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植物栽培方法bob.com

发布时间:2023-05-03 点击量:691

  bob.com本发明涉及能够高效率生产农产品的植物栽培方法,即通过给植物或土壤施用一种多糖的分解产物而加速植物生长,该多糖是根据促进植物生长的作用而专门选择出来的,或者施用一种寡糖,该寡糖则是上述分解产物中的主要组分。

  在农产品的生产中,通过加速农作物的生长而提高单位面积产量并进一步增加栽培的茬数是一个重要的课题。作为植物生长的促进物质,报道过的有植物激素如赤霉素和生长素,但这样的植物激素对植物产生各种作用;也就是说,植物激素的某些作用有益于植物,但另一些作用却有时有害于植物,因此,这种植物激素的实际应用被限于某种特定情况。

  另一方面,最近有报道指出,由组成植物细胞壁的多糖分解而产生的寡糖,作为一种控制植物宿主防护和植物本身的分化的物质,具有重要作用。

  例如,有报导指出,对大豆施用寡聚半乳糖醛酸时,具有促进某种抗菌物质(植物防御素)合成的作用,从而提高大豆对病菌的抗性,而另一方面,从槭树细胞壁制备的一种寡糖(木葡聚糖),却抑制生长素对豌豆幼苗的生长促进作用。

  本发明是在农产品的生产中施用一种从各种寡糖中选出来的具有植物生长促进作用的专门的寡糖,目的在于提高农产品的生产效率。

  为了达到本发明的上述目的,本发明者对具有促进植物生长作用的寡糖进行了多项研究,结果发现一个新的事实,用酸或酶分解多糖得到的某些分解产物或作为分解产物中主要组分的寡糖,对于植物根、茎和叶的生长具有促进作用,并以此发现为基础成功地完成了本发明。

  根据本发明,提供了一种栽培植物的方法,该方法包括在栽培植物时使用一种具有植物生长促进作用的寡糖。

  可以用作本发明中寡糖原料的多糖包括由微生物(例如根际微生物根瘤菌)产生的各种多糖、海藻酸、木聚糖、植物的细胞壁多糖、多聚半乳糖醛酸、果胶、葡甘露聚糖、琼脂糖、纤维素、菊粉、甘露聚糖、墨角藻多糖、阿拉伯胶、聚乙二醇海藻酸、角叉藻聚糖等。这些多糖的分解产物或作为这些分解产物主要组分的寡糖具有植物生长促进作用,这是一个从未为人所知的新的事实。

  适用于本发明方法的植物,有绿色植物如Kaiware Daikon(即寇太来顿属辣根,人工栽培的辣根子叶和主茎均为白色)、石欧芹(Cryptotaenia japonica Hassk)、芜菁、莴苣、菠菜、萝卜、土豆、芋头等,有化合物类如水稻、小麦、玉米等,以及其他一些农产品如花卉、水果等。

  本发明中具有植物生长促进作用的寡糖,是指用酸或酶分解上述多糖或含有上述多糖的天然产物而得到的分解产物,或是指作为分解产物中主要组分并确定具有植物生长促进作用的寡糖。例如,本发明中来自各种原料的寡糖定义如下。

  (1)海藻酸寡糖这种寡糖是通过用酶例如海藻酸裂解酶等分解海藻酸、海藻酸钠、含有海藻酸的藻类如海带(Laminaria)、来自微生物的多糖等,或通过用酸例如盐酸等水解上述物质而得到的一种寡糖组合物,构成寡糖的主要糖成分是古洛糖醛酸和(或)甘露糖醛酸。海藻酸寡糖的成分或者仅仅包含古洛糖醛酸或仅仅包含甘露糖醛酸,聚合度为2-20,或者由古洛糖醛酸和甘露糖醛酸结合组成,这是一种由古洛糖醛酸和甘露糖醛酸组成的组合物,或进一步由在pH1-3、100-130℃温度下加热上述组合物15-180分钟而得到的一种组合物。

  任何一种含有海藻酸的材料都可作为海藻酸的原料使用,例如市售的海藻酸或海藻酸钠;含有海藻酸的藻类,例如海带、昆布(Ecklomia cava)、Lessonia,Durvilla等;由微生物例如假单孢菌产生的类似海藻酸的多糖等。

  分解海藻酸的方法,可以用酸(例如盐酸、硫酸等)分解的方法,以及用酶(例如海藻酸裂解酶等)分解的方法。在用酸分解海藻酸的情况下,海藻酸寡糖制备方法如下在5份海藻酸钠中加入100份水以溶解海藻酸,再加入3份浓盐酸,在90-100℃下使海藻酸水解2-4小时后,过滤反应混合物,用氢氧化钠中和得到的滤液,浓缩此中和了的产物。在用海藻酸裂解酶分解海藻酸的情况下,海藻酸寡糖制备方法如下在5份海藻酸钠中加入100份水以溶解海藻酸,将溶液pH调至酶作用的最佳值,再加入酶达到每克海藻酸钠100-4000单位,在酶作用的最佳温度下反应24-48小时。

  海藻酸裂解酶的1单位酶活性定义为,在30℃和pH7.0条件下作用于0.2%海藻酸钠水溶液时,在30分钟内使反应系统在230nm的光吸收提高0.01的酶量。

  在直接从藻类制取寡糖的情况下,海藻酸寡糖可直接由海带按下述方法制备在40份干海带中加入1300份水,将混合物的pH值调至11后,用匀浆器粉碎海带,然后将混合物加热至60℃保持3小时,再将pH调至5.5,加入相当于固形物含量0.5%的纤维素酶(商品名为Meicelase,Meiji Seika Kaisha,Ltd.产品),反应在40℃下进行20小时;然后调节反应混合物的pH至7.0,以每克固形物组分加1000单位酶的比例加入海藻酸裂解酶,然后在30℃下反应48小时。

  这样得到的海藻酸寡糖主要由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸组成,或者是仅仅含有古洛糖醛酸或仅仅含有甘露糖醛酸,其聚合度约为2-20。或者由古洛糖醛酸和甘露糖醛酸结合组成,或者是古洛糖醛酸和甘露糖醛酸的一种混合物。

  上述得到的分解产物中海藻酸寡糖的含量根据所用原料的种类而定,若用海藻酸钠作为原料,通过酶解制备分解产物,海藻酸寡糖的含量可达产物中固形物组分的40-100%。用海藻例如海带作为原料,含量则为固形物组分的10-20%。

  将这样得到的海藻酸寡糖施用于植物时,例如用它做种子包膜,或用它的0.25-0.00025%的水溶液加到土壤中或喷于叶面,或在溶液培养时将它加到营养液中,可以促进植物根部或地上部分的生长,从而提高农产品的产量。在这个例子中还进一步证实,将上述得到的组合物在pH1-3,最好是pH2.0-3.0下加热至100-120℃保持15-180分钟可进一步加强其促进作用。此外,正如下面实例1中所述的那样,未分解的海藻酸或海藻酸钠没有任何植物生长促进作用。

  (2)寡聚木糖寡聚木糖是一种通过用酸(如盐酸等)或酶(如木聚糖酶等)分解β-1,3-木聚糖、β-1,4-木聚糖、或含有木聚糖的蔬菜或植物中的半纤维素组分,例如玉米穗轴、稻草、木头等,或属于红藻(Rhodophyceae)或绿藻(Chlorophyceae)的藻类如红皮藻(Rhodymenia Palmata)、蕨藻(Caulerpa racemosa)等而形成的分解产物(或作为其主要组分的一种寡糖)。组成寡糖的糖主要是木糖,含有少量糖醛酸、鼠李糖等,寡聚木糖系指聚合度为2-10的上述寡糖或含有上述寡糖的一种组合物。

  上述寡糖制备方法如下。将2.5%(W/V)市售木聚糖的水溶液的pH调至5.0,然后在溶液中加入含有木聚糖酶的Meilase(商品名,Meiji Seika Kaisha,Ltd.产品),加入量为每克10mg木聚糖酶,使混合物在40℃下反应48小时。反应混合物中形成的寡糖,其66%的聚合度在2-7,34%的聚合度至少为8。用过滤法可以将寡糖分级分离。例如,用Biogel P-2(商品名,Bio-Rad Laboratories,California,U.S.A.产品)装填的层析柱可从反应混合物中分离出聚合度为2-7的寡糖。

