WO2013050325A1 - Nouveaux analogues de strigolactone et leur utilisation pour le traitement des plantes - Google Patents

Nouveaux analogues de strigolactone et leur utilisation pour le traitement des plantes Download PDF

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WO2013050325A1
WO2013050325A1 PCT/EP2012/069351 EP2012069351W WO2013050325A1 WO 2013050325 A1 WO2013050325 A1 WO 2013050325A1 EP 2012069351 W EP2012069351 W EP 2012069351W WO 2013050325 A1 WO2013050325 A1 WO 2013050325A1
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WO
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compound
plant
treatment
plants
composition
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/069351
Other languages
English (en)
Inventor
François-Didier BOYER
Catherine Rameau
Jean-Paul Pillot
Alexandre DE SAINT GERMAIN
Jean-Bernard POUVREAU
Original Assignee
Institut National De La Recherche Agronomique
Ctre Nat De La Recherche Scientifique
Universite De Nantes
Universite De Paris Xi Paris Sud
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Filing date
Publication date
Application filed by Institut National De La Recherche Agronomique, Ctre Nat De La Recherche Scientifique, Universite De Nantes, Universite De Paris Xi Paris Sud filed Critical Institut National De La Recherche Agronomique
Publication of WO2013050325A1 publication Critical patent/WO2013050325A1/fr

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D407/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00
    • C07D407/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings
    • C07D407/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links

Definitions

  • the present invention relates to novel compounds analogous to strigolactones, a composition comprising such compounds and their use for the treatment of higher plants, particularly for the purpose of controlling their branching, by selective or overall inhibition of bud growth on the plant.
  • This inhibition may be temporary, so as to control the period of development of these buds, or permanent, for example to promote the growth of other parts of the plant at the expense of that (s) inhibited (s).
  • the compounds according to the invention find particular applications in the agricultural field, for the cultivation of plants, such as food plants, legumes, forest plants, ornamental plants, etc., for which the control of the number of branches, the bud initiation and / or branching period can improve yield and / or quality of production (fruit size, wood quality, etc.).
  • plants such as food plants, legumes, forest plants, ornamental plants, etc.
  • the control of the number of branches, the bud initiation and / or branching period can improve yield and / or quality of production (fruit size, wood quality, etc.).
  • higher plants are meant multicellular, vascular plants, with roots and an aerial part.
  • culture one understands as well the cultivation in field, as in plantation for the forests, that the cultivation in vitro, except soil or other.
  • the cultivated plants are the subject of numerous controls and treatments, so as to obtain the best possible yield and the best quality.
  • the plant is sized so as to limit the number of branches and thus the number of "well" organs that are fruits in the period of magnification or the seeds being filled.
  • fertilizer also helps to optimize yields.
  • strigolactones have been described not only for controlling the growth and architecture of higher plants, but also for inducing the germination of seeds of parasitic plants such as Orobanches.
  • the so-called GR24 molecule of formula:
  • the present invention aims to improve the plant treatment methods proposed by the prior art to control their degree of branching and thereby increase the yield and quality of crop production.
  • any isomeric form of these compounds on carbon C2 (stereoisomers 2'cc and 2' ⁇ ) and any mixture of such isomeric forms is also within the scope of the invention. From a mixture of isomers, each isomer can be obtained by conventional methods in themselves for the skilled person.
  • the compounds according to the invention also act only slightly on germination of the seeds of parasitic plants, in particular of the orobanche type.
  • they have an activity respectively 10,000 and 100 times less than the GR24 and GR5 compounds for the germination of the branching orobanch seeds (Phelipanche ramosa and Orobanche cumana).
  • the proliferation of such harmful parasitic plants proving to be a problem that is more and more present in both temperate and tropical regions, it is easy to understand the advantage of having means of treating plant crops which do not favor the germination of seeds.
  • these parasitic plants unlike natural strigolactones or most of their synthetic analogues described by the prior art, which in turn induce it.
  • R 3 represents a linear C 1 -C 10 alkyl radical, preferably a methyl radical.
  • R 1 and R 2 each additionally represent a hydrogen atom or a linear or branched C 1 -C 10 alkyl radical.
  • R 1 represents a hydrogen atom and R 2 represents a linear or branched C 1 -C 10 alkyl radical, preferably a methyl radical.
  • X represents an oxygen atom.
  • a particularly preferred compound according to the invention (3aR * , 8bS * , E) -3 - ((((((RS * ) -3,4-dimethyl-5-oxo-2,5-dihydrofuran-2-yl) oxy) methylene) -3,3a, 4,8b-tetrahydro-2H-indeno [1,2-i] furan-2-one, corresponds to formula (Ia):
  • X is an oxygen atom
  • R 1 is a hydrogen atom
  • R 2 and R 3 are both methyl radicals.
  • a method for synthesizing the compounds of the invention which is particularly preferred comprises, when X is an oxygen atom, the reaction of a tricyclic lactone with a precursor of the appropriate ring D, for example, for the compound of formula (Ia), with 5-chloro-3,4-dimethyl-2 (5H) -furanone, in the presence of potassium carbonate, according to the following general reaction scheme:
  • compositions comprising a compound as defined above, usable in particular for the treatment of higher plants in order to control their growth and their architecture, more particularly their branching.
  • inhibiting is meant in the present description to permanently or temporarily suppress the growth of a bud.
  • the invention provides a composition comprising the compound according to the invention by at least one root of said plant, so as to control the branching and / or the height of the plant.
  • This can be achieved by enriching the soil with the compound according to the invention, so as to reduce the number of stems in a non-selective manner or to slow down their growth.
  • the inventors have observed that the SMS suppression signal of branch growth migrates in the root-stem direction, which suggests that it is carried by the raw xylem sap.
  • the concentration of compound according to the invention in the composition is at least 0.1 nM and will vary depending on whether it is desired to permanently or temporarily inhibit the growth of the bud, the concentration being furthermore a function of the nature of the plant. treat.
  • the concentration of compound in the composition will vary between 0.1 nM and 10 ⁇ M, preferably between 0.1 and 1000 nM, more preferably between 1 and 100 nM.
  • FIG. 1 is a curve illustrating the results of a chemical stability analysis in aqueous solution (50 g / ml of compound in ethanol / water: 1/4, pH 6.7, 21 ° C.), for the compound (Ia) according to the invention and the comparative compound GR24, the% of non-degraded compound in the solution being represented as a function of time;
  • FIG. 1 is a curve illustrating the results of a chemical stability analysis in aqueous solution (50 g / ml of compound in ethanol / water: 1/4, pH 6.7, 21 ° C.), for the compound (Ia) according to the invention and the comparative compound GR24, the% of non-degraded compound in the solution being represented as a function of time;
  • FIG. 1 is a curve illustrating the results of a chemical stability analysis in aqueous solution (50 g / ml of compound in ethanol / water: 1/4, pH 6.7, 21 ° C.), for the compound (Ia) according to
  • FIG. 2 represents a bar graph showing the activity, expressed in terms of the length of bud / branching measured at node 38, after treatment at node 3, of compound (Ia) and comparative compounds GR24, GR5 and Comp. 3, at doses of between 1 nM and 1 ⁇ M, on the repression of the branching of the rmsl mutant of the pea;
  • FIG. 3 shows the activity, expressed in terms of bud / branch length measured at node 3 10 days after treatment at node 3, of compound (Ia) at doses of between 0.1 nM and 100 nM, repression of the branching of the rmsl mutant of the pea;
  • FIG. 4 represents a bar graph showing the activity, expressed in terms of bud / branch length measured at node 3 and at node 48, after treatment at node 3, of compound (Ia) and comparative compound GR24 at FIG. a dose of 1 ⁇ l, on the repression of the ramification of the rmsl mutant of the pea;
  • FIG. 5 is a bar graph illustrating the results, in terms of of branch length at the different nodes of the plant measured after 2 weeks of treatment, a hydroponic culture test of the pea rms1 mutant, in which the compound (Ia) or the comparative compound GR24 were added at a concentration of 3 ⁇ in the culture medium;
  • FIG. 6 represents the dose-response curves (absorbance (A) at
  • FIG. 8 represents a bar graph showing the activity, expressed in terms of bud / branch length measured at node 3, 8 days after treatment at node 3, of compound (Ia) and comparative compounds GR24 and Comp. 4, at respective doses of 100 nM and 1 ⁇ M, on the suppression of the branching of the rmsl mutant of the pea;
  • FIG. 9 shows the concentration EC 5 o determined for each compound (Ia) and the comparative compound GR24 on the germination of seeds ô'Orobanche cumana and Orobanche minor;
  • Figure 10 shows the concentration EC 5 o determined for each compound (Ia) and the comparative compound GR24 on seed germination Striga hermonthica.
