Способ активации симбиоза растений с эндомикоризным грибомПатент на изобретение №: 2176445 Автор: Яковлев В.И., Зольникова Н.В., Нусинская М.В., Студенцов Е.П. Патентообладатель: Яковлев Владимир Иванович, Зольникова Наталья Васильевна, Нусинская Марина Владимировна, Студенцов Евгений Павлович Дата публикации: 10 Декабря, 2001 Начало действия патента: 25 Мая, 2000 Адрес для переписки: 196240, Санкт-Петербург, Пулковское ш., 13, корп.2, кв.93, В.И.Яковлеву Изображения    Изобретение относится к микологии и физиологии растений, а именно к эндомикоризным грибам, образующим микоризу везикулярно-арбускулярного типа с растением. Предложен способ активации симбиоза растений с эндомикоризным грибом путем воздействия регулятором роста на биологические процессы растений, образующих симбиоз с эндомикоризными грибами арбускулярного типа. В качестве регулятора роста использует раствор гидроптерина при концентрации 10-7-10-6 г/л. Применение гидроптерина для активации симбиоза растений с эндомикоризным грибом позволяет усилить интенсификацию микосимбиотрофизма растений, увеличить длину и вес наземной части и корня растений, повысить содержание хлорофилла в листьях. 6 табл. Изобретение относится к микологии и физиологии растений, а именно к эндомикоризным грибам, образующим микоризу везикулярно-арбускулярного типа с растением. Известен способ микоризации растений см. Gianinazzi-Pearson V. Plant cell responses to arbuscular mycorrhizal fungi: Getting to the roots of the symbiosis // Plant Cell. 1996. V. 8, N 10. P. 1871-1883. Известный способ предусматривает активацию симбиоза только за счет инокуляции. Известен способ получения субстратно-корневой смеси см. Ferguson J., Woodhead S. Production of Endomycorrhizal inoculum // Method and Princip Mycorrhizal Research. St. Paul. 1982. P. 47-54. Известна субстратно-корневая смесь, имеющая большое число инфекционных пропагул, см. Manjunath A., Bagyaraj D. Components of VA mycorrhizal inoculum and their effects on growth of onion // New Phytol. 1981. V. 87. P. 355-363. Известен способ стимуляции эндомикоризных грибов, образующих микоризу везикулярно-арбускулярного типа с растением, см. патент США N 5002603, A 01 H 17/00, 1991. Известен регулятор роста  -индолил-уксусная кислота (ИУК)-природный ауксин, см. Шевелуха В.С., Калашникова Е.А., Дегтярев С.В., Кочиева Е.3., Прокофьев М.И., Новиков Н.Н., Ковалев В.М. Калашников Д.В. Сельскохозяйственная биотехнология. М.: Высш. шк. 1998. С. 416. Физиологический эффект при использовании этого регулятора проявляется в регуляции растяжения, деления и дифференцировки на клеточном уровне. Известен способ инокуляции растений с везикулярно-арбускулярной микоризой в лаборатории и в поле, включающий получение инокуляционного материала и проведение микровегатиционных опытов, см. Menge J.A., Timmer I. Procedures for inoculation of plants with vesicular-arbuscular mycorrhizae in laboratory, greenhouse and field // Method and Princip Mycorrhizai Research. St. Paul. 1982. P. 59-68. Известен способ активации симбиоза растений с эндомикоризным грибом путем воздействия на биохимические процессы растений см. И.В. Зольникова, И.В. Серебренникова, Т.Г. Леонова, Г.С. Муромцев. Использование фузикокцина и эндомикоризного гриба Glomus mosseae в биологической рекультивации мелиорированных сульфидсодержащих грунтов // Микология и фитопатология. 