具有一个或多个增强的产量相关性状的植物和用于制备该植物的方法

文档序号:244585阅读:222来源:国知局
具有一个或多个增强的产量相关性状的植物和用于制备该植物的方法
【专利摘要】提供了用于增强植物中多种经济重要的产量相关性状的方法。更具体地,通过调节植物中编码POI(目的蛋白)多肽的核酸的表达提供了增强植物中一个或多个产量相关性状的方法。还提供了具有编码POI多肽的核酸的受调节表达的植物,所述植物与对照植物相比具有一个或多个增强的产量相关性状。还提供了在实施本发明方法中有用的编码迄今未知的POI的核酸和包含所述核酸的构建体。
【专利说明】具有一个或多个增强的产量相关性状的植物和用于制备该 植物的方法
[0001] 本申请要求以下申请的优先权:2012年5月21日提交的EP12168665. 3、2012年 5月21日提交的US 61/649388和2012年6月15日提交的EP 12172193. 0,全部所述申请 就完整公开内容在此通过引用的方式并入。
[0002] 背景
[0003] 本发明总体上涉及植物分子生物学领域并且涉及用于通过调节植物中编码 Ρ0Ι (目的蛋白)多肽的核酸表达而增强植物中一个或多个产量相关性状的方法。本发明还 涉及具有编码Ρ0Ι多肽的核酸的增加表达的植物,所述植物相对于对应野生型植物或其他 对照植物具有一个或多个增强的产量相关性状。本发明也提供可用于本发明方法、用途、植 物、可收获部分和产品中的构建体。
[0004] 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良手段利用选择育种技术以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,其可能不总是导致从亲代植物中传递的所希望性状。分子生物学 进展已经允许人类改良动物及植物的种质。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)并且随后导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、农学或园艺学改良性状的作物或植物的能力。
[0005] 具有经济意义的性状是增加的产量。产量通常定义为来自作物的经济价值的可测 量结果。该结果可以就数量和/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 迫耐受性和早期萌发势(early vigor)也可以是决定产量的重要因素。优化前述因素因而 可以对增加作物产量有贡献。
[0006] 种子产量是重要的性状,因为众多植物的种子对人与动物营养是重要的。作物如 玉米、稻、小麦、油菜和大豆占超过一半的人类总热量摄入,无论通过直接消费种子本身或 通过消费基于加工的种子而产生的肉产品。作物也是糖、油及工业加工中所用众多类型代 谢物的来源。种子含有胚(新苗和新根的起源)和胚乳(萌发期间及幼苗早期生长期间用 于胚生长的营养来源)。种子发育涉及多种基因并且需要代谢物从根、叶和茎转移至正在生 长的种子中。胚乳尤其同化糖类、油和蛋白质的代谢前体并且将它们合成为贮藏大分子以 灌满籽粒。
[0007] 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 划在温带和热带稻品种上的重要目标。长根在水栽稻中对于正确土壤固定是重要的。在将 稻直接播种至被淹没田地的情况下,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。在实施条播的情况下,较长的中胚轴和胚芽鞘对于良好出苗是重要的。将 早期萌发势人工改造到植物内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种质(Corn Belt germplasm)的玉米(Zea mayes L.)杂种在欧洲 大西洋地区的引种。
[0008] 又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,Planta 218, 1-14, 2003)。非生物胁迫可以由干旱、盐度、养分缺乏、极端温度、化学毒性和氧化胁迫 引起。提高植物对非生物胁迫耐受性的能力将在世界范围对农民是极大经济优势并且会允 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。
[0009] 作物产量因而可以通过优化前述因素之一而增加。
[0010] 叉形头相关结构域(FHA)结合磷酸苏氨酸(Pennell S.等人;"Structural and functional analysis of phosphothreonine-dependent FHA domain interactions (憐 酸苏氨酸依赖性FHA结构域相互作用的结构性和功能性分析)" ;Structure. 2010Dec 8 ; 18(12):1587-95)并且已经在动物、酵母和植物蛋白中发现它。Morris及合作者报道了在 拟南芥(Arabidopsis)含有FHA结构域的基因中的插入突变,所述基因被鉴定为具有多向 性缺陷的突变体。Dawdle (ddl)植物据报道在发育上延迟,产生缺陷性根、苗和花,并且具有 减少的结实率。(Morris ER, Chevalier D, Walker JC. ;"DAWDLE, a forkhead-associated domain gene, regulates multiple aspects of plant development. ''Plant Physiol. (2006)第 932-41 页)。
[0011] 还报道DDL基因在miRNA和内源siRNA的生物生成中发挥作用,但是不直接在它 们的生物生成中起作用(Yu B,Bi L, Zheng B,Ji L, Chevalier D,Agarwal M,Ramachandran V, Li ff, Lagrange T, Walker JC, Chen X. ; (2008) ^The FHA domain proteins DAWDLE in Arabidopsis and SNIPlin humans act in small RNA biogenesis". Proc Natl Acad Sci USA. 105(29):10073-8)〇
[0012] 取决于最终用途,对某些产量性状的改良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希望的,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。
[0013] 现在已经发现,可以通过增加植物中编码Ρ0Ι(目的蛋白)多肽的核酸的表达改善 植物中的多种产量相关性状。
[0014] 发明简述
[0015] 本发明涉及用于通过增加植物中编码Ρ0Ι多肽的核酸表达增强植物中一个或多 个产量相关性状的方法。本发明还涉及具有编码P0I多肽的核酸的增加表达的植物,所述 植物与对照植物相比具有一个或多个增强的产量相关性状。本发明也提供了在实施本发明 方法中有用的迄今未知的Ρ0Ι多肽、Ρ0Ι核酸和包含编码Ρ0Ι的核酸的构建体。
[0016] 优选的实施方案是一种在植物中相对于对照植物增强一个或多个产量相关性状 的方法,所述方法包括步骤:增加、优选地通过重组方法增加植物中编码P0I多肽的核酸表 达,优选地所述核酸是外源的,其中表达优选地处在与编码P0I多肽的核酸有效连接的启 动子序列控制下,并且培育该植物。本发明的这些方法包括增加植物中编码Ρ0Ι多肽的核 酸的表达并且因而与对照相比植物增强所述植物的一个或多个产量相关性状。术语"因而 增强"理解为包括增加 Ρ0Ι多肽表达的直接作用以及间接作用,只要增加的编码Ρ0Ι多肽的 核酸的表达导致增强至少一种产量相关性状。例如转录因子A的过量表达可以增加另一种 转录因子B的转录,转录因子B转而控制给定途径的许多基因的表达,导致增强的生物量或 种子产量。虽然转录因子A不直接增强导致增强的产量相关性状的途径的基因表达,但是 增加的A表达是增强的产量相关性状的作用的原因。
[0017] 因此,本发明的一个目的是提供与有益启动子序列有效连接的包含编码Ρ0Ι多肽 的核酸的表达盒和载体构建体。提供这类基因构建体用于制备转基因植物的用途,所述转 基因植物相对于对照植物具有一个或多个增强的产量相关性状,优选地增加的生物量。
[0018] 另外,优选实施方案是用本发明的一个或多个表达盒转化并且因此以特定方式表 达编码P0I蛋白的核酸的转基因植物,其中植物具有一个或多个增强的产量相关性状。本 发明转基因植物的可收获部分和源自转基因植物及其可收获部分的产物也是本发明的部 分。
[0019] 发明详述
[0020] 本发明显示增加植物编码Ρ0Ι多肽的核酸的表达产生了相对于对照植物具有一 个或多个增强的产量相关性状的植物。
[0021] 根据第一实施方案,本发明提供用于相对于对照植物增强植物中一个或多个产量 相关性状的方法,包括增加植物中编码P0I多肽的核酸表达并且任选地选择具有一个或多 个增强的产量相关性状的植物。根据另一个实施方案,本发明提供一种用于产生相对于对 照植物具有一个或多个增强的产量相关性状的植物的方法,其中所述方法包括以下步骤: 增加所述植物中编码如本文所述的P0I多糖的核酸表达并且任选地选择具有一个或多个 增强的产量相关性状的植物。
[0022] -种用于增加编码Ρ0Ι多肽的核酸表达的优选方法是在植物中引入并且表达编 码Ρ0Ι多肽的核酸。
[0023] 下文对"本发明方法中有用的蛋白质"的任何谈及意指如本文定义的Ρ0Ι多肽。下 文对"本发明方法中有用的核酸"的任何谈及意指能够编码这种P0I多肽的核酸。在一个 实施方案中,对"本发明方法中有用的蛋白质或核酸"的任何谈及理解为意指"在本发明的 方法、构建体、植物、可收获部分和产物中有用的"蛋白质或核酸"。待引入植物(并且因此 在实施本发明的方法中有用)的核酸是编码现在将进行描述的蛋白质类型的任意核酸,下 文也称作"Ρ0Ι核酸"或"Ρ0Ι基因"。Ρ0Ι基因编码DDL样多肽。
[0024] 如本文定义的"Ρ0Ι多肽"指任何DDL样多肽或Dawdle样多肽(DDLLP),优选地包 含能够结合磷酸苏氨酸残基的叉形头相关结构域,更优选地,用InterproScan软件(版本 4.8,2013年13日2月的数据库发布41.0)分析时,001^ 3多肽包含??&111结构域??00948和 /或Interpro结构域IPR000253和/或Interpro结构域IPR008984和/或表B中列出的 任一结构域和/或图7中显示的任一结构域和基序;关于本软件的详细描述,见实施例4。
[0025] 根据一个实施方案,提供了用于相对于对照植物改善植物中如本文提供的产量相 关性状的方法,所述方法包括增加植物中编码如本文定义的DDLLP多肽的核酸表达。优选 地,所述一个或多个增强的产量相关性状包括相对于对照植物增加的产量,并且优选地包 括相对于对照植物增加的生物量和/或增加的种子产量,并且优选地包括相对于对照植物 增加的地上部分生物量,增加的地下部分生物量、增加的种子产量和/或增加的糖产量(如 每株植物、每份鲜重、每份干重或每个面积的可收获糖)。
[0026] 在一个实施方案中,在本发明的方法、构建体、植物、可收获部分和产物中所用的 核酸序列是
[0027] 选自以下的核酸分子:
[0028] (i)由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、 50、52、54、56、58或60 ;优选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更 优选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸;
[0029] (ii)由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、 50、52、54、56、58或60 ;优选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更 优选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸的互补核酸;
[0030] (iii)编码DDLLP多肽的核酸,所述DDLLP多肽以增加的优选顺序与SEQ ID N0:2、 4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57或59、更优选地SEQIDN0:2、10或39、 甚至更优选地SEQ ID勵:2所代表的氨基酸序列具有至少35%、40%、45%、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%序列同一性并且额外地或备选地包含一个或多个基序,所述基序以增加 的优选顺序与SEQ ID N0:31至SEQ ID N0:36中所给出的基序的任何一个或多个基序具有 至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99% 或更 多的序列同一性,并且还优选地相对于对照植物赋予一个或多个增强的产量相关性状;和
[0031] (iv)与(i)至(iii)的核酸分子在高严格杂交条件下杂交并且优选地相对于对照 植物赋予一个或多个增强的产量相关性状的核酸分子;
[0032] 或编码选自以下的多肽:
[0033] (i)由 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、 49、51、53、55、57 或 59 ;优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、 更优选地SEQ ID NO:2、10或39、最优选地由SEQ ID NO:2代表的氨基酸序列;
[0034] (ii)氨基酸序列,所述氨基酸序列以增加的优选顺序与SEQ ID N0:2、4、6、8、10、 12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至 更优选地SEQ ID NO:2所代表的氨基酸序列具有至少35%、40%、45%、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%序列同一性并且额外地或备选地包含一个或多个基序,所述基序以增加的优选 顺序与SEQ ID N0:31至SEQ ID N0:36中所给出的基序的任何一个或多个基序具有至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99% 或更多的 序列同一性,并且还优选地相对于对照植物赋予一个或多个增强的产量相关性状;和
[0035] (iii)以上⑴或(ii)中给出的任一氨基酸序列的衍生物。
[0036] 优选地,多肽包含如本文中其他地方定义的一个或多个基序和/或结构域。
[0037] 使用如图2和实施例2中所显示的比对结果并推导共有序列,得出共有序列。
[0038] 在一个实施方案中,DDLLP多肽包含如SEQ ID NO:31中给出的共有序列。
[0039] 如下文显示的基序1至5如实施例2和4中所述那样产生。
[0040] 在又一个实施方案中,如本文所用的DDLLP多肽包含如下文定义的基序1、2、3、4 或5的至少一个,其中在任何基序的字母-数目组合-X (a,b)-中,字母X代表Xaa,即任何 氨基酸,并且整数数字a和b分别给出可以在位居X之前的氨基酸后存在的Xaa的最小数 字和最大数字。例如,S-x (0, 3)-P表示在氨基酸丝氨酸后可以在脯氨酸残基之前包含任何 选择的一个、两个或三个氨基酸,或无氨基酸存在于这个基序的丝氨酸和脯氨酸残基之间。
[0041] 因此,字母
[0042] - X(2)
[0043] 表示在基序的这个位置处确切地存在任何类型的两个氨基酸。括号内无数字的单 个-X表示在基序的这个位置处存在的任何类型的一个氨基酸残基。
[0044] 另外,替换-X的任何氨基酸残基可以与居其之前或尾随其后的氨基酸残基相同 或不同,或在相同或任何其他位置处插入任何其他氨基酸替代-X。
[0045] 方括号内的残基代表备选残基。
[0046] 在一个优选实施方案中,DDLLP多肽包含
