专利名称：具有增强的非生物胁迫耐受性和/或增强的产量相关性状的植物及其制备方法
技术领域：
本发明一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节植物中编码alfin样多肽的核酸的表达来增强非生物胁迫耐受性的方法。本发明还涉及具有经调节的alfin样多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的非生物胁迫耐受性。本发明还提供了可以用于实施本发明方法的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节植物中编码YRP的核酸的表达来增强植物的非生物胁迫耐受性的方法。本发明还涉及具有经调节的YRP编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的非生物胁迫耐受性。本发明还提供了可以用于本发明方法的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，涉及通过增加植物中编码^evis Radix-Iike(BRXL)多肽的核酸序列的表达来增强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BRXL多肽的核酸序列的表达的植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状。本发明还涉及核酸序列、包含所述核酸序列的核酸构建体、载体和植物。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节植物中编码silky-1样多肽的核酸的表达来增强植物的非生物胁迫耐受性的方法。本发明还涉及具有经调节的 silky-1样多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的非生物胁迫耐受性。本发明还提供了可以用于本发明方法的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节植物中编码ARP6(肌动蛋白相关蛋白6)的核酸的表达来改善多种植物生长特征的方法。本发明还涉及具有经调节的ARP编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有改善的生长特征。本发明还提供了可以用于本发明方法的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节植物中编码POP (脯氨酰寡肽酶，Prolyl-oligoneptidase)多肽的核酸的表达来增强植物的产量相关性状的方法。 本发明还涉及具有经调节的POP多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的植物产量相关性状。本发明还提供了可以用于本发明方法的构建体。此外，本发明一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节植物中编码 CRL (Crampled Leaf)的核酸的表达来增强产量相关性状的方法。本发明还涉及具有经调节的CRL编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本发明还提供了可以用于本发明方法的构建体。
背景技术：
不断增长的世界人口和逐渐减少的农业可用耕地推动了提高农业效率的研究之势。传统的作物和园艺学改良方法利用选育技术来鉴定具有期望特征的植物。然而，此类选育技术有若干缺陷，即这些技术一般为劳动密集型的，而且产生的植物通常含有异质的遗传组分，这些异质的遗传组分可能不总是导致期望的性状自亲本植物传递。分子生物学的进展已经使人类能够修饰动物和植物的种质。植物遗传工程需要分离和操作遗传物质(一般为DNA或RNA的形式)以及随后将遗传物质引入植物。此类技术有能力输送具有多种改良的经济、农业或园艺性状的作物或植物。具有特别经济利益的性状是增加的产量。产量通常定义为作物的可测量的具有经济价值的产出。这可以以数量和/或质量的方式进行定义。产量直接取决于若干因素，例如器官的数量和大小、植物构造(例如，分枝的数量)、种子生产、叶子衰老等等。根的发育、 营养吸收、胁迫耐受性和早期活力也可以是决定产量的重要因素。因此优化上述因素可以促进作物产量的增加。