CZ20012869A3

CZ20012869A3 - Použití 2alfa, 3alfa, 17beta-trihydroxy-5alfaandrostan-6-onu pro regulaci růstu rostlin

Info

Publication number: CZ20012869A3
Application number: CZ20012869A
Authority: CZ
Inventors: Ladislav Drsc. Kohout; Barbora Ing. Slavíková; Jaroslava Ing. Hniličková
Original assignee: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2003-03-12

Abstract

Použití 2α, 3a, 173-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin ve formě aplikačního roztoku, který se připraví tak, že se účinná složka rozpustí ve vhodném rozpouštědle, tento roztok se zředí vodou na příslušnou koncentraci a získaný aplikační roztok se aplikuje na rostliny. Účinnou složku lze s výhodou rozpustit také přímo v potřebném množství vody a tento roztok po zředění vodou aplikovat přímo.

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká použití 2a,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu pro regulaci růstu rostlin.

Dosavadní stav techniky

Pro regulaci růstu rostlin se používají různé rostlinné hormony a jejich směsi. V poslední době je věnována velká pozornost brassinosteroidům, což jsou analogy přírodního rostlinného hormonu brassinolidu, (22R,23R,24S)-2a,3a,22,23-tetrahydroxy-24-methyl-B-homo-7-oxa-5a-cholestan-6-onu vzorce I

(I)

Tato sloučenina se získává isolací z rostlinného materiálu. Pro praktické použití je ale tento postup nepoužitelný, protože brassinolid se v přírodě vyskytuje ve velmi nízkých množstvích. Například v pylu řepky [Groves M.D. a spol.: Nátuře (London) 281. 216 (1979).] je jeho obsah 0,1 ppm, v jiných rostlinných materiálech ještě mnohem nižší, např. v čínském zelí [Morishita T. a spol.: Phytochemistry 22, 1051 (1983).] 0,000 003 ppm. Brassinolid je možno získat i syneticky, což je však pro mnohastupňovou a komplikovanou syntézu a nízké výtěžky syntézy [např. Fung a spol. J. Amer. Chem. Soc. 102, 6580 (1980), Hazra B.G. a spol.: Tetrahedron 50, 2523 (1994), Koreeda M. a spol.: Synlett 8, 650 (1995) a další] rovněž nereálné. Proto se jak ·« ·· ·* ♦* *· • « · t · « · · · · * • · ·· · · ·· · · • ·· ··· ·· ··· · ' »* 99 99 99 v praxi tak i ve výzkumu brassinosteoridů ujalo používání 24-epibrassinolidu, (22R,23R,24)-2α,3a,22,23-tetrahydroxy-24-methyl-B-homo-7-oxa-5a-cholestan-6-onu, vzorce II

(II), který je isomerem brassinolidu, lišícím se od brassinolidu pouze konfigurací methylové skupiny v poloze 24. I tato sloučenina je však synteticky obtížně přístupná, i když se její syntézu podařilo podstatně vylepšit a zkrátit (viz např. Kohout L.: Coll. Czech. Chem. Commun. 59, 457 (1994), Brosa C. a spol.: Tetr. Lett. 32, 7057 (1992) a Khripach V.A. a spol.: Zh. Org. Khim. 30, 1650 (1994).].

Existuje snaha připravit a používat další nové brassinosteroidy [např. Khripach V.A. a spol.: Věsti Akad. Nauk. Belarusi, Ser. Khim. Nauk (3), 64 (1995) a Moři K. a spol.: Liebigs Ann. Chem. 815 (1988).]. Tyto sloučeniny jsou málo účinné nebo jejich syntéza je příliš komplikovaná a drahá, a tak zůstává nejčastěji užívaným brassinosteroidem shora uvedený 24-epibrassinolid vzorce II. Nevýhody tohoto používání zde už byly uvedeny. Bylo by tedy užitečné používat jako regulátor růstu rostlin takovou sloučeninu, která by byla velmi účinná, pokud možno s aktivitou srovnatelnou s 24-epibrassinolidem, ale byla by mnohem přístupnější.

