Регулятор роста растений и его применение

Регулятор роста растений и его применение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к регуляторам роста растений и способам их применения. Более конкретно, настоящее изобретение касается регулятора роста растений, способного увеличить индекс урожайности (harvest index, процентное отношение массы урожая к общей массе растений) благодаря применению глутатиона, и способа применения регулятора роста растений.

Уровень техники

Деятельность человека традиционно тесно связана с применением растений, например, в таких областях как пищевое, декоративное производство, а также производство промышленных материалов, таких как бумага и химикаты, и топлива. Кроме того, в последнее время растительная биомасса привлекла внимание как источник биоэнергии, который может заменить использование ископаемого топлива.

Несмотря на широкое использование растений в различных областях, их жизненные механизмы, такие как почкование, рост и цветение во многих аспектах еще не изучены. Как следствие этого, их культивирование в основном базировалось на опыте и интуиции, урожай растений сильно зависел при этом от природных условий, таких как погода. Поэтому изучение механизмов жизни растений, таких как почкование, рост и цветение, и регулирование и контроль этих механизмов очень важны не только для увеличения урожаев декоративных растений и пищевых растений, например зерновых и овощных культур, но и для лесоводства и биоэнергетики.

Для регулирования роста растений использовали такие приемы как регулирование цветения с помощью искусственно создаваемых условий, например в оранжерее, или стимулирование роста за счет применения химикатов, таких как этилен. Однако большинство этих традиционных приемов базируется на опыте и интуиции, а не на данных, позволяющих произвести научную оценку роста растений.

Принимая во внимание все вышесказанное, авторы настоящего изобретения исследовали механизмы почкования, роста и цветения. В результате авторы настоящего изобретения показали, что активные формы кислорода (ROS) имеют значение не только в качестве основы биосинтеза, но и как фактор контроля роста растений (см. источник 1 Патентной литературы). Конкретно, в источнике 1 Патентной литературы описан регулятор, который содержит вещество, регулирующее окислительно-восстановительное состояние клеток, и который способен регулировать дифференцировку клеток или органов; а также описан способ контроля дифференцировки и морфогенеза организма и образующийся таким образом организм.

Далее в источнике патентной литературы 2 раскрывается адъювант, регулирующий рост растений и способ проведения редифференцировки растений с помощью адъюванта. Конкретно, каллюс, выделенный из части растения, например риса и евстомы, культивируется в редифференцированной культуральной среде, содержащей глутатион, предпочтительно окисленный глутатион (здесь и далее по тексту обозначается GSSG), так чтобы способствовать ризогенезу с эффективным получением в короткие сроки редифференцированной массы из каллюса.

Перечень ссылок

Источник патентной литературы 1 Patent Literature 1:

Публикация международной заявки International Application Publication No. WO 01/080638 (Дата публикации 22 июля 2003 г.)

Источник патентной литературы 2 Patent Literature 2:

Публикация заявки на получение патента Японии, Tokukai, No. 2004-352679 А (Дата публикации 16 декабря 2004 г.)

Сущность изобретения

В источнике патентной литературы 1 описан способ управления дифференцировкой и морфогенезом растений путем применения вещества, регулирующего окислительно-восстановительное состояние растений. Однако механизм управления еще недостаточно изучен, и неизвестно вещество, контролирующее рост растений. Также, хотя в источнике патентной литературы 2 описана методика проведения редифференцировки растительного организма, такая методика недостаточно эффективна. Необходима новая методика управления приростом биомассы, выходом семян, качеством семян нового поколения и т.д.

Научное понимание процесса роста растений, научное прогнозирование цветения и регулирование этих процессов очень важно не только для декоративных цветов и пищевых растений, но также и для лесов, и растений, являющихся биоэнергетическим ресурсом. Поэтому существует большая необходимость в разработке методики установления контрольного фактора роста растений и эффективного управления почкованием, ростом, цветением и другими процессами, протекающими в растениях.

Настоящее изобретение было осуществлено с учетом вышеупомянутых проблем. Задачей настоящего изобретения является создание способа определения контрольного фактора для растений и осуществления эффективного управления почкованием, ростом, цветением и другими процессами, протекающими в растениях.

