[发明专利]使用AtBG1基因产生对多种胁迫具有增加的抗性的转基因植物

说明书

技术领域

本发明涉及AtBG1(拟南芥β一葡糖苷酶1)基因的用途和具有AtBG1基因插入的转基因植物，更精确地，AtBG1基因通过增加一种植物激素脱落酸(ABA)的水平用于产生对多种环境胁迫具有抗性的转基因植物的用途，和具有AtBG1基因插入的具有胁迫抗性的转基因植物。

背景技术

植物激素脱落酸(ABA)在包括种子休眠、萌发和对环境胁迫的适应性反应的生理过程中起关键作用(Finkelstein R.R.et al.，PlantCell 14：515，2002；J.K.Zhu.Annu Rev Plant Biol.53：247，2002；Zeevaart J.A.D.and Creelman R.A.，Ann.Rev.PlantPhysiol.Plant Mol.Biol..39：439，1988；Leung J.和Giraudat J.Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol.49：199，1998)。ABA几乎同时被两个研究组发现：F.T.Addincott和P.F.Wareing。F.T.Addincott组研究未成熟果实的脱落，从棉花果实的落叶分离了作为刺激剂的abscis II。P.F.Wareing的另一个研究组研究树芽的冬眠，从一种白桦Betula Pubescence分离了休眠的诱导剂，然后将其命名为休眠素。在1965年，证实了休眠素和abscis II是相同的，然后他们开始被称作脱落酸(下文中称作“ABA”)。

休眠的种子、树芽和鳞茎含有大量的ABA并且随着它们萌发，ABA含量降低。ABA还涉及气孔运动。精确地，当植物脱水时，ABA合成加速并且叶孔被关闭，导致保护植物免于失水。例如，称作flacca的转基因番茄植物与野生型植物相比由于低水平的ABA而不显示出气孔关闭。

细胞ABA水平不断波动以允许植物调节来改变生理和环境条件。具体地，细胞ABA水平受到生物合成和降解之间的平衡的控制。从头蛋白质合成是增加细胞ABA水平必需的。同时，由于氧化导致ABA降解或者连接成无活性形式而使ABA水平降低(Zeevaart J.A.D.和R.A.Cree lman，Ann.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.，39：439，1988；Leung J.和Giraudat J.，Annu Rev Plant Physioi Plant Mol Biol.49：199，1998；Cutler A.J.and Krochko J.E.，Trends in Plant Science 4：472，1999；Qin X.和Zeevaart J.A.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA.96：15354，1999)。

低水平的ABA导致多种生理缺陷，包括提前萌发、枯萎或者对环境胁迫敏感(Cutler A.J.和Krochko J.E.，Trends in Plant Science 4：472，1999；Koornneef M.et al.，Theor.Appl.Genet.61：385，1982；Rock C.D.和Zeevaart J.A.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA.88：7496，1991)，其表明合成和降解之间的平衡正确控制ABA水平对于多种生理应答是非常重要的。细胞ABA含量通过两种途径降低。第一种途径是通过细胞色素P470 CYC707A在8’位对ABA的氧化以形成不稳定的8’-羟基ABA。该不稳定的中间体随后通过自发异构化转化成菜豆酸(Zeevaart J.A.D.和Creelman R.A.，Ann.Rev.Plant Physiol.39；439，1988；T.Kushiro，et al.，EMBOJ.23：1647，2000)。