改变植物形态学、生物化学和生理学的方法

专利名称：改变植物形态学、生物化学和生理学的方法
技术领域：
本发明一般涉及改变植物形态学、生物化学和生理学性质或特征的方法，例如一种或多种发育过程和/或环境适应过程，包括而不限于改变起始或刺激或增强根的生长、 和/或不定根形成、和/或侧根形成、和/或根的向地性、和/或枝条生长、和/或顶端优势、 和/或分枝、和/或衰老时间、和/或开花时间、和/或花朵形成、和/或种子发育、和/或种子产量，所述方法包含在植物中，在可调节的启动子序列(例如细胞特异性启动子、组织特异性启动子或器官特异性启动子序列)控制之下表达细胞分裂素降解控制蛋白质，特别是细胞分裂素氧化酶。本发明所改变的特征优选为细胞分裂素介导和/或生长素介导的特征。本发明延伸到用于施行本发明方法的遗传构建体，以及随之产生的转基因植物，与同基因相应物相比，该植物具有改变的形态学和/或生物化学和/或生理学性质。
背景技术：
根是高等植物的重要器官。其主要功能是将植物固定在土壤中，并摄取水分和养分(N-营养、矿物质等)。因此，根的生长对地面上器官的生长和产量具有直接或间接的影响，特别是在养分受限的条件下。根也与产生植物次生产物有关，例如防御化合物和植物激
ο在许多重要作物中，根也是储存器官。在欧洲，糖用甜菜是最重要的产糖植物(2 亿6千万吨/年；占世界产量的38%)。树薯(木薯)、薯蓣和甘薯(batate)是重要的淀粉生产者(每种大约1亿5千万吨/年)。其淀粉含量可高达马铃薯的两倍。在许多植物(例如胡萝卜、萝卜)、草本植物(例如姜、kukuma)和药用植物(例如人参)中，根也是用于消耗的器官。此外，在根中发现的一些次生植物产物具有化学和制药工业的经济价值。例如薯蓣，其包含用于合成类固醇激素的基本分子。另一个例子是紫草素，由紫草(Lithospermum erythrorhizon)发根培养的根制备。紫草素用于抗炎症、抗肿瘤以及伤口愈合特性。此外，改善作物根的生长还会增强与杂草植物的竞争性，并提高水的可及性和摄取而改善在干旱地区的生长。改善根的生长也与生态目的有关，例如生物除污以及预防/阻止土壤侵蚀。根的构造是尚有大量利用传统繁殖未探索过的领域，因为难以在田间评价这种性状。由于生物技术不依赖于大规模的田间筛选，因而可对改善该性状具有重要影响。生物技术方法还需要对决定植物具体特征的分子元件的基本了解。如今，这些知识还只是零碎的，因此生物技术至今不能实现在此领域的突破。完善确定的的根生长的调节剂是植物生长素。对生长的植物施加吲哚-3-乙酸 (IAA)可促进侧根发育及侧根伸长(Torrey，Am J Bot 37 =257-264,1950 ；Blakely 等人， Bot Gaz 143 :341-352，1982 ;Muday 禾口 Haworth，Plant Physiol Biochem 32 193-203, 1994)。处于IAA浓度范围下的根开始增加许多侧根(Kerk等人，Plant Physiol, 122 925-932，2000)。此外，响应特定浓度的外源植物生长素而生成侧根的根随后置于较高浓度的IAA中，在现有的根之间形成许多额外的侧根(Kerk等人，Plant Physiol, 122 =925-932, 2000)。相反，在包含植 物生长素转运抑制剂(包括NPA)的琼脂上生长的根的侧根数目下降(Muday 和 Haworth，Plant Physiol Biochem 32:193-203,1994)。已经分离了包含内源性IAA水平升高的鼠耳芥属(Arabidopsis)突变体(Boerjan 等人，Plant Cell 7 :1405_141，1995 ;Celenza 等人，GeneDev 9 :2131_2142，1995 ;King 等人，Plant Cell 7 :2023_2037，1995 ;Lehman 等人，Cell 85:183-194,1996)。目前已知它们是位于染色体2上单座位的等位基因。这些突变体的幼苗具有过量的不定根和侧根，与上述施加外源植物生长素的效果相一致。植物生长素对形成不定根和侧根的刺激效应提示在转基因植物中过量产生植物生长素是促进生根的有效策略。然而，这样是否会产生具有改善特性的商用产品尚有疑问。 除了对形成不定根和侧根的刺激效应以外，植物生长素的过量生成引发其它效应，例如叶子数目减少、叶子形态异常(狭窄、卷曲的叶子)、花序发育不全、顶端优势增强、茎上形成不定根，从农学观点来看，其中大部分不合需要(Klee等人，Genes Devel 1 =86-96,1987 ； Kares等人，Plant Mol Biol 15 :225_236，1990)。因此，有赖提高植物生长素合成的方法的主要问题在于容留问题，即将植物生长素的效应局限于根。不可能利用组织特异性启动子克服这种容留问题植物生长素在植物中转运，因而其作用不局限于合成位点。另一问题在于，植物生长素是否总是提高根的总生物量。对于琼脂中生长的植物，已经注意到逐步提高浓度刺激侧根形成，但同时抑制这些根的长出(Kerk等人，Plant Physiol, 122 =925-932, 2000)。通过本专利权利要求的实施方案，可解决上述有关容留植物生长素效应以及维持根的长出的问题。发明概述本发明涉及遗传构建体，其包含编码鼠耳芥(Arbidopsis thaliana)的具有细胞分裂素氧化酶活性的蛋白质的基因。该基因在调节启动子的控制下表达。该启动子可由内源性组织特异性或环境特异性因子调节，或者另外地，可应用特定的化学制剂进行诱导。本发明还涉及包含该遗传构建体的细胞或者植物。本发明还涉及在根或根的某些组织或细胞类型特异性的启动子控制下表达细胞分裂素氧化酶基因来改变根的构造以及生物量的方法。发明详述为了绕过上述关于提高植物生长素生物合成的问题，决定遵循另一方法。我们推论，与提高植物生长素水平相比，下调植物生长素的生物拮抗剂可能对根的生长引起类似以至更大的影响。激素的作用以及相互作用极其复杂，但我们假定细胞分裂素能够对根的生长起到植物生长素拮抗剂的作用。植物组织培养的激素研究已经显示，植物生长素与细胞分裂素的比值比其中每种激素的绝对水平对于器官发生更为重要，这实际上表明这些激素起拮抗剂作用，至少在某些生物进程中如此。此外，外源施用细胞分裂素抑制侧根形成。 有趣的是，细胞分裂素处理对根的伸长还有负面影响，这提示细胞分裂素控制根的分支以及根的长出。