ES3046839T3

ES3046839T3 - Plant growth promoters and methods of using them

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Publication number: ES3046839T3
Application number: ES16801287T
Authority: ES
Inventors: Salim Al-Babili
Original assignee: King Abdullah University of Science and Technology KAUST
Current assignee: King Abdullah University of Science and Technology KAUST
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2025-12-02
Anticipated expiration: 2036-06-28
Also published as: EP3322294A1; PL3322294T3; WO2017001927A1; US10888090B2; US20180184651A1; EP3322294B1

Abstract

Nuevos reguladores del crecimiento vegetal, incluyendo compuestos y composiciones, y métodos de uso, incluyendo la promoción del crecimiento radicular. Los compuestos son productos de oxidación de carotenoides, y un ejemplo preferido es la 3-OH-β-apo-13-carotenona. Un método que comprende la promoción del crecimiento de al menos una planta mediante el uso de una cantidad efectiva de al menos una composición que comprende una cantidad efectiva de al menos un compuesto representado por ABC, donde B es un grupo poliénico bivalente, A es un grupo monovalente unido a B por un anillo de carbono de seis miembros, donde el anillo tiene al menos un sustituyente unido al anillo por un átomo de oxígeno, y C es un grupo monovalente unido a B por un grupo carbonilo. Se pueden aprovechar los efectos sinérgicos con combinaciones de compuestos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Promotores del crecimiento de las plantas y métodos de uso de los mismos

[0005] ANTECEDENTES

[0007] Los carotenoides son pigmentos isoprenoides ampliamente distribuidos caracterizados por sus colores vivos, de amarillo al rojo (para ejemplos y biosíntesis, véanse las Figuras 1 y 2; para una revisión, véanse las referencias 6 y 10 de la lista de referencias proporcionada más adelante). Los carotenoides difieren en el número de dobles enlaces conjugados, la presencia y el tipo de grupos terminales cíclicos y el grupo funcional que contiene oxígeno. Los carotenoides son conocidos por ser componentes esenciales del aparato fotosintético. Además, sirven como plataforma que es usada por muchos organismos para generar compuestos bioactivos que actúan como hormonas o señales químicas. Ejemplos destacados de dichos compuestos son el retinol (vitamina A), el ácido retinoico y el retinal, que son esenciales para la visión y el desarrollo de los vertebrados, y las hormonas vegetales ácido abscísico y estrigolactonas, que regulan diferentes aspectos del crecimiento, el desarrollo y la adaptación de las plantas al medio ambiente (véanse las referencias 11, 19 y 20; para las estructuras, véase la Figura 3).

[0009] Es posible que aún existan moléculas de señalización y reguladores del crecimiento derivados de carotenoides vegetales aún no identificados, como indican diferentes mutantes vegetales y estudios sobre inhibidores de la biosíntesis de carotenoides. Ejemplos de dichos compuestos podrían estar involucrados en la regulación de otros procesos en las plantas, tales como la formación de raíces laterales (18), el desarrollo temprano de cloroplastos y hojas (4) y la biosíntesis de carotenoides (8).

[0011] La primera etapa en la formación de compuestos derivados de carotenoides es catalizada por una familia de enzimas ubicuas, las oxigenasas de escisión de carotenoides (CCO), que median la escisión oxidativa de un doble enlace en la cadena principal del carotenoide, lo que da lugar a productos de carbonilo generalmente denominados apocarotenoides (20) . En las plantas, las CCO se dividen en dos grupos: las dioxigenasas de nueve-c/s-epoxicarotenoide (NCED) y las dioxigenasas de escisión de carotenoides (CCD) (3; 20). Las NCED participan en la biosíntesis del ABA (Figura 4), proporcionando el precursor del ABA, la xantoxina, mediante la escisión del doble enlace C10-C11' en las xantofilas con configuración 9-cis (epoxi-carotenoides), tales como la 9-cis-violaxantina o la 9'-c/s-violaxantina (17, 20). El segundo grupo es el de las dioxigenasas de escisión de carotenoides (CCD), que engloba enzimas con diferentes especificidades por sustrato, estereoespecificidad y especificadas por doble enlace. Hay cuatro grupos principales de CCD vegetales: CCD1, CCD4, CCD7 y CCD8. Las enzimas CCD1 producen diversos compuestos volátiles derivados de carotenoides, tales como la p-ionona y el geranial. La actividad de la enzima CCD4 es un regulador negativo del contenido de carotenoides en diferentes tejidos y se supone que está implicado en la respuesta al estrés térmico. Los dos tipos, CCD7 y CCD8, catalizan dos etapas distintas en la biosíntesis de estrigolactonas (2) (Figura 5). A diferencia de las CCD1, CCD4 y CCD7, las enzimas CCD8 vegetales no escinden carotenoides intactos, tales como el p-caroteno, sino solo carotenoides ya escindidos (apocarotenoides) (1). Otra característica única de esta enzima es su capacidad para formar dos productos totalmente diferentes, es decir, carlactona o p-apo-13-carotenona, dependiendo del estado de isomeríac/s/transdel sustrato p-apo-10'-carotenal (Figura 5) (2). El genoma de Arabidopsis codifica 5 NCED y 4 CCD pertenecientes a los 4 grupos mencionados anteriormente (20). Sin embargo, otras plantas tienen tipos adicionales de enzimas CCO (7).

[0013] La patente de EE.UU. n.° 7.858.828 describe en la Figura 6 un compuesto 28 de cetona C18 ilustrado a continuación:

[0016]

[0019] denominado (3-R)-3-hidroxi-13-apo-p-caroten-13-ona. El compuesto se obtiene mediante la escisión oxidativa de un compuesto precursor. La referencia '828 no describe aplicaciones específicas para dichos compuestos, sino que se limita a comentar de forma breve y general sobre la dieta, la DMS y la ceguera. Este compuesto también se menciona brevemente en Scherzinger et al., FEBS Journal 277 (2010) 4662-4673 (Ref. 15 más abajo) en un estudio sobre las reacciones de escisión de los carotenoides.

[0021] La referencia Schlicht et al. (The Plant Journal, 2008, 55, 709-717; referencia 16 más abajo; véase también la referencia 9) describe el siguiente compuesto denominado D'orenona:

[0022]

[0024] A pesar de estos avances en la comprensión de los procesos naturales, sigue existiendo la necesidad de desarrollar mejores compuestos, composiciones y métodos para la regulación y promoción comercial del crecimiento de las plantas. Esto incluye tanto la parte aérea de la planta como las raíces. Sin embargo, la promoción del crecimiento de las raíces es particularmente importante. Se necesitan mejores principios activos.

[0025] SUMARIO

[0026] Las realizaciones descritas en el presente documento incluyen compuestos, composiciones y métodos para fabricar y usar dichos compuestos y composiciones. También se pueden preparar kits que incluyan, por ejemplo, los compuestos 0 composiciones, debidamente envasados, junto con instrucciones para llevar a cabo los métodos de uso.

[0027] Según un primer aspecto, la invención se refiere a un método que comprende promover el crecimiento de al menos una planta, como se define en la reivindicación 1 adjunta. Este método puede hacer uso de una cantidad eficaz de al menos una composición que comprenda al menos un compuesto que está representado por A-B-C, en donde B es un resto de polieno bivalente, A es un resto monovalente como se define en la reivindicación 1 unido a B por un anillo de carbono de seis miembros, en donde el anillo tiene al menos un sustituyente unido al anillo por un átomo de oxígeno, y C es un resto monovalente específico, como se define en la reivindicación 1 unido a B por un grupo carbonilo. Alternativamente, el método puede hacer uso de un compuesto que tiene la estructura (IV) definida en la reivindicación 1 y a continuación.

