用于植物aba反應(yīng)的合成化合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供激活A(yù)BA受體的激動劑化合物，以及包含所述激動劑化合物的農(nóng)業(yè)制劑。所述農(nóng)業(yè)制劑可用于誘導(dǎo)植物營養(yǎng)組織中的ABA反應(yīng)，降低植物中的非生物脅迫，以及抑制植物種子發(fā)芽。所述化合物還可用于在表達(dá)內(nèi)源或異源ABA受體的細(xì)胞中誘導(dǎo)ABA反應(yīng)性基因的表達(dá)。
【專利說明】用于植物ABA反應(yīng)的合成化合物
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年3月30日提交的美國臨時專利申請No. 61/618,386的優(yōu)先權(quán) 權(quán)益，該臨時專利申請以引用方式整體并入本文。
[0003] 關(guān)于在聯(lián)邦政府資助的研究和開發(fā)項目中做出的發(fā)明的權(quán)利的聲明
[0004] 本發(fā)明根據(jù)美國國家科學(xué)基金會授予的第DGE0504249和I0S0820508號資助在政 府支持下完成。政府享有本發(fā)明的某些權(quán)利。
[0005] 發(fā)明背景
[0006] 脫落酸（ABA)是一種調(diào)節(jié)與非生物脅迫反應(yīng)相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的植物激素 (Cutler 等人，2010, Abscisic Acid:Emergence of a Core Signaling Network. Annual Review of Plant Biology61:651-679)。已利用ABA信號通路經(jīng)由多種方法來改善植 物脅迫反應(yīng)和相關(guān)的產(chǎn)量性狀（Yang等人，2010)。ABA直接施加到植物改善其水分利 用效率（Raedmacher等人，1987);為此，ABA激動劑的發(fā)現(xiàn)（Park等人，2009 ;Melcher 等人,2010, Identification and mechanism of ABA receptor antagonism. Nature Structural&Molecular Biologyl7 (9) : 1102-1110)已受到越來越多的關(guān)注，因為此類分 子可有益于提高作物產(chǎn)量（Notman等人，2009)。第一種經(jīng)鑒定的合成ABA激動劑為稱 為pyrabactin的萘磺酰胺（Park等人，2009)，其有效激活種子中的ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，但 是在營養(yǎng)組織中的活性有限，其中發(fā)生非生物脅迫耐性的最關(guān)鍵方面。已作為ABA激動 劑（參見美國專利公布No. 20130045952)和非生物脅迫調(diào)節(jié)化合物（參見美國專利公布 No. 20110230350)公開了與pyrabactin高度相似的磺酰胺；并且還已描述了非磺酰胺ABA 激動劑（參見美國專利公布No. 20130045952和20110271408)。激活A(yù)BA通路的補充性 方法涉及經(jīng)由基因方法增強植物對ABA的敏感性。例如，增強植物的ABA敏感性的法尼基 轉(zhuǎn)移酶β亞單位基因的條件反義在中度干旱下在油菜和擬南芥中均提高了產(chǎn)量（Wang等 人，2005)。因此，操縱ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來改善有助于產(chǎn)量的性狀現(xiàn)已得到確認(rèn)。
[0007] 最近已發(fā)現(xiàn)，ABA通過結(jié)合到稱為PYR/PYL蛋白的受體的可溶性家族而引起其許 多細(xì)胞反應(yīng)。PYR/PYL蛋白屬于稱為START超家族的一大家族的配體結(jié)合蛋白（Iyer等 人，2001 ;Ponting等人，1999)。這些蛋白包含由七個反平行β折疊組成的保守三維架構(gòu)， 這些折疊圍繞中央α螺旋形成"螺旋夾"基序；這些結(jié)構(gòu)元件一起形成配體結(jié)合袋以結(jié)合 ABA或其它激動劑。 發(fā)明概要
[0008] 本發(fā)明提供小分子ABA激動劑，S卩，激活PYR/PYL蛋白的化合物。在一個方面，本 發(fā)明提供包含本文所述的ABA激動劑的農(nóng)業(yè)制劑。在一些實施方案中，該農(nóng)業(yè)制劑包含式 I的化合物或其鹽或異構(gòu)體：
[0009]
[0010] 其中
【權(quán)利要求】
1. 一種農(nóng)業(yè)制劑，包含式I的化合物或其鹽或異構(gòu)體： 其中