总之，目前的文献资料表明，提高细胞分裂素的水平负面影响根的生长，但对该过程的机制并不了解。植物中细胞分裂素合成的位置处于根尖以及枝条的幼稚组织。细胞分裂素的内生浓度在nM范围内。然而，由于难于量化，需要提取的相当大的组织数量，以及并不知道实际的局部浓度。也不知道细胞分裂素的亚细胞区域化。一般认为自由的碱基和核糖核苷定位于细胞质和细胞核，而糖苷定位于液泡。还存在化学结构略微差异的不同细胞分裂素。因此，不知道外源细胞分裂素的效应是否应归于细胞分裂素的总浓度的提高，还是更应归于其它形式的植物产生的细胞分裂素(结构、细胞或亚细胞定位不同)竞争受体、转位分子、运输器、修饰酶......为了检验根中细胞分裂素水平实际上超出最适于根生长水平的假设，从鼠耳芥中克隆了编码细胞分裂素氧化酶(即细胞分裂素代谢酶)的新基因(记为AtCKX)，然后在强的组成型启动子下于转基因烟草和鼠耳芥属中表达。显示AtCKXmRNA表达以及细胞分裂素氧化酶活性提高的转化子还显示根的形成和生长增强。也观察到对枝条生长的负效应。后者与这些植物中细胞分裂素氧化酶基因的组成型表达一致，说明细胞分裂素氧化酶基因的局限性表达对一般植物生长特性的重要性。利用细胞_、组织-或器官-特异性启动子能够实现细胞 分裂素氧化酶活性的保留，因为如以上解释，细胞分裂素的降解过程限于表达CKX 蛋白质的组织或细胞，这与依赖激素合成的过程不同。观察到的细胞分裂素氧化酶表达对枝条生长的负效应表明细胞分裂素氧化酶是设计或筛选生长促进化学剂的令人关注的靶标。这种化学剂应抑制细胞分裂素氧化酶活性，最好不被转运到根，并应在土壤中快速降解，以便施用这些化学剂不会抑制根的生长。 细胞分裂素还延迟叶的衰老，这意味着正效应包括光合组织的生长和维持。另外，细胞分裂素延迟衰老、增强叶子的绿化(叶绿素含量)并减弱枝条的顶端优势的结果表明基于抑制植物地上部分中CKX活性的策略(例如反义、核糖酶以及共抑制技术)能够导致延迟衰老、 增强叶子绿化并增加分枝。类似地，观察到的细胞分裂素氧化酶表达对根生长的正效应表明细胞分裂素氧化酶是设计或筛选除草剂的令人关注的靶标。这种除草剂应抑制细胞分裂素氧化酶活性，最好不被转运到枝条，以及应在能穿过土壤给予根的溶剂中可溶并相对稳定。细胞分裂素氧化酶过量表达对植物发育和构造的这些效应迄今未知，因而本发明及其实施方案是意想不到的。观察到的对枝条生长的负效应表明操纵细胞分裂素氧化酶还可用于获得矮化表型。矮化表型对经济作物例如谷类和果木特别有用。本发明的优选实施方案涉及细胞分裂素氧化酶表达对植物生长和构造(特别是根的生长和构造)的正效应。鼠耳芥属中细胞分裂素氧化酶基因家族包含至少六个成员(见如下实施例)，本发明人已经表明，其中一些基因在转基因植物中实现的效应存在量的差异。鉴于有证据表明许多绿色植物(Hare和van Staden，Physiol Plant 91: 128-136，1994 Jones 和 Schreiber，Plant Growth Reg 23:123-134,1997)以及其它生物 (Armstrong, in Cytokinins Chemistry, Activity and Function. EdsMok and Mok, CRC Press, ppl39-154，1994)中存在细胞分裂素氧化酶活性，可以预料，能够从其它生物中分离所述鼠耳芥属细胞分裂素氧化酶的功能性同系物。因此，在本发明中发挥功能的细胞分裂素氧化酶的序列不必与此处所述相同。通常本发明可特别用于谷类作物和单子叶作物， 也可以利用来自诸如小麦或玉米的细胞分裂素氧化酶基因(Morris等人，1999 ；Rinaldi 和Comandini，1999)。可以想到具有细胞分裂素氧化酶活性或者任何其它细胞分裂素代谢活性的其它基因(参见Za2imal0V0等人，Biochemistry and Molecular Biology of PlantHormones, Hooykaas, Hall and Libbenga(Eds. ), Elsevier Science, ppl41_160, 1997)也可以用于本发明目的。类似地，编码可增加内源性细胞分裂素代谢活性的蛋白质的基因也可以用于本发明目的。原则上，还可以通过干扰在细胞分裂素下游行使功能的基因 (例如参与细胞分裂素信号转导途径的受体或者蛋白质)来获得类似表型。为了本发明目的，应当理解术语"根的生长"包含单子叶和双子叶植物中组成根系的不同部分在其不同发育阶段中生长的所有方面。应当理解，增强根的生长能够起因于增强其一个或多个部分的生长，包括初生根、侧根、不定根等，其均属于本发明范围之内。根据第一个实施方案，本发明涉及刺激根生长和/或增强侧根和/或不定根形成和/或改变根的向地性的方法，其包含在植物或植物部分中表达植物细胞分裂素氧化酶或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。在本发明上下文中，应当理解术语〃表达〃和/或〃过量表达〃可互换使用，两者均涉及"增强和/或异位表达"植物细胞分裂素氧化酶或者可减低植物中活性细胞分裂素水平的其它任何蛋白质。应当清楚，此处意在增强植物细胞分裂素氧化酶表达，以及" 从头(de novo)“表达植物细胞分裂素氧化酶或者所述其它蛋白质。另外，所述其它蛋白质增强植物细胞分裂素氧化酶的细胞分裂素代谢活性。还应理解在本发明上下文中，表述"侧根和/或不定根"意味着"侧根和不定根"，也意味着"侧根或不定根"。可以增强侧根形成或者不定根形成，以及两种类型的非初生根形成，但并不一定。根据另外的实施方案，本发明涉及刺激根生长和/或增强侧根或不定根形成和/ 或改变根的向地性和/或增加产量和/或增强早期活力和/或改变根/枝比率和/或提高倒伏抗性和/或增加耐旱性和/或促进外植体体外繁殖的方法，其包含在植物或植物部分中表达植物细胞分裂素氧化酶或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。根据优选实施方案，本发明涉及通过在植物或植物部分(优选根部)过量表达细胞分裂素氧化酶(优选本发明的细胞分裂素氧化酶)或者可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质来刺激根生长使根块(root mass)增大的方法。由过量表达促生长序列而提高根部生物量产生对产量具有直接效应，对根细胞或转基因根细胞或所述转基因根细胞的细胞培养物所生成化合物的产生具有间接效应。根培养物中生成的一个引人关注的化合物的例子是紫草素，能够利用所述方法方便地增加其产量。根据更具体的实施方案，本发明涉及刺激根生长或增强侧根和不定根形成或改变根的向地性的方法，其包含表达编码植物细胞分裂素氧化酶的核酸，其选自(a)包含任何 SEQ ID NO 27、1、3、5、7、9、11、25、26、28_31、33 或 34，或其互补序列所示的DNA序列的核酸，(b)包含对应于任何 SEQ ID NO 27、1、3、5、7、9、11、25、26、28_31，33 或 34，或其互补序列的RNA序列的核酸，(c)与任何 SEQ ID NO 27、1、3、5、7、9、11、25、26、28_31、33 或 34，或其互补序列特
