CZ294343B6

CZ294343B6 - Použití 2alfa,3alfa,17beta-trihydroxy-5alfa-androstan-6-onu pro ovlivňování stresu u rostlin

Info

Publication number: CZ294343B6
Application number: CZ20012436A
Authority: CZ
Inventors: Ladislav Kohout; Alexander Kasal; Hana Chodounská
Original assignee: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2004-12-15
Also published as: UA74670C2; CZ20012436A3

Abstract

Použití 2.alfa.,3.alfa.,17.beta.-trihydroxy-5.alfa.-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu 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.ŕ

Description

Použití 2a,3a,17ú~trihydroxy-5a-androstan-6-onu pro ovlivňování stresu u rostlin

Oblast techniky

Tento vynález se týká použití 2a,3a,17P-trihydroxy-5a-androstan-6—onu pro ovlivňování stresu u rostlin.

Dosavadní stav techniky

Pro ovlivňování 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-oxa5a-cholestan-6-onu vzorce I

(D

Tato sloučenina se získává izolací 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 synteticky, 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 v praxi tak i ve výzkumu brassinosteroidů ujalo používání 24-epibrassinolidu, (22R,23R,24R)2a,3a,22,23-tetrahydroxy-24-methyl-B-homo-7-oxa-5a-cholestan-6-onu, vzorce II

- 1 CZ 294343 B6

který je izomerem brassinolidu, lišícím se od brassinolidu pouze konfigurací methylové skupiny v poloze 24.1 tato sloučenina je však synteticky obtížně přístupná, i když se její syntézu podařilo podstatně vylepšit a zkrátit [viz např. Kohout L.: Coli. 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. Výhodnější je použití sloučeniny vzorce III (zveřejněná PV 1997-3975), ale v literatuře je popsáno pouze její použití pro zvyšování růstu rostlin.

Nyní bylo zjištěno, že 2<x,3a,17p-trihydroxy-5a-androstan-6-on vzorce III

je vhodnou účinnou látkou pro ovlivnění stresu rostlin.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu spočívá v použití 2a,3a,17[3-trihydroxy-5a-androstan-6-on vzorce III jako vhodné účinné látky pro regulaci stresu rostlin. Pro použití se tato sloučenina rozpustí na koncentrovaný roztok ve vhodném rozpouštědle, jako je alkohol, například ethanol, propanol nebo izopropanol, nebo inertní rozpouštědlo, jako je dimethylsulfoxid, dimethylformamid, N,Ndimethylacetamid apod. Tento koncentrovaný roztok se zředí vodou na vhodnou koncentraci, například na l(T^éM 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 účin-2CZ 294343 B6 né 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 odstranění stresových situací působících na rostliny, například nedostatek vlhkosti, nedostatek živin v prostředí, ve kterém se rostliny pěstují, nadměrný chlad, působení látek zvyšujících stres rostlin (nadměrné použití soli, pesticidů, herbicidů) atd.

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

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Příprava roztoku 2a,3a,173~trihydroxy-5a-androstan-6-onu pro aplikace jako regulátor stresu rostlin

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

Příklad 2

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

K 1 mg 2a,3a,17p-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 2a,3a,17p_trihydroxy-5a-androstan-6-onu ve vodě pro aplikaci jako regulátor stresu rostlin

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

Příklad 4

Zachování zelené a suché hmotnosti fazole

Z 0,01 ml roztoku připraveného podle příkladu 1, se přidáním 500 ml vody připraví aplikační roztok A. Rostlinky fazole pěstované ve skleníku v kelímcích ve stadiu růstu druhého intemodu (intemod má délku 2 mm) se rozdělí na 5 skupin o stejném počtu rostlin. První a druhá skupina se zalévají vodou obsahující 1% (hmotn.) roztok chloridu sodného, třetí a čtvrtá skupina se J pěstují ve skleníku za teploty 15 °C, pátá skupina se pěstuje za standardních podmínek. Druhá a čtvrtá skupina se postříkají aplikačním roztokem A. Po 4 dnech se odváží zelená hmota všech skupin, nechá se uschnout a znovu se odváží. j

-3 CZ 294343 B6

Tabulka 1

Zelené a suché hmotnosti fazole (v % ke kontrole, tj. skupina 5 = 100 %) po 4 dnech růstu

	aplikace	zelená hmota	suchá hmota
skupina 1	NaCl	82	83
skupina 2	NaCl + roztok A	114	118
skupina 3	15 °C	75	76
skupina 4	15 °C + roztok A	120	123
skupina 5	0	100	100

Z tabulky 1 je vidět, že stresové podmínky značně snižují výnos jak suché tak zelené hmotnosti, aplikace roztokem A ve všech případech vede k regeneraci původního stavu, ale dokonce i ke zvýšení zelené i suché hmotnosti stresovaných rostlin při srovnání s kontrolou a že tedy ve všech případech stresovaných rostlin došlo k výraznému odstranění vlivu stresové situace na rostlinu.

