专利名称：具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法
具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法本发明一般地涉及分子生物学领域，并涉及在植物中增强多种经济上重要的产量相关性状的方法。更具体地,本发明渉及通过调节编码bHLH9 (碱件-螺旋-环-螺旋组9) 多肽的核酸在植物中的表达而增强植物的产量相关性状的方法。本发明还涉及具有调节了编码之核酸的表达的植物，所述植物相对于对照植物而言具有增强的产量相关性状。本发明还提供可用于实施本发明方法的迄今为止未知的BHLH-9编码核酸以及包含该核酸的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，并涉及通过调节编码IMBl (吸涨作用可诱导的蛋白1，Imbibition-inducible 1)多肽之核酸在植物中的表达来改善多种植物生长特征的方法。本发明还涉及调节了编码IMBl多肽之核酸的表达的植物，所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有改善的生长特征。本发明还提供可用于本发明的方法的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，并涉及通过调节编码P⑶样(蝶呤 4-α-甲醇胺脱水酶-样)蛋白之核酸序列在植物中的表达来改善多种植物生长特征的方法。本发明还涉及具有调节了编码PCD样蛋白之核酸的表达的植物，所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有改善的生长特征。本发明还提供可用于本发明的方法的构建体。此外，本发明一般地渉及分子牛物学领域，并渉及通过增加编码2型假响应调节 i(nseudo response regulator type 2,PRR2)多肽之核酸序列在植物中的表达来增加多种植物产量相关性状的方法。本发明还涉及具有增加的编码PRR2多肽之核酸序列的表达的植物，所述植物相对于对照植物而言具有增加的产量相关性状。本发明还涉及核酸序列， 含有所述核酸序列的核酸构建体、载体和植物。持续增长的世界人口和农业用可耕地供应萎缩刺激了有关增加农业效率的研究。 常规的作物及园艺学改进手段利用选择育种技术来鉴定具有受欢迎特性的植物。然而，此类选择育种技术具有几个缺陷，即这些技术一般耗费很多劳动并且产生这样的植物，其经常含有异源性遗传组分，这可能不总是导致从亲代植物中传递所希望的性状。分子生物学进展已经允许人类改进动物及植物的种质。植物的遗传工程使得可以分离和操作遗传物质 (一般处于DNA或RNA形式)并且随后引入该遗传物质至植物中。此类技术具有产生具备多种经济学、农学或园艺学改进性状的作物或植物的能力。具有特殊经济意义的性状是增加的产量。产量通常定义为作物产生的可测量的经济价值。这可以就数量和/或品质方面进行定义。产量直接取决于几个因素，例如器官的数目和大小、植物构造(例如枝的数目)、种子产生、叶衰老等。根发育、养分摄入量、胁迫耐性和早期萌发势(early vigor)也可以是决定产量的重要因素。因此，优化前述因素可以对增加作物产量有贡献。种子产量是特别重要的性状，这是因为许多植物的种子对于人类和动物营养而言至关重要。诸如玉米、稻、小麦、芸苔(canola)和大豆等作物占人类总卡路里摄取量的一半以上，不论是通过种子本身的直接消耗，还是通过由加工的种子所饲养的肉类产品的消耗。它们也是工业加工所用的糖类、油类和多类代谢物的来源。种子含有胚(新的苗和根的来源)和胚乳(萌发和幼苗早期生长过程中胚生长的营养源)。种子的发育涉及许多基因，并且需要代谢物自根、叶和茎转移至正在生长的种子。特别是胚乳，同化糖类、油类和蛋白质的代谢前体，将其合成为贮存性高分子，以充盈籽粒。植物生物量为饲料作物如苜蓿、青贮谷物和干草的产量。在谷物作物中使用产量的许多替代参数。其中首要的是估算植物大小。根据物种以及发育阶段的不同，可以通过许多方法测量植物大小，但是包括植物总干重、地上干重、地上鲜重、叶面积、茎体积、植物高度、莲座(rosette)直径、叶长、根长、根生物量、分蘖数和叶数。