[发明专利]提高植物过冷特性以防止霜冻的方法

说明书

相关申请的互相参考

本申请是美国专利申请No.09/204,643，申请日1998.12.2的部分继续申请，该申请又是美国专利申请No.08/972,659，申请日1997.11.18的部分继续申请，上述申请则是美国专利申请No.08/812,301，申请日为1997.3.5的部分继续申请，将上述所有申请中涉及本发明公开内容的教导引入此处作为参考。

技术领域

本发明涉及提高植物过冷特性以防止冻害的方法。

发明背景

早在二十世纪50年代中期人们就提出开发一种价格低廉，用前便于贮藏，易于使用并可防霜冻的材料。曾对许多材料进行了试验。可将它们分成几类，但通常假定这些材料或改变植物组织的冰点；或减少作物上的冰核细菌，从而抑制冰和霜的形成；或影响生长，即延缓解除锻炼或以某些‘未知作用方式’起作用。据我们所知，没有一种商品化材料能够成功地经得起科学试验的详细推敲。”(K.B.Perry，1998，Basicsof Frost and  Freeze protection for horticultural crops)。HortTechnology 8(1)：10-15。还可参见Warmund等，Advances inStrawberry Research 1994，第20-25页，他也发现防霜化学物质没有获得显著效果。如Perry(1998)所述，在有关防霜冻化学物质研制方面分为四个类型：1)可改变植物组织或水的冰点的材料；2)减少作物表面冰核细菌群体，从而抑制作物表面上冰的生成；3)延缓解除锻炼；4)通过遗传工程增强抗寒力。

涉及第一类技术的专利包括：Barr等的美国专利5,133,891，该专利涉及通过施用有机化学品处理植物防霜冻；Shin等的美国专利5,276,006，该专利涉及可增强组织抗冻伤能力的冷冻保护剂组合物；Savignano等的美国专利5,653,054，它涉及包括降低水的冰点的防止植物上霜的形成的方法；Lengyel的美国专利4,597,883中涉及一种使植物的霜害减至最小程度的组合物和方法，包括使用盐基溶液降低水的冰点并抗冻结温度的细胞损伤；Artozon的美国专利5,618,330涉及植物处理组合物和方法，其中包括使用高浓度盐保护植物抗霜害；以及Suslow等的美国专利5,633,450涉及抗冻害的产几丁质酶植物。

有关第二类技术的专利包括：Lindow的美国专利4,432,160，其中涉及使用微生物抑制植物霜害，这种方法包括选择和使用冰核能力缺失细菌以防止冻害；以及Orser等的美国专利4,766,077，涉及由遗传操作获得的冰核能力缺失微生物，其中包括获得冰核能力缺失生物体用于植物作为防霜剂的方法。

第三类技术并不直接防霜害，而是替代地在早期生长季节里延缓对霜敏感的繁殖组织的发育以使对霜敏感组织长出时已不会发生霜害。还有非化学防霜方法，包括Muscatell的美国专利4,434,345，涉及果树防霜的微波系统，通过该系统产热防止冻害，以及Donohue等的美国专利4,901,472，涉及在树干上使用绝缘垫用于保护柑橘树防霜害的方法和装置。M.Wisniewski和M.Fuller(Ice nucleation and deepsupercooling：new insights using infrared thermography in：ColdAdapted    Organisms：Fundamentals   and    Applications.Eds.R.Margesin and F.Schinner，Landes BioScience，Austin，TX)指出在植物表面上使用硅润滑脂形成防水性膜以防止冰扩散至植物并使植物过冷，因此可防霜害。然而，对植物使用硅润滑脂是有植物毒性的，因为它阻止了叶片与外界的气体交换。因此，目前仍然需要一种可防冻害，成本低，无毒并且不影响气体交换的试剂，或植物、特别是园艺作物生理上可接受的其它方法。

第四类技术涉及通过植物遗传工程增强其耐寒力。Caceci等的美国专利5,932,697和5,925,540涉及合成一种可增强抗寒力的肽的方法。Guy等的美国专利5,837,545涉及合成可增强抗寒力的多肽的方法。

发明概述