CS275634B6

CS275634B6 - Prostriedok s regulačnou účinnosťou na rast rias a syntézu chlorofylu

Info

Publication number: CS275634B6
Application number: CS569389A
Authority: CS
Inventors: Ludmila Ing C Mitterhauszerova; Katarina Rndr Csc Kralova; Viktor Prof Rndr Csc Sutoris; Jan Rndr Csc Halgas
Original assignee: Univ Komenskeho
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1992-03-18
Also published as: CS8905693A2

Abstract

Riešenie sa týká prostriedku s regulačnou ■ účinnosťou na rast a syntézu chlorofylu zelených rias. Prostriedok pozostáva z roztoku 2:-R-3-Rlbenzotiazoliovej soli všeobecného vzorca I, kde R je vodík, metyltio, etoxykarbonylmetyltio; Rl je vodík, metyl, benzyl, alyl, metoxykarbonylmetyl, etoxykarbonylmetyl, propoxykarbonylmetyl, izopropoxykarbonylmetyl; X“ je bromidová, jodidová, sulfátová, metosulfátová skupina. Zlúčeniny obecného vzorca I pósobia inhibične na rast a syntézu chlorofylu rias pri koncentráciach v kultivačnom médiu 5,3 mg.dm-3 a vyšších. Benzotiazoliové soli u ktorých Rl je alkoxykarbonylmetyl, tiež derivát u ktorého R je etoxykarbonylmetyltio, pósobia stimulačně na rast a syntézu chlorofylu rias v koncentračnom rozmezí 3,2 mg.dm-3 až 0,03 ng.dm-3.

Description

Vynález sa týká prostriedku s regulačnou účinnosťou na rast a syntézu chlorofylu zelených rias, ktorý pozostáva z roztoku benzotiazoliovej soli všeobecného vzorca I

kde R je vodík, metyltio, etoxykarbonylmetyltio;

R¹ je vodík, metyl, benzyl, alyl, metoxykarbonylmetyl, etoxykarbonylmetyl, propoxykarbonylmetyl, izopropoxykarbonylmetyl:

X je bromidová, jodidová, sulfátová, metosulfátová skupina.

Benzotiazoliová sol može byť v roztoku organických rozpúšťadiel ako dimetylsulfoxid, metylalkohol, trietyléngylkol, N,N -dimetylformamid, výhodné však možno použit’ vodný roztok. '

Benzotiazoliové soli obecného vzorca I pósobia inhibične na rast a syntézu chlorofylu zelených rias pri koncentráciach v kultivačnom médiu 5,3 mg.dm^-^ a vyšších. Při týchto koncentráciach spůsobujú tiež fotodegradáciu chlorofylu v izolovaných rastlinných chloroplastoch. Deriváty u ktorých R¹ je alkoxykarbonylmetyl a tiež derivát u ktorého R je alkoxykarbonylmetyltio, pósobia stimulačně na rast a syntézu chlorofylu zelených rias v koncentračnom rozmezí 3,2 mg-dm^ až 0,03 ng.dm^-\

Niektoré benzotiazoliové soli sú účinné ako regulátory rastu rastlín (Sutoris V., Halgaš 3., Sekerka V.: čs. autorské osvedčenia č. 225008, 223426, 231212, 231229, 233443; Sutoris V., Gáplovský A., Sekerka V.: Chem.Papers 40 (1) 103, 1986), příp. pósobia špecificky na zvyšovanie obsahu cukrov v rastlinách produkujúcich cukor (Sutoris V., Sekerka V., Halgaš 3., Bajči P., Konečný V., Varkonda Š.: čs. autorské osvedčenie č. 237706). U benzotiazoliových solí sa zistila antimikróbna účinnost’ na G⁺ baktérie skupiny Staphylococcus (Sutoris V., Foltínová P., Halgaš 3.: čs. autorské osvedčenie č. 237709) ako aj antifungálna účinnost (Sutoris V., Halgaš 3., Sekerka V., Folínová A., Gáplovský A.: Chem.Zvěsti 37, 653-662, 1983).