Для решения вышеупомянутых проблем авторы настоящего изобретения провели тщательные исследования и обнаружили, что культивирование растения с применением глутатиона позволяет значительно увеличить количество семян и цветков растения. Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что при культивировании с помощью глутатиона растения, имеющего мутацию функции синтеза фитогормона (например, гибберилина) или реакции на действие фитогормона, можно значительно увеличить число боковых побегов (пазушных почек) и соответственно увеличить число цветков (трубок). Авторы изобретения составили заявку на настоящее изобретение на основании полученных данных. Настоящее изобретение изложено на основании указанных вновь обнаруженных данных и включает в себя следующие объекты изобретения.

(1) Регулятор роста растений, направленный на увеличение процентного отношения массы урожая к общей массе растений, содержащий глутатион.

(2) Регулятор роста растений по пункту (1), в котором глутатион представляет собой окисленный глутатион.

(3) Регулятор роста растений по пункту (1) или (2), направленный на увеличение числа семян и/или цветков растения.

(4) Регулятор роста растений по пункту (1) или (2), направленный на увеличение числа боковых побегов и/или отростков от корня растения.

(5) Способ культивирования растения, включающий стадию культивирования растения с применением глутатиона, для увеличения процентного отношения массы урожая к общей массе растений.

(6) Способ по пункту (5), в котором глутатион представляет собой окисленный глутатион.

(7) Способ по пункту (5) или (6), в котором внесение глутатиона проводят периодически.

(8) Способ по любому из пунктов (5)-(7), в котором внесение глутатиона проводят ближе к моменту перехода от вегетативного к репродуктивному развитию.

(9) Способ увеличения количества семян и/или цветков растения посредством использования глутатиона.

(10) Способ по пункту (9), в котором глутатион представляет собой окисленный глутатион.

(11) Способ увеличения числа боковых побегов и/или отростков от корня растения путем использования глутатиона.

(12) Способ по пункту (11), в котором глутатион представляет собой окисленный глутатион.

(13) Способ по пункту (11) или (12), в котором растение характеризуется наличием мутации функции синтеза фитогормона и/или функции реакции на фитогормон.

(14) Способ по пункту (13), в котором фитогормон представляет собой гиббереллин.

(15) Растение, полученное способом по любому из пунктов (5)-(14), обладающее повышенным процентным отношением массы урожая к общей массе растений.

Для более полного понимания сущности и преимуществ изобретения далее представлено подробное описание, которое следует рассматривать совместно с сопроводительными фигурами.

Краткое описание фигур

Фиг.1 иллюстрирует состояния Arabidopsis (Арабидопсис), обработанного водой, раствором GSSG или раствором H₂O₂, наблюдавшиеся через 3 или 4 недели после посева.

Фиг.2 иллюстрирует состояния Arabidopsis, обработанного водой, раствором GSSG или раствором H₂O₂, наблюдавшиеся через 6 недель после посева.

Фиг.3 иллюстрирует состояния Arabidopsis, обработанного водой, раствором GSSG или раствором H₂O₂, наблюдавшиеся через 7 недель после посева.

Фиг.4 иллюстрирует состояния Arabidopsis, обработанного водой, раствором GSSG или раствором H₂O₂, наблюдавшиеся через 8 недель после посева.

Фиг.5 иллюстрирует урожай и состояние семян Arabidopsis, обработанного водой, раствором GSSG или раствором H₂O₂.

Фиг.6 иллюстрирует результаты исследования влияния концентрации окисленного глутатиона на рост Arabidopsis.

Фиг.7 иллюстрирует результаты исследования влияния концентрации окисленного глутатиона на рост Arabidopsis.

Фиг.8 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на семена Arabidopsis.

Фиг.9 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на мутант Arabidopsis в отношении синтеза гибберилина.

Фиг.10 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом и концентрации окисленного глутатиона на массу семян Arabidopsis.

Фиг.11 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом и концентрации окисленного глутатиона на массу семян Arabidopsis.