Příklad 5

Zachování zelené a suché hmotnosti fazole

Provede se stejný pokus jako v příkladu 4 s tím, že vyhodnocení zelené a suché hmotnosti se provede po 18 dnech. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2

Zelené a suché hmotnosti fazole (v % ke kontrole, tj. skupina 5 = 100 %) po 18 dnech růstu

	aplikace	zelená hmota	suchá hmota
skupina 1	NaCl	79	80
skupina 2	NaCl + roztok A	110	111
skupina 3	15 °C	65	67
skupina 4	15 °C + roztok A	114	117
skupina 5	0	100	100
skupina 6	0 + roztok A	119	120

Z tabulky 2 je vidět, že aplikace aplikačním roztokem A ve všech případech vede po 18 dnech růstu nejen k zachování, ale dokonce ke zvýšení zelené i suché hmotnosti rostlin při srovnáni s kontrolou a že ve všech případech došlo k výraznému odstranění vlivu stresové situace na rostlinu.

Příklad 6

Odstranění vlivu sucha na růst cukrovky

Tento pokus byl proveden na poli v roce 2000, který byl mimořádně suchý s výpadkem přes 5 miliard korun v zemědělské výrobě. Roztokem podle příkladu 3 (aplikační roztok C) se postříká políčko (č. 1) cukrovky o velikosti 10 m². Druhé políčko (č. 2) o stejné velikosti se postříká aplikačním roztokem D, který se připraví rozpuštěním 0,2 mg 24-epibrassinolidu v 10 1 vody. Třetí políčko (č. 3) o stejné rozloze se postříká odpovídajícím množstvím čisté vody (ošetření E). Po sklizni se vyhodnotí obsah cukru a hmotnost bulev cukrovky. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.

-4CZ 294343 B6

Tabulka 3

Průměrné denní přírůstky u cukrovky Epos

parametr	ošetření
C	D	E
hmotnost listu (čerstvá)	149	49	100
hmotnost listu (suchá)	135	64	100
plocha listu	148	128	100
hmotnost kořene	239	176	100
obsah chlorofylu	314	174	100
obsah cukru v kořenech	106	101	100

Z tabulky 3 je vidět, že aplikace aplikačním roztokem C, který obsahuje sloučeninu vzorce III, vede k naprostému odstranění stresu rostlin, a to dokonce více než aplikace aplikačního roztoku D, který obsahuje 24-epibrassinolid. Oba tyto aplikační roztoky vedly k odstranění vlivu mimořádně suchého období roku 2000 na porost cukrovky, a to prakticky na úroveň, které se dosáhne v průměrném běžném roce, zvláště pokud jde o hmotnost kořene.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Použití 2a,3a,17[3-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu rostlin.
2. Použití 2a,3a,17p-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu rostlin podle nároku 1, přičemž účinná složka je ve formě aplikačního roztoku ve vhodném rozpouštědle o příslušné koncentraci a tento roztok se aplikuje na rostliny.
3. Použití 2a,3a,17f3-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu rostlin podle nároku 1, přičemž účinná složka je ve vhodném rozpouštědle, ve kterém je dobře rozpustná, ve formě koncentrovaného roztoku, který se pak bezprostředně před použitím zředí vodou na aplikační roztok o příslušné koncentraci.
4. Použití 2a,3a,17|3-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu rostlin podle nároku 2 nebo 3, přičemž se jako vhodné rozpouštědlo používá alkohol nebo jiné inertní organické rozpouštědlo.
5. Použití 2a,3a,17P_trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu rostlin podle nároku 2 nebo 3, přičemž se jako alkohol používá ethanol nebo izopropanol.
6. Použití 2a,3a,17(3-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu rostlin podle nároku 3, přičemž se jako jiné inertní organické rozpouštědlo používá dimethylsulfoxid.
7. Použití 2a,3a,17(3-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu rostlin podle nároku 2 nebo 3, přičemž se k roztoku účinné složky ve vhodném rozpouštědle přidá povrchově aktivní činidlo.

CL 294343 B6
8. Použití 2a,3a,17|3-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu rostlin podle nároku 6, přičemž se jako povrchově aktivní činidlo přidá Tween 20.
9. Použití 2a,3a,17|3-trihydroxy-5a-androstan-6-onu jako účinné složky pro regulaci stresu 5 rostlin podle nároku 1, přičemž se jako vhodné rozpouštědlo používá voda.