  木聚糖是一种以木糖作为糖成分的多糖,包括β-1,4-木聚糖,其中木糖间的连键主要是β-1,4键,以及β-1,3-木聚糖,其中木糖间的连键主要是β-1,3键。β-1,4-木聚糖存在于玉米穗轴、稻草、陆生植物的半纤维素A组分等中,β-1,3-木聚糖存在于红藻如红皮藻(Rhodymenia Palmata)等、或绿藻如蕨藻(Caulerparacemosa)等中。用酸或酶分解这样的木聚糖得到的寡聚木糖称为β-1,3-寡聚木糖或β-1,4-寡聚木糖。

  (3)通过分解植物细胞壁多糖得到的寡糖植物细胞壁多糖系指植物细胞壁本身或存在于细胞中的多糖,它是各种多糖如纤维素、木葡聚糖、木聚糖、β-葡聚糖、阿拉伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖、半乳糖醛酸-鼠李聚糖、果胶、阿拉伯木聚糖、多聚半乳糖醛酸、半乳聚糖等的混合物。寡糖系指用酸或酶分解这样的细胞壁多糖而得到的分解产物或作为分解产物主要组分的寡糖。构成多糖的糖类是葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖、半乳糖醛酸、半乳糖醛酸的衍生物、甘露糖等,由这些单糖组成聚合度为2-10的多种寡糖的混合物。

  作为细胞壁多糖的原料的,有植物本身,由植物得到的愈伤组织,培养愈伤组织得到的培养液等。而且,能够作为原料使用的还有,通过对植物进行预处理(如研磨),再用水、碱溶液、中性盐溶液等从研磨的植物中提取多糖而得到的提取物,以及利用有机溶剂如乙醇等从上述提取液中分离纯化的多糖。

  将这样得到的多糖溶于水中形成浓度为1-5%的溶液,在其中加入浓度为1-5%的酸如盐酸,然后在80-100℃下水解1-4小时,这样能在分解液中形成寡糖。在使用植物或愈伤组织作为原料的情况下,可以如下法制备含有寡糖的液体研磨植物或愈伤组织,在研磨物中加入1-5%的酸如盐酸等,在80-100℃下水解1-6小时,然后中和水解产物,通过过滤等手段去掉分解产物中的残渣。而在用酶分解的情况下,寡糖可用下述方法得到将上述得到的1-5%细胞壁多糖溶液或植物或愈伤组织的研磨产物的pH值调至所用酶作用的最佳pH,并在酶作用的最佳温度条件下分解4-48小时。作为用于上述目的的酶,优先使用对各种底物都具有分解活性的酶,因为细胞壁多糖含有各种多糖。作为满足这些要求的酶,尤其优选使用纤维素酶制剂。这种酶的例子是Meicelase(商品名Meiji Seika Kaisha,Ltd.产品),纤维素酶Onozuka R-10(商品名,Kinki Yakult Seizo K.K.产品),纤维素酶Ap(商品名,Amano Seiyaku K.K.产品),Macerozyme(商品名,Yakult Co.,Ltd.产品)等。酶的加入量最好是每克多糖底物加入1-50mg酶。

  (4)多聚半乳糖醛酸寡糖这种寡糖系指用酸或酶分解多聚半乳糖醛酸而得到的分解产物,或是作为分解产物主要组成的寡糖。其中的糖组分是半乳糖醛酸,寡糖的聚合度为2-10。

  将多聚半乳糖醛酸溶于水中形成2%的多聚半乳糖醛酸溶液,在溶液中加入浓度为2%的盐酸,在90-100℃温度下酸水解3小时以后,中和得到的反应混合物,从反应混合物中滤出分解残渣,浓缩得到的滤液则得到一种含有多聚半乳糖醛酸寡糖的溶液。

  在用酶分解的情况下,寡糖可用下述方法制备将2%多聚半乳糖醛酸溶液的pH调至5.0,在其中加入果胶酶,数量为每克底物加入10mg酶,然后在50℃下分解6小时。

  如有必要,这样得到的含有寡糖的溶液可根据需要或用活性碳脱色,或通过凝胶过滤或离子交换树脂纯化。

  这种寡糖系指酸或酶分解果胶得到的分解产物,或是一种作为分解产物中主要组分的寡糖。构成寡糖的糖组分是半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲基酯,聚合度为2-10。

  (6)葡甘露聚糖寡糖这种寡糖系指用能以葡甘露聚糖作为底物的酶(如1,4-β-D甘露聚糖内切酶)水解葡甘露聚糖或含有葡甘露聚糖的磨芋(Amorp-hophallus Konjac C.Koch),或用酸(如盐酸等)水解上述物质而得到的一种分解产物,或是一种作为分解产物中主要组分的寡糖。构成寡糖的糖组分是甘露糖和葡萄糖。葡甘露聚糖寡糖包括聚合度为2-10的上述寡糖和含有该寡糖的组合物。

  作为原料,可使用葡甘露聚糖或含有葡甘露聚糖的磨芋。为了分解葡甘露聚糖,可使用用酶(如甘露聚糖酶)分解它的方法。例如,葡甘露聚糖寡糖可用下述方法制备在2份葡甘露聚糖中加入100份水形成葡甘露聚糖溶液,在其中加入3份浓盐酸,在90-100℃下水解1-4小时,过滤反应混合物,用氢氧化钠中和所得到的滤液,然后浓缩滤液。

  在用甘露聚糖酶分解的情况下,寡糖可用下述方法制备将2份葡甘露聚糖溶于100份水中,将溶液pH调至酶作用的最佳值,在酶作用的最佳温度下使反应进行10-48小时。作为甘露聚糖酶,可使用雪白根霉(Rhizopus niveus)产生的酶,黑曲霉(Aspergillus niger)产生的酶,具有甘露聚糖酶活性的市售的纤维素酶制剂等。

  葡甘露聚糖也称为“Kojac manna”,构成它的糖组分是葡萄糖和甘露糖。分解这种多糖得到的寡糖是由葡萄糖和甘露糖组成的杂寡糖,其典型分解产物是表纤维二糖(epicellobiose)(O-β-D-吡喃葡糖基-(1-4)-D-吡喃甘露糖)。

  (7)琼脂寡糖这种寡糖系指通过用酸(如盐酸等)或酶(如琼脂糖酶等)分解琼脂、琼脂糖、琼脂糖果胶或属于红藻并含有上述组分的藻类(如Gelidium amansii Lamouroux)等形成的分解产物,或是一种作为分解产物中主要组分的寡糖。构成寡糖的糖组分是半乳糖、3,6-脱水半乳糖、6-O-甲基半乳糖、木糖和葡萄糖醛酸。琼脂寡糖包括聚合度为2-20的上述寡糖和一种含有该寡糖的组合物bob.com。

  将1%(W/V)的市售琼脂糖的水溶液pH调至6.0,向溶液中加入数量为每克琼脂糖40单位的琼脂糖酶,在40℃下反应72小时后,使得到的反应混合物脱色。然后,通过离子交换树脂脱盐则得到琼脂寡糖。

  (8)纤维寡糖这种寡糖系指用酶(如纤维素酶等)或酸(如盐酸、硫酸等)水解纤维素(含纤维素植物的骨架物质)、微生物的细胞壁、槲寄生(Viscum album L.)、Booshuu acidian等的表面复盖层、或纤维素衍生物如羧甲基纤维素等而得到的分解产物,或是一种作为分解产物中主要组分的寡糖。

  构成寡糖的糖组分是葡萄糖及其衍生物。纤维寡糖包括聚合度为2-10的上述寡糖和该寡糖的组合物。

  这种组合物可用下述方法制备。在1份作为原料的纤维素粉(商品名为Avicell,Asahi Kasei Kogyo Co.,Ltd.产品)中加入2份盐酸和2份硫酸以溶解纤维素,然后,再向溶液中加入12份盐酸,使反应在20-25℃下进行5小时。反应完成以后,中和得到的反应混合物,通过常规方法例如凝胶过滤和电渗析脱盐,浓缩,并且,如有必要的话,使之干燥则产生纤维素寡糖。

  (9)菊粉寡糖这种寡糖系指通过用菊粉酶或酸(如盐酸、草酸等)水解菊粉或含有菊粉的菊芋(Helianthus tuberosus L.)而得到的分解产物,或是一种作为分解产物中主要组分的寡糖。构成寡糖的糖组分是果糖和葡萄糖。菊粉寡糖包括聚合度为2-10的上述寡糖及其组合物。