Фиг.12 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом и концентрации окисленного глутатиона на массу семян Arabidopsis.

Фиг.13 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом на массу семян Arabidopsis.

Фиг.14 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом на массу семян Arabidopsis.

Фиг.15 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом на массу семян Arabidopsis.

Фиг.16 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом и концентрации окисленного глутатиона на массу семян, массу сухого вещества и процентное отношение массы урожая к общей массе растений Arabidopsis.

Фиг.17 иллюстрирует результат исследования влияния окисленного глутатиона на рост розы (сорт Patiohit alicante).

Фиг.18 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на рост розы (сорт English rose).

Фиг.19 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на рост tsai-hsin, представляющего собой сорт рапса.

Фиг.20 иллюстрирует расположение индивидуальных соевых бобов в сельскохозяйственном полевом испытании, в котором изучали влияние окисленного глутатиона на рост соевых бобов.

Фиг.21 иллюстрирует внесение окисленного глутатиона в сельскохозяйственном полевом испытании, в котором изучали влияние окисленного глутатиона на рост соевых бобов.

Фиг.22 иллюстрирует результаты исследования массы семян, общего объема биомассы и процентного отношения массы урожая к общей массе растения в сельскохозяйственном полевом испытании, в котором изучалось влияние окисленного глутатиона на рост соевых бобов.

Фиг.23 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на формирование цветочных почек кукурузы.

Фиг.24 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на урожайность кукурузы.

Фиг.25 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на количество биомассы и процентное отношение массы урожая к общей массе растений - плодов, наземных частей и частей индивидуальных растений кукурузы, отличных от плодов.

Фиг.26 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом на количество биомассы и процентное отношение массы урожая к общей массе растения - плодов, наземных частей и частей индивидуальных растений кукурузы, отличных от плодов.

Фиг.27 иллюстрирует результаты исследования влияния способа обработки окисленным глутатионом на количество биомассы и процентное отношение массы урожая к общей массе растений - плодов, наземных частей и частей индивидуальных растений кукурузы, отличных от плодов.

Фиг.28 иллюстрирует результаты исследования влияния способа обработки окисленным глутатионом и продолжительности обработки окисленным глутатионом на количество биомассы и процентное отношение массы урожая к общей массе растений кукурузы.

Фиг.29 иллюстрирует расположение индивидуальных растений кукурузы в сельскохозяйственном полевом испытании, в котором изучалось влияние окисленного глутатиона на рост кукурузы.

Фиг.30 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом на общее количество биомассы с площади, урожайность кукурузных початков с площади и процентное отношение массы урожая к общей массе растений в сельскохозяйственном полевом испытании, в котором изучалось влияние окисленного глутатиона на рост кукурузы.

Фиг.31 иллюстрирует результаты исследования влияния продолжительности обработки окисленным глутатионом на количество биомассы плодов, наземных частей и частей индивидуальных растений кукурузы, отличных от плодов, в сельскохозяйственном полевом испытании, в котором изучалось влияние окисленного глутатиона на рост кукурузы.

Фиг.32 иллюстрирует результаты исследований влияния окисленного глутатиона на урожайность кукурузы в условиях недостатка азота.

Фиг.33 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на количество биомассы и процентное отношение массы урожая к общей массе растений - плодов, наземных частей и частей индивидуальных растений кукурузы, отличных от плодов, в условиях недостатка азота.

Фиг.34 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на рост побега и цветение розы (сорт Purple rose).

Фиг.35 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на рост побега и цветение розы (сорта JJ scarlet и JJ apricot).

Фиг.36 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона и восстановленного глутатиона на рост корней евстомы.

Фиг.37 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на бутонизацию розы.

Фиг.38 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на бутонизацию розы.

Фиг.39 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона и восстановленного глутатиона на рост и размножение (число усов) клубники (знаменитая садовая серия Yokubari-ichigo kurenai (SUMIKA)).

Фиг.40 иллюстрирует расположение индивидуальных растений при культивировании и продолжительность внесения окисленного глутатиона при испытании, в котором исследовалось влияние окисленного глутатиона на рост трансформантов Arabidopsis, имеющих встроенный ген gFBA.