  • Mass spectra were determined by electro-atomization ionization (ESI). All reactions were followed by thin layer chromatography (TLC) on 0.2 mm aluminum plates pre-coated with silica gel, using UV light and a 5% ethanolic solution of phosphomolybdic acid and the heat as a revealing agent.
  • ESI electro-atomization ionization
  • Tetrahydrofuran THF and diethyl ether Et 2 O were purified by distillation under nitrogen from sodium / benzophenone.
  • Dimethylformamide DMF and dichloromethane CH 2 Cl 2 were dried by distillation over calcium hydride, acetone by distillation over anhydrous CaSO 4 .
  • GR24 was prepared according to the method known per se described in Mangnus et al., 1992.
  • GR5 was synthesized according to the known method itself described in Johnson et al., 1981.
  • reaction mixture was then warmed to room temperature and stirred for 18 h, then evaporated under reduced pressure, diluted with CH 2 Cl 2 (10 mL) and the organic phase washed with aqueous acetic acid (5%, 10 mL). ). The aqueous phase was extracted with CH 2 Cl 2 (2 ⁇ 10 mL) and the combined organic phases evaporated under reduced pressure.
  • the Comp compound was synthesized. 4 (3af * 8BS *, E?) -3 - ((((RS *) -3-methyl-5-oxo-2,5-dihydrofuran- 2-yl) oxy) methylene) -3,3a, 4,8b-tetrahydro-2 / - / - indeno [1,2-i] furan-2-one, another strigolactone analog, of the general formula:
  • Each of the compounds was diluted in acetone (1 mL), then 50 ⁇ L of each of these solutions were diluted with ethanol (175 ⁇ L) and water (750 ⁇ L) to obtain a concentration of composed of 50 g / mL. Each of these aqueous solutions was incubated at 21 ° C in HPLC flasks.
  • Indanol 25 ⁇ l of a 1 mg / ml solution in acetone was added to each solution as an internal standard. The degradation of the compounds over time was followed by analysis of samples taken from these solutions at different time intervals by Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) using an Acquity UPLC HSS Ci 8 column (1.8 ⁇ , 2.1-150 mm), eluted firstly with a solution of acetonitrile at 5% in water containing 0.1% of formic acid, for 0.5 min, then with a gradient of 5% to 100% acetonitrile in water containing 0.1% formic acid for 6.5 min and 100% acetonitrile containing 0.1% formic acid for 3 min. The column was maintained at a temperature of 40 ° C, with a flow of 0.6 mL / min.
  • UPLC Ultra Performance Liquid Chromatography
  • the compounds eluted from the column were detected with a photodiode array detector.
  • the relative amount of undegraded compound in each solution was determined by comparison with the internal standard.
  • the mutant rms1 is a mutant of the so-called SMS signal biosynthesis, repressing the branching of the plant. 1 / Experiment 1 - Activity Test on Branching Inhibition
  • rms1 pea mutants (ccd8) described in Beveridge et al. 1997, strigolactone deficient, were used for the test (M3T884 line from the Térèse variety).
  • the compound (Ia) according to the invention has also been tested at even lower doses, up to 0.1 nM.
  • the results, expressed in bud / branch length 10 days after treatment with this compound, are shown in Figure 3.
  • the control after 10 days without treatment (0 nM) is also shown in this figure. It is found that the activity limit of the compound (la) is between 0.1 and 1 nM.
  • the pea seeds were incubated in wet potting sand at 24 ° C for 6 days, with a relative humidity of 70%.
  • the sprouted seeds were placed in a pre-formed hole in the lid (35 holes / lid, diameter 20 mm) of a polyvinyl chloride (PVC) pot containing the above hydroponic culture solution (47 L, pH 5, 8) and secured with a piece of polystyrene at the root-shoot junction.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the container (dimensions: 60 cm x 40 cm ⁇ 26 cm) was opaque and contained an aerated nutrient solution. The aeration of this solution was carried out by an aquarium pump attached to a perforated tube delivering small air bubbles continuously.
  • the plants were kept in a greenhouse (16 h day / 8 h night) under the radiation of a sodium lamp.
  • the temperature was set at 24 ° C and 18 ° C (night), with a relative humidity of 70%.
  • the compound (Ia) according to the invention and the comparative compounds GR24, GR5 and Comp. 3 were tested for their stimulating effect on seed germination of Phelipanche ramosa pathovar C.
  • Phelipanche ramosa seeds (St Martin de Fraigneau, France, 2005) were sterilized on the surface following the method described in Dos Santos et al., 2003, then resuspended in sterile water (10 gL "1 ) and distributed in 96-well plates (50 ⁇ l, or about 100 seeds per well).
  • Controls were conducted without test compound, with water / acetone (v / v: 999/1) and without seeds.
  • the dose-response curves (A f (c), where A is the absorbance at 570 nm and c the concentration of test compound (mol.L “1 )), and the EC concentration values 5 o, were modeled using a four-parameter curve calculated with SigmaPlot® 10.0, the concentrations inducing half of the maximal response (EC 5 o) were then determined by this model, and Figure 6 shows the dose-response curves obtained.
  • the absorbance (A) is proportional to the germination rate.
  • Figure 7 shows the results obtained in terms of EC 5 o concentration, for each of these compounds. It can clearly be concluded from the graphs represented in these figures that the compound (Ia) according to the invention has a biological activity, in terms of stimulating the germination of parasitic plants Phelipanche ramosa, which is much less than that of the comparative compounds GR24 and GR5. 21 Orobanche
  • the compound (Ia) according to the invention and the comparative compound GR24 were tested for their stimulating effect on seed germination of Orobanche cumana and Orobanche minor.
  • Orobanche cumana The seeds of Orobanche cumana were collected from sunflowers in a field in Longeville-sur-mer (France, 2009). Seeds of Orobanche minor were collected from clover in a field in Utsunomiya (Japan, 2009). These seeds have undergone the same preparation process as that described above for Phelipanche ramosa, with the exception of the use of 0.01% triton during certain sterilizations.
  • the activity test on germination was carried out under the same conditions as those described above for Phelipanche ramosa.
  • Figure 9 shows the results obtained in terms of EC 5 0 concentration, for each of the compounds tested.
  • the compound (Ia) according to one embodiment of the invention clearly shows a biological activity, in terms of stimulation of the germination of parasitic plants, both Orobanche cumana and Orobanche minor, much less than that of the comparative compound GR24.
  • the compound (Ia) according to the invention and the comparative compound GR24 were tested for their stimulating effect on seed germination of Striga hermonthica.
  • Striga hermonthica The seeds of Striga hermonthica were collected in East Sudan at Gadarif in 1999.
  • Figure 10 shows the results obtained in terms of concentration EC 5 0 for each of the tested compounds.
  • the compound (Ia) according to one embodiment of the invention clearly shows a biological activity, in terms of stimulating the germination of parasitic plants of Striga hermonthica, which is, as for the other parasitic plants tested, considerably less than that of the comparative compound GR24.
  • the set of results above demonstrates that the compound according to the invention corresponding to formula (Ia) has a better biological activity for the control of branching than natural strigolactones and synthetic analogues, in particular GR24 and GR5, as well as better physico-chemical behavior, in terms of stability in aqueous medium, while being easier to prepare than the synthetic analogs of the prior art.
