TW201348179A - 增進植物生長之混合物 - Google Patents

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Abstract

當外源性地施予海藻糖或海藻糖-6-磷酸至感染被稱為柑桔綠化症或黃龍病(HLB)而導致其生長和發育受損之柑橘樹時，可克服死亡效應之問題。外源性地施予海藻糖或海藻糖-6-磷酸至死亡中樹木後72小時已有文件證明可立即更新樹木組織。該組織更新繼之以接近完全更新之葉冠、形成果芽，接著開花然後發育形成花葉茂密而健康的果實。於施藥後2至4個月內許多看似死亡木質組織可被重新覆蓋以健康新葉。加入所定義荷爾蒙至土施之海藻糖或海藻糖-6-磷酸可進一步增進新葉冠和根部組織之發育。

Description

增進植物生長之混合物
此專利申請案聲稱擁有2012年4月20日提出取名為"增進植物生長之混合物"之美國專利臨時申請案序號61/636,332的權利。申請人將美國專利臨時申請案序號61/636,332完整併入於此以供參考。
發明領域
本發明係關於作物中外施海藻糖(trehalose)之非還原糖的訊息效應(signaling effect)，特別指柑桔科植物成員被稱為柑桔綠化症(citrus greening)或柑桔黃龍病(HLB或黃龍病)蹂躪之全球盛行性疾病。本發明亦係關於其他外施非還原糖或類似物質或代謝物之訊息效應，特別指柑桔科植物成員被稱為柑桔綠化症或HLB蹂躪以及導因於僅侷限於柑橘之柑桔韌皮部經由亞洲柑橘木虱(Asian Citrus Psyllid)、柑橘木蝨(Diaphorina citri)傳播之柑橘黃龍病菌(Candidatus Liberibacter)之全球盛行性疾病。此將引發柑橘嚴重荷爾蒙失調。
先前技術之描述
由於柑桔黃龍病引發"早期"感染，因此非生物或生物性潛在/伴隨疾病將進一步惡化柑橘黃龍病以及整體" 健康"狀況。此外，亦認為任何其他作物或其他植物上其他病菌將造成隨後傷害植物生長和發育之類似或其他形式破壞植物荷爾蒙平衡。同樣，單純喪失優勢荷爾蒙平衡之其他桔樹或植物，即使未感染病菌，罹患柑桔綠化症時亦可能隨著生物老化而迅速衰退。
大部分一般作物之生長係根據充分研究、州政府推薦施肥作業之下單獨或主要著重於供應大量或超量主要礦物質、氮、磷和鉀，以及其他礦物質。儘管此方法被廣泛應用於可能無效之農業生產上並且甚者其係一種藉由過剩訊息分子(許多目前仍未知以及許多其他未敏銳覺知之外源性利用潛力，用於幫助最適化植物荷爾蒙平衡之習知植物生長調節劑)優化基因表達之分類上偏離整體生物學實境以極大化作物產量之方法。柑桔綠化症病例中對已妥協議題之矯正方法(the antidote to the compromised issue)，即作物發育之偏離荷爾蒙平衡和代謝物訊號，被外施這些訊息代謝物及/或調節荷爾蒙以產生最適荷爾蒙、訊息或調控分子之平衡以及整體作物生長和發育用代謝物之最佳傳遞和分佈。
此柑桔綠化症亦稱為黃龍病(HLB)之疾病對植物生長和作物生產之妥協特性(compromising features)終究會導致作物樹木之死亡，而顯現出光合產物轉移系統之功能異常或植物有機體解剖上稱為"韌皮部"之"導管"。作物生產訊號以及"食物"傳遞為所要求至少兩個主要系統基本上首先被妥協以及隨後死亡，並且最後被完全關閉。首先妥 協方式為關鍵性傳遞植物調節荷爾蒙和代謝物以在其生長和發育過程中用於基因表達之適當訊息。