异性杂交的核酸，(d)编码包含任何SEQ ID NO 2、4、6、8、10、12、32或35，或其互补序列所示的氨基酸序列的蛋白质的核酸，(e)任何(a)-(d)定义的核酸，其特征在于所述核酸是DNA、基因组DNA、cDNA、合成DNA或RNA (其中T替换为U)，(f)通过遗传密码可简并为任何SEQ ID NO 27、1、3、5、7、9、11、25、26、28_31、33或 34中所示的核酸的核酸，或者简并为任何(a)-(e)中定义的核酸的核酸，(g)由于生物之间密码子使用的差异，不同于编码任何SEQ IDNO 2、4、6、8、 10、12、 32或35中所示的蛋白质的核酸的核酸，或者不同于任何(a)-(e)中定义的核酸的核酸，(h)编码SEQ ID NO 2、4、6、8、10、12或35中所示蛋白质的核酸，或者(a)-(e)中定义的核酸，其由于等位基因之间的差异而不同，⑴编码任何SEQ ID NO 2、4、6、8、10、12或35中所示的蛋白质的核酸，(j)任何(a)-(i)中定义的核酸的、具有细胞分裂素氧化酶生物活性的功能性片段，以及(k)编码植物细胞分裂素氧化酶的核酸，或者包含在植物或植物部分中表达编码(优选在根中)可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸。本发明中，已经分离了编码新的鼠耳芥细胞分裂素氧化酶的核酸，本发明人首次另人惊奇地表明，细胞分裂素氧化酶在转基因植物或转基因植物部分中的表达引起上述根相关性特征。细胞分裂素氧化酶的表达优选于根中进行，优选位于根特异性启动子的控制之下。SEQ IDNO 36提供了这种根特异性启动子的一个例子。应当清楚，虽然本发明在实施例部分通过几种新的AtCKX基因和蛋白质得到支持，本发明构思还涉及利用从其它植物中(优选在所述其它植物的根中)分离并表达的其它细胞分裂素氧化酶，以在植物中获得与实施例部分所述类似的效应。因此，本发明更一般涉及利用编码植物细胞分裂素氧化酶的核酸或者编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸在植物或植物部分中来刺激根的生长或增强侧根或不定根形成或改变根的向地性。优选使用的细胞分裂素氧化酶由以上定义的编码细胞分裂素氧化酶的核酸编码，以及由以下定义的本发明的新核酸编码。本发明涉及分离的编码具有细胞分裂素氧化酶活性的新植物蛋白质的核酸，其选自(a)包含任何SEQ ID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34、或其互补序列所示的DNA
序列的核酸，(b)包含对应于任何SEQ ID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34、或其互补序列的 RNA序列的核酸，(c)与任何SEQ ID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34，或其互补序列所示的核酸特
异性杂交的核酸，(d)编码编码具有包含SEQ ID NO 32所示的多肽的氨基酸序列、并且与SEQ ID NO 4所示的氨基酸序列至少70 %、优选至少75 %、80 %或85 %、更优选至少90 %或95 %、最优选至少99%相似性的蛋白质的核酸，(e)编码具有与SEQ ID NO 6所示的氨基酸序列至少35%、优选37%、40%、45%、 47%或 50%、更优选 55%、60%、65%、70%、75%或 80%、最优选 85%、90%或 95%相似性的氨基酸序列的蛋白质的核酸，(f)编码具有与SEQ ID NO 10或35所示的氨基酸序列至少35%、优选37%、40%、 45%、47%或50%、更优选55%、60%、65%、70%、75%或80%、最优选85%、90%或95%相似性的氨基酸序列的蛋白质的核酸，(g)编码包含任何SEQ ID NO 4、6、10、32或35中所示的氨基酸序列的蛋白质的核酸，(h)通过遗传密码可简并为任何SEQ ID NO 29、3、5、9、26、27、33或34中所示核酸的核酸，或者简并为任何(a)-(g)中定义的核酸的核酸，(i)由于生物之间密码子使用的差异，不同于编码任何SEQ ID N04、6、10或35中所示蛋白质的核酸的核酸，或者不同于任何(a)-(g)中定义的核酸的核酸，(j)编码SEQ ID NO 4、6、10或35中所示的蛋白质的核酸，或者(a)-(g)中定义的核酸，其由于等位基因之间的差异而不同，(k)编码任何SEQ ID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34中所示的核酸编码的细胞分裂素氧化酶的免疫活性片段的核酸，或者任何(a)-(j)中定义的核酸的免疫活性片段的编码核酸，(1)编码任何SEQ ID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34中所示核酸编码的细胞分裂素氧化酶的功能性片段的核酸，或者任何(a)-(j)中定义的核酸的功能性片段的编码核酸，其中所述片段具有细胞分裂素氧化酶的生物活性，以及(m)编码SEQ ID NO 4、6、10或35中定义的蛋白质的核酸，只要所述核酸不是按下列Genbank登录号保藏的核酸AC005917、AB024035和 AC023754本发明还涉及本发明分离的核酸，它们是DNA、cDNA、基因组DNA或合成的DNA、或 RNA (其中T替换为U)。