Фиг.41 иллюстрирует результаты исследования концентрации нитрата аммония, при которой достигают предельного значения эффекты увеличения процентного отношения массы урожая к общей массе растений, общее количество биомассы и масса семян дикого вида Arabidopsis и трансформантов Arabidopsis, имеющих встроенный ген gFBA1.

Фиг.42 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона на процентное отношение массы урожая к общей массе растений, общее количество биомассы и массу семян дикого вида Arabidopsis и трансформантов Arabidopsis, имеющих встроенный ген gFBA, при условии насыщения азотным удобрением.

Фиг.43 иллюстрирует результаты исследования влияния окисленного глутатиона, восстановленного глутатиона и сульфата аммония на процентное отношение массы урожая к общей массе растений, общее количество биомассы и массу семян дикого вида Arabidopsis и трансформантов Arabidopsis, имеющих встроенный ген gFBA, при условии насыщения азотным удобрением.

Фиг.44 иллюстрирует результаты исследования влияния концентрации GSSG в качестве удобрения на урожай семян трансформантов Arabidopsis, имеющих встроенный ген gFBA, и дикого вида Arabidopsis.

Фиг.45 иллюстрирует результаты исследования влияния концентрации GSSG в качестве удобрения на процентное отношение массы урожая к общей массе растений трансформантов Arabidopsis, имеющих встроенный ген gFBA, и дикого вида Arabidopsis.

Фиг.46 иллюстрирует результаты исследования влияния внесения таких удобрений как GSSG, GSH и сульфат аммония, в качестве источников сульфатов на урожай семян трансформантов Arabidopsis, имеющих встроенный ген gFBA.

Фиг.47 иллюстрирует результаты исследования влияния внесения таких удобрений как GSSG, GSH и сульфат аммония, в качестве источников сульфатов на процентное отношение массы урожая к общей массе растений трансформантов Arabidopsis, имеющих встроенный ген gFBA.

Описание вариантов реализации изобретения

Один вариант реализации настоящего изобретения описан далее по тексту в соответствии с прилагающимися фигурами. Заметим, что настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом реализации.

Регулятор роста растений по настоящему изобретению не имеет особых ограничений помимо факта содержания глутатиона, и в частности, отсутствуют ограничения по таким характеристикам регулятора роста растений, как плотность, содержание других компонентов и т.д. Глутатион может представлять собой восстановленный глутатион (который здесь и далее по тексту обозначен "GSH") или окисленный глутатион (который здесь и далее по тексту обозначен "GSSG"), при этом предпочтительнее использовать GSSG.

Как хорошо известно специалисту в данной области техники, GSH обладает свойством легко окисляться. Следовательно, при добавлении GSH в качестве глутатиона к регулятору роста растений согласно настоящему изобретению регулятор роста растений как правило будет содержать также значительное количество GSSG. Таким образом, регулятор роста растений согласно настоящему изобретению может содержать в качестве глутатиона смесь GSH и GSSG.

Регулятор роста растений согласно настоящему изобретению может быть обеспечен таким образом, чтобы он содержал глутатион в виде GSH, при этом в ходе хранения или использования регулятора роста растений может произойти окисление GSH до GSSG. Окисление GSH до GSSG может происходить также после того, как регулятор роста растений будет доставлен к растению.

Способ окисления GSH до GSSG не ограничен какими-либо конкретными вариантами. Например, GSH может быть легко переведен в GSSG путем окисления на воздухе. Альтернативным образом GSH может быть легко переведен в GSSG любым стандартным способом синтеза, известным на сегодняшний день.

"Окисленный глутатион" согласно настоящему изобретению представляет собой хорошо известное специалисту в данной области техники вещество, не нуждающееся в каком-либо специальном пояснении. Например, термин "окисленный глутатион" может быть определен как молекула, полученная связыванием сульфидными мостиками двух молекул восстановленного глутатиона.

В целом известно, что большая часть (98% или более) глутатиона в клетках организма представляет собой восстановленный глутатион.