Inhibičná účinnost’ zlúčenín obecného vzorca I na riasy sa testovala stacionárnou kultiváciou synchrónnej kultúry Chlorella vulgaris. Hodnotil sa nárast buniek rias a obsah syntetizovaného chlorofylu. Inhibičná účinnost’ týchto zlúčenín je vyjádřená faktorom IC^q, kotrý představuje takú koncentráciu danej benzotiazoliovej soli v kultivačnom médiu rias, ktorá spósobí 50%nú inhibíciu rastu, resp. syntézy chlorofylu, vzhladom na kontrolně vzorky rias. '

Regulačně účinnost’ na rast a syntézu chlorofylu rias Chlorella vulgaris sa sledovala na následujúcich derivátoch benzotiazoliových solí: 1. 3-metylbenzotiazoliumjodid 2. 3-alylbenzotiazoliumbromid 3. 3-benzylbenzotiazoliunbromid 4. 2-metyltio-3-nietylbenzotiazoliummetosulf át 5. 2-metyltio-3-metylbenzotiazoliumjodid 6. benzotiazoliumsulfát 7. 3-metoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbromid 8. 3-etoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbromid 9. 3-propoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbřOmid 10. 3-izopropoxykarbonylmetylbenzotiazoliumbromid 11. 2-etoxykarbonylmetyltio-3-metylbenzotiazoliumbromid

CS 275634 B 6

Zistené hodnoty IC^g zlúčenín obecného vzorca I sú uvedené v tab. 1. Pře porovnanie uzádzame, že inhibičná účinnost’ 2-nierkaptobenzotiazolu, stanovená tou istou metodou a vyjádřená faktorom IC_5Q je 68,4 /Uniól. dm^-·⁵ pře syntézu chlorofylu rias a 80,4 /Umol’din^-5 pre rast rias. Ako vyplývá z hodnot v tab. 1, inhibičná účinnost’ 3-metylbenzotiazoliumjodidu a 3-alylbenzotiazoliunibromidu na riasy je vyšsia ako štandardného 2-nierkaptobenzotiazolu.

Stimulačně účinnost’ benzotiazolivoých solí na rast a syntézu chlorofylu rias je uvedená v tab. 2.

Tabulka 1

Inhibičná účinnost’ zlúčenín obecného vzorca I na riasy Chlorella vulgaris

Vzorka č.	R	R¹	X	ICjq /umól.dm
syntézy chlorofylu	rastu rias'
1	H	ch₃	I	37,0	54,0
2	H	ch₂ch = ch₂	Br	58,6	65,2
3	H	CH-C.H, Loj	Br	152	316
4	sch₃	ch₃	ch₃so₄	171	188
5	sch₃	ch₃	I	160	182
6	H	H	hso₄	598	776
7	H	CH₂C00CH₃	Br	375	398
8	H	CH₂C00C₂H₅	Br	288	344
9	H	CH₂C00C₃H₇	Br	261	273
10	H	CH₂C00C₃H₇-í	Br	293	365
11	sch₂coo-c₂h₅	ch₃	Br	242	249

Tabulka 2

Stimulačně účinnost’ zlúčenín podía vynálezu na rast a syntézu chlorofylu rias Chlorella vulgaris, vyjádřená v percentách kontrolnej vzorky

Vzorka č.	% kontroly ί θ' x/
Syntéza chlorofylu	Rast rias
7	119,4 í 18,5	109,3 í 14,7
8	113,9 i 20,7	103,4 í 7,9
9	123,2 - 25,9	106,5 í 13,4
10	120,1 í 16,1	105,8 í 11,3
11	129,2 í 19,0	114,9 í 12,6

^χ/ Priemery hodnot v koncentračnom rozmedzí 1.10^-^ mol-dm”³ až 1.10^-^^ niól.dnt^-^

CS 275634 B 6

Regulační účinnost’ benzotiazoliových solí obecného vzorca I na riasy a rastliny je podrobnejšie demonstrovaná na príkladoch.