  在1份菊芋中加入4份水并研磨,然后,在其中加入最终浓度为0.1N的草酸,在60℃下水解1小时。然后用碳酸钙中和反应混合物,过滤去掉残渣,浓缩滤液,如有必要的话,使其干燥则产生菊粉寡糖。

  (10)甘露聚糖寡糖这种寡糖是用酸或酶(如甘露聚糖酶等)分解甘露聚糖(β-1,4-甘露聚糖、β-1,3-甘露聚糖、α-1,6-甘露聚糖等)、含有甘露聚糖的象牙椰子(Phytelephas macrocarpa)的种子、松藻(Codium mucronatum)、酵母或霉菌的代谢产物等的分解产物,或是作为分解产物中主要组分的寡糖。寡糖的糖成分是甘露糖。甘露聚糖寡糖包括聚合度为2-10的上述寡糖和含有该寡糖的组合物。

  将4份酵母的甘露聚糖溶于100份热水中,在此溶液中加入100份1N盐酸水溶液,在90-100℃下水解2小时。

  反应完成以后,中和反应混合物则得到分解产物。如有必要,可用Biogel P-2柱进行柱层析而将聚合度为2-10的寡糖从反应混合物中分离出来。

  (11)墨角藻聚糖寡糖这种寡糖系指用酸或酶分解墨角藻聚糖或硫酸岩藻聚糖的分解产物,或是作为分解产物中主要组分的寡糖。构成它的糖组分是岩藻糖。墨角藻多糖寡糖包括聚合度为2-10的上述寡糖和含有该寡糖的组合物。

  将4份来自褐藻(Phaeophyceae)的墨角藻聚糖溶于100份热水中,然后在溶液中加入100份1N盐酸水溶液,在90-100℃下水解2-4小时。反应完成以后,中和反应混合物则得到分解产物。并且,如有必要,可用Biogel P-2柱进行柱层析将聚合度为2-10的寡糖从反应产物中分离出来。

  (12)阿拉伯胶寡糖这种寡糖系指用酸或酶分解阿拉伯胶得到的分解产物,或是作为分解产物中主要组分的寡糖。构成寡糖的糖组分是半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖和葡糖醛酸。阿拉伯胶寡糖包括聚合度为2-10的上述寡糖和含有该寡糖的组合物。

  将4份阿拉伯胶溶于100份热水中,在此溶液中加入100份 1N盐酸水溶液,在90-100℃下水解2小时。反应完成以后,中和反应混合物则得到分解产物。并且,如有必要,可用Biogel P-2柱进行柱层析将聚合度为2-10的寡糖从反应产物中分离出来。

  (13)聚乙二醇海藻酸寡糖这种寡糖系指用酸或酶分解聚乙二醇海藻酸得到的分解产物,或是作为分解产物中主要组分的寡糖。构成寡糖的糖组分是聚乙二醇古洛糖醛酸和聚乙二醇甘露糖醛酸。聚乙二醇海藻酸寡糖包括聚合度为2-10的上述寡糖和含有该寡糖的组合物。

  将4份聚乙二醇海藻酸溶于100份热水中,然后在此溶液中加入100份1N盐酸水溶液,在90-100℃下水解2-4小时。反应完成以后,中和反应混合物则得到分解产物。并且,如有必要,可用Biogel P-2柱进行柱层析将聚合度为2-10的寡糖从分解产物中分离出来。

  (14)角叉藻聚糖寡糖这种寡糖系指用酸或酶分解角叉藻聚糖或属于角叉菜属(Chondrus Crispus)、Cigartina tenella属、沙菜科(Hypneaceae)属等的红藻而得到的分解产物,或是作为分解产物中主要组分的寡糖。构成寡糖的糖组分是角叉二糖的聚合物。角叉藻聚糖寡糖包括聚合度为2-10的上述寡糖和含有该寡糖的组合物。

  将4份角叉藻聚糖溶于100份热水中,然后在此溶液中加入100份1N盐酸水溶液,在90-100℃下水解2小时。反应完成以后,中和反应混合物则得到分解产物。并且,如有必要,可用Biogel P-2柱进行柱层析将聚合度为2-10的寡糖从分解产物中分离出来。(15)分解由微生物产生的多糖得到的寡糖这种寡糖系指用酸或酶分解属于固氮菌属(Azotobacter)、肠杆菌属(Enterobacter)、农杆菌属(Agrobacterium)、根瘤菌属(Rhizobium)、假单孢菌属(Pseudomonas)、黄单孢菌属(Xanthomonas)、动胶菌属(Zoogloea)、曲霉属(Aspergillus)和酵母属(Saccharomyces)等的微生物产生的多糖而得到的分解产物,或是作为分解产物中主要组分的寡糖。此寡糖也具有植物生长促进作用。

  在培养基中培养能产生所需胞外多糖的微生物,该培养基中含有碳源如蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、乳糖、甘油等,氮源如酵母膏、蛋白胨、硫酸铵等,如有必要,还含有维生素、无机盐等,通过离心分离、过滤等手段去掉细胞或菌丝体后,在上清液中加入有机溶剂例如乙醇、甲醇、丙酮等以沉淀并分离形成的多糖,加入量为每份上清液2-4份(体积)有机溶剂,亦可用超滤方法使多糖浓缩。然后,加入酸,以分解分离或浓缩后得到的多糖。所用酸为盐酸、硫酸等,浓度为0.1-1.0N。分解多糖的反应温度为50-120℃,反应时间为10分钟-10小时,这些条件根据多糖种类加以适当选择。

  这样得到的分解产物能够直接用于本发明的目的,但也可用Sephadex、Biogel等装填的柱进行例如凝胶过滤或离子交换层析将分解产物中形成的聚合度为2-20的寡糖分离纯化出来,再用于本发明的目的。

  (a)通过分解由固氮菌属微生物产生的多糖而得到的促进植物生长的寡糖在液体培养基中摇床培养棕色固氮菌(A.Vinelandii)IAM1078,培养基含有0.025%KH2PO4,0.0005%Na2M0O4·2H2O,0.0125%MgSO4·7H2O,0.0005%MnSO4·4H2O,0.025%NaCl,0.0005%FeSO4·7H2O和2.0%蔗糖,于30℃下培养5天后,使液体培养物以10,000G离心分离30分钟去掉细胞,上清液浓缩后,在1份浓缩液中加入3份乙醇(体积)以沉淀形成的多糖,分离沉淀,使之干燥则得到多糖。将得到的多糖溶于水中以形成0.1%的多糖溶液,在溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸后,在100℃下水解多糖6小时。然后,用氢氧化钠中和反应混合物,则能得到所需要的分解产物。

  这样得到的分解产物能够直接用于本发明的目的,但如有必要,也可为了本发明的应用而使分解产物通过凝胶过滤等脱盐,并进一步分离和纯化作为分解产物中主要组分的聚合度为2-20的寡糖。通过分解棕色固氮菌产生的多糖而得到的寡糖的化学结构,en等人曾作过报道(J.of Bacteriol.,88∶329,1964)。构成寡糖的糖组分是半乳糖醛酸、葡萄糖、鼠李糖等。

  (b)通过分解由农杆菌属微生物产生的多糖而得到的促进植物生长的寡糖在液体培养基中摇床培养根癌农杆菌(A.tumefaciens)IAM1037,培养基含有1.0%甘露醇,0.1%MgCl2,0.1%谷氨酸,0.1%K2HPO4,0.02%MgSO4·7H2O,0.004%CaCl2,以及每升还含有作为微量养分的10γ生物素,100γ硫胺素,2.5mg FeCl3·6H2O,0.01mg H3BO3,0.01mg ZnSO4·7H2O,0.01mg CoCl2·2H2O,于25℃下培养5天后,将得到的液体培养物每升加1升水稀释,稀释液以10000G离心分离40分钟以去掉菌丝体,使形成的上清液浓缩3倍后,在浓缩液中加入3倍于液体体积的乙醇以沉淀形成的多糖。然后进行分离并使产物干燥,每升培养液能够得到1-2g多糖。

  将得到的多糖溶于水中以形成浓度为1%的溶液,在溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,在100℃下水解多糖6小时。然后,用氢氧化钠中和得到的反应混合物,于是得到所需要的分解产物。

