2SO₄干燥，溶剂减压蒸发，留物通过色谱纯化(silica gel,hexane/ethylacetate)获得0.195g黄色固体，经核磁共振和高分辨质谱检测鉴定为D4(纯度64％)。

¹H-NMR(500MHz,DMSO)δ:10.44(s,1H),9.49(s,1H),8.31(s,1H),8.28(d,J＝8.0Hz,1H),7.97(d,J＝8.0Hz,1H),7.79(d,J＝8.0Hz,1H),7.75(d,J＝9.0Hz,2H),7.71(d,J＝9.0Hz,2H),7.56(d,J＝9.0Hz,1H),7.20(d,J＝9.0Hz,1H).¹³C-NMR(126MHz,DMSO)δ:163.60,156.74,147.11,1236.37,135.84,133.04,131.73,129.67,129.14(q,J＝31.9Hz),127.98(q,J＝3.3Hz),124.15(q,J＝3.9Hz,),124.00(q,J＝354.02).ESI-HRMS:m/z理论计算值为C₁₈H₁₃ClF₃N₄O[M+H]⁺:393.0730,实测值为393.0719。

实施例2

不同浓度的D4对拟南芥的主根长度、下胚轴长度及不定根数目的影响

(1)将拟南芥种子(哥伦比亚0型，Col-0)播种在D4组、C9组和空白对照组的培养基上，培养6天，每组至少播种30颗。其中，D4和C9组的培养基分别是含有0.8μM、1.5μM的D4(实施例1合成的D4采用DMSO溶解，以下实施例同理)或者C9的培养基；空白对照组的培养基是不做处理的培养基。当然，D4组、C9组和空白对照组的其他培养条件相同。

(2)培养结束后，观察各组的拟南芥苗的生长状况，记录不同浓度的D4和C9处理下的拟南芥苗的主根长度、下胚轴长度及不定根的数量，以及无处理的拟南芥苗的主根长度、下胚轴长度及不定根的数量，并进行统计分析，结果如图2～图5所示。

图2为D4组、C9组和空白对照组的拟南芥苗在培养6天后的植株表型。在图2中，右下角的比例尺的长度为10mm。由图1可知，随着D4浓度的升高，主根的伸长受到抑制、下胚轴长度增加、不定根数目增多。同C9相比，在同等浓度下，对主根的抑制较弱。

图3为D4组、C9组和空白对照组的拟南芥苗在培养6天后的主根长度的统计分析结果。由图3可知，D4组和C9组中的拟南芥的主根长度均小于空白对照组，D4组和C9组浓度处理后的拟南芥苗的主根长度与空白对照组均有极显著的差异。

图4为D4组、C9组和空白对照组的拟南芥苗在培养6天后的下胚轴长度的统计分析结果。由图4可知，D4组和C9组中的拟南芥的下胚轴长度均大于空白对照组，D4组和C9组处理的拟南芥苗的下胚轴长度与空白对照组有极显著差异。

图5为D4组、C9组和空白对照组的拟南芥苗在培养6天后的不定根数目的统计分析结果。由图5可知，D4组、C9组在不同浓度处理的拟南芥的不定根数目均大于空白对照组，且D4组、C9组中不同浓度处理的拟南芥苗的不定根数目均与空白对照组有极显著差异。

因此，由图2～图5可知，D4和C9对拟南芥的作用具有组织特异性，D4和C9不仅对主根有抑制作用，对下胚轴的生长、不定根的发生和生长均还有促进作用，且同等浓度下，D4对主根的抑制程度较C9弱，对于下胚轴和不定根的促进具有同等功效，更利于植物生长。

实施例3

D4对拟南芥生长素信号转导途径的影响

将拟南芥种子(哥伦比亚0型，Col-0)播种在D4组、C9组、IAA组和空白对照组的培养基上，培养6天。其中，D4组的培养基是含有1.5μMD4的培养基，C9组的培养基含有1.5μM的C9的培养基，IAA组的培养基含有1μM的IAA的培养基；空白对照组的培养基是不做处理的培养基。当然，D4组、C9组、IAA组和空白对照组的其他培养条件相同。然后，GUS(β-葡萄糖苷酸酶)经X-gluc组织染色后观察各组的拟南芥苗中DR5-GUS在下胚轴、主根和根尖的表达情况，结果图6所示。