本发明还涉及与本发明的核酸特异性杂交或特异性扩增的至少15个核苷酸长度的核酸分子。根据另一实施方案，本发明还涉及包含本发明核酸的载体。在优选实施方案中，所述载体是表达载体，其中该核酸与使该序列在原核和/或真核宿主细胞中表达的一种或多种控制序列有效连接。应当理解，为了在单子叶植物中表达本发明的细胞分裂素氧化酶基因，应该使用对应于cDNA序列的核酸序列以避免单子叶植物中内含子的错误剪接。在单子叶植物中表达的优选cDNA序列具有SEQ ID N025-30和34所示的核酸序列。本发明还涉及包含本发明的任何核酸分子或载体的宿主细胞。所述宿主细胞选自细菌、昆虫、真菌、植物或动物细胞。本发明的另一实施方案涉及由本发明核酸编码的分离的多肽、或其同系物或衍生物、或其免疫活性或功能性片段。本发明优选的多肽包含任何SEQ ID NO 2、4、6、8、10、12、 32和35所示氨基酸序列、或其同系物或衍生物、或其免疫活性和/或功能性片段。在另一更优选实施方案中，本发明涉及具有SEQ ID NO 2、4、6、8、10、12或35所示的氨基酸序列的多肽、或其同系物或衍生物、或其免疫活性和/或功能性片段。其优选的功能性片段是缺乏其信号肽的片段。
根据另一实施方案，本发明涉及产生本发明多肽的方法，其包含在使该多肽表达的条件下培养本发明的宿主细胞，并从培养物中回收生成的多肽。本发明还涉及特异性识别本发明多肽或其特异性表位的抗体。本发明进一步涉及产生转基因植物、植物细胞或植物组织的方法，其包含在所述植物、植物细胞或植物组织中引入可表达形式的本发明的核酸分子或者本发明的载体。本发明还涉及产生改变的植物、植物细胞或植物组织的方法，其包含将本发明的多肽直接引入所述植物的细胞、组织或器官中。根据另一实施方案，本发明涉及实现本发明多肽表达的方法，其包含在植物细胞的基因组中稳定引入与一个或多个控制序列有效连接的本发明的核酸分子或者本发明的载体。本发明进一步涉及上述方法，其另外包含由所述植物细胞再生为植物。本发明还涉及包含本发明核酸序列的转基因植物细胞，该序列与使其在植物细胞中转录和/或表达的调控成分有效联接，或可利用以上阐述的方法获得。根据另一优选实施方案，本发明涉及此处上述的转基因植物细胞，其中本发明的核酸稳定整合到该植物细胞的基因组中。本发明另外涉及包含此处所述植物细胞的转基因植物或植物组织，也涉及所述转基因植物可收获的部分，优选地选自种子、叶子、果实、茎培养物、根、块茎、根茎和鳞茎。本发明还涉及来源于任何所述转基因植物或植物部分的后代。根据另一实施方案，本发明涉及刺激根生长的方法，其包含在植物或植物部分中表达本发明的核酸或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。植物细胞或组织培养即人工产生的植物细胞或植物组织培养物，其在特定的培养基(液体或固体)中生长，以提供这些植物细胞或组织生长和/或产生某些化合物所必需的各种条件。植物细胞和/或组织培养能用于快速繁殖植物以及产生转基因植物，仅举几个例子。某些外植体或者在所述的某些培养条件下难以形成根，在所述培养的植物细胞或组织中表达细胞分裂素氧化酶基因能够用于增强根形成。植物细胞和/或组织培养还能用于工业生产有价值的化合物。可能生产的化合物有药物、杀虫剂、颜料、化妆品、香料、食品添加剂等。该产品的一个例子是紫草素，由植物紫草(Lithospermum erythrorhizon)的根产生。植物组织培养的例子有毛根培养物，其是人工制备的毛根块。紫草的根难以大量收集，通过制备毛根培养物，能够比常规速度更快地工业上制备终产品紫草素。如此处所公开，表达细胞分裂素氧化酶增强了根的生长和发育，因此能够方便地用于所述植物细胞以及组织培养过程中。因此，本发明的另一实施方案提供了刺激根的生长和发育的方法，其包含在转基因植物细胞或包含该转基因植物细胞的组织培养中表达植物细胞分裂素氧化酶、 优选本发明的细胞分裂素氧化酶的编码核酸。本发明另外涉及增强侧根或不定根形成的方法，其包含在植物或植物部分中表达本发明的核酸或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。本发明还涉及改变根向地性的方法，其包含在植物或植物部分中改变本发明核酸的表达或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。本发明还涉及增强早期活力和/或改变根/枝条比率和/或提高倒伏抗性和/或增加耐旱性和/或促进外植体体外繁殖的方法，其包含在植物或植物部分中表达本发明的核酸或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。
本发明进一步涉及增加根的大小或者根分生组织大小的方法，其包含在植物或植物部分、优选根中表达本发明的核酸或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。根据另一实施方案，本发明涉及增加枝条分生组织大小的方法，其包含优选在枝条中下调本发明核酸的表达。根据优选的实施方案，本发明涉及延迟叶片老化的方法，其包含在叶片中、优选开始老化的叶片中下调本发明的任何细胞分裂素氧化酶的表达。本发明还涉及改变叶片老化的方法，其包含在开始老化的叶片中表达一种细胞分裂素氧化酶。本发明还涉及增加叶片厚度的方法，其包含在植物或植物部分、优选叶片中表达本发明的核酸或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。本发明还涉及降低导管大小的方法，其包含在植物或植物部分、优选导管中表达本发明的核酸或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。本发明另外涉及增加导管大小的方法，其包含下调本发明核酸在植物或植物部分中的表达。根据另一实施方案，本发明涉及提高幼苗直立性(standability)的方法，其包含表达本发明的核酸，或者包含表达可降低幼苗中活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。此外，本发明涉及上述任何方法，所述方法导致产量增加。本发明另外涉及本发明的任何方法，其中所述核酸的表达处于强的组成型启动子控制之下。在优选的实施方案中，本发明涉及本发明的任何方法，其中所述核酸的表达处于优选在根中表达的启动子控制之下。