Podstata vynálezu

Zjistili jsme, že 2a,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-on vzorce III • to toto ·· ·· • · to to · · * · to to··· ···· ··· • ·· · · to ·· ··· · · to··· · to · · ·· · • to ·· to* ·· ·* ·♦·

je velice vhodná účinná složka pro použití jako regulátor růstu rostlin. Tato sloučenina se rozpustí na koncentrovaný roztok ve vhodném rozpouštědle, jako je alkohol, například ethanol, propanol nebo isopropanol, nebo inertní rozpouštědlo, jako je dímethylsulfoxid apod. Tento koncentrovaný roztok se zředí vodou na vhodnou koncentraci, například na 10'⁶M roztok, a ten se pak aplikuje na rostliny. Je možné také rozpustit účinnou složku s výhodou přímo v potřebném množství vody a tento roztok přímo aplikovat. Aplikace se může provádět jakýmkoliv vhodným způsobem, například ručním rozprašovačem, rozprašovačem na zádech nebo jakýmkoliv typem průmyslově používaných rozprašovacích zařízeních. Při výběru vhodného rozprašovače neexistuje žádné zvláštní omezení, protože koncentrace účinné složky v roztoku je velmi nízká. Pro dobré smáčení je možné přidat povrchově aktivní činidlo, jako je například Tween, např. Tween 20.

Takto připravený roztok je vhodný pro aplikace, při nichž je žádoucí zvýšení zelené hmotnosti rostlin, zvýšení suché hmotnosti, zvýšení množství nasazených květů, zvýšeni množství a hmotnosti plodů, zvýšení zakořeňování rostlin a podobně.

Tento vynález bude podrobněji ilustrován na následujících příkladech, které není možné brát jako omezení předloženého vynálezu, ale pouze jako jeho ilustraci.

99 · 9 9 • 9 9 9

99 • 9 9 9 • 9 9 ·

9 9 9

99 • 9 9 9 «9 99

9 9 ·

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Příprava roztoku 2a,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu pro aplikace jako regulátor růstu rostlin

K 1 mg 2a,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu se přidají 2 ml isopropanolu. Tento roztok se pak ředí vodou na příslušnou koncentraci.

Příklad 2

Příprava roztoku 2a,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu pro aplikace jako regulátor růstu rostlin s povrchově aktivním činidlem

K 1 mg 2a,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu se přidají 2 ml ethanolu a 1 ml Tweenu 20. Tento roztok se pak ředí vodou na příslušnou koncentraci.

Příklad 3

Příprava roztoku 2α,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu ve vodě pro aplikaci jako regulátor růstu rostlin

0,2 mg 2α,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu se rozpustí v 10 1 vody. Tento roztok je připraven pro přímou aplikaci.

Přiklad 4

Zvýšení zelené a suché hmotnosti fazole

Z 0,01 ml roztoku připraveného podle příkladu 1, se přidá5 »* 4 * · · »* · • · · 4 · t · * · · · · ···· · · ·* * · · • · · «·· ·« * · · · · <··· · · · · · · ·

99 99 99 99 99 9 ním 500 ml vody připraví aplikační roztok A. Rostlinky fazole pěstované v kelímcích ve stadiu růstu druhého internodu (internod má délku 2 mm) se rozdělí na 4 skupiny o stejném počtu rostlin. První a druhá skupina se postříkají vodou, třetí a čtvrtá skupina se postříkají aplikačním roztokem A. Po 4 dnech se odváží zelená hmota první a třetí skupiny a nechá se uschnout. Po dalších 4 dnech se rostlinky druhé a čtvrté skupiny opět postříkají, druhá vodou, čtvrtá aplikačním roztokem A. Po dalších 14 dnech se odváží zelená hmota druhé a čtvrté skupiny a nechá se uschnout. Po uschnutí se odváží suchá hmota všech čtyř skupin. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1 a 2.

Tabulka 1

Zvýšení zelené a suché hmotnosti fazole (v % ke kontrole, tj. skupina 1 = 100 %) po 4 dnech růstu

	aplikace	zelená hmota	suchá hmota
skupina 1	voda	100	100
skupina 3	aplik. roztok A	124	128

Z tabulky 1 je vidět, že aplikace aplikačním roztokem A vede ke zvýšení zelené hmotnosti rostlin při srovnání s kontrolou.