图6中，Mock代表空白对照组，由图6可知，D4和C9增强了DR5-GUS在子叶、下胚轴、下胚轴-根交界处、侧根原基和根尖的表达，所以，D4和C9能够激活生长素信号转导途径，并且D4作用的部位主要为侧根原基和下胚轴；C9作用的部位主要为侧根原基、下胚轴和根交界处，IAA处理增强了下胚轴-根交界处和根尖的DR5-GUS表达。

实施例4

D4对GH3.6蛋白活性的影响

采用液相色谱质谱联用仪测定GH3.6蛋白外酶活动力学数据。反应体系200μL：5μMD4、50mM Tris-HCl(pH＝7.5)，20mM MgCl₂，1mM ATP，1mM DTT，2mM IAA，10μg GH3.6蛋白，0.1mM-0.6Mm IAA浓度梯度，5mM天冬氨酸。30℃反应30min，反应结束后，加入20μL浓盐酸中止反应，用200μL乙酸乙酯抽提两次，待真空干燥后，加入100μL甲醇，用液相色谱质谱联用仪测定。结果如图7所示。

图7为5μM D4对GH3.6蛋白的酶活性的影响结果。由图7可知，D4可以显著性抑制GH3.6蛋白的活性，进一步证实了D4的靶蛋白为GH3蛋白家族(GH3s)。需要说明的是，GH3.6蛋白是植物GH3.6基因所对应的蛋白。

通过体外蛋白表达纯化获得GH3.6并对蛋白质进行结晶化。结晶后的蛋白质GH3.6用D4浸泡制备共结晶。最后通过同步辐射光源照射收集晶体衍射数据并解析电子云获得结构数据，结果如图8、图10和图11所示。图8为蛋白质GH3.6与D4的共结晶结构。其中，a图为共结晶结构图。b图为GH3.6氨基酸二级结构、以及与小分子D4、AMP互作的展示，c图为AMP在活性口袋中的结构展示，d图为D4在活性口袋中的结构展示。由图8可知，D4可以结合在GH3.6的酶活反应口袋，竞争性抑制IAA与GH3.6的结合，该结果说明D4和GH3.6存在相互作用。

图9为拟南芥中GH3蛋白家族的19个GH3成员。总共分为3个亚家族，其中第二亚家族Group II具有耦合IAA的功能。

图10为计算分子对接模型示意图。a图为3个亚家族的结构示意图；b图为AMP在3个亚家族结构中的位置展示；c为D4在3个亚家族中的位置展示。d图是组成活性口袋的氨基酸序列比对分析。该结果说明，D4在Group II中的结构是保守的。

图11为不同物种中GH3.6蛋白的多序列比对图。该图说明GH3在维管束植物中是保守的，说明了D4可以作为维管束植物的生长调节剂。

由图7～图11可知，D4可以作为专一的GH3第二亚家族蛋白的抑制剂，抑制IAA的耦合，可在维管束植物中应用的小分子生长调节剂。

实施例5

D4对番茄的不定根的产生

(1)将生长7天且长势一致的番茄幼苗切除其根部，随机分4组：D4组、C9组、IAA组和空白对照组。

(2)将D4组、C9组的番茄在含有1.5μM和3μM C9的培养基培养10天；IAA组的番茄在含有0.3μM和1μM IAA的培养基培养10天；将空白对照组的番茄在培养基上培养10天。当然，D4组、C9组、IAA组和空白对照组的其他培养条件相同。

