[发明专利]用于刺激植物中的根部渗出的方法和系统

说明书

提供了植物渗出物，用于通过诱导植物分泌渗出物来获得植物渗出物的方法以及用于收集植物渗出物的系统，其包括：包含至少两个分立的区室的一个或多个植物容器，每个区室配置为容纳植物的分割的根部，区室是包括与植物根部刺激剂的至少一个来源流体连通的一个或多个输入的根部刺激区室，和根部渗出物收获区室，以及与根部渗出物收获区室流体连通的根部渗出物收集区室。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月22日提交的名称为“用于刺激植物中的根部渗出的方法和系统”的以色列专利申请号258319的优先权，其内容通过引用以其全部并入本文。

技术领域

本发明涉及诱导植物渗出一种或多种目标化合物的方法，并且涉及一种或多种新型化合物及其组合。

背景技术

植物界产生了成千上万种通常是属或科特异性的不同化合物。

一些分子是植物的初级代谢产物，而另一些分子——其被称为次级或“特异性”代谢产物，对于产生它们的细胞并不重要，但有助于有机体的整体健康。生物碱是次级代谢产物的一个实例。它们是低分子量含氮有机化合物，通常具有杂环结构。植物中的生物碱生物合成在发育期间受到严格控制，并且响应于压力和病原体。

范围广的三萜类生物碱化合物广泛地存在于植物中，并且源自胞质甲羟戊酸类异戊二烯生物合成途径。甾体皂苷和甾体生物碱是植物产生的两大类三萜。甾体生物碱(SA)，也称为“茄属(Solanum)生物碱”是属于茄科(特别是茄属)的许多植物的常见成分。SA也由百合科的许多物种产生。

茄属估计有1350个物种，是最大的开花植物属之一，占据了茄科中物种的大约一半。不同的结构组成和生物活性，以及在包括番茄(茄属番茄)、马铃薯(茄属块茎)和茄子(茄属茄子)的食用植物中出现，使得SA成为广泛研究的课题(Eich E.2008.Solanaceaeand Convolvulaceae-secondary metabolites:biosynthesis,chemotaxonomy,biological and economic significance:a handbook.Berlin:Springer)。另外，番茄根部还分泌独脚金内酯和其他有机酸。

许多植物的有价值的特异性代谢产物已经激发了许多工业领域的市场兴趣，比如药物来源、杀真菌剂和杀虫剂、天然调味剂和着色物质、以及天然香料和油。

例如，紫衫(Taxus)物种，比如曼地亚紫衫(T.media)、东北紫衫(T.cuspidate)、欧洲紫衫(T.baccata)和南方紫衫(T.mairei)，是重要的药用植物。这些植物是紫杉醇(Taxol(paclitaxel))的独特来源，其是具有生物碱侧链的二萜类化合物，市场上可获得的最有效的抗癌药物之一。紫杉醇能够稳定有丝分裂微管聚合，从而影响细胞分裂。不幸的是，从宿主植物提取的量是有限的。单个患者的完全治疗需要约8棵60年树龄的紫杉树。此外，紫衫植物生长受到地理和季节的限制，并且没有可靠的替代方案。从香叶基香叶基二磷酸盐(二萜类化合物前体)合成紫杉醇涉及至少20个不同的酶促步骤，并且其复杂的结构阻碍了其在工业水平上经济地化学合成。

具有高抗癌活性的第二最常用的植物化学物质是从马达加斯加长春花(Madagascar periwinkle)植物(长春花(Catharanthus roseus))获得的长春花生物碱。该组抗癌化合物通过使微管解聚来阻止细胞分裂。两种天然长春花生物碱，长春碱(vinblastine)和长春新碱(vincristine)目前正在临床中使用。长春花还含有种类繁多(约120)的其他萜类吲哚生物碱。这些代谢产物是来自中心前体异胡豆苷的衍生物，该中心前体异胡豆苷通过分别源自莽草酸途径和塑性非甲羟戊酸途径的色胺和开联番木鳖苷(secologanin)的缩合形成。与紫杉醇一样，无论是从栽培植物还是从野生植物，只能获得较少量的长春花代谢产物。