表5包括了根特异性启动子的不完全清单。用于本发明方法的优选启动子为根clavata同源性(root clavata homolog)启动子，具有SEQID NO 36所示的序列。根据另一实施方案，本发明涉及改变细胞命运和/或改变植物发育和/或改变植物形态学和/或改变植物生物化学和/或改变植物生理学和/或改变细胞周期前进速度的方法，其包含改变本发明核酸在植物特定的细胞、组织或器官中的表达。本发明还涉及获得增强生长、和/或提高产量和/或改变植物细胞、组织和/或器官老化、和/或增加植物侧生器官形成频率的方法，其包含异位表达本发明的核酸。本发明还涉及在不利的生长条件和/或压力下促进和延长细胞中细胞分裂活性的方法，其包含异位表达本发明的核酸序列。根据另一实施方案，本发明涉及识别并获得与本发明多肽相互作用的蛋白质的方法，其包含利用本发明多肽的筛选试验。在更优选实施方案中，本发明涉及识别并获得与本发明多肽相互作用的蛋白质的方法，其包含双杂交筛选试验，其中利用本发明多肽为诱饵(bait)及cDNA文库为捕获物 (prey)。本发明进一步涉及调节本发明多肽与通过上述方法获得的互相作用蛋白质之间相互作用的方法。在另外的实施方案中，本发明涉及识别并获得与本发明多肽相互作用的化合物的方法，其包含步骤a)提供双杂交系统，其中本发明多肽以及通过上述方法获得的互相作用蛋白质，b)所述化合物与a)中定义的表达的多肽形成的复合物相互作用，以及，
c)对所述化合物与所述多肽或a)中定义的表达多肽形成的复合物的相互作用进行(实时)测量。本发明进一步涉及识别与本发明多肽特异性结合的化合物、或化合物的混合物的方法，包含a)在适于复合物形成的条件下，将本发明多肽与所述化合物或化合物的混合物结合，以及，b)检测复合物形成，其中复合物存在可识别特异性结合所述多肽的化合物或混合物。本发明还涉及上述方法，其中所述化合物或混合物抑制本发明所述多肽的活性， 并能用于合理设计化学剂。根据另一实施方案，本发明涉及上述方法识别的化合物或混合物作为植物生长调节剂或除草剂的用途。本发明还涉及植物生长调节剂或除草剂组合物的生产方法，其包含上述化合物筛选法步骤，以及将该步骤获得的化合物配制成适当形式以应用到农业或植物细胞或组织培养中。本发明还涉及增加分枝的方法，其包含在植物或植物部分中、优选茎或腋芽中表达本发明的核酸。本发明还涉及提高倒伏抗性的方法，其包含在植物或植物部分中、优选茎或腋芽中表达本发明的核酸。本发明还涉及设计或筛选促生长的化学剂或除草剂的方法，其包含利用本发明的核酸或本发明的载体。根据另一实施方案，本发明涉及将本发明的核酸分子、本发明的载体、或本发明的
多肽用于提高产量。本发明还涉及将本发明的核酸分子、本发明的载体、或本发明的多肽用于刺激根生长。本发明还涉及将本发明的核酸分子、本发明的载体、或本发明的多肽用于增强侧根或不定根形成。本发明还涉及将本发明的核酸分子、本发明的载体、或本发明的多肽用于改变根的向地性。本发明另外涉及将本发明的核酸分子、本发明的载体、或本发明的多肽用于增强早期活力和/或改变根/枝条比率和/或提高倒伏抗性和/或增强耐旱性和/或促进外植体的体外繁殖。本发明还涉及将本发明的核酸分子本发明的重组载体或本发明的多肽用于改变植物发育和/或改变植物形态学和/或改变植物生物化学和/或改变植物生理学。根据另一实施方案，本发明涉及诊断组合物，其至少包含本发明的核酸分子、本发明的载体、本发明的多肽或本发明的抗体。本发明另一实施方案涉及在与接穗嫁接过程中利用转基因根状茎(其根的生长和发育由于表达细胞分裂素氧化酶而增强)来产生农业或园艺特性得到改善的植物或树。 接穗可能是转基因或非转基因的。此实施方案的具体特征是由根系赋予的特定性状，包括增强植物/树木在土壤中的固定和/或提高水的摄取而导致例如耐旱性增强、和/或提高从土壤中摄取养分和/或增强植物的有机物转运、和/或增加物质分泌到土壤中(例如植物含铁细胞)、和/或改善呼吸作用和/或提高抗病性和/或增加产量。利用AtCKX转化的根状茎进行嫁接的好处，除增强根系之外，还如此处所公开，在于延迟接枝上叶片的老化 (参见

图12A)。此特定实施方案优选的植物或树木包括利用自身根生长不良、且嫁接栽培的植物或树木，例如具有商业利益的各种葡萄、柑橘、杏、扁桃、李子、桃、苹果、梨、樱桃、胡桃、无花果、榛子和枇杷。如上所述，在某些生物过程中植物生长素和细胞分裂素作为拮抗剂。例如，细胞分裂素/植物生长素的比率调节根和枝条的产生，高浓度的植物生长素引起生根，高浓度的细胞分裂素引起枝条生长。如本发明所公开，在烟草和鼠耳芥属中表达细胞分裂素氧化酶引起根的发育增强，与植物生长素效应增强相一致。果实发育中也涉及植物生长素。植物生长素处理雌花部导致某些植物品种发育单性果实。通过增强雌性生殖器官中植物生长素的生物合成，几种园艺作物植物已经遗传工程改造为单性果实发育(W00105985)。因此，根据另一实施方案，本发明涉及诱导植物单性性状的方法，该方法包含在植物或植物部分中、 优选在雌性生殖器官例如胎座、胚珠及其衍生组织中下调一种或多种细胞分裂素氧化酶、 或者可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质的表达。金鱼草(Antirrhinum majus)DefH9 启动子区或其同系物之一(其在胎座和胚珠提供特异性高效表达)能够用于此目的。定义及实施方案详述本领域技术人员应当明白，除明确描述以外，此处所述本发明可能变更和修改。 应当理解此处所述本发明包括所有这些变更和修改。本发明还包括本说明书中涉及或表明的所有这类步骤、特征、组合物和化合物，单个或全体，以及任一或更多所述步骤或特征的任意或所有组合。本发明适用于任何植物，特别是单子叶植物和双子叶植物，包括饲料或豆科饲料、观赏植物、粮食作物、树木、或灌木，选自金合欢属(Acacia spp.),槭树属(Acer spp.)，称猴桃属(Actinidia spp.)，七叶树属(Aesculus spp.)，新西兰贝壳杉(Agathis australis), Albiziaamara, Alsophila tricolor,须芒草属(Andropogon spp.),落花生属(Arachis spp.),模榔(Areca catechu)， Astelia fragrans, Astragaluscider, Baikiaea pluri juga, WA^M (Betula spp. ) ^ Μ (Brassica spp.), 7Κ (Bruguiera gymnorrhiza)， Burkea africana, ^ I5P (Buteafrondosa)， Cadaba farinosa,(Calliandra spp, ), Bf ^ (Camellia sinensis), ^ A^l (Canna indica), M M (Capsicum spp.),决明属(Cassia spp. ), Centroema pubescens,
