提高植物对低氧条件抗性的方法技术

本发明专利技术提供用于提高植物对低氧或无氧条件抗性的方法。这类方法可被用于促进植物根在生长培养基中或进入土壤中的穿透。本发明专利技术的方法可包括提供有胁迫耐受性基因的植物。可通过对植物使用化合物，包括新烟碱类化合物来获得相似的效应。

【技术实现步骤摘要】
本申请是专利技术人于2006年6月6日提交的题为“”的中国专利申请200680021382. X的分案申请。本专利技术提供用于提高植物对低氧或无氧条件抗性的方法。这类方法可用于促进植物根穿透生长培养基或土壌。本专利技术的方法可包括对植物基因组的修饰，所述修饰通过对植物提供外源胁迫耐受性基因或对应于这类外源基因的内源基因的胁迫耐受性变体。本专利技术的方法也可包括对植物或其生境，或对其细胞或种子使用新烟碱类化合物(neonicotinoid compound)，例如但不限于吡虫啉(imidacloprid)、烯啶虫胺 (nitenpyram)、ロ足虫脉(acetamiprid)、噻虫啉(thiacloprid)、噻虫嗪(thiamethoxam)、可尼丁(clothianidin)和呋虫胺(dinotefuran)。特別有效的新烟碱类化合物是包含氯吡啶(chloropyridine)侧链的新烟碱类化合物，例如吡虫啉、烯啶虫胺、啶虫脒和噻虫啉，特别是其在植物中的降解能够释放6-氯烟酸(6-chloronicotininc acid,6-CNA)的那些新烟碱类化合物，像例如吡虫啉和噻虫啉。植物或其生境也可直接用6-CNA处理。
技术介绍
改造为胁迫耐受的植物为本领域所已知。植物細胞和植物的胁迫耐受性可例如通过降低内源聚-ADP-核糖聚合酶(PARP)或聚(ADP-核糖)糖原水解酶(PARG)的活性或水平实现，其分别描述于WO 00/04173和W004/090140中。欧洲专利申请No. 04077624. 7描述了使用下述核苷酸序列例如在植物中过表达来实现植物和植物細胞的胁迫耐受性，所述核苷酸编码參与NAD补救合成途径和/或NAD 从头合成途径的酶。然而，这些文件均没有公开使用其中提到的胁迫耐受性基因在植物細胞和植物中获得对低氧或无氧条件的耐受性的可能性。它们也没有公开其中所述胁迫耐受性基因用于下述目的的用途允许植物的根系更深地穿透进入生长培养基或土壌中。除昆虫控制外，新烟碱类化合物在植物中其他目的的应用也是本领域已知的(W0 01/26468，WO 03/096811)。WO 01/26468公开了改善植物生长的方法，其包括向植物或其所在地应用至少ー 种选自新烟碱类的化合物。W003/096811描述了在下述地点的农学植物的产量和/或活力可以通过用新烟碱类化合物处理植物的种子来提高或改进，所述地点中虫害水平低于所指示的需要使用杀虫剂用于昆虫控制目的的水平。所述方法被认为适用于非转基因植物和具有外源基因的植物，所述外源基因编码经修饰的苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis) δ-内毒素蛋白质的产生。然而，这些文件均未描述为了提高植物細胞或植物对低氧或无氧条件的耐受性， 或允许植物的根系更深地穿透进入生长培养基或土壌的目的，将新烟碱类化合物用于植物的用途。因此，本领域仍未涉及增加植物根系或根进入生长培养基或土壌的穿透深度，或提高植物細胞或植物对低氧或无氧胁迫条件的耐受性的方法，所述方法如下文在不同的实施方案和权利要求中所述使用胁迫耐受性基因，或通过对植物或其細胞使用新烟碱类化合物。