  • This compound according to the invention makes it possible to dissociate the activity on the branching and that on the germination of the orobanche.
  • the present invention achieves the objectives it has set for itself.
  • it provides strigolactone-like compounds which exhibit a particularly important biological activity of branching inhibition in higher plants, so that the treatment of such plants by these compounds can control their growth and their architecture in a way that optimal, by means of moreover small amounts of compound, in order to improve the crop yield.
  • These compounds also act advantageously only slightly on the germination of the seeds of parasitic plants.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un composé analogue de strigolactone de formule générale (I) :dans laquelle X représente un atome d'oxygène ou un atome de soufre, R1 et R2, identiques ou différents, représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, en C1-C10, R1 et R 2 ne représentant pas tous deux un atome d'hydrogène, et R3 représente un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, en C1-C10. Ce composé est utilisable pour le traitement des plantes supérieures en vue de contrôler leur croissance et leur architecture.

Description

NOUVEAUX ANALOGUES DE STRIGOLACTONE ET LEUR UTILISATION POUR
LE TRAITEMENT DES PLANTES
La présente invention concerne de nouveaux composés analogues des strigolactones, une composition comportant de tels composés et leur utilisation pour le traitement des plantes supérieures, notamment en vue de contrôler leur ramification, par une inhibition sélective ou globale de la croissance de bourgeons sur la plante. Cette inhibition peut être temporaire, de manière à contrôler la période de développement de ces bourgeons, ou permanente, afin par exemple de favoriser la croissance d'autres parties de la plante au détriment de celle(s) inhibée(s).
Les composés selon l'invention trouvent notamment des applications dans le domaine agricole, pour la culture de plantes, telles que des plantes alimentaires, des légumineuses, des plantes forestières, des plantes ornementales etc., pour lesquelles le contrôle du nombre de ramifications, du démarrage de bourgeons et/ou de la période de ramification peut améliorer le rendement et/ou la qualité de la production (taille du fruit, qualité du bois, etc.). Par plantes supérieures, on entend les végétaux pluricellulaires, vasculaires, munis de racines et d'une partie aérienne. Par culture, on entend aussi bien la culture en champ, qu'en plantation pour les forêts, que la culture in vitro, hors sol ou autre.
Les plantes cultivées, que ce soit pour leurs fleurs, leurs fruits, leurs graines ou pour leurs parties végétatives, font l'objet de nombreux contrôles et traitements, de manière à obtenir le meilleur rendement possible et la meilleure qualité.
Ainsi par exemple, on essaie de maîtriser les périodes de floraison de manière à éviter que les bourgeons floraux soient initiés pendant les périodes de forts risques de gel. De même, lorsqu'on souhaite obtenir des fruits de gros calibre, ou plus généralement des plantes plus vigoureuses, on procède à une taille de la plante de manière à limiter le nombre de ramifications et ainsi le nombre d'organes « puits » que sont les fruits en période de grossissement ou les graines en cours de remplissage. L'utilisation d'engrais permet également d'optimiser les rendements.
De tels contrôles et traitements nécessitent une connaissance, outre de la plante elle-même, des conditions dans lesquelles elle est cultivée : nature du sol, climat, etc., notamment pour savoir quand et comment tailler les plantes. Par ailleurs, la taille est un procédé manuel fastidieux, coûteux nécessitant l'intervention de personnes qualifiées.
Pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé par l'art antérieur des procédés de traitement chimique des plantes pour contrôler leur croissance, par inhibition totale ou partielle, définitive ou temporaire, de la croissance des ramifications, de manière notamment à optimiser le rendement de ces plantes.
En particulier, il a été proposé dans le document de brevet FR-A- 2 930 402 de mettre les plantes à traiter en contact avec une solution contenant une strigolactone, naturelle ou de synthèse, de manière à inhiber ou limiter la pousse de tout ou partie des ramifications.
Les strigolactones sont des hormones végétales de la famille des apocaroténoïdes. Elles sont principalement composées d'un squelette à quatre cycles dits A, B, C, D, plus précisément d'une lactone tricyclique ABC connectée par une liaison éther d'énol à un cycle butyrolactone dit cycle D. On connaît actuellement de nombreuses strigolactones naturelles, telles que la sorgolactone, le 5-désoxy-strigol, le strigol, l'orobanchol, le 2' epi-orobanchol, le solanacol, l'acétate d'orobanchyle ou l'acétate de strigyle, et des strigolactones de synthèse, telles que le GR24 ou le GR5. Des applications des strigolactones ont été décrites non seulement pour le contrôle de la croissance et de l'architecture des plantes supérieures, mais également pour induire la germination des graines de plantes parasites telles que les Orobanches. Afin d'éliminer de telles plantes parasites des sols agricoles, il est ainsi proposé de traiter lesdits sols avec des strigolactones, de manière à induire la germination des plantes parasites en l'absence de plantes hôtes indispensables à leur existence, ce qui entraîne leur mort. Parmi les strigolactones, la molécule dite GR24, de formule :
Figure imgf000005_0001
dans laquelle le cycle A est un cycle aromatique, et la molécule dite GR5, de formule :
Figure imgf000005_0002
dépourvue de cycles A et B, ont été décrites par l'art antérieur comme particulièrement efficaces pour réprimer la ramification des plantes supérieures.
La présente invention vise à améliorer les procédés de traitement des plantes proposés par l'art antérieur pour contrôler leur degré de ramification et accroître par ce biais le rendement et la qualité des productions végétales.
A cet effet, il est proposé selon l'invention de nouveaux composés, analogues de synthèse des strigolactones, répondant à la formule générale (I) :
Figure imgf000006_0001
dans laquelle :
X représente un atome d'oxygène ou un atome de soufre,
R1 et R2, identiques ou différents, représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, en C1 -C10, R1 et R2 ne représentant pas tous deux un atome d'hydrogène, et R3 représente un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, en C1 -C10,
Toute forme isomère de ces composés sur le carbone C2 (stéréo- isomères 2'cc et 2'β) et tout mélange de telles formes isomères entre également dans le cadre de l'invention. A partir d'un mélange d'isomères, chaque isomère peut être obtenu par des méthodes classiques en elles-mêmes pour l'homme du métier.
Il a été découvert par les présents inventeurs que ces analogues particuliers des stngolactones, inédits à ce jour, étaient particulièrement actifs pour la répression de la ramification des plantes, et notamment bien plus actifs que les strigolactones naturelles et les autres composés analogues synthétiques proposés par l'art antérieur, en particulier le GR24 et le GR5.
En particulier, les présents inventeurs ont découvert que les analogues des strigolactones répondant à la formule (I) étaient capables d'inhiber le démarrage des bourgeons axillaires, notamment chez le pois (Pisum sativum L), à une concentration bien inférieure à celle des strigolactones naturelles, et notamment au moins 10 fois inférieure à celle des analogues synthétiques GR24 et GR5. Ces composés conformes à l'invention agissent en outre en particulier au nœud 4 après traitement au nœud 3.
Les composés selon l'invention présentent également avantageusement une stabilité en milieu aqueux bien supérieure à celle des strigolactones naturelles, qui de manière inhérente sont instables dans l'eau, en particulier à pH supérieur à 7, mais aussi à celle du GR24 et du GR5.
De manière particulièrement avantageuse, les composés selon l'invention n'agissent en outre que faiblement sur la germination des graines des plantes parasites, notamment du type orobanche. En particulier, ils présentent une activité respectivement 10 000 et 100 fois moins importante que les composés GR24 et GR5 pour la germination des graines d'orobanches rameuses (Phelipanche ramosa et Orobanche cumana). La pullulation de telles plantes parasites nuisibles s'avérant un problème de plus en plus présent tant dans les régions tempérées que dans les régions tropicales, on comprend aisément l'intérêt de disposer de moyens de traitement des cultures végétales ne favorisant pas la germination des graines de ces plantes parasites, contrairement aux strigolactones naturelles ou à la plupart de leurs analogues de synthèse décrits par l'art antérieur, qui quant à elles l'induisent.