许多物种在给定的发育阶段维持植物不同部分大小间的保守比。利用这些异速生长关系而对这些有关大小的测量结果进行由此及彼的外推(如Tittonell等2005Agric Ecosys & Environ 105 213)。早期发育阶段的植物大小通常将与晚期发育阶段的植物大小有关。具有更大叶面积的较大植物通常能够比较小的植物吸收更多的光和二氧化碳，因此很可能在同期增重更多 (Fasoula & Tollenaar 2005 Maydica 50:39)。除了植物所具有的最初达到较大大小的微环境或遗传优势的潜在延续，此为其附加效应。植物大小和生长速率存在着强遗传组分 (如ter Steege等2005Plant Physiology 139 1078)，且迄今为止，种种多样化基因型植物在一种环境条件下的大小很可能与另一种环境条件下的大小有关(Hittalmani等2003 Theoretical Applied Genetics 107 :679)。以这种方式，使用标准环境作为田地中作物在不同时间和地点所遭遇的多样化动态环境的替代参数。对于众多作物的另一个重要性状是早期萌发势。改进早期萌发势是现代稻育种计划在温带和热带稻栽培品种上的一个重要目标。长根在水栽稻中对于正确土壤固着是重要的。在将稻直接播种至涝田的情况下，以及在植物必须从水中迅速出苗的情况下，较长的苗与萌发势相关。在实施条播(drill-seeding)的情况下，较长的中胚轴和胚芽鞘对于良好的出苗是重要的。人工改造植物内早期萌发势的能力将在农业中是极其重要的。例如，不良的早期萌发势已经限制了基于玉米带生殖质(Corn Belt germplasm)的玉米(Zea mayes L.)杂种在欧洲大西洋地区的引种。收获指数为种子产量与地上干重的比值，其在许多环境条件下相对稳定，因此在植物大小和谷物产量之间通常能够获得比较稳固的相关性(如Rebetzke等2002 Crop Science 42:739)。这些过程固有地联系在一起，因为谷物生物量的大多数取决于植物叶和莲当前或C存的光合作用生产力(Gardener等1985 Physiology of Crop Plants. Iowa State University I^ress，第68_73页)。因此，对植物大小的选择，甚至是在发育早期阶段的选择，已经用作为未来潜在产量的指标(如Tittonell等，2005，Agric Ecosys & Environ 105 :213)。当测试遗传差异对胁迫耐性的影响时，温室或植物培养室环境与田地相比具有固有的优势即能够使土壤性能、温度、水和营养的可用性以及光强度标准化。不过，因缺乏风力或昆虫导致不良授粉，或由于空间不足以让成熟根或株冠生长等等，对产量造成的这些人工局限性会限制这些受控环境在测试产量差异中的应用。因此，在培养室或温室标准条件下测量早期发育阶段的植物大小，是提供潜在遗传产量优势指标的标准方法。另一个重要性状是改进的非生物胁迫耐受性。非生物胁迫是世界范围作物损失的主要原因，对于大多数主要作物植物而言降低平均产量超过50% (Wang等、O003)Planta 218:1-14)。非生物胁迫可以由干旱、盐度、极端温度、化学毒性、养分(大量元素和/或微量元素)过剩或者缺乏、辐射和氧化胁迫引起。改进植物对非生物胁迫耐受性的能力将在世界范围对农民具有极大的经济优势并且会允许在不利条件期间及在作物栽培否则是不可能的陆地上栽培作物。作物产量因而可以通过优化前述因素之一而增加。取决于最终用途，对某些产量性状的改进可能优先于其它产量性状。例如对于应用如饲料或木材生产或生物燃料资源而言，增加植物营养体部分可能是期望的，而对于应用如面粉、淀粉或油生产而言，增加种子参数可能是尤其希望的。即便在种子参数当中，某些参数可以更优先于其它参数，这取决于应用。多种机制可以对增加种子产量有贡献，无论形式为增加的种子大小或是增加的种子数目。增加植物中产量相关性状(种子产量和/或生物量)的一种方法可以是通过修饰植物的内在生长机制，如细胞周期或参与植物生长或参与防御机制的多种信号途径。关于bHLH9多肽，目前已发现可以通过调节植物中编码bHLH9 (碱性-螺旋-环-螺旋组9)多肽之核酸在植物中的表达，来改进植物多种产量相关性状。