1997. Т. 31, вып. 6. С. 31-36. В качестве регулятора роста использован фузикокцин - биосинтетический регулятор роста терпеноидной природы. Данный способ принят за прототип настоящего изобретения. Однако он обладает рядом недостатков. Фузикокцин - прототип получен биотехнологическим способом из культуральной жидкости и биомассы гриба. При использовании фузикокцина содержание структур микоризации (F, М, B, A) довольно высокие, особенно на сульфидсодержащих почвах, но широкое применение неэкономично из-за слишком большой стоимости (1 мг до 50$). В основу настоящего изобретения положено решение задачи получения эффективного и экономичного регулятора, обеспечивающего увеличение продуктивности, улучшение фотосинтеза, повышение сахаров в корнях и усиление интенсификации микосимбиотрофизма растений. Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ активации симбиоза растений с эндомикоризным грибом осуществляют путем воздействия регулятором роста на биохимические процессы растений, образующих симбиоз с эндомикоризными грибами арбускулярного типа, в качестве регулятора роста берут раствор гидроптерина при концентрации 10-7 - 10-6 г/л. Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна". За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта. В предложенном техническом решении проводят обработку посадочного материла (семян, черенков) перед внесением в инокулированную грибом почву раствором гидроптерина при концентрации 10-7-10-6 г/л, что обуславливает интенсификацию микосимбиотрофизма растений, увеличение продуктивности, повышение сахаров в корнях, улучшение фотосинтеза. Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Сущность изобретения поясняется примером получения гидроптерина. Гидроптерин экологически безопасен для человека и биосферы. Острая токсичность гидроптерина исследована в опытах на белых мышах и белых крысах. После подкожного введения мышам гидроптерина в дозе 2 г/кг никаких симптомов интоксикации не наблюдалось. У белых крыс после введения им через зонд в желудок взвеси или подкисленного теплого водного раствора гидроптерина в дозе 0.5 г/кг никаких проявлений интоксикации не обнаружено, даже в течение трехнедельного введения с суммарной дозой 1400 мг. Исследование влияния гидроптерина в динамике на функциональное состояние различных физиологических систем (сердечно-сосудистая, нервная система) и органов (селезенка, сердце, легкие, почки, мозг, печень) животных с регистрацией массы тела, записью электрокардиограммы, анализом мочи, крови, определением активности ферментов холинэстеразы, аланин- и аспартатамино-трансферазы не выявило статистически значимой разности между крысами и мышами, получавшими гидроптерин, и животными контрольной группы. Таким образом, гидроптерин может быть отнесен к V классу практически нетоксичных веществ. Изобретение включает оригинальную технологию получения гидроптерина, которая описывается следующей химической схемой:   Пример 1 (синтез) I стадия - 5-бромурацил: - урацил 504 г (4.5 моль) и 1800 мл воды загружают в трехгорлую колбу объемом 4 л, снабженную обратным холодильником, термометром, эффективной мешалкой и капельной воронкой; - смесь нагревают до 40oC на водяной бане и при интенсивном перемешивании прикапывают 232 мл (4.5 моль) жидкого брома в течение 45 мин, при этом наблюдается небольшой тепловой эффект, подъем температуры до 55-60oC и почти полное растворение исходного урацила; - смесь перемешивают при температуре 80-85oC в течение 1.5 часа, при этом происходит полное обесцвечивание массы и выпадает обильный осадок продукта; - реакционную массу охлаждают сначала до комнатной температуры, затем выдерживают в ледяной воде в течение 2 часов и в холодном состоянии отфильтровывают белый кристаллический осадок; - осадок отжимают от маточного раствора и промывают водой до отрицательной реакции на ион брома и отсутствия примесей 5,5-дибром-6-окси-5,6-дигидроурацила; - осадок отжимают и сушат в сушильном шкафу при температуре 70-75oC до постоянного веса; - получают 816,7 г (95%) 5-бромурацила в виде бесцветных кристаллов с т. пл. 303-305oC с разл.; хроматографически однороден - Rf=0.45 в системе метанол-хлороформ - 1: 4, силуфол УФ 254. Вычислено для C5H3BrN2O2 (М. м. 191.05),%: Br - 41.83, N - 14.66. Найдено, %: Br - 41.67, N - 14.59; - ПМР-спектр, ДМСО-d6,  м.