Selon une caractéristique préférée des composés selon l'invention, R3 représente un radical alkyle linéaire en C1 -C10, de préférence un radical méthyle.
R1 et R2 représentent en outre chacun de préférence un atome d'hydrogène ou un radical alkyle linéaire ou ramifié en C1 -C10.
De manière encore préférée, R1 représente un atome d'hydrogène et R2 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié en C1 -C10, de préférence un radical méthyle.
Préférentiellement, X représente un atome d'oxygène.
Un composé particulièrement préféré selon l'invention, le (3aR*,8bS*,E)-3-((((RS*)-3,4-diméthyl-5-oxo-2,5-dihydrofuran-2-yl)oxy) méthylène)-3,3a,4,8b-tétrahydro-2/-/-indeno[1 ,2-i ]furan-2-one, répond à la formule (la) :
Figure imgf000008_0001
dans laquelle X est un atome d'oxygène, R1 est un atome d'hydrogène, et R2 et R3 sont tous deux des radicaux méthyles.
D'autres composés particuliers conformes à l'invention sont : le (3aR*,8bS*,E)-3-((((RS*)-2,3,4-triméthyl-5-oxo-2,5-dihydro- furan-2-yl)oxy)méthylène)-3,3a,4,8b-tétrahydro-2/-/-indeno[1 ,2-i ]furan-2-one,
Figure imgf000008_0002
de formule (Ib) : dans laquelle X est un atome d'oxygène, et R1, R2 et R3 sont tous trois des radicaux méthyles ; le (3aR*,8bS*,E)-3-((((RS*)-3-butyl-4-méthyl-5-oxo-2,5-dihydro- furan-2-yl)oxy)méthylène)-3,3a,4,8b-tétrahydro-2/-/-indeno[1 ,2-i ]furan-2-one, de formule (le) :
Figure imgf000008_0003
dans laquelle X est un atome d'oxygène, R1 est un atome d'hydrogène, R2 est un radical butyle et R3 est un radical méthyle ; le (3aR*,8bS*,E)-3-((((RS*)-3-ethyl-4-méthyl-5-oxo-2,5-dihydro- furan-2-yl)oxy)méthylène)-3,3a,4,8b-tétrahydro-2/-/-indeno[1 ,2-i ]furan-2-one,
Figure imgf000009_0001
de formule (Id) : dans laquelle X est un atome d'oxygène, R1 est un atome d'hydrogène, R2 est un radical éthyle et R3 est un radical méthyle.
Les composés selon l'invention peuvent être obtenus par toute voie de synthèse adéquate. L'homme du métier saura en déterminer les étapes, les conditions opératoires et les précurseurs à mettre en œuvre en fonction de la structure particulière du composé de formule générale (I) visé. Un procédé de synthèse des composés selon l'invention particulièrement préféré comprend, lorsque X est un atome d'oxygène, la réaction d'une lactone tricyclique avec un précurseur du cycle D adéquat, par exemple, pour le composé de formule (la), avec le 5-chloro-3,4-diméthyl-2(5H)-furanone, en présence de carbonate de potassium, selon le schéma réactionnel général suivant :
Figure imgf000009_0002
Tout autre mode de synthèse que l'homme du métier saura identifier à partir de ses connaissances générales entre également dans le cadre de l'invention.
Un autre aspect de l'invention est une composition comprenant un composé tel que défini ci-avant, utilisable en particulier pour le traitement des plantes supérieures en vue de contrôler leur croissance et leur architecture, plus particulièrement leur ramification.
Préférentiellement, la concentration en ledit composé dans cette composition est comprise entre 0,1 nM et 10 μΜ, préférentiellement entre 0,1 et 1000 nM, préférentiellement encore entre 1 et 100 nM.
Un troisième aspect de l'invention est l'utilisation d'un composé tel que défini ci-avant, et/ou d'une composition le comprenant, pour le traitement d'une plante supérieure en vue de contrôler sa croissance et son architecture.
Plus particulièrement, on place au contact de la plante une quantité adaptée d'un composé conforme à l'invention de manière à inhiber la formation d'au moins une ramification.
Par inhiber, on entend dans la présente description réprimer définitivement ou temporairement la croissance d'un bourgeon. Ainsi, selon l'invention, on peut supprimer une ramification en inhibant définitivement la croissance du bourgeon correspondant, ou mettre en dormance ledit bourgeon de manière à retarder dans le temps sa croissance.
Par ramification, on entend l'excroissance issue du bourgeon axillaire situé à l'aisselle des feuilles, que ce soit une branche, une fleur ou une inflorescence. L'inhibition peut être globale, c'est-à-dire toucher tous les bourgeons axillaires au moment du traitement de la plante, ou ciblée, c'est-à-dire ne toucher que des bourgeons spécifiquement visés par le traitement.
Les plantes traitées peuvent aussi bien être cultivées en serres, qu'en champs, in vitro ou même hors sol. Une quantité adaptée s'entend d'une quantité au moins suffisante pour agir sur la croissance et l'architecture de la plante à traiter. Cette quantité est évaluée pour chaque cas particulier, en fonction notamment de la nature de la plante à traiter et du degré de contrôle de la ramification souhaité, par exemple selon que l'on souhaite inhiber définitivement ou temporairement la croissance du bourgeon.
Selon l'invention, on peut appliquer une composition comportant un composé conforme à l'invention sur une portion au moins partielle de la partie aérienne de la plante. Par exemple, on peut appliquer, par vaporisation ou par dépôt, ladite composition sur des bourgeons axillaires de la plante que l'on souhaite réprimer, de manière à contrôler la croissance des bourgeons ainsi traités, ou plus généralement sur la partie de la plante dont on souhaite contrôler la croissance. Il est autrement possible d'injecter la composition comprenant un composé conforme à l'invention dans une partie aérienne de ladite plante, par exemple au niveau des bourgeons même, ou des tiges portant les bourgeons à réprimer, de manière à contrôler la croissance de la plante située au-dessus de la zone d'injection.
Dans un autre mode de mise en œuvre, l'invention prévoit d'apporter une composition comprenant le composé conforme à l'invention par au moins une racine de ladite plante, de manière à contrôler la ramification et/ou la hauteur de la plante. Ceci peut-être réalisé par un enrichissement du sol en composé selon l'invention, de manière à diminuer de manière non sélective le nombre de tiges ou de freiner leur croissance. En effet, les inventeurs ont observé que le signal de répression SMS de la croissance des ramifications migre dans le sens racine - tige, ce qui laisse penser qu'il est véhiculé par la sève brute du xylème.
Avantageusement, la concentration en composé conforme à l'invention dans la composition est au minimum de 0,1 nM et variera selon qu'on souhaite inhiber définitivement ou temporairement la croissance du bourgeon, la concentration étant en outre fonction de la nature de la plante à traiter. D'une manière générale, la concentration en composé dans la composition variera entre 0,1 nM et 10 μΜ, préférentiellement entre 0,1 et 1000 nM, préférentiellement encore entre 1 et 100 nM.
De même, le nombre de jours de traitement peut varier en fonction de la plante, de son âge au moment du traitement, de l'effet définitif ou non souhaité, etc.
