[发明专利]异黄酮化合物及其用途

说明书

技术领域

在种植前应用一种或多种带有农作物可接受载体的异黄酮化合物信 号365天或更长时间，直接作用于种子或者非豆类农作物、豆类农作物的 移植，或者提供给用来种植非豆类农作物或豆类农作物的土壤，目的是为 了提高产量和(或)改善种子萌芽、和(或)造成种子较早出土、和(或)改善结 瘤生长、和(或)提高农作物的种植密度、和(或)改善植物活力和、(或)改善 植物生长、和(或)提高生物质量，和(或)增加早期结果实，所有都包含在播 种和植物移植的条件下。

背景技术

农业实践

在发展中国家为了得到最大土地生产率，农作物经常使用间混种植植 物种类的实践方法。这种实践方法经常包括豆科作物和另一种具有地区价 值的植物物种一行行间混种植，众所周知，由于在根部与豆科农作物亲密 接触，非豆科农作物通常能够增加产量，其原因通常被认为豆科作物在根 瘤菌存在条件下，它们自身的共生固氮的残留，能够把被固定的植物可利 用的氮返还给土壤，这种观点认为这个氮被间混作物利用，可以生长得更 好。

然而在发达国家，人们都知道并且理解，与其它农作物间混种植豆科 作物简单但不可行。这种实践要求手工劳动维护土地以得到最好的结果， 并且对于大量的农业生产，设备不可能区分农作物的高矮和尺寸的不同， 例如大豆(一种豆科作物)在外观上与玉米有很大的不同。

北美农作物种植实践

来自于发展中国家的间混种植实践方法，在发达国家被转变成农作物 轮换的农业实践方法，意思是在一块土地上一种单一的农作物生长一年， 然后在下一年内种植另一种农作物。这些农作物的轮换是为了最好的维护 土地和降低氮的流失，在一年年的轮换中通常会包括两种、三种或四种农 作物。

这些农作物其中一种是豆科植物，种类根据土壤、市场、地域等确定， 可能包括大豆、豌豆、菜豆、紫花苜蓿、三叶草等——所有豆科作物由于 与特殊根瘤菌类的共生关系——并且每种根瘤菌物种都会为了特殊的植 物宿主生成特殊的LCO结构。

众所周知，农作物轮换种植必须包括一种豆科作物，因为它们具有释 放残留氮给后续作物的能力，这些含氮的残留物可以为每蒲式耳(bushel) 豆类作物种子的收获做出贡献，例如每英亩大豆含有40-50磅N，为下一 个通常是非豆类作物做准备。

在北美地区主要的农作物轮换是(1)玉米-大豆，是美国伊利诺斯州、 俄亥俄州、爱荷华州、内布拉斯加州的主要产品(2)小麦-豌豆，在加拿大 西部。

科学发展

现在人们已经能够更好的理解豆类作物与根瘤菌的共生，但不能充分 解释。这包括和要求一系列植物和微生物信号去引发植物组织的变化，这 样就可以保护和支持内部的根瘤菌，通过利用植物的能量，在根系能够把 氮气转化成植物可利用的氮。对于精通此学科者，目前有相关科学的和专 利文献，总结如下：国际公开号WO 00/04778，2000年2月3日公布， WO 01/26465，2001年4月9日公布，作者都是Smith等，还有加拿大序 列号2,439,421，在此一并参考。

目前人们可以科学的理解为，引发根系组织变化，被发送给豆类植物 的根瘤菌信号是结瘤因子(Lipo-chito-oligosaccharide，脂壳低聚 糖)(LCO)，在应用中术语为结瘤因子(Nod Factor)。它的产生来源于临近根 瘤菌在豆类作物的根系分泌异黄酮化学剂——术语也可以是信号 (Signals)——基因转变，生成LCO。信号是酚类化合物，黄酮、异黄酮和 黄烷酮，由豆类作物的根系选择，它们作为对根瘤菌的化学引诱剂和结瘤 (Nod)基因的催化剂。

通过目前的研究和专利，在这里进一步领会到LCO具有一个植物生 长的功能，不只限于豆类。这已经被证明了，当溶液中存在的LCO量很 小(10^-7到10^-12M)时，非豆类作物种子和豆类作物种子具有一样早期萌 芽。

进一步被证明了，叶的LCO应用到许多植物(玉米、大豆、豌豆、番 茄)可以导致更早的开花和更高的产量。这些现象的机理被进一步研究。