关于IMBl多肽，目前已发现可以通过调节植物中编码IMBl (吸涨作用可诱导的蛋白1)多肽之核酸在植物中的表达，来改进植物中多种生长特征。关于P⑶样多肽，目前已发现可以通过调节植物中编码POT样(蝶呤4-α-甲醇胺脱水酶-样)多肽之核酸在植物中的表达，来增强植物多种生长特征。关于PRR2多肽，目前已发现可以通过增加植物中编码2型假响应调节子(PRR2) 多肽之核酸序列在植物中的表达，来增加植物中相对于对照植物而言多种产量相关性状。 该增加的产量相关性状包含下述一种或者多种增加的地上生物量、增加的早期萌发势、较早的开花时间、增加的根生物量、增加的植物高度、增加的每株植物的种子产量、增加的饱满种子数、增加的种子总数、增加的原圆锥花序(primary panicles)数、增加的每圆锥花序的花数、增加的收获指数(HI)以及增加的千粒重(TKW)。
背景技术：
1、碱性-螺旋-环-螺旋组9 (bHLH9) 转录因子通常定义为显示出序列特异性的DNA结合以及能够激活和/或抑制转录性质的蛋白质。碱性/螺旋-环-螺旋(bHLH)蛋白质是这样的转录因子超家族，其作为二聚体结合特异的DNA靶标位点，并且作为多种生物过程中重要的调控组分已经在非植物真核生物中深入研究。bHLH家族的区别特征是由大约60个氨基酸组成的二分的结构域。此二分的结构域包含DNA结合碱性区(其结合共有六核苷酸(hexanucleotiddE盒)和两个由可变环区分开的α螺旋。此两个α螺旋促进二聚化，使得形成同二聚体和不同家族成员之间的异二聚体。尽管bHLH结构域在进化上是保守的，但是不同进化枝的成员间在结构域的外部其序列相似性却较低。
拟南芥基因组编码至少1533种转录调节蛋白，其占估计的拟南芥总基因数的大约 5. 9% (Riechmann 等人，2000 (Science 第 290 卷，2105-2109))。Bailey 等人，2003 (The Plant Cell，第15卷，2497-2501)报道在拟南芥中检测到的bHLH基因的总数是162，使得bHLH基因成为拟南芥中最大的转录因子家族之一；报道稻基因组中含有131个bHLH 基因(Buck 和 Atchley，2003 (J. Mol. Evol. 56 :742-750) )。Heim 等人，2003 (Mol. Biol.Evol. 20 (5) :735-747)基于结构相似性在拟南芥中鉴定到12个bHLH基因亚家族。在这些主要群体的每个中，在DNA结合结构域之外有保守的氨基酸序列基序。提示属于相同群体的结构上相关的基因有可能具有相似的功能(Heim等人2003)。
动物和植物bHLH蛋白质结合回文六核苷酸序列CANNTG (E盒基序)，其中N代表任何核苷酸和/或G盒基序CACGTG。在bHLH基序的碱性区中的三个位置上发现的氨基酸模式(5-9-13构型)定义了 bHLH亚群(进化枝)，祖先序列具有H-E-R构型。在Heim等人 2003中，落入组IX (bHLH9)的bHLH蛋白质的最常见5_9_13氨基酸构型是R-E-R。
在植物中已经报道了来自不同群组的多个bHLH蛋白的生物学功能。例如，组 III中的蛋白质拟南芥基因AtbHLH042(TT8 =Transparant Testa 8)及其来自玉米(Zea mays)的同源物基因 Intensifier I 禾口来自碧冬(petunia hybrida)的 Antohcyanin I，PhAm在诸如黄酮类化合物和花色素苷的植物色素前体合成中发挥作用(Heim等人， 2003)，并且组XII的三个成员已经发现与调节植物激素应答的通路有关联(Friedrichsen 等人，2002，Genetics 162:1445-1456)。bHLH蛋白质发挥的其他功能包括植物光敏素信号通路、球蛋白表达、果实裂开、心皮和表皮发育(Buck和Atchley，2003J Mol Evol. 2003 ； 56(6) :742-50.)。然而，Heim等人2003中组IX的任何bHLH蛋白质的生物功能仍然没有发现。
