[发明专利]正交配体激活的修饰的PYR/PYL受体

说明书

本发明提供了被正交配体激活的修饰的PYR/PYL受体。

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2013年3月14日提交的美国临时专利申请61/783,874的优先权的权益，其通过引用并入本文。

技术背景

气温上升和淡水供应减少是环境胁迫的两种形式，也称为非生物胁迫(abioticstress)，其降低了由农业生产的食品的量。非生物胁迫耐受性的一个关键调节剂是植物激素脱落酸(ABA)，其由植物响应各种非生物胁迫而合成并编排增强植物生存的适应性应答(Cutler,S.et al.,Annual Review of Plant Biology(2010)；Nambara,E.et al.,AnnualReview of Plant Biology 56:165-185(2005))。进行工程改造以具有增加的ABA敏感性的农作物植物显示了在干旱条件下提高的产量(Wang,Y.et al.,Plant J43:413-424(2005))。此外，向田野中的植物直接应用ABA或ABA类似物已经显示出提高的水利用效率(Hawkins,A.F.et al.,Plant Growth Regulators for Agricultural and Amenity Use(用于农业和城市美化用途的植物生长调节剂)(British Crop Protection Council)(1987)；Kreeb,K.H.et al.,Structural and Functional Responses to EnvironmentalStresses(对于环境胁迫的结构和功能反应)(Balogh Scientific Books)(1989))；然而，由于ABA复杂的生产工艺路线和高成本，其尚未成功商业化用于这种用途。

有趣的是，许多杀真菌剂和杀虫剂已显示未知机制的胁迫耐受性(stress-tolerance)“副作用”，并已被商业化用于胁迫耐受性用途，这表明对于控制胁迫耐受性的化学方法的强烈关注和公认需求(USA,Monsanto Technology)(2003)；Beckers,G.J.M.etal.,Current Opinion in Plant Biology(植物生物学的当前观点)10:425-431(2007)；Schulz,A.et al.,In US 2007/0124839 A1(USA,Bayer Crop Sciences)(2006))。这种关注的重要驱动力已促成以下事实，即近100年获得的玉米产量的剧增可以在很大程度上归因于新的高产玉米品种的非生物胁迫耐受性的提高(Duvick,D.N.et al.,Crop Science39:1622-1630(1999)；Tollenaar,M.et al.,Field Crops Research 75:161-169(2002)；Tollenaar,M.et al.,Crop Sci39:1597-1604(1999))。由于ABA被公认为是植物逆境生理学的关键植物激素调节剂，因此在调节农作物中ABA途径方面有强烈兴趣。控制ABA信号途径的一个可能的要点是受体蛋白，其在原则上允许ABA信号和胁迫耐受性的化学调节和基因调节两者。

最近，一个ABA受体的新家族，Pyrabactin抗性/PYR样(“PYR/PYL”)家族，被确定为ABA信号的调制剂(Park,S.Y.et al.,Science324:1068-1071(2009))。ABA受体PYL5的超表达赋予拟南芥(Arabidopsis)植物耐旱性(Santiago,J.et al.,The Plant Journal60(4):575-578(2009))，确认这个新受体家族作为控制植物胁迫耐受性的一个主要指标。但是，基因的超表达可具有不良产量的后果，这被称为“产量拖累(yield drag)”。产量拖累被认为由于胁迫耐受性途径的未经调节激活而发生，其与减缓生长相关并在正常条件下发生(即不存在干旱或其它胁迫源)。参见，D.W.,J Exp Bot 64(1):83-108(2013)。获得ABA信号传导的调节控制的一种方式是开发激活ABA受体的化学试剂(即激动剂)。这些可以在一旦干旱或其他胁迫条件发生时应用于植物，其允许在不利条件下进行选择性保护。这允许实现胁迫耐受性而在不理想的生长条件不降低产量的好处。