Les caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière des exemples de mise en œuvre ci- après, fournis à simple titre illustratif et nullement limitatifs de l'invention, avec l'appui des figures 1 à 10, dans lesquelles : - la figure 1 est une courbe illustrant les résultats d'une analyse de stabilité chimique en solution aqueuse (50 g/mL de composé dans éthanol/eau : 1/4, pH 6,7, 21 °C), pour le composé (la) conforme à l'invention et le composé comparatif GR24, le % de composé non dégradé dans la solution étant représenté en fonction du temps ; - la figure 2 représente un graphe en barres montrant l'activité, exprimée en terme de longueur de bourgeon/ramification mesurée au nœud 3 8 jours après traitement au nœud 3, du composé (la) et des composés comparatifs GR24, GR5 et Comp. 3, à des doses comprises entre 1 nM et 1 μΜ, sur la répression de la ramification du mutant rmsl du pois ; - la figure 3 montre l'activité, exprimée en terme de longueur de bourgeon/ramification mesurée au nœud 3 10 jours après traitement au nœud 3, du composé (la) à des doses comprises entre 0,1 nM et 100 nM, sur la répression de la ramification du mutant rmsl du pois ;
- la figure 4 représente un graphe en barres montrant l'activité, exprimée en terme de longueurs de bourgeon/ramification mesurée au nœud 3 et au nœud 4 8 jours après traitement au nœud 3, du composé (la) et du composé comparatif GR24 à une dose de 1 μΜ, sur la répression de la ramification du mutant rmsl du pois ;
- la figure 5 est un graphe en barres illustrant les résultats, en termes de longueur des ramifications aux différents nœuds de la plante mesurée après 2 semaines de traitement, d'un test de culture hydroponique du mutant rmsl du pois, dans lequel le composé (la) ou le composé comparatif GR24 ont été ajoutés à une concentration de 3 μΜ dans le milieu de culture ; - la figure 6 représente les courbes dose-réponse (absorbance (A) à
570 nm en fonction de la concentration du composé testé) obtenues pour le composé (la) et les composés comparatifs GR24, GR5 et Comp. 3 pour l'activité de stimulation de la germination des graines de Phelipanche ramosa ;
- la figure 7 montre la concentration EC5o déterminée pour chacun du composé (la) et des composés comparatifs GR24, GR5 et Comp. 3 sur la germination des graines de Phelipanche ramosa ;
- la figure 8 représente un graphe en barres montrant l'activité, exprimée en terme de longueur de bourgeon/ramification mesurée au nœud 3, 8 jours après traitement au nœud 3, du composé (la) et des composés comparatifs GR24 et Comp. 4, à des doses comprises respectives de 100 nM et 1 μΜ, sur la répression de la ramification du mutant rmsl du pois ;
- la figure 9 montre la concentration EC5o déterminée pour chacun du composé (la) et du composé comparatif GR24 sur la germination des graines ô'Orobanche cumana et Orobanche minor ; - et la figure 10 montre la concentration EC5o déterminée pour chacun du composé (la) et du composé comparatif GR24 sur la germination des graines de Striga hermonthica.
EXEMPLE 1 - Synthèse d'un exemple de composé selon l'invention et d'exemples de composés comparatifs
1/ Matériel et méthodes
Les spectres infrarouge ont été enregistrés en film sur une fenêtre en diamant. Les données sont données en cm"1 (vv, cm"1).
Les spectres RMN 1H et 13C ont été enregistrés sur des solutions dans CDCI3, en utilisant le solvant protique CHCI3 (δΗ=7,24 ppm) ou ÇDCI3 (δ0=77,23 ppm) comme référence interne et sont donnés en ppm.
Les spectres de masse ont été déterminés par ionisation par électro- nébulisation (ESI). Toutes les réactions ont été suivies par chromatographie sur couche mince (CCM) sur des plaques d'aluminium de 0,2 mm pré-enduites de gel de silice, en utilisant la lumière UV et une solution éthanolique à 5 % en acide phosphomolybdique et la chaleur en tant qu'agent révélateur.
La Flash-chromatographie a été réalisée sur gel de silice 60, 40-63 μιτι (400-230 mesh), avec l'acétate d'éthyle et l'heptane en tant qu'éluants.
Les réactifs et solvants disponibles commercialement ont été purifiés et séchés lorsque nécessaire par des méthodes classiques.
Le tétrahydrofurane THF et l'éther diéthylique Et2O ont été purifiés par distillation sous azote, à partir de sodium / benzophénone. Le diméthylformamide DMF et le dichlorométhane CH2CI2 ont été séchés par distillation sur hydrure de calcium, l'acétone par distillation sur CaSO4 anhydre.
Sauf indication contraire, tous les autres réactifs ont été obtenus à partir des sources commerciales et utilisés sans autre purification. 21 Composé (la)
Le composé répondant à la formule (la), le (3af?*,8bS*,E)-3-((((RS*)- 3,4-diméthyl-5-oxo-2,5-dihydrofuran-2-yl)oxy)méthylène)-3,3a,4,8b-tétrahydro- 2H-indeno[1 ,2-i ]furan-2-one, a été synthétisé à partir du tricycle dit ABC obtenu par la méthode décrite dans Mangnus et al., 1992 :
ABC
Figure imgf000014_0001
et de 5-chloro-3,4-diméthyl-2(5/-/)-furanone préparé selon la méthode de Canevet et al., 1978, en tant que précurseur du cycle D, selon le schéma réactionnel :
Figure imgf000015_0001
Pour cela, 65 mg (0,321 mmol) de tricycle ABC, 1 18 mg (0,804 mmol) de 5-chloro-3,4-diméthyl-2(5H)-furanone et 84 mg (0,61 1 mmol) de K2CO3 anhydre ont été dissous dans de l'acétone anhydre (6,6 ml_). Le mélange réactionnel a été maintenu sous agitation pendant 18 h puis concentré sous pression réduite.
Le résidu a été dissous dans l'acétate d'éthyle EtOAc (10 mL). La solution obtenue a été filtrée, et soumise à évaporation sous pression réduite, puis le concentré obtenu a été purifié par chromatographie sur gel de silice (EtOAc/heptane 3/7 à 1/1 ) pour obtenir le produit souhaité sous forme d'un mélange d'isomères C2OC et Cz , dans des proportions 1 :1 (85 mg, rendement 84 %), sous forme d'huile incolore. L'isomère a pur (huile incolore) a été obtenu par séparation par chromatographie préparative sur couche mince (EtOAc/heptane 3/7).
Pour l'isomère a :
Figure imgf000015_0002
RMN 1H (300 MHz, CDCI3) : δ 7,44 (d, J = 7,2 Hz, 1 H), 7,39 (d, J = 2,6 Hz, 1 H), 7,30-7,16 (m, 3H), 5,90 (s, 1 H), 5,89 (d, J = 7,9 Hz, 1 H), 5,22 (d, J = 1 ,9 Hz, 1 H) 3,93-3,85 (m, 1 H), 3,38 (dd, J = 17,0 et 9,4 Hz, 1 H), 3,04 (ddd, J = 17,0, 3,4 Hz, 1 H), 2,00-1 ,98 (m, 3H), 1 ,86-1 ,84 (m, 3H). RMN 13C (75 MHz, CDCI3): δ 171 ,4 (C), 170,8 (C), 152,3 (C), 151 ,2 (CH), 142,7 (C), 139,1 (C), 130,2 (CH), 128,8 (C), 127,7 (CH), 126,7 (CH), 125,3 (CH), 1 13,1 (C), 102,5 (CH), 86,1 (CH), 39,1 (CH), 37,6 (CH2), 1 1 ,6 (CH3), 8,9 (CH3). IR vmax (film): 3056, 2927, 2857, 1775, 1744, 1677, 1608 cm"1.
HRMS (ESI), m/z calculé pour Ci8Hi6O5Na [M + Na]+ : 335,0895, trouvé : 335,0899.
3/ Composé comparatif 1 - GR24
Le GR24 a été préparé selon la méthode connue en elle-même décrite dans Mangnus et al ., 1992.
4/ Composé comparatif 2 - GR5
Le GR5 a été synthétisé selon la méthode connue en elle-même décrite dans Johnson et al., 1981 .
5/ Composé comparatif 3 - Comp. 3 En tant que troisième composé comparatif, il a été synthétisé le (E)-
3,4-diméthyl-5-((2-oxodihydrofuran-3(2/-/)-ylidène)méthoxy)furan-2(5/-/)-one, de formule :
Figure imgf000016_0001
c'est-à-dire correspondant au composé (la) dépourvu du bicycle AB (soit un analogue du GR5, modifié sur le cycle D de la même manière que le composé (la)).
