[发明专利]提高植物对低氧条件抗性的方法

说明书

本申请是发明人于2006年6月6日提交的题为“提高植物对低氧条件抗性的方法”的中国专利申请200680021382.X的分案申请。 

本发明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壤。本发明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。本发明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)、啶虫脒(acetamiprid)、噻虫啉(thiacloprid)、噻虫嗪(thiamethoxam)、可尼丁(clothianidin)和呋虫胺(dinotefuran)。特别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。 

背景技术

改造为胁迫耐受的植物为本领域所已知。植物细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WO04/090140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细胞的胁迫耐受性，所述核苷酸编码参与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细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壤中。 

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(WO 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一种选自新烟碱类的化合物。 

WO03/096811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细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壤的目的，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壤的穿透深度，或提高植物细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，或通过对植物或其细胞使用新烟碱类化合物。 

发明概述 

本发明的一个实施方案提供提高植物细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细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，特别 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)、烟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。 

在另一实施方案中，本发明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(包括土壤)的用途。 

本发明的另一实施方案提供用于提高植物细胞或植物对低氧或无氧条件耐受性的方法，其包括向植物细胞、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。