Следовательно, специалист в данной области техники будет считать глутатионом восстановленный глутатион, и поэтому использование окисленного глутатиона не является общепринятым. На основании вышеотмеченного у специалиста в данной области техники складывается впечатление о том, что окисленный глутатион ухудшает рост растений. Следовательно, специалист в данной области техники не имеет оснований для использования окисленного глутатиона для культивирования растений.

Тем не менее авторы настоящего изобретения обнаружили, что функции фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы, являющейся ферментом для цикла Кальвина, можно регулировать посредством связывания с глутатионом. Авторы изобретения добавляли окисленный глутатион, необходимый для связывания, что позволяло достигать значительного увеличения продуктивности биомассы и урожайности.

Таким образом, авторы изобретения обнаружили, что культивирование растения с использованием "окисленного глутатиона (GSSG)", который обычно не применяется для культивирования растений, позволяет значительно увеличить число семян растения и число цветков растения, что и послужило основанием для создания настоящего изобретения. Поэтому настоящее изобретение обладает существенной новизной.

Регулятор роста растений согласно настоящему изобретению содержит глутатион и обеспечивает увеличение процентного отношения массы урожая к общей массе растений.

В настоящем описании изобретения "процентное отношение массы урожая к общей массе растения" обозначает отношение массы урожая к массе растения в целом. Другими словами, "процентное отношение массы урожая к общей массе растения" обозначает отношение количества биомассы урожая к количеству всей биомассы индивидуальных растений.

В настоящем описании изобретения "урожай" означает часть растения, которая используется в пищевых целях. Например, в случае растения, плоды которого используются в пищевых целях, "урожаем" являются плоды. В случае растения, семена которого используются в пищевых целях, "урожаем" являются семена. В случае растения, стебли которого используются в пищевых целях, "урожаем" являются стебли. В случае растения, корни которого используются в пищевых целях, "урожаем" являются корни. В случае растения, цветки которого используются в пищевых целях, "урожаем" являются цветки. В случае растения, листья которого используются в пищевых целях, "урожаем" являются листья. Кроме того, "урожай" означает часть растения, которая несъедобна, но содержит целевой при культивировании растения продукт. В частности, в случае декоративных растений образцы "урожая" включают цветки, стебли, листья, корни, семена и т.д., каждый из которых должен оцениваться.

Кроме того, в настоящем описании изобретения "увеличение процентного отношения массы урожая к общей массе растения" обозначает эффект увеличения процентного отношения массы урожая к общей массе растения по сравнению с условием, когда регулятор роста растений не вносится, и указывает на то что отношение количества биомассы урожая ко всей биомассе может быть увеличено в условиях общепринятого и стандартного внесения удобрения, которое оптимизировано для получения максимального урожая с единицы площади. Несмотря на то что урожай с единицы площади растет с ростом посевной нормы, при определенной посевной норме этот показатель достигает своего предельного значения. "Увеличение процентного отношения массы урожая к общей массе растения" в настоящей спецификации указывает на то, что отношение количества биомассы урожая к объему всей биомассы может быть увеличено даже при такой посадке.

Поскольку регулятор роста растений в настоящем изобретении позволяет увеличивать процентное отношение массы урожая к общей массе растения, можно не только увеличить количество пищевых ресурсов или ресурсов биомассы, полученных с единицы площади, но также значительно способствовать увеличению производства востребованных промышленностью растений и их урожая.

Далее, желательно, чтобы регулятор роста растений настоящего изобретения увеличивал количество семян растения и/или количество цветков растения. На основании данных нижеследующих Примеров очевидно, что использование регулятора роста растений согласно настоящему изобретению позволяет увеличить количество семян и количество цветков. Кроме того, также показано, что другое направление действия регулятора роста растений настоящего изобретения состоит в продлении срока жизни растения, получении более крупного и округлого листа, укорачивании высоты растения и утолщении его стебля.

Это позволяет, например, увеличить урожай семян. Поэтому промышленная применимость регулятора роста растений довольно высока не только в случае продажи семян как таковых, но и учитывая содержание в семенах жиров и масел и других эффективных компонентов, так как выход этих жиров и масел и т.д. также возрастает. Кроме того, такие повышенные урожаи также благоприятны в отношении производства материала биомассы.

