一种改善木薯农艺性状的方法及其应用技术

本发明专利技术提供了ROS相关多肽及其编码的多核苷酸的用途，具体地，所述的ROS相关多肽及编码的多核苷酸可以用于改善木薯的农艺性状，尤其是延长木薯的生理性变质，抗旱和/或抗寒等。本发明专利技术还提供了一种改善木薯农艺性状的方法及其应用。

Method for improving agronomic characters of cassava and application thereof

The invention provides an application, ROS related polypeptide and its encoding polynucleotide specifically ROS related peptide and encoding the polynucleotide can be used to improve the agronomic traits of cassava, especially prolonged physiological deterioration of cassava, drought and / or cold. The invention also provides a method for improving the agronomic characters of cassava and its application.

【技术实现步骤摘要】
本申请是2011年11月18日提交的申请号为201110369895.2，专利技术名称为“一种改善木薯农艺性状的方法及其应用”的分案申请。
本专利技术涉及植物学领域，具体地，本专利技术涉及一种改善木薯农艺性状的方法及其应用。
技术介绍
随着全球化石能源需求的日益增加，能源紧缺是世界各国的面临的普遍难题，利用工业生物技术开展生物质液体燃料研发已经成为全球热点之一。木薯为大戟科(Euphorbiaceae)木薯属(Manihot)植物。木薯因其具有超常的光、热、水资源利用率，单位面积的生物能产量几乎高于其它所有的栽培作物，且具有适应范围广泛、块根淀粉率高等特性，在生物能源的开发和利用中占有非常重要的位置。利用荒山、荒地、沙土地等边缘地带开展木薯种植，可做到不与粮食争地，同时又有环境效益，符合生物能源与粮食生产和谐发展的长期战略，有利于保障国家的粮食安全。因此，木薯作为我国的重要能源植物，担负着年产50万吨燃料乙醇的任务，成为我国非粮淀粉型能源植物的首选之一。然而，木薯产业化面临的最大的瓶颈是采后块根的生理衰变。木薯收获之后必须在3天内加工，否则会发生采后生理衰变，导致块根褐化及腐烂，影响其加工及产品性能，同时也为淀粉加工企业带来了压力。每年由于采后块根的生理衰变导致的损失在收获量的5％以上，直接经济损失达2亿元以上。对于少量的储藏根，在收获后可通过立即封蜡、套袋或加工成干片来抑制生理性变质，但增加了原材料成本，因此不适用于规模化木薯加工企业。采收前两周对木薯的茎杆进行修剪可在一定程度上延缓储藏根的采后生理性变质，但会导致储藏根的食用品质和淀粉质量大大降低，限制了该方法的应用。此外，木薯能忍受一定的低温，但是在一定温度下，如10℃以下会发生生长缓慢，细胞和细胞膜损伤，器官衰老等变化。在极端的干旱条件下，发生叶片失水、萎蔫、甚至死亡等。至今，尚未有一种用于改善诸如：抑制木薯储藏根的采后生理性变质、抗旱、抗寒等农艺性状的方法，因此本领域迫切需要开发一种行之有效的能够良好改善木薯农艺性状的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改善木薯农艺性状的方法及其应用。本专利技术的另一目的在于提供一种具有改善生理性变质的植株。本专利技术的另一目的在于提供一种具有抗旱和/或抗寒的植株。本专利技术的另一目的在于提供于ROS相关的多肽或多核苷酸用于改善木薯农艺性状的用途。在本专利技术的第一方面，提供了一种分离的ROS相关多肽或其编码的多核苷酸的用途，其中，所述的ROS相关多肽或其编码多核苷酸为SOD、CAT、APX，或其组合，所述多肽或多核苷酸用于改善植物的农艺性状。在另一优选例中，所述组合为SOD和CAT的组合，或SOD和APX的组合；或SOD、CAT和APX三者的组合。在另一优选例中，所述的ROS相关多肽具有以下特征：所述的SOD多肽选自下组：(i-a)具有SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽；或(ii-a)由SEQ ID NO:2所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有SOD功能的由(i-a)衍生的多肽；所述的CAT多肽选自下组：(i-b)具有SEQ ID NO:6所示氨基酸序列的多肽；或(ii-b)由SEQ ID NO:6所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有CAT功能的由(i-b)衍生的多肽；所述的APX多肽选自下组：(i-c)具有SEQ ID NO:10所示氨基酸序列的多肽；或(ii-c)由SEQ ID NO:10所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有APX功能的由(i-c)衍生的多肽。在另一优选例中，编码ROS相关多肽的多核苷酸具有以下特征：所述SOD多肽的编码多核苷酸选自下组：(i)具有SEQ ID NO:1所示序列的多核苷酸；或(ii)具有与SEQ ID NO:1所示序列互补的多核苷酸；所述的CAT多肽的编码多核苷酸选自下组：(i)具有SEQ ID NO:5所示序列的多核苷酸；或(ii)具有与SEQ ID NO:5所示序列互补的序列的多核苷酸；所述的APX多肽的编码多核苷酸选自下组：(i)具有SEQ ID NO:9所示序列的多核苷酸；或(ii)具有与SEQ ID NO:9所示序列互补的序列的多核苷酸。在另一优选例中，所述的ROS相关多肽或其编码的多核苷酸是来源于大戟科(Euphorbiaceae)木薯属(Manihot)植物，更佳地来源于木薯。在另一优选例中，所述植物为大戟科(Euphorbiaceae)木薯属(Manihot)植物，更佳地为木薯。在另一优选例中，所述农艺性状选自下组：延长保质期；延缓生理性变质；提高抗旱能力；提高耐寒能力；或其组合。在本专利技术的第二方面，提供了一种改善木薯农艺性状的方法，所述方法包括：提高木薯中ROS相关多肽的表达或活性，所述ROS相关多肽为SOD、CAT、APX，或其组合。在另一优选例中，所述的组合为SOD和CAT的组合，或SOD和APX的组合，或SOD、CAT和APX三者的组合，并且：所述的SOD多肽选自下组：(i-a)具有SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽；或(ii-a)由SEQ ID NO:2所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有SOD功能的由(i-a)衍生的多肽；所述的CAT多肽选自下组：(i-b)具有SEQ ID NO:6所示氨基酸序列的多肽；或(ii-b)由SEQ ID NO:6所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有CAT功能的由(i-b)衍生的多肽；所述的APX多肽选自下组：(i-c)具有SEQ ID NO:10所示氨基酸序列的多肽；或(ii-c)由SEQ ID NO:10所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有APX功能的由(i-c)衍生的多肽。在另一优选例中，所述的农艺性状选自下组：延长保质期；延缓生理性变质；提高抗旱能力；提高耐寒能力；或其组合。在另一优选例中，所述方法包括步骤：(1)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有ROS相关多肽的编码序列；(2)将木薯的植物细胞或组织或器官与步骤(1)中的农杆菌接触，从而使所述ROS相关多肽的编码序列转入植物细胞，并且整合到植物细胞的染色体上；(3)选择已转入所述ROS相关多肽的编码序列的植物细胞或组织或器官；(4)将步骤(3)中的植物细胞或组织或器官再生成植株。在另一优选例中，所述的SOD多肽选自下组：(i-a)具有SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽；或(ii-a)由SEQ ID NO:2所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有SOD功能的由(i-a)衍生的多肽；所述的CAT多肽选自下组：(i-b)具有SEQ ID NO:6所示氨基酸序列的多肽；或(ii-b)由SEQ ID NO:6所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有CAT功能的由(i-b)衍生的多肽；所述的APX多肽选自下组：(i-c)具有SEQ ID NO:10所示氨基酸序列的多肽；或(ii-c)由SEQ ID NO:10所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有AP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离的ROS相关多肽或其编码的多核苷酸的用途，其中，所述的ROS相关多肽或其编码多核苷酸为SOD、CAT、APX，或其组合，其特征在于，所述多肽或多核苷酸用于改善植物的农艺性状。