д.: 7.75 (C6-H, д, 1H); 11.15 (NH, д, 1H), 11.50 (NH, с, 1H); УФ-спектр: 0.1 н HCl - макс275 нм (lg  3.88); 0.1 н NaOH макс290 нм (lg 3.86). II стадия - 2-оксо-(3H)-5,6,7,8-тетрагидроптеридин (гидроптерин) - 1410 мл 70% водного раствора этилендиамина (d=0.975) загружают в трехгорлую колбу объемом 4 л, снабженную обратным холодильником, термометром, эффективной мешалкой; - смесь нагревают до 70-75oC на водяной бане и прибавляют небольшими порциями 860 г (4.5 моль) 5-бромурацила в течение 1 часа. При этом температура реакционной массы не должна превышать 85oC; - наблюдается растворение исходного 5-бромурацила. а затем происходит кристаллизация продукта реакции; - смесь перемешивают при 80-85oC в течение 1.5 часов до исчезновения на хроматограмме исходного урацила; - реакционную массу охлаждают до 50-60oC и приливают при перемешивании 1.5 л метилового спирта; - смесь нагревают при 70-75oC и перемешивают в течение 1 часа; - смесь охлаждают ледяной водой в течение 3 часов и осадок отфильтровывают; - осадок хорошо отжимают от раствора, промывают 450 мл 70% метанола, маточный раствор отделяют для регенерации метанола и этилендиамина, отжимают от растворителя и сушат до постоянного веса; - получают 651 г (85%) 2-оксо-(3H)-5,6,7,8-тетрагидроптеридина моногидрата (гидроптерина) в виде сетло-желтых кристаллов с т. пл. 200-205oC с разл. ; хроматографически однороден Rf=0.8 в системе 5% NH4Cl, силуфол УФ - 254. Вычислено для C6H10N4O2 (М. м. 170.18), %: C - 42.31, H - 5.87, N - 32.94. Найдено, %: C - 42.26, H - 5.81, N - 32.89. Препарат стандартизирован по физико-химическим показателям: - ПМР-спектр, ДМСО-d6, , м. д.: 6.45 (C4-H, с, 1H); 2.80 (CH2CH2, с, 4H); УФ-спектр: вода- макс1= 233 нм (lg = 4.01), макс2= 300 нм (lg 3.77), 0.1 н HCl - макс299 нм (lg 3.60); 0.1 н NaOH макс292 нv (lg 3.55); ИК-спектр (KBr):  C=01645 см-1, кольца1600 см-1. Гидроптерин растворяется в разбавленных щелочах, минеральных кислотах с образованием солей, не растворим в хлороформе, бензоле, эфире. Растворимость в кипящем спирте 1 г/50 мл, в кипящей воде - 1 г/30 мл (хорошо кристаллизуется). Процесс получения 5-бромурацила может быть совмещен со стадией его конденсации с этилендиамином, то есть технологический процесс получения гидроптерина из урацила упрощается и проводится в одном реакторе. Затраты на производство гидроптерина невелики и стоимость продукта определяется лишь ценой недорогого исходного сырья (урацила, брома, этилендиамина). Данная технология пригодна для реализации в промышленном масштабе с использованием стандартного оборудования и отечественного сырья. Способ получения гидроптерина высокопроизводителен, экономичен и стоимость целевого продукта значительно ниже по сравнению с импортными препаратами аналогичного действия. Пример 2 В обработанные спиртом сосуды емкостью 5 кг помещают стерильный субстрат (песчано-глинистая смесь в пропорции 3:1). Вносят 50 г инокуляционного материала (на основе гриба Glomus fasciculatum и Glomus mosseae), высевают семена сорго и выращивают 2.5 месяца, поддерживая постоянный уровень влажности (60% от полной влагоемкости). Поливают 1 