妥協傳遞(compromised transfer)係從莖尖下行性移動至根尖，以及從根尖上行性移動至莖尖，以及亦包括這些訊息或調節分子之任何側面或其他移動方向。此外，然後上述將導致傳遞自樹葉或光合成葉綠體其他部位光合產物之阻塞和閉合，伴隨著葉子內積聚過量明顯不可移動澱粉(non-mobile starch)，因而進一步降低糖和其他代謝物其對作物適當生長和發育具有絕對關鍵性之傅遞作用。上述缺乏此功能之整體結果為造成作物之緩慢和扭曲死亡(tortuous death)。
確認本發明之目的
本發明之一目的係提供一種化學組成物或混合物，其可更有效地合成刺激物(stimulates)以及大量地傳遞調節荷爾蒙及/或訊息代謝物以最適化或甚至最大化基因表達之調節而從莖尖至根尖和側面地涵蓋作物生長之全部相關組織因而能增加整株植物之產量。
本發明另一目的係提供一種化學組成物或混合物，其刺激物更為有效以及從代謝物合成部位至組織部位大量地傳遞糖、胺基酸和其他光合產物，其中這些分子為作物生長和發育所需，特別指當其在罹患柑桔綠化症之經妥協條件。
本發明另一目的係提供一種化學組成物或混合物，其於整體作物內刺激新組織之發育以代替受損組織。
本發明另一目的係提供一種化學組成物或混合物，其導因於此或任何其他細菌或生物所造成疾病或導因於任何其他緊迫或其他因素所造成作物內被妥協組織而於整體作物內刺激新組織之發育以代替受損組織。
本發明另一目的係提供一種化學組成物或混合物，其促進細胞分裂以及細胞分化而因此形成植物科學中稱為脈管組織之新"傳遞組織"導管，其包含韌皮部、木質部胞外間隙以及其他有關組織以傳遞調節性荷爾蒙和訊息分子以於作物內形成新而且全部相關之組織。
本發明另一目的係提供一種施予外源性訊息分子及/或外源性調節荷爾蒙之方法，其可於全部作物內"重新啟動"已妥協和緩慢死亡作物以形成新組織而可更新用於作物正常和最適生長和發育之調節荷爾蒙和訊息分子的合成和傳遞。
本發明另一目的係提供一種施予外源性訊息分子及/或外源性調節荷爾蒙之方法，其不僅"重新啟動"已妥協和緩慢死亡作物亦於全部作物內形成新組織以更新用於作物正常和最適生長和發育之調節荷爾蒙和訊息分子的合成和傳遞，以及亦在相對長和生產壽命期間持續地合成和傳遞這些維持持續"健康"生長之分子。
本發明另一目的係提供一種施予外源性訊息分子及/或外源性調節荷爾蒙之方法，其不僅於全部作物內"重新啟動"已妥協和緩慢死亡作物以形成新組織而可更新用於作物正常和最適生長和發育之調節荷爾蒙和訊息分子 的合成和傳遞，並且亦可藉由排除先前柑桔綠化症已妥協組織之阻塞以及經由自噬作用(autophagy)及/或其他方式再回收和使用正常用於新和有效組織生長之先前於妥協模式內代謝材料以便在相對長和生產壽命期間持續地合成和傳遞這些維持持續"健康"生長之分子。
本發明另一目的係提供一種持續間歇性施予(每年兩次)外源性訊息分子及/或外源性調節荷爾蒙之方法，其不僅於全部作物內"重新啟動"已妥協和緩慢死亡作物以形成新組織而可更新用於作物正常和最適生長和發育之調節荷爾蒙和訊息分子的合成和傳遞，並且亦可藉由排除先前柑桔綠化症已妥協組織之阻塞以及經由自噬作用及/或其他方式再回收和使用正常用於新和功能性組織生長之先前於妥協模式內代謝材料以便在相對長和生產壽命期間持續地合成和傳遞這些維持持續"健康"生長之分子。
下文中藉由附圖更詳細但非侷限性地說明本發明，其說明施予海藻糖至葉冠(leaf canopy)或至樹冠和樹幹底部將導致土壤內根部含有生長荷爾蒙調節劑及/或其他分子及/或礦物質。