R1選自H、Cp6烷基、C2_6烯基、C 2_6炔基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基和雜芳基， R2選自環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基和雜芳基，每一個任選地被1-4個R2a基團取代， 每一個儼獨立地選自H、鹵素、C16烷基、C16烷氧基、C1 6鹵代烷基、C16鹵代烷氧基、 C2_6 烯基、C2_6 炔基、-OH、Ch 烷基羥基、-CN、-N02、-C(0)R2b、-C(O)OR' -OC(O)R' -C(O) NR2bR2c、-NR2bC (0) R2c、-S02R2b、-SO2OR' -SO2NR2bR2c 和-NR2bSO2R2c, R2b和R2。的每一個獨立地選自H和CV6烷基， R3、R4和R5的每一個獨立地選自H和Cp6烷基， L為選自鍵和Cp6亞烷基的連接基， 下標(biāo)m為0至4的整數(shù)， 下標(biāo)n為0至3的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制劑，其中所述化合物具有下式：
〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制劑，其中 R1為CV6烷基，并且 R2選自芳基和雜芳基，每一個任選地被1-4個R2a基團取代。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制劑，其中每一個R2a獨立地選自H、鹵素和Cp6烷基。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制劑，其中R2選自苯基、萘基、噻吩、呋喃、吡咯和吡啶基。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制劑，其中 R1選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基 和己基； R2選自苯基和噻吩，每一個任選地被1個R2a基團取代； 每一個R2a獨立地選自H、F、Cl、甲基和乙基；并且 L選自鍵和亞甲基。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制劑，還包含殺真菌劑、除草劑、殺蟲劑、殺線蟲劑、殺昆蟲 齊U、植物激活劑、增效劑、除草劑安全劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、驅(qū)蟲劑、殺螨劑、滅螺劑或肥料中 的至少一種。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制劑，還包含表面活性劑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制劑，還包含載體。
15. -種增強植物中的非生物脅迫耐性的方法，所述方法包括將植物與足量的根據(jù)權(quán) 利要求1至14任一項所述的制劑接觸，以與不使所述植物與所述制劑接觸相比增強所述植 物中的非生物脅迫耐性。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述植物為單子葉植物。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述植物為雙子葉植物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述非生物脅迫耐性包括耐旱性。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接觸步驟包括將所述制劑通過飛機或灌溉 遞送給所述植物。
20. -種抑制植物中的種子發(fā)芽的方法，所述方法包括將種子與足量的根據(jù)權(quán)利要求 i至14任一項所述的制劑接觸以抑制發(fā)芽。
21. -種與根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項所述的制劑接觸的植物。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的植物，其中所述植物為種子。
23. -種激活PYR/PYL蛋白的方法，所述方法包括將所述PYR/PYL蛋白與根據(jù)權(quán)利要求 1至14任一項所述的化合物接觸。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述PYR/PYL蛋白由細(xì)胞表達(dá)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述細(xì)胞為植物細(xì)胞。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述PYR/PYL蛋白為內(nèi)源蛋白。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述PYR/PYL蛋白為異源蛋白。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述細(xì)胞還表達(dá)2型蛋白磷酸酶（PP2C)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述2型蛋白磷酸酶為HABl (與ABIl同源）、 ABIl (脫落酸不敏感突變體1)或ABI2 (脫落酸不敏感突變體2)。
【文檔編號】A01P15/00GK104363760SQ201380018656
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】肖恩·R·卡特勒, 岡本昌憲 申請人:加利福尼亞大學(xué)董事會