раз в неделю по 10 мл на сосуд следующими питательными растворами: Раствор 1: (NH4)2SO4 - 0.12; H2O - 1000 мл; Раствор 2: Ca(NO3)2 2H2O - 4; H2O- 1000 мл; Раствор 3: K2SO4 - 3.5; MgSO4 7H2O - 4.9; CaSO4 2H2O - 29; Раствор 4: CuSO4  5H2O - 0.04; ZnSO4 2H2O - 0.11; FeSO4 - 40; MnCl2O - 0.09; CoSO4 6H2O - 26; H3BO3 - 1.3; NaMoO4 3H2O - 0.0135; H2O - 5000 мл; Раствор 5: Ca(H2PO4)2H2O; H2O - 1000 мл. Наземную часть срезают, а субстратно-корневая смесь является инокляционным материалом, содержащим инфекционные зачатки эндомикоризного гриба. Такой иноколюм сохраняет микоризоинфицирующую способность в течение 6 месяцев при комнатной температуре при хранении в темном месте. Примечание: Микоризообразующие грибы класса Zygomycetes: Glomus mosseae и Glomus fasciculatum предоставлены лабораторией почвенной микологии Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии. Пример 3 Готовят субстрат: почву (дерново-подзолистая, легкосуглинистая) и песок берут в равном соотношении. Вносят субстрат в сосуды объемом 500 мл. Помещают в сосуд на глубину 7-8 см эндомикоризный иноколюм на основе гриба Glomus mosseae. Готовят водный раствор гидроптерина концентрации 10-6 г/л. Берут семена овса экспериментального сорта "Теремок" (Кировская обл.) и замачивают в водном растворе гидроптерина на 1 час. Высаживают семена овса на глубину 2 см и выращивают в сосудах при поддержании постоянной влажности, равной 60% от полной влагоемкости. Поливают семена овса 1 раз в неделю в течение 4-6 недель питательным раствором Прянишникова следующего состава: NH4О3 - 0.084; CaHPO4 2H2O - 0.07; MgSO4 (безводный) - 0.06; KCl - 0.1; FeCl3 - 0.025; CaSO3 2H2O - 0.344. Определяют влияние гидроптерина на продуктивность овса: наземная часть - длина 150 мм, вес 19 г; корень - длина 145 мм, вес 40.4 г. Определяют влияние гидроптерина на фотосинтез и сахара в корнях: хлорофилл: A - 8.84 мг/л; B - 7.43 мг/л; сахара - 0.05 мг/л. Определяют влияние гидроптерина на развитие эндомикоризного гриба в корне: F - 98%; М - 95%; В - 39.8%; A - 7.1%. Результаты опыта представлены в таблицах 1, 2 и 3. Из таблицы 1 видно, что гидроптерин положительно влияет на продуктивность овса: - увеличивается на 26% вес при постоянной длине (в варианте без инокуляции) - контроль 1; - увеличивается на 21% вес наземной части и на 19% длина корня (в варианте с инокуляцией) - контроль 2 по сравнению с контролем 1. Наиболее эффективная концентрация гидроптерина 10-7-10-6 г/л. Из таблицы 2 видно, что гидроптерин увеличивает хлорофилл A на 13-9%, а хлорофилл В на 21-13% по сравнению с контролем 1. Наиболее эффективная концентрация гидроптерина 10-7-10-6 г/л. Из таблицы 3 видно, что гидроптерин значительно повлиял на микоризацию корней, если при концентрации гидроптерина 10-4 г/л содержание микоризных структур снизилось от 15 до 67%, тогда как при концентрации 10-7-10-6 г/л частота встречаемости микоризной инфекции (F) увеличилась на 660-344% по сравнению с контролем 2. Наиболее эффективная концентрация гидроптерина 10-7-10-6 г/л. Пример 4 Готовят субстрат: почву (дерново-подзолистая, легкосуглинистая) и песок берут в равном соотношении. Вносят субстрат в сосуды объемом 500 мл. Помещают в сосуд на глубину 7-8 см эндомикоризный инокулюм на основе гриба Glomus fasciculatum. Готовят водный раствор гидроптерина концентрации 10-6 г/л. Берут черенки комнатного растения плектрантус (Plectrantus austrelis) и проращивают в воде до образования двух междоузлий и корней. Погружают черенки в водный раствор гидроптерина и выдерживают в течение 1 часа. Поливают плектрантус 1 раз в неделю в течение 4-6 недель