瓜属(Chaenomelesspp.)，肉桂(Cinnamomum cassia)，小果叻[]啡(Coffea arabica)， Colophospermum mopane, βτ Φ M (Coronillia varia), Cotoneasterserotina, ill 植属(Crataegus spp.)，香瓜属(Cucumis spp.)，丰白木属(Cupressus spp. ), Cyathea dealbata,温梓(Cydonia oblonga)，臼本柳杉(Cryptomeria japonica)，香茅属 (Cymbopogon spp. ), Cyntheadealbata, Im^ (Cydonia oblonga), Dalbergia monetaria, 大叶骨碎补(Davallia divaricata)，角丝鼓藻属(Desmodium spp.)，粗糙蛘壳蕨 (Dicksonia squarosa), Diheteropogon amplectens, Dioclea spp，f廉扁 属(Dolichos spp.), Dorycnium rectum, Echinochloa pyramidal is, Ehrartia spp. ’務子(Eleusine coracana) ,Eragrestis spp·，束Ij桐属(Erythrina spp. )(Eucalyptus spp. ),Eucleaschimperi，Eulaliavillosa，养麦属(Fagopyrum spp·)，费约果(Fei joa sellowiana), 草莓属(Fragaria spp.)，千斤拔属(Flemingia spp)，Freycinetia banksii，Geranium thunbergii，银杏(Ginkgo biloba)， Glycine javanica， Gliricidia spp,陆地棉 (Gossypium hirsutum)，银禅属(Grevillea spp.)，Guibourtia coleosperma，岩黄蔑属 (Hedysarum spp.)，牛鞭草(Hemarthia altissima)，扭黄茅(Heteropogon contortus)， 大麦(Hordeum vulgare)，Hyparrhenia rufa，小连翅(Hypericumerectum)，Hyperthelia dissoluta, Indigo in carnata, ^^M (Iris spp.), Leptarrhena pyrolifolia，古月@ -J1 属(Lespediza spp.)， Lettuca spp. ， Leucaena leucocephala, Loudetia simplex, Lotonusbainesii，百脉根属(Lotus spp.) ,Macrotyloma axillare，苹果属(Malus spp.)， Manihotesculenta,紫苜猜(Medicago sativa)，水杉(Metasequoiaglyptostroboides)， 大蕉(Musa sap i en turn)，烟草属(Nicotiana spp.)，马户食豆属(Onobrychis spp.)， Ornithopus spp.，禾§属(Oryza spp. )，Peltophorum africanum，各良尾草属(Pennisetum spp.)，Persea gratissima，碧冬前属(Petunia spp.)，菜豆属(Phaseolus spp.)，模榔竹(Phoenixcanariensis)，Phormium cookianum，石楠属(Photinia spp.)，白云杉 (Picea glauca)，松属(Pinus spp·)，豌豆(Pisum sativum)，新西兰罗汉松(Podocarpus totara)， Pogonarthria fleckii, Pogonarthriasquarrosa, % 属(Populus spp.), ft S 树(Prosopis cineraria)，花方萁松(Pseudotsuga menziesii)，Pterolobium stellatum， 西洋梨(Pyruscommunis)，栎属(Quercus spp.)，Rhaphiolepsis umbel lata,美味棒花棕(Rhopalostylis sap i da), Rhus natalensis，欧洲醋栗(Ribesgrossularia)，荼薦子属(Ribes spp.)，洋槐(Robinia pseudoacacia)，蔷薇属(Rosa spp.)，悬钩子属 (Rubus spp.),柳属(Salix spp.), Schyzachyrium sanguineum，金松(Sciadopitys verticillata)，北美红杉(Sequoia sempervirens)，巨杉(Sequoiadendron giganteum)， 两色蜀黍(Sorghum bicolor)，菠菜属(Spinacia spp.)，Sporobolusf imbriatus，Stiburus alopecuroides, Stylosanthos humilis，葫戸荼属(Tadehagi spp)，落习习杉(Taxodium distichum)，阿拉伯黄背草(Themeda triandra)，车轴草属(Trifolium spp.)，小麦属 (Triticumspp.)，异叶铁杉(Tsuga heterophylla)，越桔属(Vaccinium spp.)