  这样得到的分解产物能够直接用于本发明的目的,但如有必要,也可通过脱盐和纯化方法如凝胶过滤等从分解产物中分离纯化出聚合度为2-20的寡糖,用于本发明中。由农杆菌属微生物产生的多糖或其部分分解产物的化学结构,L.P.T.M.Zevenhuizen曾有过报道(Carbohydrate Research 26∶409,1973),构成寡糖的糖组分是葡萄糖、半乳糖、丙酮酸、糖醛酸等。

  (c)通过分解由根瘤菌属微生物产生的多糖而得到的促进植物生长的寡糖在液体培养基中摇床培养苜蓿根瘤菌iloti)IAM 12611,培养基含有1.0%甘露醇,0.1%MgCl2,0.1%谷氨酸,0.1%K2HPO4,0.02%MgSO4·7H2O,0.004%CaCl2,每升还含有作为微量养分的10γ生物素,100γ硫胺素,2.5mg FeCl3·6H2O,0.01mg H3BO3,0.01mg ZnSO4·7H2O,0.01mg CoCl2·7H2O,0.01mg CuSO4·5H2O,0.01mg Na2M0O4·2H2O,在25℃下培养5天后,这样得到的培养液每升加1升水稀释,稀释液以10000G离心分离40分钟以去掉菌丝体,上清液浓缩3倍后,在浓缩液中加入3倍于液体体积的乙醇以沉淀形成的多糖。使沉淀分离后干燥,每升培养液能够得到0.4-0.8g多糖。

  将得到的多糖溶于水中以形成浓度为0.1%的溶液,在溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解多糖6小时。用氢氧化钠中和得到的反应混合物,则能得到所需的分解产物。

  这样得到的分解产物能够直接用于本发明的目的,但如有必要,也可通过脱盐和纯化方法如凝胶过滤等从分解产物中分离纯化出聚合度为2-20的寡糖用于本发明中。

  (d)通过分解由肠杆菌属微生物产生的多糖而得到的促进植物生长的寡糖在液体培养基中摇床培养阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)FERM P-8968,培养基中含有1%乳糖、0.5%蛋白胨,0.1%KH2PO4,0.05%MgSO4·7H2O,0.0033%玫瑰红(Rose Bengale),在30℃下培养3天后,将得到的培养液离心分离以去掉细胞,上清液浓缩3倍,在浓缩液中加入3倍于液体体积的乙醇以沉淀形成的多糖。分离沉淀后使之干燥,每升培养液可得到0.6-1.2g多糖。

  将得到的多糖溶于水中以形成浓度为0.5%的多糖溶液,向其中加入最终浓度为0.1N的盐酸后,在100℃下水解多糖4小时,用氢氧化钠中和反应混合物,则得到所需的分解产物。

  这样得到的分解产物可以直接用于本发明的目的,但如有必要,也可通过脱盐和纯化方法如凝胶过滤从分解产物中将聚合度为2-20的寡糖分离纯化出来,用于本发明中。

  构成由阴沟肠杆菌产生的多糖的糖组分是葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、岩藻糖、甘露糖醛酸等。

  如下面的实例3所示,阴沟肠杆菌产生的多糖本身就有促进植物生长的作用,但由分解多糖得到寡糖表现出更大的植物生长促进作用。

  (e)通过分解由动胶菌属微生物产生的多糖而得到的促进植物生长的寡糖将生枝动胶菌(Zoogloea ramigera)产生的多糖(市售产品,Sigma公司制造)溶于水中以形成0.1%的多糖溶液,在其中加入最终浓度为0.1N的盐酸,在100℃下水解多糖4小时,用氢氧化钠中和产生的反应混合物,则得到所需的分解产物。

  这样得到的分解产物能够直接用于本发明的目的,但如有必要,也可通过脱盐和纯化方法如凝胶过滤等从分解产物中将聚合度为2-20的寡糖分离纯化出来,用于本发明中。

  生枝动胶菌产生的多糖的化学结构,F.Ikeda等人曾有过报道(European J.of Biochem,123∶437,1982),该多糖的糖组分是葡萄糖、半乳糖、丙酮酸等。

  黄单孢菌属微生物产生的多糖可作为黄菌胶(Xanthan Gum)从市场上买到(Sigma公司制造)。

  将黄菌胶溶于水中以形成1.0%的多糖溶液,在其中加入最终浓度为0.1N的盐酸后,在100℃下水解7小时,用氢氧化钠中和产生的反应混合物,则得到所需的分解产物。

  这样得到的分解产物可以直接用于本发明的目的,但如有必要,也可以通过脱盐和纯化方法如凝胶过滤等从分解产物中将聚合度为2-20的寡糖分离纯化出来,用于本发明中。

  关于黄菌胶的化学结构有许多报导,它的糖组分是葡萄糖、甘露糖、葡糖醛酸、丙酮酸、乙酸等。

  将Gellan胶溶于水中以形成0.1%的多糖溶液,在其中加入最终浓度为1.0N的盐酸后,于120℃下水解15分钟,用氢氧化钠中和反应混合物,则得到所需的分解产物。

  这样得到的分解产物可以直接用于本发明的目的,但如有必要,也可以通过脱盐和纯化方法如凝胶过滤从分解产物中将聚合度为2-20的寡糖分离纯化出来,用于本发明中。

  当Gellan胶是0.1%的溶液时,它本身即呈现胶状,它因此被用作琼脂的取代物。有报道指出,植物愈伤组织或幼小植株培养在这种状态的Gellan胶中时,植物生长能得到某种程度的促进,但本发明者发现,通过分解该多糖得到的含有寡糖作为主要组分的分解产物,比之未分解的多糖Gellan胶,促进植物生长的活性要高出100倍(如下面的实例42所示)。

  将Nigeran溶于水中以形成浓度为0.1%的溶液,向其中加入最终浓度为0.1N的盐酸后,在100℃下水解4小时,用氢氧化钠中和反应混合物,则得到所需的分解产物。

  这样得到的分解产物可以直接用于本发明的目的,但如有必要,也可以通过脱盐和纯化方法如凝胶过滤等从分解产物中将聚合度为2-20的寡糖分离纯化出来,用于本发明中。

  (i)通过分解由酵母属微生物产生的多糖而得到的促进植物生长的寡糖由啤酒酵母(Saccharomyces Cerevisiae)产生的多糖可作为甘露聚糖从市场上买到(Sigma公司制造)。

  将甘露聚糖溶于水中以形成1%的多糖溶液,向其中加入最终浓度为0.1N的盐酸,在100℃下水解6小时,用氢氧化钠中和反应混合物,则得到所需的分解产物。

  这样得到的分解产物可以直接用于本发明的目的,但如有必要,也可以通过脱盐和纯化方法如凝胶过滤等从分解产物中将聚合度为2-20的寡糖分离纯化出来,用于本发明中。

  上述具有植物生长促进作用的各种寡糖用下述方法施用于植物。即,通过种子包膜将寡糖施用于植物,比例为每粒种子5γ-100γ;将寡糖以20γ/ml-200γ/ml的溶液施用在植物叶片的表面;以30γ/ml-350γ/ml溶液施用在土壤中,比例为每公顷0.5-5.0kg;将它以2.5γ/ml-250γ/ml的浓度与水栽用的营养液相混合;将它以0.1%-0.5%的比例包裹在固体肥料如固体化肥上或与其混合。这样,植物根、茎和叶的生长被促进,并因此提高植物产量。并且,这样得到的农产品具有这样的特点,即它们有极好的味道并很受欢迎,其保鲜期也相对地长一些。适用于本发明的植物,有绿色植物如Kaiware Daikon、石欧芹、芜菁、莴苣、菠菜、萝卜、土豆、芋头等,谷物如水稻、小麦、玉米等,以及其他农产品如花卉、水果等。

  实例1在海藻酸中加入海藻酸裂解酶(Abalone Acetone Powder),比例为4000u/g海藻酸,使它们在pH7.0和40℃下反应48小时,从而制得一种寡糖(未热处理的产品)。然后,使寡糖在120℃下热处理2小时。热处理以后,中和反应混合物至pH7.0。然后,利用Kaiware Daikon测定海藻酸寡糖在加热前后的植物生长促进作用。

  将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,于23℃下培养6天(最初4天在暗中培养bob.com,然后在5000lux光照下培养2天)。按预定的比例(自来水量的2.5%-0.000025%)分别加入两种海藻酸寡糖。所获结果示于下面表1中。