Pour cela, 469 mg de terf-butoxyde de potassium (0,418 mmol) ont été ajoutés à un mélange de γ-butyrolactone (300 mg, 0,28 mL, 3,48 mmol) et de formate d'éthyle (0,34 mL, 4,18 mmol, 10 équiv.) dans du THF (7,5 mL) à 0 °C sous atmosphère d'argon. Le mélange a été agité pendant 2 h puis refroidi à - 78 °C.
562 mg (3,83 mmol) de (5-chloro-3,4-diméthyl-2(5H)-furanone préparé selon la méthode de Canevet et al. (1978) ont été graduellement ajoutés.
Le mélange réactionnel a ensuite été réchauffé à température ambiante et agité pendant 18 h, puis soumis à évaporation sous pression réduite, dilué avec CH2CI2 (10 mL) et la phase organique lavée avec une solution aqueuse d'acide acétique (5 %, 10 mL). La phase aqueuse a été extraite avec CH2CI2 (2 x 10 mL) et les phases organiques combinées soumises à évaporation sous pression réduite.
Le produit brut a été purifié par chromatographie sur gel de silice (heptane/EtOAc 3/2 à 1/1 ) pour obtenir le composé souhaité (292 mg, rendement 37 %) sous forme de solide blanc. Point de fusion : 93,4 - 93,8 °C (Heptane/EtOAc).
RMN 1H (300 MHz, CDCI3) : δ = 7,42 (t, J = 2,8 Hz, 1 H), 5,93 (s, 1 H), 4,35 (t, J = 7,5 Hz, 2 H), 2,88 (td, J = 7,5, 2,8 Hz, 2 H), 1 ,99 (t, J = 1 ,0 Hz, 1 H), 1 ,87 (t, J = 1 ,0 Hz, 1 H).
RMN 13C (75 MHz, CDCI3) : δ = 171 ,9 (C), 170,9 (C), 152,5 (C), 150,0 (CH), 128,5 (C), 107,6 (CH), 102,3 (CH), 66,0 (CH2), 24,1 (CH2), 1 1 ,6 (CH2), 8,8 (CH2).
IR vmax (film): 2987, 2923, 1771 , 1748, 1685 cm"1.
HRMS (ESI) m/z calculé pour C11 H13O5 [M + H+] : 225,0763, trouvé : 225,0755. 6/ Composé comparatif 4 - Comp. 4
En tant que quatrième composé comparatif, il a été synthétisé le composé Comp. 4, (3af?*,8bS*,E)-3-((((RS*)-3-méthyl-5-oxo-2,5-dihydrofuran- 2-yl)oxy)méthylène)-3,3a,4,8b-tetrahydro-2/-/-indeno[1 ,2-i ]furan-2-one, autre analogue de strigolactone, de formule générale :
Figure imgf000018_0001
Ce composé est notamment décrit dans le document de brevet FR-A- 2 475 547.
Il a été synthétisé à partir du tricycle ABC obtenu par la méthode décrite dans Mangnus et al., 1992, et de 5-bromo-4-méthylfuran-2(5H)-one (préparé à partir de 4-méthylfuran-2(5H)-one selon la méthode de Johnson et al., 1981 ) en tant que précurseur du cycle D, selon le même protocole opératoire que celui décrit ci-avant pour le composé (la).
A cet effet, du 3-méthylfuran-2,5-dione (1 g, 8,93 mmol) a été mis en solution dans du THF (20 ml_) et agité à 0 °C. Puis du NaBH4 (845 mg, 22,2 mmol) a été ajouté rapidement et la solution agitée à 0 °C pendant 2 heures. La solution a ensuite été plongée dans de l'eau acidifiée avec du HCI (10 %) et extraite avec de l'acétate d'éthyle (3 x 150 mL). Les phases organiques réunies ont été lavées avec de l'eau (2 x 150 mL) et une solution saturée de chlorure de sodium (2 x 150 mL), séchées, puis soumises à évaporation pour donner le 4-méthylfuran-2(5H)-one (202,5 mg, 23 %) sous forme d'un liquide épais dont les spectres RMN (1H et 13C) étaient conformes à ceux reportés dans la publication de Sharma et al., 2008.
Dans une solution de 4-méthylfuran-2(5H)-one ainsi obtenu (217 mg, 2,2 mmol) dans le tétrachlorure de carbone (5,5 mL), ont été ajoutés du N- bromosuccinimide (423 mg, 2,37 mmol) fraîchement recristallisé et du peroxyde de benzoyie (14,4 mg). La solution a été agitée à reflux pendant 1 ,5 heure. Après refroidissement, filtration et évaporation, on a obtenu le 5- bromo-4-méthylfuran-2(5H)-one (353,5 mg, 91 %) sous forme d'un liquide transparent et dont les spectres RMN étaient conformes à ceux reportés dans la publication de Martin et al., 1976.
Du 5-bromo-4-méthylfuran-2(5H)-one (53,1 mg, 0,3 mmol) et du (3af?,8bS,E)-3-(hydroxyméthylène)-3,3a,4,8b-tetrahydro-2H-indeno[1 ,2- £>]furan-2-one (40 mg, 0,2 mmol) ont été mélangés et agités à température ambiante dans l'acétone anhydre (1 ml_). Du carbonate de potassium (41 ,4 mg, 0,3 mmol) a été ajouté et le mélange agité pendant 2 heures. Après filtration et évaporation, le mélange a été purifié sur chromatographie sur silice (Heptane/EtOAc : 8:2 jusqu'à 1 :1 ) pour donner le composé attendu (22,9 mg, 38 %), mélange de deux isomères sous forme de solide blanc.
RMN 1H (500 MHz, CDCI3) δ : 7,2 - 7,6 (m, 6H), 6,08 (s, 1 H), 5,98 (d, J = 7,7 Hz,1 H), 3,98 (q, J = 7,7 Hz, 1 H), 3,46 (dd, J = 7,7 Hz, 17,0 Hz, 1 H), 3,1 1 (dd, J = 3,3 Hz , 17,0 Hz, 1 H), 2,19 (s, 3H).
RMN 13C (300 MHz, CDCI3) δ : 171 ,2 (Cq), 168,9 (Cq), 161 ,5 (Cq), 150,9 (CH), 142,5 (Cq), 138,7 (Cq), 130,1 (CH,), 127,5 (CH), 126,4 (CH), 125,3 (CH), 120,6 (CH), 1 13,8 (Cq), 103,1 (CH), 86,0 (CH), 38,8 (CH2), 37,4 (CH), 13,3 (CH3).
IR vmax (film): 1793, 1734, 1681 , 1081 cm"1.
MS (ESI) : m/z = 299 (MH+). HRMS (ESI) m/z calculé pour C17H15O5 [M + H+] : 299,0919, trouvé :
299,0921
EXEMPLE 2 - Etude de stabilité en milieu aqueux
La stabilité en milieu aqueux du mélange d'isomères α/β (1 :1 ) du composé (la) selon l'invention, et celle du GR24 en tant que composé comparatif, ont été évaluées de la façon suivante.
Chacun des composés a été dilué dans de l'acétone (1 mL), puis 50 il de chacune de ces solutions ont été dilués avec de l'éthanol (175 μί) et de l'eau (750 μί) pour obtenir une concentration en composé de 50 g/mL. Chacune de ces solutions aqueuses a été incubée à 21 °C dans des fioles HPLC.