[0028] Según un segundo aspecto, la invención se refiere a una composición que promueve el crecimiento de al menos una planta como se define en la reivindicación 15 adjunta. Esta composición puede comprender (i) al menos un compuesto que está representado por A-B-C, en donde B es un resto de polieno bivalente, A es un resto monovalente como se define en la reivindicación 14 unido a B por un anillo de carbono de seis miembros, en donde el anillo tiene al menos un sustituyente unido al anillo por un átomo de oxígeno, y C es un resto monovalente específico como se define en la reivindicación 14 unido a B por un grupo carbonilo; y (ii) al menos un compuesto que facilite la administración del compuesto para promover el crecimiento de al menos una planta. Alternativamente, la composición puede comprender un compuesto que tenga la estructura (IV) definida en la reivindicación 1 y a continuación.

[0029] El compuesto usado en la invención es técnicamente distinto de los compuestos divulgados, por ejemplo, en la solicitud de patente anterior EP 0887017.

[0030] En algunas realizaciones del método y la composición, el resto de polieno bivalente B es un resto de hidrocarburo C<4>-C<20>sin heteroátomos.

[0031] En algunas realizaciones del método y la composición, el resto de polieno bivalente B tiene tres dobles enlaces conjugados.

[0032] En algunas realizaciones del método y la composición, los dobles enlaces del resto de polieno bivalente B están en una configuración totalmente trans.

[0033] En algunas realizaciones del método y la composición, B está representado por:

[0036]

[0038] En algunas realizaciones del método y la composición, el anillo de seis miembros es un anillo fenilo, un anillo ciclohexano, un anillo ciclohexadieno o un anillo ciclohexeno.

[0039] En algunas realizaciones del método y la composición, el anillo de seis miembros es un anillo insaturado.

[0040] En algunas realizaciones del método y la composición, el resto monovalente A consiste en un solo anillo de ciclohexeno.

[0041] En algunas realizaciones del método y la composición, el resto monovalente A comprende un anillo de ciclohexeno, y el anillo de ciclohexeno tiene un doble enlace en conjugación con un doble enlace del resto de polieno B.

[0042] En algunas realizaciones del método y la composición, el resto monovalente A, el sustituyente es un resto hidroxilo, cetona, epoxi, alcoxi o poliéter.

[0043] En algunas realizaciones del método y la composición, el resto monovalente A está representado por:

[0046]

[0048] En los compuestos representados por A-B-C que se usan en los métodos y composiciones de la invención, el resto monovalente C unido a B por un resto de carbonilo está representado por -C(O)-R, en donde R es un grupo alquilo o un grupo ácido carboxílico.

[0049] En algunas realizaciones del método y la composición, C está representado por:

[0052]

[0054] En algunas realizaciones del método y la composición, el compuesto está representado por la estructura Z:

[0057]

[0059] en donde S<1>es un grupo alquilo o ácido carboxílico; en donde S<2>es un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; en donde S<3>es un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; y en donde S<4>es un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH, en donde opcionalmente S<1>, S<2>, S<3>y S<4>son cada uno metilo.

[0060] En algunas realizaciones del método y la composición, el compuesto es 3-OH-p-apo-13-carotenona.

[0061] En algunas realizaciones del método y la composición, el compuesto es una de las siguientes estructuras (I) - (VIII):

[0064]

[0067] (O

[0068]

[0069]

[0071] En algunas realizaciones del método y la composición, el compuesto es un primer compuesto, y la composición comprende además al menos un segundo compuesto diferente del primero y que también es un regulador del crecimiento vegetal, en donde opcionalmente el segundo compuesto es auxina, fitocinina, giberelina o etileno.

[0073] En algunas realizaciones del método y la composición, la composición comprende además al menos un sistema de disolvente acuoso.

[0075] En algunas realizaciones del método y la composición, la composición comprende además al menos un compuesto de administración que es diferente del compuesto representado por A-B-C y que facilita la administración del compuesto representado por A-B-C para promover el crecimiento de al menos una planta.

[0077] En algunas realizaciones del método y la composición, la planta es una monocotiledónea, una dicotiledónea, una gimnosperma, un cereal o un alga.

[0079] Otra realización es un material de propagación de plantas tratado con una composición como la descrita y/o reivindicada en el presente documento.

[0081] Un tercer aspecto de la invención es un compuesto representado por la estructura Z:

[0084]

[0087] en donde S<1>puede ser un grupo alquilo o ácido carboxílico; en donde S<2>puede ser un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; en donde S<3>puede ser un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; y en donde S<4>puede ser un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH. El grupo alquilo puede ser, por ejemplo, un alquilo C<1>a C<4>. En una realización, S<1>, S<2>, S<3>y S<4>son cada uno metilo. En otra realización, S<1>, S<2>, S<3>y S<4>no son cada uno metilo. En la estructura Z, el resto -OH puede estar estereoquímicamente por encima o por debajo del anillo de ciclohexeno.

[0089] Una ventaja de al menos algunas realizaciones es la mejora del crecimiento de las raíces de las plantas. Se puede mejorar el crecimiento de las plantas y aumentar la biomasa. Además, se pueden usar combinaciones de compuestos y se pueden observar mejoras sinérgicas con el uso de múltiples compuestos. Una ventaja adicional de al menos algunas realizaciones incluye el uso y el uso potencial para una amplia gama de plantas. Una ventaja adicional de al menos algunas realizaciones es que el principio activo es un compuesto natural en lugar de un compuesto sintético. Esto puede contribuir a limitar el impacto medioambiental y la carga normativa, y reducir la toxicidad de las plantas.

[0090] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0092]

[0094] Figura 1: Ejemplos de carotenoides. Los carotenoides se derivan de la misma vía que comienza con un compuesto incoloro (fitoeno, no mostrado). Los tejidos verdes (lado izquierdo) acumulan diferentes carotenoides, con la luteína, seguida del p-caroteno, los principales representantes. Las frutas, las flores y otros tejidos vegetales pueden contener otros carotenoides como principales representantes. Ejemplos son el licopeno en los tomates, el p-caroteno en las zanahorias, la luteína en las flores de caléndula y la zeaxantina en el maíz.

[0096] Figura 2: Biosíntesis de carotenoides vegetales. La fitoeno sintasa (PSY) cataliza la condensación de dos moléculas de difosfato de geranilgeranilo (GGPP; C20) a 15-cis-fitoeno, que luego es convertido por la fitoeno desaturasa (PDS), la Z-caroteno isomerasa (Z-ISO) y la Z-caroteno desaturasa (ZDS) y la caroteno isomerasa (Crt-ISO) enall-trans-licopeno a través de diferentes . El all-trans-licopeno es el precursor de los carotenoides cíclicos all-trans-p-caroteno y all-trans-a-caroteno, que se forman por la licopeno-p-ciclasa (LCY-p) y la actividad combinada de LCY-p y licopeno-£-ciclasa (LCY-e), respectivamente. La luteína y la zeaxantina son producidas por hidroxilasas (HYD) a partir del a caroteno y el p-caroteno, respectivamente. La all-trans-zeaxantina puede epoxidarse de forma reversible a violaxantina, el precursor de la neoxantina. La epoxidación y la desepoxidación son catalizadas por la zeaxantina epoxidasa (ZEP) y la violaxantina desepoxidasa (VDE), y la all-trans-neoxantina es producida por la neoxantina sintasa (NSY).