Příklad 1

Účinok žlučeních podlá vynálezu na rast rias Chlorella vulgaris a obsah syntetizovaného chlorofylu

Riasy Chlorella vulgaris sa pěstovali stacionárnou kultiváciou při teplote 25 - 1 °C pri svetelnom režime 16 hodin světlo 8 hodin tma, v kultivačnom médiu podl’a Šetlíka (Šetlík I.: Annual Report of Algolog.Lab. for 1967, 71-140, Třeboň 1968). K živnému médiu sa přidával roztok študovanej zlúčeniny v destilovanej vodě takej koncentrácie, aby sa získala séria kultivačných baniek s odstupňovanou koncentráciou látky a odstupňovaným biologickým účinkom. Banky sa inokulovali přesným objemom homogennej suspenzie rias. Po 7-dennej kultivácii sa objem kultivačného média doplnil destilovanou vodou na původný objem (vyrovnanie odparu vody) a v suspnezii buniek sa merala absorbancia pri 660 nm (úměrná možstvu buniek rias) a obsah chlorofylu po jeho extrakcii N,N'-dimetylformamidom z odcentrifugovaných buniek rias. Celkový obsah chlorofylu rias v kultivačnom médiu sa vyhodnotil podlá rovnice:

Chl (mg.dm”³) = 17,9 A^^^ + 8,08 A^^ kde A je absorbancia vzorky pri 647 resp. 664,5 nm v 1 cm kývete (Inskeep W.P., Bloom P.R.: Plant Physiol. 77/2/,483-5, 1985).

Získané hodnoty týchto parametrov sa porovnávali s hodnotami parametrov súčasne testovaných kontrolných vzoriek (vyhodnotené ako % kontroly). Na základe týchto hodnůt sa extrapoláciou vyčíslili koncentrácie študovaných zlúčenín, při ktorých sa dosiahla 50%ná inhibícia (IC^g). V tab. 3 sú uvedené hodnoty regulačnej účinnosti 3-izopropoxykarbonylnietylbenzotiazoliumbromidu na rast a syntézu chlorofylu rias v závislosti od aplikovanej koncentrácie.

Hodnoty koncentrácie študovanej zlúčeniny, pri ktorej dochádza k 50%nej inhibícii rastu rias resp. syntézy chlorofylu sa stanovia extrapoláciou zo závislosti zistených hodnot inhibície od logaritmu aplikovanej koncentrácie študovanej zlúčeniny.

Tabulka 3

Regulačná účinnost’ 3~izopropoxykarbonylnietylbenzotiazoliunibromidu na rast a syntézu chlorofylu rias Chlorella vulgaris

Koncentrácia	% kontroly - O'
	Obsah chlorofylu	Rast rias
i.io”³	0	8,2 í 0,1
5.10”⁴	0	22,6 í 0,4
3.10”⁴	47,6 i 3,5	66,0 - 0,4
2.10”⁴	53,5 i 3,6	72,0 í 0,1
1.10’⁴	96,0 í 2,6	93,B - 4,7
1.10^-5	117,7 - 20,3	102,3 - 12,5
1. ID”⁷	128,7 í 12,0	108,3 í 11,1
1.10”⁹	122,5 í 17,8	109,5 - 11,3
1.10^-11	130,5 - 2,1	118,6 í 1,8
1.10”¹³	110,1 i 14,7	103,2 í 8,2

CS 275634 Β 6

Příklad 2

Vplyv benzotiazoliových solí na fotodegradáciu chlorofylu v preparátech chl.oroplastov

K preparátu chloroplastov připravených zo špenátu za použitia tlmivého roztoku TRIS (2.10 mol.dm ; pH 7,0) a sacharozy (0,4 mol.dm ) sa přidal vodný roztok benzotiazoliových solí a vzorky sa po zhomogenizovaní ožiarovali neónovým svietidlom 4 hodiny. Původný obsah chlorofylu v neožiarených vzorkách bol 23 mg.dm^-3. Potom sa ožiarené vzorky zriedili acetónom v pomere 4:1a spektrofotometricky sa stanovoval pokles absorbancie chlorofylu při vlnovej dížke 664,5 nm vzhladom na absorbanciu neožiarenej kontrolnej vzorky. Pri testovaných koncentráciach benzotiazoliových solí (1.10^- až 5.10 niol.dm ) sa zaznamenalo výrazné zvýšenie fotodegradácie chlorofylu. Analogické zvýšenie fotodegradácie rast’ linných pigmentov (chlorofyl, karotén) účinkom vyšších koncentrácii benzotiazoliových solí sa stanovilo i vroztokoch N,N '-dimetylformamidu. V tabulke 4 sú uvedené hodnoty ovplyvnenia absorbancie chlorofylu při vlnovej dížke 664,5 nm v preparáte chloroplastov 3-etoxykarbonylmetylbenzotiazóliunibromidom po 4-hodinovom ožiarení vzoriek.