[0047] 1)以下全部基序:
[0048] 基序 1*(SEQ ID N0:61):
[0049] W-R-L-Y-V-F-K-[ADG]-G-E-[PVA]-L-N-[DE]-P-L-x-[ILV]-H-R-Q-S-C-Y-L-F-G -R-E-R-R- [IV] -A-D- [IV] -P-T-D-H-P-S-C-S-K-Q-H-A-V- [ILV] -Q- [FY] -R- [EQR] - [MV] -E-K-[DE]-x-P-D ;
[0050] 优选地基序 1 (SEQ ID NO :32):
[0051] W-R-L-Y-V-F-K-[ADG]-G-E-[PV]-L-N-[DE]-P-L-x-[ILV]-H-R-Q-S-C-Y-L-F-G-R-E-R-R-[IV]-A-D-[IV]-P-T-D-H-P-S-C-S-K-Q-H-A-V-[ILV]-Q-[FY]-R-[EQR]-[IMV]-E-K-[DE]-x-P-D
[0052] 和
[0053] 基序 2* (SEQ ID NO :62):
[0054] D-x (0, 3) -S-[ILV] -x-[KR] -M-x (4) -[ET] -[AL] -[IL] -[AEQ] - [AEV] -K-x (2) -[DEQ ]-[EK]-P-S-F-E-L-S-G-K-L-A-[AEGS]-E-T-N-R-x(2)-G-[IV]-[NT]-L-L-[FH]-[NST]-E-P -[AP]-[DE]-A-[RK]-K-[PS]-[DSN]-x-[KR];
[0055] 优选地基序 2 (SEQ ID NO :33):
[0056] D-x (0, 3) -S- [ILV] -x- [KR] -M-x (4) - [ET] - [AL] - [IL] - [AEQ] - [AE] -K-x (2) - [DEQ] -[EK]-P-S-F-E-L-S-G-K-L-A-[AEGS]-E-T-N-R-χ(2)-G-[IV]-[NT]-L-L-[FH]-[NST]-E-P-[AP]-[DE]-A-R-K-[PS]-[DS]-x-[KR];
[0057] 和
[0058] 基序 3 (SEQ ID NO :34):
[0059] K-Q-V-[KR]-P-Y-[ILV]-M-D-L-G-S-T-N-x-T-[FY]-I-N-[DE]-[NS]-x-I-E-P-[EQ S]-R-Y-Y-E-L-x-E-K-D-T-[IL]-K-F-G-N
[0060] 和
[0061] 基序 4* (SEQ ID NO :63):
[0062] R-S-P-S-P-x(0, 2)-R-[ST]-K-R-L-[KR]-[KR]-[AGS]-[EQR]-x-E-x(1,2)-E
[0063] 基序 4 (SEQ ID NO :35):
[0064] R-S-P-S-P-x(0, 2)-R-[ST]-K-R-L-[KR]-[KR]-[AG]-[EQR]-x-E-x (1,2)-E
[0065] 和
[0066] 基序 5 (SEQ ID NO :36):
[0067] S-S-R-E-Y-V-x(0, 1)-L-x(0, 1)-H-E-N ;或
[0068] 2)根据i)的基序和另外如SEQ ID NO:31下所列序列所代表的共有序列;
[0069] 3)在II)下所列出的任何5个基序,或
[0070] 4)在II)下所列出的任何4个基序,或 [0071] 5)在I)下所列出的任何4个基序;或
[0072] 6)在I)下所列出的任何3个基序;或
[0073] 7)如本文以上所述的基序2*、优选地基序2,和基序4*、优选地基序4和共有序 列;或
[0074] 8)如本文以上所述的基序2*、优选地基序2,和基序4*、优选地基序4 ;或
[0075] 9)如本文以上所述的基序1*、优选地基序1,和基序3和基序5 ;或
[0076] 10)如本文以上所述的基序1*、优选地基序1,基序2*、优选地基序2和3 ;或
[0077] 11)如本文以上所述的基序4*、优选地基序4和5 ;或
[0078] 12)基序2*、优选地基序2、基序3、基序4*,优选地基序4和5 ;或
[0079] 13)如本文以上所述的基序之一,
[0080] 其中-X在任何基序位置代表存在经常如-X之后括号内最低整数数字或最高整 数数字或者最低数字和最高数字之间任何整数数字指示的任何类型的氨基酸残基,其中最 低整数数字和最高整数数字可能是相同的并且因此仅一个整数数字存在于-X之后的括 号内部,并且其中- X(l)缩写为-X,并且在-X位置插入的任何氨基酸残基不需要与前一 个氨基酸残基或另一个插入的氨基酸残基是相同类型。
[0081] 在又一个实施方案中,可用于本发明方法、构建体、植物、可收获部分和产物中的 DDLLP蛋白是蛋白质,其包含借助SEQ ID勵:2、10和39的001^^序列的比对结果所确定的 相同且保守的氨基酸残基,优选地包含图8中标记的相同且高度保守的残基,和更优选地 图8中显示的相同残基。
[0082] 在又一个实施方案中,DDLLP多肽以增加的优选顺序包含至少2个、至少3个、至 少 4个、至少5个除如上文定义的共有序列之外的基序。
[0083] 额外地或备选地,DDLLP蛋白以增加的优选顺序与由SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、 14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、 10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至更优 选地SEQ ID N0:2代表的氨基酸序列具有至少25%、26%、27%、28%、29%、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 %, 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%总体序列同一性,条件是该同源蛋白包含任 何一个或多个如上文所概述的保守基序。使用总体比对算法,如程序GAP(GCG Wisconsin Package, Accelrys)中的Needleman Wunsch算法,优选地采用默认参数并且优选地采用成 熟蛋白质的序列(即不考虑分泌信号或转运肽),确定总体序列同一性。在一个实施方案 中,通过在 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、 51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优 选地SEQ ID N0:2、10或39、甚至更优选地SEQ ID N0:2的序列的整个长度范围内比较多肽 序列确定序列同一性水平。可选地,通过核酸序列与SEQ ID NO: 1、3、5、7、9、11、13、15、17、 19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58 或 60 ;优选地 SEQ ID NO: 1、9、38、42、 44、46、48、50、52、54、56、58或60、更优选地SEQIDN0:1、9或38、最优选地SEQIDN0:1中 编码成熟蛋白的序列比较确定序列同一性。在另一个实施方案中,通过在SEQ ID NO: 1、3、 5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60 ;优选地SEQ IDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更优选地SEQIDN0:1、9或38、最优选 地SEQ ID NO: 1的序列的编码序列的整个长度范围内比较核酸序列确定核酸序列的序列同 一'丨生水平。
[0084] 在另一个实施方案中,通过将 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、 26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、 49、51、53、55、57或59、更优选地SEQ ID N0:2、10或39、甚至更优选地SEQ ID N0:2中的 一个或多个保守结构域或基序与其他DDLLP多肽中的相应保守结构域或基序比较,确定序 列同一性水平。与总体序列同一性相比,仅考虑保守的结构域或基序时,所述序列同一性 通常将更高。优选地,DDLLP多肽中的基序以增加的优选顺序与SEQ ID N0:32至SEQ ID NO: 36(基序1至5)所代表的基序中任何一个或多个基序和/或如SEQ ID NO: 31所代表的 共有序列具有至少 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%序列同一性。换句话说,在另一个实施方案中提供一种用于增强植物中 一个或多个产量相关性状的方法,其中所述DDLLP多肽包含与SEQ ID N0:2中始于氨基酸 248直至氨基酸347的保守结构域具有至少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%序列同一性的保守结构域。
[0085] 术语"结构域"、"标签"和"基序"在本文"定义"部分中定义。
[0086] 优选地,该多肽序列在构建进化系统树(如图5中所绘制的一个进化系统树)中 使用时,与包含由 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID NO: 2、10或39、更优选地SEQ ID NO: 2所代表的氨基酸序列的DDLLP多肽组聚类,而不与任 何其他组聚类。
[0087] 在另一个实施方案中,本发明的多肽在构建进化系统树(如图5中所绘制的一个 进化系统树)中使用时,使离开 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、 优选地SEQ ID NO: 2、10或39、更优选地SEQ ID NO: 2的氨基酸序列的不多于4、3或2个层 级分支点聚类。
[0088] 另外,DDLLP多肽(至少以其天然形式)一般具有磷酸苏氨酸结合活性。用于测 量磷酸苏氨酸结合活性的工具和技术是本领域熟知的,见下面的实施例11。另外,当根据本 发明方法如实施例7和9中所概述那样在稻中表达时,编码DDLLP多肽的核酸产生具有增 加的产量相关性状、尤其(增加的地上部分生物量、开花前绿度、增加的植物高度、增加的 根生物量和增加的种子产量)的植物。在活的植物细胞中转录并翻译编码DDLLP多肽的核 酸序列时,本发明的这种核酸序列的另一个功能是赋予合成DDLLP蛋白的信息,所述DDLLP 蛋白增加如本文所述的产量或产量相关性状。
[0089] 通过用SEQ ID N0:1、9和38所代表的核酸序列转化植物说明本发明,其中所述核 酸序列分别编码SEQ ID N0:2、10和39的多肽序列。然而,本发明的实施不限于这些序列; 本发明的方法可以有利地使用如本文中定义的任何编码DDLLP的核酸或DDLLP多肽实施。 如本文所用的术语"DDLLP"或"DDLLP多肽"还意在包括如下文定义的SEQ ID N0:2、4、6、8、 10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至更 优选地SEQ ID NO:2的同源物。
[0090] 在本文实施例部分的表A中给出编码DDLLP多肽的核酸的例子。此类核酸用于实 施本发明的方法。在实施例部分的表A中给出的氨基酸序列是由SEQ ID N0:2所代表的 DDLLP的直向同源物和旁系同源物的例子序列,术语"直向同源物"和"旁系同源物"如本文 中定义。可以通过执行如定义部分中所述的所谓交互性blast检索轻易地鉴定其他直向同 源物和旁系同源物;在查询序列是SEQ ID NO: 1或SEQ ID N0:2的情况下,第二BLAST(反 向BLAST)将针对番茄序列。
[0091] 本发明还提供了迄今未知的编码DDLLP的核酸和DDLLP多肽,其用于相对于对照 植物在植物中赋予一个或多个增强的产量相关性状。
[0092] 根据本发明的又一个实施方案,因而提供选自以下的分离核酸分子:
[0093] (i)由 SEQ ID N0:l、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58 或 60 ;优选地 SEQ ID NO: 1、9或38代表的核酸;
[0094] (ii)由 SEQ ID N0:l、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58 或 60 ;优选地 SEQ ID NO: 1、9或38代表的核酸的互补核酸;
[0095] (iii)编码DDLLP多肽的核酸,所述DDLLP多肽以增加的优选顺序与SEQ ID N0:2、 10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57或59、优选地SEQIDN0:2、10或39、更优选地SEQID N0:2 所代表的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%序列同一性并且额外地或 备选地包含一个或多个基序,所述基序以增加的优选顺序与SEQ ID N0:32至SEQ ID N0:36 中所给出的基序的任何一个或多个基序具有至少50 %、55 %、60 %、65 %、70 %、75 %、80 %、 85 %、90 %、95 %、96 %、97 %、98 %、99 %或更多的序列同一性,并且还优选地相对于对照植 物赋予一个或多个增强的产量相关性状;和
[0096] (iv)与(i)至(iii)的核酸分子在高严格杂交条件下杂交并且优选地相对于对照 植物赋予一个或多个增强的产量相关性状的核酸分子。
[0097] 根据本发明的又一个实施方案,还提供分离的多肽,其选自:
[0098] (i)由 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID NO:2、10或39、更优选地SEQ ID NO:2代表的氨基酸序列;
[0099] (ii)氨基酸序列,所述氨基酸序列以增加的优选顺序与SEQ ID N0:2、10、39、41、 43、45、47、49、51、53、55、57或59、优选地SEQIDN0:2、10或39、更优选地SEQIDN0:2所代 表的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%序列同一性并且额外地或备选地包含 一个或多个基序,所述基序以增加的优选顺序与SEQ ID N0:32至SEQ ID N0:36中所给出的 基序的任何一个或多个基序具有至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、 95%、96%、97%、98%、99%或更多的序列同一性,并且还优选地相对于对照植物赋予一个 或多个增强的产量相关性状;和
[0100] (iii)以上⑴或(ii)中给出的任一氨基酸序列的衍生物。
[0101] 在一个实施方案中,本发明方法中有用的核酸是表IA或IB中作为前导序列或同 源物列出的那些,或编码表ΠΑ或IIB中作为前导序列或同源物列出的蛋白质序列的那些, 或包含表IV中所不的共有序列和样式的那些。
[0102] 核酸变体也可以用于实施本发明的方法。此类变体的例子包括编码在实施例部分 的表A中所给出的任一个氨基酸序列的同源物和衍生物的核酸,术语"同源物"和"衍生物" 如本文中定义。下述核酸也在本发明的方法、构建体、植物、可收获部分和产物中有用,所述 核酸在实施例部分表A中所给出的任一个氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的同源 物和衍生物。在本发明方法中有用的同源物和衍生物与衍生它们的非修饰蛋白质具有基本 上相同的生物活性和功能活性。在实施本发明方法中有用的其他变体是其中优化了密码子 选择或其中去除miRNA靶位点的变体。
[0103] 在实施本发明方法中有用的其他核酸变体包括编码DDLLP多肽的核酸的部分、与 编码DDLLP多肽的核酸杂交的核酸、编码DDLLP多肽的核酸的剪接变体、编码DDLLP多肽的 核酸的等位变体和通过基因改组获得的编码DDLLP多肽的核酸的变体。术语"杂交序列"、 "剪接变体"、"等位变体"和"基因改组"如本文所述。
