[发明专利]SnRK1蛋白激活剂在调控黄瓜幼苗生长、衰老和抗病性中的应用

说明书

本发明涉及SnRK1蛋白激活剂在植物上的新用途，具体涉及一种SnRK1蛋白激活剂在调控黄瓜幼苗生长、衰老和抗病性中的应用，SnRK1蛋白激活剂为二甲基双胍，施加二甲基双胍对黄瓜萌发期和幼苗期的生长发育有明显影响，同时调控黄瓜叶片的衰老与抗逆性，为生产中权衡调控植物生长发育与免疫响应提供了一种新的选择，应用于新型生物农药的前景广阔，对降低农药使用、延缓植株衰老和提高植株抗性的产生具有重要意义。

技术领域

本发明涉及SnRK1蛋白激活剂在植物上的新用途，具体涉及一种SnRK1蛋白激活剂在调控黄瓜幼苗生长、衰老和抗病性中的应用。

背景技术

黄瓜(Cucumis sativus)是我国第一大设施蔬菜，种植面积和产量居世界首位。在生产中，黄瓜易受光照、水分、温度、病原菌等环境胁迫的影响，致使黄瓜幼苗容易徒长，甚至早衰。

外界环境胁迫包括各种生物和非生物胁迫等给我国黄瓜产量造成了严重的损失。植物在应对外界胁迫时，通常能量代谢平衡被打破，通过减弱植物体自身的生长发育等生命进程抵御胁迫，进而造成严重的产量损失。如何在提高黄瓜抵抗外界胁迫能力的同时保证其生长发育不受影响则显得至关重要。

设施黄瓜生产中如何平衡协调黄瓜生长与逆境胁迫响应是科学重大需求和瓶颈。使用外源物质来增强植物光合作用，提高植株体内糖类物质的积累，是增强植株免疫力、延缓植株衰老的重要途径之一。

SnRK1(Snf1 protein kinase)和TOR(Target of rapamycin)是两种进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，二者针对糖信号以拮抗方式调节植物生长发育，即：TOR激酶能够接受和传导葡萄糖的代谢信号来促进植物生长，而SnRK1则抑制这些过程。SnRK1作为真核生物中调控细胞周期、控制蛋白质合成、引导细胞物质/能量代谢等多种途径的保守激酶已成为探究植物生长发育、衰老及抗逆性等方面的焦点。作为真核生物中普遍存在且高度保守的能量代谢调节中枢，SnRK1能感知并整合来自多种刺激的细胞状态信息，通过介导蛋白质磷酸化的变化，将环境和营养信号转化为允许或限制生长的决定，协调平衡生物的生长发育和胁迫响应。在营养缺乏时期激活SnRK1活性能帮助克服逆境、改善生存和发育。SnRK1这种中心调节功能增加了对改变植物生长、衰老和逆境适应性的可能性，对SnRK1信号途径特定目标过程的微调，将产生更广泛的作用来提高作物质量和产量，是一个有希望用于定向修饰和选择的目标。

二甲基双胍是动物中AMPK(AMP激活的蛋白激酶)激活剂，通过影响细胞内ATP/AMP的动态平衡，从而增强AMPK通路的活性，同时抑制mTOR通路的活性，其在糖尿病以及癌症等医学研究中有着广泛应用。SnRK1是一种植物蛋白激酶，其催化域与动物的AMPK和酵母的SNF1相似，SnRK1、AMPK和SNF1代表着丝氨酸/苏氨酸激酶的一个亚家族，在整个进化过程中高度保守。SnRK1/AMPK/SNF1在生物体生命活动中充当代谢物传感器，使生物体在其新陈代谢中能够适应能量的供应和需求，这些激酶还可以通过调节基因表达或通过关键酶的直接磷酸化来关闭合成代谢途径并打开分解代谢途径，进而响应代谢压力。SnRK1信号作为植物中高度保守的能量代谢核心调控者，对其通路中特定目标过程的微调，有望增加植物对胁迫容忍度、延缓作物植株衰老，提高作物质量和产量。但通过二甲基双胍激活植物SnRK1的激酶活性，来进行植物生长发育、叶片衰老及抗病性的调控等还未见相关报道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种SnRK1蛋白激活剂在调控黄瓜幼苗生长、衰老和抗病性中的应用。

本发明是这样实现的，提供一种SnRK1蛋白激活剂在调控黄瓜幼苗生长、衰老和抗病性中的应用，所述SnRK1蛋白激活剂为二甲基双胍。

优选地，二甲基双胍为单一制剂。

进一步优选，具体方法为将二甲基双胍制备为植物诱导剂。

进一步优选，二甲基双胍的浓度为0.5-2g·L^-1。