Когда регулятор роста растений применяется для декоративных растений или затеняющих деревьев, эффект, связанный с удлинением жизни растения, позволяет увеличить интервал замены растений вследствие их увядания. Это снижает трудоемкость работы по обслуживанию декоративных растений или затеняющих деревьев. Далее, эффект, связанный с получением более крупного и округлого листа, применим при выращивании уникальных декоративных растений, имеющих необычный внешний вид. Далее, эффект, связанный с уменьшением высоты растения и утолщением его стебля, применим при выращивании декоративных растений и для увеличения стойкости сельскохозяйственных культур против сильных ветров.

Далее, желательно, чтобы регулятор роста растений настоящего изобретения увеличивал число боковых побегов и/или отростков от корня растений. На основании пояснений, представленных в нижеследующих Примерах, данное изобретение сделано на основе нового открытия, заключающегося в том, что когда растение, имеющее мутацию функции синтеза фитогормона (гибериллина) или функции реакции на фитогормон, культивируется с использованием окисленного глутатиона, число боковых побегов существенно увеличивается. Поскольку число боковых побегов и/или отростков от корня растения увеличивается, увеличивается и число цветков (трубок).

Поэтому когда регулятор роста растений настоящего изобретения применяется для растения, например, семейства Gramineae (злаковые), отростки от корня которого имеют существенное влияние на урожайность, появляется возможность увеличить урожай семян.

Целевым растением, для которого должен быть применен регулятор роста растений, предпочтительно является растение, имеющее мутацию функции синтеза фитогормона или функции реакции на фитогормон.

Это связано с тем, что применение глутатиона предпочтительнее окисленного глутатиона в отношении мутанта или трансформанта, имеющего ту же функцию, что и мутант, позволяет увеличить сферу применения окисленного глутатиона.

Здесь, "растение, имеющее мутацию функции синтеза фитогормона или реакции на фитогормон", означает растение, у которого есть мутация, по крайней мере, в одном из ферментов системы биосинтеза фитогормона, рецепторе фитогормона, биологическом веществе коммуникативной системы фитогормона и т.д., и являющееся растением, у которого функция, относительно выработки фитогормона, не работает по сравнению с растением дикого типа, или которое является растением очень чувствительным (приобретенный признак) к фитогормону из-за мутации. В частности, предпочтительнее использовать мутант, функция которого относительно выработки фитогормона ниже, чем у дикого типа, или чья функция относительно выработки фитогормона существенно потеряна.

Примером такого растения является, как пояснено в нижеследующих Примерах, мутант, в котором фрагмент ДНК, например Т-ДНК, встроен в ген, кодирующий фермент системы биосинтеза фитогормона.

Предпочтительным фитогормоном является гибериллин. Предполагается, что окисленный глутатион действует по механизму фитогормона, такого как гибериллин, или совместно с фитогормоном.

Далее, предпочтительнее, чтобы регулятор роста растений настоящего изобретения способствовал росту побега, завязыванию бутона и/или цветению. На основании поясненений, представленных в нижеприведенных Примерах, очевидно, что регулятор роста растений настоящего изобретения способствует росту побега, завязыванию бутона и/или цветению.

Это позволяет сократить продолжительность культивирования растения и увеличить производительность растения. В случае обработки растения, применяемого в пищевых целях, эта особенность способствует росту пищевого производства. Кроме того, в связи с тем что регулятор роста растений позволяет управлять цветением или ростом растения, применение регулятора роста растений позволяет обеспечить эффективное производство растений. Что, в свою очередь, позволяет регулировать поставку растений на рынок в соответствии с рыночным спросом.

Далее, предпочтительнее, чтобы регулятор роста растений настоящего изобретения способствовал росту корней растения. На основании поясненений, представленных в нижеприведенных Примерах, очевидно, что использование регулятора роста растений настоящего изобретения способствует росту корней растения.