[0098] Figura 3: Ejemplos de compuestos bioactivos derivados de carotenoides. Los compuestos derivados de carotenoides más conocidos son los retinoides, que incluyen el cromóforo de la visión retinal, la vitamina A y el ácido retinoico morfogénico de los vertebrados. Las hormonas vegetales ácido abscísico (ABA) y estrigolactonas (SL) también se derivan de los carotenoides. El ABA regula la respuesta de las plantas al estrés por sequía y otras condiciones desfavorables y es responsable de la latencia de las semillas. Las SL regulan la arquitectura de las plantas y participan en la comunicación de las plantas con el entorno de vida en el suelo.

[0100] Figura 4: Biosíntesis del ABA. El ABA se produce por la escisión oxidativa de epoxi-carotenoides con configuracióncis,tales como la 9-cis-violaxantina. La reacción da lugar al precursor xantoxina y es catalizada por dioxigenasas de escisión de 9-cis-epoxicarotenoides (NCED), tales como la VP14 del maíz.

[0102] Figura 5: Biosíntesis de estrigolactona. La enzima DWARF27 (D27) cataliza la isomerización9-cis/all-transdel pcaroteno. A continuación, la dioxigenasa 7 de escisión de carotenoides (CCD7) media la escisión estereoespecífica del 9-cis-p-caroteno en el doble enlace C9'-C10', lo que da lugar al producto intermedio 9-cis-p-apo-10'-carotenal y pionona. En una sola etapa, la CCD8 convierte el 9-cis-p-apo-10'-carotenal en la SL carlactona y un segundo producto no identificado. Se cree que la carlactona se deriva de la parte sombreada del precursor 9-cis-p-apo-10'-carotenal. La enzima carlactona oxidasa (CO) Os900 del arroz cataliza la oxigenación repetida y los cierres de anillo para formar 4-desoxiorobanchol (ent-2'-epi-5-desoxistrigol). La orobanchol sintasa del arroz (OS, anteriormente denominada ent-2'-epi-5-desoxistrigol-4-hidroxilasa) convierte el 4-desoxiorobanchol en orobanchol. Recuadro: Las enzimas CCD8 también escinden el all-trans-b-apo-10'-carotenal. Sin embargo, esta reacción produce un producto de escisión "clásico": la b-apo-13-carotenona, también llamada d'orenona.

[0104] Figura 6: La enzima RDA del arroz forma 3-OH-p-apo-13-carotenonain vitro.La incubaciónin vitrode RDA expresada de forma heterogénea (una dioxigenasa de escisión de carotenoides del arroz) con all-trans-3-OH-p-apo-10'-carotenal da lugar a all-trans-3-OH-p-apo-13-carotenona. La naturaleza del producto se confirmó mediante comparación con un estándar sintético auténtico, usando HPLC y LC-MS. Es posible que el all-trans-3-OH-p-apo-10'-carotenal no sea un producto final, sino un producto intermedio de una vía metabólica.

[0106] Figura 7: La 3-OH-p-apo-13-carotenona es un metabolito natural (I). A: Usando un patrón sintético, los presentes inventores optimizaron la separación por HPLC y la detección por LC-MS de la 3-OH-p-apo-13-carotenona. La detección se realizó mediante monitorización de reacciones múltiples (MRM) usando las transiciones seleccionadas 275/173, 275/257 y 275/239. B: Se detectaron las mismas señales correspondientes a la 3-OH-p-apo-13-carotenona en el extracto total de raíces de arroz.

[0108] Figura 8: La 3-OH-p-apo-13-carotenona es un metabolito natural (II). Para obtener una señal más clara y enriquecida, se fraccionó el extracto total de raíces de arroz usando una columna SPE de sílice. La fracción A (A) eluida con hexano/acetato de etilo 10:90 mostró una señal clara de 3-OH-p-apo-13-carotenona que estaba ausente en la fracción B (B), que contenía las impurezas y se obtuvo con metanol/acetato de etilo 10:90 como segundo eluyente.

[0110] Figura 9: Representación esquemática de los sistemas radiculares típicos que se encuentran en la mayoría de las dicotiledóneas y monocotiledóneas.

[0112] Figura 10: El tratamiento con 3-OH-p-apo-13-carotenona aumenta el número de raíces coronarias en el arroz. Las semillas del cultivar ‘Dongjin’ se pregerminaron en agua durante 2 días y luego se transfirieron a papeles de filtro colocados en placas de Petri que contenían medio líquido Murashige y Skoog (MS) de concentración media. Los cultivos se incubaron a 24 °C durante una semana. A continuación, las plántulas se cultivaron hidropónicamente en una disolución nutritiva Hoagland modificada de concentración media que contenía diferentes concentraciones de 3-OH-p-apo-13-carotenona durante dos semanas en el invernadero. El medio se cambió dos veces por semana y los datos se registraron 2 semanas después del tratamiento.

[0113] (Figura 10A) Número de raíces de corona de plántulas de arroz 2 semanas después del tratamiento. Cada valor representa la media de 10 plántulas. La barra de error indica el error estándar. Los asteriscos indican una diferencia significativa con respecto al tratamiento simulado mediante la prueba de latde Student (*P< 0,05; **P< 0,01). (Figura 10B) Fotografías de las raíces de las plántulas de arroz 2 semanas después del tratamiento. Obsérvese el aumento del número de raíces de corona en las muestras tratadas con 3-OH-p-apo-13-carotenona (Apo).

[0114] IAA: ácido indolacético (control positivo) aplicado a una concentración de 1 pM. Apo: p-apo-13-carotenona. Las concentraciones aplicadas se muestran en pM.

[0115] Figura 11: Biomasa de raíces y brotes de plántulas de arroz tratadas con 3-OH-p-apo-13-carotenona. Se cultivaron plántulas de una semana de edad del cultivar ‘Dongjin’ hidropónicamente en una disolución nutritiva Hoagland modificada de concentración media que contenía diferentes concentraciones de 3-OH-p-apo-13-carotenona durante dos semanas en invernadero. El medio se cambió dos veces por semana. Tras dos semanas, se recogieron por separado las raíces y los brotes y se secaron en una incubadora a 80 °C durante 3 días. Las muestras secas se pesaron usando una balanza Mettler Toledo. Cada valor representa la media de 10 plántulas. La barra de error indica el error estándar. Los asteriscos indican una diferencia significativa con respecto al tratamiento simulado mediante la prueba de latde Student (*P< 0,05; **P< 0,01). IAA: ácido indolacético (control positivo). Apo: b-apo-13-carotenona. Las concentraciones aplicadas se muestran en pM.

[0116] Figura 12A: El tratamiento con 3-OH-p-apo-13-carotenona aumenta el número de raíces adventicias derivadas del hipocótilo de forma dependiente de la concentración (plantas de 14 días). Para una mejor resolución, véase la Figura 12B.

[0117] Figura 12B: El tratamiento con 3-OH-p-apo-13-carotenona aumenta el número de raíces adventicias derivadas del hipocótilo. (A) Las plántulas de Arabidopsis (col-0) de 4 días de edad se transfirieron a placas que contenían 3-OH-papo-13-carotenona en las concentraciones indicadas y se cultivaron durante 10 días. Las flechas rojas indican las raíces adventicias en el hipocótilo (B) Número medio de raíces adventicias. Las semillas se germinaron en medio / MS con sacarosa al 0,5 % (pH 5,7) y se cultivaron durante 4 días en la oscuridad. Las barras de error representan las medias ± S.E. Los asteriscos indican diferencias significativas calculadas usando la prueba de latde Student estándar (*P < 0,005, ** < 0,001).