圖1以圖解說明柑橘樹葉面施予海藻糖前之面貌；圖2以圖解說明於2011年11月30日經海藻糖一次葉面處理葉冠後四個月幾乎完全更新柑橘樹之來自2012年3月22日圖1柑橘樹之面貌；圖3以圖解說明經處理後遲至四個月甚至明顯死亡之 分枝仍形成新葉；圖4以圖解說明嚴重感染黃龍病柑桔樹甚至於處理後四個月其明顯死亡分枝上之近攝新葉生長；圖5以圖解說明圖1和2柑桔樹處理後三個月顯示柑桔樹之繁盛茂密花葉；圖6以圖解說明以葉面海藻糖處理及亦以海藻糖和荷爾蒙混合物噴淋柑橘樹幹底部以及使其餘化學混合物流入土壤以到達植物根冠之另一柑桔樹；圖7圖解說明以圖6所述處理前72小時呈現死亡柑桔樹之細枝上三片新葉；圖8圖解說明以圖6所述處理後72小時於細枝未端之新葉；圖9a以圖解說明處理後12個月於柑桔樹上所負載之果實；圖9b以圖解說明處理後14個月於柑桔樹上所負載之果實；以及圖9c以圖解說明圖9b柑桔樹之新葉原貌。
發明概要
上述目的，連同本發明之其他特徵及優點被併入增進植物生長混合物內包含引起至少訊息分子海藻糖，較佳為海藻糖或海藻糖-6-磷酸鹽，或其他化合物之類似效應至該兩種列舉化合物，以傳遞光合產物至新發育植物組織。
本發明係關於作物內外施非還原糖海藻糖之訊 息效應，特別指柑桔科植物成員被稱為柑桔綠化症或柑桔黃龍病(HLB或黃龍病)蹂躪之全球盛行性疾病。本發明亦係關於其他外施非還原糖或類似物質或代謝物之訊息效應，特別指柑桔科植物成員被稱為柑桔綠化症或HLB蹂躪以及導因於僅侷限於柑橘之柑桔韌皮部經由亞洲柑橘木虱、柑橘木蝨傳播之柑橘黃龍病菌之全球盛行性疾病。此將引發柑橘嚴重荷爾蒙失調。由於柑桔黃龍病引發"早期"感染，因此非生物或生物性潛在伴隨疾病將進一步惡化柑橘黃龍病以及整體"健康"狀況。此外，亦認為任何其他作物或其他植物上其他病菌將造成隨後傷害植物生長和發育之類似或其他形式破壞植物荷爾蒙平衡。同樣，單純喪失優勢荷爾蒙平衡之其他桔樹或植物，即使未感染病菌，罹患柑桔綠化症時亦可能隨著生物老化而迅速衰退。
較佳實施例之詳細說明
在一較佳應用中，將水溶液內每英畝100加侖水體積，以每英畝100加侖水中較佳百分比為0.02%之濃度範圍從0.002%至2%海藻糖或海藻糖-6-磷酸葉面噴施至感染柑桔樹之葉冠。在該較佳百分比為0.02%之每英畝100加侖水中，可加入其他植物荷爾蒙例如細胞分裂素(cytokinin)和赤黴素(gibberellin)以進一步增進新組織發育，但非必然侷限於細胞分裂素和赤黴素。
已發現增進植物生長混合物可藉由海藻糖之激勵大量增強細胞分裂和細胞分化而大為加強植物營養和發 育及以適當後生外遺傳方式(competent epigenetic fashion)藉由荷爾蒙例如細胞分裂素和赤黴素但不限制或侷限於這些荷爾蒙進一步增加對伴隨疾病或樹木感染柑桔綠化症疾病之依賴，以及使其更為強壯和健康及更具有經濟價值。
在一較佳應用中，將濃度範圍從0.0002%至2%，較佳為0.02%百分比，之海藻糖或海藻糖-6-磷酸水溶液以每畝100加侖水之體積大量地滴灌入土壤內施予受感染樹幹底部以到達受感染柑橘樹之根處。
在又進一步較佳應用中，將濃度範圍從0.0002%至2%之海藻糖或海藻糖-6-磷酸水溶液，以及較佳為0.02%百分比之海藻糖或海藻糖-6-磷酸與其他植物荷爾蒙例如細胞分裂素和赤黴素以每畝100加侖水之體積大量地滴灌入土壤內施予受感染樹幹底部以到達受感染柑橘樹之根處，其可進一步增進新組織之發育，但其並不必然僅侷限於細胞分裂素和赤黴素。該訊息分子海藻糖或海藻糖-6-磷酸較佳為以水溶液被施予至植物，並且含有或不含其他成分例如結合海藻糖或海藻糖-6-磷酸之礦物質鈷或鎂以抑制乙烯之有害作用，其使用時機為當作物遭受生物或非生物性緊迫例如高溫、缺水等時。
已發現該增進植物生長混合物可藉由荷爾蒙例如細胞分裂素和赤黴素但不限制或侷限於這些荷爾蒙之激勵大量地增強細胞分裂和細胞分化而大為加強植物營養和發育，以及使作物更為強壯和健康及更具有經濟價值。