专利技术概述本专利技术的一个实施方案提供提高植物細胞或植物对低氧或无氧条件耐受性的新方法，所述方法包括向植物細胞或植物提供胁迫耐受性增强转基因，其中所述胁迫耐受性增强转基因选自-能够降低植物内源PARP基因表达的胁迫耐受性增强转基因，特别是其中所述转基因编码PARP抑制性RNA分子；-能够降低植物内源PARG基因表达的胁迫耐受性增强转基因，特別是其中所述转基因编码PARG抑制性RNA分子；或-编码烟酰胺腺嘌呤二核苷酸补救合成途径的植物功能酶的胁迫耐受性增强转基因，所述酶选自烟酰胺酶、烟酸盐/酯磷酸核糖基转移酶(nicotinate phosphoribosyltransferase)、畑酸单核苷酸腺嘌呤基转移酶或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸合成酶。在另ー实施方案中，本专利技术涉及这类胁迫耐受性增强转基因促进植物根穿透生长培养基(包括土壌)的用途。本专利技术的另ー实施方案提供用于提高植物細胞或植物对低氧或无氧条件耐受性的方法，其包括向植物細胞、植物，或将长成此类植物的种子或其生境使用有效量的新烟碱类化合物。在另ー实施方案中，本专利技术涉及这类化合物促进植物根穿透生长培养基(包括土壌)的用途。本专利技术还涉及用于提高植物細胞或植物对低氧或无氧条件耐受性的方法，包括将有效量的6-氯烟酸提供给所述植物的細胞的步骤。本专利技术还涉及6-CNA用于促进植物根穿透进入生长培养基中的用途。 附图说明图1 測量生长于琼脂溶液中的植物根深的測定法的示意图。用透明的或半透明的生长培养基C3)填充带有封ロ( 的容器(1)，所述生长培养基为例如0.4%的琼脂-水或0.7%的琼脂-水，其中可添加额外的测试化合物。向管中加入一粒预萌发的种子，并允许其生长三周。在垂直位置生长三周后，从培养基顶部到根的最低点測量植物的根深 ⑶。图2:拟南芥(Arabidopsis thaliana) cv. Col-Ο植物根深(mm)的箱状图示，所述植物与非转基因拟南芥植物(Col-O)相比包含转基因，所述转基因编码能够降低内源 PARP2基因表达的dsRNA分子。分析以下种群· Col-O 数据指示野生型拟南芥株系· 427-16 数据指示对强光胁迫条件具有弱耐受性的包含抗PARP2基因的拟南芥转基因株系· 427-20 数据指示对强光胁迫条件具有弱耐受性的包含抗PARP2基因的拟南芥转基因株系· 427-20 数据指示对强光胁迫条件具有中等耐受性的包含抗PARP2基因的拟南芥转基因株系该图左侧表示了各组值的代表性箱状图(或箱状图和须盒图)，所述值总结了以下的统计学測量-中位数-上四分位和下四分位数-最小和最大数据值。另外，在各组数值的右边，指示这些数值的均值和均值标准差。箱状图解释如下-箱自身包含中间50%的数据。箱的上缘(接合处)指出数据集的第75百分位数，下接合处指出第25百分位数。中间两个四分位数的范围已知为四分位数间距。-箱中的线指示数据的中位值。-须的末端指示最大和最小的数据值，存在异常值(outlier)的情况除外，在这种情况下须延伸至在1. 5倍四分位数间距的范围内最近的值点。图3 拟南芥cv. Col-O植物根深(mm)测量值的箱状示意图和均值标准差，所述植物包含转基因，所述转基因编码能够降低内源PARP基因表达的dsRNA分子。分析以下种群· Col-O 数据指示野生型拟南芥株系· 427-22 数据指示对强光胁迫条件具有高耐受性的包含抗PARP2基因的拟南芥转基因株系· 427-24 数据指示对强光胁迫条件具有低耐受性的包含抗PARP2基因的拟南芥转基因株系图4 拟南芥cv. C24植物根深(mm)测量值的箱状示意图和均值标准差，所述植物包含转基因，所述转基因编码能够降低内源PARP基因表达的dsRNA分子。分析了以下种群· C24 数据指示野生型拟南芥株系· 1599 数据指示对强光胁迫条件具有高耐受性的包含抗PARP2基因的拟南芥转基因株系· 1463 数据指示对强光胁迫条件具有中等耐受性的包含抗PARP2基因的拟南芥转基因株系· 1681 数据指示对强光胁迫条件具有中等耐受本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·梅茨拉夫，M·德布洛克，
申请(专利权)人：拜尔作物科学公司，
类型：发明
国别省市：