[0118] Figura 13: El tratamiento con 3-OH-p-apo-13-carotenona aumenta el número de raíces adventicias derivadas de las hojas (explantes de hojas de plántulas de 12 días). IAA: ácido indolacético (control positivo)

[0119] Figura 14: El tratamiento con 3-OH-p-apo-13-carotenona deArabidopsisaumenta el número de raíces laterales de forma dependiente de la concentración (plantas de 14 días). 0-5 pM corresponde a diferentes concentraciones de 3-OH-p-apo-13-carotenona sintética. Puri corresponde a 3-OH-p-apo-13-carotenona sintética tras la purificación por HPLC. IAA: ácido indolacético (control positivo)

[0120] Figura 15: El tratamiento combinado con 3-OH-p-apo-13-carotenona y auxina deArabidopsistiene un efecto sinérgico sobre la densidad de las raíces laterales. Se aplicaron 3-OH-p-apo-13-carotenona y auxina (ácido indol-3-acético) a concentraciones de 2,5 pM y 100 nM, respectivamente. Las semillas de Arabidopsis (Col-0) se germinaron en placas / MS (con sacarosa al 0,5 %) que contenían uno de los compuestos por separado y ambos compuestos juntos, y se cultivaron en un periodo de 16 horas de luz/8 horas de oscuridad, a 22 °C durante 9 días. El gráfico representa tanto la densidad real como el porcentaje. *P < 0,05; prueba de latde Student; **P < 0,05; prueba de latde Student. Figura 16: El tratamiento con 3-OH-p-apo-13-carotenona deArabidopsisaumenta la longitud de la raíz primaria. Las semillas de Arabidopsis (Col-0) se germinaron en placas / MS (con sacarosa al 0,5 %) que contenían 3-OH-p-apo-13-carotenona y se cultivaron en un periodo de 16 horas de luz/8 horas de oscuridad, a 22 °C durante 9 días. *P<0,05; prueba de latde Student; **P<0,05; prueba de latde Student. Se aplicó 3-OH-p-apo-13-carotenona a una concentración de 2,5 pM.

[0121] DESCRIPCIÓN DETALLADA INTRODUCCIÓN

[0122] Se proporcionan detalles adicionales sobre las diferentes realizaciones descritas, resumidas y reivindicadas en el presente documento. Se describen métodos de uso, compuestos y composiciones.

[0123] La nomenclatura de los compuestos carotenoides es generalmente conocida en la técnica.

[0124] La promoción del crecimiento de las plantas es generalmente conocida en la técnica. Véanse, por ejemplo, las publicaciones de patente de EE.UU. n.22010/0179061; 2012/0172623; 2010/0331189; 2011/0088128. Véase también, por ejemplo, L. M. Srivastava, Plant Growth and Development: Hormones and Environment, 2002. Véase también, por ejemplo, la patente de EE.UU. n.° 8.980.795.

[0126] En esta solicitud se muestran fórmulas químicas. Las fórmulas describen y abarcan en general todas y cada una de las configuraciones estereoquímicas, ya sean enantiómeros o diastereómeros, a menos que se especifique lo contrario.

[0128] MÉTODO DE USO

[0130] Una realización proporciona un método que comprende promover el crecimiento de al menos una planta con el uso de una cantidad eficaz de al menos una composición que comprende una cantidad eficaz de al menos un compuesto que está representado por la estructura (IV) o por A-B-C, en donde B es un resto de polieno bivalente, A es un resto monovalente, tal como se define en la reivindicación 1, unido a B por un anillo de ciclohexeno o ciclohexano, en donde el anillo tiene al menos un sustituyente unido al anillo por un átomo de oxígeno, y C es un resto monovalente, tal como se define en la reivindicación 1, y unido a B por un grupo carbonilo.

[0132] A continuación se describen con más detalle los compuestos y composiciones que son objeto del método de uso.

[0133] COMPUESTOS

[0135] En una realización, un compuesto, que puede fabricarse y usarse mediante los métodos descritos en el presente documento, puede representarse mediante A-B-C, en donde B es un resto de polieno bivalente, A es un resto monovalente unido a B mediante un anillo de carbono de seis miembros, en donde el anillo tiene al menos un sustituyente unido al anillo mediante un átomo de oxígeno, y C es un resto monovalente unido a B mediante un grupo carbonilo.

[0137] Los grupos polieno, ya sean oligoméricos o poliméricos, son generalmente conocidos en la técnica. Véase, por ejemplo, la referencia 10; o Anslyn, Dougherty, Modern Physical Organic Chemistry, 2006, Capítulo 17 sobre materiales electrónicos orgánicos, por ejemplo. Los polienos pueden comprender dobles enlaces conjugados etilénicamente insaturados, tales como en los grupos poliacetileno oligoméricos o poliméricos. Los polienos pueden estar conjugados de forma extensa o completa. Se puede entender que la cadena de polieno tiene una cadena principal con sustituyentes opcionales, que sustituyen al hidrógeno. La cadena de polieno puede estar sin sustituir o sustituida. Por ejemplo, un grupo alquilo, tales como un grupo alquilo C<1>-C<6>, tal como un metilo o un etilo, puede sustituir a un hidrógeno. En otro ejemplo, un grupo alcoxi, tal como metoxi o etoxi, puede sustituir al hidrógeno. El resto de polieno puede ser una cadena totalmente hidrocarbonada, ya sea sustituida o no sustituida.

[0139] En una realización, el resto de polieno bivalente B es un resto hidrocarbonado sin heteroátomos. En otra realización, el resto de polieno bivalente B es un resto hidrocarbonado C<4>-C<20>sin heteroátomos. En otra realización, el resto de polieno bivalente B es un resto hidrocarbonado C<5>-C<10>sin heteroátomos.

[0141] En una realización, el resto de polieno bivalente B puede representarse mediante el resto bivalente -[(CHRa=CHRb)x]-en donde x es el número de dobles enlaces en el resto de polieno B (por ejemplo, x es 2-10, o x es 2-4, o x es 3), y Ra y Rb pueden ser, independientemente, hidrógeno o sustituyentes opcionales, tales como un hidrocarburo, tal como un grupo alquilo, tal como metilo. Por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente, un grupo alquilo, tal como un grupo alquilo C<1>-C<6>, tal como un metilo o un etilo, puede sustituir a un hidrógeno en el polieno. El sustituyente puede ser un hidrocarburo que comprenda solo carbono e hidrógeno y que esté libre de un heteroátomo, tal como oxígeno o nitrógeno. En otro ejemplo, un grupo alcoxi, tal como metoxi o etoxi, puede sustituir al hidrógeno. Los dobles enlaces de los fragmentos (CHRa=CHRb) pueden ser una mezcla de cis y trans, o pueden ser todos trans.

[0143] En una realización, el fragmento de polieno bivalente B tiene de dos a diez dobles enlaces. En otra realización, el fragmento de polieno bivalente B tiene de dos a cuatro dobles enlaces. En una realización, el fragmento de polieno bivalente B tiene tres dobles enlaces que pueden ser tres dobles enlaces conjugados.

[0145] En una realización, los dobles enlaces del resto de polieno bivalente B están en una configuración totalmente trans.