已發現該增進植物生長混合物可藉由荷爾蒙例 如細胞分裂素和赤黴素但不限制或侷限於這些荷爾蒙之激勵大量地增強細胞分裂和細胞分化而大為加強植物營養和發育，以及使作物更為強壯和健康及更具有經濟價值，以及其特別可增進作物之糖傳遞使用和效率而大量地提高作物之產量。
已發現該增進植物生長混合物可大為提高隨後果芽發生花芽發育之果芽發育以及然後產生大量和健康之果實。
已發現該增進植物生長混合物可大量提高先前生長受損柑橘樹以及柑橘果實生產不明顯作物之可採收量(harvestable yield)。
已發現該增進植物生長混合物藉由每畝至少100加侖水以葉面噴施訊息傳遞還原糖之海藻糖，但不侷限於海藻糖，至明顯死亡樹幹、其餘樹葉和樹芽可形成新而健康葉冠和根系(root system)以及大量提高作物可採收量而能克服柑桔綠化症之表現型失常。儘可能地以混合物完全覆蓋將死亡樹木有其必要性。早期利用"土壤"浸泡可進一步有助於除了柑桔綠化症外感染其他生物或非生物性疾病之複雜困難狀況。
在用於海藻糖以足量材料進入土壤根部之土壤施肥法或樹幹施肥法的一較佳實作中，其增進植物生長混合物之化學組成物或混合物內含有水性滲合之兩種植物荷爾蒙一細胞分裂素和赤黴素或如先前所示葉面施予至樹木之"上述土壤"區域。這些先前技術已為人所習知，細胞分 裂素和赤黴素可獲得自各種天然資源或可被化學合成。赤黴素較佳為選自一或多種下列物質：GA1、GA2、GA3、GA4、GA5、GA6、GA7、GA8、GA9、GA10、GA11、GA12、GA13、GA14、GA15、GA16、GA17、GA18、GA19、GA20、GA21、GA22、GA23、GA24、GA25、GA26、GA27、GA28、GA29、A30、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、GA60、GA61、GA62、GA63、GA64、GA65、GA66、GA67、GA68、GA69、GA70、GA71、GA72、GA73、GA74、GA75、GA76、GA77、GA78、GA79、GA80、GA81、GA82、GA83、GA84、GA85、GA86、GA87、GA88、GA89、GA90、GA91、GA92、GA93、GA94、GA95、GA96、GA97、GA98、GA99、GA100、GA101、GA102、GA103、GA104、GA105、GA106、GA107、GA108、GA109、GA110、GA111、GA112、GA113、GA114、GA115、GA116、GA117、GA118、GA119、GA120、GA121、GA122、GA123、GA124、GA125、GA126。細胞分裂素係選自一或多種下列物質：玉米素(zeatin)、各型玉米素、N6-芐基腺嘌呤(N6-benzyl adenine)、N6-(δ-2-異戊基)腺嘌呤、1,3-二苯脲、賽苯隆(thidiazuron)、氯吡脲(CPPU)、激動素(kinetin)或具有細胞分裂素活性之其他化學配製物。
較佳赤黴素為赤黴酸(gibberellic acid)、GA3，以及含水混合物內GA3之含量為約0.1至約10%重量比，更佳 為約0.5至約5%重量比，以及最佳為約0.075至約0.125%重量比。較佳之細胞分裂素為激動素以及該激動素在含水混合物內之含量為約0.003至0.3%重量比，更佳為約0.0015至0.15%重量比，以及最佳為約0.01至0.05%重量比。
