CS275634B6 - Prostriedok s regulačnou účinnosťou na rast rias a syntézu chlorofylu - Google Patents

Description

1 CS 275634 B 6

Vynález sa týká prostriedku s regulačnou účinnostem na rast a syntézu chlorofylu ze-lených rias, ktorý pozostáva z roztoku benzotiazoliovej soli všeobecného vzorca I

kde R je vodík, metyltio, etoxykarbonylnietyltio; R1 je vodík, metyl, benzyl, alyl, metoxykarbonylmetyl, etoxykarbonylmetyl, propoxy-karbonylmetyl, izopropoxykarbonylmetyl: X" je bromidová, jodidová, sulfátová, metosulfátová skupina.

Benzotiazoliová sol móže byť v roztoku organických rozpúšťadiel ako dimetylsulfoxid,metylalkohol, trietyléngylkol, N, N’-dinietylformamid, výhodné však možno použit’ vodný roz-tok.

Benzotiazoliové soli obecného vzorca I pósobia inhibične na rast a syntézu chlorofyluzelených rias při koncentráciach v kultivačnom médiu 5,3 mg.dm-^ a vyšších. Při týchto kon-centráciach spůsobujú tiež fotodegradáciu chlorofylu v izolovaných rastlinných chloroplas-toch. Deriváty u ktorých R1 je alkoxykarbonylmetyl a tiež derivát u ktorého R je alkoxy-karbonylmetyltio, pósobia stimulačně na rast a syntézu chlorofylu zelených rias v kon-centračnom rozmezí 3,2 mg.dm”·5 až 0,03 ng.dm-^.

Niektoré benzotiazoliové soli sú účinné ako regulátory rastu rastlín (Sutoris V.,Halgaš 3., Sekerka V.: čs. autorské osvedčenia č. 225008, 223426, 231212, 231229, 233443;Sutoris V., Gáplovský A., Sekerka V.: Chem.Papers 40 (1) 103, 1986), príp. pósobia Speci-ficky na zvyšovanie obsahu cukrov v rastlinách produkujúcich cukor (Sutoris V., Sekerka V.,Halgaš 3., Bajči P., Konečný V., Varkonda Š.: čs. autorské osvedčenie č. 237706). U benzo-tiazoliových solí sa zistila antimikróbna účinnost’ na G+ baktérie skupiny Staphylococcus(Sutoris V., Foltínová P., Halgaš 3.: čs. autorské osvedčenie č. 237709) ako aj antifun-gálna účinnost (Sutoris V., Halgaš 3., Sekerka V., Folínová A., Gáplovský A.: Chem.Zvěsti37, 653-662, 19B3).

Inhibičná účinnost’ zlúčenín obecného vzorca I na riasy sa testovala stacionárnou kul-tiváciou synchrónnej kultúry Chlorella vulgaris. Hodnotil sa nárast buniek rias a obsahsyntetizovaného chlorofylu. Inhibičná účinnost’ týchto zlúčenín je vyjádřená faktorom IC^q,kotrý představuje takú koncentráciu danej benzotiazoliovej soli v kultivačnom médiu rias,ktorá spósobí 50%nú inhibíciu rastu, resp. syntézy chlorofylu, vzhl’adom na kontrolně vzor-ky rias.

Regulačně účinnost’ na rast a syntézu chlorofylu rias Chlorella vulgaris sa sledovalana následujúcich derivátoch benzotiazoliových solí: 1. 3-metylbenzotiazoliumjodid 2. 3-alylbenzotiazoliumbromid 3. 3-benzylbenzotiazoliunbromid 4. 2-metyltio-3-nietylbenzotiazoliummetosulf át 5. 2-metyltio-3-metylbenzotiazoliumjodid 6. benzotiazoliumsulfát 7. 3-metoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbromid 8. 3-etoxykarbonylmetylbenzotiazoliunibromid 9. 3-propoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbrOmid 10. 3-izopropoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbromid 11. 2-etoxykarbonylmetyltio-3-metylbenzotiazoliumbromid CS 275634 B 6 2