[0146] En una realización, el resto de polieno bivalente B es un resto hidrocarbonado C<7>con un sustituyente metilo y sin heteroátomos representado por:

[0149]

[0152] Para el resto monovalente A, se conocen en la técnica anillos de carbono de seis miembros, ya sean saturados o insaturados, incluyendo anillos de fenilo, ciclohexano, ciclohexadieno y ciclohexeno. Más particularmente, el resto ionona con un único anillo de ciclohexeno es particularmente conocido en la técnica de los carotenoides. En una realización, el resto monovalente A consiste en un único anillo de ciclohexeno. El anillo de ciclohexeno puede ser del tipo p o £, tal como se conoce en la técnica de los carotenoides, tal como se muestra a continuación:

[0155]

[0157] En otra realización, el anillo de ciclohexeno del resto monovalente A tiene un doble enlace en conjugación con un doble enlace del resto de polieno B. En otra realización, el resto monovalente A es un resto C<6>-C<12>. En otra realización, el resto monovalente A es un resto C<9>.

[0158] En otras realizaciones, para el resto monovalente A, el sustituyente es un resto hidroxilo, cetona, epoxi, alcoxi o poliéter. En otra realización, el sustituyente es un resto hidroxilo.

[0159] En una realización, el compuesto está representado por:

[0162]

[0164] en donde RO- es el sustituyente y R puede ser, por ejemplo, hidrógeno (RO- es entonces un sustituyente hidroxilo), un grupo alquilo tal como un grupo alquilo C<1>-C<12>(RO- es entonces un sustituyente alcoxi), o un grupo monovalente que comprende un resto éter, tal como RO-R- o RO-RO-R-, en donde R es un grupo alquilo monovalente C<1>-C<12>o un grupo alquileno bivalente C<1>-C<12>(RO- es entonces un sustituyente poliéter).

[0165] En una realización, el resto monovalente A puede representarse por la fórmula X:

[0168]

[0170] En otra realización, el resto monovalente A puede representarse por la fórmula XX:

[0171]

[0173] En las fórmulas X y XX, Ri y R<2>pueden ser, independientemente, por ejemplo, hidrógeno o un grupo alquilo, tal como un grupo alquilo C<1>-C<6>, o un grupo alquilo C<1>-C<3>, incluido metilo. En una realización, R<1>y R<2>son cada uno metilo. En las fórmulas X y XX, R<3>y R<4>pueden ser, independientemente, por ejemplo, hidrógeno o un grupo alquilo, tal como un grupo alquilo C<1>-C<6>, o un grupo alquilo C<1>-C<3>, incluido el metilo. En una realización, R<3>y R<4>son cada uno hidrógeno. Alternativamente, R<3>y R<4>pueden ser un grupo cetona o un grupo que comprende oxígeno.

[0174] En las fórmulas X y XX, R<5>y R6 pueden ser, independientemente, por ejemplo, hidrógeno, un resto monovalente que comprende oxígeno, tal como hidroxilo o carboxilo, o un grupo alquilo, tal como un grupo alquilo C<1>-C<6>, o un grupo alquilo C<1>-C<3>, incluido metilo. En una realización, R<5>es hidroxilo y R6 es hidrógeno. En una realización, la estereoquímica de R<5>y R6 y el anillo de ciclohexano puede representarse por:

[0177]

[0179] en donde R<5>es RxO- y R6 es hidrógeno, y Rx puede ser hidrógeno.

[0180] En una realización, el resto monovalente A se representa por:

[0183]

[0185] En las fórmulas X y XX, R<7>, R8 y R<9>pueden ser, independientemente, por ejemplo, hidrógeno o un grupo alquilo, tal como un grupo alquilo C<1>-C<6>, o un grupo alquilo C<1>-C<3>, incluido el metilo. En una realización, para la fórmula X, R<7>y R8 son hidrógeno y R9 es metilo.

[0186] En otras realizaciones, el resto monovalente A puede comprender uno o más restos de carbonilo cíclicos, tal como se muestra, por ejemplo, en la siguiente estructura:

[0189]

[0191] En una realización, para la fórmula X, R<7>y R8 están presentes como una cetona y R<9>es metilo.

[0192] En otras realizaciones, el resto monovalente A puede comprender uno o más restos epoxi cíclicos, tal como se muestra, por ejemplo, en la siguiente estructura, que tiene un anillo de ciclohexano:

[0193]

[0195] o, mostrando una configuración estereoquímica para el grupo epoxi:

[0198]

[0200] El resto monovalente C unido a B por un resto de carbonilo se representa por -C(O)-R, donde R es un grupo alquilo o un grupo ácido carboxílico.

[0201] En una realización, el resto monovalente C unido a B por un resto de carbonilo se representa como -C(O)-R, en donde R es un grupo metilo. En una realización, C se representa por:

[0204]

[0206] Las combinaciones de A, B y C descritas en el presente documento pueden incluir todas las combinaciones de A, B y C que el hombre o la naturaleza pueden sintetizar.

[0207] Una realización particular puede representarse por:

[0210]

[0212] Otra realización particular puede representarse por:

[0215]

[0217] En una realización, el resto de polieno bivalente B tiene de dos a diez dobles enlaces, y en donde el resto monovalente A comprende un anillo de ciclohexeno, y el anillo de ciclohexeno tiene un doble enlace en conjugación con un doble enlace del resto de polieno B, y en donde el resto monovalente C unido a B por un resto de carbonilo se representa como -C (O)-R, en donde R es un grupo alquilo.

[0218] En otra realización, el resto de polieno bivalente B tiene de dos a cuatro dobles enlaces, y en donde el resto monovalente A es un resto C<6>-C<12>, y en donde el resto monovalente C unido a B por un resto de carbonilo está representado por -C(O)-R, en donde R es un grupo alquilo, en donde R es metilo.

[0219] En otras realizaciones, el compuesto que está representado por A-B-C puede estar representado por la estructura Z:

[0222]

[0225] en donde S<1>puede ser un grupo alquilo o ácido carboxílico; en donde S<2>puede ser un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; en donde S<3>puede ser un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; y en donde S<4>puede ser un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH. En una realización, S<1>, S<2>, S<3>y S<4>son metilo. En otra realización, S<1>, S<2>, S<3>y S<4>no son metilo. En la estructura Z, el resto -OH puede estar estereoquímicamente por encima o por debajo del anillo de ciclohexeno.

[0227] En otras realizaciones, el compuesto representado por una de las siguientes estructuras (I) - (VIII):

[0230]

[0231]

[0233] En otra realización, el compuesto es 3-OH-p-apo-13-carotenona.

[0234] MÉTODO DE FABRICACIÓN DEL COMPUESTO

[0235] Los compuestos inventivos pueden aislarse de la naturaleza o fabricarse sintéticamente. Se pueden usar métodos conocidos en la técnica para aislar el compuesto de fuentes naturales. Los métodos de preparación se incluyen en, por ejemplo, la publicación de patente de EE.UU. 2009/0264681.

[0236] COMPOSICIÓN

[0237] Los compuestos inventivos pueden usarse solos o también combinados con uno o más ingredientes para formar composiciones o formulaciones. Por ejemplo, la composición puede adaptarse a un mecanismo de administración concreto. Se pueden usar aditivos, compuestos activos y disolventes adicionales según sea apropiado para una aplicación y una velocidad de administración concretas. Las composiciones pueden comprender, consistir esencialmente en o consistir en el compuesto activo para la regulación del crecimiento de las plantas junto con uno o más compuestos o materiales adicionales.

