TWI768955B - 一種調控植物構型的方法及組合物 - Google Patents
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Abstract
一種調控植物構型的方法，包含將一種調控植物構型的組合物施用於一植物上，該調控植物構型的組合物包含γ-胺基丁酸(GABA)、麩胺酸，以及氯化膽鹼。本發明並提供該調控植物構型的組合物。
Description
本發明關於一種調控植物構型的方法，特別是將一種包含γ-胺基丁酸(γ-Aminobutyric acid, GABA)、麩胺酸(glutamic acid)，以及氯化膽鹼(choline chloride)的組合物施用於一植物上，以調控該植物構型的方法。
盆花植物等景觀作物包括觀花、觀葉、觀果及花壇植物等，是空間綠化不可或缺的要素。高品質的盆花要求株型矮小、枝葉生長緊密、少徒長、多分枝、抗伏倒、莖部粗壯、花朵數多而緊湊、葉片茂盛等。因此，調控植物地上部構型對景觀作物栽培非常重要。
摘心及去頂修剪是以物理方法來調整植物地上部構型，透過去除植物生長點，以減少頂端優勢並促使較低節位的芽點側枝生長，藉此產生更緊湊的植物生長形勢。然而摘心及去頂修剪需要大量的人工，這種勞力密集的方式大幅增加生產成本，且不適合大面積種植模式。
除了物理方法之外，亦有以不同的化學方法降低植株高度及/或增加植物分枝。吉貝素(Gibberellin)生合成抑制劑，如ancymidol、矮壯素(chlormequat chloride)，以及呋嘧醇(flurprimidol)，被用於減少莖伸長，進而使植物株型緊湊。敵草克鈉(Dikegulac sodium)是一種化學摘心劑，會被運移至莖頂分生組織並抑制DNA合成，造成莖頂分生組織細胞死亡並減少頂端優勢。乙烯釋放劑益收生長素(Ethephon)則抑制莖伸長並減少頂端優勢。此外，細胞分裂素6-benzyladine則用於促進側芽生長。然而，這些植物生長調節劑通常會造成作物損害，例如植物毒性及壞死。因此，需要有更好的方法來調控植物地上部構型，促進植物分枝。
於一方面，本發明涉及一種調控植物構型的方法，包含將一調控植物構型的組合物施用於一植物上，該調控植物構型的組合物包含約10~625 mg/L的γ-胺基丁酸(GABA)、約40~2,500 mg/L的麩胺酸，以及約30~1,875 mg/L的氯化膽鹼。
於另一方面，本發明涉及一種促進植物分枝的組合物，包含約10~625 mg/L的γ-胺基丁酸(GABA)、約40~2,500 mg/L的麩胺酸，以及約30~1,875 mg/L的氯化膽鹼。
本發明係以下面的實施例及圖式予以示範闡明，但本發明不受下述實施例所限制。
本案申請人意外地發現，將包含外源性γ-胺基丁酸(GABA)、麩胺酸，以及氯化膽鹼之組合物施用於一植物，可明顯調控植物構型，包括增加植物的總分枝數、減少頂端優勢、減少分枝長度、使植物的枝葉生長較為緊密、減少徒長、增加抗伏倒性，及/或增加植物的總花苞數等。
因此，本發明提供一種調控植物構型的方法，包含將一調控植物構型的組合物施用於一植物上，該調控植物構型的組合物包含約10~625 mg/L的γ-胺基丁酸(GABA)、約40~2,500 mg/L的麩胺酸，以及約30~1,875 mg/L的氯化膽鹼。
於某些具體實施例中，該調控植物構型的組合物可進一步包含約0.01~1% (v/v)佐劑。在其他實施例中，該調控植物構型的組合物可以不包含佐劑。
於某些具體實施例中，該佐劑為一界面活性劑。於某些具體實施例中，該佐劑為一飄移控制劑。
於某些具體實施例中，該植物為一盆花植物，例如但不限於觀葉植物、觀花植物、觀果植物，以及花壇植物。
於某些具體實施例中，該植物構型包含植物的分枝數、植物的分枝長度、花苞數，以及花朵數。
於某些具體實施例中，調控該植物構型包含，相較於一未施用該調控植物構型的組合物之植物，施用該調控植物構型的組合物之植物的分枝數增加、分枝長度減少、花苞數增加，以及花朵數增加。