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，或是通过对种子本身的直接消耗，或是通过对饲养自加工的种子的肉类产品的消耗。 它们也可以是工业加工中所用的糖类、油类和多类代谢物的来源。种子含有胚(新的枝条和根的来源)和胚乳(萌发期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。特别是胚乳可以同化糖类、油类和蛋白质的代谢前体，将其合成为贮存高分子，以充盈籽粒。对于饲料作物如苜蓿、青贮谷物和干草，植物生物量为产量。在粮食作物中，许多产量替代参数(proxy)被使用。其中主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，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、根质量、分蘖数和叶数。许多物种在给定的发育阶段在植物不同部分的大小之间维持保守的比例。利用这些比速增长关系可以从这些尺寸测量结果中的一个外推至另一个(如Tittonell等2005Agric Ecosys&Environ 105 :21 。早期发育阶段时的植物大小通常将与发育后期的植物大小有关。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&Tollenaar2005Maydica 50:39)。这还不包括植物为最初实现该较大大小所已经具有的微环境或遗传优势的潜在延续。对于植物大小和生长速率，存在着强遗传组分(如ter Meege等2005Plant Physiology 139 :1078)，因此对于许多不同基因型，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 2003Theoretical Applied Genetics 107 :679)。由此，可以使用标准环境作为田间作物在不同地点和时间所遭遇到的多样动态环境的替代。对于许多作物而言，另一重要的性状是早期活力。提高早期活力是温带和热带稻类栽培种的现代稻类育种项目的重要目标。长根对于水栽稻的土壤锚固至关重要。在直接向涝地里播种稻米的情况下，以及在植物必须迅速透水出苗的情况下，较长的枝条均与活力有关。在进行条播的情况下，较长的中胚轴和胚芽鞘对于优良的出苗至关重要。改造植物早期活力的能力在农业上将具有极其重要的意义。例如，一直以来早期活力弱限制了在欧洲大西洋地区引入基于玉米带种质的玉米(玉蜀黍，ka mays L.)杂交种。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，因此在植物大小和粮食产量之间通常能够获得比较稳固的相关性(例如Rebetzke等2002CropScience 42:739)。这些程序固有地联系在一起，因为大多数粮食生物量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 Press，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2005Agric Ecosys&Environ 105 213)。当测试遗传差异对胁迫耐受性的影响时，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、水和养分可利用率以及光强度标准化的能力。不过，因不良授粉(由缺乏风力或昆虫导致)或因空间不足以让成熟根或冠层生长等等而对产量造成的人为局限性，会限制这些受控环境在测试产量差异中的应用。因此，在培养室或温室中在标准条件下测量早期发育阶段的植物大小，是指示潜在遗传产量优势的标准方法。再一特别重要的性状为提高的非生物胁迫耐受性。非生物胁迫是全世界作物损失的主要原因，使大多数主要作物植物平均产量降低50%以上(Wang等，Planta (2003) 218 1-14)。非生物胁迫可以因为干旱、盐度、极端温度、化学毒性、营养物(大量元素和/或微量元素)的过量或缺乏、辐射及氧化胁迫引起。增强非生物胁迫植物耐受性的能力将对全世界农场主带来重大的经济利益，并将使人们能够在否则将不可能进行作物栽培的地区和不利条件下进行作物栽培。因此通过优化上述因素之一可以增加作物产量。视最终用途而定，对某些产量性状的修饰可能优于对其他产量性状的修饰。例如， 对于诸如饲料或木材生产或者生物燃料源等应用，可能期望植物营养部分的增加，而对于诸如面粉、淀粉或油料生产等应用，可能特别期望种子参数的增强。即便是在种子参数之中，取决于应用，一些参数也可能优于其它参数。