питательным растовром Прянишникова следующего состава: NH4NO3 - 0.084; CaHPO4 2H2O - 0.07; MgSO4 (безводный) - 0.06; KCl - 0.1; FeCl3 - 0.025; CaSO4 2H2O - 0.344. Определяют влияние гидроптерина на продуктивность плектрантуса: наземная часть - длина 191 мм; вес 42.9 г; корень - длина 81 мм; вес 5.9 г. Определяют влияние гидроптерина на развитие эндомикоризного гриба в корне: F - 70.1%; М - 93.7%; B - 7.7%; A - 14.6%. Результаты опыта представлены в таблицах 4 и 5. Из таблицы 4 видно, что гидроптерин увеличил длину и вес наземной части на 24-26% (в варианте без инокуляции) по сравнению с контролем 1 и повысил вес на 43-22% наземной части, длину на 55-36% и вес корня на 23-13% (в варианте с инокуляцией) - контроль 2. Наиболее эффективная концентрация гидроптерина 10-6-10-7 г/л. Из таблицы 5 видно, что гидроптерин увеличивает развитие эндомикоризного гриба в корнях растений, содержание микоризных структур возрастает на 81% по сравнению с контролем 2. Проведено сравнение использования гидроптерина с известными регуляторами роста. Влияние -индолил-уксусной кислоты (-ИУК), лентехнина, моноэтаноламмониевой соли барбитуровой кислоты (МЭАБ), фузикокцина (ФК) и гидроптерина на развитие микоризных грибов в корнях овса, плектрантуса, бархатцев и люцерны представлены в таблице 6. Из таблицы 6 видно, что наиболее эффективным регулятором роста является гидроптерин. Гидроптерин увеличивает содержание основных структур микоризного гриба в корнях растений на 20% F, на 70% М, на 6% B по сравнению с фузикокцином на субстрате в приведенных примерах. Предложенный способ активации симбиоза растений с эндомикоризным грибом путем обработки семян, черенков растений раствором гидроптерина, являющимся высокоэффективным, технологичным и экономичным регулятором роста, апробирован и подтверждается результатами опытов для различных растений, что обуславливает, по мнению заявителей, его соответствие критерию "промышленная применимость". Использование гидроптерина для активации симбиоза растений с эндомикоризным грибом позволяет: - усилить интенсификацию микосимбиотрофизма растений; - увеличить продуктивность (длину, вес наземной части и корня); - улучшить фотосинтез (хлорофилл в листьях); - увеличить накопление сахаров в корнях.
Формула изобретенияСпособ активации симбиоза растений с эндомикоризным грибом путем воздействия регулятором роста на биохимические процессы растений, образующих симбиоз с эндомикоризными грибами арбускулярного типа, отличающийся тем, что в качестве регулятора роста берут раствор гидроптерина при концентрации 10-7 - 10-6 г/л.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе Дата прекращения действия патента: 25.05.2002 Номер и год публикации бюллетеня: 32-2003 Извещение опубликовано: 20.11.2003 Популярные патенты: 2199860 Способ увеличения устойчивости подсолнечника к действию гербицида ... длина корней уменьшается лишь на 21,3-34,1%, в то время как применение известного соединения-прототипа ДМК снижает этот показатель на 34,9%. Как видно из данных табл.2, при использовании в заявленном способе на фоне воздействия гербицида БЭ 2,4-Д в качестве средства ТХЭТ продуктивность (урожайность) семян подсолнечника увеличивается в сравнении с эталоном на 1,3-2,3 ц/га, или на 24,5-43,3% (6,6-7,6 ц/га вместо 5,3 ц/га), в то время как использование известного соединения-прототипа увеличивает этот показатель всего на 16,9%. Видно также, что если вследствие фитотоксичекого действия эталона (пример) урожайность снижается в сравнении с контролем на 68,3%, то применение заявленного ... 