2、吸涨作用可诱导的蛋白I(IMBl) 已知存在于许多染色质相关蛋白质中以及存在于大多数核乙酰基转移酶中的保守结构域——布罗莫结构域作为乙酰基-赖氨酸结合结构域发挥功能。布罗莫结构域包含四个左手螺旋束(αζ，αΑ，α ，具有连接单环(helices) Z和A的长环(ZA)，其在方向上与连接单环B和C的小环(BC)相反。这些环组织形成易接近的疏水口袋，在其中发生与乙酰化赖氨酸残基的相互作用(关于综述，参见^ieng和aiou，FEBS Letters 513， 124-128,2002 ;Loyola 和 Almouzni,Trends Cell Biol. 14，279—281，2004)。NMR研究已显示乙酰基-赖氨酸结合位点定位于此疏水口袋中的ZA和BC环之间。因此布罗莫结构域允许可被赖氨酸的乙酰化调节的蛋白质-蛋白质相互作用。
酵母中，已知布罗莫结构域蛋白质在染色质重塑中发挥作用。提示布罗莫结构域蛋白质在其中发挥作用的其他活性包括转录激活、转录激活的染色体区的记忆和抗沉默。然而较少了解布罗莫结构域蛋白质在植物表型中发挥的作用Chua等人(Genes & Development 19,2245-2254,2005)报道布罗莫结构域蛋白质GTE6的过表达在拟南芥中产生加长的幼叶。Lightner等人(W0 2005/058021)公开布罗莫结构域蛋白质At3g52^0的过表达导致增加的种子油含量。有报道称拟南芥的IMBl在种子吸涨期间被诱导，并认为其调节ABA和植物光敏素A调节的萌发的应答(Duque和Chua，Plant Journal 35，787-799， 2003)。
3、PCD 样多肽 蝶呤-4α -甲醇胺脱水酶(PCD)在中间代谢中作为酶发挥作用，例如在氨基酸合成中发挥相关作用。PCD再循环由芳香族氨基酸羟化酶(AAHs)产生的得到氧化的蝶呤辅因子。PCD的系统命名为(6R)-6-(L-赤-1，2-二羟丙基)-5，6，7，8_四氢-4a-羟基蝶呤水裂解酶[(6R) -6- (L-赤-1，2- 二羟丙基)-7，8- 二氢-6H-蝶呤-形成]，根据下述反应催化 4a_ 羟基四氢生物蝶呤(hydroxytetrahydrobiopterins)的脱水(6R)-6_(L_ 赤-1，2- 二羟丙基)-5，6，7，8-四氢-4a-羟基蝶呤=(6R) -6- (L-赤-1，2- 二羟丙基)_7，8- 二氢-6H-蝶呤+H2O。
已知P⑶由包含动物、植物和微生物的品种广泛的生物体所编码。也已知蝶呤4 α 甲醇胺脱水酶为PCD样多肽(肝细胞核因子1- α，HNF-I的二聚化辅因子)。PCD样蛋白是双功能蛋白质，其作为4α -羟基四氢生物蝶呤脱水酶和HNFl α依赖的转录的共激活因子而发挥作用(Cronk 等人 Protein Sci. 1996 Oct ；5 (10) :1963-72)。
来自植物和多种微生物的rcD蛋白质的蝶呤-4α-甲醇胺脱水酶活性已经在体外和体内确定，其使得催化基序得到定义[EDKHQN] -χ (3) -H- [ΗΝ] - [PCS] -χ (5, 6) - [YWFH] -χ (9) - [HW] -χ (8，15) -D，该基序可以用作 PCD 活性的标记(Naponel 1 i 等人 2008. Plant Physiol. 2008 ； 146(4) :1515-1527)。
报道的植物PCD的种系基因组学和功能分析确定植物具有两种类型的PCD蛋白质。类型1的特征在于存在如上定义的催化基序，其具有PCD活性并定位在线粒体。类型 2是植物所独特的，定位于质体，并且在植物进化中似乎来源于早期的类型1。类型2蛋白质具有特征性的包含基序[GE] - [DN] - [FL] -G-A-R-D-P-X (3) -Ε-χ (4) -F-G- [DE] K 的次末端结构域，并且通常缺乏催化基序。据报道，类型2的基因(At5g51110)在拟南芥中的过表达对于表型没有明显的作用，并且通过RNA干扰对其的抑制导致叶色素含量少量的减少以及每个叶肉细胞中叶绿体数目较大量的减少(Naponelli等人，2008)。
4、2型假响应调节子(PRR2) 通常称为组氨酸至天冬氨酸(His-至-Asp)磷酸中继系统的常规信号转导机制参与许多原核生物、真菌、黏菌和植物的大量对环境刺激和发育刺激的细胞应答。 His-至-Asp磷酸中继系统由两种或者多种常规信号转导物组成(1)表现His激酶活性的膜定位传感器(HK，其感受输出)；( 通常在其接收结构域含有接受磷酸的Asp的应答调节基因(RR)转录因子(其调节输出)；以及⑶任选的含His的磷酸递质(HP) (Hwang等人(2002) Plant Phys 1 :500-515和其中的参考文献)。