多种机制可以促成增加的种子产量，无论是以增加的种子大小还是以增加的种子数量的形式。增加植物产量和/或产量相关性状(种子产量和/或生物量)的一种方法可以是修饰植物的内在生长机制，如细胞周期或者参与植物生长或防御机制的多种信号传递路径。现已发现，可通过调节alfin-样多肽编码核酸在植物中的表达来增强植物对多种非生物胁迫的耐受性。现已发现，可通过调节YRP多肽编码核酸在植物中的表达来增强植物对多种非生物胁迫的耐受性。现已发现，可通过增加编码Srevis Sadi1样(BRXL)多肽的核酸序列在植物中的表达，相对于对照植物而增强植物的多种产量相关性状。增强的产量相关性状包括如下一种或多种增加的植株高度和增加的千粒重(TKW)。现已发现，可通过调节silky-1样多肽编码核酸在植物中的表达来增强植物对多种非生物胁迫的耐受性。现已发现，可通过在植物中调节ARP6多肽编码核酸在植物中的表达来改善植物的多种生长特征。现已发现，可通过在植物中调节POP编码核酸在植物中的表达来改善植物的多种生长特征。现已发现，可通过在植物中调节CRUenumpled Leaf)编码核酸在植物中的表达来改善植物的多种产量相关性状。
背景l.Alfin 样多肽在从植物到动物的许多调节蛋白中发现PHD指，Cys4-His-Cyii3锌指，其常与染色质介导的转录调控相关。已证实PHD指在酵母、植物和动物细胞中激活转录(Halbach等人， Nucleic Acids Res. 2000 September 15 ；28 (18) :3542-3550)。Alfin样来源的锌指结构域属于PHD指结构域家族(R. Aasland，等，Trends Biochem Sci (1995) 20 :56-9)。据推测，Alfin样PHD结构域起着以EDTA敏感的方式结合 DNA的作用，从而推断，对于在GNGGTG或GTGGNG的核心六聚体基序上的结合，是需要锌的 (D. Bastola，等，Plant Mol Biol. (1998)38:1123—35)。在拟南芥中鉴定了 8 个 Alf in-样因子(ALF)基因(J. L. Riechmann，等，Science 0000090 :2105-10)。表达 alfin 样的反义形式导致了转基因苜蓿生长更弱，而通过组成型启动子进行的组成型过表达在正常和盐胁迫条件下均增强了根生长(I. Winicov Planta (2000) 210 :416-22) 2. YRP 多肽大麦(Hordeumvulgare)的 YRP(SEQ ID NO :11 和 13)是编码 GARP 类转录因子成员的转录因子。3. Brevis Radix 样(BRXL)多肽Brevis Radix(BRX)多肽通过拟南芥登录号Umkirch-1 (Uk-I)的天然功能丧失性等位基因而得到鉴定，该多肽因扰乱植物激素油菜素类固醇和生长素信号转导途径而导致减小的根分生组织大小、减小的成熟细胞大小，以及由此减小的根生长(Mouchel等Q004) Genes Dev 18 :700-714)。BRX和旁系同源物BRX样(BRXL)属于一个保守的植物特异性基因家族(统称为 BRXL)，编码预测直接或间接调节转录的蛋白质。BRXL基因存在于可获得数据的所有高等植物中，但在单细胞生物和动物中不存在。在拟南芥、白杨(Populus trichocarpa)和稻 (Oryza sativa)的完全测序的植物基因组中，可发现5个BRXL基因(Briggs等^)06) Plant Physiol 140:1307-1316)。在BRX家族蛋白中可区别出高度保守的4个结构域。在物种内和物种之间BRX家族蛋白质之间的同源性在这些区域中是特别保守的1.在N端上，分别约10和25个氨基酸的两个短结构域是保守的，包含保守的Cys， 其间距(spacing)指示潜在的锌结合基序。2. BRX家族蛋白的中间区域包含约65个氨基酸的高度保守结构域。3.存在约60个氨基酸的第二高度保守结构域，其与第一中间结构域同源，构成新型串联重复，这是BRX家族蛋白的主要特征(从而称为BRX结构域)。已在保守的BRX结构域中鉴定了 DNA结合和蛋白质_蛋白质相互作用结构域所特征性的α螺旋区。酵母双杂交实验显示，BRX结构域是新型蛋白质-蛋白质相互作用结构域，其可能介导BRXL以及还有PRAF样(￡H、RCCl和EYVE)蛋白家族的内部和/或之间的同二聚化和异二聚化(Briggs 等 Q006) Plant Physiol 140 :1307-1316 ；van Leeuwen 等 (2004) Trends Plant Sci 9:378-384)。