[發明專利]SnRK1蛋白激活劑在調控黃瓜幼苗生長、衰老和抗病性中的應用

有效

• 申請號: 202110547809.6
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113133469B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 范海延;黃競楠;孟祥南;于洋;崔娜;盧榮澤;陳秋敏
• 申請（專利權）人: 沈陽農業大學
• 主分類號: A01N47/44
• 分類號: A01N47/44;A01N25/02;A01P21/00
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 任麗娜

本發明涉及SnRK1蛋白激活劑在植物上的新用途，具體涉及一種SnRK1蛋白激活劑在調控黃瓜幼苗生長、衰老和抗病性中的應用，SnRK1蛋白激活劑為二甲基雙胍，施加二甲基雙胍對黃瓜萌發期和幼苗期的生長發育有明顯影響，同時調控黃瓜葉片的衰老與抗逆性，為生產中權衡調控植物生長發育與免疫響應提供了一種新的選擇，應用于新型生物農藥的前景廣闊，對降低農藥使用、延緩植株衰老和提高植株抗性的產生具有重要意義。

技術領域

本發明涉及SnRK1蛋白激活劑在植物上的新用途，具體涉及一種SnRK1蛋白激活劑在調控黃瓜幼苗生長、衰老和抗病性中的應用。

背景技術

黃瓜(Cucumis sativus)是我國第一大設施蔬菜，種植面積和產量居世界首位。在生產中，黃瓜易受光照、水分、溫度、病原菌等環境脅迫的影響，致使黃瓜幼苗容易徒長，甚至早衰。

外界環境脅迫包括各種生物和非生物脅迫等給我國黃瓜產量造成了嚴重的損失。植物在應對外界脅迫時，通常能量代謝平衡被打破，通過減弱植物體自身的生長發育等生命進程抵御脅迫，進而造成嚴重的產量損失。如何在提高黃瓜抵抗外界脅迫能力的同時保證其生長發育不受影響則顯得至關重要。

設施黃瓜生產中如何平衡協調黃瓜生長與逆境脅迫響應是科學重大需求和瓶頸。使用外源物質來增強植物光合作用，提高植株體內糖類物質的積累，是增強植株免疫力、延緩植株衰老的重要途徑之一。

SnRK1(Snf1 protein kinase)和TOR(Target of rapamycin)是兩種進化上保守的蛋白激酶，在植物糖敏感和能量管理中起到核心作用，二者針對糖信號以拮抗方式調節植物生長發育，即：TOR激酶能夠接受和傳導葡萄糖的代謝信號來促進植物生長，而SnRK1則抑制這些過程。SnRK1作為真核生物中調控細胞周期、控制蛋白質合成、引導細胞物質/能量代謝等多種途徑的保守激酶已成為探究植物生長發育、衰老及抗逆性等方面的焦點。作為真核生物中普遍存在且高度保守的能量代謝調節中樞，SnRK1能感知并整合來自多種刺激的細胞狀態信息，通過介導蛋白質磷酸化的變化，將環境和營養信號轉化為允許或限制生長的決定，協調平衡生物的生長發育和脅迫響應。在營養缺乏時期激活SnRK1活性能幫助克服逆境、改善生存和發育。SnRK1這種中心調節功能增加了對改變植物生長、衰老和逆境適應性的可能性，對SnRK1信號途徑特定目標過程的微調，將產生更廣泛的作用來提高作物質量和產量，是一個有希望用于定向修飾和選擇的目標。

二甲基雙胍是動物中AMPK(AMP激活的蛋白激酶)激活劑，通過影響細胞內ATP/AMP的動態平衡，從而增強AMPK通路的活性，同時抑制mTOR通路的活性，其在糖尿病以及癌癥等醫學研究中有著廣泛應用。SnRK1是一種植物蛋白激酶，其催化域與動物的AMPK和酵母的SNF1相似，SnRK1、AMPK和SNF1代表著絲氨酸/蘇氨酸激酶的一個亞家族，在整個進化過程中高度保守。SnRK1/AMPK/SNF1在生物體生命活動中充當代謝物傳感器，使生物體在其新陳代謝中能夠適應能量的供應和需求，這些激酶還可以通過調節基因表達或通過關鍵酶的直接磷酸化來關閉合成代謝途徑并打開分解代謝途徑，進而響應代謝壓力。SnRK1信號作為植物中高度保守的能量代謝核心調控者，對其通路中特定目標過程的微調，有望增加植物對脅迫容忍度、延緩作物植株衰老，提高作物質量和產量。但通過二甲基雙胍激活植物SnRK1的激酶活性，來進行植物生長發育、葉片衰老及抗病性的調控等還未見相關報道。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種SnRK1蛋白激活劑在調控黃瓜幼苗生長、衰老和抗病性中的應用。

本發明是這樣實現的，提供一種SnRK1蛋白激活劑在調控黃瓜幼苗生長、衰老和抗病性中的應用，所述SnRK1蛋白激活劑為二甲基雙胍。

優選地，二甲基雙胍為單一制劑。

進一步優選，具體方法為將二甲基雙胍制備為植物誘導劑。

進一步優選，二甲基雙胍的濃度為0.5-2g·L^-1。