Zistené hodnoty IC^g zlúčenín obecného vzorca I sú uvedené v tab. 1. Pře porovnanieuzádzame, že inhibičná účinnost’ 2-merl<aptobenzotiazolu, stanovená tou istou metodou a vy-jádřená faktorom IC5Q je 68,4 yumól. dm-·5 pře syntézu chlorofylu rias a 80,4 yumol^dm”·5 prerast rias. Ako vyplývá z hodnot v tab. 1, inhibičná účinnost’ 3-metylbenzotiazoliumjodidua 3-alylbenzotiazoliunibromidu na riasy je vyšsia ako standardného 2-merkaptobenzotiazolu.

Stimulačná účinnost’ benzotiazolivoých solí na rast a syntézu chlorofylu rias je uve-dená v tab. 2.

Tabulka 1

Inhibičná účinnost’ zlúčenín obecného vzorca I na riasy Chlorella vulgaris

Vzorka č. R R1 X" ICjg /uniól.dm 3 syntézy chlorofylu rastu rias' 1 H ch3 I 37,0 54,0 2 H ch2ch = ch2 Br 58,6 65,2 3 H CH2C6H5 Br 152 316 4 sch3 ck3 ch3so4 171 188 5 sch3 ch3 I 160 182 6 H H hso4 598 776 7 H ch2cooch3 Br 375 398 8 H ch2cooc2h5 Br 288 344 9 H CH2C00C3H7 Br 261 273 10 K CH2C00C3H7-i Br 293 365 11 sch2coo-c2h5 ch3 Br 242 249

Tabulka 2

Stimulačná účinnost’ zlúčenín podl’a vynálezu na rast a syntézu chlorofylu riasChlorella vulgaris, vyjádřená v percentách kontrolnej vzorky

Vzorka č. % kontroly í G/ Syntéza chlorofylu Rast rias 7 119,4 í 18,5 109,3 í 14,7 8 113,9 ± 20,7 103,4 i 7,9 9 123,2 - 25,9 106,5 í 13,4 10 120,1 ± 16,1 105,8 í 11,3 11 129,2 í 19,0 114,9 - 12,6 x/ -5 - -

Priemery hodnot v koncentračnom rozmedzí 1.10 mol-dm 3 až 1.10-15 niól.dm-3 -i CS 275634 B 6

Regulační účinnost’ benzotiazoliových solí obecného vzorca I na riasy a rastliny jepodrobnejšie demonstrovaná na príkladoch. Příklad 1 Účinok žlučeních podl’a vynálezu na rast rias Chlorella vulgaris a obsah syntetizovanéhochlorofylu

Riasy Chlorella vulgaris sa pěstovali stacionárnou kultiváciou při teplote 25 - 1 °Cpri svetelnom režime 16 hodin světlo 8 hodin tma, v kultivačnom médiu podl’a Šetlíka (Šet-lík I.: Annual Report of Algolog.Lab. for 1967, 71-140, Třeboň 1968). K živnému médiu sapřidával roztok študovanej zlúčeniny v destilovanej vodě takej koncentrácie, aby sa zís-kala séria kultivačných baniek s odstupňovanou koncentráciou látky a odstupňovaným biolo-gickým účinkom. Banky sa inokulovali přesným objemom homogennej suspenzie rias. Po 7-den-nej kultivácii sa objem kultivačného média doplnil destilovanou vodou na původný objem(vyrovnanie odparu vody) a v suspnezii buniek sa merala absorbancia při 660 nm (úměrná možstvu buniek rias) a obsah chlorofylu po jeho extrakcii N,N'-dimetylformamidom z od-centrifugovaných buniek rias. Celkový obsah chlorofylu rias v kultivačnom médiu sa vyhod-notil podl’a rovnice:

Chl (mg.dm”3) = 17,9 Aé47 + 8,08 Α66ή 5; kde A je absorbancia vzorky pri 647 resp. 664,5nm v 1 cm kývete (Inskeep W.P., Bloorn P.R.: Plant Physiol. 77/2/,483-5, 1985). Získané hodnoty týchto parametrov sa porovnávali s hodnotami parametrov súčasne tes-tovaných kontrolných vzoriek (vyhodnotené ako % kontroly). Na základe týchto hodnůt sa ex-trapoláciou vyčíslili koncentrácie študovaných zlúčenín, při ktorých sa dosiahla 50%náinhibícia (IC^g). V tab. 3 sú uvedené hodnoty regulačnej účinnosti 3-izopropoxykarbonyl-metylbenzotiazoliumbromidu na rast a syntézu chlorofylu rias v závislosti od aplikovanejkoncentrácie.

Hodnoty koncentrácie studovanej zlúčeniny, pri ktorej dochádza k 50%nej inhibiciirastu rias resp. syntézy chlorofylu sa stanovia extrapoláciou zo závislosti zistenýchhodnot inhibície od logaritmu aplikovanej koncentrácie študovanej zlúčeniny.

Tabulka 3

Regulačná účinnost’ 3-izopropoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbromidu na rast asyntézu chlorofylu rias Chlorella vulgaris

Koncentrácia % kontroly - θ' Obsah chlorofylu Rast rias 1.10'3 0 8,2 - 0,1 5.10”4 0 22,6 i 0,4 3.10”4 47,6 í 3,5 66,0 - 0,4 2.10”4 53,5 í 3,6 72,0 i 0,1 1.10’4 96,0 i 2,6 93,8 - 4,7 1.10-5 117,7 - 20,3 102,3 - 12,5 1.10”7 128,7 í 12,0 108,3 i 11,1 1.10”9 122,5 í 17,8 109,5 - 11,3 1.10”11 130,5 - 2,1 118,6 i 1,8 1.10”13 110,1 í 14,7 103,2 í 8,2 CS 275634 B 6 Příklad 2

Vplyv benzotiazoliových solí na fotodegradáciu chlorofylu v preparátoch chloroplastov K preparátu chloroplastov připravených zo špenátu za použitia tlmivého roztoku TRIS-2 -3 * · (2.10 mol.dm ; pH 7,0) a sacharozy (0,4 mol.dm ) sa přidal vodný roztok benzotiazolio-vých soli a vzorky sa po zhomogenizovaní ožiarovali neónovým svietidlom 4 hodiny. Původnýobsah chlorofylu v neožiarených vzorkách bol 23 mg.drn"3. Potom sa ožiarené vzorky zriedi-li acetónom v pomere 4:1a spektrofotometricky sa stanovoval pokles absorbancie chloro-fylu při vlnovej dížke 664,5 nm vzhladom na absorbanciu neožiarenej kontrolnej vzorky. Pritestovaných koncentráciach benzotiazoliových solí (1.10- až 5.10 mol.dm ) sa zazname-nalo výrazné zvýšenie fotodegradácie chlorofylu. Analogické zvýšenie fotodegradácie rast-linných pigraentov (chlorofyl, karotén) účinkom vyšších koncentrácií benzotiazoliových so-lí sa stanovilo i vroztokoch N,N ’-dimetylformamidu. V tabulke 4 sú uvedené hodnoty ovplyvne-nia absorbancie chlorofylu při vlnovej dížke 664,5 nm v preparáte chloroplastov 3-etoxy-karbonylmetylbenzotiazóliumbromidom po 4-hodinovom ožiarení vzoriek.