PRAF样蛋白也包含染色体浓缩1 (RCCl)重复序列的调节因子，其通常提供鸟嘌呤核苷酸交换活性。$ _ Sl 禾O 7214786 "Nucleic acid molecules and other moleculesassociated with plants and uses thereof for plant improvement" ψ, ^ T 11)5 BRXL多肽的核酸序列(SEQ IDs NO :35674,30290,17003)和包含此类核酸的构建体。公开的重组多核苷酸和重组多肽用于产生转基因植物，以产生具有改善的性质的植物。在美国专利 7365185 "Genomic plant sequences and uses thereof，，中，描述了 BRXL 多肽的稻核酸启动子序列(SEQ IDs NO :59178、70484、70442、37078、78410、64873)和包含此类启动子的构建体。该发明还公开了包含稻基因组启动子序列的组合物、转化的宿主细胞、转基因植物和种子、以及用于制备和使用它们的方法。4. silky-1 样多肽Silky-I是MADS转录因子家族的成员，其参与花发育。5. ARP6 多肽肌动蛋白相关蛋白(ARP)构成一个真核蛋白质家族，其一级序列显示与常规肌动蛋白同源。肌动蛋白具有良好表征的细胞骨架作用，而ARP参与细胞质和细胞核中的多种细胞功能。例如已知细胞质ARP在许多真核细胞中参与分枝的肌动蛋白丝的装配和动力蛋白介导的小泡的运动。细胞核ARP是参与转录调控的多种染色质修饰复合物的成分。在植物中，例如最近已描述了 SWR1/SRCAP样复合物的存在。此类复合物似乎使核小体内的蛋白质间和蛋白质-DNA间的相互作用去稳定化，从而允许染色体重建，由此影响基因表达。酵母和哺乳动物ARP6蛋白分别与SWRl和SRCAP复合物起作用，其使组蛋白变体H2A. Z沉积入染色质。拟南芥ARP6与ARP6、PIEl和SEF蛋白相互作用，表明ARP6功能在植物界中也是保守的(March-Diaz，R.等 2007. Plant Physiol. 143,893-901)。AtARP6 的敲除突变导致拟南芥中的许多基因表达的误调控和早期开花及矮化表型(Deal 2007，The Plant Cell, 第 19 卷74-83)。ARP和肌动蛋白具有共同的三级结构，以称为肌动蛋白折叠的核苷酸结合口袋为中心(Kabach等1995. FASEB J. 9，167-1745)。ARP被分成在广泛的真核生物中高度保守的若干种类或亚家族。每一个种类或亚家族的区别特征在于其与常规肌动蛋白的相似性程度 (Kandasamy 等 2004Trends Plant Sci 9:196-202)。6. POP 多肽蛋白酶在多肽链的末端(外肽酶)或在多肽链内(内肽酶)催化肽键的水解。根据它们的结构保守性，可以分类它们，参见例如MEROPS数据库(Rawlings等，Nucleic Acids Research 34，D270_272，2006)。丝氨酸蛋白酶在其活性部位具有在底物的水解中起作用的丝氨酸，并且在植物中形成了最大一组的蛋白酶。在丝氨酸蛋白酶组内，可区分若干亚组， 例如枯草杆菌蛋白酶家族、胰凝乳蛋白酶家族、D-Ala-D-Ala羧肽酶B家族或脯氨酰寡肽酶家族。脯氨酰-寡肽酶据推定在生物活性肽的形成、加工和降解中起作用，并且已在细菌、古细菌以及在真核生物中进行了描述。在脯氨酰-寡肽酶组中，可区分4个亚家族脯氨酰寡肽酶(S9A)、二肽基肽酶IV(S9B)、氨酰基肽酶(S9C)和谷氨酰基内肽酶(S9D)。尽管已鉴定了如此多的蛋白酶，然而关于这些酶的底物知之甚少。因此，蛋白酶的功能和调节也几乎未被表征。7. Crumpled Leaf (CRL)多肽Crumpled leaf(crl)是给予一种拟南芥突变体的名称，所述突变体中所有植物器官和质体的分裂具有异常的形态发生。组织学分析揭示在具有crl突变的植物的茎端分生组织(SAM)、根尖和胚中细胞分裂面是扭曲的。此外，在crl突变体中，花序轴的皮层和内皮层细胞和根内皮层细胞的分化模式被扰乱。这些结果提示，在crl突变体中观察到的形态学异常是由异常细胞分裂和分化造成的。此外，crl突变体的细胞包含减少数量的扩大的质体，这表明质体的分裂在crl中被抑制。负责该表型的突变的基因称为CRL(Crumpled leaf) 0 CRL基因编码具有30kDa的分子量的蛋白质，其位于质体被膜中。