[0238] La formulación de reguladores o promotores del crecimiento de las plantas es conocida en la técnica. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. n.° 5.837.653; las publicaciones de patente de EE.UU. 2015/0087508 y 2015/0011392. Se pueden usar tipos conocidos de adyuvantes, incluyendo, por ejemplo, uno o más vehículos, disolventes o agentes tensioactivos. Estos pueden ser adyuvantes de formulación aceptables para la agricultura.

[0239] Las formulaciones pueden incluir, por ejemplo, polvos pulverizables (DP), polvos solubles (SP), gránulos solubles en agua (SG), gránulos dispersables en agua (WG), polvos humectables (WP), gránulos (GR) (de liberación lenta o rápida), concentrados solubles (SL), líquidos miscibles en aceite (OL), líquidos de volumen ultrabajo (UL), concentrados emulsionables (EC), concentrados dispersables (DC), emulsiones (tanto aceite en agua (EW) como agua en aceite (EO)), microemulsiones (ME), concentrados en suspensión (SC), aerosoles, suspensiones en cápsulas (CS) y formulaciones para el tratamiento de semillas. El tipo de formulación elegido en cada caso dependerá del fin concreto previsto y de las propiedades físicas, químicas y biológicas del compuesto activo. Véase, por ejemplo, Manual on Development and Use of FAO Specifications for Plant Protection Products, 5.a Edición, 1999.

[0240] Además, las composiciones pueden ser líquidos, disoluciones, emulsiones y similares. Si se usan emulsiones, pueden estar presentes partículas caracterizadas por un tamaño medio de partícula. El compuesto activo puede dispersarse en la partícula, y la partícula puede incluir, por ejemplo, polímeros. Se pueden usar métodos de encapsulación. Por ejemplo, en una realización, el compuesto es un primer compuesto, y la composición comprende además al menos un segundo compuesto diferente del primero y que también es un regulador del crecimiento vegetal (PGR). Las cantidades molares o en peso relativas de los dos componentes pueden adaptarse para encontrar cantidades eficaces y efectos sinérgicos. En un caso, el primer compuesto puede estar presente en una cantidad molar o en peso mayor en comparación con el segundo, mientras que en otro caso el primer compuesto puede estar presente en una cantidad molar o en peso menor en comparación con el segundo. En algunos casos, los dos compuestos pueden estar presentes en cantidades molares o en peso sustancialmente iguales. Más concretamente, la relación molar o en peso entre el primer y el segundo compuesto puede ser, por ejemplo, de 9:1 a 1:9, o de 8:1 a 1:8, o de 7:1 a 1:7, o de 6:1 a 1:6, o de 5:1 a 1:5, o de 4:1 a 1:4, o de 3:1 a 1:3, o de 2:1 a 1:2, o de 1,5:1 a 1:1,5, o de 1,2:1 a 1:1,2, o aproximadamente 1:1.

[0241] Ejemplos de reguladores del crecimiento vegetal que pueden formularse en la composición incluyen, por ejemplo, auxinas, fitocininas (CK), giberelinas (GB), ácido abscísico (ABA) y etileno.

[0242] Otros reguladores del crecimiento vegetal incluyen, por ejemplo, brassinoesteroides, ácido salicílico, jasmonatos, hormonas peptídicas vegetales, poliaminas, óxido nítrico (NO), estrigolactonas y karrikinas.

[0243] En una realización, el compuesto es un primer compuesto, y la composición comprende además al menos un segundo compuesto diferente del primero que también es un regulador del crecimiento vegetal, en donde el segundo compuesto es, por ejemplo, auxina, fitocinina, giberelina o etileno.

[0244] En una realización, el compuesto es un primer compuesto, y la composición comprende además al menos un segundo compuesto diferente del primero que también es un regulador del crecimiento vegetal, en donde el segundo compuesto es auxina.

[0245] En una realización, la composición se presenta en forma de líquido a 25 °C.

[0246] En una realización, la composición comprende además al menos un disolvente o al menos un sistema disolvente que incluye un sistema disolvente acuoso. En una realización, la composición comprende además agua. En una realización, el agua es el único disolvente usado. La composición disolvente puede formularse para una aplicación particular. Por ejemplo, las concentraciones pueden variar, pueden usarse codisolventes y pueden incluirse aditivos. CANTIDAD EFICAZ DE COMPOSICIÓN Y COMPUESTO

[0247] Un experto en la materia puede adaptar la cantidad de la composición usada para una aplicación particular. Además, un experto en la materia puede adaptar la cantidad del compuesto usado en la composición para una aplicación particular. Estas cantidades pueden denominarse "cantidades reguladoras del crecimiento de las plantas". Las cantidades pueden ser, más específicamente, eficaces para un ejemplo particular de crecimiento vegetal, tal como la promoción de las raíces o la germinación de semillas.

[0248] La concentración eficaz del compuesto en la composición puede estar en el intervalo nanomolar o micromolar. En una realización, la concentración eficaz del compuesto en la composición está en el intervalo de, por ejemplo, 0,01 pM a 50 pM, o 0,01 pM a 25 pM, o 0,5 pM a 50 pM, o 0,1 pM a 10 pM, o 0,5 pM a 2,5 pM. Alternativamente, el compuesto puede estar en una concentración de 0,01 ppm a 100 ppm, o de 0,1 ppm a 10 ppm. La composición puede usarse en cantidades eficaces y puede aplicarse a dosis eficaces. La frecuencia del tratamiento puede adaptarse para un tratamiento eficaz. Pueden llevarse a cabo tratamientos únicos o múltiples.

[0249] El resto de la composición puede ser el adyuvante o adyuvantes, tales como el vehículo o vehículos, el disolvente o disolventes y el agente o agentes tensioactivos.

[0250] PLANTAS

[0251] Se puede usar una amplia variedad de plantas en los métodos inventivos descritos en el presente documento, incluyendo una amplia variedad de monocotiledóneas y dicotiledóneas. Las clases, subclases, órdenes, familias, géneros, especies y variedades no están particularmente limitadas. En particular, cualquier planta que tenga un sistema radicular puede ser objeto de la promoción de raíces descrita en el presente documento. El tipo de sistema radicular presente no está particularmente limitado. La edad de la planta no está particularmente limitada, pero la planta puede estar en una forma más joven, tal como una plántula.

[0252] Se pueden usar cereales y plantas relacionadas, incluyendo diversos tipos de arroz, tales como el arroz de grano largo, medio y corto. Se pueden usar plantas de Arabidopsis y plantas relacionadas. Se pueden usar caña de azúcar, maíz, pimiento y tomate. Las composiciones se pueden usar en cepas particulares de estas y otras plantas del reino vegetal, incluidas diferentes partes de las plantas.

[0253] EFECTOS Y RESULTADOS DEL MÉTODO DE USO

[0254] Los compuestos descritos en el presente documento pueden tener una variedad de efectos y resultados cuando se usan como se describe en el presente documento. Por ejemplo, pueden determinar la formación de flores, la floración temprana, los tallos, las hojas, la caída de las hojas y el desarrollo y la maduración de los frutos. Además, pueden dar forma a la planta, afectando al crecimiento de las semillas, el momento de la floración, el sexo de las flores, la senescencia de las hojas y los frutos. También pueden, por ejemplo, afectar a qué tejidos crecen hacia arriba y cuáles hacia abajo, a la formación de las hojas y al crecimiento de los tallos, al desarrollo y la maduración de los frutos, a la longevidad de las plantas e incluso a la muerte de las mismas.