完成的拟南芥基因组测序工作已经表明编码推定的组氨酸激酶(AHK)、组氨酸磷酸转移子(ΑΗΡ)、应答调节子(ARR，A型和B型)和相关蛋白质的讨个基因。这些相关蛋白质中的是一组独特基因，编码与应答调节子的ARR家族非常相似但是确实不同的蛋白质。 值得注意的是，这些蛋白质缺乏在经典应答调节子接收结构域中不变保守的接收磷酸的天冬氨酸位点(Makino等人(2000)Plant Cell Physiol 41 :791-803)。通常在细菌、酵母菌和植物RRsis中，该三个不变的氨基酸残基(D-D-K)不是保守的接收器样结构域的接收磷酸的Asp(D)被Glu (E) ,Asn(N)，或Gln (Q)取代。然而，尽管显著的序列趋异，许多APRR在该保守的基序中具有其他Asp残基，并且仍然可以在植物中作为两组分磷酸中继最终输出子而发挥作用。因此，这些新的蛋白质总体命名为“拟南芥假响应调节子(APRR，APRRl至 APRR9)，，并且在其他植物中命名为假响应调节子(PRR)。
尤其基于其特征性的C末端结构域，将APRR多肽进一步分为两个亚群一个是 APRR1，另一个是APRR2。假响应调节子的APRRl家族的成员含有特征性的称为C基序的特征结构域，并且也含有C0NSTANS转录因子多肽。C基序(或CCT基序)富含碱性氨基酸 (Arg和Lys)并且含有推定的核定位信号。相反，属于APRR2家族的成员具有另一个称为 B基序的特征结构域，其对于经典应答调节子的B型家族是共有的(Imamura等人(1999)Plant Cell Physiol 40 :733-742 ；植物单个Myb相关结构域的代表，其属于GARP亚家族 (representative of the plant single Myb-related domains, which belong to the GARP subfamily) )0此B型基序还发现于G0lden2-样(GLK2)转录因子多肽中，其涉及光合发育和质体生物发生。
APRRl 与 TOCl 相同(Strayer 等人(2000) Science 289 :768-771)，并且已经发现其参与植物光敏素调节的植物昼夜节律调节。APRR2 (也称为ΤΟα)尽管也属于涉及昼夜节律调节的此家族，但是其本身不受光调节，并且其功能在高等植物中也没有得到进一步的表征。
US专利US 7，193，129“植物中与胁迫相关的多核苷酸和多肽”(“Mress-related polynucleotides and polypeptides in plants”)中公开了编码 PRR2 多肽的核酸序列 (SEQ ID NO 25)和包含其的构建体。显示过表达PRR2多肽的转基因植物相对于相同物种的野生型植物对于氮有限条件具有提高的耐受性。
概述 1、碱件-螺旋-环-螺旋组9 (bHLH9) 目前令人惊讶地发现，调节编码bHLH9多肽之核酸的表达产生相对于对照植物具有增强的产量相关性状，特别是增加的产量的植物。
根据一个实施方案，提供了相对于对照植物增强植物产量相关性状的方法，包括在植物中调节编码bHLH9多肽之核酸的表达。
2、吸涨作用可诱导的蛋白I(IMBl) 目前令人惊讶地发现，调节编码IMBl多肽之核酸的表达产生相对于对照植物具有增强的产量相关性状，特别是增加的产量的植物，条件是增加的产量不包括植物增加的油含量。
根据一个实施方案，提供了相对于对照植物改善产量相关性状的方法，包括在植物中调节编码IMBl多肽之核酸的表达。
3、PCD 样多肽 目前令人惊讶地发现，调节编码P⑶样多肽之核酸的表达产生相对于对照植物具有增强的产量相关性状的植物。
根据一个实施方案，提供了相对于对照植物增强植物产量相关性状的方法，包括在植物中调节编码P⑶样多肽之核酸的表达。
4、2型假响应调节子(PRR2) 目前令人惊讶地发现，增加编码如本文所定义的PRR2多肽之核酸序列在植物中的表达，产生相对于对照植物具有增加的产量相关性状的植物。