CRL蛋白在多种植物物种包括蕨类植物中以及在蓝细菌(cyanobacteria)中是保守的。拟南芥的CRL蛋白具有位于氨基酸19至36之间的推定膜结构域和氨基酸残基42至236之间的保守结构域。 该结构域在其他植物物种中存在的CRL蛋白之间是高度保守的。发明概述l.Alfin 样多肽令人惊讶地，现已发现，调节编码alfin样多肽的核酸的表达可以产生相对于对照植物具有增强的对多种非生物胁迫的耐受性的植物。根据一个实施方案，本发明提供用于相对于对照植物的耐受性而增强植物对多种非生物胁迫的耐受性的方法，包括调节编码alfin样多肽的核酸在植物中的表达。2. YRP 多肽令人惊讶地，现已发现，调节编码YRP多肽的核酸的表达可以产生相对于对照植物具有增强的对多种非生物胁迫的耐受性的植物。根据一个实施方案，本发明提供用于相对于对照植物的耐受性而增强植物对多种非生物胁迫的耐受性的方法，包括调节编码YRP多肽的核酸在植物中的表达。3. Brevis Radix 样(BRXL)多肽令人惊讶地，现已发现，增加编码如本文中定义的BRXL多肽的核酸序列在植物中的表达可以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，提供用于相对于对照植物而增强植物的产量相关性状的方法，包括增加编码如本文中定义的BRXL多肽的核酸序列在植物中的表达。所述增强的产量相关性状包括如下一个或多个增加的植物高度和增加的千粒重(TKW)。4. silky-1 样多肽令人惊讶地，现已发现，调节编码silky-1样多肽的核酸的表达可以产生相对于对照植物具有增强的对多种非生物胁迫的耐受性的植物。根据一个实施方案，提供用于相对于对照植物的耐受性而增强植物对多种非生物胁迫的耐受性的方法，包括调节编码silky-1样多肽的核酸在植物中的表达。5. ARP6 多肽令人惊讶地，现已发现，调节编码ARP6多肽的核酸的表达可以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，提供用于相对于对照植物而增强植物的产量相关性状的方法，包括调节编码ARP6多肽的核酸在植物中的表达。6. POP 多肽令人惊讶地，现已发现，调节编码POP多肽的核酸的表达可以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，提供用于相对于对照植物而增强植物的产量相关性状的方法，包括调节编码POP多肽的核酸在植物中的表达。7. Crumpled Leaf (CRL)多肽令人惊讶地，现已发现，调节编码CRL多肽的核酸的表达可以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，提供用于相对于对照植物而增强植物的产量相关性状的方法，包括调节编码CRL多肽的核酸在植物中的表达。定义多肽/蛋白质术语“多肽”和“蛋白质”在文中可互换使用，是指通过肽键连接起来的、任意长度的氨基酸的聚合物。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”在文中可互换使用，是指任何长度的无支链形式的核苷酸聚合物，所述核苷酸可以为核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸或者两者的组合。对照棺物选择适宜的对照植物是实验设置的常规部分，并且可以包括相应的野生型植物或不合目的基因的相应植物。对照植物一般与待评估植物为相同的植物物种，或者甚至为同一品种。对照植物还可以是待评估植物的无效合子。无效合子是因分离而失去转基因的个体。如本文所用的“对照植物”不仅指完整植物，而且还指植物部分，包括种子和种子部分。同源物蛋白质的“同源物”包括肽、寡肽、多肽、蛋白质和酶，其相对于所讨论的未修饰蛋白质具有氨基酸取代、缺失和/或插入，并且与其源自的未修饰蛋白质具有相似的生物活性和功能活性。缺失是指从蛋白质中除去一个或多个氨基酸。插入是指在蛋白质的预定位置引入一个或多个氨基酸残基。插入可以包括N-末端和/或C-末端融合，以及单个或多个氨基酸的序列内插入。一般，氨基酸序列内的插入将小于N-或C-末端的融合，约1到10个残基左右。N-或C-末端融合蛋白或肽的实例包括在酵母双杂交系统中应用的转录激活因子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、蛋白质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、蛋白质 C表位和VSV表位。取代是指蛋白质中的氨基酸用具有相似特性(如相似的疏水性、亲水性、抗原性、 形成或打破α螺旋结构或β片层结构的倾向)的其他氨基酸替换。氨基酸取代一般是单残基的取代，但是视施加于多肽上的功能性限制而定也可以是成簇取代；插入通常在大约 1到10个氨基酸残基的数量级。氨基酸取代优选为保守氨基酸取代。保守取代表在本领域公知(参见例如 Creighton (1984) Proteins. W. H. Freeman and Company (编辑)禾口下表 1)。表1 保守氨基酸取代的实例
