提高植物非生物胁迫耐受性和/或生物量的方法以及因此产生的植物技术

提供了多核苷酸序列和使用其提高植物对非生物胁迫的耐受性和／或提高植物生物量，活力和／或产量的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
和背景本专利技术涉及提高植物中非生物胁迫耐受性和/或生物量的方法，更 特别地，涉及表达外源非生物胁迫耐受性基因的植物。非生物胁迫(也称为"环境胁迫")条件，如盐度，干旱，洪水， 次佳温度和有毒化学物质污染，对农业植物引起实质性的损害。大部 分植物已经进化出策略来保护它们自身以对抗这些条件。然而，如果 胁迫条件的严重程度和持续时间太大，对大多数作物的植物发育，生长和产量的影响是意味深长的。此外，大部分植物对非生物胁迫(ABS) 非常敏感，并因此需要用于商业作物产量的最佳生长条件。连续暴露 于胁迫引起植物代谢的主要改变，其最终导致细胞死亡，并且随后产 量损失。因此，尽管大范围的研究以及使用复杂而深入的作物-保护方以下和无述了示例性非生物胁迫条件的含S 。、与干旱相关的问题。干旱是一段时间的异常干燥天气，持续足够 长的时间以致产生了严重的水文不平衡(例如，作物损害，给水短缺 等)。而我们经历的大部分天气是短暂的，干旱是更渐进的现象，緩慢 占有区域和拉紧对时间的控制。在严重的情况中，干旱可以持续很多 年并对农业和水供给具有毁灭性的影响。随着发展中的人口和可用新 鲜水的慢性短缺，干旱不仅是农业中天气相关问题的数字，而且还列 为全部时间的主要自然灾难之一，不仅引起经济损失，而且引起人类 生命的失去。例如，由1988年的US干旱引起的损失超过S400亿元， 超过1992年飓风安德鲁，1993年的密西西比河洪水和1989年的旧金 山地震引起的损失。在世界的一些区域，干旱的情况更严重。在非洲 的Horn, 1984-1985年的干旱导致饥荒，使750,000人死亡。对于植物由低的水可用性引起的问题包括由细胞水分离引起的机 械应力。干旱还使植物变得更易患上各种疾病(Simpson (1981) "The Value of Physiological Knowledge of Water Stress in Plants"(植物中7Jc应 力的生理知识的价值)(Simpson, G. M.编辑)，Praeger, N. Y pp.235-265 )。除了对大部分否则全部作物太干旱的世界许多陆地区域，可用水 的过度使用和过度利用导致农业可用陆地的日益减少，该过程达到极 端将导致沙漠化。土壤中日益增加的盐累积进一步使问题复杂化，如 上所述，这增加了土壤中可用水的损失。与高盐水平相关的问题。五分之一公项的灌溉地受到盐的损害， 古代耕地社会群落下降的一个重要历史因素。预期这种情况只会恶化， 进一步降低可耕地的可用性和作物生产，因为最常见的五种粮食作物 (小麦，玉米，水稻，土豆和大豆)中没有一种可以耐受过度的盐。盐对植物的有害影响是导致渗透应力(与干旱胁迫相似)的缺水 的结果和过量钠离子对关键生化过程的影响。与水冻和干旱相同，高 盐导致缺水；高盐的存在使植物根部难以从其环境吸取水(Buchanan 等(2000 )在Biochemistry and Molecular Biology of Plants中,American Society of Plant Physiologists, Rockville, Md.)。因此土i裏盐度是决定 哪里植物可以茁壮成长的多个重要变量之一。在世界的许多部分，由 于天然的高土壤盐度，相当大的土地区域是无法耕作的。为了使该问 题更复杂，用于农业生产的土壤的盐化是主要依赖于农业的区域中的 重要且日益增加的问题。过度利用，过度施肥和水短缺使后者复杂化， 通常由气候改变和递增人口的需求引起。盐耐受性在植物生命周期的 早期特别重要，因为从土壤表面的蒸发引起向上的水移动，并且盐累 积在放置种子的上层土壤中。因此，发芽通常发生在比整个土壤分布 中平均盐水平高得多的盐浓度。与过度热相关的问题。许多作物的发芽对温度非常敏感。提高热 条件中发芽的基因对于种植于季节后期或热气候中的作物是有用的。 