[0104] 编码DDLLP多肽的核酸不需要是全长核酸,因为本发明方法的实施不依赖于使用 全长核酸序列。根据本发明,提供了用于增强植物中一个或多个产量相关性状的方法,所述 方法包括在植物中引入、优选地通过重组方法引入并且表达在实施例部分的表A中给出的 任一个核酸序列的一部分或编码在实施例部分表A中给出的任一氨基酸序列的直向同源 物、旁系同源物或同源物的核酸的一部分。
[0105] 核酸的一部分可以例如通过对所述核酸产生一个或多个缺失而制备。所述部分可 以以分离的形式使用或它们可以与其他编码(或非编码)序列融合,例如旨在产生组合有 几种活性的蛋白质。与其他编码序列融合时,翻译时产生的所得多肽可以比对该蛋白质部 分所预测的多肽更大。
[0106] 在本发明的方法、构建体、植物、可收获部分和产物中有用的部分编码了如本文中 定义的DDLLP多肽或至少其部分,并且具有与实施例部分表的A中给出的氨基酸序列基本 上相同的生物活性。优选地,该部分是在实施例部分的表A中给出的任一核酸的一部分,或 是编码在实施例部分的表A中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸 的一部分。优选地,该部分具有至少 500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、 1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750、 1800、1850、1900、1950、2000或2021个连续核苷酸长度,所述连续核苷酸属于在实施例部 分表A中给出的任一核酸序列或属于编码在实施例部分表A中给出的任一氨基酸序列的直 向同源物或旁系同源物的核酸。最优选地,该部分是由SEQ ID ΝΟ:1、3、5、7、9、11、13、15、 17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58 或 60 ;优选地 SEQ ID ΝΟ:1、9、38、 42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更优选地SEQIDN0:1、9或38、最优选地由SEQID NO: 1的核酸的部分。优选地,该部分编码氨基酸序列的片段,所述氨基酸序列包含如上文定 义的基序1至5和共有序列和/或具有磷酸苏氨酸结合生物活性和/或与SEQ ID NO:2、 4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57或59、更优选地SEQIDN0:2、10或39、 甚至更优选地 SEQ ID N0:2 具有至少 50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、95%、 97 %或99 %序列同一性。
[0107] 在本发明的方法、构建体、植物、可收获部分和产物中有用的另一种核酸变体是能 够在降低的严格条件下、优选在严格条件下与如本文中定义的编码DDLLP多肽的核酸或与 如本文中定义的部分杂交的核酸。根据本发明,提供了一种用于增强植物中一个或多个产 量相关性状的方法,包括在植物中引入、优选地通过重组方法引入并且表达下述核酸,所述 核酸能够与编码实施例部分的表A中给出的任一种蛋白质的核酸的互补核酸杂交,或与下 述核酸的互补核酸杂交,所述核酸编码表A中给出的任一种蛋白质的直向同源物、旁系同 源物或同源物。
[0108] 在本发明的方法、构建体、植物、可收获部分和产物中有用的杂交序列编码了如本 文中定义的DDLLP多肽,所述多肽具有与实施例部分表的A中给出的氨基酸序列基本上相 同的生物活性。优选地,该杂交序列能够与编码实施例部分的表A中给出的任一种蛋白质 的核酸的互补核酸或与这些序列中任一序列的一部分杂交,所述的一部分如本文定义,或 该杂交序列能够与下述核酸的互补核酸杂交,所述核酸编码在实施例部分的表A中给出的 任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物。最优选地,杂交序列能够与核酸的互补核酸 或与其部分杂交,其中所述核酸编码如SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、 26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59 ;优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、 49、51、53、55、57或59、更优选地SEQIDN0:2、10或39、最优选地由SEQIDN0:2代表的多 肽。在一个实施方案中,杂交条件是中等严格的,优选地是高严格的,如本文定义。
[0109] 优选地,该杂交序列编码具有下述氨基酸序列的多肽,所述氨基酸序列包含如上 文定义的基序1至5和共有序列和/或具有磷酸苏氨酸结合生物活性和/或与SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、 优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57或59、更优选地SEQIDN0:2、10 或 39、甚至更优选地 SEQ ID N0:2 具有至少 50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、 95%、97%或99%序列同一性。
[0110] 在另一个实施方案中,提供一种用于增强植物中一个或多个产量相关性状的方 法,所述方法包括在植物中引入、优选地通过重组方法引入并且表达编码实施例部分的表A 中给出的任一种蛋白质的核酸的剪接变体或编码在实施例部分的表A中给出的任一氨基 酸序列的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的剪接变体。
[0111] 优选的剪接变体是由 SEQ ID N0:l、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58 或 60、优 选地SEQ ID N0:l、9或38代表的核酸的剪接变体,或编码SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、 47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、更优选地 SEQ ID N0:2 的直向 同源物或旁系同源物的核酸的剪接变体。优选地,由该剪接变体编码的氨基酸序列包含如 上文定义的基序1至5和共有序列和/或具有磷酸苏氨酸结合生物活性和/或与SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、更优选地 SEQ ID N0:2 具有至少 50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、95%、97%或99%序 列同一'I"生。
[0112] 在又一个实施方案中,提供一种用于增强植物中一个或多个产量相关性状的方 法,所述方法包括在植物中引入、优选地通过重组方法引入并且表达编码在实施例部分的 表A中给出的任一种蛋白质的核酸的等位变体,或包括在植物中引入、优选地通过重组方 法引入并且表达下述核酸的等位变体,其中所述核酸编码在实施例部分的表A中给出的任 一氨基酸序列的直向同源物、旁系同源物或同源物。
[0113] 由本发明方法中有用的等位变体编码的多肽具有与SEQ ID N0:2的DDLLP和实施 例部分的表A中所述的任一氨基酸序列基本上相同的生物活性。等位变体存在于自然界 中,并且在本发明的方法中包括使用这些天然的等位基因。优选地,该等位变体是SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58 或 60 ;优 选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更优选地SEQIDN0:1、9或 38、最优选地SEQ ID N0:1 的等位变体或编码SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、 55、57或59、优选地SEQ ID NO:2、10或39、更优选地SEQ ID NO:2的直向同源物或旁系同 源物的核酸的等位变体。优选地,由该等位变体编码的氨基酸序列包含如上文定义的基序 1至5和共有序列和/或具有磷酸苏氨酸结合生物活性和/或与SEQ ID N0:2、10、39、41、 43、45、47、49、51、53、55、57或59、优选地SEQIDN0:2、10或39、更优选地SEQIDN0:2具 有至少 50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、95%、97%或 99%序列同一性。
[0114] 在另一个实施方案中,可用于本发明方法、构建体、植物、可收获部分和产物中的 多肽序列与 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、 51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优 选地SEQ ID NO:2、10或39、甚至更优选地SEQ ID NO:2的序列相比具有取代、缺失和/或 插入,其中所述氨基酸取代、插入和/或缺失可以各自是1至10个氨基酸。
[0115] 在又一个实施方案中,提供一种用于增强植物中一个或多个产量相关性状的方 法,所述方法包括在植物中引入、优选地通过重组方法引入并且表达编码在实施例部分的 表A中给出的任一种蛋白质的核酸的变体,或包括在植物中引入、优选地通过重组方法引 入并且表达下述核酸的变体,其中所述核酸编码在实施例部分的表A中给出的任一氨基酸 序列的直向同源物、旁系同源物或同源物,所述变体核酸通过基因改组获得。
[0116] 优选地,由借助基因改组所获得的变体核酸编码的氨基酸序列包含如上文定义的 基序1至5和共有序列和/或具有磷酸苏氨酸结合生物活性和/或与SEQ ID N0:2、4、6、8、 10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至更 优选地 SEQ ID N0:2 具有至少 50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、95%、97%或 99 %序列同一性。
[0117] 另外,也可以通过位点定向诱变获得核酸变体。几种方法可用于实现位点定向诱 变,最常见方法是基于 PCR 的方法(Current Protocols in Molecular Biology. Wiley 编 著)。与 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、 53、55、57 或 59 ;优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选 地SEQ ID NO: 2、10或39、最优选地由SEQ ID NO: 2的序列差异一个或几个氨基酸(如本文 定义的取代、插入和/或缺失)的DDLLP多肽可以同等地在本发明的方法和构建体和植物 中用来增加植物的产量。
[0118] 编码DDLLP肽的核酸可以源自任何天然或人工来源。该核酸可以通过人类有意 操作,在组成和/或基因组环境方面从其天然形式修改而来。优选地,编码DDLLP多肽的 核酸来自植物,还优选地来自双子叶植物,更优选地更优选地来自爺科(Solanaceae)、杨 柳科(Salicaeae)或十字花科(Brassicacae),甚至更优选地来自爺属(Solanum)、杨属 (Populus)或拟南芥属,最优选地核酸来自番爺(Solanum lycopersicum)、毛果杨(Populus trichocarpa)或拟南芥(Arabidopsis thaliana) 〇
[0119] 在一个实施方案中,本发明的DDLP多肽在其N末端始于序列 MLFYNANFVQKSRLT(SEQ ID N0:40)。
[0120] 用于增强植物中如本文所述的一个或多个产量相关性状的本发明方法包括在植 物中引入、优选地通过重组方法引入和表达如本文定义的核酸,并且优选地包括培育植物 的又一个步骤和任选地收获植物或其部分的步骤。
[0121] 在另一个实施方案中,本发明扩展至包含在本发明方法中有用的核酸序列的重组 染色体DNA,其中所述核酸因为重组方法而存在于该染色体DNA中,但是不位于其天然遗传 环境中。在又一个实施方案中,本发明的重组染色体DNA包含于植物细胞中。包含于细胞、 特别地具有细胞壁的细胞如植物细胞内部的DNA受到更好地保护免遭裸核酸序列那样的 降解、破坏和/或断裂。这适用于包含在宿主细胞(例如植物细胞)中的DNA构建体。
[0122] 在一个优选实施方案中,本发明涉及包含本发明的重组染色体DNA和/或本发明 的构建体和宿主细胞、优选地植物细胞的组合物,其中重组染色体DNA和/或构建体包含于 宿主细胞内部、优选地包含于具有植物细胞或细胞壁的宿主细胞内部。在又一个实施方案 中,所述组合物包含死宿主细胞、活宿主细胞或死宿主细胞和活宿主细胞的混合物,其中本 发明的重组染色体DNA和/或构建体可以位于死宿主细胞和/或活宿主细胞中。任选地,组 合物还可以包含不包含本发明的重组染色体DNA或本发明的构建体的宿主细胞。本发明的 组合物可以用于扩增或分配本发明的重组染色体DNA和/或构建体的过程中,和或可选地 用来如上文所解释那样保护本发明的重组染色体DNA和/或构建体免遭分解和/或降解。 本发明的重组染色体DNA和/或本发明的构建体可以用作本发明组合物的品质标记,作为 来源的指示物和/或作为生产商的指示物。
[0123] 特别地,本发明的方法可以在非胁迫条件下实施。在一个实例中,本发明的方法可 以在非胁迫条件如轻度干旱下实施以产生相对于对照植物具有增加的产量的植物。
[0124] 在另一个实施方案中,本发明的方法可以在胁迫条件下、优选地在非生物胁迫条 件下实施。
[0125] 在一个例子中,本发明的方法可以在胁迫条件如干旱下实施以产生相对于对照植 物具有增加的产量的植物。
[0126] 在另一个例子中,本发明的方法可以在胁迫条件如养分缺乏下实施以产生相对于 对照植物具有增加的产量的植物。
[0127] 养分缺乏可以因缺少养分如氮、磷酸盐和其他含磷化合物、钾、钙、镁、锰、铁和硼 及其他元素所致。
[0128] 在又一个实例中,本发明的方法可以在胁迫条件如盐胁迫下实施以产生相对于对 照植物具有增加的产量的植物。术语"盐胁迫"不限于食盐(NaCl),不过可以是NaCl、KCl、 LiCl、MgCl2、CaCl2等中的任意一种或多种。
[0129] 在又一个例子中,本发明的方法可以在胁迫条件如寒冷胁迫或冰冻胁迫下实施以 产生相对于对照植物具有增加的产量的植物。
[0130] 在一个优选实施方案中,实施本发明的方法,使用需要增加非生物胁迫耐受性例 如耐旱性、盐度和/或冷温度或热温度和/或因一种或多种养分缺乏如缺氮所致的养分利 用的耐受性的植物。
[0131] 本发明方法的实施产生了具有一个或多个增强的产量相关性状的植物。特别地, 本发明方法的实施产生了相对于对照植物具有早期生长和/或增加的产量、尤其增加的生 物量和/或增加的种子产量。术语"早期生长势"、"产量"和"种子产量"在本文的"定义" 部分中更详细地描述。
[0132] 本发明因此提供一种用于相对于对照植物增加植物的产量相关性状、尤其生物量 产量和/或种子产量的方法,所述方法包括增加植物中编码如本文定义的DDLLP多肽的核 酸的表达。
[0133] 根据本发明的优选特征,本发明方法的实施产生了相对于对照植物具有增加的生 长速率的植物。因此,根据本发明,提供一种用于增加植物生长速率的方法,所述方法包括 在植物中增加编码如本文中定义的DDLLP多肽的核酸表达。