Tabulka 4

Ovplyvnenie absorbanice chlorofylu pri vlnovej dížke 664,5 nm v preparáte chloroplastov špenátu 3-etoxykarbonylmethylbenzotiazóliumbromidoni po 4-hodinovom ožiarení vzoriek (póvodný obsah chlorofylu vo vzorkách bol 24 mg.dm )

Koncentrácia mól.dm”3	% Póvodnej absorbancie chlorofylu
0 (kontrola)	63,3
1.10’²	15,8
5.10³	19,7
1.10³	26,0
5.10⁴	30,7
2.10^-4	40,9
1.10'⁴	43,5
5.10^-5	49,2
1.10“⁵	63,2

Příklad 3

Vplyv benzotiazoliových solí na nárast čerstvej hmoty a obsah chlorofylu v nadzemnej časti kukuřice

Pri testovaní nárastu čerstvej hmoty, ako aj obsahu syntetizovaného chlorofylu v nadzemnej časti kukuřice sa kukuřičné semená předkličovali za tmy vo válcoch stočeného filtračného papiera, navlhčeného destilovanou vodou po dobu 3 dní. Potom sa klíčence vložili do hydroponií obsahujúcich vodné roztoky benzotiazolivoých solí o koncentráciach 1.10^-3až 1.10^-^ mól.dm^-5 a umiestnili sa do kultivačného boxu s režimom osvetlenia 14 hodin světlo, 10 hodin tma. Po 6 dnoch kultivácie pri izbovej teplote sa stanovila hmotnost’ zelenej časti klíčencov a obsahu chlorofylu.

Pri testovaných koncentráciach benzotiazoliových solí sa zaznamenal stimulačný účinok ako na nárast čerstvej hmoty, tak aj na obsah syntetizovaného chlorofylu v nadzemnej časti kukuřice. V tabulke 5 sú uvedené stimulačně účinnosti 3-nietoxykarbonylmetylbenzotiazóliumbromidu a 3-metlybenzotiazoliumjodidu na nárast čerstvej hmoty a obsah syntetizovaného chlorofylu v nadzemnej časti kukuřice.

CS 275634 Β 6

Tabulka 5

Stimulačně účinnost’ 3-metoxykarbonylnietylbenzotiazoliumbroniidu a 3-metylbenzotiazoliumjodidu na nárast čerstvej hmoty a obsah syntetizovaného chlorofylu v nadzemnej časti kukuřice

Vzorka č.	Koncentrácia mól. dm	% Kontroly - Ι.5.θ
Obsah chlorofylu	Hmotnost’	stebiel
	0 (kontrola)	100,0 i 5,1	100,0	+	5,4
	1.10⁵	109,2 i 5,8	98,6	+	3,4
7	1.10’⁶	110,7 í 0,7	113,0	+	4,2
	1.10⁸	111,2 í 6,5	107,5	+	2,2
	i.io-¹⁰	102,3 í 1,1	111,7	+	1,3
	1.10'⁵ ·	115,5 í 6,4	108,9	+	B, 2
1	1.10^-8	117,0 i 5,6	115,1	+	2,6
	1.10“¹¹	120,4 - 3,8	133,9	+	2,5

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Prostriedok s regulačnou účinnosťou na rast rias a syntézu chlorofylu, vyznačujúci sa tým, že ako účinnú látku obsahuje 2-R-3-R1 benzotiazoliovú sol všeobecného vzorca I

(I) kde R je vodík, metyltio, etoxykarbonylmetyltio;

R¹ je vodík, metyl, benzyl, alyl, metoxykarbonylmetyl, etoxykarbonvlmetyl, propoxykarbnonylmetyl, izopropoxvkarbonylmetyl;

X je bromidová, jodidová, sulfátová, metosulfátová skupina.
2. Prostriedok podlá bodu 1 s antialgálnou účinnosťou, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia účinnej látky je 5,3 mg.dm^-3 alebo vyššia.
3. Prostriedok podlá bodu 1 s rastovo stimulačnou účinnosťou na rast rias a syntézu chlorofylu, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia účinnej látky je v rozmezí 3,2 mg.dm^-3 až 0,03 ng.dm ⁵, pričom R znamená etoxykarbonylmetyltioskupinu.