[0255] Los compuestos, composiciones y métodos pueden usarse en métodos tales como la propagación de plantas, incluyendo métodos de esqueje, injerto, micropropagación y cultivo de tejidos. Los compuestos y composiciones pueden usarse como compuestos de enraizamiento.

[0256] Los compuestos, composiciones y métodos pueden usarse para influir en la germinación y la latencia de las semillas. Una realización es también un material de propagación de plantas tratado con una composición como la descrita en el presente documento. El "material de propagación de plantas" puede ser, por ejemplo, cualquiera y todas las partes generativas de la planta, tales como semillas, que pueden usarse para la multiplicación de esta última, y materiales vegetativos de plantas, tales como esquejes y tubérculos. En particular, pueden mencionarse las semillas, raíces, frutos, tubérculos, bulbos y rizomas.

[0257] Los métodos para aplicar principios activos al material de propagación vegetal, especialmente a las semillas, son conocidos en la técnica e incluyen, por ejemplo, métodos de aplicación por pulverización, recubrimiento, encapsulación, peletización y remojo del material de propagación. El tratamiento puede aplicarse a la semilla en cualquier momento entre la cosecha de la semilla y la siembra de la misma o durante el proceso de siembra. La semilla también puede prepararse antes o después del tratamiento. El compuesto o las composiciones descritos en el presente documento pueden aplicarse opcionalmente en combinación con un recubrimiento o tecnología de liberación controlada, de modo que el compuesto se libere con el tiempo.

[0258] La composición de la presente invención puede aplicarse antes o después de la emergencia. Convenientemente, cuando la composición se usa para regular el crecimiento de plantas de cultivo, puede aplicarse antes o después de la emergencia, pero preferiblemente después de la emergencia del cultivo. Cuando la composición se usa para promover la germinación de semillas, puede aplicarse antes de la emergencia. La composición puede aplicarse a las hojas.

[0259] Realizaciones excluyentes:

[0260] En algunas realizaciones para los tipos de compuestos, el compuesto 3-OH-p-apo-13-carotenona puede excluirse de una lista más amplia de compuestos. Por ejemplo, este compuesto puede excluirse de las realizaciones para una composición, o de las realizaciones para un método, o de las realizaciones para una lista de compuestos.

[0262] EJEMPLOS DE TRABAJO

[0264] Se proporcionan otras realizaciones en los ejemplos de trabajo no limitativos que se describen a continuación.

[0266] En el curso del trabajo sobre los CCD del arroz, se investigó la actividad de la enzima codificada porOs09g0321200,a la que se puede referir como RDA (la enzima biosintética de estrigolactona del arroz CCD8b codificadapor Os01g0746400muestra alrededor de un 39 % de homología con RDA a nivel de aminoácidos). Al igual que la CCD8 (véase la Figura 5, recuadro, y la breve descripción de la Figura 5), la RDA no escinde carotenoides intactos, sino apocarotenoides que pueden producirse bien por la actividad de otras dioxigenasas de escisión de carotenoides, bien de forma no enzimática, es decir, por especies reactivas de oxígeno (13).In vitro,la enzima mostró una especificidad de sustrato más amplia con respecto a los apocarotenoides de configuración all- trans. La mejor actividad se observó con 3-OH-p-apo-10'-carotenal, un sustrato que fue convertido por la enzima en 3-OH-p-apo-13-carotenona (Figura 6), un compuesto que no ha sido descrito como producto o metabolito de la CCD vegetal. Sin embargo, el 3-OH-p-apo-13-carotenona es similar a la d'orenona (p-apo-13-carotenona), un compuesto que se ha demostrado que bloquea el crecimiento de las puntas de los pelos radiculares, aunque a altas concentraciones (16), y que puede ser producido por las enzimas CCD8in vitro(1). Cabe mencionar que la presencia de d'orenona (p-apo-13-carotenona) en las plantas tampoco se ha confirmado aún.

[0268] Para confirmar que la 3-OH-p-apo-13-carotenona es un metabolito natural de las plantas, se estableció un protocolo de LC-MS basado en el monitoreo de reacciones múltiples (MRM) (Figura 7). Usando este protocolo, se demostró que la 3-OH-p-apo-13-carotenona es un metabolito vegetal natural presente en las raíces del arroz (Figura 8), pero también en los brotes del arroz y en Arabidopsis (no se muestra). Usando un patrón marcado con deuterio, también se determinaron las cantidades de este compuesto en arroz y Arabidopsis. Los resultados mostraron que la 3-OH-p-apo-13-carotenona se encuentra en cantidades de decenas a cientos de nanogramos por gramo de material vegetal liofilizado, dependiendo del tejido y la especie vegetal.

[0270] Las raíces son el órgano vegetal responsable del anclaje y la absorción de agua y nutrientes. Por lo tanto, la arquitectura de las raíces es un componente importante para determinar la aptitud de las plantas, y el rendimiento y la producción de los cultivos (14). Las raíces de las plantas se originan a partir del radical que ya se establece durante la embriogénesis y que crece hasta la raíz primaria (PR). Las gimnospermas y las dicotiledóneas tienen un sistema radicular denominado alorrícico, en el que la raíz primaria forma una raíz central gruesa, llamada raíz pivotante, y desarrolla raíces laterales (LR). Normalmente, la raíz pivotante se mantiene durante todo el ciclo de vida, a diferencia de las monocotiledóneas, en las que el sistema radicular derivado de la PR es de corta duración y solo es importante en las plántulas. Las funciones de la raíz son entonces ejercidas por un sistema radicular diferente, el sistema radicular fibroso o sistema homorrícico, que proviene de las raíces nacidas del tallo, también llamadas raíces adventicias (AR) (21). Las AR siempre se originan de forma posembrionaria a partir de tejidos distintos de la raíz primaria, es decir, brotes, tallos u hojas. En el trigo, el arroz y otros cereales, las raíces posembrionarias que nacen de los brotes se denominan raíces de corona (RC) o, en el caso del maíz, raíces de apoyo (5) (Figura 9).

[0272] Las RA también se desarrollan de forma natural en muchas especies dicotiledóneas, tales como las fresas, que se propagan vegetativamente, y pueden inducirse, tanto en monocotiledóneas como en dicotiledóneas, ya sea por ciertos cambios ambientales, tales como inundaciones y transiciones de luz a oscuridad, o por la aplicación de hormonas. La capacidad de los esquejes y los explantes para desarrollar raíces adventicias se aprovecha en horticultura y silvicultura para la producción masiva de plantas clonadas (para una revisión, véase (5)).

[0274] Las plantas modifican la arquitectura de sus raíces en función de las condiciones de crecimiento y la disponibilidad de nutrientes y agua. En deficiencia de fosfato, las plantas aumentan la relación raíz-tallo y, en muchos casos, desarrollan un sistema radicular menos profundo con raíces primarias más cortas, pelos radiculares más densos y raíces laterales más numerosas y largas. Esta arquitectura radicular proporciona un mejor acceso al fosfato, que suele acumularse en la parte superior del suelo, una estrategia denominada "búsqueda de alimento en la capa superior del suelo" (12; 14), mientras que las raíces más profundas mejoran el crecimiento en condiciones de sequía (14).

[0276] El análisis de la expresión del gen del arrozOs09g0321200 (RDA)mostró niveles de transcripción relativamente altos en las raíces. Por lo tanto, se comprobó si el producto enzimático de RDA 3-OH-p-apo-13-carotenona está presente en este tejido. Usando análisis LC-MS, se confirmó que la 3-OH-p-apo-13-carotenona es un metabolito natural que se encuentra en las raíces del arroz, pero también en los tejidos verdes. Los presentes inventores también detectaron este compuesto en las raíces y brotes de Arabidopsis.