В случае когда урожаем растения являются его корни, такая особенность регулятора роста растений позволяет получить большое количество урожаев, даваемых растением в короткий срок. Поэтому применение регулятора роста растений для растения, корни которого используются в пищевых целях, способствует росту пищевого производства.

Далее, предпочтительнее, чтобы регулятор роста растений настоящего изобретения предотвращал ухудшение роста, связанное с недостатком азота. Известно, что недостаток азота или отсутствие источника азота обычно ухудшает рост растения. Однако, как пояснено в нижеприведенных Примерах, даже если растение выращено в условиях дефицита азота, применение регулятора роста растений настоящего изобретения позволяет предотвратить ухудшение роста, связанного с недостатком азота.

Поэтому даже если имеет место ухудшение роста растения, связанное с недостатком азота, применение регулятора роста растений способствует стимуляции его роста.

В случае когда регулятор роста растений содержит окисленный глутатион, количество глутатиона не ограничено частными случаями. В случае Arabidopsis предпочтительное количество глутатиона составляет 10 мМ - 20 мМ, еще лучше - 0,2 мМ - 5 мМ и наиболее предпочтительно - 0,5 мМ - 2 мМ.

С другой стороны, в случае когда регулятор роста растений содержит восстановленный глутатион, количество восстановленного глутатиона, которое должно содержаться в регуляторе роста растений, должно быть больше, чем количество окисленного глутатиона. В частности, в случае Arabidopsis, предпочтительное количество восстановленного глутатиона составляет 100 мМ - 40 мМ, еще лучше - 0,4 мМ - 20 мМ и наиболее предпочтительно - 4 мМ - 10 мМ.

В случае когда регулятор роста растений содержит восстановленный глутатион в вышеупомянутом диапазоне, при окислении 50% восстановленного глутатиона в ходе хранения или использования регулятора роста растений концентрация окисленного глутатиона в регуляторе роста растений составляет по меньшей мере от 1 мМ до 2,5 мМ. По сути, это приводит к тому же результату, то есть когда регулятор роста растений содержит 1 мМ - 2,5 мМ окисленного глутатиона. Окисление 50% восстановленного глутатиона в регуляторе роста растений происходит достаточно легко из-за свойств восстановленного глутатиона. Это легко понять специалисту в данной области техники.

В случае внесения определенного количества раствора, что поясняется в нижеследующих Примерах, когда количество окисленного или восстановленного глутатиона находится в вышеуказанном диапазоне, можно контролировать рост растения соответствующим образом. Заметим, что вышеуказанный диапазон концентрации характерен для случая внесения определенного количества раствора в отношении Arabidopsis. Изменение вносимого количества или использование других видов растений (например, деревьев и т.д.) может потребовать внесения окисленного или восстановленного глутатиона с более высокой концентрацией. В некоторых случаях можно достичь эффекта действия регулятора роста растений настоящего изобретения с окисленным или восстановленным глутатионом и при более низкой их концентрации.

Характерная особенность настоящего изобретения основана на обнаружении того, что окисленный глутатион увеличивает число семян и/или число цветков растения, продолжительность жизни растения, обеспечивает получение более крупного и округлого листа, увеличивает число боковых побегов и/или отростков от корня и увеличивает число цветков (трубок), связанное с увеличением числа боковых побегов и т.д., с целью увеличения урожая семян, и другое ограничение изобретения не предусматривается. Поэтому диапазон концентрации в настоящем изобретении не ограничен вышеуказанным диапазоном.

При этом согласно настоящему изобретению отсутствуют ограничения по способу внесения регулятора роста растений, и регулятор роста растений согласно настоящему изобретению применяют таким же образом, как и традиционные и общепринятые регуляторы роста растений. Например, в случае когда регулятор роста растений по настоящему изобретению находится в жидкой форме или в виде эмульсии, регулятор роста растений может быть распылен, наноситься в виде капель или наноситься не только на вегетативную точку роста, но также и на часть или на все растение, а именно на стебель и лист. В случае когда регулятор роста растений настоящего изобретения находится в виде твердого или порошкового агента, он может поглощаться корнем непосредственно в земле. В случае если растение представляет собой водное растение, например floating grass, регулятор роста растений настоящего изобретения может поглощаться корнем как аквариумная добавка или регулятор роста растений в форме твердого агента может постепенно растворяться в воде. В частности, в случае когда регулятор роста растений настоящего изобретения используется для наземного растения, предпочтительнее, чтобы растение культивировалось по способу водной культуры с использованием регулятора роста растений в форме водного раствора.

