[发明专利]改善植物抗旱性的果胶酯酶

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强植物抗旱性的方法。所述方法包括破坏所述植物中一个或多个基因的表达。与没有被处理以破坏所述一个或多个基因表达的植物相比，所述植物显示改善的抗旱性。还提供了可以通过根据本发明的方法获得的植物和植物产品。

背景技术

非生物胁迫，例如干旱、盐度、极端温度、化学毒性和氧化胁迫都是农业的威胁，并且其是全世界作物损失的主要原因(Wang等，(2003)Planta 218(1)1-14)。

本领域中，一些报道可用于处理非生物胁迫的生物化学、分子和遗传学背景(Wang等，(2003)Planta 218(1)1-14或Kilian等(2007)Plant J 50(2)347-363)。用于处理非生物胁迫的植物改良通常是基于保护和保持细胞组分的功能和结构的基因操作。然而，由于对非生物胁迫条件的遗传复杂反应，这样的植物似乎更难控制和工程化。Wang(Wang等，(2003)Planta 218(1)1-14)，特别地提及工程化的策略之一依靠使用一个或几个基因，所述基因参与信号传导和调控途径、或编码引起功能和结构性保护物例如渗透物和抗氧剂的合成的途径中存在的酶、或编码赋予耐逆性的蛋白质。

尽管已经报道了在提供非生物胁迫抗性植物方面的改善，但是以其为基础的遗传复杂机制的性质提供了进一步改善该领域的持续的需要。例如，据报道由于发育和生理失衡，基因转化的抗旱植物通常可能显示更慢的生长和减少的生物量(Serrano等，(1999)J Exp Bot 50:1023–1036)，因此，与没有转化的植物相比具有显著的适合度代价(Kasuga等，(1999)Nature Biot.Vol.17；Danby and Gehring(2005)Trends in Biot.Vol.23 No.11)。

为了在胁迫条件下获得植物生长，提出了一些生物技术方法。例如，WO03/020015中公开了对盐胁迫的抗性增强的植物。该文件公开了利用9-顺式-环氧类胡萝卜素加双氧酶核苷酸和多肽而抗盐胁迫的转基因植物。

在例如US2009/0144850、US 2007/0266453和WO 2002/083911中公开了抗旱性增强的植物。US2009/0144850描述了由于DR02核酸的表达改变而显示耐旱表型的植物。US 2007/0266453描述了由于DR03核酸的表达改变而显示耐旱表型的植物，并且WO 2002/083911描述了由于在保卫细胞中表达的ABC转运体的活性降低而具有对干旱胁迫的抗性增强的植物。另一个实例是Kasuga和合著者(1999)的工作，其描述了在正常生长条件下，转基因植物中编码DREB1A的cDNA的过表达活化许多胁迫抗性基因的表达，导致对干旱、盐负荷和严寒的抗性改善。然而，DREB1A的表达也引起在正常生长条件下严重的生长迟缓(Kasuga(1999)Nat Biotechnol 17(3)287-291)。仍然需要用于增强对非生物胁迫(尤其是如干旱的非生物胁迫)的抗性的新的、可替代的和/或另外的方法。

本发明的一个目的是提供增强植物抗旱性的新方法。如果在低的水可利用性/干旱的条件下生长，与没有接受根据本发明的方法的植物相比，这样的植物例如有可能生产更多生物量和/或更多作物和其衍生的植物产品。

发明内容

在第一个方面，本发明提供一种用于生产具有与对照植物相比改善的抗旱性的植物的方法，其包括破坏植物、植物原生质体或植物细胞中功能性果胶酯酶蛋白质的表达的步骤，和可选择地再生所述植物，其中所述功能性果胶酯酶蛋白质包括具有与SEQ ID.No.2的氨基酸序列至少55％同一性的氨基酸序列。

所述功能性果胶酯酶蛋白质可以是如下蛋白质：当在具有被破坏的内源性果胶酯酶基因的拟南芥T-DNA插入系中表达时，其产生与其中所述功能性果胶酯酶蛋白质未表达、具有被破坏的内源性果胶酯酶基因的所述拟南芥T-DNA插入系的抗旱性相比抗旱性受损的植物。

在另一个方面，本发明提供一种用于生产具有与对照植物相比改善的抗旱性的植物的方法，所述方法包括破坏植物、植物原生质体或植物细胞中功能性果胶酯酶蛋白质的表达的步骤，和可选择地再生所述植物，其中所述功能性果胶酯酶蛋白质是由包含与SEQ ID.No.1的核酸序列具有至少60％同一性的核酸序列的核酸序列编码的。