細胞分裂素和赤黴素之植物荷爾蒙比例較佳範圍為從1：10至1：300，以及更佳為從1：20至1：40。其最佳比例為約1：30。然而，為獲得最佳效果，細胞分裂素和赤黴素之絕對量必需與被治療植物及其果實之體積/重量成比例。該細胞分裂素之絕對量較佳為每畝生長植物介於1至300mg，但更佳為每畝生長植物介於20至80mg。該赤黴素之絕對量較佳為每畝生長植物介於100至10,000mg，但更佳為每畝生長植物介於500至2,500mg。
實例
圖解顯示施予增進植物生長混合物至柑橘樹和植物之結果的數種實例。例如，圖1和2分別顯示葉面施用海藻糖至柑橘樹之前和之後的面貌。於圖1和2所示實例中，藉由混合海藻糖與水以製備濃度為每1加侖水含1克海藻糖之水溶液。之後，將水溶液以100加侖/每畝之比例施予至柑橘樹葉面。圖2顯示以水溶液處理一次樹木的四個月之後。圖3以圖解說明處理後最遲四個月甚至明顯死亡樹枝上仍長出新葉。圖4以圖解說明嚴重感染柑桔黃龍病之樹木經處理後四個月其明顯死亡樹枝上之新葉生長寫照。同樣，圖5顯示該相同樹木於開花期以水溶液單次施用後三個月。
圖6-8顯示根據本發明一具體實施例施用水溶液所獲得結果之另一實例。例如，圖6顯示經每1加侖水含有1克海藻糖以及植物荷爾蒙細胞分裂素和赤黴素之水溶液處理後的樹木。該細胞分裂素被製成約0.0015重量百分比之溶液，同時該赤黴素被製成約0.5重量百分比之溶液。在此實例中，該水溶液以每顆樹1加侖之用量被施用至緊接樹幹周圍基部之土壤。然後該溶液被浸泡入土壤內。圖7和8顯示該溶液施用後約72小時於先前似乎已死亡的樹枝上出現新葉。
圖9a以圖解說明處理後12個月於柑橘樹上之負載果實；圖9b以圖解說明處理後14個月於柑橘樹上之負載果實；以及圖9c以圖解說明圖9b柑桔樹之新葉原貌。
經處理樹木之樹葉和果實目視外觀顯示已無柑橘黃龍病HLB之病原菌。亦藉由用於測定即時-PCR之分子生物技術，Ct值，證明其不存在病原菌。發現經處理樹木之Ct值為40以上，而受感染樹木之Ct值則為20以上。

Claims (9)

  1. 一種用於增進植物生長之方法，該方法包含以下步驟：混合含有海藻糖或海藻糖-6-磷酸之水溶液；以及將該水溶液施予感染柑橘綠化症(citrus greening)之樹木。
  2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶液係被施用至樹木之葉冠。
  3. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶液係被施用至樹木之根部系統。
  4. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶液係被施用至樹幹底部而使水溶液滲入樹木之根部系統。
  5. 一種增進植物生長混合物，包含：含有海藻糖或海藻糖-6-磷酸之水溶液。
  6. 根據申請專利範圍第5項之增進植物生長混合物，其中該水溶液進一步含有細胞分裂素和赤黴素(gibberellins)。
  7. 根據申請專利範圍第5項之增進植物生長混合物，其中該水溶液進一步含有複數種植物荷爾蒙，該等植物荷爾蒙包括至少細胞分裂素和赤黴素。
  8. 根據申請專利範圍第6項之增進植物生長混合物，其中該水溶液含有約0.003至約0.3重量百分比之細胞分裂素，以及約0.1至約10重量百分比之赤黴素。
  9. 根據申請專利範圍第6項之增進植物生長混合物，其中 該水溶液含有約0.0015至約0.15重量百分比之細胞分裂素，以及約0.5至約5重量百分比之赤黴素。
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