[發明專利]植物多聚ADP核糖聚合酶抑制劑在改善植物性狀中的應用

有效

• 申請號: 201010202341.9
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN102283198A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 葛曉春;劉偉偉;劉財豐;張海磊
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: A01N37/44
• 分類號: A01N37/44;A01N37/18;A01P21/00;A01G7/06
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于植物生物學和農業技術領域，具體涉及植物多聚ADP核糖聚合酶抑制劑在改善植物性狀中的應用。

背景技術

干旱是我國主要的自然災害之一，干旱往往導致農作物的大規模減產，是限制農作物糧食產量的重要環境因素之一。為了減小干旱年份作物產量的損失，有效地利用有限的水資源，提高作物的抗旱性一直是農業科學技術研究的主要目標之一。抗旱育種目前主要是通過雜交育種或者轉基因育種培養抗旱品系來達到，目前我國在這方面已經投入大量資金，但見效較慢，而且對于每一個物種來說，由于植物生理形態差異以及種植條件差異，都需要投入相應的研究力量來展開研究，較為耗時耗力，因此發展抗旱育種上的新思路和新方法很重要(liu?et?al.，2006)。

強壯發達的根系可提高作物的吸水能力，降低干旱的危害，因此根系發達程度常作為抗旱性鑒定指標。根系發達程度如胚根數、根數、根干重、根長、根粗、根重、根的分布、密度、根冠比等可作為抗旱指標(景蕊蓮等，1995；張愛良等，1997)。除了吸收水分與營養外，根系還具有合成及分泌功能等。根系能分泌有機酸、酶、生物堿等物質，對土壤中礦物質、肥料的有效性產生深遠影響；能影響根際微生物的種類和數量；還能對土壤的重金屬離子以及其它有機污染物進行環境修復。

本發明提供了一類可以促進植物根系生長并增強抗旱能力的新物質3-AB及其類似物，它們是植物多聚ADP核糖化聚合酶[Poly(ADP?ribosyl)Polymerase]的抑制劑，3-AB處理后植物的冠根和側根生長旺盛，總根數增加，不僅如此，植株的生物量(鮮重)也同時增加了。對植物進行抗干旱能力測定還發現3-AB幫助植物提高了抗旱能力。3-AB的結構類似物具有相似活性。本發明可應用于農業生產上促進植物根系生長以及增強植物抗旱性，使用方便、效果明顯，應用前景廣闊。

發明內容

本發明的目的是提供植物多聚ADP核糖聚合酶抑制劑在改善植物性狀中的應用。

本發明所述的植物多聚ADP核糖聚合酶的抑制劑，包括：3-AB，BA等，所述改善植物性狀是指能夠促進植物根系生長并能提高植物對干旱逆境耐受性等。

本發明首先提供了一種小分子化學物質，它具有刺激植物側根生長的作用，其中文名為：3-氨基苯甲酰胺，英文名為：3-aminobenzamide，分子量為：136.15，該物質又可被簡稱為3-AB。

本發明提供這種物質處理植物的方法為：將所述抑制劑(如3-AB)配制成水溶液，在植物苗期時將所述抑制劑(如3-AB)加在培養液或培養基中，終濃度0.5mM-2mM，或者滴灌在植物根部周圍的土壤中，濃度約1mM-3mM，每隔4--6天滴灌一次，一段時間后(20-30天)觀察植物的根系，可以發現處理過的植物有明顯發達的根系(圖1，圖3，圖4)，不僅如此，苗期植物的地上部分以及地下部分的鮮重也有所增加(圖1，圖2)。

本發明還提供所述抑制劑(如3-AB)在提高植物抗干旱能力上的應用。具體如下：將植物(如擬南芥等)生長在土壤中，在植物移栽后施用所述抑制劑(如3-AB)的水溶液，濃度1.5-2.5mM，每隔4--6天施用一次，共3-5次，待植物長到一個月以后進行干旱實驗，發現經所述抑制劑(如3-AR)處理過的植物耐旱性明顯增強，干旱三周后未處理的植物幾乎已死亡，而處理的植物仍然存活。恢復澆水后，經處理的植物能很好恢復，而對照植物已經死亡(圖5)。

采用上述類似的處理方法，本發明還進一步發現3-AB的類似物BA(中文名：苯甲酰胺)等具有與3-AB相類似的促進側根生長的活性，這些類似物都為植物多聚ADP核糖聚合酶(PARP)的抑制劑，它們可能通過抑制PARP的活性來促進植物的根系生長(圖2)。

本發明所述3-AB溶液處理不同植物包括擬南芥、煙草、玉米等有最佳施用濃度，如擬南芥為1mM，煙草為2mM，玉米為1mM。

本發明中所采用的試驗植物僅為代表和應用舉例，本發明內容并不限于只應用于這些植物。還應注意，本發明所聲明的具有促根抗旱作用的物質包括一類可以抑制植物PARP活性的物質，無論這種抑制劑是目前已知的還是未知的。

使用者可以利用3-AB及其衍生物或者類似物來處理植物，獲得促側根增多和抗旱的效果，或者合成一種新的比現有物質成本更為低廉但結構或功能類似的物質來行使作用。在使用此物質時使用濃度和處理時期特別重要，如果濃度過高，可能有抑制生長的負作用，對于不同植物，最佳使用濃度會有差別；在對植物施用時應注意，使用時期不能已超過植物側根發育的最佳時期。

附圖說明