植物抗病原体系统技术方案

总的来说，本发明专利技术涉及保护植物不受植物病原体且特别是不受真菌病原体。本发明专利技术特别提供了抑制植物中的病原体感染且改善对敏感植物的损害的多价方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】植物抗病原体系统提交数据本申请涉及且要求于2008年8月5日提交的美国专利申请号61/086，444的优先 权，所述专利的完整内容通过弓I用合并入本文。领域总的来说，本专利技术涉及植物不受植物病原体且特别是不受真菌病原体的保护。本专利技术特别提供了抑制植物中的病原体感染且改善对敏感植物的损害的多价方法。背景在本说明书中由作者参考的出版物的书目细节在说明书结束时按字母顺序收集。在本说明书中提及任何现有技术并非且不应视为承认或以任何形式暗示这个现 有技术构成任何国家中的共有一般知识的部分。由于通过植物病原体例如真菌病原体的感染的农作物损失是农业生产中的主 要问题，并且每年在杀真菌剂应用上花费数百万美元以制止这些损失(Oerke和Dehne， 2004)。需要鉴定用于处理通过病原体例如真菌感染的新抗微生物剂和策略。考虑到病原 体发展抗性的倾向，这是特别重要的。已进化出抗微生物肽以保护生物体不受病原体。它们的特异性在很大程度上依赖 于它们源于其的生物体，可能是由于由各种病原体置于这些生物体的进化压力。像这样，与 真菌病原体相比较，从哺乳动物物种中分离出的肽一般显示出针对细菌病原体更高程度的 活性，推测是由于来自细菌感染的更高风险。相比之下，由于由植物面对的真菌感染的更高 风险，植物抗微生物肽一般显示出更高的抗真菌活性。植物防御素代表一类抗微生物肽(由Lay和Anderson，2005综述)。存在具有不 同空间和时间表达模式和活性谱的广泛多样的防御素。这些肽的特异性的潜在机制仍是未知的，尽管推测涉及与质膜组分的相互作用。 因为膜透化是许多抗微生物肽的共同活性，并且各种细胞类型的膜组成是高度可变的，所 以特异性脂质的存在推测在某些情况下负责抗微生物肽的功效。特别地，细菌细胞的质膜 在外层中包含带负电荷的磷脂，而哺乳动物细胞则不是(Matsuzaki，1999)。这些带负电 荷的脂质可以与带正电荷的抗微生物肽相互作用。为支持这个假设，体外研究已证实带负 电荷的脂质的存在对于许多抗微生物肽的膜透化活性是重要的(Matsuzaki等人，1995 ； Matsuzaki，1999 ；Epand 等人，2006)。膜透化已暗示为关于某些植物防御素的作用机制，尽管透化机制仍未得到研究。 在植物防御素RsAFP2和DmAMPl的情况下，提出透化涉及在细胞表面上的特定受体。在质膜 中特异性鞘脂的存在也是这些防御素的活性所需的，可能作为结合位点(Thevissen等人， 2000 ；Thevissen 等人，2004 ；Thevissen 等人，2005 ；Ramamoorthy 等人，2007)。植物病原体诱导显著的植物产量损失，并且目前用于病原体控制的策略是昂贵的 且对环境潜在性损害的。考虑到改善农业生产经济的需要，需要新策略用于保护农业和观 赏上重要的植物不受一系列疾病，特别是真菌病。概述本文公开的是用于减少经由病原体例如真菌因子引起的对农作物和观赏植物的 损害的系统。传统控制方法涉及化学杀真菌剂的应用。这增加了农作物和花生产的成本。 依照本专利技术，鉴定了在植物防御素和蛋白酶抑制剂之间令人惊讶的协同作用，导致预防和 改善植物中的疾病状况的功效增加。 因此，本专利技术提供了用于保护植物不受与经由病原体感染相关的疾病的系统，该 系统包括给植物的细胞提供植物防御素和蛋白酶抑制剂或任一或两者的前体或功能同系 物、类似物、衍生物或其变体。在一个特定实施方案中，植物病原体是真菌。提及“植物”在 一个方面包括植物及其后代。因此，本专利技术尤其提供了用于保护植物不受经由真菌病原体感染和/或用于减少 真菌病原体相关疾病的严重度发生率的系统。该系统包括使用至少一种防御素和一种蛋白 酶抑制剂的组合的多价方法。