[发明专利]延迟植物发育过程的方法和装置

说明书

本申请是于2008年3月26日提交的国际申请号为PCT/US2008/058286、中国国家阶段申请号为200880011249.5、发明名称为“延迟植物发育过程的生物催化剂”的原申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及延迟植物发育的方法，包括将植物或植物部分暴露于一种或多种细菌或酶。进一步提供延迟植物发育过程的装置。

发明背景

植物和植物部分中的乙烯产生被多种外部因素和应激物诱导，包括创伤、施加激素(如生长素)、厌氧条件、寒冷、热、干燥和病原侵染。还在多种植物发育过程（包括果实或蔬菜成熟、种子萌发、叶脱落和花衰老）中观察到乙烯产生增加。

植物中乙烯生物合成通常被描述为牵涉三种酶、习惯上称为Yang循环的酶促方案，其中S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM)合成酶催化甲硫氨酸转化为S-腺苷-L-甲硫氨酸(AdoMet)；1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合成酶催化AdoMet转化为ACC；且ACC氧化酶催化ACC转化为乙烯和副产品二氧化碳和氰化氢。参见例如，Srivastava(2001)Plant Growth and Development:Hormones and Environment(植物生长和发育：激素和环境)(Academic Press,New York)对植物中乙烯生物合成和受乙烯调节的植物发育过程的总体描述。

此前的研究已确定在呼吸跃变型果实中，成熟至少部分地被乙烯生物合成的突然和显著增加所触发。尽管乙烯产生的突然爆发牵涉在呼吸跃变型果实的果实成熟过程中，但其确切机制尤其是在非呼吸跃变型果实中的确切机制还未完全理解。尽管非呼吸跃变型果实没有乙烯产生的突然爆发，但非呼吸跃变型果实仍将响应于乙烯。而且，果实、蔬菜和其它植物产品合成乙烯的量不同并且具体产品对乙烯的敏感性不同。例如，苹果表现高水平的乙烯产生和乙烯敏感性，而朝鲜蓟表现低水平的乙烯生物合成和乙烯敏感性。参见例如，在postharvest.ucdavis.edu/Produce/Storage/index.shtml(最后一次在2007年3月6日进入)的Cantwell(2001)Properties and Recommended Conditions for Storage of Fresh Fruits and Vegetables(新鲜水果和蔬菜的性质和推荐的储存条件)，其通过引用的方式完全并入本文。果实成熟通常导致颜色改变、果皮变软、果实糖含量和香味改变。尽管成熟最初使得果实更可食用和更有食用吸引力，该过程最终导致果实品质降低和劣化，使得其无法食用，导致显著的商业金钱损失。对于提高面临成熟的果实和其他农产品的贮存期限和延长可用于运输、储存和销售的时间，控制成熟过程是期望的。

除了呼吸跃变型果实中乙烯生物合成突然增加，成熟相关的变化还与呼吸率升高有关。在果实、蔬菜和其它植物产品，热作为呼吸的结果而产生，因此影响这些商品的贮存期限和所需的储存条件(如，冷藏)。具有较高呼吸率的植物产品(如，朝鲜蓟、切花、芦笋、椰菜、菠菜等)比具有较低呼吸率的植物产品(如，干果、枣椰子、苹果、柑桔果实、葡萄等)表现更短的贮存期限。呼吸由多种环境因素影响，包括温度、大气组成、物理应激、光、化学应激、辐射、水应激、生长调节素和病原攻击。尤其是，温度在呼吸率中起显著作用。对果实、蔬菜和其它植物产品的呼吸代谢和推荐控制的大气条件的总体描述参见例如，Kader(2001)Postharvest Horticulture Series No.22A:29-70(University of California-Davis)；在usna.usda.gov/hb66/019respiration.pdf(最后一次在2007年3月6日进入)的Saltveit(University of California-Davis)Respiratory Metabolism(呼吸代谢)；和在postharvest.ucdavis.edu/Produce/Storage/index.shtml(最后一次在2007年3月6日进入)的Cantwell(2001)Properties and Recommended Conditions for Storage of Fresh Fruits and Vegetables(新鲜水果和蔬菜的特性和推荐储存条件)，都通过引用的方式完全并入本文。