Tabulka 2

Zvýšení zelené a suché hmotnosti fazole (v % ke kontrole, tj. skupina 2 = 100 %) po 18 dnech růstu aplikace zelená hmota suchá hmota skupina 2 skupina 4 voda x 2 100 aplik. roztok A x 2 119

100

120 ·· ·· ·· ·· '« · «··· ·*«« « « ·· ···· ··«· *>· • ·· ··· ·· »♦· · · ·«·* » » · · ·· « ·· * · ·· «· »· « · ·

Z tabulky 2 je vidět, že aplikace aplikačním roztokem A vede ke zvýšení suché hmotnosti rostlin při srovnání s kontrolou.

Příklad 5

Zvýšení hmotnosti kořenů pšenice

Z 0,06 ml roztoku připraveného podle příkladu 2 se přidáním 1000 ml vody připraví aplikační roztok B. Rostlinky pšenice pěstované v kelímcích po 10 rostlinách se rozdělí na dvě skupiny se stejným množstvím rostlin. Okamžitě po vzklíčení se první skupina postříká vodou, druhá aplikačním roztokem B. To se zopakuje ještě po 7 dnech a po 14 dnech. Po dalších 14 dnech se rostlinky vyjmou ze země, kořeny se oddělí a zváží. Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 3

Zvýšení růstu kořenů (v % ke kontrole, tj. skupina 1 = 100 %)

	aplikace	hmotnost kořenů
skupina 1	voda	100
skupina 2	aplik. roztok B	289

Z tabulky 3 je vidět, že aplikace aplikačním roztokem B vede ke zvýšenému růstu kořenů při srovnání s kontrolou.

Příklad 6

Zvýšení obsahu chlorofylu v rostlině

Roztokem podle příkladu 3 (aplikační roztok C) se postříká políčko (č. 1) pšenice o velikosti 10 m². Druhé políčko (č. 2) o stejné velikosti se postříká aplikačním roztokem D, který se *··< ···· ···· ··»· ···· ··· • ·· ··· ·· ··· · · ···· ···· ·· · ·· «· ·· «« ·· ··· připraví rozpuštěním 0,2 g 24-epibrassinolidu v 10 1 vody. Třetí políčko (č. 3) o stejné rozloze se postříká roztokem vody. Z políček se po 3 týdnech náhodně vyberou rostlinky pšenice pro stanovení obsahu chlorofylu. Výsledky jsou uvedeny v tabulce

4.

Tabulka 4 Obsah chlorofylu

políčko	ošetření políčka	obsah chlorofylu
(v chlorofylových jednotkách)	(v % ke kontrole)
1	aplik. roztok C	43,95	131
2	aplik. roztok D	42,63	127
3	kontrolní (voda)	33,55	100
Z	tabulky 4 je vidět, že	aplikace aplikačním	roztokem C

vede ke zvýšenému obsahu chlorofylu v rostlinách pšenice, a to nejen vzhledem ke kontrole, ale i vzhledem k dosud nejpoužívanějšímu brassinosteroidu - 24-epibrassinolidu (políčko 2: aplikační roztok D).

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Použití 2α, 3α, 17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin ve formě aplikačního roztoku, který se připraví tak, že se účinná složka rozpustí ve vhodném rozpouštědle na příslušnou koncentraci, tento roztok se zředí vodou a získaný aplikační roztok se aplikuje na rostliny.
2. Použití 2a, 3a, 175-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin podle nároku 1, při čemž se účinná složka rozpustí ve vhodném rozpouštědle, ve kterém je dobře rozpustná, na koncentrovaný roztok a ten se pak bezprostředně před použitím zředí vodou na aplikační roztok.
3. Použití 2α, 3a, 17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin podle nároku 2, při čemž se jako vhodné rozpouštědlo používá alkohol nebo jiné inertní organické rozpouštědlo.
4. Použití 2α, 3α, 17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin podle nároku 3, při čemž se jako alkohol používá ethanol nebo isopropanol.
5. Použití 2α, 3α, 17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin podle nároku 3, při čemž se jako jiné inertní organické rozpouštědlo používá dimethylsulfoxid.
6. Použití 2α, 3α, 17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin podle nároku 2, při čemž se k roztoku účinné složky ve vhodném rozpouštědle přidá povrchově aktivní činidlo.
7. Použití 2α, 3α, 17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin podle nároku 6, při čemž se jako povrchově aktivní činidlo přidá Tween 20.
8. Použití 2α,3a,17B-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci růstu rostlin podle nároku 1, při čemž se jako vhodné rozpouštědlo používá voda.