  表1中的数值为所栽培植物茎叶长(cm)和根长(cm)的平均值,以未加海藻酸寡糖等的栽培植物的茎叶长和根长为100(n=36)。

  实例2两粒石欧芹(Cryptotaenia japonica)种子置于4×4cm的合成树脂垫上,将垫浸于含有0.15% Otsuka House 1号肥料和0.1% Otsuka House 2号肥料的营养液中,然后使种子于23℃在5000lux光照下培养10天使种子发芽和培育,幼苗转移至溶液培养装置中,于23-24℃在8000lux光照下培养2.5个月。所用各实验组如下对照组

  加入海藻酸寡糖组用加有0.025%海藻酸寡糖的营养液培育以后,再用含有0.025%海藻酸寡糖的营养液培养幼苗。

  本实例中所用的海藻酸寡糖用以下方法制备在海藻酸钠溶液(pH7.0)中加入比例为4000u/g海藻酸的海藻酸裂解酶,使之于40℃下反应48小时,调节反应混合物的pH至3.0,于120℃下热处理反应混合物2小时,冷却以后,将产物中和至pH7.0。

  表 2实验组 平均茎长(cm) 平均根长(cm)加海藻酸寡糖组 27.3 2.8对照组 20.8 1.8(n=20)如上表所示,加入海藻酸寡糖提高了石欧芹的产量。

  实例3用海藻酸寡糖包膜的Kaiware Daikon种子用以下方法制备在重量为1份的种子上,喷洒重量为1份的含有0.25%海藻酸寡糖和0.75%海藻酸钠的溶液,在40-50℃的气流中干燥。

  然后,将得到的50粒用海藻酸寡糖包膜的种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,在其中加入70ml自来水后,于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。

  至于对照组,将未包膜的Kaiware Daikon种子置于合成树脂垫上,在上述相同条件下培养。

  实例4将40粒芜菁(Brassica Rapa var.Pervidis)(品种Misugi芜菁)种子置于1.7×60×15cm花盆中的9kg黑壤上,从6月15日至7月4日在自然条件下培养种子。所用各实验组如下对照组不加入海藻酸寡糖。

  加入组在9kg黑壤中加入22g海藻酸寡糖配制的3.6升溶液(相对于黑壤有0.25%海藻酸寡糖),然后使种子在此土壤中培养。

  本实例中所用海藻酸寡糖与实例2中所用的制备方法相同。所获结果示于表4中。

  实例5将玉米(印度玉米)种子以每33m236粒的密度播在土壤中,在自然条件下培养3.5个月。所用实验各组如下。

  加入组发芽后,当茎叶长度长到8-12cm时,在每株根的周围以0.05%的溶液施用6g海藻酸寡糖。进一步,从此时起1.5个月以后,如上述同样方法再施用6g海藻酸寡糖。

  表 5实验组 产量(kg)加入海藻酸寡糖组 23.8对照组 18.9如表5所示,观察到使用海藻酸寡糖将玉米产量提高26%。

  实例6将100粒黄瓜种子(品种Kifujin)在幼苗培育槽中于20-23℃下培养1星期,然后将幼苗转移至花盆(直径90mm;高76mm)中进一步培养2星期。这样得到的幼苗以80cm间隔移栽到土壤中,在自然条件下栽培3个月。所用实验各组如下。

  加入组幼苗转移至花盆中3天后,向其中施用海藻酸寡糖的溶液,每盆施用25mg(溶于50ml水中)。然后,幼苗移栽到土壤中3星期后,再施用溶于500ml水中的50mg海藻酸寡糖溶液。

  表 6实验组 产量(kg/株)加入海藻酸寡糖组 5.7(119)对照组 4.8(100)如上表所示,施用海藻酸寡糖将黄瓜产量提高到119%。

  实例7将56株土豆(品种Danshaku)移栽至每组10.8m2的试验田中,栽培2个月;在栽培过程中的块茎形成阶段,在其叶片表面两次施用海藻酸寡糖溶液。通过常规方法施用肥料和水。试验各组如下。

  试验组 施用物质 施用浓度1 海藻酸寡糖 200γ/ml2 同上 20γ/ml3 同上 2.0γ/ml4 无(仅用水) 0试验中所用海藻酸寡糖用与实例2相同的方法制备。土豆株移栽日期为2月27日,在其叶片表面施用海藻酸寡糖溶液的日期为4月28日和5月8日,栽培结束于5月29日。所获试验结果示于表7中。

  实例8将200株洋葱移栽至每组9m2的试验田中栽培4个月,在栽培期间以溶液形式在土壤中施用3次海藻酸寡糖(每月一次),比例为每公顷5.0kg、1kg或0.5kg。根据常规方法施用肥料和水。所用试验各组如下。

  实例9将250粒大豆种子播于每组10.8m2的试验田中,根据常规方法培养种子。在这个例子中,在播种之前,将溶于0.75%海藻酸钠溶液中的海藻酸寡糖溶液在40-50℃的气流中喷在种子上,从而用比例为每粒种子5γ、50γ或100γ的海藻酸寡糖包膜种子,将这样包膜的种子用于试验。试验各组如下。

  试验组 每粒种子包膜的海藻酸寡糖量(γ)1 1002 503 54*0(*)对照所获试验结果示于表9中。

  实例10在4×4cm的合成树脂垫上播种2粒莴苣种子并将该垫转移至水培装置中,在5000lux光照下溶液培养40天。

  为了测定海藻酸寡糖的作用,使用含有25γ/ml-250γ/ml海藻酸寡糖的营养液。试验各组如下。

  试验组 海藻酸寡糖浓度(γ/ml)1 2502 1003 504 255*0(*)对照试验中所用海藻酸寡糖用与实例2相同的方法制备。所获试验结果示于表10中。

  实例11在17×60×15cm花盆中装8kg黑壤,在其中加入4g化肥或化肥与海藻酸寡糖的混合物,将40粒菠菜种子播在土壤中,在35000lux和25℃的人工条件下培养60天。

  加有海藻酸寡糖的肥料是将海藻酸寡糖溶液喷在化肥上后使之干燥而制备的。试验各组如下。

  试验组 化肥中海藻酸寡糖的加入量(%)1 0.52 0.253 0.14*0(*)对照试验中所用海藻酸寡糖用与实例2相同的方法制备。

  实例12将25g木聚糖溶于1升水中,将溶液pH调至5.0,然后在其中加入含有木聚糖酶活性的纤维素酶制剂(商品名为Meicelase,Meiji Seika Kaisha,Ltd.制造),加入量为每克木聚糖10mg酶,反应于40℃下进行48小时。反应完毕以后,反应混合物在100℃下热处理15分钟使酶失活,然后通过用生物胶P-2装填的柱以除去其中的木糖,同时得到15g聚合度为2-10的寡糖粉末。糖的组成示于表12中,其中Xyl代表木糖,Xyl2代表二聚木糖,Xyl3代表三聚木糖,依此类推。

  将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,在其中以预定的比例(自来水量的2.5%-0.000025%)加入寡聚木糖。所获结果示于表13中。

  实例13将2粒石欧芹(白茎石欧芹)种子置于4×4cm合成树脂垫上,将垫浸于含有0.15% Otsuka House 1号肥料和0.1% Otsuka House 2号肥料的营养液中后,于23℃和5000lux光照下将种子培养10天使之发芽和培育。然后,将幼苗移栽在溶液培养装置中,在23-24℃和8000lux条件下培养2.5个月。实验各组如下。

  对照组用不含寡聚木糖的营养液培育种子后,用不含寡聚木糖的营养液培养幼苗。加入寡聚木糖组用含有0.025%寡聚木糖的营养液培育种子后,用含有0.025%寡聚木糖的营养液培养幼苗。

  表 14实验组 平均茎长(cm) 平均根长(cm)加入寡聚木糖组 24.2 2.3对照组 20.8 1.8(n=20)从表14中清楚可见,加入寡聚木糖使石欧芹产量提高。

  实例14以预定的比例用寡聚木糖包膜Kaiware Daikon种子,即每粒种子2.5γ-100γ,将1份重量的含有0.7%-0.025%寡聚木糖和0.75%海藻酸钠的溶液喷在1份重量的种子上,然后在40-50℃的气流中使种子干燥。

  将这样得到的50粒寡聚木糖包膜的种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,在其中加入70ml自来水后,将种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。

