[发明专利]提高植物对环境应激的耐受性的方法和组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产具有提高的应激耐受性的植物的组合物和方法。

背景技术

环境非生物应激，包括干旱应激、寒冷应激、冰冻应激、热应激和盐度应激，是限制植物生长和生产力的主要因素。由这些应激引起的包括玉米、小麦和水稻的主要作物的作物损失和产量降低代表了意义重大的经济问题，并且还导致一些不发达国家的食物短缺。

应激耐受性植物的研发具有减少或解决这些问题中的至少一些问题的潜能。使用传统植物育种策略来产生新的呈现出对这些类型的应激的耐受性的植物系是缓慢的。缺乏足够的种质资源以及远缘相关植物物种之间的不相容性代表了常规育种中的重要问题。此外，导致对这些应激的耐受性的细胞过程是复杂的并且涉及细胞顺应的多重机理和各种代谢途径。这限制了传统育种和遗传工程方法开发应激耐受性植物的成功。鉴定涉及控制导致应激耐受性的复杂过程的基因和蛋白将是有益的。

涉及控制应激耐受性的基因表达的调控子，如转录因子，在植物的基因工程中特别有用，因为单个基因可以控制导致耐受性表型的基因的整个级联。此外，在上述不同类型的应激耐受性应答的许多方面中，有时候存在共同性。例如，提高冷或盐耐受性的基因也可以提高干旱应激耐受性。这在转录因子At CBF/DREB1(Kasuga等，1999 Nature Biotech 17：287-91)和空泡的焦磷酸酶AVP1(Gaxiola等，2001 PNAS 98：11444-19)的情况中已经得到了证实。

尽管已经鉴定了一些潜在有用的基因，但给予应激耐受性的植物基因的鉴定和克隆仍然是片段化的和不完整的。尽管推定应激诱导的蛋白在应激耐受性中具有一定的作用，但仍然缺乏证据，而且许多这样的应激应答基因的功能是未知的。

新西兰和其他国家夏季的干热天气条件对裸麦草的产量具有重要的影响。这一定是在乳场挤奶季的期间，并因此通过减少的奶产量或使用补充饲料和/或灌溉系统对乳制品生产的成本具有现实的影响。

在应激易感植物品种中鉴定出具有提供应激耐受性能力的基因将是有益的。应激耐受性作物的研发将提供许多优势，如提高产量和生产出可以在之前不合适的环境条件中栽培的植物。因此，对用于生产相对于栽培的对应物具有提高的应激耐受性的植物的组合物和方法存在着需求。

本发明的目的是提供用于研发如下植物品种的改进的组合物和方法，该植物品种对以下的至少一种应激(干旱、寒冷、冰冻、热和盐度)具有提高的耐受性，或至少给公众提供了一种有用的选择。

发明内容

在第一个方面中，本发明提供了用于生产对至少一种选自干旱、寒冷、冰冻、热和盐度的环境应激具有提高的耐受性的植物的方法，该方法包括用遗传构建体转化植物，该遗传构建体包括：

a)编码具有SEQ ID NO：1的氨基酸序列的多肽或多肽变体的多核苷酸，其中变体能够提高对至少一种选自干旱、寒冷、冰冻、热和盐度的环境应激的耐受性；

b)包含a)的多核苷酸的至少15个核苷酸长的片段的多核苷酸；或

c)包含a)的多核苷酸的至少15个核苷酸长的互补体的多核苷酸。

在可替换的方面中，本发明提供了用于生产对至少一种选自干旱、寒冷、冰冻、热和盐度的环境应激具有提高的耐受性的植物的方法，该方法包括用遗传构建体转化植物，该遗传构建体包括：

a)编码具有氨基酸序列SEQ ID NO：1的多肽或多肽变体的多核苷酸；

b)包含a)的多核苷酸的至少15个核苷酸长的片段的多核苷酸；或

c)包含a)的多核苷酸的至少15个核苷酸长的互补体的多核苷酸。

优选，a)中的变体编码能够提高对至少一种选自干旱、寒冷、冰冻、热和盐度的环境应激的耐受性的多肽。

在一个实施方案中，环境应激是干旱。

在进一步的实施方案中，环境应激是寒冷。

在进一步的实施方案中，环境应激是冰冻。

在进一步的实施方案中，环境应激是热。

在进一步的实施方案中，环境应激是盐度。

在进一步的实施方案中，变体与具有氨基酸序列SEQ ID NO：1的多肽具有至少50％的序列同一性。

在进一步的实施方案中，变体包含氨基酸序列：