出乎意料地，给定防御素和给定蛋白酶抑制剂对给定真菌病 原体的组合作用是协同的，即当它们在植物环境中组合时(至少)2种组分的抗病原体活性 大于蛋白酶抑制剂或防御素单独作用的抑制效应的总和。因此，本专利技术进一步提供了用于保护植物不受与经由病原体感染相关的疾病的系 统，该系统包括以协同有效量给植物的细胞提供植物防御素和蛋白酶抑制剂或任一或两者 的前体或功能同系物、类似物、衍生物或其变体，以减少经由病原体的感染。提及“系统”包括植物管理系统、方案和方法。如上所述，在一个特定实施方案中， 病原体是真菌病原体。提及“提供植物的细胞”包括从外源来源提供防御素和蛋白酶抑制剂，或从细胞内 提供两者或一种外源提供和一种细胞内提供。本专利技术进一步考虑了植物防御素和蛋白酶抑制剂或任一或两者的前体形式在制 造遗传修饰植物中的用途，所述遗传修饰植物对真菌感染较不敏感或显示出更少的真菌感 染相关损害。在一个实施方案中，存在用于保护农作物或观赏植物不受真菌病的系统，其包括 给植物提供植物防御素和蛋白酶抑制剂或其功能同系物、类似物或变体或等价物。在这个 实施方案中，与每种组分单独的组合分开效应相比较，由2种组分的真菌抑制程度被视为 协同的。在一个实施方案中，存在通过至少一种植物防御素例如NaDl或其抗真菌变体和 各种蛋白酶抑制剂中的至少一种的组合对镰刀菌属(Fusarium)物种的协同抑制，所述蛋 白酶抑制剂包括但不限于来自植物的半胱氨酸蛋白酶抑制剂或丝氨酸蛋白酶抑制剂例如 StPinlA(如美国专利号7，462，695中所述以前称为PotlA的马铃薯I型抑制剂)或牛胰蛋 白酶抑制剂I-P。对通过系统组分各自抑制分别敏感的任何真菌通过使用组合比单独使用 任一组分可以更有效地得到控制。本专利技术进一步提供了用于保护植物不受与经由真菌病原体感染相关的疾病的系 统。该系统包括给植物的细胞提供植物防御素和蛋白酶抑制剂或任一或两者的前体或功能 同系物、类似物、衍生物或其变体。本专利技术的多价方法包括包括协同作用的植物防御素和蛋白酶抑制剂。这些组分可 以通过重组方法在植物细胞内产生且任选从植物细胞输出或输入到植物细胞内。备选地， 组分可以局部地提供给植物细胞，例如以喷雾剂、气溶胶、粉剂的形式或作为肥料或植物食 物的部分。如上所述，在另外一个备选方案中，防御素或蛋白酶抑制剂之一通过重组方法提供，并且这些组分的另一种外源提供。本专利技术的另一个方面考虑了用于抑制真菌生长、复制、感染和/或维持的方法，该方法包括使真菌暴露于植物防御素和蛋白酶抑制剂的组合。再次，与由任一组分以用于组合暴露的相同剂量与真菌单独接触提供的抑制总和 相比较，在防御素和蛋白酶抑制剂的存在下的真菌抑制程度是协同的。如果可以显示每种组分单独地发挥针对真菌的抑制活性，或组合中的组分发挥协 同的组合抑制效应，那么真菌对经由系统的个体组分各自“的抑制是敏感的”。本专利技术延伸至系统组分对真菌细胞透性的作用的测量。采用可以鉴定其定位的物 质，无论是在真菌细胞内部还是外部。该物质在本文中特别被称为“透性指示剂化合物”。 透性指示剂化合物是其在细胞内部或外部的存在可以依靠具有可检测性质进行可检测测 量的化合物，所述可检测性质例如荧光、放射性标记、免疫学特征等。此外，透性指示剂化合 物是这样的化合物，其在正常条件下保持在细胞外，并且除非细胞透性已从细胞的正常生 理条件改变，否则将无法在细胞内检测出。原则上，透性的指示剂还可以是正常保留在细胞 内，仅在异常条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于保护植物不受与经由病原体感染相关的疾病的系统，所述系统包括给所述植物的细胞提供植物防御素和蛋白酶抑制剂或其任一或两者的前体或功能同系物、类似物、衍生物或变体。

【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：R·L·希斯，
申请(专利权)人：赫希玛有限公司，
类型：发明
国别省市：AU