[0278] Basándose en la posibilidad de que la 3-OH-p-apo-13-carotenona pueda desempeñar un papel en el desarrollo de las plantas, se investigó el impacto de este compuesto en las raíces del arroz. Para ello, se cultivaron plántulas de arroz de forma hidropónica y se trataron con diferentes concentraciones de este compuesto. Como se muestra en las Figuras 10A y 10B, el tratamiento con el compuesto provocó un aumento evidente del número de raíces de corona en concentraciones micromolares. Este aumento dio lugar a un incremento de alrededor del 30 % en la biomasa de raíces y brotes (Figura 11).

[0279] Las plantas dicotiledóneas no desarrollan raíces de corona, pero pueden producir raíces adventicias que se originan en los tallos, de forma similar a las raíces de corona, o en otros tejidos no radiculares. Por lo tanto, se comprobó si la p-apo-13-carotenona también puede inducir la formación de raíces adventicias en la planta modeloArabidopsis thaliana.Como se muestra en las Figuras 12A y 12B, el compuesto ejerció una clara inducción sobre el número de raíces adventicias derivadas del hipocótilo que suelen surgir espontáneamente después de la transición de la oscuridad a la luz. La actividad más alta, alrededor de un 50 % de aumento, se obtuvo con concentraciones de 2,5 |uM (Figuras 12A y 12B). Se obtuvieron resultados similares con raíces adventicias derivadas del hipocótilo inducidas por heridas (no se muestra). Además, el tratamiento con 3-OH-p-apo-13-carotenona condujo a un aumento notable (duplicación) en el número de raíces adventicias derivadas de las hojas (Figura 13). Además, el tratamiento con el compuesto con 2,5 |uM del compuesto aumentó claramente el número de raíces laterales (Figura 14).

[0280] Para garantizar que la actividad biológica observada se debe a la 3-OH-p-apo-13-carotenona y no a una posible contaminación con un compuesto diferente que pueda estar incluido durante la síntesis orgánica, se usó HPLC para aislar 3-OH-p-apo-13-carotenona de alta pureza y se aplicó el compuesto purificado.

[0281] Como se muestra en la Figura 14, se detectó un aumento en el número de raíces laterales similar al observado anteriormente. Este resultado demuestra claramente que los efectos promotores del crecimiento observados en estos experimentos son ejercidos por la 3-OH-p-apo-13-carotenona.

[0282] También se investigó el posible efecto de combinar 3-OH-p-apo-13-carotenona con auxina. Como se muestra en la Figura 15, el tratamiento simultáneo con ambos compuestos mostró efectos sinérgicos expresados por una duplicación de la densidad de raíces laterales, mientras que el tratamiento único con 3-OH-p-apo-13-carotenona y auxina solo causó un aumento de alrededor del 20 % al 30 %, respectivamente.

[0283] También se investigó el efecto del compuesto sobre la longitud de la raíz primaria. Se observó un aumento pequeño pero significativo tras el tratamiento con este compuesto (Figura 16).

[0284] El compuesto también mostró efectos promotores del crecimiento y una floración temprana en experimentos de invernadero.

[0285] REFERENCIAS CITADAS:

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Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un método que comprende promover el crecimiento de al menos una planta con el uso de una cantidad eficaz de al menos una composición que comprende una cantidad eficaz de al menos un compuesto que se representa por la estructura (IV):

o por A-B-C, en donde

B es un resto de polieno bivalente,

A es un resto monovalente que comprende un anillo de carbono de seis miembros y está unido a B por el anillo de carbono de seis miembros, en donde el anillo de seis miembros tiene al menos un sustituyente que comprende un átomo de oxígeno, en donde el sustituyente está unido al anillo de seis miembros por el átomo de oxígeno, y C es un resto monovalente que comprende un resto de carbonilo que tiene la estructura -C(O)-R unido a B por el grupo carbonilo, en donde R es un grupo alquilo o un grupo ácido carboxílico.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el resto de polieno bivalente B es un resto hidrocarbonado C<4>-C<20>sin heteroátomos, preferiblemente en donde el resto de polieno bivalente B tiene tres dobles enlaces conjugados.

3. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde los dobles enlaces del resto de polieno bivalente B están en una configuraciónall-trans,preferiblemente en donde B está representado por:

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en donde el anillo de seis miembros es un anillo insaturado.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el anillo de seis miembros es un anillo de fenilo, un anillo de ciclohexano, un anillo de ciclohexadieno o un anillo de ciclohexeno.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde el resto monovalente A comprende un anillo de ciclohexeno, y el anillo de ciclohexeno tiene un doble enlace en conjugación con un doble enlace del resto de polieno B.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 -6, en donde en el resto monovalente A, el sustituyente es un resto hidroxilo, cetona, epoxi, alcoxi o poliéter, preferiblemente en el que el resto monovalente A está representado por:

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde C está representado por:

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde el compuesto está representado por la estructura Z:

en donde Si es un grupo alquilo o ácido carboxilico; en donde S<2>es un grupo alquilo, ácido carboxilico o -CH<2>OH; en donde S<3>es un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; y en donde S<4>es un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH, en donde opcionalmente S<1>, S<2>, S<3>y S<4>son cada uno metilo.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 -9, en donde el compuesto está representado por:

en donde RO- es el sustituyente y R puede ser hidrógeno, un grupo alquilo, preferiblemente un grupo alquilo C<1>-C<12>, o un grupo monovalente que comprende un resto éter, preferiblemente RO-R- o RO-RO-R-, en donde R es un grupo alquilo C<1>-C<12>monovalente o un grupo alquileno C<1>-C<12>bivalente.

11. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 -10, en donde el compuesto es 3-OH-p-apo-13-carotenona.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde el compuesto es un primer compuesto, y la composición comprende además al menos un segundo compuesto diferente del primero y que también es un regulador del crecimiento vegetal, en donde opcionalmente el segundo compuesto es auxina, fitocinina, giberelina o etileno.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde la composición comprende además al menos un compuesto que es diferente del compuesto representado por la estructura (IV) o A-B-C y que facilita la administración del compuesto representado por la estructura (IV) o A-B-C para promover el crecimiento de al menos una planta.

14. Una composición para promover el crecimiento de al menos una planta, comprendiendo la composición

(i) al menos un compuesto representado por la estructura (IV):

o por A-B-C, en donde

B es un resto de polieno bivalente,

A es un resto monovalente que comprende un anillo de seis miembros y está unido a B por el anillo de carbono de seis miembros, en donde el anillo tiene al menos un sustituyente que comprende un átomo de oxígeno, en donde el sustituyente está unido al anillo por el átomo de oxigeno, y

C es un resto monovalente que comprende un resto de carbonilo que tiene la estructura -C(O)-R unido a B por un grupo carbonilo, en donde R es un grupo alquilo o un grupo ácido carboxílico; y

(ii) al menos un compuesto que es diferente del compuesto (i) que facilita la administración del compuesto (i) para promover el crecimiento de al menos una planta.

15. Un compuesto representado por la estructura Z:

en donde Si es un grupo alquilo o ácido carboxílico; en donde S<2>es un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; en donde S<3>es un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH; y en donde S<4>es un grupo alquilo, ácido carboxílico o -CH<2>OH, con la condición de que S<1>, S<2>, S<3>y S<4>no sean metilo.