於某些具體實施例中，該調控植物構型的組合物於植物營養生長階段施用於該植物。於某些具體實施例中，該調控植物構型的組合物於植物生殖生長階段施用於該植物。
於某些具體實施例中，該調控植物構型的組合物係施用於植物地上部(例如，葉、莖、花及/或果實)，例如施用於葉面或以噴霧方式進行。於某些具體實施例中，該調控植物構型的組合物係施用於植物地下部(亦即，根部)，例如透過土壤施用或土壤浸透，及/或施用於種子，例如透過種子處理。
本發明並提供一種調控植物構型的組合物，包含約10~625 mg/L的γ-胺基丁酸(GABA)、約40~2,500 mg/L的麩胺酸，以及約30~1,875 mg/L的氯化膽鹼。
於某些具體實施例中，γ-胺基丁酸(GABA)的濃度為約10~625 mg/L、約50~500 mg/L、約75~300 mg/L、約100~200 mg/L，較佳包括，但不限於，約10、約20、約30、約40、約50、約60、約70、約80、約90、約100、約125、約150、約175、約200、約250、約300、約350、約400、約450、約500、約550、約600、約625 mg/L，或為約10~650 mg/L任一濃度，不限為整數之濃度，例如，但不限於約10.65 mg/L、約57.34 mg/L、約312.98 mg/L等；於某些實施例中，γ-胺基丁酸(GABA)的濃度為約10、約100、約250、約500、約625 mg/L。
於某些具體實施例中，麩胺酸的濃度為約40~2,500 mg/L、約100~2,000 mg/L、約250~1,000 mg/L，較佳包括，但不限於，約40、約45、約50、約55、約60、約65、約70、約75、約80、約85、約90、約95、約100、約125、約150、約175、約200、約250、約300、約350、約400、約450、約500、約550、約600、約650、約700、約750、約800、約850、約900、約950、約1,000、約1,050、約1,100、約1,150、約1,200、約1,250、約1,300、約1,350、約1,400、約1,450、約1,500、約1,550、約1,600、約1,650、約1,700、約1,750、約1,800、約1,850、約1,900、約1,950、約2,000、約2,050、約2,100、約2,150、約2,200、約2,250、約2,300、約2,350、約2,400、約2,450、約2,500 mg/L，或為約40~2,500 mg/L任一濃度，不限為整數之濃度，例如，但不限於約70.73 mg/L、約658.33 mg/L、約2,237.64 mg/L等；於某些實施例中，麩胺酸的濃度為約40、約100、約250、約400、約1,000、約1,500、約2,000、約2,500 mg/L。
於某些具體實施例中，氯化膽鹼的濃度為約30~1,875 mg/L、約100~1,500 mg/L、約200~1,000 mg/L、約300~500 mg/L，較佳包括，但不限於，約30 mg/L、約100 mg/L、約200 mg/L、約300 mg/L、約400 mg/L、約500 mg/L、約600 mg/L、約700 mg/L、約800 mg/L、約900 mg/L、約1,000 mg/L、約1,100 mg/L、約1,200 mg/L、約1,300 mg/L、約1,400 mg/L、約1,500 mg/L、約1,600 mg/L、約1,700 mg/L、約1,800 mg/L、約1,875 mg/L，或為約30~1,875 mg/L任一濃度，不限為整數之濃度，例如，但不限於，約117.65 mg/L、約533.14 mg/L、約1,294.63 mg/L等；於某些實施例中，氯化膽鹼的濃度為約20 mg/L、約100 mg/L、約300 mg/L、約500 mg/L、約1,000 mg/L、約1,500 mg/L，或約1,875 mg/L。