权利要求
1.相对于对照植物而增强植物的产量相关性状的方法，其包括增加编码BrevisRadix 样(BRXL)多肽的核酸序列在植物中的表达和任选地选择具有增强的产量相关性状的植物，所述BRXL多肽包含至少2个具有hterPro登录号IPR013591 DZC结构域(PFAM登录号PF08381 DZC)的BRX结构域。
2.权利要求1的方法，其中所述BRXL多肽包含⑴按照递增的优选次序与SEQID NO 65 所示的 BRX 结构域至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、 99%或更高的氨基酸序列同一性；和(ii)按照递增的优选次序与SEQ ID NO :82所示的BRX 结构域至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%或更高的氨基酸序列同一性。
3.权利要求1或2的方法，其中所述BRXL多肽包含(i)按照递增的优选次序与SEQ ID NO 83所示的保守结构域1 (包含BRX结构域)至少50% ,55% ,60% ,65% ,70% ,75%, 80^^85^^90%.95^^98^^99%或更高的氨基酸序列同一性；和(ii)按照递增的优选次序与SEQ ID而84所示的保守结构域2(包含81 结构域)至少50%、55%、60%、65%、 70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%或更高的氨基酸序列同一性。
4.权利要求3的方法，其中所述BRXL多肽包含(i)按照递增的优选次序与SEQID NO :85 所示的保守结构域 3 至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、 98%、99%或更高的氨基酸序列同一性；和(ii)按照递增的优选次序与SEQ ID NO :86所示的保守结构域 4 至少 50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,95%,98%,99% 或更高的氨基酸序列同一性。
5.任何前述权利要求的方法，其中所述BRXL多肽按照递增的优选次序与SEQID NO 18所示的多肽或与本文中表A所给出的任何多肽序列具有至少40 %、45 %、50 %、55 %、 60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99% 或更高的氨基酸序列同一性。
6.任何前述权利要求的方法，其中在酵母双杂交测定中所述BRXL多肽与其本身或与另一种BRLX多肽相互作用。
7.任何前述权利要求的方法，其中所述编码BRXL多肽的核酸序列为表A3所给出的任一 SEQ ID NO核酸序列或其部分、或是能够与表A3所给出的任一 SEQ ID NO核酸序列或其互补序列杂交的序列。
8.任何前述权利要求的方法，其中所述核酸序列编码表A3所给出的任何SEQID NO多肽序列的直向同源物或旁系同源物。
9.任何前述权利要求的方法，其中所述增加的表达通过T-DNA激活标记、TILLING、或同源重组中的任一个或多个来实现。
10.任何前述权利要求的方法，其中所述增加的表达通过向植物中引入和表达编码 BRXL多肽的核酸序列来实现。
11.任何前述权利要求的方法，其中所述增加的产量相关性状是如下一种或多种增加的植物高度和增加的千粒重(TKW)。
12.任何前述权利要求的方法，其中所述核酸序列有效地连接至组成型启动子。
13.权利要求12的方法，其中所述组成型启动子是G0S2启动子，优选来自稻的G0S2启动子，最优选如SEQ ID NO 87所示的G0S2启动子。
14.任何前述权利要求的方法，其中所述编码BRXL多肽的核酸序列来自植物，更优选来自双子叶植物，更优选来自杨柳科，最优选核酸序列来自毛果杨。
15.可通过任何前述权利要求的方法获得的植物或其部分(包括种子)或植物细胞，其中所述植物、其部分或细胞包含编码BRXL多肽的分离的核酸转基因。
