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一种增强植物抗逆性的小分子化合物的制作方法

花匠小妙招
2024-11-12 22:49

一种增强植物抗逆性的小分子化合物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种增强植物抗逆性的小分子化合物。首次揭示小分子化合物AM1具备与ABA类似的生理活性，可显著增强植物对环境中广泛存在的非生物胁迫(常见的包括干旱，寒冷，盐碱，渗透压，热等)的耐受性，具有较高的应用价值。
【专利说明】一种增强植物抗逆性的小分子化合物

【技术领域】
[0001]本发明属于生物技术和植物学领域；更具体地，本发明涉及一种增强植物抗逆性的小分子化合物。

【背景技术】
[0002]脱落酸(Abscisic Acid,ABA)是平衡植物内源激素和有关生长活性物质代谢的关键因子，具有促进植物平衡吸收水、肥和协调体内代谢的能力，可有效调控植物的根/冠和营养生长与生殖生长，对提高农作物的品质、产量具有重要作用。通过施用ABA，可减少化学农药的施用量，在提高农产品品质等许多方面有着重要的生理活性作用和应用价值。除此之外，外源ABA能引起叶片气孔的迅速关闭，抑制蒸腾作用，可用于花的保鲜，或在作物幼苗移植栽培的运输过程中防止萎蔫；ABA还能控制花芽分化，调节花期，在花卉园艺上有很大的应用价值。ABA属纯天然的植物生长调节剂，可以提高作物在低温、干旱、春寒、盐溃、病虫害等不良生长环境中的生长素质及其结实率和品质，提高中低产田的单产产量，减少化学农药用量。ABA还可广泛应用于城市草坪、园林等绿化建设，应用于西部地区的节水农业、设施农业，生态植被的恢复重建，对于发展中国农业产业化意义重大。但是目前的瓶颈在于单纯的具有天然活性的(+)-ABA不稳定而人工合成难度较大，生产成本极高。由于昂贵的价格和活性上的差异，ABA —直未被广泛应用于农业生产，各国科学家都在寻找天然型ABA廉价生产的方法。
[0003]经过数十年的ABA信号研究,蛋白憐酸酶2C(Protein Phosphatases2C,PP2Cs)和SNFl 相关激酶亚家族2 (Subfamily2of the SNFl-related kinases, SnRK2kinases)已被确定为ABA受体下游信号枢纽。最近一类包含14个成员的START蛋白家族被确定为ABA受体，命名为 PYRl(Pyrabactin Resistancel)/ 类 PYRl (PYRl-like，PYL)受体(为了简便起见，以下简称为PYL受体)。ABA结合PYL受体增强了后者与某些特定的PP2C蛋白磷酸酶(包括ABI1，ABI2和HABl等)的结合能力，同时抑制了这些PP2C蛋白磷酸酶的活性，继而激活了下游的SnRK2蛋白激酶，从而激活了后续的应激反应。最近的结构研究表明PYL受体和PP2C蛋白磷酸酶形成了 ABA的共受体，并且确定了与ABA感知和信号相关的保守机制。
[0004]Park,S.Y.et al.〈Abscisic acid inhibits type2C protein phosphatases viathe PYR/PYL family of START proteins>Science324,1068-71 (2009)提到小分子化合物pyrabactin具有类似ABA的功能,但其生理活性较ABA要低一个数量级,且只能结合少数几个PYL受体，主要在种子萌发阶段起ABA类似物作用，并不能增强植物苗期和成熟期的耐旱性，农业生产上的应用价值低。
[0005]因此，本领域有必要进一步开发ABA替代产品，一旦找到这样的小分子化合物，其所产生的经济效益、社会效益和环境效益都将十分显著。

【发明内容】

[0006]本发明的目的在于提供廉价且具备脱落酸(Abscisic Acid，ABA)活性的天然脱落酸替代物。
[0007]在本发明的第一方面，提供一种式(I)化合物或其盐的用途，用于增强植物抗逆性或用于制备增强植物抗逆性的农用制剂，

【权利要求】
1.一种式(I)化合物或其盐的用途，用于增强植物抗逆性或用于制备增强植物抗逆性的农用制剂；
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的抗逆性为ABA参与的非生物胁迫抗性。
3.如权利要求2所述的用途，其特征在于，所述的ABA参与的非生物胁迫抗性为耐旱性、耐寒性、耐盐碱、耐渗透压或耐热性的至少一种。
4.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的植物为含有PYR/PYL家族ABA受体的植物。
5.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述的植物包括但不限于:十字花科植物，茄科植物，禾本科植物。
6.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的植物包括但不限于:拟南芥、烟草、白菜、油菜、番爺、辣椒、小麦、7K稻、大麦、玉米、高粱、燕麦、黑麦、甘鹿、棉花、大豆、舌甘菜、向日葵。
7.一种增强植物抗逆性的方法，其特征在于，给植物施用式(I)化合物或其盐:
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的抗逆性为ABA参与的非生物胁迫抗性。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的ABA参与的非生物胁迫抗性为耐旱性、耐寒性、耐盐碱、耐渗透压或耐热性的至少一种。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的植物为含有PYR/PYL家族ABA受体的植物。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的植物包括但不限于:十字花科植物，茄科植物，禾本科植物。
12.如权利要求7所述的用途，其特征在于，所述的植物包括但不限于:拟南芥、烟草、白菜、油菜、番茄、辣椒、小麦、水稻、大麦、玉米、高粱、燕麦、黑麦、甘蔗、棉花、大豆、甜菜、向日葵。
13.一种农用制剂，其特征在于，所述农用制剂包括:式(I)化合物或其盐；以及农业上可接受的载体；
14.如权利要求13所述的农用制剂，其特征在于，式(I)化合物或其盐在农用制剂中的含量是1-500 μ M ;较佳地为5-200 μ M ;更佳地为20-100 μ M ;和 / 或所述的农业上可接受的载体包括:表面活性剂。
【文档编号】A01N43/42GK104170823SQ201310196346
【公开日】2014年12月3日申请日期:2013年5月23日优先权日:2013年5月23日
【发明者】曹民杰, 刘雪申请人:中国科学院上海生命科学研究院