根据一个实施方案，提供了相对于对照植物增加产量相关性状的方法，包括在植物中增加编码如本文所定义的PRR2多肽之核酸序列的表达。增加的产量相关性状包括下述一项或多项增加的地上部分的生物量、增加的早期萌发势、较早地开花、增加的根的生物量、增加的植物高度、增加的每株植物的种子产量、增加的饱满种子数、增加的种子总数、 增加原圆锥花序数、增加的每圆锥花序的花数、增加的收获指数(HI)以及增加的千粒重 (TKff)。
定义
10 多肽/蛋白质 术语“多肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用，指通过肽键连接在一起的处于任意长度的氨基酸聚合形式。
雜_ / _ /丰亥_歹丨丨/浦_歹丨丨 术语“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”、“核酸”、“核酸分子”在本文中可互换使用并且指任意长度聚合无分支形式的核苷酸，即核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸或这二者组合。
对照棺物 选择合适的对照植物是实验设置的常规部分并且可以包括对应的野生型植物或无目的基因的对应植物。对照植物一般是与待评价植物属于相同的植物物种或甚至是相同的品种。对照植物也可以是待评价植物的失效合子。失效合子是通过分离丢失转基因的个体。如本文中所用的“对照植物”不仅指整株植物，还指植物部分，包括种子及种子部分。
同源物 蛋白质的“同源物”包括这样的肽、寡肽、多肽、蛋白质及酶，它们相对于非修饰的所讨论蛋白质具有氨基酸替换、缺失和/或插入并且与其所源自的非修饰蛋白质具有相似生物学活性和功能活性。
缺失指从蛋白质中移除一个或多个氨基酸。
插入指一个或多个氨基酸残基在蛋白质中预定位点内的引入。插入可以包含氨基端融合和/或羧基端融合以及单个或多个氨基酸的序列内插入。通常，在氨基酸序列内部的插入会比氨基端融合或羧基端融合小，约1-10个残基的级别。氨基端或羧基端融合蛋白或融合肽的例子包括如酵母双杂交系统中所用转录激活物的结合结构域或激活结构域、噬菌体外壳蛋白、(组氨酸)-6-标签、谷胱甘肽S-转移酶-标签、蛋白A、麦芽糖结合蛋白、二氢叶酸还原酶、Tag · 100表位、c-myc表位、FLAG "表位、lacZ、CMP (钙调蛋白结合肽)、 HA表位、蛋白C表位和VSV表位。
替换指以具有相似特性(如相似疏水性、亲水性、抗原性、形成或破坏α -螺旋结构或β-折叠结构的倾向)的其它氨基酸替换蛋白质的氨基酸。氨基酸替换一般是单个残基的，不过可以是簇集性的，这取决于置于多肽的功能性约束；插入通常会是约1-10个氨基酸残基级别。氨基酸替换优选地是保守性氨基酸替换。保守性替换表是本领域众所周知的(见例如 Creighton (1984) Proteins. W. H. Freeman 和 Company (编著)和下表 1)。
表1 保守性氨基酸替换的例子
权利要求
1.用于在植物中相对于对照植物增强产量相关性状的方法，包括调节编码bHLH9(碱性-螺旋-环-螺旋组9)多肽的核酸在植物中的表达，其中所述bHLH9多肽包含以递增的优先顺序与SEQ ID NO 181至SEQ ID NO :268的任一序列，优选与SEQ ID NO :225具有至少 80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、 95%,96%,97%,98%,99%^； 100%的序列同一性之 HLH 结构域(Pfam 登录号:PF00010)。
2.权利要求1的方法，其中所述bHLH9结合以递增的优选顺序由SEQID NO 273 (CANNTG)或 SEQ ID NO 274 (CACGTG)所示的 E 盒基序。
3.权利要求1或2的方法，其中所述受调控的表达通过在植物中引入和表达bHLH9多肽之编码核酸而实现。
4.权利要求1-3的任一项的方法，其中所述bHLH9多肽之编码核酸编码表A中列举的任一蛋白质，或者是此类核酸的一部分，或者是能够与此类核酸杂交的核酸。
5.权利要求1-4的任一项的方法，其中所述核酸序列编码表A给出的任意蛋白质的直向同源物或旁系同源物。
6.任意前述权利要求的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物增加的产量，优选增加的早期萌发势和/或增加的生物量和/或增加的种子产量。
