[发明专利]脯氨酸在改善生长和/或产率中的用途

说明书

关于联邦政府的权利的声明 

本发明是在政府资助下进行的，美国能源部授予的合同号是W-7405-ENG-36。政府对于本发明享有一定的权利。 

技术领域

本发明总体上涉及选择的含脯氨酸的组合物以及所述含脯氨酸的组合物在改善植物生长，促进种子萌发(germination)，保护植物对抗选择的应激条件等方面的用途。 

背景技术

许多农业活动对于时间高度敏感，其成本和回报有赖于农作物的快速产率或者有赖于首先将农作物上市。因此，植物的快速生长对于许多种植诸如蔬菜、浆果和香蕉等高价值农作物的农业商业活动以及温室和育苗工业而言是有重要经济意义的目标。由于观察到许多发育较好的农作物在近几年里有产率(yield)增加停滞的倾向，提高农作物产率的科学技术的重要性引起较大的关注。快速的植物生长这一目标已经在许多植物调节机制的研究中强调，但所述的机制仍没有被完全理解。具体地，对于协调利用碳和氮代谢的植物调节系统仍没有完全了解，而该系统对植物生长和发育肯定有重要的影响。 

类似于人们对快速的植物生长的期望，其他植物因素对于农业也是重要的，所述因素包括诸如：到种子萌芽所需的时间长度，萌芽的一致度，即基本同时萌芽，产率，以及总种子萌芽率。 

Pehu等的美国专利5,922,649显示，应用具体是甘氨酸甜菜碱(glycinebetaine)组合物的组合物可改善植物产率。 

Unkefer等的美国专利6,831,040显示，对植物应用脯氨酸诸如2-羟基-5-氧代脯氨酸(oxoproline)，5-氧代脯氨酸(2-吡咯烷酮-5-羧酸)及其混合物可促进生长。保持2-氧代谷氨酸盐和焦谷氨酸盐在植物中的有效浓度是非常需要的。提高2-氧代谷氨酸盐的浓度可改善性能，质量特征以及其他益处。用2-氧代谷氨酸盐或焦谷氨酸盐处理植物可提供这些益处。目前，用于使得焦谷氨酸盐的益处最大化的方法通常需要规律且频繁的处理以保持所述化合物的理想浓度。 

本发明人对包含各种比例的焦谷氨酸盐的L和D异构体的组合物以及所述组合物对于促进种子萌发、植物生长和产率的效力进行了广泛的研究。本发明人发现了促进植物生长和产率的优选的或最佳的组合物。 

发明内容

根据本发明所示并广义描述的目的，本发明包括这样的组合物，其含有L-和D-焦谷氨酸盐立体异构体的混合物，其中所述L与D的比例为大约80∶20到大约97∶3；并且含有载体介质，用于将所述L和D-焦谷氨酸盐立体异构体施加于靶植物。 

本发明还包括增加靶植物的生长或产率的方法，其通过用下述组合物处理靶植物来进行，所述组合物含有L-和D-焦谷氨酸盐立体异构体的混合物，其中所述L与D的比例为大约80∶20到大约97∶3，并且含有所述L和D-焦谷氨酸盐立体异构体的载体介质。 

本发明还包括在种植之前处理种子的方法，包括直接用下述组合物的溶液浸湿种子，所述组合物含有L-和D-焦谷氨酸盐立体异构体的混合物，其中所述L与D的比例为大约80∶20到大约97∶3。 

本发明还包括改善种衣组合物，其中通过将L与D立体异构体的比例为大约80∶20到大约97∶3的L-和D-焦谷氨酸盐立体异构体的混合物作为种衣组合物的成分之一来进行。 

发明详述 

焦谷氨酸盐以两种形式存在，D和L立体异构体。每种立体异构体都具有在植物中产生所需的益处的活性。商业上可得的焦谷氨酸盐通过细菌发酵法来合成，其中L异构体与D异构体的立体化学比例为大约60∶40。 

本发明涉及组合物，其包括以各种比例混合的焦谷氨酸盐的L和D异构体，本发明还涉及所述组合物对于促进种子萌发，植物生长和产率，以及对应激的抗性的效力。用于促进所述植物生长和产率的优选和最佳组合物已经被发现。具体地，本发明涉及这样的组合物，其包括L-和D-焦谷氨酸盐立体异构体的混合物，其中所述L与D的比例为大约80∶20到大约97∶3。所述组合物也可用作种子萌发介质，并可用于种衣剂中以便促进种子萌发。本发明还涉及具有选定的L∶D立体异构体比例的焦谷氨酸盐组合物在用于靶向植物以促进植物生长和产率的载体中的效力或有效性。