(3)培养结束后，观察各组的番茄幼苗的生长状况，记录各组番茄幼苗的不定根的数量和长度，并进行统计分析，结果如图12～图15所示。

图12为D4组、C9组、IAA组和空白对照组中的番茄在培养10天后的植株表型，标尺为10mm；图13为D4组、C9组、IAA组和空白对照组的番茄绿苗在培养10天后的根长统计分析结果；图14为D4组、C9组、IAA组和空白对照组的番茄幼苗在培养10天后的不定根数目的统计分析结果；图15为D4组、C9组、IAA组和空白对照组的番茄幼苗在培养10天后的根侧数目的统计分析结果。

由图12～图15可知，D4组、C9组处理后的番茄幼苗的根系明显优于空白对照组和IAA组，D4组、C9组能够促进切除根系的番茄的不定根的发生和生长。说明了D4对除拟南芥外的其他植物也有类似的调控作用，具有较广的适用范围。

实施例6

D4对水稻的根系的影响

(1)将水稻种子在水中培养2-3天萌发后，随机分成3组：D4组、C9组和空白组。

(2)将D4组、C9组的水稻绿苗在含有1.5μM或者3μM C9的霍格兰氏液中培养10天；将空白对照组的水稻幼苗在不含霍格兰氏液中培养10天。当然，D4组、C9组和空白对照组的其他培养条件相同。

(3)培养结束后，观察各组的水稻绿苗的生长状况，记录各组水稻绿苗根长度，并进行统计分析，结果如图16～图17所示。

图16为D4组、C9组和空白对照组中的水稻绿苗在培养10天后的植株表型。在图15中，Mock指空白对照组，比例尺的长度为10mm；图17为D4组、C9组和空白对照组的水稻绿苗在培养10天后的主根长度的统计分析结果。

由图16～图17可知，D4和C9能够抑制水稻主根的生长，相比C9，表现为温和的抑制效果。同时也说明了D4对除拟南芥外的其他植物也有类似的调控作用，具有较广的适用范围。

综上，以上实施例说明了D4对植物的根系的生长发育具有组织特异性，可以促进拟南芥绿苗植株不定根的发生、促进下胚轴伸长，且D4处理产生了优于外加IAA的表型(促进下胚轴生长，促进不定根发生)，其处理也较C9更为温和；并且D4能激活生长素信号转导途径，能显著抑制GH3蛋白家族的活性，此外，D4能够促进植物的根系生长发育不仅局限于拟南芥，水稻及番茄中也适用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种杂环苯甲酰胺类化合物，其特征在于，所述杂环苯甲酰胺类化合物的结构式为：

2.权利要求1所述的杂环苯甲酰胺类化合物在促进植物生长发育中的应用，所述应用包括促进下胚轴生长、不定根发生和不定根生长中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述植物为双子叶植物和/或单子叶植物。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述植物为拟南芥、水稻和番茄中的至少一种。

5.根据权利要求2～4任一项所述的应用，其特征在于，采用添加有所述杂环苯甲酰胺类化合物的基质培养植物。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述基质是培养基、MS培养基或霍格兰氏液。

7.一种GH3蛋白的抑制剂，其特征在于，所述抑制剂包括权利要求1所述的杂环苯甲酰胺类化合物。

8.根据权利要求7所述的抑制剂，其特征在于，所述抑制剂还包括助溶剂及防腐剂中的至少一种。

9.一种植物培养基，其特征在于，所述植物培养基包括基础培养基和权利要求1所述的杂环苯甲酰胺类化合物。

10.根据权利要求9所述的植物培养基，其特征在于，所述基础培养基为培养基、MS培养基或霍格兰氏液。

11.根据权利要求9～10任一项所述的植物培养基，其特征在于，在所述植物培养基中，所述杂环苯甲酰胺类化合物的浓度为0.8μM～3μM。

12.根据权利要求11所述的植物培养基，其特征在于，在所述植物培养基中，所述杂环苯甲酰胺类化合物的浓度为1.5μM～3μM。

13.一种植物生长促进剂，其特征在于，包括权利要求1所述的杂环苯甲酰胺类化合物。

14.权利要求1所述的杂环苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

以为底物合成及

以为底物合成