，里予豌豆属(Vicia spp·)，葡萄(Vitis vinifera)，锥穗沃森花(Watsoniapyramidata)，马蹄莲 (Zantedeschia aethiopica)，玉蜀黍(Zea mays)，觅属(amaranth )，卓月鲜蓟、戸舆、莲椰菜、抱子甘蓝、甘蓝、油菜、胡萝卜、花椰菜、芹菜、羽衣甘蓝、绿叶菜、亚麻、散叶甘蓝、小扁豆、含油种子油菜、秋葵、洋葱、马铃薯、稻、大豆、稻草、糖用甜菜、糖甘蔗、向日葵、番茄、南瓜和茶等，或上述任何特定名称植物的种子，或任何上述物种的组织、细胞或器官培养物。贯穿本说明书，除非上下文需要，否则单词"包含"应当理解为表示包含所述整体或步骤、或整体或步骤群，而不排除任何其它的整体或步骤、或整体或步骤群。此处所用术语"来源于"应当用来表明来源于指定种类的特定整体或整体群，但并不一定直接从该指定来源获得。此处所用术语"蛋白质"、“肽"或"寡肽"是指任意长度的多聚体形式的氨基酸。所述术语还包括已知的氨基酸修饰，例如二硫键形成、半胱氨酰化、氧化、谷胱甘肽酰化、甲基化、乙酰化、法尼基化、生物素化、硬脂酰化、甲酰化、硫辛酸加成、磷酸化、硫酸化、 泛素化、肉豆蔻酰化、棕榈酰化、香叶基香叶基化(geranylgeranylation)、环化(例如形成焦谷氨酸)、氧化、脱酰胺化、脱水化、糖基化(例如戊糖、氨基己醣、N-乙酰氨基己醣、脱氧已糖、己糖、唾液酸等.)和酰基化，以及非天然存在的氨基酸残基，L-氨基酸残基和D-氨基酸残基。本发明蛋白质的"同系物"是肽、寡肽、多肽、蛋白质和酶，就其是同系物而言，其包含相对于所述蛋白质的氨基酸替换、缺失和/或添加，而不改变其一种或多种功能特性， 特别是不降低其产物的活性。例如，所述蛋白质的同系物会包含所述蛋白质的生物活性的氨基酸序列变体。所述蛋白质中的氨基酸能够替换为其它具有类似特性(例如疏水性、亲水性、疏水性矩(hydrophobic moment)、抗原性、倾向性形成或破坏α -螺旋结构或β-片层结构等)的氨基酸，以产生上述同系物。表1给出氨基酸的物理和化学性质概述。本发明蛋白质的替换变体为其中所述蛋白质氨基酸序列中至少一个残基已经去除，并在其位置插入一个不同的残基。氨基酸替换一般为单个残基，但可能取决于该多肽处的功能限制而成簇；插入通常为大约1-10个氨基酸残基数目，而缺失介于大约1-20个残基。优选地，氨基酸替换将包含保守氨基酸的替换，例如上文所述。表1.天然存在的氨基酸的特性
权利要求
1.编码植物细胞分裂素氧化酶或者编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸的用途，用于植物或植物部分中刺激根的生长或增强侧根或不定根形成或改变根的向地性。
2.刺激根生长或增强侧根和不定根形成或改变根的向地性的方法，其包含表达编码植物细胞分裂素氧化酶的核酸，选自(a)包含由任何SEQ ID NO 27、1、3、5、7、9、11、25、26、28 至 31、33 或 34，或其互补序列所示的DNA序列的核酸， (b)包含相应于任何SEQ ID NO 27、1、3、5、7、9、11、25、26、28 至 31、33 或 34，或其互补序列的RNA序列的核酸，(c)与任何SEQ ID NO 27、1、3、5、7、9、11、25、26、28 至 31、33 或 34，或其互补序列特异性杂交的核酸，(d)编码包含任何SEQID NO 2、4、6、8、10、12、32或35，或其互补序列所示的氨基酸序列的蛋白质的核酸，(e)任何(a)-(d)定义的核酸，其特征在于所述核酸是DNA、基因组DNA、cDNA、合成DNA 或其中T替换为U的RNA，(f)通过遗传密码可简并为任何SEQ ID NO 27、1、3、5、7、9、11、25、26、28-31、33 或 34 中所示的核酸的核酸或者简并为任何(a)-(e)中定义的核酸的核酸，(g)由于生物之间密码子使用的差异不同于编码任何SEQID N02、4、6、8、10、12、32或 35中所示的蛋白质的核酸的核酸，或者不同于任何(a)-(e)中定义的核酸的核酸，(h)编码SEQID NO 2、4、6、8、10、12或35中所示的蛋白质的核酸，或者(a)-(e)中定义的核酸，其由于等位基因之间的差异而不同，(i)编码任何SEQID NO 2、4、6、8、10、12或35中所示的蛋白质的核酸，(j)任何(a)-(i)中定义的核酸的、具有细胞分裂素氧化酶生物活性的功能性片段，以及(k)编码植物细胞分裂素氧化酶的核酸，或者包含在植物或植物部分中、优选在根中表达编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸。
3.编码具有细胞分裂素氧化酶活性的新植物蛋白质的分离的核酸，选自(a)包含任何SEQID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34，或其互补序列所示的DNA序列的核酸，(b)包含相应于任何SEQID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34，或其互补序列的RNA序列的核酸，(c)与任何SEQID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34，或其互补序列所示的核酸特异性杂交的核酸，(d)编码具有包含SEQID NO 32所示的多肽的氨基酸序列、并且与SEQ ID NO 4所示的氨基酸序列至少70%相似性的蛋白质的核酸，(e)编码具有与SEQID NO 6所示的氨基酸序列至少47%相似性的氨基酸序列的蛋白质的核酸，(f)编号具有与SEQID NO 10或35所示的氨基酸序列至少47%相似性的氨基酸序列的蛋白质的核酸，(g)编码包含任何SEQID NO 4、6、10、32或35中所示的氨基酸序列的蛋白质的核酸，(h)通过遗传密码可简并为任何SEQID NO 29、3、5、9、26、27、33或34中所示核酸的核酸或者简并为任何(a)-(g)中定义的核酸的核酸，(i)由于生物之间密码子使用的差异而不同于编码任何SEQIDNO 4、6、10或35中所示蛋白质的核酸的核酸，或者不同于任何(a)-(g)中定义的核酸的核酸，(j)编码SEQ ID NO 4、6、10或35中所示蛋白质的核酸，或者(a)-(g)中定义的核酸， 其由于等位基因之间的差异而不同，(k)编码任何SEQ ID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34中所示核酸编码的细胞分裂素氧化酶的免疫活性片段的核酸，或者编码任何(a)-(j)中定义的核酸的免疫活性片段的核酸，(1)编码任何SEQ ID NO 29、3、5、9、26、27、31、33或34中所示核酸编码的细胞分裂素氧化酶的功能性片段的核酸，或者编码任何(a)-(j)中定义的核酸的功能性片段的核酸， 其中所述片段具有细胞分裂素氧化酶的生物活性，以及(m)编码SEQ ID NO 4、6、10或35中定义的蛋白质的核酸，只要所述核酸不是按下列Genbank登录号保存的核酸AC005917、AB024035和 AC023754。