於某些具體實施例中，本發明之調控植物構型的組合物可進一步包含一種以上的佐劑。在其他實施例中，本發明之調控植物構型的組合物可以不包含佐劑。例如，本發明之調控植物構型的組合物可包含一界面活性劑及/或一種飄移控制劑(drift control agent)。示例性的界面活性劑包括但不限於陽離子介面活性劑、陰離子介面活性劑、兩性離子介面活性劑、非離子介面活性劑，較佳包括但不限於，Tween
20、Tween40、Tween60、Tween65、Tween80、Tween85、Laureth-4、Ceteth-2、Ceteth-20、Steareth-2、PEG40、PEG100、PEG150、PEG200、PEG600、Span20、Span40、Span60、Span65、Span80。示例性的飄移控制劑包括LI 700，係可購自Loveland Products公司(Loveland市，科羅拉多州，美國)。
於某些具體實施例中，佐劑的濃度為約0.01~1% (v/v) ，較佳包括但不限於約0.01、約0.02、約0.03、約0.04、約0.05、約0.06、約0.0.7、約0.08、約0.09、約0.1、約0.2、約0.3、約0.4、約0.5、約0.6、約0.7、約0.8、約0.9、約1% (v/v)；於某些實施例中，佐劑的濃度為約0.1%(v/v)。
除非本文另有定義，否則用以與本文結合的科學與技術術語應具有本領域普通技術人員通常理解的含義。此外，除非上下文另有要求，單數術語應包括複數，並且複數術語應包括單數。本發明的方法與技術一般可根據本領域已知的常規方法進行。一般而言，本文所描述之用以連結以下技術的命名法，以及生物化學、酵素學、分子及細胞生物學、微生物學、遺傳學與園藝學的技術皆為本領域已知且經常使用者。除非另有說明，本發明的方法與技術一般可根據本領域已知的常規方法進行，且被描述於在本說明書中被引用且討論的各種一般及更具體的參考文獻中。
如本文所用，術語「γ-胺基丁酸(γ-Aminobutyric acid, GABA)」，又稱4-胺基丁酸(4-aminobutanoic acid)或胺酪酸，意指具有化學式C4
H9
NO2
並具有下列化學結構的非蛋白質胺基酸(non-protein amino acid)：
。
如本文所用，術語「麩胺酸(glutamic acid)」，又稱2-胺基戊二酸(2-aminopentanedioic acid)，意指具有化學式C5
H9
NO4
並具有下列化學結構的胺基酸：
或
。
如本文所用，術語「氯化膽鹼(choline chloride)」意指具有化學式((CH3
)3
N(Cl)CH2
CH2
OH)並具有以下化學結構的有機化合物：
。
如本文所用，術語「界面活性劑」意指化學簡式為RCOOM的分子，其中R表示長鏈烷基，M表示鹼基，亦即一個分子中同時含有長鏈烷基(例如，但不限於，脂肪酸)的親油基，以及可讓油性物質在水中分散或溶解的親水基之化學分子。本文所述之界面活性劑包括但不限於陽離子介面活性劑、陰離子介面活性劑、兩性離子介面活性劑、非離子介面活性劑，例如，但不限於，Tween系列、Laureth系列、Ceteth系列、Steareth系列、PEG系列、Span系列的介面活性劑。
如本文所用，術語「調控植物構型」意指相對於未施用本發明之組合物的植株而言，施用本發明之組合物的植株的側枝分化較多，及/或株型較為矮小，及/或枝葉生長較為緊密，及/或較少徒長，及/或較多分枝，及/或具有較佳的抗伏倒性，及/或莖部較為粗壯，及/或減少頂端優勢，及/或花朵數較多而緊湊，及/或葉片較為茂盛等。
如本文所用，術語「頂端優勢(apical dominance)」意指一植株的中央莖/枝條的生長強於其他側莖/枝條的生長，或意指一植株的頂芽(terminal bud)及莖尖(shoot apex)控制側芽(lateral buds)的生長。
