[发明专利]一种增强植物抗逆性的小分子化合物

说明书

技术领域

本发明属于生物技术和植物学领域；更具体地，本发明涉及一种增强植物抗逆性的小分子化合物。

背景技术

脱落酸(Abscisic Acid，ABA)是平衡植物内源激素和有关生长活性物质代谢的关键因子，具有促进植物平衡吸收水、肥和协调体内代谢的能力，可有效调控植物的根/冠和营养生长与生殖生长，对提高农作物的品质、产量具有重要作用。通过施用ABA，可减少化学农药的施用量，在提高农产品品质等许多方面有着重要的生理活性作用和应用价值。除此之外，外源ABA能引起叶片气孔的迅速关闭，抑制蒸腾作用，可用于花的保鲜，或在作物幼苗移植栽培的运输过程中防止萎蔫；ABA还能控制花芽分化，调节花期，在花卉园艺上有很大的应用价值。ABA属纯天然的植物生长调节剂，可以提高作物在低温、干旱、春寒、盐渍、病虫害等不良生长环境中的生长素质及其结实率和品质，提高中低产田的单产产量，减少化学农药用量。ABA还可广泛应用于城市草坪、园林等绿化建设，应用于西部地区的节水农业、设施农业，生态植被的恢复重建，对于发展中国农业产业化意义重大。但是目前的瓶颈在于单纯的具有天然活性的(+)-ABA不稳定而人工合成难度较大，生产成本极高。由于昂贵的价格和活性上的差异，ABA一直未被广泛应用于农业生产，各国科学家都在寻找天然型ABA廉价生产的方法。

经过数十年的ABA信号研究，蛋白磷酸酶2C(Protein Phosphatases2C，PP2Cs)和SNF1相关激酶亚家族2(Subfamily2of the SNF1-related kinases，SnRK2kinases)已被确定为ABA受体下游信号枢纽。最近一类包含14个成员的START蛋白家族被确定为ABA受体，命名为PYR1(Pyrabactin Resistance1)/类PYR1(PYR1-like，PYL)受体(为了简便起见，以下简称为PYL受体)。ABA结合PYL受体增强了后者与某些特定的PP2C蛋白磷酸酶(包括ABI1，ABI2和HAB1等)的结合能力，同时抑制了这些PP2C蛋白磷酸酶的活性，继而激活了下游的SnRK2蛋白激酶，从而激活了后续的应激反应。最近的结构研究表明PYL受体和PP2C蛋白磷酸酶形成了ABA的共受体，并且确定了与ABA感知和信号相关的保守机制。

Park，S.Y.et al.<Abscisic acid inhibits type2C protein phosphatases via the PYR/PYL family of START proteins>Science324，1068-71(2009)提到小分子化合物pyrabactin具有类似ABA的功能，但其生理活性较ABA要低一个数量级，且只能结合少数几个PYL受体，主要在种子萌发阶段起ABA类似物作用，并不能增强植物苗期和成熟期的耐旱性，农业生产上的应用价值低。

因此，本领域有必要进一步开发ABA替代产品，一旦找到这样的小分子化合物，其所产生的经济效益、社会效益和环境效益都将十分显著。

发明内容

本发明的目的在于提供廉价且具备脱落酸(Abscisic Acid，ABA)活性的天然脱落酸替代物。

在本发明的第一方面，提供一种式(I)化合物或其盐的用途，用于增强植物抗逆性或用于制备增强植物抗逆性的农用制剂，

在另一优选例中，所述的抗逆性为ABA参与的非生物胁迫抗性。

在另一优选例中，所述的ABA参与的非生物胁迫抗性包括但不限于：耐旱性、耐寒性、耐盐碱或耐渗透压等。

在另一优选例中，所述的植物包括：含有PYR/PYL家族ABA受体的植物。

在另一优选例中，所述的植物包括：经济作物和粮食作物。

在另一优选例中，所述的植物包括但不限于陆地植物。

在另一优选例中，所述的植物包括但不限于：十字花科植物(包括鼠耳芥属或芸薹属，如拟南芥，大白菜，小白菜)，茄科植物(包括烟草属，如烟草)，禾本科植物(包括稻属，如水稻)。

在另一优选例中，所述的植物包括但不限于：拟南芥、白菜、油菜、烟草、番茄、辣椒、小麦、水稻、大麦、玉米、高粱、燕麦、黑麦、甘蔗、棉花、大豆、甜菜、向日葵等。

在另一优选例中，所述的式(I)化合物或其盐还用于：促进ABA受体PYL蛋白与多个PP2C蛋白磷酸酶的相互作用；或减弱叶片的蒸腾作用。

在本发明的另一方面，提供一种增强植物抗逆性的方法，给植物施用式(I)化合物或其盐：