De l'indanol (25 μΙ_ d'une solution à 1 mg/mL dans l'acétone) a été ajouté à chaque solution pour servir d'étalon interne. La dégradation des composés dans le temps a été suivie par analyse d'échantillons prélevés de ces solutions à différents intervalles de temps, par Chromatographie Liquide Ultra Performance (UPLC) au moyen d'une colonne Acquity UPLC HSS Ci8 (1 ,8 μηη, 2,1 χ 50 mm), éluée tout d'abord par une solution d'acétonitrile à 5 % dans l'eau contenant 0,1 % d'acide formique, pendant 0,5 min, puis par un gradient de 5 % à 100 % d'acétonitrile dans l'eau contenant 0,1 % d'acide formique, pendant 6,5 min, et par 100 % d'acétonitrile contenant 0,1 % d'acide formique pendant 3 min. La colonne a été maintenue à une température de 40°C, avec un flux de 0,6 mL/min.
Les composés élués de la colonne ont été détectés avec un détecteur à barrettes de photodiodes.
La quantité relative de composé non dégradé dans chaque solution a été déterminée par comparaison avec l'étalon interne.
Les résultats obtenus sont illustrés sur la courbe de la Figure 1 , en % de composé non dégradé dans la solution en fonction du temps d'incubation. On y observe clairement que le composé (la) (α/β (1 :1 )) présente une stabilité chimique en solution aqueuse bien supérieure à celle du GR24.
EXEMPLE 3 - Etude de l'activité biologique sur l'inhibition de la ramification chez le pois
Il a été utilisé à cet effet des mutants ramosus (rmsl) hyper-ramifiés du pois (Pisum sativum L), connus pour présenter un nombre de ramifications très supérieur au nombre de ramifications chez le pois sauvage et notamment à tous les nœuds de la plante. D'une manière générale, chez le pois, les deux premières écailles sont considérées comme les deux premiers nœuds, le nœud cotylédonaire étant le nœud 0.
Le mutant rmsl est un mutant de biosynthèse du signal dit SMS, réprimant la ramification de la plante. 1/ Expérience 1 - Test d'activité sur l'inhibition de la ramification
Les mutants de pois rmsl (ccd8) décrits dans Beveridge et al. 1997, déficients en strigolactones, ont été utilisés pour le test (lignée M3T884 issue de la variété Térèse).
L'activité du composé (la) conforme à l'invention (α/βα/β (1 :1 )) et des composés comparatifs GR24, GR5 et Comp. 3 a été évaluée à des doses comprises entre 1 nM et 1 μΜ, par traitement au nœud 3. L'activité du composé comparatif Comp. 4 a également été évaluée par traitement au nœud 3, à des doses de 100 nM et 1 μΜ. Pour cela, il a été utilisé des solutions contenant le composé à tester dans 1 % acétone, 4 % polyéthylène glycol 1450, 50 % éthanol.
Il a été semé 24 plants par traitement (3 plants par pot de 2 L). 10 jours après semis, le traitement a été effectué sur le bourgeon axillaire au nœud 3, par application de 10 μΙ de chaque solution à tester directement sur le bourgeon, au moyen d'une micropipette. Les excroissances latérales aux nœuds 1 et 2 ont été ôtées pour encourager la croissance des bourgeons axillaires aux nœuds supérieurs.
Le démarrage des bourgeons axillaires au nœud 3 ou au nœud 4 a été mesuré 8 ou 10 jours après le traitement au moyen d'un pied à coulisse digital.
Les résultats, exprimés en longueur de bourgeon/ramification 8 jours après traitement par chaque composé, sont illustrés sur la Figure 2 pour le composé (la) et les composés comparatifs GR24, GR5 et Comp. 3 à des doses comprises entre 1 nM et 1 μΜ, et sur la Figure 8 pour le composé (la) et les composés comparatifs GR24 et Comp. 4 à des doses comprises entre 100 nM et 1 μΜ. Les témoins avant traitement (Jour 0) sont également représentés sur ces figures, de même que le témoin après 8 jours sans traitement (Jour 8) pour la figure 2.
On y observe que le composé (la) présente une activité d'inhibition de la croissance des bourgeons nettement supérieure à celle des composés comparatifs, qu'il s'agisse aussi bien du GR24, du GR5, de Comp. 3, que de Comp. 4. Ce composé (la) conforme à l'invention est en outre actif à des concentrations aussi basses que 1 nM.
Le composé (la) selon l'invention a également été testé à des doses moindres encore, allant jusqu'à 0,1 nM. Les résultats, exprimés en longueur de bourgeon/ramification 10 jours après traitement avec ce composé, sont illustrés sur la Figure 3. Le témoin après 10 jours sans traitement (0 nM) est également représenté sur cette figure. On constate que la limite d'activité du composé (la) se situe entre 0,1 et 1 nM.
L'effet au nœud 3 et au nœud 4, du traitement au nœud 3 par le composé (la) conforme à l'invention ou par le composé comparatif GR24, à une dose de 1 μΜ, a en outre été évalué par mesure des bourgeons 8 jours après traitement. Les résultats de ce test sont illustrés sur la Figure 4. Les résultats pour les témoins avant traitement (Jour 0) et au jour 8 sans traitement (0 nM) sont également représentés sur cette figure. On y observe que le composé (la) conforme à l'invention, au contraire du composé comparatif GR24, inhibe la croissance des bourgeons tant au nœud 3 qu'au nœud 4, après traitement au nœud 3.
21 Expérience 2 - Culture hvdroponique de pois
Afin d'étudier plus avant les effets du composé (la) conforme à l'invention et du composé comparatif GR24 sur l'ensemble de la plante du mutant du pois rmsl, il a été mis en œuvre une culture en milieu hydroponique à partir de semis de pois. Là encore, des mutants rmsl du pois (ccd8) ont été utilisés.
La solution nutritive (milieu Coïc-Lesaint) a été préparée en ajoutant, dans 1000 L d'eau, les macronutriments suivants : HNO3 (0,28 L), (NH4)2HPO4 (120 g), Ca(NO3)2 (40 g), Mg(NO3)2 (140 g), KNO3 (550 g), (NH4)2MoO4 (0,05 g), H3BO3 (15 g), MnSO4.H2O (2 g), ZnSO4.7H2O (1 g), CuSO4.5H2O (0,25 g), Sequestrene® (10 g) (solution Fe-EDTA).
Les graines de pois ont été incubées dans du sable humide de rempotage à 24 °C pendant 6 jours, avec une humidité relative de 70 %. Les graines germées ont été placées dans un trou préconstitué dans le couvercle (35 trous / couvercle, diamètre 20 mm) d'un pot en chlorure de polyvinyle (PVC) contenant la solution de culture hydroponique ci-dessus (47 L, pH 5,8) et fixées avec une pièce de polystyrène à la jonction racine-pousse. Le conteneur (dimensions : 60 cm x 40 cm χ 26 cm) était opaque et contenait une solution de nutriments aérée. L'aération de cette solution a été réalisée par une pompe d'aquarium attachée à un tube perforé délivrant de petites bulles d'air de façon continue.
Les plantes ont été maintenues en serre (16 h jour / 8 h nuit) sous le rayonnement d'une lampe à sodium. La température a été réglée à 24 °C Cour) et 18 °C (nuit), avec une humidité relative de 70 %.
La solution contenant le composé à tester dans l'acétone (4,7 mL, 30 mM, 141 μιτιοΙ) a été ajoutée à la solution de culture hydroponique (47 L), de sorte à obtenir une concentration finale de 3 μΜ. Chaque plant a été cultivé sous les mêmes conditions durant 2 semaines. 2 semaines après le début du traitement, les longueurs des bourgeons latéraux (nœuds 1 à 6) ont été mesurées au moyen d'un pied à coulisse électronique.
L'ajout de chaque composé à une concentration de 3 μΜ dans le milieu de culture a conduit, comme illustré sur la Figure 5, qui montre les résultats en terme de longueur de ramifications aux différents nœuds mesurée après 2 semaines de traitement, à une inhibition de la croissance des bourgeons aux nœuds 3, 4 et 5. Sur cette figure est également représenté le résultat obtenu pour le témoin après 2 semaines sans traitement (0 nM). L'effet inhibiteur a été détecté à des concentrations aussi basses que 100 nM. L'inhibition s'est avérée totale entre 1 et 3 μΜ aux nœuds 3 et 4. Le composé (la) conforme à l'invention s'est avéré être un meilleur inhibiteur que le composé comparatif GR24.