[0134] 本发明方法的实施产生这些植物,所述植物具有相对于对照植物的种子产量而言 增加的种子产量,和/或增加的地上部分生物量,尤其相对于地上部分生物量和尤其对照 植物的茎生物量而言增加的茎生物量,和/或相对于对照植物的根生物量而言增加的根生 物量和/或相对于对照植物的甜菜生物量而言增加的甜菜生物量。另外,特别构思了在地 上部分、尤其茎(尤其甘蔗植物的茎)中和/或地下部分中、尤其根(包括直根和块茎)中 和/或在甜菜根中(尤其在糖料甜菜中)的含糖量(尤其蔗糖含量)相对于对照植物的相 应部分中的含糖量(尤其蔗糖含量)而言增加。
[0135] 相对于可比较条件下培育的对照植物,本发明方法的实施给予在非胁迫条件下或 在轻度干旱条件下所培育的植物增加的产量相关性状。因此,根据本发明,提供一种用于增 加非胁迫条件下或在轻度干旱条件下所培育的植物中产量相关性状的方法,所述方法包括 增加植物中编码DDLLP多肽的核酸表达。
[0136] 相对于可比较条件下培育的对照植物,本发明方法的实施给予干旱条件下所培育 的植物增加的产量相关性状。因此,根据本发明,提供一种用于增加干旱条件下所培育的植 物中产量相关性状的方法,所述方法包括增加植物中编码Ρ0Ι多肽的核酸的表达。
[0137] 相对于可比较条件下生长的对照植物,本发明方法的实施给予在养分缺乏条件 下、尤其缺氮条件下所培育的植物增加的产量相关性状。因此,根据本发明,提供一种用于 增加养分缺乏下所培育的植物中产量相关性状的方法,所述方法包括增加植物中编码POI 多肽的核酸表达。
[0138] 相对于可比较条件下培育的对照植物,本发明方法的实施给予盐胁迫条件下所培 育的植物增加的产量相关性状。因此,根据本发明,提供一种用于增加盐胁迫下所培育的植 物中产量相关性状的方法,所述方法包括增加植物中编码Ρ0Ι多肽的核酸表达。
[0139] 在本发明的一个实施方案中,增加根生物量、优选地增加甜菜和/或直根生物量, 更优选地在糖料甜菜植物中增加,并且任选地不增加种子产量和/或地上部分生物量。
[0140] 在本发明的另一个实施方案中,增加地上部分生物量,优选地增加茎、茎杆和/或 莖段(sett)生物量,更优选地在禾本科(Poaceae)中、甚至更优选地在甘鹿属(Saccharum) 物种中,最优选地在甘蔗中增加,并且任选地不增加种子产量、地下部分生物量和/或根生 长。
[0141] 在又一个实施方案中,增加可收获总糖,优选地葡萄糖、果糖和/或蔗糖,优选地 还增加如本文定义的其他产量相关性状,例如生物量,和更优选地还增加含糖量、优选地葡 萄糖、果糖和/或蔗糖含量。
[0142] 本发明也提供基因构建体和载体以促进在植物中引入和/或表达编码DDLLP多肽 的核酸。可以将基因构建体插入适于转化至植物或宿主细胞中并且适于在转化细胞中表达 目的基因的载体,所述载体可以是市售的。本发明也提供如本文中定义的基因构建体在本 发明方法中的用途。
[0143] 更具体地,本发明提供构建体,其包含:
[0144] (a)编码如上文定义的DDLLP多肽的分离的核酸;
[0145] (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
[0146] (c)转录终止序列。
[0147] 优选地,编码DDLLP多肽的核酸如上文定义。术语"控制序列"和"终止序列"如 本文定义。
[0148] 具体而言,本发明的基因构建体是植物表达构建体,S卩,在已经将该构建体引入、 优选地通过重组手段引入这种植物、植物细胞或植物组织后允许编码DDLLP的核酸在植 物、植物细胞或植物组织中表达的基因构建体。植物表达构建体可以例如包含编码DDLLP 的所述核酸,所述核酸与启动子和任选地控制所述核酸在一个或多个植物细胞中表达的其 他控制序列处于功能性连接,其中启动子和任选的其他控制序列不天然地与所述核酸功能 性连接。在一个优选实施方案中,当已经将本发明的构建体引入植物、植物细胞或植物组织 时,包含启动子的控制序列导致所述核酸的过量表达。
[0149] 本发明的基因构建体可以包含于宿主细胞,例如植物细胞、种子、农产品或植物 中。用包含上述任何核酸的基因构建体如载体或表达盒转化植物或宿主细胞。因此,本发 明进一步提供用如上文所述的构建体转化的植物或宿主细胞。具体而言,本发明提供用如 上文所述的构建体转化的植物。所述植物具有如本文所述的增加的产量相关性状。
[0150] 在一个实施方案中,本发明的基因构建体向此时已经引入该构建体的植物赋予 增加的产量或产量相关性状,所述植物表达包含于该基因构建体中并且优选地导致增加 DDLLP多肽丰度的编码DDLLP的核酸。在另一个实施方案中,本发明的基因构建体向包含其 中已经引入该构建体的植物细胞的植物赋予增加的产量或产量相关性状,所述植物细胞表 达包含于基因构建体中的编码DDLLP的核酸。
[0151] 这种基因构建体中的启动子可以相对于上述核酸是非天然启动子,即与其天然环 境下调节所述核酸表达的启动子不同的启动子。
[0152] 在一个优选实施方案中,可用于本发明方法、构建体、植物、可收获部分和产物中 的编码DDLLP多肽的核酸与启动子处于功能性连接,导致编码DDLLP多肽的所述核酸在
[0153] -单子叶植物植物、优选地禾本科植物、更优选地甘蔗属物种植物的地上部分生 物量、优选地叶子和苗、更优选地茎中和/或
[0154] -双子叶植物、更优选地茄科和/或甜菜属物种植物的叶、地下生物量和/或根生 物量、优选地块茎、直根和/或甜菜器官、更优选地直根和甜菜器官中表达。
[0155] 本发明的表达盒或基因构建体可以包含于宿主细胞、植物细胞、种子、农产品或植 物中。
[0156] 技术人员非常清楚必须在所述基因构建体上存在以便成功转化、选择和增殖含有 目的序列的宿主细胞的遗传元件。目的序列与一个或多个控制序列(至少与启动子)有效 地连接。
[0157] 有利地,任意类型的启动子,无论是天然的或合成的,均可以用来驱动该核酸序列 表达,不过优选地,该启动子是植物源的。组成型启动子特别用于所述方法中。对于多种启 动子类型的定义,见本文的"定义"部分。
[0158] 组成型启动子优选地是中等强度的遍在组成型启动子。更优选地,它是植物衍生 的启动子,例如植物染色体来源的启动子,如G0S2启动子或具有基本上相同强度并且具有 基本上相同表达模式的启动子(功能等同的启动子),更优选地,该启动子是来自稻的G0S2 启动子。更优选地,该组成型启动子由基本上与SEQ ID N0:37相似的核酸序列代表,最优 选地,该组成型启动子是如SEQ ID N0:37所代表的组成型启动子。对于组成型启动子的其 他例子,见本文的"定义"部分。
[0159] 应当明白本发明的适用性不限于SEQ ID NO: 1所代表的编码DDLLP多肽的核酸, 当编码DDLLP多肽的核酸受组成型启动子驱动时,本发明的适用性也不限于G0S2稻启动 子。
[0160] 又一个实施方案涉及可用于本发明方法、构建体、植物、可收获部分和产物中的基 因构建体,其中基因构建体包含本发明的DDLLP核酸,所述本发明的DDLLP核酸功能性连 接至如本文以上公开的启动子并且还功能性连接至以下一个或多个增强核酸表达的核酸 (NEENA):
[0161] a)如作为W02011/023537公开的国际专利申请中第27页至第28页上表1中公开 和/或SEQ ID NO: 1至19和/或如所述国际申请的权利要求1的项i)至vi)中所定义, 其中NEENA在此通过引用的方式并入;和/或
[0162] b)如作为W02011/023539公开的国际专利申请中第27页上表1中公开和/或SEQ ID NO: 1至19和/或如所述国际申请的权利要求1的项i)至vi)中所定义,其中NEENA在 此通过引用的方式并入;和/或
[0163] c)和/或如含于或公开于以下中:
[0164] i) 2011年7月5日作为EP 11172672. 5提交的欧洲优先权申请第27页上表1中 和/或SEQ ID NO: 1至14937、优选地SEQ ID NO: 1至5、14936或14937,和/或如所述欧 洲优先权申请的权利要求1的项i)至vi)中所定义,其中NEENA在此通过引用的方式并入; 和/或
[0165] ii) 2011年7月6日作为EP 11172825. 9提交的欧洲优先权申请第27页上表1中 和/或SEQ ID NO: 1至65560、优选地SEQ ID NO: 1至3,和/或如所述欧洲优先权申请的 权利要求1的项i)至vi)中所定义,其中NEENA在此通过引用的方式并入;和/或
[0166] d)具有基本上相同的增强作用的等同物;和/或
[0167] 2)功能性连接至一个或多个可靠性增强核酸(RENA)分子
[0168] a)如含于或公开于2011年9月15日作为EP 11181420. 8提交的欧洲优先权申 请第26页上表1中和/或SEQ ID NO: 1至16或94至116666、优选地SEQ ID NO: 1至16, 和/或如所述欧洲优先权申请的权利要求1的项a)的点i)至v)中所定义,其中RENA分 子在此通过引用的方式并入;或
[0169] b)具有基本上相同的增强作用的等同物。
[0170] 本发明的优选实施方案涉及可用于本发明方法、构建体、植物、可收获部分和产物 中并在如本文以上所述的启动子控制下编码处本发明DDLLP多肽的核酸分子,其中NEENA、 RENA和/或启动子相对于编码本发明DDLLP多肽的所述核酸分子是异源的。
[0171] 任选地,可以在引入植物的构建体中使用一个或多个终止子序列。本领域技术人 员将知道可能适用于实施本发明的终止子序列。优选地,该构建体包含这样的表达盒,其包 含基本上与SEQ ID N0:37相似的与编码DDLLP多肽的核酸有效连接的G0S2启动子。另外, 编码选择标记的一个或多个序列可以存在于引入植物的构建体上。
[0172] 根据本发明的优选特征,受调节的表达是增加的表达。本领域中充分记录了用于 增加核酸或者基因或基因产物表达的方法并且在定义部分中提供了例子。
[0173] 如上文提到,用于调节、优选地增加编码DDLLP多肽的核酸表达的优选方法是通 过在植物中引入、优选地通过重组方法引入并且表达编码DDLLP多肽的核酸;然而,使用其 他熟知的技术,包括但不限于T-DNA激活标签法、TILLING、同源重组,也可以实现实施本方 法的效果,即增强一个或多个产量相关性状。在定义部分中提供对这些技术的描述。
[0174] 本发明也提供一种用于产生转基因植物的方法,所述转基因植物相对于对照植物 具有一个或多个增强的产量相关性状,其中所述方法包括在植物中引入并且表达编码如本 文所定义的DDLLP多肽的任意核酸。
[0175] 更具体地,本发明提供一种用于产生转基因植物的方法,所述转基因植物具有一 个或多个增强的产量相关性状,特别地增加的生物量,优选地地上部分和/或根生物量,和 /或种子产量,所述方法包括:
[0176] (i)在植物或植物细胞中引入、优选地通过重组方法引入并且表达编码的DDLLP 多肽的核酸或包含编码DDLLP多肽的核酸的基因构建体;和
[0177] (ii)在促进植物生长和发育、优选地促进相对于对照植物具有一个或多个增强的 产量相关性状的植物的植物生长和发育的条件下培育植物细胞。
[0178] (i)的核酸可以是能够编码如本文中定义的DDLLP多肽的任意核酸。
[0179] 在促进植物生长和发育的条件下培育植物细胞,可以或可以不包括再生和/或生 长至成熟。因此,在本发明的一个特定实施方案中,通过本发明方法转化的植物细胞可再生 成为转化的植物。在另一个特定实施方案中,通过本发明方法转化的植物细胞不可再生成 为转化的植物,即,使用本领域已知的细胞培养技术不能够再生成植物的细胞。尽管植物细 胞通常具有全能性特征,但是一些植物细胞不能用来从所述细胞再生或繁殖出完整植物。 在本发明的一个实施方案中,本发明的植物细胞是此类细胞。在另一个实施方案中,本发明 的植物细胞是不以自养方式自我维持的植物细胞。一个例子是不能借助光合作用通过从此 类无机物质如水、二氧化碳和无机盐合成糖类和蛋白质而自我维持的植物细胞。
[0180] 可以将核酸直接引入植物细胞或引入植物自身中(包括引入组织、器官或植物的 任何其他部分)。根据本发明的优选特征,核酸优选地通过转化引入植物或植物细胞中。术 语"转化"在本文的"定义"部分中更详细地描述。
[0181] 在一个实施方案中,本发明的方法是用于产生相对于对照植物具有一个或多个增 强的产量相关性状的转基因禾本科植物、优选地甘蔗属物种植物、其转基因植物部份或其 转基因植物细胞的方法,所述方法包括从转基因植物收获茎段(setts)并栽种茎段并且将 茎段培育成植物步骤,其中茎段包含编码DDLLP多肽的外源核酸和与之有效连接的启动子 序列。
[0182] 在一个实施方案中,本发明扩展至通过本文所述任意方法产生的任意植物细胞或 植物,并扩展至全部植物部分及其繁殖体。
[0183] 本发明包括通过本发明方法可获得的植物或其部分(包括种子)。植物或植物部 分或植物细胞包含如上文定义的、优选地在基因构建体(如表达盒)中包含编码DDLLP多 肽的核酸转基因。本发明进一步扩展以包括已经通过前述任意方法产生的原代转化或转染 细胞、组织、器官或完整植物的子代,唯一要求是子代展示出与本发明方法中由亲本产生的 那些相同的基因型和/或表型特征。
[0184] 在又一个实施方案中,本发明扩展至重组地包含如上文所述的本发明表达盒、本 发明基因构建体或编码DDLLP的核酸和/或DDLLP多肽的种子。一般,从本发明种子培育 的植物也将显示增强的产量相关性状。
[0185] 本发明也包括宿主细胞,其含有编码如上文定义的DDLLP多肽的分离核酸。在一 个实施方案中,本发明的宿主细胞是植物细胞、酵母、细菌或真菌。对本发明方法中所用的 核酸、构建体、表达盒或载体,宿主植物原则上有利地是能够合成本发明方法中所用多肽的 全部植物。在一个特定实施方案中,本发明的植物细胞过量表达本发明的核酸分子。
[0186] 在又一个实施方案中,本发明涉及包含本发明构建体的转基因花粉粒和/或本发 明植物细胞的单倍体衍生物。虽然在一个具体实施方案中,本发明的花粉粒不能用来在不 添加其他遗传物质的情况下再生完整植株和/或不能够光合作用,但是本发明的花粉粒可 以具有以下用途:通过使用本发明的活花粉粒使另一个植株的卵细胞受精,从受精的卵细 胞产生种子并从所产生的种子培育出植物,将增强的产量相关性状引入另一个植株中。另 夕卜,使用花粉粒作为地理和/或时间来源的标志物。
[0187] 本发明的方法有利地适用于任意植物,尤其适用于如本文中定义的任何植物。在 本发明方法中特别有用的植物包括属于植物界超家族、尤其单子叶和双子叶植物的全部 植物,包括饲用或饲料豆科植物、观赏植物、粮食作物、树或灌木。根据本发明的一个实 施方案,植物是作物植物。作物植物的例子包括但不限于菊苣、胡萝卜、木薯、百脉根、大 豆、甜菜、糖料甜菜、向日葵、卡诺拉油菜、苜蓿、菜籽、亚麻、棉花、番茄、马铃薯、甜叶菊属 (Stevia)物种如但不限于甜叶菊(Stevia rebaudiana)和烟草。根据本发明的另一个实施 方案,植物是单子叶植物。单子叶植物的实例包括甘蔗。根据本发明的另一个实施方案,植 物是谷类植物。谷类的实例包括稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯 佩耳特小麦、单粒小麦、画眉草(teff)、蜀黍(milo)和燕麦。在一个特定实施方案中,本发 明的或在本发明方法中所用的植物选自玉米、小麦、稻、大豆、棉花、油籽油菜(包括卡诺拉 油菜)、甘蔗、糖料甜菜和苜蓿。有利地,本发明方法比已知的方法更高效,原因是与可比较 方法中使用的对照植物相比,本发明的植物具有增加的产量和/或增加的针对环境胁迫的 胁迫耐受性。
[0188] 本发明也扩展至植物的可收获部分如,但不限于种子、叶、果实、花、茎、茎段、根、 根状茎、块茎和球茎,所述可收获部分包含编码如本文定义的DDLLP多肽的重组核酸。具 体而言,这类可收获部分是根如直根、根状茎、果实、茎、甜菜根、块茎、球茎、叶、花和/或种 子。在一个实施方案中可收获部分是茎插枝(如甘蔗茎段)。
[0189] 本发明还涉及从这种植物的一个或多个可收获部分衍生或产生、优选地从中直接 衍生或产生的产物,如干燥颗粒,压茎、茎段、柏或粉末、纤维、含有由本发明植物产生的纤 维的布、纸或纸板、油、脂肪和脂肪酸、含糖淀粉、含有由本发明植物产生的糖的纸或纸板、 树汁、果汁、碎干草或蛋白质。优选的糖类是糖,优选地是蔗糖。优选的产物还是残余干纤 维,例如,茎(如去除甘蔗汁后来自甘蔗的甘蔗渣)、糖蜜或滤渣的残余干纤维,优选地来自 甘蔗的残余干纤维。所述产物可以是农产品。
