[發明專利]種子活力的調節

有效

• 申請號: 201380011632.1
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN104520312B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: W·E·芬奇薩維奇;K·莫里斯;G·C·貝克爾;T·G·布魯格金克;P·范登維金加德
• 申請（專利權）人: 先正達參股股份有限公司
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/82
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 傅宇昌

發明領域

本發明總體上涉及一種多核苷酸，該多核苷酸使得能夠調節種子活力、特別是提高種子活力，并且更特別地使得能夠修飾萌發速度。本發明還涉及包括所述多核苷酸的一種植物種子。另外，本發明中還提供了一種生產該植物種子的方法，用于改善植物種子、轉基因植物萌發和活力的方法，以及本發明的多核苷酸用于產生具有改善的萌發和活力特征的生長植物的種子的用途。本發明的植物特別地涉及蕓苔屬，更特別地甘藍。

發明背景

如由可從一個種子批次獲得的均一的可用的植物的數目定義的，種子質量在發達的園藝市場中已成為更重要的性狀。養育幼小植物在這些市場中是高技術活動，并且因此對于種子質量的需求是高的。對此需要可靠的和一致的高種子質量。在不利條件下的萌發也是一個重要的種子質量性狀。這意味著，對于種子品種的商業成功的一個需求是一致和強健的種子質量。然而，目前商業品種的種子質量不總是穩定的和可預測的。

種子質量參數受種子發育期間的母體環境條件高度影響。給定所需的種子體積和商業可行性，這些條件中僅有限的管理是可能的。因此，種子質量的一致性受母體條件的敏感度限制。研究已顯示母體環境可潛在地影響所有種子質量參數，包括在不利條件下的均一性和萌發。降低母體條件的影響將因此導致更一致的和強健的種子質量，這在發達的和發展中的市場中提供優勢。

可預測的和均一的幼苗建立對于生產可持續的和可營利的作物是必要的。對于這種可預測性的關鍵促成因素是種子的萌發性能，種子的萌發性能受種子休眠和活力的直接影響。休眠自身(在一般的可允許條件下沒有萌發)在許多作物種類上不被認為是實際問題，而低種子活力(實踐中差的種子性能)不僅大大影響所有作物中出苗的數目，還影響出苗的時機和均一性。這樣的影響對確定成本效率和所需投入的作物生產的許多方面具有重大影響，也對市場收益率有直接的作物特定影響(芬奇-薩維奇(Finch-Savage)，1995)。低種子活力可起因于許多類型的種子退化和損害，并且這具有極大商業意義。然而，在種子開始退化之前，其初始活力中也存在固有的區別，但是對此遺傳、分子和生理學基礎保持仍了解甚少。

已經鑒定了許多基因中的顯示具有改變的種子萌發性能的表型的突變，并且這些在發展我們對于管理萌發的現有了解中是有用的(由芬奇-薩維奇(Finch-Savage)和羅伊貝爾-梅茨格(Leubner-Metzger)，2006；霍爾茲沃思(Holdsworth)等人，2008a和2008b綜述)。然而，這些基因在野生型或作物種子中的相對影響是知之甚少的，并且未顯露將形成針對種子活力的辨別測試的基礎的清晰的候選者。在自然群體和作物基因型中可獲得實驗室誘發突變的遺傳變異的可替代來源。使用這種變異來鑒定與種子活力相關聯的QTL，并且然后影響這些性狀的候選基因可提供鑒定實際上重要的基因的途徑。

在西紅柿(富拉德(Foolad)等人，1999)、甘藍(貝特艾(Bettey)等人，2000，芬奇-薩維奇(Finch-Savage)等人，2005)以及擬南芥(格羅特(Groot)等人，2000，克列爾科斯(Clerkx)等人，2004)的一系列的種子活力性狀的數量遺傳分析中已利用了天然和作物植物變異。已在所有三個種類中鑒定了種子萌發速度QTL。在健康的未老化種子中，在萌發速度方面休眠和低種子活力之間的區別(如果存在)是未被了解的并且可具有相同的基礎(希爾霍斯特(Hilhorst)和圖羅普(Toorop)，1997)。在大部分情況下，例如在擬南芥中，生理休眠不是絕對的，但種子有條件地休眠，即萌發傾向于是慢的并且僅在有限范圍的環境中是可能的。隨著休眠逐漸消失，萌發傾向于加速并變得在更寬范圍的環境中是可能的，并因此顯得像活力的增加。

在對建立種子萌發和調節種子休眠負責的因子中，脫落酸(ABA)(一種眾所周知的植物激素)發揮了重要作用。ABA對于種子萌發和種子成熟過程是特別必要的(綜述參見芬克爾斯坦(Finkelstein)等人2002)，因為它造成種子休眠期的建立。至于萌芽，重要的是，種子不會在例如冬季或一個干季之前的不合時令的溫和條件下過早萌發。該種子中的ABA強制這種休眠。僅如果該種子已被暴露于長時間的寒流和/或其他適合的環境信號并且如果存在足夠的水以支持萌發的話，則休眠被抬升。除了在種子活力上的作用，ABA還調節植物生命的多個重要方面，包括對生物威脅和非生物脅迫像干旱和干燥的生理響應。