  对于对照组,未用寡聚木糖包膜的Kaiware Daikon种子在上述同样条件下培养。

  从表15中清楚可见,与未用寡聚木糖包膜的种子的对照组相比较,使用每粒种子用5γ-100γ寡聚木糖包膜的种子,表现出来的生长促进作用对于茎叶长度为105%-117%,对于根长度为119%-164%。

  加入组在黑壤中加入溶于3.6升水中的22g或2.2g寡聚木糖的溶液,再加入0.25%或0.025%的寡聚木糖后,在土壤中培养种子。

  从表16中清楚可见,在土壤中加入0.25%-0.025%的寡聚木糖可观察到产量提高104%-115%。

  实例16用Murashige Skoog培养基,在25℃和以150rpm进行旋转的条件下,培养菠菜愈伤组织2周,得到370g培养细胞。将培养细胞分散于2升蒸馏水中,用超声波破碎机(Polytron)处理以破碎细胞,在其中加入1升乙醇以沉淀细胞壁多糖,从而得到15g细胞壁多糖。

  用Kaiware Daikon测定从植物细胞壁多糖得到的寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,在系统中以预定的比例(自来水量的2.5%-0.000025%)加入植物细胞壁多糖的寡糖。

  实例17将1份重量的含有0.7-0.025%分解植物细胞壁多糖得到的寡糖和0.75%海藻酸钠的溶液,喷在1份重量的Kaiware Daikon种子上进行包膜,在40-50℃的气流中干燥。

  然后,将50粒上述处理后得到的用分解植物细胞壁多糖得到的寡糖包膜的种子,置于玻璃皿中的合成树脂垫上,在其中加入70ml自来水后,使种子于23℃在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。作为对照组,未包膜的种子也在上述相同条件下培养。

  以上表中清楚可见,与对照组中未用寡糖包膜的种子相比,用5γ-100γ分解植物细胞壁多糖而得到的寡糖包膜的种子,其生长促进作用对于茎叶长度为104%-117%,对于根长度为123%-166%。

  实例18将20g多聚半乳糖醛酸溶于1升水中,调整溶液的pH为5.0后,在溶液中加入200mg果胶酶,使反应于50℃下进行7小时。反应完成后,加热反应混合物到100℃保持15分钟使酶失活,在其中加入5g活性炭处理30分钟。过滤反应混合物,浓缩得到的滤液为123ml含有10%(W/V)多聚半乳糖醛酸寡糖的溶液。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的多聚半乳糖醛酸寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照条件下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的2.5%-0.000025%)在其中加入多聚半乳糖醛酸寡糖。

  实例19将25g果胶溶于1升水中,将溶液的pH调至5.0后,在溶液中加入500mg果胶酶,反应在50℃下进行23小时。反应完成以后,反应混合物在100℃下加热15分钟使酶失活,然后加入5g活性炭处理30分钟。过滤混合物,浓缩得到的滤液为165ml含有10%(W/V)果胶寡糖的溶液。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的果胶寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,在其中加入70ml自来水,种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的2.5%-0.000025%)在其中加入果胶寡糖。所获结果示于表20中。

  实例20将40粒芜菁(品种Misugi芜菁)种子播于17×60×15cm花盆中的9kg黑壤中后,在6月15日至7月4日,使种子在自然条件下培养。所用实验各组如下对照组不加多聚半乳糖醛酸寡糖。

  在黑壤中加入溶于3.6升水中的22g多聚半乳糖醛酸寡糖溶液,使土壤含有黑壤时0.25%的多聚半乳糖醛酸,用此土壤进行培养。

  表 21实验组 每株芜菁的平均重量对照组 4.9±1.4(100)加入组 5.8±1.3(118)括号中的数值是以对照组的平均值定义为100%而得到的加入组的值(%)。

  从表21清楚可见,在土壤中加入多聚半乳糖醛酸寡糖,观察到产量提高18%。

  实例21将20g葡甘露聚糖溶于1升水中,调整溶液的pH至5.0后,在溶液中加入200mg具有甘露聚糖酶活性的纤维素酶制剂(商品名为Meicelase,Meiji Seika Kaisha,Ltd.制造)完成反应后,在反应混合物中加入2g面包酵母,再于25℃反应24小时,以除去单糖。加入1%活性炭使反应产物脱色。再使反应混合物过滤,浓缩滤液得到120ml含有10%(W/V)葡甘露聚糖寡糖的溶液。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的葡甘露聚糖寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,在其中加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以给出的比例(自来水量的2.5%-0.000025%)在其中加入葡甘露聚糖寡糖。所获结果示于表22中。

  从表22中清楚可见,通过加入葡甘露聚糖寡糖,观察到最大的生长促进作用对于茎叶长是140%,对于根长是330%。

  实例22将2粒石欧芹(白茎石欧芹)种子置于4×4cm合成树脂垫上,将树脂垫浸入含有0.15% Otsuka House 1号和0.1%Otsuka House 2号的营养液中,使种子在5000lux光照下培养10天使之发芽和培育。此后,得到的幼苗移栽至溶液培养装置中,于23-24℃和8000lux条件下培养2.5个月。所用实验各组如下。

  对照组用不含葡甘露聚糖寡糖的营养液培育后,再使幼苗在不含葡甘露聚糖寡糖的营养液中培养。加入组用含有0.025%葡甘露聚糖寡糖的营养液培育后,再用含有0.025%葡甘露聚糖寡糖的营养液培养幼苗。

  所用葡甘露聚糖寡糖用与实例21相同的方法制备。所获试验结果示于表23中。

  表 23实验组 平均茎长(cm) 平均根长(cm)加入葡甘露聚糖寡糖组 24.8 2.7对照组 20.8 1.8(n=20)实例23将30g琼脂糖溶于3升水中,调整溶液的pH为6.0后,在溶液中以每克琼脂糖加入40单位酶的比例加入琼脂糖酶,于40℃下反应72小时。反应完成以后,使反应混合物冷却至1-5℃,静置24小时,将形成的沉淀滤出,浓缩这样得到的滤液并冷冻干燥,得到18g琼脂寡糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的琼脂寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,在其中加入70ml自来水后,使种子于23℃在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的2.5%-0.0025%)向其中加入琼脂寡糖。所获结果示于表24中。

  从表24中清楚可见,琼脂寡糖的加入浓度为0.25%-0.025%时促进植物茎叶和根的生长。

  实例24在20g纤维素粉(商品名为Avicell,Asahi Kasei Kogyo Co.,Ltd.制造)中加入40ml盐酸和40ml硫酸,然后使反应于25℃下进行5小时。反应结束后,用30%氢氧化钠溶液中和反应混合物,然后用Biogel P-2装填的柱进行柱层析作脱盐处理。通过这种处理,分离出一种聚合度为2-10的纤维寡糖组分,浓缩和冷冻干燥后,得到7.5g纤维寡糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的纤维寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,在其中加入70ml自来水后,使种子于23℃在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的2.5%-0.0025%)加入纤维寡糖。所获结果示于下面表25中。

  从表25中清楚可见,纤维寡糖在0.25%-0.025%的浓度范围内促进植物茎叶和根的生长。

  实例25将100kg菊芋(Helianthus tuberosus L)的块茎在研磨装置中研磨后,在其中加入400升水,得到含有20%固体组分的悬浮液。然后,在其中加入最终浓度为0.1N的草酸,于60℃下水解1小时。用碳酸钙中和反应混合物,通过离心分离机或加压滤器过滤,然后浓缩并干燥,产生8.2kg粉状产物。

  这样制得的菊粉寡糖的组成成分主要是F2-F6,如表26所示,其中G代表葡萄糖,F代表果糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的菊粉寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的2.5%-0.0025%)加入菊粉寡糖。所获结果示于表27中。

  从表27中清楚可见,加入浓度为0.25%-0.025%的菊粉寡糖促进植物茎叶和根的生长。

  实例26将20g甘露聚糖溶于500ml热水中,在溶液中加入500ml1N盐酸溶液,在90℃下水解2小时。反应完成后,中和反应混合物则得到分解产物。分解产物中聚合度为2-10的寡糖含量为43%。

  然后,用Kaiware Daikon测定这样得到的甘露聚糖寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.25%-0.00025%)在其中加入甘露聚糖寡糖。所获结果示于表28中。

