生物刺激素和生物保护肽及它们在农业中的用途制造技术

本发明专利技术涉及具有抗植物中的非生物胁迫和生物胁迫的生物刺激素和生物保护活性的新型经分离的肽，以及包含所述肽的组合物。优选地，根据本发明专利技术的肽来自西红柿(番茄)植物，并且以重组或合成的方式生产。还描述了所述肽和/或所述组合物在增加对植物中生物胁迫和/或非生物胁迫的抗性中的用途。物胁迫的抗性中的用途。物胁迫的抗性中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物刺激素和生物保护肽及它们在农业中的用途
[0001]本专利技术属于农业领域，更具体地，旨在促进植物的生长和生产率的农业过程。具体地，本专利技术涉及赋予对植物中非生物胁迫和生物胁迫(biotic stress)抗性的生物刺激素(biostimulant)和生物保护(bioprotective)活性的新型肽。
[0002]在农业领域中，促进植物的生长、健康和生产率是必要的。这些年来，为了应对和遏制生物胁迫(即，诸如病毒、细菌、真菌和大型生物体(包括线虫、昆虫和螨虫)的微生物的攻击)以及非生物胁迫(诸如为缺水、过热、极冷或高盐度)对植物和农作物造成的损害，农业技术已经开发了不同的方法。
[0003]传统上，通过使用肥料和农药以及引入物理土壤改良剂来控制植物中的生物胁迫和非生物胁迫。然而，如果这些产品过量使用或残留在环境中，则农用化学品的使用可能具有严重的长期环境后果，并且由于可食用部分中的有毒残留物对人类健康造成显著损害。此外，由于在病原体群体中出现了对它们的作用具有抗性的菌株，因此农作物保护产品可能随时间丧失其效力。
[0004]为了限制危险策略的使用，力图通过促进植物生长和抗逆性来提高农作物的生产率，已经作出了许多努力来开发和实施生态谨慎和可持续的方法。
[0005]美国专利US5,378,819、US5,883,076和US6,022,739描述了响应于由咀嚼昆虫引起的损伤或机械损伤而分离植物肽激素系统素(Systemin)、以及所述肽参与西红柿(Solanum lycopersicum)，(番茄)植物中的防御基因的激活。
[0006]系统素是一种长度为18个氨基酸的肽激素，位于被称为系统素前体(Prosystemin，ProSys)的200个氨基酸前体的羧基末端区域的末端。植物受伤后，前体系统素前体经历蛋白水解作用，该蛋白水解作用可能是由植酸酶(phytaspase)(枯草酶属的天冬氨酸特异性蛋白酶)介导的，该植酸酶可以释放系统素。这种肽被释放到质外体(apoplast)中，通过与膜受体SYR1的相互作用，该钛激活防御信号(Narv
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squez和Orozco
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rdenas,(2008)“Systemins and AtPeps:Defense
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related peptide signals”；In Induced plant resistance to herbivory(pp.313
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328).Springer,Dordrecht；Wang等,(2018)“The systemin receptor SYR1 enhances resistance of tomato against herbivorous insects”,Nature plants,4(3),152
‑
156)。
[0007]在生理条件下，系统素前体基因在植物的叶片、瓣和茎中，但不在根中以飞摩尔水平表达(Pearce G.et al.,(1991)“A polypeptide from tomato leaves induces wound
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inducible proteinase inhibitor protein”,Science,253(5022),895
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897；Narv
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squez,J.,和Ryan,C.A.,(2004)“The cellular localization of prosystemin:a functional role for phloem parenchyma in systemic wound signaling”,Planta,218(3),360
‑
369)。相反地，在机械损伤或由咀嚼昆虫攻击而引起的受伤的情况下，系统素前体基因增加其表达。
[0008]通过研究转基因植物的系统素编码基因的过表达或相同基因沉默，已经广泛地证实了在番茄植物防御机制中的系统素前体/系统素的作用。具体地，在系统素前体过表达后，在昆虫的肠中检测到了蛋白酶抑制蛋白的合成的增加，从而极大地降低了它们的消化
能力和随后的营养物的吸收(McGurl B.等,(1994)“Overexpression of the ProSystemin gene in transgenic tomato plants generates a systemic signal that constitutively induces proteinase inhibitor synthesis”,Proceedings of the National Academy of Sciences,91(21),9799
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9802)。相反地，系统素前体基因的表达不足导致蛋白酶抑制剂的产生在受伤后几乎被完全抑制，从而导致植物对烟草天蛾(Manduca sexta)幼虫的更大易感性(Orozco
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Cardenas等,(1993)“Expression of an antisense prosystemin gene in tomato plants reduces resistance toward Manduca sexta larvae”,Proceedings of the National Academy of Sciences,90(17),8273
‑
8276)。
[0009]最近的研究证实了组成性表达系统素前体基因的植物可以通过激活广泛的防御信号来抵御多种生物胁迫(Coppola M等,(2015)“Prosystemin overexpression in tomato enhances resistance to different biotic stresses by activating genes of multiple signaling pathways”,Plant molecular biology reporter,33(5),1270
‑
1285)。特别地，这些植物能够释放吸引食草昆虫的捕食者和拟寄生物的挥发性化合物的混合物，从而提高植物的间接防御(Corrado G.等,(2007),“Systemin regulates both systemic and volatile signaling in tomato plants”,Journal of chemical ecology,33(4),669
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681)，抵抗坏死性真菌(El Oirdi等,(2011)“Botrytis cinerea manipulates the antagonistic effects between immune pathways to promote 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种经分离的肽，所述经分离的肽由选自由以下构成的组的氨基酸序列构成：SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.23
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26以及至少8个氨基酸长度的SEQ ID NO.2的片段，并且所述经分离的肽具有抗植物中的非生物胁迫和生物胁迫的生物刺激素和生物保护活性，所述肽任选地在氨基末端处或羧基末端处与组氨酸尾缀合。2.根据权利要求1所述的经分离的肽，其中，所述片段选自由氨基酸序列SEQ ID NO.3
‑
9构成的组。3.根据权利要求1或2所述的经分离的肽，其中，所述氨基末端通过乙酰化改性、和/或所述羧基末端通过酰胺化改性。4.一种经分离的核酸序列，所述经分离的核酸序列编码根据权利要求1至3中任一项所述的肽。5.一种表达载体，所述表达载体包含根据权利要求4所述的核酸序列。6.一种宿主细胞，所述宿主细胞包含根据权利要求5所述的表达载体。7.一种用于制备根据权利要求1或2所述的肽的方法，所述方法包括在适当的条件下培养根据权利要求6所述的宿主细胞、且时间足以表达所述肽的步骤，并且任选地包括从培养物中回收所述肽的步骤。8.一种抗植物中的非生物胁迫和生物胁迫的生物刺激素和生物保护组合物，所述生物刺激素和生物保护组合物包括根据权利要求1至3中任一项所述的至少一种肽或他们的任意组合，以及至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗莎，
申请(专利权)人：马特利艾斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：