如本文所用，術語「促進植物分枝」意指相對於未施用本發明之組合物的植株而言，施用本發明之組合物的植株減少頂端優勢，增加該植株的側莖/枝條及/或側芽的生長。有二種植物分枝的類型：二叉狀分枝(dichotomous branching)與側分枝(lateral or axillary branching)；側分枝的類型包含總狀或單軸分枝(racemose or monopodial branching)以及聚繖狀或合軸分枝(cymose or sympodial branching)；聚繖狀分枝的類型包含，但不限於，單一聚繖狀分枝(uniparous cymose branching)、二出聚繖狀分枝(biparous cymose branching) 、多出聚繖狀分枝(multiparous cymose branching)。
本文所使用的「約」、「大約」或「近乎」一詞實質上代表所述 之數值或範圍位於20%以內，較佳為於10%以內，以及更佳者為於5%以內。於 本文所提供之數字化的量為近似值，意旨若術語「約」、「大約」或「近乎」 沒有被使用時亦可被推得。
如本文所用，冠詞「一」、「一個」以及「任何」是指一個或多於一個(即至少一個)的物品的文法物品。例如，「一個元件」意指一個元件或多 於一個元件。
本發明通過下列的實施例進一步說明，其提供了用於示範而非限制的目的。根據本發明公開內容，本領域中的技術人員應當理解，許多變化可以在所公開的特定具體實施例中產生，且仍然獲得相同或類似的結果而不脫離 本發明的精神和範圍。
實施例
實施例
1
以本發明之組合物增加日日春分枝與花苞數試驗
1. 試驗植物之準備
以日日春(Rosy periwinkle,Catharanthus roseus
)苗株為試驗材料。日日春種子係採集於台灣南投縣南投市野外，栽培後進行植株自花授粉，並收集其種子。將收集的種子播種於含有介質(泥炭土：蛭石 = 3：1)的穴盤中，待植株子葉完全展開後，將日日春幼苗移至3吋盆進行栽培。
2. 試劑
各試驗組試劑成分如下表1所示，對照組試劑為蒸餾水加入0.1% (v/v)界面活性劑Tween80。
表1 試劑成分
| 組別 | γ-胺基丁酸(GABA) | 麩胺酸 | 氯化膽鹼 | Tween |
| 對照組 | 0 | 0 | 0.1% (v/v) | |
| 處理組1-1 | 100 mg/L | 0 | 0.1% (v/v) | |
| 處理組1-2 | 0 | 400 mg/L | 300 mg/L | 0.1% (v/v) |
| 處理組1-3 | 100mg/L | 400 mg/L | 300 mg/L | 0.1% (v/v) |
3. 試驗植物之處理
於上述日日春植株第二對真葉完全展開時，分別將各處理組試劑與對照組試劑以葉面噴施方式處理日日春植株，並於第一次處理二週後進行第二次處理，亦即試驗期間共處理二次，每次處理間隔二週。每組12株植株(n = 12)。處理後試驗植株繼續培養至開花期，以進行後續分析。
4. 分析方法
a. 植物型態：於第二次處理試劑後一週對各試驗植株進行植物型態觀察。
b. 總分枝數：於第二次處理試劑後一週計算各試驗植株的總分枝數。本試驗進行三次。
c. 總花苞數：於第二次處理試劑後一週計算各試驗植株的總花苞數。總花苞數為一試驗植株所有花苞長度大於0.5 cm的花苞之總數。本試驗進行三次。
d. 數據分析與統計方法：計算各組植株(n = 12)的平均值與標準誤差值，並且使用學生氏t檢定(Student’s t-test)分析處理組1-3與其他各組之間是否有顯著差異，當p
值小於0.05時，代表兩組之間有顯著差異，以星號(*)表示。
5. 結果