[0190] 在一个实施方案中,该产品包含编码DDLLP多肽的重组核酸和/或重组DDLLP多 肽,例如作为该产品特定品质的指示物。在另一个实施方案中,本发明涉及防伪的磨碎种 子、磨碎的茎和/或磨碎的根,其具有本发明的植物细胞和/或本发明的构建体以作为来源 的指示和/或作为生产商的指示,其中磨碎的根优选地是磨碎的甜菜根,更优选地磨碎的 糖料甜菜根。
[0191] 本发明也包括用于制造产品的方法,包括a)培育本发明的植物并且b)从或借助 本发明的植物或其部分(包括茎、茎段根、甜菜根和/或种子)产生所述产品。在又一个实 施方案中,所述方法包括步骤a)培育本发明的植物,b)从这些植物中取出如本文所述的可 收获部分和c)从或采用本发明的可收获部分产生所述产品。
[0192] 在一个实施方案中,本发明的方法是一种通过以下方式制造布匹的方法:a)培育 能够产生可用于布匹制造的纤维的本发明植物,例如棉花,b)从所述植物取出如本文所述 的可收获部分,和c)从所述可收获部分产生纤维和d)从c)的纤维产生布匹。本发明的另 一个实施方案涉及一种产生用于生物反应器、发酵过程或生物燃气厂的进料的方法,所述 方法包括a)培育本发明的植物,b)从这些植物中取出如本文所述的可收获部分和c)产生 用于生物反应器、发酵过程或生物燃气厂的进料。在一个优选实施方案中,本发明的方法是 一种从来自植物材料产生醇的方法,所述方法包括a)培育本发明的植物,b)从这些植物中 取出如本文所述的可收获部分和c)任选地产生用于发酵过程的进料,和d)_在步骤b)或 c)后-从所述进料或可收获部分产生一种或多种醇,优选地通过使用微生物如真菌、藻类、 细菌或酵母或细胞培养物产生。一个常见例子将是使用含糖可收获部分例如玉米种子、甘 蔗茎部分或糖料甜菜的甜菜根部分生产乙醇。在一个实施方案中,从转基因植物的茎产生 产物。在另一个实施方案中,从根、优选地植物直根和/或甜菜根产生产物。
[0193] 在另一个实施方案中,本发明的方法是一种用于产生一种或多种聚合物的方法, 所述方法包括a)培育本发明的植物,b)从这些植物中取下如本文所述的可收获部分和c) 从可收获部分产生一种或多种单体,任选地涉及中间产物,d)通过所述单体至少之一与其 他单体反应或所述单体彼此反应产生一种或多种聚合物。在另一个实施方案中,本发明的 方法是一种用于产生药物化合物的方法,所述方法包括a)培育本发明的植物,b)从这些植 物中取下如本文所述的可收获部分和c)从可收获部分产生一种或多种单体,任选地涉及 中间产物,d)从可收获部分和/或中间产物产生药物化合物。在另一个实施方案中,本发 明的方法是一种用于产生一种或多种化学品的方法,所述方法包括a)培育本发明的植物, b)从这些植物中取下如本文所述的可收获部分和c)从可收获部分产生一种或多种化学结 构单元,如但不限于乙酸酯、丙酮酸酯、乳酸酯、脂肪酸、糖、氨基酸、核苷酸、类胡萝卜素、类 廠或类固醇,任选地涉及中间产物,d)通过所述结构单元至少之一与其他所述结构单元反 应或所述所述结构单元彼此反应产生一种或多种化学品。
[0194] 本发明也涉及通过如本文所述的用于制造产品的方法获得的产品。在又一个实施 方案中,通过本发明的制造方法产生的产物是植物产物,如但不限于食品原料、饲料原料、 食品补充物、饲料补充物、纤维、化妆品或药物。在另一个实施方案中,这些生产方法用来制 备农产品,如但不限于纤维、植物提取物、一个或多个提取过程后的饼柏或压滤饼和其他边 角料、粉、蛋白质、氨基酸、糖类、脂肪、油、聚合物、维生素等。优选的糖类是糖,优选地是蔗 糖。在一个实施方案中,农产品选自由1)纤维、2)木材、3)植物提取物、4) 一个或多个提取 过程后的饼柏或压滤饼或其他边角料、5)面粉、6)蛋白质、7)糖类、8)脂肪、9)油、10)聚合 物例如纤维素、淀粉、木质素、木质纤维素、和11) 1)至10)中任一者的组合和/或混合物。 在优选的实施方案中,产物或农产品通常不包含活植物细胞,包含如本文所述的表达盒、基 因构建体、蛋白质和/或多核苷酸。
[0195] 在又一个实施方案中,本发明的多核苷酸或多肽或构建体包含于农产品中。在一 个特定实施方案中,本发明的核酸序列和蛋白质可以用作产品标志物,例如在通过本发明 方法产生农产品的情况下。这种标志物可以用来鉴定已经由有利方法产生的产品,其中所 述的有利方法不仅导致该方法的更高效率,还导致改进的产品质量,原因在于该方法中所 用的植物材料和可收获部分的品质提高。可以通过本领域已知的多种方法检测此类标志 物,例如,但不限于基于PCR的核酸检测方法或基于抗体的蛋白质检测方法。
[0196] 本发明也包括编码如本文中所述的DDLLP多肽的核酸的用途,和这些DDLLP多肽 的用途,用于增强植物中任意的前述产量相关性状。例如,编码本文中所述的DDLLP多肽的 核酸或DDLLP多肽自身可以用于育种计划中,在所述育种计划中鉴定到可以与编码DDLLP 多肽的基因遗传连锁的DNA标记。这些核酸/基因或DDLLP多肽本身可以用来定义分子标 记。这种DNA或蛋白质标志物随后可以用于育种计划中以在本发明方法中选择具有如本文 所定义的一个或多个增强的产量相关性状的植物。另外,编码DDLLP多肽的核酸/基因的 等位变体也可以用于标记辅助的育种程序中。编码DDLLP多肽的核酸也可以用作探针以遗 传地和物理地定位这些核酸作为其部分的基因并且用作与这些基因连锁的性状的标志物。 此类信息可能用于植物育种中以开发具有所需表型的品系。
[0197] 在一个实施方案中,与对照植物和对照植物的相应植物部分相比,本发明植物 或其部分并且尤其所述植物的可收获部分的总贮藏糖类含量增加。贮藏糖类优选地是 糖如,但不限于蔗糖、果糖和葡萄糖,和多糖,如但不限于淀粉、葡聚糖和果聚糖。可以按 本领域已知的许多方式测量总贮藏糖类含量和各个类别或种类的糖的含量。例如,作为 W02006066969公开的国际申请在第[79]至[117]段中公开了确定甘蔗的总贮藏糖类含量 (包括果聚糖含量)的方法。
[0198] 另一种用于甘蔗的方法如下:
[0199] 将转基因甘蔗植物在温室或田间培育10至15个月。使用用于培育植物的标准条 件。
[0200] 收获具有10至15月龄并具有超过10节间的甘蔗植物的茎杆。在已经移除全部 叶后,将茎杆的节间从顶部(=1)至底部(例如=36)编号。从每个节间的中部切下重量 大约l_2g的茎杆圆片。随后将3个节间的茎杆圆片合并以产生一份样品并冷冻在液氮中。
[0201] 对于糖提取,首先将莖杆圆片在Waring搅拌器(来自Waring, New Hartford, Connecticut,美国)中粉碎。通过在95°C在10mM磷酸钠缓冲液pH7. 0中振摇1小时,提取 糖。此后,通过经30μπι筛过滤移除固形物。随后将所产生的溶液糖用于测定(见下文)。
[0202] 将转基因甘蔗植物生长10至15个月。在每种情况下,使转基因系和野生型甘蔗 植物的甘蔗茎杆脱叶,将茎杆分成具有3个节间的段,并且将这些节间段在密封的50ml塑 料容器中冷冻于液氮中。测定样品的鲜重。出于糖测定目的的提取如下文所述那样进行。
[0203] 通过NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)转化成NADH(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷 酸),在酶测定法中以光度测定方式确定根据上文描述的糖提取方法所获得的提取物中的 葡萄糖含量、果糖含量和蔗糖含量。在还原期间,烟酰胺环处的芳族特征丧失,并且吸收光 谱因此改变。可以按光度测定方式检测到吸收光谱的这种改变。借助酶己糖激酶和腺苷 三磷酸(ATP),提取物中存在的葡萄糖和果糖转化成葡萄糖-6-磷酸和果糖-6-磷酸。葡 萄糖-6-磷酸随后由酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶氧化以产生6-磷酸葡萄糖酸。在这个反应 中,NAD+还原以产生NADH,并且以光度测定方式测定形成的NADH的量。形成的NADH和提 取物中存在的葡萄糖之间的比率是1:1,因而可以使用NADH的摩尔吸收系数(每摩尔和每 cm光路6. 31),从NADH含量算出葡萄糖含量。在葡萄糖-6-磷酸完全氧化后,已经在溶液 中同样形成的果糖-6-磷酸由磷酸葡萄糖异构酶转化以产生葡萄糖-6-磷酸,后者转而氧 化以产生6-磷酸葡萄糖酸。再次,果糖和形成的NADH的量之间的比率是1:1。此后,提取 物中存在的鹿糖由鹿糖酶(Megazyme)切割以产生葡萄糖和果糖。释放的葡萄糖分子和果 糖分子随后用上述酶在NAD+依赖性反应中转化以产生6-磷酸葡萄糖酸。一个蔗糖分子转 化成6-磷酸葡萄糖酸产生两个NADH分子。同样以光度测定方式测定形成的NADH的量并 且使用NADH的摩尔吸收系数,将它用于计算蔗糖含量。
[0204] 如上所述,在每种情况下将甘蔗茎杆分成3个节间的段。将节间从顶部至底部编 号(顶部=节间1,底部=节间21)。
[0205] 另外,可以使用本领域已知的任何方法分析转基因甘蔗植物,所述方法例如是但 不限于:
[0206] ?通过全宽度Hatch采样器对甘鹿采样;ICUMSA(国际糖分析统一方法委员会, http://www.icumsa.org/index.php? id = 4)方法 GS 5-5 (1994),从 Verlag Dr. Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 14129Berlin(http://www. bartens. com/)可获得
[0207] ?通过取样管法对甘蔗采样;ICUMSA方法GS 5-7(1994),从Verlag Dr. Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 14129Berlin(http://www. bartens. com/)可获得
[0208] ?通过气相色谱测定糖蜜和工厂产品-官方;和甘蔗汁中的蔗糖;ICUMSA方法GS 4/7/8/5-2 (2002),从 Verlag Dr. Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 14129Berlin(htt p://www. bartens. com/)可获得
[0209] ?通过气相色谱测定甘蔗糖蜜中蔗糖、葡萄糖和果糖以及甜菜糖蜜中的蔗糖; ICUMSA 方法 GS 7/4/8-23 (2011),从 Verlag Dr. Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 141 29Berl in (http ://www. bartens. com/)可获得
[0210] ?通过高效离子色谱测定甘蔗汁、糖浆和糖蜜中的葡萄糖、果糖和蔗糖以及甜菜糖 蜜中的鹿糖;ICUMSA 方法 GS 7/8/4-24(2011),从 Verlag Dr.Albert Bartens KG,Liickhof fstr. 16, 14129Berlin(http://www. bartens. com/)可获得。
[0211] 对于甘蔗之外的作物,相似方法是本领域已知的或可以从用于另一种作物的已知 方法容易地改造。例如,可以在针对糖料甜菜修改的情况下,通过上文描述用于甘蔗的任何 方法,测定糖料甜菜的贮藏糖类含量。
[0212] 另外,可以使用本领域已知的任何方法对转基因糖料甜菜植物分析生物量或它们 的含糖量或其他表型参数,所述方法例如是但不限于:
[0213] ?通过酶促方法甜菜汁和加工产物中的葡萄糖和果糖_ICUMSA(国际糖分析统 一方法委员会,http://www. icumsa. org/index. php ? id = 4)方法 GS8/4/6-4(2007), 从 Verlag Dr. Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 14129Berlin(http://www. bartens. com/)可获得
[0214] ?通过HPAEC-PAD测定甜菜糊和甜菜汁中的甘露醇、葡萄糖、果糖、蔗糖和蜜三糖; ICUMSA 方法 GS8-26 (2011),从 Verlag Dr.Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 14129Ber 1 in (http://www. bartens. com/)可获得
[0215] ?通过气相色谱测定甘蔗糖蜜中蔗糖、葡萄糖和果糖以及甜菜糖蜜中的蔗糖; ICUMSA 方法 GS 7/4/8-23 (2011),从 Verlag Dr.Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 141 29Berlin (http://www. bartens. com/)可获得
[0216] ?通过高效离子色谱测定甘蔗汁、糖浆和糖蜜中的葡萄糖、果糖和蔗糖以及甜菜糖 蜜中的鹿糖;ICUMSA 方法 GS 7/8/4-24(2011),从 Verlag Dr.Albert Bartens KG,Liickhof fstr. 16, 14129Berlin(http://www. bartens. com/)可获得
[0217] ?通过酶促方法甜菜汁和加工产物中的葡萄糖和果糖;ICUMSA方法GS 8/4/6-4(2007),从 Verlag Dr.Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 14129Berlin(htt p://www. bartens. com/)可获得
[0218] ?通过Luff Schoorl法测定甜菜渣的表观总含糖量;ICUMSA方法GS 8-5 (1994), 从 Verlag Dr. Albert Bartens KG, Liickhoffstr. 16, 14129Berlin(http://www. bartens. com/)可获得。
[0219] 在一个实施方案中,可用于本发明方法、构建体、植物、可收获部分和产物中的核 酸不是以下任一者:
[0220] ?在 申请人:为CropDesign NV的在2003年10月16日作为W003/085115公布的国 际申请公开中作为SEQ ID N0:116公开的核酸公开;和/或
[0221] ?由 Morris 和合作者在 journal Plant Physiology,第 141 卷,第 3 期,2006 年 7 月,第932至941页中所公开的编码拟南芥DDL蛋白的核酸;和/或
[0222] ?在Thomas La Rosa为发明人的专利申请US 2004/123343中作为SEQ ID NO: 176889公开的核酸;和/或
[0223] ?在 Nikolai Alexandrov 的专利申请 US 2006/048240 中作为 SEQ ID N0:2465 公 开的核酸;和/或
[0224] ?在Nikolai Alexandrov作为发明人的专利申请US 2010/031397中作为SEQ ID NO:4644公开的核酸。
[0225] 在下文中,表述"如权利要求/项X中定义"意指指导技术人员如项/权利要求X 中所公开那样适用该定义。例如,"如项1中所定义的核酸应如此理解,从而如项1中的核 酸的定义应适用于该核酸。因此,术语"如项中所定义的"或"如权利要求中定义"可以分 别用该项或权利要求的相应定义替换。
[0226] 另外,本发明涉及以下具体实施方案:
[0227] 1. -种用于相对于对照植物增强植物中一个或多个产量相关性状的方法,所述 方法包括调节、优选地增加植物中编码DDLLP多肽的核酸的表达,其中所述的DDLLP多肽 包含Interpro结构域IPR000253、优选地PFAM结构域PF00948和/或Interpro结构域 IPR008984并且其中所述DDLLP多肽选自:
[0228] (i)由 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、 49、51、53、55、57 或 59 ;优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、 更优选地SEQ ID NO:2、10或39、最优选地由SEQ ID NO:2代表的氨基酸序列;和