  从表28中清楚可见,加入浓度为0.25%-0.025%的甘露聚糖寡糖促进植物茎叶和根的生长。

  实例27将20g墨角藻多糖溶于500ml热水中,在溶液中加入500ml 1N的盐酸溶液,于90℃下水解墨角藻多糖2小时。反应完成后,中和反应混合物得到一种分解产物。其中聚合度为2-10的寡糖为43%。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的墨角藻聚糖寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.25%-0.00025%)加入墨角藻多糖寡糖。所获结果示于表29中。

  从表29中清楚可见,加入浓度为0.25%-0.0025%的墨角藻多糖寡糖促进植物茎叶和根的生长。

  实例29将20g阿拉伯胶溶于500ml热水中,在其中加入500ml 1N的盐酸溶液,在90℃下水解2小时。反应完成后,中和反应混合物则得到分解产物。分解产物中聚合度为2-10的寡糖含量为34%。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的阿拉伯胶寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.25%-0.00025%)加入阿拉伯胶寡糖。所获结果示于表30中。

  从表30中清楚可见,加入浓度为0.25%-0.0025%的阿拉伯胶寡糖促进植物茎叶和根的生长。

  实例29将20g聚乙二醇海藻酸溶于500ml热水中,在此溶液中加入500ml 1N的盐酸溶液,于90℃下水解2小时。反应完成以后,中和形成的反应混合物则得到分解产物。其中聚合度为2-10的寡糖含量为58%。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的聚乙二醇海藻酸寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天,在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.25%-0.00025%)加入聚乙二醇海藻酸寡糖。所获结果示于下面的表31中。

  从表31中清楚可见,加入浓度为0.25%-0.0025%的聚乙二醇海藻酸寡糖促进植物茎和根的生长bob.com。

  实例30将20g角叉藻聚糖溶于500ml热水中,在此溶液中加入500ml 1N的盐酸溶液,于90℃下水解2小时。反应完成以后,中和形成的反应混合物则得到分解产物。其中聚合度为2-10的寡糖含量为38%。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的角叉藻聚糖寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.25%-0.00025%)加入角叉藻聚糖寡糖。所获结果示于表32中。

  从表32中清楚可见,加入浓度为0.25%-0.0025%的角叉藻聚糖寡糖促进植物茎叶和根的生长。

  然后,在1升的Erlenmeyer瓶中加入400ml具有上述成分的培养基,通过常规方法在120℃下灭菌30分钟后,在其中加入20ml上述制备的种子培养物溶液,于30℃下以240rpm培养5天。在2升这样得到的培养液中加入2升水后,使混合物以10000G离心分离40分钟,从而得到1.9升上清液。浓缩液体至300ml,在其中加入乙醇以沉淀多糖,通过离心分离后收集到1.2g多糖。

  在这样得到的多糖中加入1.2升水以形成0.1%的多糖溶液,在溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解6小时后,用氢氧化钠中和得到的反应混合物则产生所需的分解产物。

  将这样得到的分解产物浓缩至20ml,通过用Sephadex G25装填的柱进行柱层析而脱盐,收集到含有聚合度为2-20的寡糖的组分,浓缩后冷冻干燥则得到420mg寡糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖以及分解前的多糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的浓度(0.025%-0.00025%)向其中每一种加入寡糖等。所获结果示于表33中。

  表33中每一行的Kaiware Daikon的茎叶长和根长的数值(%),是将在未加寡糖或多糖培养Kaiware Daikon时的茎叶长和根长定义为100%而得到的。

  实例32在17×60×15cm花盆中放入9kg黑壤,在土壤中播入40粒芜菁(品种Misugi芜菁)种子后,使种子在自然条件下培养30天。所用实验各组如下。

  加入组在黑壤中加入溶于3.6升水中的2.2g寡糖溶液(土壤量的0.025%),然后进行培养。

  此外,所用寡糖是从10升实例31所述培养液中制备的。所获结果示于表34中。

  表 34实验组 每株芜菁的平均值对照组 4.8±1.5(100)加入0.025%组 5.2±1.4(108)括号中的数值是以对照组的平均值定义为100%得到的值。

  另外,在1升的Erlenmeyer瓶中放入300ml上述培养基,使培养基于120℃下灭菌15分钟后,向其中加入10ml上述得到的1代种子培养液,以240rpm于25℃下培养3天,以产生2代种子培养液。

  然后,在30升发酵罐中装入20升具有上述组成的培养基,于120℃下使培养基灭菌30分钟后,在培养基中接种100ml2代种子培养液,以200rpm于25℃下培养6天。在20升培养液中加入20升水后,使混合物以10000G离心分离30分钟去掉细胞,浓缩上清液至4升,在其中加入10升乙醇以沉淀多糖,通过离心分离多糖,干燥后产生24g多糖。

  将10g多糖溶于10升水中,在其中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解6小时,然后用氢氧化钠中和得到的反应混合物。此后,将反应混合物浓缩至100ml,用Sephadex G25装填的柱处理以脱盐,也得到一种含有聚合度为2-20的寡糖的组分。浓缩该组分,冰冻干燥后产生3.4g所需产物。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖和分解前的多糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.025%-0.00025%)向其中加入寡糖等。所获结果示于表35中。

  表35中每一行的Kaiware Daikon茎叶长和根长的数值(%),是将在未加寡糖和多糖培养Kaiware Daikon时的茎叶长和根长定义为100%而得到的。

  实例34在17×60×15cm花盆中放入9kg黑壤,在土壤中播入40粒芜菁(品种Misugi芜菁)种子,在自然条件下培养30天。所用实验各组如下。

  在黑壤中加入溶于3.6升水中的11g或2.2g寡糖的溶液(土壤量的0.125%-0.025%),用该土壤进行培养。

  从上表中清楚可见,在土壤中加入0.125%-0.025%的寡糖bob.com,观察到产量提高了4%-10%。

  另外,在1升的Erlenmeyer瓶中放入300ml具有上述同样组成的培养基,在120℃下使培养基灭菌15分钟,接种上述1代种子培养液,于25℃下以240rpm培养3天以产生2代种子培养液。

  进一步,在30升发酵罐中装入20升具有上述同样组成的培养基,于120℃下使培养基灭菌30分钟,接种100ml 2代种子培养液,于25℃下以200rpm培养6天。然后,在20升得到的培养液中加入20升水,使混合物以10000G离心分离30分钟以去掉细胞,形成的上清液浓缩至4升,向其中加入10升乙醇以沉淀多糖,离心分离多糖,干燥后产生12g多糖。

  将10g这样得到的多糖溶于10升水中,向其中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解6小时。然后,用氢氧化钠中和得到的反应混合物,浓缩至200ml,用Sephadex G-25装填的柱进行处理以脱盐,得到一个含有聚合度为2-20的寡糖的组分。浓缩该组分,冰冻干燥后产生4.8g所需产物。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖和分解前的多糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.025%-0.00025%)向其中加入寡糖等。所获结果示于表37中。

  表37中每一行的Kaiware Daikon茎叶长和根长的数值(%),是将在未加寡糖和多糖培养Kaiware Daikon时的茎叶长和根长定义为100%而得到的。

  实例36在17×60×15cm花盆中放入9kg黑壤,在土壤中播入40粒芜菁(品种Misugi芜菁)种子,在自然条件下培养30天。所用实验各组如下bob.com。

  加入组在黑壤中加入溶于3.6升水中的22g或2.2g寡糖的溶液(土壤量的0.25%或0.025%),利用此土壤进行栽培。

  所用寡糖根据实例35所述方法从40升培养液中制备,然后用盐酸水解并中和。

  从上表中清楚可见,在土壤中加入0.25%或0.025%的寡糖,观察到产量上升9%-11%。

  然后,在1升Erlenmeyer瓶中装入300ml具有上述组成的培养基,于120℃下灭菌15分钟后,向其中接种10ml 1代种子培养液,于30℃下以240rpm培养24小时以产生2代种子培养液。

  进一步,在30升发酵罐中装入20升具有上述同样组成的培养基,于120℃下灭菌30分钟,接种100ml 2代种子培养液,于30℃下以240rpm培养2天。

  然后,在这样得到的20升培养液中加入20升水,混合物以10000G离心分离40分钟去掉细胞,形成的上清液浓缩至3升,在浓缩液中加入7升乙醇以沉淀多糖,离心分离多糖,干燥后产生16g多糖。