a. 植物型態：第二次處理試劑後一週，對照組與處理組1-1、1-2、1-3植株的型態分別如圖1A與圖1B、1C、1D所示，相較於對照組植株以及單獨以γ-胺基丁酸(GABA)(處理組1-1)或麩胺酸與氯化膽鹼(處理組1-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組1-3)的分枝數明顯較多，植株的構型較佳。
b. 總分枝數：如圖2所示，第二次處理試劑後一週，相較於對照組植株以及單獨以γ-胺基丁酸(GABA)(處理組1-1)或麩胺酸與氯化膽鹼(處理組1-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組1-3)的總分枝數最多，且處理組1-3分別相對於對照組、處理組1-1、處理組1-2皆具有顯著差異(p
＜0.05)。
c. 總花苞數：第二次處理試劑後一週，對照組與處理組1-1、1-2、1-3植株的花苞型態分別如圖3A與圖3B、3C、3D所示，相較於對照組植株以及單獨以γ-胺基丁酸(GABA)(處理組1-1)或麩胺酸與氯化膽鹼(處理組1-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組1-3)的花朵數及花苞數皆較多。此外，如圖4所示，第二次處理試劑後一週，相較於對照組植株以及單獨以γ-胺基丁酸(GABA)(處理組1-1)或麩胺酸與氯化膽鹼(處理組1-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組1-3)的總花苞數最多，且處理組1-3分別相對於對照組、處理組1-1、處理組1-2皆具有顯著差異(p
＜0.05或p
＜0.01)。
小結：本實施例試驗結果顯示，相較於對照組以及單獨施用γ-胺基丁酸(GABA)或只施用麩胺酸與氯化膽鹼，本發明之用於促進植物分枝的組合物確實可以改善植物地上部構型、促進植物分枝，並提高總花苞數及花朵數。
實施例
2
以本發明之組合物增加天竺葵分枝數及矮化植株試驗
1. 試驗植物之準備
以天竺葵(Geranium,Pelargonium x hortorum
L. H. Bail) (農友種苗股份有限公司，高雄，台灣)苗株為試驗材料。天竺葵種子播種於含有介質(泥炭土：蛭石 = 3：1)的穴盤中，待植株子葉完全展開後，將天竺葵幼苗移至3吋盆進行栽培。
2. 試劑
各試驗組試劑成分如下表2所示，對照組試劑為蒸餾水加入0.1% (v/v)界面活性劑Tween80。
表2 試劑成分
| 組別 | γ-胺基丁酸(GABA) | 麩胺酸 | 氯化膽鹼 | Tween |
| 對照組 | 0 | 0 | 0 | 0.1% (v/v) |
| 處理組2-1 | 100 mg/L | 0 | 0 | 0.1% (v/v) |
| 處理組2-2 | 0 | 400 mg/L | 300 mg/L | 0.1% (v/v) |
| 處理組2-3 | 100 mg/L | 400 mg/L | 300 mg/L | 0.1% (v/v) |
3. 試驗植物之處理
於上述天竺葵幼苗第三對真葉完全展開時，分別將處理組試劑與對照組試劑以葉面噴施方式處理天竺葵幼苗，並於第一次處理二週後進行第二次處理，亦即試驗期間共處理二次，每次處理間隔二週。每組7株植株(n = 7)。處理二次後試驗植株繼續培養一週，以進行後續分析。
4. 分析方法
a. 植物型態：於第二次處理試劑後一週對各試驗植株進行植物型態觀察。
b. 總分枝數：於第二次處理試劑後一週計算各試驗植株的總分枝數。本試驗進行三次。
c. 平均分枝長度：於第二次處理試劑後一週計算各試驗植株的平均分枝長度。分枝長度為自主莖至一分枝的生長點之距離，而平均分枝長度計算方式如下：(一植株所有分枝的分枝長度之總和) / (該植株的總分枝數)。本試驗進行三次。
d. 數據分析與統計方法：計算各組植株(n = 7)的平均值與標準誤差值，並且使用學生氏t檢定(Student’s t-test)分析處理組2-3與其他各組之間是否有顯著差異，當p
值小於0.05時，代表兩組之間有顯著差異，以星號(*)表示。