[0229] (ii)氨基酸序列,其以增加的优选顺序与SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、 20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、 43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至更优选地 SEQ ID N0:2 所代表的氨基酸序列在 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、 41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、 55、57或59、更优选地SEQ ID NO:2、10或39、甚至更优选地SEQ ID NO:2所代表的序列的 整个长度范围内具有至少 35%、40%、45%、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%序列同一性并且还 优选地相对于对照植物赋予一个或多个增强的产量相关性状。
[0230] 2.根据实施方案 1 的方法,其中 DDLLP 多肽与 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、 49、 51、53、55、57或59、优选地SEQIDN0:2、10或39、更优选地SEQIDN0:2的多肽序列在 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57或59、优选地SEQIDN0:2、10或39、更 优选地SEQ ID N0:2的整个氨基酸序列长度范围内具有至少85%序列同一性。
[0231] 3.根据实施方案1或2的方法,其中所述受调节的表达通过在植物中引入并且表 达编码所述DDLLP多肽的所述核酸实现。
[0232] 4.根据实施方案1、2或3的方法,其中所述核酸选自:
[0233] (i)由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、 50、 52、54、56、58或60;优选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更 优选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸;
[0234] (ii)由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、 50、52、54、56、58或60 ;优选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更 优选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸的互补核酸;
[0235] (iii)编码P0I多肽的核酸,所述P0I多肽以增加的优选顺序与由SEQ ID N0:2、 4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选 地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至更优选地SEQ ID NO:2所代表的完整氨基酸序列具有至少25%、30%、35%、40%、 45 %,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 %序列同一性并且还优选地相对于对照植物赋予一个或 多个增强的产量相关性状;和
[0236] (iv)与(i)至(iii)的核酸分子在高严格杂交条件下杂交并且优选地相对于对照 植物赋予一个或多个增强的产量相关性状的核酸分子。
[0237] 5.根据实施方案1至4中任一个实施方案的方法,其中所述一个或多个增强的产 量相关性状包含相对于对照植物增加的产量,并且优选地包括相对于对照植物增加的生物 量和/或增加的种子产量。
[0238] 6.根据实施方案1至5中任一个实施方案的方法,其中所述一个或多个增强的产 量相关性状在非胁迫条件下获得。
[0239] 7.根据实施方案1至6中任一个实施方案的方法,其中所述DDLLP多肽包含
[0240] i)以下全部基序:
[0241] 基序 1(SEQ ID N0:32):
[0242] W-R-L-Y-V-F-K-[ADG]-G-E-[PV]-L-N-[DE]-P-L-x-[ILV]-H-R-Q-S-C-Y-L-F-G-R-E-R-R- [IV] -A-D- [IV] -P-T-D-H-P-S-C-S-K-Q-H-A-V- [ILV] -Q- [FY] -R- [EQR] - [MV] -E-K- [DE]-x-P-D
[0243] 基序 2 (SEQ ID NO :33):
[0244] D-x (0, 3) -S-[ILV] -x-[KR] -M-x (4) -[ET] -[AL] -[IL] -[AEQ] - [AE] -K-x (2) -[DEQ] -[EK]-P-S-F-E-L-S-G-K-L-A-[AEGS]-E-T-N-R-x(2)-G-[IV]-[NT]-L-L-[ra]-[NST]-E-P-[AP]-[DE]-A-R-K-[PS]-[DS]-x-[KR];
[0245] 基序 3 (SEQ ID NO :34):
[0246] K-Q-V-[KR]-P-Y-[ILV]-M-D-L-G-S-T-N-x-T-[FY]-I-N-[DE]-[NS]-x-I-E-P-[EQ S]-R-Y-Y-E-L-x-E-K-D-T-[IL]-K-F-G-N
[0247] 基序 4 (SEQ ID NO :35):
[0248] R-S-P-S-P-x(0, 2)-R-[ST]-K-R-L-[KR]-[KR]-[AG]-[EQR]-x-E-x(1,2)-E
[0249] 和
[0250] 基序 5 (SEQ ID NO :36):
[0251] S-S-R-E-Y-V-x(0, 1)-L-x(0, 1)-H-E-N ;或
[0252] ii)根据i)的基序和另外如SEQ ID NO:31下所列序列所代表的共有序列;
[0253] iii)在ii)下所列出的任何5个基序,或
[0254] iv)在ii)下所列出的任何4个基序,或
[0255] v)在i)下所列出的任何4个基序;或
[0256] vi)在i)下所列出的任何3个基序;或
[0257] vii)如本文以上所述的基序2和4及共有序列;或
[0258] viii)如本文以上所述的基序2和4 ;或
[0259] ix)如本文以上所述的基序1、3和5 ;或
[0260] X)如本文以上所述的基序1、2和3 ;或
[0261] xi)如本文以上所述的基序4和5 ;或
[0262] xii)基序 2、3、4 和 5 ;或
[0263] xiii)如本文以上所述的基序之一;
[0264] 其中-X代表在任何基序位置存在经常如-X之后括号内最低整数数字或最高整 数数字或者最低数字和最高数字之间任何整数数字指示的任何类型的氨基酸残基,其中最 低整数数字和最高整数数字可能是相同的并且因此仅一个整数数字存在于-X之后的括 号内部,并且其中- X(l)缩写为-X,并且在-X位置插入的任何氨基酸残基不需要与前一 个氨基酸残基或另一个插入的氨基酸残基是相同类型。
[0265] 8.根据实施方案1至7中任一个实施方案的方法,其中编码DDLLP多肽的所述核 酸是植物来源的,优选地来自双子叶植物,进一步优选地来自茄属(Solanum),最优选地来 自番爺。
[0266] 9.根据实施方案1至8中任一个实施方案的方法,其中所述编码DDLLP的核酸编 码在表A中所列的任一种多肽或是这种核酸的一部分或是能够与这种核酸的互补序列杂 交的核酸。
[0267] 10.根据实施方案1至9中任一个实施方案的方法,其中所述核酸序列编码在A中 给出的任一多肽的直向同源物或旁系同源物。
[0268] 11.根据实施方案1至10中任一个实施方案的方法,其中所述核酸编码由SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、更优选地 SEQ ID N0:2代表的多肽。
[0269] 12.根据实施方案1至11中任一个实施方案的方法,其中所述的核酸与植物来源 的组成型启动子、优选地与植物来源的中等强度组成型启动子、更优选地与G0S2启动子、 最优选地与来自稻的G0S2启动子有效连接。
[0270] 13.通过根据实施方案1至12中任一个实施方案的方法可获得的植物、或其部分 或植物细胞,其中所述植物、植物部分或植物细胞包含编码如实施方案1、2、4和7至12中 任一个实施方案中所限定的DDLLP多肽的重组核酸。
[0271] 14.构建体,其包含:
[0272] (i)编码如实施方案1、2、4和7至12中任一个实施方案中所限定的DDLLP的核 酸;
[0273] (ii)能够驱动(i)的核酸序列表达的一个或多个控制序列;和任选地
[0274] (iii)转录终止序列。
[0275] 15.根据实施方案14的构建体,其中所述控制序列之一是植物来源的组成型启动 子,优选地是植物来源的中等强度组成型启动子,更优选地是G0S2启动子,最优选地是来 自稻的G0S2启动子。
[0276] 16.宿主细胞、优选地细菌宿主细胞、更优选地农杆菌物种宿主细胞,其包含根据 实施方案14或15中任一个实施方案的构建体或如实施方案4中所限定的核酸。
[0277] 17.根据实施方案14或15的构建体在用于制备植物的方法中的用途,所述植物具 有一个或多个增强的产量相关性状,优选地相对于对照植物具有增加的产量,并且更优选 地相对于对照植物具有增加的种子产量和/或增加的生物量。
[0278] 18.用根据实施方案14或15的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
[0279] 19.用于产生转基因植物的方法,所述转基因植物相对于对照植物具有一个或多 个增强的产量相关性状,优选地相对于对照植物具有增加的产量,并且更优选地相对于对 照植物具有增加的种子产量和/或增加的生物量,所述方法包括:
[0280] (i)在植物细胞或植物中引入并且表达编码如实施方案1、2、4和7至12中任一个 实施方案中所限定的DDLLP多肽的核酸;并且
[0281] (ii)在促进植物生长和发育的条件下培育所述植物细胞或植物。
[0282] 20.转基因植物,其相对于对照植物具有一个或多个增强的产量相关性状,优选 地相对于对照植物具有增加的产量,并且更优选地具有增加的种子产量和/或增加的生物 量,原因在于编码如实施方案1、2、4和7至12中任一个实施方案中所限定的DDLLP多肽的 核酸表达增加,或源自所述转基因植物的转基因植物细胞。
[0283] 21.根据实施方案13、18或20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,如甜菜、糖料甜菜或苜蓿,或单子叶植物如甘蔗;或谷类,如稻、玉米、小 麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯佩耳特小麦、单粒小麦、画眉草、蜀黍或燕麦。
[0284] 22.根据实施方案21的植物的可收获部分,其中所述可收获部分优选地是苗生物 量和/或根生物量和/或种子。
[0285] 23.产物,从根据实施方案21的植物和/或从根据实施方案22的植物的可收获部 分衍生。
[0286] 24.编码如实施方案1、2、4和7至12中任一个实施方案中所限定的DDLLP多肽的 核酸的用途,用于相对于对照植物增强植物中的一个或多个产量相关性状,优选地用于增 加产量,并且更优选地相对于对照植物用于增加植物中的种子产量和/或增加生物量。
[0287] 25. -种用于制造产品的方法,包括以下步骤:培育根据实施方案13、18、20或21 的植物并且从或借助所述植物或其包括种子在内的部分产生所述产品。
[0288] 26.重组染色体DNA,包含根据实施方案14或15构建体。
[0289] 27.根据实施方案14或15的构建体或根据实施方案26的重组染色体DNA,其包 含于植物细胞、优选地作物植物细胞中。
[0290] 额外或备选的实施方案:
[0291] A.根据实施方案1至12中任一个实施方案的方法,其中所述多肽由核酸分子编 码,所述核酸分子包含选自以下的核酸分子:
[0292] (i)由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、 50、52、54、56、58或60(中任一个) ;优选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、 58或60、更优选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸;
[0293] (ii)由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、 50、52、54、56、58或60(中任一个) ;优选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、 58或60、更优选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸的互补核酸;
[0294] (iii)编码多肽的核酸,所述多肽如SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、 24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、 47、 49、51、53、55、57或59、更优选地SEQIDN0:2、10或39、甚至更优选地SEQIDN0:2中 任一者所代表,并且还优选地相对于对照植物赋予一个或多个增强的产量相关性状;
[0295] (iv)核酸,其以增加的优选顺序与 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、 23、25、27、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58 或 60 ;优选地 SEQ ID NO: 1、9、38、42、44、46、 48、 50、52、54、56、58或60、更优选地SEQIDN0:1、9或38、最优选地SEQIDN0:1的(任 一)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 %,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%序列同 一性,并且还优选地相对于对照植物赋予一个或多个增强的产量相关性状;
[0296] (V)与(i)和(iv)的核酸分子的互补核酸分子在严格杂交条件下杂交并且优选地 相对于对照植物赋予一个或多个增强的产量相关性状的核酸分子;
[0297] (vi)编码所述多肽的核酸,所述多肽以增加的优选顺序与SEQ ID N0:2、4、6、8、 10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59(中任一个)、优 选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或39、甚至更优选地SEQ ID NO:2所代表的氨基酸序列具有至少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 %,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 %序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予一个或多 个增强的产量相关性状;或
[0298] (vii)包含以上(i)至(vi)的特征的任意组合的核酸。
[0299] B.产物,从根据实施方案13的植物和/或从根据实施方案22的植物的可收获部 分产生。
[0300] C.根据实施方案14或15的构建体,包含于植物细胞中。
[0301] D.重组染色体DNA,包含根据实施方案14或15的构建体。