Согласно изобретению регулятор роста растений обязательно содержит глутатион (GSH и/или GSSG), при этом выбор других специальных компонентов регулятора роста растений не ограничен. Например, в том случае когда регулятор роста растений находится в форме аквариумной добавки или твердого агента, компоненты-носители представляют собой твердые носители, примерами которых являются неорганические материалы, такие как тальк, глина, вермикулит, диатомит, каолин, карбонат кальция, гидроксид кальция, белая глина и силикагель, а также мука и крахмал. В том случае когда регулятор роста растений находится в форме жидкого агента, компонентами-носителями являются жидкие носители, примеры которых включают воду; ароматические углеводороды, например ксилол; спирты, например этанол и этиленгликоль; кетоны, например ацетон; простые эфиры, например диоксан и тетрагидрофуран; диметилформамид; диметилсульфоксид и ацетонитрил.

Кроме того, регулятор роста растений согласно настоящему изобретению в случае необходимости может содержать другой вспомогательный агент. Примеры вспомогательных агентов включают анионные поверхностно-активные вещества, такие как сложный эфир алкилсульфатов, алкилсульфонат, алкиларилсульфонат и диалкилсульфосукцинат; катионные поверхностно-активные вещества, например соли высшего алифатического амина; неионногенные поверхностно-активные вещества, например полиоксиэтиленгликолевый простой алкиловый эфир, полиоксиэтиленгликолевый сложный ациловый эфир, полиоксиэтиленгликолевый сложный ациловый эфир многоатомного спирта, и производное целлюлозы; а также загуститель, например желатин, казеин и гуммиарабик; наполнитель; и связующее.

В случае необходимости другой регулятор роста растений, например бензойная кислота, никотиновая кислота, амид никотиновой кислоты и пипеколиновая кислота может быть добавлен к продукту в таком количестве, которое не подавляет целевой эффект настоящего изобретения. Кроме того, обычно применяемое и хорошо известное удобрение может быть добавлено к продукту.

Далее, согласно изобретению отсутствуют ограничения вида растений, к которым можно вносить регулятор роста растений согласно настоящему изобретению, в частности, отсутствуют ограничения по конкретным видам, и регулятор роста растений можно вносить к любому классу растений, например однодольные, двудольные и деревья. Среди примеров однодольных растений можно привести Lemnaoideae, включая Spirodela (floating grass) и Lemna (L. perpusilla и L. trisuica); Orchidaceae, включая Cattleya, Cymbidium, Dendrobium, Phalaenopsis, Vanda, Paphiopedilum, и Oncidium; Typhaceae; Sparganiaceae; Potamogetonaceae; Najadaceae; Scheuchzeriaceae; Alismataceae, Hydrocharitaceae; Triuridaceae; Poaceae; Cyperaceae; Arecaceae; Araceae; Eriocaulaceae; Commelinaceae; Pontederiaceae; Juncaceae; Stemonaceae; Liliaceae; Amaryllidaceae; Dioscoreaceae; Iridaceae; Musaceae; Zingiberaceae; Cannaceae; и Burmanniaceae.

Среди примеров двудольных растений: Convolvulaceae, включая Pharbitis (morning glory), Calystegia (Calystegia japonica, Calystegia hederacea и Calystegia soldanella), Ipomoea (Ipomoea pes-caprae, Ipomoea batatas), и Cuscuta (Cuscuta japonica, Cuscuta australis); Caryophyllaceae, включая Dianthus (Dianthus caryophyllus и т.д.), Stellaria, Minuartia, Cerastium, Sagina, Arenaria, Moehringia, Pseudostellaria, Honckenya, Spergula, Spergularia salina, Silene, Lychnis, Melandryum