【技术特征摘要】
1.一种分离的ROS相关多肽或其编码的多核苷酸的用途，其中，所述的ROS相关多肽或其编码多核苷酸为SOD、CAT、APX，或其组合，其特征在于，所述多肽或多核苷酸用于改善植物的农艺性状。2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述组合为SOD和CAT的组合，或SOD和APX的组合。3.如权利要求1或2所述的用途，其特征在于：所述的ROS相关多肽具有以下特征：所述的SOD多肽选自下组：(i-a)具有SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽；或(ii-a)由SEQ ID NO:2所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有SOD功能的由(i-a)衍生的多肽；所述的CAT多肽选自下组：(i-b)具有SEQ ID NO:6所示氨基酸序列的多肽；或(ii-b)由SEQ ID NO:6所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有CAT功能的由(i-b)衍生的多肽；所述的APX多肽选自下组：(i-c)具有SEQ ID NO:10所示氨基酸序列的多肽；或(ii-c)由SEQ ID NO:10所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的且具有APX功能的由(i-c)衍生的多肽。4.如权利要求3所述的用途，其特征在于，编码ROS相关多肽的多核苷酸具有以下特征：所述SOD多肽的编码多核苷酸选自下组：(i)具有SEQ ID NO:1所示序列的多核苷酸；或(ii)具有与SEQ ID NO:1所示序列互补的多核苷酸；所述的CAT多肽的编码多核苷酸选自下组：(i)具有SEQ ID NO:5所示序列的多核苷酸；或(ii)具有与SEQ ID NO:5所示序列互补的序列的多核苷酸；所述的APX多肽的编码多核苷酸选自下组：(i)具有SEQ ID NO:9所示序列的多核苷酸；或(ii)具有与SEQ ID NO:9所示序列互补的序列的多核苷酸。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，许佳，
申请(专利权)人：中国科学院上海生命科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31