[0302] 备选实施方案还是:
[0303] I . 一种用于相对于对照植物增强植物中一个或多个产量相关性状的方法,所述 方法包括调节、优选地增加植物中编码DDLLP多肽的核酸的表达,其中所述的DDLLP多肽包 含PFAM结构域PF00948并且其中所述DDLLP多肽选自:
[0304] (i)由 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、 49、 51、53、55、57 或 59 ;优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、 更优选地SEQ ID NO:2、10或39、最优选地由SEQ ID NO:2代表的氨基酸序列;和
[0305] (ii)氨基酸序列,其以增加的优选顺序与SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、 20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、 43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至更优选地 SEQ ID N0:2 所代表的氨基酸序列在 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、 41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、 55、57或59、更优选地SEQ ID NO:2、10或39、甚至更优选地SEQ ID NO:2所代表的序列的 整个长度范围内具有至少 35%、40%、45%、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%序列同一性并且还 优选地相对于对照植物赋予一个或多个增强的产量相关性状。
[0306] II .根据实施方案I的方法,其中所述核酸选自:
[0307] (i)由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、 50、52、54、56、58或60 ;优选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更 优选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸;
[0308] (ii)由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、 50、52、54、56、58或60 ;优选地SEQIDN0:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更 优选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸的互补核酸;
[0309] (iii)编码Ρ0Ι多肽的核酸,所述Ρ0Ι多肽以增加的优选顺序与由SEQ ID N0:2、 4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选 地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至更优选地SEQ ID NO:2所代表的完整氨基酸序列具有至少25%、30%、35%、40%、 45 %,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 %序列同一性并且还优选地相对于对照植物赋予一个或 多个增强的产量相关性状;和
[0310] (iv)与(i)至(iii)的核酸分子在高严格杂交条件下杂交并且优选地相对于对照 植物赋予一个或多个增强的产量相关性状的核酸分子。
[0311] III.根据实施方案I或II的方法,其中所述增加的表达通过在植物中引入并且表 达编码所述DDLLP多肽的所述核酸实现。
[0312] IV .根据实施方案I至III中任一个实施方案的方法,其中所述DDLLP多肽包含
[0313] i)以下全部基序:
[0314] 基序 1(SEQ ID N0:32):
[0315] W-R-L-Y-V-F-K-[ADG]-G-E-[PV]-L-N-[DE]-P-L-x-[ILV]-H-R-Q-S-C-Y-L-F-G-R-E-R-R- [IV] -A-D- [IV] -P-T-D-H-P-S-C-S-K-Q-H-A-V- [ILV] -Q- [FY] -R- [EQR] - [MV] -E-K- [DE]-x-P-D
[0316] 基序 2 (SEQ ID NO :33):
[0317] D-x (0, 3) -S-[ILV] -x-[KR] -M-x (4) -[ET] -[AL] -[IL] -[AEQ] - [AE] -K-x (2) -[DEQ] -[EK]-P-S-F-E-L-S-G-K-L-A-[AEGS]-E-T-N-R-x(2)-G-[IV]-[NT]-L-L-[ra]-[NST]-E-P-[AP]-[DE]-A-R-K-[PS]-[DS]-x-[KR];
[0318] 基序 3(SEQ ID N0:34):
[0319] K-Q-V-[KR]-P-Y-[ILV]-M-D-L-G-S-T-N-x-T-[FY]-I-N-[DE]-[NS]-x-I-E-P-[EQ S]-R-Y-Y-E-L-x-E-K-D-T-[IL]-K-F-G-N
[0320] 基序 4 (SEQ ID NO :35):
[0321] R-S-P-S-P-x(0, 2)-R-[ST]-K-R-L-[KR]-[KR]-[AG]-[EQR]-x-E-x (1,2)-E
[0322] 和
[0323] 基序 5 (SEQ ID NO :36):
[0324] S-S-R-E-Y-V-x(0, 1)-L-x(0, 1)-H-E-N ;或
[0325] ii)根据i)的基序和另外如SEQ ID NO:31下所列序列所代表的共有序列;
[0326] iii)在ii)下所列出的任何5个基序,或
[0327] iv)在ii)下所列出的任何4个基序,或
[0328] V)在i)下所列出的任何4个基序;或
[0329] vi)在i)下所列出的任何3个基序;或
[0330] vii)如本文以上所述的基序2和4及共有序列;或
[0331] viii)如本文以上所述的基序2和4 ;或
[0332] ix)如本文以上所述的基序1、3和5 ;或
[0333] X)如本文以上所述的基序1、2和3 ;或
[0334] xi)如本文以上所述的基序4和5 ;或
[0335] xii)基序 2、3、4 和 5 ;或
[0336] xiii)如本文以上所述的基序之一;或
[0337] xiv)上文i)至xiii)中的任一者,其中任何对基序1的提及由基序1*(SEQ ID N0:61)替换和/或任何对基序2的提及由基序2*(SEQ ID N0:62)替换和/或任何对基序 4的提及由基序4* (SEQ ID N0:63)替换;
[0338] 其中-X在任何基序位置代表存在经常如-X之后括号内最低整数数字或最高整 数数字或者最低数字和最高数字之间任何整数数字指示的任何类型的氨基酸残基,其中最 低整数数字和最高整数数字可能是相同的并且因此仅一个整数数字存在于-X之后的括 号内部,并且其中- X(l)缩写为-X,并且在-X位置插入的任何氨基酸残基不需要与前一 个氨基酸残基或另一个插入的氨基酸残基是相同类型。
[0339] V .根据实施方案I至IV中任一个实施方案的方法,其中所述一个或多个增强的 产量相关性状包含相对于对照植物增加的产量,并且优选地包括相对于对照植物增加的生 物量和/或增加的种子产量。
[0340] VI .根据实施方案I至IV中任一个实施方案的方法,其中DDLLP多肽与SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、更优选地 SEQ ID N0:2 的多肽序列在 SEQ ID 勵:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57或59、优选 地SEQ ID N0:2、10或39、更优选地SEQ ID N0:2的整个氨基酸序列长度范围内具有至少 85 %序列同一性。
[0341] W.根据实施方案I至VI中任一个实施方案的方法,其中所述的核酸与植物来源 的组成型启动子、优选地与植物来源的中等强度组成型启动子、更优选地与G0S2启动子、 最优选地与来自稻的G0S2启动子有效连接。
[0342] W.构建体,其包含:
[0343] (i)编码如实施方案I、II、IV、VI和VII中任一个实施方案中所限定的DDLLP的 核酸;
[0344] (ii)能够驱动(i)的核酸序列表达的一个或多个控制序列;和任选地
[0345] (iii)转录终止序列。
[0346] IX .宿主细胞、优选地细菌宿主细胞、更优选地农杆菌物种宿主细胞,其包含根据 实施方案VIII的构建体或如实施方案II中所限定的核酸。
[0347] X .根根据实施方案VIII的构建体在用于制备植物的方法中的用途,所述植物具 有一个或多个增强的产量相关性状,优选地相对于对照植物具有增加的产量,并且更优选 地相对于对照植物具有增加的种子产量和/或增加的生物量。
[0348] XI .用于产生转基因植物的方法,所述转基因植物相对于对照植物具有一个或多 个增强的产量相关性状,优选地相对于对照植物具有增加的产量,并且更优选地相对于对 照植物具有增加的种子产量和/或增加的生物量,所述方法包括:
[0349] (i)在植物细胞或植物中引入并且表达编码如实施方案I、II、IV、VI和VII中任 一个实施方案中所限定的DDLLP多肽的核酸;并且
[0350] (ii)在促进植物生长和发育的条件下培育所述植物细胞或植物。
[0351] ΧΠ .通过根据实施方案I至VII或XI中任一个实施方案的方法可获得的植物、或 其部分或植物细胞,其中所述植物、植物部分或植物细胞包含编码如实施方案I、II、IV、VI 和VII中任一个实施方案中所限定的DDLLP多肽的重组核酸。
[0352] XIII.转基因植物,其相对于对照植物具有一个或多个增强的产量相关性状,优选 地相对于对照植物具有增加的产量,并且更优选地具有增加的种子产量和/或增加的生物 量,原因在于编码如实施方案I、II、IV、VI和VII中任一个实施方案中所限定的DDLLP多 肽的核酸表达增加,或源自所述转基因植物的转基因植物细胞。
[0353] XIV.根据实施方案XII或XIII的植物的可收获部分,其中所述可收获部分优选地 是苗生物量和/或根生物量、优选地直根或块茎生物量,和/或种子。
[0354] XIV.根据实施方案XII或XIII的转基因植物或源自其中的转基因植物细胞,其 中所述植物是作物植物,如甜菜、糖料甜菜或苜蓿,或单子叶植物如甘蔗;或谷类,如稻、玉 米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯佩耳特小麦、单粒小麦、画眉草、蜀黍或 燕麦。
[0355] 定义
[0356] 以下定义将在本申请中自始至终使用。本申请中的章节标题和节标题目的仅在于 方便和参考目的并且不应当以任何方式影响本申请的含义或解释。通常向本申请范围内所 用的技术术语和表述给予在植物生物学、分子生物学、生物信息学和植物育种的相关领域 中常适用于它们的含义。以下全部术语定义均适用于本申请的完整内容。应当理解如本 说明书中和权利要求中所用,"a"或"an"可以意指一个或多个,这取决于使用它的上下文。 因此,例如,对"一个细胞"的提及可以利用至少一个细胞。与某属性或值相联系的情况下, 术语"基本上"、"约"、"大约"等还分别具体地确切限定该属性或确切限定该值。在给定数 值或范围的情况下,术语"约"特别设计处于给予的所述值或范围的20%以内、10%以内或 5 %以内的值或范围。如本文所用,术语"包含"也包括术语"由……组成"。
[0357] 狀/蛋白质
[0358] 除非本文中另外提到,否则术语"肽"、"寡肽"、"多肽"和"蛋白质"在本文中可互 换使用并且指由肽键连接在一起的处于任意长度的聚合形式下的氨基酸。
[0359] 多核苷酸/核酸/核酸序列/核苷酸序列
[0360] 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 换地使用并且指任意长度的聚合非分支形式的核苷酸:核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸或这 二者的组合。
[0361] 术语"核苷酸"指由核碱基、戊糖和至少一个磷酸酯基团组成的核酸结构单元。因 此,术语"核苷酸"包括单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸。
[0362] 同源物
[0363] 蛋白质的"同源物"包括这样的肽、寡肽、多肽、蛋白质和酶,它们相对于所讨论的 未修饰蛋白具有氨基酸取代、缺失和/或插入并且与衍生所述肽、寡肽、多肽、蛋白质和酶 的未修饰蛋白具有基本上相同的生物活性和功能活性。
[0364] 基因的"同源物"包括这样的核酸序列,它们相对于所讨论的未修饰基因具有核苷 酸取代、缺失和/或插入并且与衍生这些核酸序列的未修饰基因具有基本上相同的活性和 /或功能特性,或编码多肽,所述多肽与未修饰的核酸序列所编码的多肽具有基本上相同的 生物活性和/或功能活性。
[0365] 直向同源物和旁系同源物是两种不同形式的同源物并且包括用来描述基因或蛋 白质的祖先关系的进化概念。旁系同源物是相同物种内起源于先祖基因复制的基因或蛋白 质;而直向同源物是来自不同生物的起源于物种形成的基因或蛋白质,并且也源自共同的 祖先基因。
[0366] "缺失"指从蛋白质中移除一个或多个氨基酸或从核酸移除一个或多个核苷酸。
[0367] "插入"指将一个或多个氨基酸残基引入蛋白质中的预定位点内或指将一个或多 个核苷酸引入核酸序列中的预定位点内。关于蛋白质,插入可以包含单个或多个氨基酸的 氨基端融合和/或羧基端融合以及序列内插入。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更小,约1-10个残基级别。氨基端或羧基端融合蛋白或融合肽的实例 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。
[0368] "取代"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。氨基酸取代一般是单个 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。氨基酸取代优选地是保守 性氨基酸取代。保守性取代表是本领域众所周知的(见例如Creighton(1984)Proteins. W. Η· Freeman and Company (编著)和下表 1)。
[0369] 表1 :保守性氨基酸取代的实例
[0370]
【权利要求】