  将10g多糖溶于1升水中,在此溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解4小时,用氢氧化钠中和形成的反应混合物。此后,将反应混合物浓缩至100ml,用Sephadex G-25装填的柱进行脱盐,也得到聚合度为2-20的寡糖组分。然后浓缩该组分,冷冻干燥后产生4.2g所需产物。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖和分解前的多糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.025%-0.00025%)加入寡糖等。所获结果示于表39中。

  表39中每一行的Kaiware Daikon茎叶长和根长的数值(%),是将在未加寡糖和多糖培养Kaiware Daikon时的茎叶长和根长定义为100%而得到的。

  从表39所示结果清楚可见,通过分解由阴沟肠杆菌产生的多糖而得到的寡糖在加入量为0.025%-0.00025%时呈现出促进植物生长的作用。

  另一方面,阴沟肠杆菌产生的多糖在0.025%-0.0025%时呈现出促进生长的作用。

  实例38在17×60×15cm花盆中放入9kg黑壤,在土壤中播入40粒芜菁(品种Misugi芜菁)种子,在自然条件下培养30天。所用实验各组如下。

  叶片表面施用组在培养期间,每7天在芜菁叶片表面施用溶于80ml水中的160mg或16mg寡糖的溶液。

  表40(续)实验组 每株芜菁的平均重量叶片表面施用组(4mg/株) 7.3±1.4(149)叶片表面施用组(0.4mg/株) 7.1±1.5(145)(n=40)括号中的数值是以对照组的平均值定义为100%得到的值(%)。

  从上表中清楚可见,以每株0.4mg或4.0mg的比例在芜菁叶片表面施用寡糖,可使产量提高45%-49%。

  实例39将1g由生枝动胶菌(Zoogloea ramigera)产生的多糖(Sigma公司制造)溶于1升水中,在此溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解多糖4小时,用氢氧化钠中和得到的反应混合物。将这样得到的含有分解产物的溶液浓缩至50ml,通过用Sephadex G-25装填的柱进行脱盐,也得到一个含有聚合度为10-20的寡糖的组分。使该组分浓缩,冷冻干燥后产生320mg寡糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖和分解前的多糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.025%-0.00025%)向其中加入寡糖等。所获结果示于表41中。

  表41中每一行的Kaiware Daikon茎叶长和根长的数值(%),是将在未加寡糖等培养Kaiware Daikon时的茎叶长和根长定义为100%而得到的。

  实例40将50g黄菌胶(Sigma公司制造)溶于5升水中,黄菌胶是一种由黄单孢菌属微生物生产的市售多糖产品,在此溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解7小时后,用氢氧化钠中和反应混合物。然后,将这样得到的含有分解产物的溶液浓缩至500ml,通过用Sephadex G-25装填的柱进行脱盐,也得到一个含有聚合度为2-20的寡糖的组分。使该组分浓缩,冷冻干燥后产生21g寡糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖和分解前的多糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.025%-0.00025%)向其中加入寡糖等。所获结果示于表42中。

  表42中每一行的Kaiware Daikon茎叶长和根长的数值(%),是将在未加寡糖等培养Kaiware Daikon时的茎叶长和根长定义为100%而得到的值。

  实例41在17×60×15cm花盆中装上9kg黑壤,将40粒芜菁(品种Misugi芜菁)种子播入土壤中,在自然条件下培养30天。所用实验各组如下。

  加入组在黑壤中加入溶于3.6升水中的2.2g寡糖的溶液(土壤量的0.025%),用该土壤进行栽培。

  实例42将10g由Pseudomonas elodea生产的多糖Gellan胶(市售产品,Sanei Kagaku Kogyo K.K.制造)溶于10升水中,在此溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于120℃下水解15分钟后,用氢氧化钠中和反应混合物。然后,使这样得到的含有分解产物的溶液浓缩至1000ml,并通过用Sephadex G-25装填的柱进行脱盐,这样也得到一个含有聚合度为2-20的寡糖的组分。浓缩该组分,干燥后产生1.3g寡糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.025%-0.00025%)向其中加入寡糖。并且,在黑壤中加入0.025% Gellan胶的实验用与上述相同的方法进行。所获结果示于表44中。

  实例43将1g由黑曲霉生产的多糖Nigeran(市售产品)溶于1升水中,在溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解4小时后,用氢氧化钠中和得到的反应混合物。使这样得到的含有分解产物的溶液浓缩至50ml,并通过用Sephadex G-25装填的柱进行脱盐,也得到一个含有聚合度为2-20的寡糖的组分。浓缩该组分,干燥后产生410mg寡糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖和分解前的多糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,向其中加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.025%-0.00025%)向其中加入寡糖等。所获结果示于表45中。

  表45中每一行的Kaiware Daikon茎叶长和根长的数值(%),是将对照的茎叶长和根长定义为100%而得到的值。

  实例44将100mg由啤酒酵母生产的多糖甘露聚糖(市售产品)溶于100ml水中,在此溶液中加入最终浓度为0.1N的盐酸,于100℃下水解6小时后,用氢氧化钠中和得到的反应混合物。使这样得到的含有分解产物的溶液浓缩至10ml,并通过用Sephadex G-25装填的柱进行脱盐,也收集到一个含有聚合度为2-20的寡糖的组分。浓缩该组分,干燥后产生36mg寡糖。

  用Kaiware Daikon测定这样得到的寡糖和分解前的多糖的植物生长促进作用。将36粒Kaiware Daikon种子置于玻璃皿中的合成树脂垫上,向其中加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。在这个例子中,以预定的比例(自来水量的0.025%-0.00025%)向其中加入寡糖等。所获结果示于表46中。

  实例45用寡糖包膜的Kaiware Daikon种子如下制备以预定的比例(每粒种子2.5γ-100γ),在1份重量的Kaiware Daikon种子上,喷洒1份重量的含有0.7%-0.025%通过分解由阴沟肠杆菌FERM P-8968产生的多糖而得到的寡糖(如实例37所述方法制备)和0.75%海藻酸钠的溶液,然后在40℃-50℃气流中使种子干燥。

  然后,这样得到的50粒寡糖包膜的种子置于一玻璃皿中的合成树脂垫上,向其中加入70ml自来水后,使种子于23℃下在暗中培养4天,然后在5000lux光照下培养2天。

  至于对照,未包膜的Kaiware Daikon种子用与上述相同的方法进行培养。所获结果示于表47中。

  从表47中清楚可见,在使用每粒种子包膜5γ-100γ寡糖的种子的情况下,与未用寡糖包膜的种子相比较,观察到其生长促进作用对于茎叶长是108-131%,对于根长是131-243%。

  虽然,已参考具体实施方案对本发明进行了详细描述,但显而易见,对于一个本领域的技术人员来说,在不偏离本发明要旨和范围的情况下,能对本发明作出不同的改变和修饰。

  1的方法,其中的寡糖是从下列寡糖中选出的至少一种海藻酸寡糖、寡聚木糖(一种通过分解植物细胞壁多糖而得到的寡糖)、多聚半乳糖醛酸寡糖、果胶寡糖、葡甘露聚糖寡糖、琼脂寡糖、纤维寡糖、菊粉寡糖、甘露聚糖寡糖、墨角聚糖寡糖、阿拉伯胶寡糖、聚乙二醇海藻酸寡糖、角叉藻聚糖寡糖,以及一种通过分解由微生物产生的多糖而得到的寡糖。

  3.一种栽培植物的方法,包括使用促进植物生长的寡糖包膜的种子,寡糖与种子的比例为每粒种子5γ至100γ。

  4.一种栽培植物的方法,包括在植物叶片的表面施用一种20γ/ml至200γ/ml的促进植物生长的寡糖的水溶液。

  5.一种栽培植物的方法,包括在土壤中施用一种30γ/ml至350γ/ml的促进植物生长的寡糖的水溶液,施用比例为每公顷0.5kg至5.0kg。

  6.一种栽培植物的方法,包括将一种促进植物生长的寡糖以2.5γ/ml至250γ/ml的浓度与一种液体肥料混和用于水栽法。

  7.一种栽培植物的方法,包括在一种肥料上包膜一种促进植物生长的寡糖,或将该寡糖与该肥料以0.1%至0.5%的比例混和,并使用如此处理过的肥料。

  一种栽培植物的方法,包括使用一种通过分解由微生物产生的多糖而得到的促进植物生长的寡糖。