[發明專利]增進植物逆境耐受性的方法

在審

• 申請號: 201810219447.6
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108624616A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 賀端華;余淑美;曾怡潔;羅舜芳
• 申請（專利權）人: 中央研究院
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉

本發明涉及增進植物逆境耐受性的方法，具體涉及一種通過將編碼重復脯氨酸富集蛋白(RePRP)的多核苷酸引入植物中來增進植物逆境耐受性和/或防止植物生長減少的方法。

相關申請案

本申請主張依據35U.S.C.§119于2017年3月17日提交的美國臨時申請案第62/472,669號的權益，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及重復脯氨酸富集蛋白(RePRP)的用途，用于修飾過度表達該蛋白的轉基因植物的特征。

背景技術

隨著全球氣候變化近年來惡化，環境非生物逆境，例如，干旱、極端溫度和洪水，已導致農業產量大幅減少。據估計，主要作物產量的三分之二由于不利/逆境環境而經常喪失(參見Boyer，1982)。深入的研究正在進行，以了解植物如何生存以及如何將非生物逆境對作物產量的影響降至最低。

大多數與缺水逆境相關的耐受機制與滲透調節、離子穩態的維持以及破壞性活性氧的去除有關(參見Kar，2011)。植物的基本建構特征也已知會在逆境下進行調整，例如，增加的表面蠟質、凹陷的氣孔和促進葉子卷曲。

脫落酸(ABA)是缺水逆境期間最常見的逆境激素。ABA可以(i)導致葉中的氣孔關閉以減少蒸散，并且(ii)增強建立逆境耐受所需的其他基因的表現。

水稻植株的生長和發育會重新調整，以避免枝條不必要的生長，從而減少嚴重水分缺少或高濃度ABA處理引起的水分流失。水稻根部變得更短、更厚、更重，這是由從芽中運輸過來的剩余營養物合成的生物量之積累所造成的。

一群高度脯氨酸富集蛋白(“OsRePRPs”)在稻米根中被ABA、鹽度和干旱高度誘導(參見Tseng et al。，2013)。OsRePRPs定位于細胞膜，在此與細胞壁多醣相互作用，其對于使根變短變厚是必要的和足夠的。尚無報導證實其于植物逆境耐受性及生長的影響。

此領域已經開發了一些方法來提高植物逆境耐受性。然而，植物在逆境下的生存經常表現出生長遲緩，這對生產力是不利的，也不能滿足農業的需要。因此，仍然需要提供一種方法來培育可耐受多種逆境的植物，且仍能保持生長和生產力。

發明內容

本發明至少部分基于意想不到的發現，即重復脯氨酸富集蛋白(RePRP)的表達，在過度表達這種蛋白的轉基因植物中，導致增進的逆境耐受性，特別是不會產生實質的生長遲緩。與未經RePRP基因轉化的對照(野生型)植物相比，本發明的轉基因植物表現出在逆境的存活率顯著增加，而無實質生長遲緩現象。與對照(野生型)植物相比，本發明的轉基因植物也顯現在逆境下較少的產量減損程度。

因此，本發明提供一種增進植物逆境耐受性和/或防止植物生長減損的方法，包括：

(a)用包含與啟動子可操作連接的核酸的載體轉化植物細胞，以獲得表達重復脯氨酸富集蛋白(RePRP)的重組植物細胞，其中所述核酸編碼RePRP蛋白；

(b)培養(a)中獲得的重組植物細胞，以產生多數轉基因植物；和

(c)選擇來自(b)中產生的多數轉基因植物中的轉基因植物，所述轉基因植物顯示增進的對逆境的耐受性或基本上無生長減少或其組合，當與在相同條件下生長的非轉基因植物對應者相比較時而言。

在部分具體實例中，所述轉基因植物表現較少的生長減損，當與非轉基因植物對應者相比較時而言。

在部分具體實例中，所述RePRP蛋白包含SEQ ID NO：1、2、3或4的氨基酸序列。

在部分具體實例中，所述啟動子對編碼RePRP蛋白的天然存在的基因是異源的。

在部分具體實例中，所述啟動子是組成型(constitutive)啟動子或誘導型(inducible)啟動子。