EXEMPLE 4 - Etude de l'activité biologique sur la germination des plantes parasites
1 / Phelipanche ramosa
Le composé (la) conforme à l'invention et les composés comparatifs GR24, GR5 et Comp. 3 ont été testés pour leur effet stimulant sur la germination de graines de Phelipanche ramosa pathovar C.
Les composés à tester ont été dissous dans l'acétone à une concentration de 10 mmol.L"1, puis le mélange a été dilué avec de l'eau pour obtenir une concentration de 1 mmol.L"1 (eau/acétone, v/v : 99/1 ). Des dilutions entre 1x10"3 mol.L"1 et 1x10"16 mol.L"1 ont été réalisées dans un mélange eau/acétone (v/v : 99/1 ).
Des graines de Phelipanche ramosa (St Martin de Fraigneau, France, 2005) ont été stérilisées en surface suivant la méthode décrite dans Dos Santos et al., 2003, puis re-suspendues dans de l'eau stérile (10 g.L"1) et distribuées dans des plaques à 96 puits (50 μί, soit environ 100 graines par puits).
Après un pré-conditionnement (7 jours, 21 °C, à l'obscurité, plaque scellée), le composé (la) ou les composés comparatifs GR24, GR5 et Comp. 3 ont été ajoutés et les volumes ont été ajustés à 100 μί avec de l'eau (eau/acétone, v/v : 999/1 ).
Des témoins ont été réalisés sans composé à tester, avec eau/acétone (v/v : 999/1 ) et sans graines.
Les plaques ont été incubées pour germination comme décrit précédemment dans Dos Santos et al., 2003. Un test au bleu de thiazolyle (MTT) a été réalisé selon le protocole décrit dans Mossmann, 1983, avec une modification mineure du tampon de solubilisation (Triton® X-100 10 %, HCI 0,04 mol.L"1 dans l'isopropanol).
Pour chaque composé testé, les courbes dose-réponse (A=f(c), où A est l'absorbance à 570 nm et c la concentration en composé testé (mol.L"1)), et les valeurs de concentration EC5o, ont été modélisées en utilisant une courbe à quatre paramètres calculés avec SigmaPlot® 10.0. Les concentrations induisant la moitié de la réponse maximale (EC5o) ont été ensuite déterminées par ce modèle. La Figure 6 montre les courbes dose-réponse obtenues pour chacun des composés testés. De façon générale, l'absorbance (A) est proportionnelle au taux de germination.
La Figure 7 montre quant à elle les résultats obtenus en termes de concentration EC5o, pour chacun de ces composés. II peut clairement être conclu des graphiques représentés sur ces figures que le composé (la) conforme à l'invention présente une activité biologique, en termes de stimulation de la germination des plantes parasites Phelipanche ramosa, qui est largement moindre que celle des composés comparatifs GR24 et GR5. 21 Orobanche
Le composé (la) conforme à l'invention et le composé comparatif GR24 ont été testés pour leur effet stimulant sur la germination de graines ô'Orobanche cumana et ô'Orobanche minor.
Les graines ô'Orobanche cumana ont été prélevées sur tournesol dans un champ à Longeville-sur-mer (France, 2009). Les graines ô'Orobanche minor ont été prélevées sur du trèfle dans un champ à Utsunomiya (Japon, 2009). Ces graines ont subi le même procédé de préparation que celui décrit ci-avant pour Phelipanche ramosa, à l'exception de l'utilisation de triton à 0,01 % lors de certaines stérilisations.
Le test d'activité sur la germination a été réalisé dans les mêmes conditions que celles décrites ci-dessus pour Phelipanche ramosa.
La Figure 9 montre les résultats obtenus en termes de concentration EC5o, pour chacun des composés testés.
Le composé (la) conforme à un mode de réalisation de l'invention montre clairement une activité biologique, en termes de stimulation de la germination des plantes parasites tant Orobanche cumana qu'Orobanche minor, largement moindre que celle du composé comparatif GR24.
3/ Striga hermonthica
Le composé (la) conforme à l'invention et le composé comparatif GR24 ont été testés pour leur effet stimulant sur la germination de graines de Striga hermonthica.
Les graines de Striga hermonthica ont été prélevées au Soudan-Est à Gadarif en 1999.
Ces graines ont subi le même procédé de préparation et été soumises au même test que ceux décrits ci-avant pour Phelipanche ramosa, avec toutefois une différence concernant les températures de conditionnement et de germination, qui ont été fixées à 30 °C.
La Figure 10 montre les résultats obtenus en termes de concentration EC50, pour chacun des composés testés.
Le composé (la) conforme à un mode de réalisation de l'invention y montre clairement une activité biologique, en termes de stimulation de la germination des plantes parasites de Striga hermonthica, qui est, comme pour les autres plantes parasites testées, largement moindre que celle du composé comparatif GR24. L'ensemble des résultats ci-avant démontre que le composé selon l'invention répondant à la formule (la) possède une meilleure activité biologique pour le contrôle de la ramification que les strigolactones naturelles et les analogues synthétiques, notamment GR24 et GR5, ainsi qu'un meilleur comportement physico-chimique, en termes de stabilité en milieu aqueux, tout en étant plus facile à préparer que les analogues synthétiques de l'art antérieur. Ce composé selon l'invention permet de dissocier l'activité sur la ramification et celle sur la germination de l'orobanche.
La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, elle fournit des composés analogues des strigolactones qui présentent une activité biologique particulièrement importante d'inhibition de la ramification chez les plantes supérieures, si bien que le traitement de telles plantes par ces composés permet de contrôler leur croissance et leur architecture de manière tout à fait optimale, au moyen qui plus est de faibles quantités de composé, en vue d'améliorer le rendement des cultures. Ces composés n'agissent en outre avantageusement que faiblement sur la germination des graines de plantes parasites.
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Claims

REVENDICATIONS
Figure imgf000029_0001
dans laquelle :
X représente un atome d'oxygène ou un atome de soufre,
R1 et R2, identiques ou différents, représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, en C1 -C10, R1 et R2 ne représentant pas tous deux un atome d'hydrogène, et R3 représente un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, en C1 -C10.
2. Composé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que R3 représente un radical alkyle linéaire en C1 -C10, de préférence un radical méthyle.
3. Composé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que R1 et R2 représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical alkyle linéaire ou ramifié en C1 -C10.
4. Composé selon la revendication 3, caractérisé en ce que R1 représente un atome d'hydrogène et R2 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié en C1 -C10.
5. Composé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que X représente un atome d'oxygène.
6. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par la formule (la) :
Figure imgf000030_0001
7. Composition pour le traitement des plantes supérieures, comprenant un composé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
8. Composition selon la revendication 7, caractérisée en ce que la concentration en ledit composé est comprise entre 0,1 et 1000 nM, de préférence entre 1 et 100 nM.
9. Utilisation d'un composé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 pour le traitement d'une plante supérieure en vue de contrôler la croissance et l'architecture de ladite plante.
10. Utilisation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'on place au contact de la plante une quantité adaptée dudit composé de manière à inhiber la formation d'au moins une ramification.
11. Utilisation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'on applique une composition comprenant ledit composé sur une portion au moins partielle de la partie aérienne de la plante.
12. Utilisation selon l'une des revendications 10 à 1 1 , caractérisée en ce qu'on applique une composition comprenant ledit composé sur des bourgeons axillaires de la plante.
13. Utilisation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'on injecte une composition comprenant ledit composé dans une partie aérienne de ladite plante.
14. Utilisation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'on apporte une composition comprenant ledit composé par au moins une racine de ladite plante.
15. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 1 à 14, caractérisée en ce que la concentration en ledit composé dans ladite composition est comprise entre 0,1 et 1000 nM, de préférence entre 1 et 100 nM.
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