1. 一种用于相对于对照植物增强植物中一个或多个产量相关性状的 方法,所述方法包括增加植物中编码DDLLP多肽的核酸的表达,其 中所述的DDLLP多肽包含 i) 以下全部基序: 基序 1*(SEQ ID N0:61): W-R-L-Y-V-F-K-[ADG]-G-E-[PVA]-L-N-[DE]-P-L-x-[ILV]-H-R-Q-S-C-Y-L-F-G-R-E -R-R- [IV] -A-D- [IV] -P-T-D-H-P-S-C-S-K-Q-H-A-V- [ILV] -Q- [FY] -R- [EQR] - [MV] -E-K-[ DE]-x-P_D ; 优选地基序1(SEQ ID N0:32): W-R-L-Y-V-F-K-[ADG]-G-E-[PV]-L-N-[DE]-P-L-x-[ILV]-H-R-Q-S-C-Y-L-F-G-R-E-R-R-[IV]-A-D-[IV]-P-T-D-H-P-S-C-S-K-Q-H-A-V-[ILV]-Q-[FY]-R-[EQR]-[IMV]-E-K-[D E]_x_P_D 和 基序 2* (SEQ ID NO :62): D-x (0, 3) -S-[ILV] -x-[KR] -M-x (4) - [ET] -[AL] - [IL] -[AEQ] -[AEV] -K-x (2) - [DEQ]-[ EK]-P-S-F-E-L-S-G-K-L-A-[AEGS]-E-T-N-R-x(2)-G-[IV]-[NT]-L-L-[HI]-[NST]-E-P-[A P]-[DE]-A-[RK]-K-[PS]-[DSN]-x-[KR]; 优选地基序2 (SEQ ID NO :33): D-x (0, 3) -S- [ILV] -x- [KR] -M-x (4) - [ET] - [AL] - [IL] - [AEQ] - [AE] -K-x (2) - [DEQ] - [E K]-P-S-F-E-L-S-G-K-L-A-[AEGS]-E-T-N-R-x(2) -G-[IV]-[NT]-L-L-[HI]-[NST]-E-P-[A P]-[DE]-A-R-K-[PS]-[DS]-x-[KR]; 和 基序 3 (SEQ ID NO :34): K-Q-V-[KR]-P-Y-[ILV]-M-D-L-G-S-T-N-x-T-[FY]-I-N-[DE]-[NS]-x-I-E-P-[EQS]-R -Y-Y-E-L-x-E-K-D-T-[IL]-K-F-G-N 和 基序 4* (SEQ ID NO :63): R-S-P-S-P-x(0, 2)-R-[ST]-K-R-L-[KR]-[KR]-[AGS]-[EQR]-x-E-x(1,2)-E 基序 4 (SEQ ID NO :35): R-S-P-S-P-x(0, 2)-R-[ST]-K-R-L-[KR]-[KR]-[AG]-[EQR]-x-E-x(1,2)-E 和 基序 5 (SEQ ID NO :36): S-S-R-E-Y-V-x(0, l)-L-x(0, 1)-H-E-N ;或 ii) 根据i)的基序和另外如SEQ ID NO:31下所列序列所代表的共有序列; iii) 在ii)下所列出的任何5个基序,或 iv) 在ii)下所列出的任何4个基序,或 v) 在i)下所列出的任何4个基序;或 vi) 在i)下所列出的任何3个基序;或 vii) 如本文以上所述的基序2*、优选地基序2,和基序4*、优选地基序4和共有序列; 或 viii) 如本文以上所述的基序2*、优选地基序2,和基序4*、优选地基序4 ;或 ix) 如本文以上所述的基序1*、优选地基序1,和基序3和基序5 ;或 X)如本文以上所述的基序1*、优选地基序1,基序2*、优选地基序2和3 ;或 xi) 如本文以上所述的基序4*、优选地基序4和5 ;或 xii) 基序2*、优选地基序2、基序3、基序4*,优选地基序4和5 ;或 xiii) 如本文以上所述的基序之一, 其中-X在任何基序位置代表存在经常如-X之后括号内最低整数数字或最高整数数 字或者最低数字和最高数字之间任何整数数字指示的任何类型的氨基酸残基,其中最低整 数数字和最高整数数字可以是相同的并且因此仅一个整数数字存在于-X之后的括号内 部,并且其中-χ(1)缩写为-X,并且在-X位置插入的任何氨基酸残基不需要与前一个氨 基酸残基或另一个插入的氨基酸残基是相同类型。
2. -种用于相对于对照植物增强植物中一个或多个产量相关性状的方法,所述方法包 括增加植物中编码DDLLP多肽的核酸的表达,其中所述的DDLLP多肽包含Interpro结构域 IPR000253、优选地PFAM结构域PF00948和/或Interpro结构域IPR008984,并且其中所述 DDLLP多肽还选自: (i) 由 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、 51、 53、55、57 或 59 ;优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优 选地SEQ ID NO:2、10或39、最优选地由SEQ ID NO:2代表的氨基酸序列;和 (ii) 氨基酸序列,其以增加的优选顺序与SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、 22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、 45、47、49、51、53、55、57或59、更优选地SEQIDN0:2、10或39、甚至更优选地SEQIDN0:2 所代表的氨基酸序列在 SEQ ID N0:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、 45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或59、更优选地SEQ ID NO: 2、10或39、甚至更优选地SEQ ID NO: 2所代表的序列的整个长 度范围内具有至少 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%序列同一性并 且还优选地相对于对照植物赋予一个或多个增强的产量相关性状。
3. 根据权利要求1或2所述的方法,其中所述核酸选自: (i) 由SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、50、52、 54、56、58 或 60 ;优选地 SEQ ID 勵:1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60、更优选地 SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸; (ii) 由 SEQ ID N0:l、3、5、7、9、ll、13、15、17、19、21、23、25、27、38、42、44、46、48、50、 52、 54、56、58 或 60 ;优选地 SEQ ID NO: 1、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58 或 60、更优 选地SEQ ID NO: 1、9或38、最优选地由SEQ ID NO: 1代表的核酸的互补核酸; (iii) 编码DDLLP多肽的核酸、所述DDLLP多肽以增加的优选顺序与由SEQ ID N0:2、 4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选 地 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、更优选地 SEQ ID N0:2、10 或 39、甚至更优选地SEQ ID勵:2所代表的完整氨基酸序列具有至少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%序列同一性并且还优选地相对于对照植物赋予一个或 多个增强的产量相关性状;和 (iv)与(i)至(iii)的核酸分子在高严格杂交条件下杂交并且优选地相对于对照植物 赋予一个或多个增强的产量相关性状的核酸分子。
4. 根据权利要求1、2或3所述的方法,其中所述增加的表达通过在植物中引入并且表 达编码所述DDLLP多肽的所述核酸实现。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述一个或多个增强的产量相关性 状包含相对于对照植物增加的产量,并且优选地包括相对于对照植物增加的生物量和/或 增加的种子产量。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中通过一种或多种重组方法增加编码 DDLLP多肽的核酸的表达。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中所述DDLLP多肽与SEQ ID NO: 2、 10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57或59、优选地SEQIDN0:2、10或39、更优选地SEQID N0:2 的多肽序列在 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59、优选地 SEQ ID N0:2、10或39、更优选地SEQ ID N0:2的整个氨基酸序列长度范围内具有至少85%序列 同一I"生。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中所述核酸与植物来源的组成型启动 子、优选地与植物来源的中等强度组成型启动子、更优选地与G0S2启动子、最优选地与来 自稻的G0S2启动子有效连接。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述方法,其中所述DDLLP多肽在其C端半侧具有叉 形头相关结构域。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其中所述一个或多个增强的产量相关性 状在非胁迫条件下获得。
11. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其中所述一个或多个增强的产量相关性 状在环境胁迫的条件下、优选地在温度胁迫、盐胁迫、缺氮和/或干旱的条件下获得。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其中所述核酸分子或所述多肽 分别是植物来源的,优选地来自双子叶植物,更优选地来自茄科(Solanaceae)、杨柳 科(Salicaeae)或十字花科(Brassicacae),甚至更优选地来自爺属(Solanum)、杨属 (Populus)或拟南芥属,最优选地核酸来自番爺(Solanum lycopersicum)、毛果杨(Populus trichocarpa)或拟南芥(Arabidopsis thaliana) 〇
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其中所述编码DDLLP多肽的核酸编码 在表A中所列的任一种多肽或是这种核酸的一部分或是能够与这种核酸的互补序列杂交 的核酸。
14. 根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其中所述的核酸序列编码在表A中给 出的任一种多肽的直向同源物或旁系同源物。
15. 分离的核酸,选自: a·如SEQIDN0:l、9、38、42、44、46、48、50、52、54、56、58或60;优选地SEQIDN0:l、9 或38,更优选地SEQ ID NO: 1中公开的序列的核酸;或 b.核酸,其编码在 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59;优选地 SEQ ID NO: 2、10或39,更优选地SEQ ID NO: 2中公开的序列的多肽;
16. 分离的多肽,其具有如 SEQ ID N0:2、10、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57 或 59; 优选地SEQ ID NO: 2、10或39,更优选地SEQ ID NO: 2中公开的多肽的序列;
17. 构建体,其包含: (i) 编码如权利要求1至3、7、9和12至15任一项中所定义的DDLLP的核酸; (ii) 能够驱动(i)的核酸序列表达的一个或多个控制序列;和任选地 (iii) 转录终止序列。
18. 根据权利要求17所述的构建体,其中构建体是过量表达构建体。
19. 根据权利要求19所述的过量表达构建体,其中所述控制序列之一是组成型启动 子,优选地是中等强度组成型启动子,优选地是植物启动子,更优选地是G0S2启动子,最优 选地是来自稻的G0S2启动子。
20. 用根据权利要求17至19所述的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
21. 宿主细胞、优选地细菌宿主细胞、更优选地农杆菌物种宿主细胞,其包含根据权利 要求17、18或19中任一项所述的构建体或如权利要求1至3、7、9和12至15中任一项所 限定的核酸。
22. 根据权利要求17、18或19所述的构建体在用于制备植物的方法中的用途,所述植 物相对于对照植物具有一个或多个增强的产量相关性状,优选地增加的产量,并且更优选 地相对于对照植物具有增加的种子产量和/或增加的生物量。
23. 用于产生转基因植物的方法,所述转基因植物相对于对照植物具有一个或多个增 强的产量相关性状,优选地相对于对照植物具有增加的产量,并且更优选地相对于对照植 物具有增加的种子产量和/或增加的生物量,所述方法包括: (i) 在植物细胞或植物中引入并且表达编码如权利要求1至3、7、9和12至15中任一 项所限定的DDLLP多肽的核酸;并且 (ii) 在促进植物生长和发育的条件下培育所述植物细胞或植物。
24. 通过根据权利要求1至14中任一项所述的方法可获得的植物或其部分,包括种子 或植物细胞,其中所述植物、植物部分或植物细胞包含编码如权利要求1至3、7、9和12至 15中任一项所限定的DDLLP多肽的重组核酸。
25. 转基因植物或源自所述转基因植物的转基因植物细胞,所述转基因植物相对于对 照植物具有一个或多个增强的产量相关性状,优选地相对于对照植物具有增加的产量,并 且更优选地具有增加的种子产量和/或增加的生物量,所述增强的产量相关性状起因于编 码如权利要求1至3、7、9和12至15中任一项所限定的DDLLP多肽的核酸的增加的表达。
26. 根据权利要求20、24或25所述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,如甜菜、糖料甜菜或苜蓿,或单子叶植物如甘蔗;或谷类,如稻、玉米、小 麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯佩耳特小麦、单粒小麦、画眉草、蜀黍或燕麦。
27. 根据权利要求20、24、25或26所述并包含根据权利要求17、18或19所述的构建 体和/或如权利要求书1至3、7、9和12至15中任一项所限定的核酸和/或如权利要求1 至3、7、9、12、13、14或16中任一项所限定的多肽的植物的可收获部分,其中所述可收获部 分优选地是苗生物量和/或根生物量,优选地是直根或块茎生物量和/或种子。
28. 从根据权利要求20、24、25或26中任一项所述的植物和/或从根据权利要28所述 的植物的可收获部分得到的产物,其包含根据权利要求17、18或19所述的构建体和/或如 权利要求1至3、7、9和12至15中任一项所限定的核酸和/或如权利要求1至3、7、9、12、 13、14或16中任一项所限定的多肽。
29. 编码权利要16所述的或如权利要求1至3、7、9和12至15中任一项所限定的DDLLP 多肽的核酸或根据权利要求17、18或19所述的构建体或根据权利要求16所述或如权利要 求1至3,7,9,12,13,14中任一项所限定的DDLLP多肽的用途,用于在环境胁迫条件和/或 非胁迫条件下在植物中相对于对照植物增强一个或多个产量相关性状,优选地用于增加产 量,并且更优选地相对于对照植物用于增加植物中的种子产量和/或用于增加生物量。
30. 用于产生产品的方法,包括以下步骤:培育根据权利要求20、24、25或26中任一项 所述的植物并且从或借助所述植物或所述植物的包括种子在内的部分产生所述产品。
31. 重组染色体DNA,其包含根据权利要求17、18或19所述的构建体。
32. 根据权利要求17、18或19所述的构建体或根据权利要求31所述的重组染色体 DNA,其包含于植物细胞中。
33. 组合物,其包含根据权利要求31所述的重组染色体DNA和/或根据权利要求17或 19中任一项所述的构建体,和宿主细胞,优选地植物细胞,其中所述重组染色体DNA和/或 所述构建体包含于宿主细胞内。
34. 转基因花粉粒,其包含根据权利要求17、18或19所述的构建体。
【文档编号】A01H5/00GK104254608SQ201380022165
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年5月21日
【发明者】A·I·桑兹莫林纳罗, V·弗兰卡德 申请人:巴斯夫植物科学有限公司
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