16.分离的核酸分子，其选⑴如SEQ ID NO :75、SEQ ID NO 77或SEQ ID NO 79的任一个所示的核酸序列；(ii)如SEQID NO 75,SEQ ID N0:77或SEQ ID NO :79的任一个所示的核酸序列的互补序列；(iii)编码BRXL多肽的核酸序列，所述多肽按照递增的优选次序与SEQID NO :76、 SEQ ID NO: 78或SEQ ID NO 80的任一个所示的多肽序列具有至少50%、55%、60%、65%、 70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99% 或更高的氨基酸序列同一性。
17.分离的多肽，其选自⑴如SEQ ID NO :76、SEQ ID NO 78或SEQ ID NO 80的任一个所示的多肽序列；(ii)按照递增的优选次序与如SEQID NO 76, SEQ ID NO 78或SEQ ID NO :80的任一个所示的多肽序列具有至少 50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,95%, 96%、97%、98%、99%或更高的氨基酸序列同一性的多肽序列；(iii)上述(i)或(ii)所给出的任何多肽序列的衍生物。
18.构建体，其包含(a)如权利要求1至8或16之任一项中定义的编码BRXL多肽的核酸序列；(b)能够驱动(a)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选地(c)转录终止序列。
19.权利要求18的构建体，其中所述控制序列是组成型启动子。
20.权利要求19的构建体，其中所述组成型启动子是G0S2启动子，优选稻的G0S2启动子，最优选如SEQ ID NO :87所示的G0S2启动子。
21.权利要求18至20的任一项的构建体在用于产生相对于对照植物具有增强的产量相关性状的植物的方法中的用途，所述增强的产量相关性状是如下一种或多种增加的植物高度、每株植物增加的种子产量、增加的饱满种子数和增加的千粒重(TKW)。
22.利用权利要求18至20的任一项的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
23.用于产生相对于对照植物具有增强的产量性状的转基因植物的方法，其包括(i)向植物、植物部分或植物细胞中引入和表达如权利要求1至8或16的任一项中定义的编码BRXL多肽的核酸序列；和(ii)在促进植物生长和发育的条件下培养所述植物细胞、植物部分或植物。
24.相对于对照植物具有增强的产量相关性状的转基因植物、或源自所述转基因植物的转基因植物细胞，其中所述增强的产量相关性状因权利要求1至8或16的任一项中定义的编码BRXL多肽的分离核酸序列的表达增加而产生。
25.权利要求14、22或24的转基因植物或源自其的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物或单子叶植物或谷类植物例如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱和燕麦。
26.权利要求25的植物的可收获部分，所述可收获部分包含编码BRXL多肽的分离的核酸序列，其中所述可收获部分优选是种子。
27.从权利要求25的植物和/或从权利要求沈的植物的可收获部分产生的产品。
28.如权利要求1至8或16的任一项中定义的编码BRXL多肽的核酸序列在增加产量相关性状中的用途，所述产量相关性状包括如下一种或多种增加的植物高度和增加的千粒重(TKW)。
全文摘要
本发明一般地涉及分子生物学领域，涉及通过增加编码Brevis Radix样(BRXL)多肽的核酸序列在植物中的表达来增强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BRXL多肽的核酸序列的表达的植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状。本发明还涉及核酸序列、包含所述核酸序列的核酸构建体、载体和植物。
文档编号C12N15/82GK102300991SQ200980155567
公开日2011年12月28日 申请日期2009年11月26日 优先权日2008年12月3日
发明者莫林纳罗 A·I·桑兹, C·勒佐, K·布鲁因希尔斯, V·弗兰卡德, Y·海茨费尔德 申请人:巴斯夫植物科学有限公司