5. 結果
a. 植物型態：第二次處理試劑後一週，對照組與處理組2-1、2-2、2-3植株的型態分別如圖5A與圖5B、5C、5D所示，相較於對照組植株以及單獨以γ-胺基丁酸(GABA)(處理組2-1)或麩胺酸與氯化膽鹼(處理組2-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組2-3)的分枝數明顯較多，植株的構型較佳。
b. 總分枝數：如圖6所示，第二次處理試劑後一週，相較於對照組植株以及單獨以γ-胺基丁酸(GABA)(處理組2-1)或麩胺酸與氯化膽鹼(處理組2-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組2-3)的總分枝數最多，且處理組2-3分別相對於對照組、處理組2-1、處理組2-2皆具有顯著差異(p
＜0.05)。
c. 平均分枝長度：如圖7所示，第二次處理試劑後一週，相較於對照組植株以及單獨以γ-胺基丁酸(GABA)(處理組2-1)或麩胺酸與氯化膽鹼(處理組2-2)處理的植株，以本發明組合物處理的植株(處理組2-3)的平均分枝長度最短，且處理組2-3分別相對於對照組、處理組2-1、處理組2-2皆具有顯著差異(p
＜0.05)。
小結：本實施例試驗結果顯示，相較於對照組以及單獨施用γ-胺基丁酸(GABA)或只施用麩胺酸與氯化膽鹼，本發明之用於促進植物分枝的組合物確實可以改善植物地上部構型、促進植物分枝，並縮短分枝長度進而矮化植株。
圖 1
所示為日日春以試劑處理二次後一週的植物型態；圖1A為對照組植株，圖1B為處理組1-1植株，圖1C為處理組1-2植株，圖1D為處理組1-3植株。
圖 2
所示為日日春以試劑處理二次後一週的總分枝數的統計結果。*表示p
＜0.05。
圖 3
所示為日日春以試劑處理二次後一週的花苞型態；圖3A為對照組植株的花苞，圖3B為處理組1-1植株的花苞，圖3C為處理組1-2植株的花苞，圖3D為處理組1-3植株的花苞。
圖 4
所示為日日春以試劑處理二次後一週的總花苞數的統計結果。*表示p
＜0.05；**表示p
＜0.01。
圖 5
所示為天竺葵以試劑處理二次後一週的植物型態；圖5A為對照組植株，圖5B為處理組2-1植株，圖5C為處理組2-2植株，圖5D為處理組2-3植株。
圖 6
所示為天竺葵以試劑處理二次後一週的總分枝數的統計結果。*表示p
＜0.05。
圖 7
所示為天竺葵以試劑處理二次後一週的平均分枝長度的統計結果。*表示p
＜0.05。
Claims (10)
- 一種調控植物構型的方法，包含將一種調控植物構型的組合物施用於一植物上，該調控植物構型的組合物於1L的水中含有10~625mg的γ-胺基丁酸(GABA)、40~2,500mg的麩胺酸，以及30~1,875mg的氯化膽鹼。
- 如請求項1之方法，其中該調控植物構型的組合物進一步包含0.01~1%(v/v)佐劑。
- 如請求項2之方法，其中該佐劑為一界面活性劑。
- 如請求項2之方法，其中該佐劑為一飄移控制劑。
- 如請求項1之方法，其中該植物構型包含植物的分枝數、植物的分枝長度、花苞數，以及花朵數。
- 如請求項1之方法，其中調控該植物構型包含，相較於一未施用該調控植物構型的組合物之植物，施用該調控植物構型的組合物之植物的分枝數增加、分枝長度減少、花苞數增加，以及花朵數增加。
- 一種調控植物構型的組合物，於1L的水中含有10~625mg的γ-胺基丁酸(γ-Aminobutyric acid,GABA)、40~2,500mg的麩胺酸，以及30~1,875mg的氯化膽鹼。
- 如請求項7之組合物，進一步包含0.01~1%(v/v)佐劑。
- 如請求項8之組合物，其中該佐劑為一界面活性劑。
- 如請求項8之組合物，其中該佐劑為一飄移控制劑。
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