2059368 Способ борьбы с насекомыми-листогрызущими вредителями растений ... примерам 1-5, но в качестве насекомых использовали капустную совку, в качестве бакуловируса вирус ядерного полиэдроза. Смертность насекомых по суткам составила: 3-8,3% 5-24,0% Таким образом, использование изобретения по сравнению с прототипом позволяет в 10 раз снизить норму расхода бакуловирусных препаратов и сократить латентный период их действия. Снижение нормы расхода вирусных препаратов, кроме сокращения затрат, создает дополнительные преимущества, а именно повышает безопасность труда для персонала, контактирующего с биопрепаратами в процессе производственной деятельности. Известно, что энтомопатогенные бакуловирусы экологически безвредны. Однако вирусы, как и любые ... 2218756 Способ изготовления антипаразитарного ошейника ... полимер сэвилен 74,00 - 75,00Стеариновокислый кальций 0,60 - 2,95Органический краситель 0,10Жидкий активный компонент 60%-нойконцентрированной эмульсии диазинона 22,50 - 23,85Масло мяты перечной 0,45которые смешивают посредством вспомогательной стадии экструзии с последующим получением гранулята и перерабатывают его в ленту на стадии основной экструзии при температурных режимах в материальном цилиндре экструдера:Зона загрузки Не более 40СЗона пластикации (655)СЗона дозирования (855)СФормующая головка (855)Спри оборотах шнека не более 50 об/мин. MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в ... 2450501 Способ повышения плодородия почвы на склонах ... эффективность и урожайность. Данный недостаток обусловлен тем, что требуется ежегодная нарезка траншей и неоднократное внесение в них жидких органических удобрений, а также последующее заравнивание траншей перед посадкой сельскохозяйственных культур, что влечет за собой больших затрат времени, использование техники и, естественно, высокую себестоимость, а в сезоны с многократными ливнями подобные мероприятия малоэффективны. Техническим результатом заявляемого изобретения «Способ повышения плодородия почвы на склонах» является снижение себестоимости и повышение эффективности и урожайности на склонах без дополнительных подкормок на многие годы.Поставленный технический ... 2261592 Ферма двухконсольного дождевального агрегата ... дождевального агрегата.Двухконсольный дождевальный агрегат с описанной фермой работает следующим образом. Из открытого канала водозаборным устройством агрегата оросительную воду под давлением накачиваеют в водопроводящие пояса 4 и 5 консолей 2 и 3. За счет подбора сечений трубопроводов в поясах 4 и 5 и диаметров сменных калиброванных шайб в короткоструйных насадках 30 и концевых дальнеструйных насадок добиваются равномерного распределения искусственных осадков по длине консолей 2 и 3. Этим достигается повышение качества орошения путем равномерного распределения капель дождя по длине консолей и интенсивности осадков по ходу движения фермы двухконсольного дождевального агрегата. ... |
Еще из этого раздела: 2455825 Пестицидная аэрозольная композиция 2438304 Улей 2054872 Гербицидная композиция и способ борьбы с сорняками 2502259 Способ получения водорастворимого бактерицидного препарата 2180475 Устройство для поштучной подачи предметов, в частности семян сельскохозяйственных культур 2228024 Способ профилактики мастита у коров и устройство для его осуществления 2253239 Способ производства средства для обработки растений (варианты) 2161402 Способ акселерационного содержания и разведения кроликов 2175189 Способ регенерации растений сорго в культуре in vitro 2140137 Универсальный способ получения проросших семян сельскохозяйственных культур |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||