7.权利要求1-6的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在非胁迫条件下获得的。
8.权利要求1-6的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在干旱胁迫、盐胁迫或氮缺乏条件下获得的。
9.权利要求3-8的任一项的方法，其中所述核酸与组成型启动子，优选G0S2启动子，最优选来自稻的G0S2启动子有效连接。
10.权利要求1-9的任一项的方法，其中所述bHLH9多肽之编码核酸是植物来源的，优选来自单子叶植物，进一步优选来自禾本科，更优选来自稻属，最优选来自稻。
11.通过权利要求1-10的任一项方法可获得的植物或其部分，包括种子，其中所述植物或其部分包含编码bHLH9多肽的重组核酸。
12.构建体，包含(a)编码如权利要求1或2定义的bHLH9多肽的核酸；(b)能够驱动(a)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选的(c)转录终止序列。
13.权利要求12的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选G0S2启动子， 最优选来自稻的G0S2启动子。
14.权利要求12或13的构建体在用于制造植物的方法中的用途，其中所述植物相对于对照植物具有增加的产量，特别是增加的早期萌发势和/或增加的生物量和/或增加的种子产量。
15.用权利要求12或13的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
16.用于生产相对于对照植物具有增加的产量，特别是增加的早期萌发势和/或增加的生物量和/或增加的种子产量的转基因植物的方法，包括⑴在植物中引入和表达如权利要求1或2定义的bHLH9多肽之编码核酸；和( )在促进植物生长和发育的条件下培养植物细胞；以及任选地，(iii)选择具有增加的产量的植物。
17.相对于对照植物，具有增加的产量，特别是增加的早期萌发势和/或增加的生物量和/或增加的种子产量的转基因植物或源自所述转基因植物的转基因植物细胞，获得自如权利要求1或2定义的bHLH9多肽之编码核酸受调控的表达。
18.权利要求11、15或17的转基因植物，或源自它的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物或单子叶或谷物，例如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、野小麦、德国小麦、黑麦属、一粒系小麦、teff、高粱和燕麦。
19.权利要求18的植物的可收获部分，其中所述可收获部分优选是茎生物量和/或种子。
20.来自权利要求18的植物和/或权利要求19的植物的可收获部分的产物。
21.bHLH9多肽之编码核酸在植物中相对于对照植物增加产量，特别是增加早期萌发势和/或增加生物量和/或增加种子产量的用途。
22.分离的核酸分子，选自⑴由SEQ ID NO 19、45、47、165、167和169的任一项表示的核酸；(ii)由SEQID NO 19、45、47、165、167和169的任一项表示的核酸的互补序列；(iii)编码由SEQID NO :20、46、48、166、168和170任一项所示的多肽的核酸，优选是由于遗传密码简并性的结果，所述分离的核酸可源自如SEQ ID NO :20、46、48、166、168和 170的任一项表示的多肽序列，且还优选的产生相对于对照植物增强的产量相关性状；(iv)以递增的优先顺序，与表A和C2的任意核酸序列具有至少30^^31^^32%, 33%,34%,35%,36%,37%,38%,39%,40%,41 %,42%,43%,44%,45%,46%,47%, 48%,49%,50%,51 %,52%,53%,54%,55%,56%,57%,58%,59%,60%,61 63%,64%,65%,66%,67%,68%,69%,70%,71 %,72%,73%,74%,75%,76%,77%, 78%,79%,80%,81 %,82%,83%,84%,85%,86%,87%,88%,89%,90%,91 