Tabulka 4

Ovplyvnenie absorbanice chlorofylu pri vlnovej dížke 664,5 nm v preparátechloroplastov špenátu 3-etoxykarbonylmethylbenzotiazóliumbromidom po 4-ho-dinovom ožiarení vzoriek (póvodný obsah chlorofylu vo vzorkách bol 24 mg.dm )

Koncentráciamól.dm”3 % Póvodnej absorbancie chlorofylu 0 (kontrola) 63,3 1.10’2 15,8 5.10"3 19,7 1.10"3 26,0 5.10"4 30,7 2.10-4 40,9 1.10"4 43,5 5.10"5 49,2 1.10“5 63,2 Příklad 3

Vplyv benzotiazoliových solí na nárast čerstvej hmoty a obsah chlorofylu v nadzemnej častikukuřice

Pri testovaní nárastu čerstvej hmoty, ako aj obsahu syntetizovaného chlorofylu v nad-zemnej časti kukuřice sa kukuřičné semená předkličovali za tmy vo válcoch stočeného filt-račného papiera, navlhčeného destilovanou vodou po dobu 3 dní. Potom sa klíčence vložilido hydroponií obsahujúcich vodné roztoky benzotiazolivoých solí o koncentráciach 1.10-3až 1.10-^ mól,dra-3 a umiestnili sa do ku.ltivačného boxu s režimom osvetlenia 14 hodinsvětlo, 10 hodin tma. Po 6 dňoch kultivácie pri izbovej teplote sa stanovila hmotnost’ ze-lenej časti klíčencov a obsahu chlorofylu.

Pri testovaných koncentráciach benzotiazoliových solí sa zaznamenal stimulačný úči-nok ako na nárast čerstvej hmoty, tak aj na obsah syntetizovaného chlorofylu v nadzemnejčasti kukuřice. V tabul’ke 5 sú uvedené stimulačně účinnosti 3-metoxykarbonylmetylbenzo-tiazóliurabromidu a 3-metlybenzotiazoliumjodidu na nárast čerstvej hmoty a obsah synteti-zovaného chlorofylu v nadzemnej časti kukuřice.

Claims (3)

1. ♦· 5 CS 275634 B 6 Tabulka 5 Stimulačně účinnost’ 3-metoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbromidu a 3-metylbenzotiazo-liumjodidu na nárast čerstvej hmoty a obsah syntetizovaného chlorofylu v nadzemnejčasti kukuřice Vzorka č. Koncentrácia mol. dm % Kontroly - I.S-θ Obsah chlorofylu Hmotnost’ stebiel 0 (kontrola) 100,0 Í 5,1 100,0 í 5,4 1.10"5 109,2 í 5,8 98,6 i 3,4 7 1.10’6 110,7 0,7 113,0 i 4,2 1.10"8 111,2 i 6,5 107,5 i 2,2 i.io-10 102,3 í 1,1 111,7 - 1,3 1.10'5 115,5 í 6,4 108,9 i 0,2 1 1.10-8 117,0 í 5,6 115,1 í 2,6 1.10“11 120,4 - 3,8 133,9 i 2,5 PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Prostriedok s regulačnou účinnosťou na rast rias a syntézu chlorofylu, vyznačujúci satým, že ako účinné látku obsahuje 2-R-3-R1 benzotiazoliovú sol všeobecného vzorca I

   kde R je vodík, metyltio, etoxykarbonylmetyltio; R1 je vodík, metyl, benzyl, alyl, metoxykarbonylmetyl, etoxykarbonvlmetyl, propoxykarbnonylmetyl, izopropoxykarbonylmetyl; X je bromidová, jodidová, sulfátová, metosulfátová skupina.
2. 2. Prostriedok podl’a bodu 1 s antialgálnou účinnosťou, vyznačujúci sa tým, že koncentráciaúčinnej látky je 5,3 mg.dm-3 alebo vyššia.
3. 3. Prostriedok podl’a bodu 1 s rastovo stimulačnou účinnosťou na rast rias a syntézu chloro-fylu, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia účinnej látky je v rozmezí 3,2 mg.dm-3 až0,03 ng.dm \ pričom R znamená etoxykarbonylmetyltioskupinu.