当蒸腾作用不足以克服热应力时，暴露于过度热的秧苗和成熟植物可 能经历热休克，其发生于各种器官中，包括叶子，特别是果实。热还 损害细胞结构，包括细胞器和细胞骨架，并损害膜功能。热休克可以产生全部 蛋白合成的降低，伴随热休克蛋白的表达。热休克蛋白作为伴侣蛋白 并涉及热变性的重折叠蛋白。热应力通常伴随低的水可用性的条件。将热自身看作相关的应力并增加由缺水条件引起的有害影响。蒸发的需求随着白天温度的提高呈现出接近指数增加，并可以导致高的蒸腾速度和低的植物水势。对花粉的高温损害几乎通 常结合干旱胁迫发生，很少在充分灌水的条件下发生。因此，分离热 和干旱胁迫对授粉的影响是困难的。结合的应力可以以新的方式改变 植物代谢；因此理解不同应力之间的相互作用对于通过遗传操作提高 应力耐受性的策略研发是重要的。与过度激冷条件相关的问题。术语"激冷敏感性，，用来描述在低温但 是高于冷冻温度产生的许多类型的生理损害。大部分热带来源的作物， 如大豆，水稻，玉米和棉花，容易受到激冷的损害。典型的致冷损害 包括萎蔫，坏死，萎黄或从细胞膜渗出离子。还没有完全理解激冷敏 感性的基础机理，但是可能涉及膜饱和度的水平和其他生理缺陷。例 如，光合作用的光抑制(由于高的光强度引起的光合作用的破坏)通 常发生在晚夏/秋夜冷之后的晴朗天气条件下。例如，激冷可以通过玉 米延迟的成熟导致产量损失和降低产品质量。生长差的另一个后果是 春天玉米地相当差的植被，通常导致水土流失，提高的杂草丛生和降 低的营养吸收。矿物质氮延迟的吸收还可能导致提高的硝酸盐流失至 地下水中。通过一些估算，激冷占美国(US)的金钱损失只在干旱和 洪水之后。缺水是许多植物胁迫的常见组成部分。当整个植物的蒸腾作用速 度超过水吸收时，植物细胞中发生缺水。除了干旱，其他胁迫，如盐 度和低温，产生细胞脱水(McCue和Hanson ( 1990 ) Trends Biotechnol. 8: 358-362 )。盐和干旱胁迫信号传导由离子和渗透体内平衡信号途径构成。盐 应力的离子方面通过SOS途径来发出信号，在该途径中钙-应答性 SOS3-SOS2蛋白激酶复合物控制离子转运者SOS1的表达和活性。 Xiong和Zhu ( 2002 ) Plant Cell Environ. 25: 131-139最近综述了调节 应答盐胁迫的离子体内平衡的途径。盐胁迫的渗透组成部分涉及与干旱和/或冷应力应答重叠的复杂植 物反应。Xiong和Zhu ( 2002 )上文最近综述了干旱、冷和盐胁迫应答的常 见特征。这些包括(a )在信号情况非常早的时候细胞质钙水平的瞬时改变(K n i g ht, (2000 ) Int. Rev. Cytol. 195: 269-324; Sanders等(1999 ) Plant Cell 11: 691-706 );(b) 通过促细胞分裂剂激活的和/或钓依赖性蛋白激酶(CDPK; 参见Xiong等，2002 )和蛋白磷酸酶(Merlot等(2001 ) Plant J. 25: 295-303; Tahtiharju和Palva ( 2001 ) Plant J. 26: 461-470 )的信号传导;(c) 应答应力的脱落酸水平的提高，该应力引发应答的子集 (Xiong等(本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高植物对非生物胁迫的耐受性的方法，所述方法包括在植物内表达编码多肽的外源多核苷酸，该多肽具有与ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：２，４，６，８，１０，１２，１３－５６，５８－６３，６６－１２１，１４１－１５６或１５７至少９０％同源的氨基酸序列，因此提高植物对非生物胁迫的耐受性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H卡奇，G罗南，R耶林，L拉比诺维克，
申请(专利权)人：伊沃基因有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]