93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的序列同一性的核酸，且还优选的产生相对于对照植物增强的产量相关性状；(ν)在严格的杂交条件下，与(i)至(iv)的核酸分子杂交的核酸分子，且优选产生相对于对照植物增强的产量相关性状；(vi)编码bHLH9多肽的核酸，所述多肽以递增的优先顺序，与SEQ ID NO :20、46、48、 166、168、170的任一项表示的氨基酸序列或与表A和C2的任意其它氨基酸序列具有至少 50%,51 %,52%,53%,54%,55%,56%,57%,58%,59%,60%,61 %,62%,63%,64%, 65%,66%,67%,68%,69%,70%,71 %,72%,73%,74%,75%,76%,77%,78%,79%, 80%,81 %,82%,83%,84%,85%,86%,87%,88%,89%,90%,91 %,92%,93%,94%, 95 %、96 %、97 %、98 %或99 %的序列同一性，且优选产生相对于对照植物增强的产量相关性状。
23.分离的多肽，选自⑴由SEQ ID NO :20、46、48、166、168和170的任一项表示的氨基酸序列；(ii)以递增的优先顺序，与SEQ ID N0:20、46、48、166、168和170的任一项表示的氨基酸序列，以及与表A和C2的任意其它氨基酸序列具有至少50 %、51 %、52 %、53 %、M %、 55%,56%,57%,58%,59%,60%,61 %,62%,63%,64%,65%,66%,67%,68%,69%,85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98% 或 99% 的序列同一性的氨基酸序列，且还优选的产生相对于对照植物增强的产量相关性状； (iii)上述(i)或(ii)给出的任意氨基酸序列的衍生物。
全文摘要
本发明一般地涉及分子生物学领域，并涉及在植物中增强多种经济上重要的产量相关性状的方法。更具体地，本发明涉及通过调节编码bHLH9(碱性-螺旋-环-螺旋组9)多肽的核酸在植物中的表达而增强植物的产量相关性状的方法。本发明还涉及具有调节了编码bHLH9多肽之核酸的表达的植物，所述植物相对于对照植物而言具有增强的产量相关性状。本发明还提供可用于实施本发明方法的迄今未知的BHLH-9编码核酸以及包含该核酸的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，并涉及通过调节编码IMB1(吸涨作用可诱导的蛋白1)多肽之核酸在植物中的表达来改善多种植物生长特征的方法。本发明还涉及调节了编码IMB1多肽之核酸的表达的植物，所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有改善的生长特征。本发明还提供可用于本发明的方法的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，并涉及通过调节编码PCD样(蝶呤4-α-甲醇胺脱水酶-样)多肽之核酸在植物中的表达来改善多种植物生长特征的方法。本发明还涉及具有调节了编码PCD样多肽之核酸的表达的植物，所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有改善的生长特征。本发明还提供可用于本发明的方法的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，并涉及通过增加编码2型假响应调节子(PRR2)多肽之核酸序列在植物中的表达来增加多种植物产量相关性状的方法。本发明还涉及具有增加的编码PRR2多肽之核酸序列的表达的植物，所述植物相对于对照植物而言具有增加的产量相关性状。本发明还涉及核酸序列，含有所述核酸序列的核酸构建体、载体和植物。
文档编号C12N15/82GK102186877SQ200980141466
公开日2011年9月14日 申请日期2009年8月10日 优先权日2008年8月20日
发明者Y·海茨费尔德, C·勒佐, V·弗兰卡尔德, A·I·桑兹莫林纳罗 申请人:巴斯夫植物科学有限公司