4.权利要求3的分离的核酸，它们是DNA、cDNA、基因组DNA或合成的DNA、或其中T替换为U的RNA。
5.至少15个核苷酸长度的核酸分子，其与权利要求3或4的核酸特异性杂交。
6.至少15个核苷酸长度的核酸分子，其特异性扩增权利要求3或4的核酸。
7.包含权利要求3或4的核酸的载体。
8.权利要求7的载体，其为表达载体，其中该核酸与使所述核酸在原核和/或真核宿主细胞中表达的一个或多个控制序列有效连接。
9.包含根据权利要求3或4的核酸或者权利要求7或8的载体的宿主细胞。
10.权利要求9的宿主细胞，其中该宿主细胞是细菌、昆虫、真菌、植物或动物细胞。
11.权利要求3或4的核酸编码的分离的多肽，或其同系物或衍生物或其免疫活性或功能性片段。
12.权利要求11的多肽，其具有任何SEQID NO 2、4、6、8、10、12、32和35、或其同系物或衍生物、或其免疫活性和/或功能性片段所示氨基酸序列。
13.产生权利要求11或12的多肽的方法，其包含在使该多肽表达的条件下培养权利要求9或10的宿主细胞，并从培养物中回收生成的多肽。
14.特异性识别权利要求11或12的多肽或其特异性表位的抗体。
15.产生转基因植物、植物细胞或植物组织的方法，其包含在所述植物、植物细胞或植物组织中引入可表达形式的权利要求3或4的核酸或者权利要求7或8的载体。
16.产生改变的植物、植物细胞或植物组织的方法，其包含 将权利要求11或12的多肽直接引入所述植物的细胞、组织或器官中。
17.实现权利要求11或12的多肽表达的方法，其包含在植物细胞的基因组中稳定引入与一个或多个控制序列有效连接的权利要求3或4的核酸或者权利要求7或8的载体。
18.权利要求16或17的方法，其另外包含由所述植物细胞再生为植物。
19.包含权力要求3或4的核酸的转基因植物细胞，该核酸与允许其在植物细胞中转录和/或表达的调控元件有效联接，或者利用权力要求16或17的方法获得的转基因植物细胞。
20.权利要求18的转基因植物细胞，其中权利要求3或4所述核酸稳定整合到所述植物的基因组中。
21.包含权利要求19或20的植物细胞的转基因植物或植物组织。
22.权利要求21的植物的可收获部分。
23.权利要求22的植物的可收获部分，其选自种子、叶子、果实、茎培养物、根茎、根、块茎和鳞茎。
24.来源于权利要求21-23中任一项的任何植物或植物部分的后代。
25.刺激根生长的方法，其包含在植物或植物部分中表达权利要求3或4的核酸或权利要求2中定义的核酸或者包含表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。
26.增强侧根或不定根形成的方法，其包含在植物或植物部分中表达权利要求3或4的核酸或权利要求2中定义的核酸或者包含表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。
27.改变根的向地性的方法，其包含在植物或植物部分中表达权利要求3或4的核酸或权利要求2中定义的核酸或者包含表达可降低活性细胞分裂素水平的另一蛋白质。
28.权利要求25-27中任一项的方法，所述方法导致产量增加。
29.权利要求25-28中任一项的方法，其中所述核酸的表达处于强的组成型启动子控制之下。
30.权利要求25-28中任一项的方法，其中所述核酸的表达处于优选在根中表达的启动子控制之下。
31.鉴定并获得与权利要求11或12的多肽相互作用的蛋白质的方法，其包含利用权力要求11或12的多肽的筛选试验。
32.权利要求31的方法，其包含双杂交筛选试验，其中利用权力要求11或12的多肽为诱饵、cDNA文库为捕获物。
33.调节权利要求11或12的多肽与通过权利要求31或32的方法获得的相互作用蛋白质之间相互作用的方法。
34.鉴定并获得与权利要求11或12的多肽相互作用的化合物的方法，其包含步骤a)提供双杂交系统，其中表达权利要求11或12的多肽以及通过权利要求31或32方法获得的相互作用蛋白质配偶体，b)所述化合物与(a)中定义的表达的多肽形成的复合物相互作用，以及，c)对所述化合物与所述多肽或(a)中定义的表达多肽形成的复合物的相互作用进行测量。
35.鉴定与权利要求11或12的多肽特异性结合的化合物或化合物的混合物的方法，包含a)在适于使复合物形成的条件下将权利要求11或12的多肽与所述化合物或化合物的混合物结合，以及，b)检测复合物形成，其中复合物的存在可识别特异性结合所述多肽的化合物或混合物。
36.权利要求31-35中任一项的方法，其中所述化合物或混合物抑制权利要求11或12 所述多肽的活性，并能用于合理设计化学剂。
37.通过权利要求31-35中任一项的方法鉴定的化合物或混合物用作植物生长调节剂或除草剂的用途。
38.生产植物生长调节剂或除草剂组合物的方法，其包含权利要求31-35中任一项方法的步骤，以及将所述步骤获得的化合物配制成适当形式以应用到农业或植物细胞或组织培养中。
39.设计或筛选促生长化学剂或除草剂的方法，其包含利用权利要求3或4的核酸或权利要求2中定义的核酸或权利要求7或8的载体。
40.权利要求3或4的核酸分子或权利要求2中定义的核酸、权利要求7或8的载体、 权利要求11或12的多肽用于提高产量的用途。
41.权利要求3或4的核酸分子或权利要求2中定义的核酸、权利要求7或8的载体、 权利要求11或12的多肽用于刺激根生长的用途。
42.权利要求3或4的核酸分子或权利要求2中定义的核酸、权利要求7或8的载体、 权利要求11或12的多肽用于增强侧根和不定根形成的用途。
43.权利要求3或4的核酸分子或权利要求2中定义的核酸、权利要求7或8的载体、 权利要求11或12的多肽用于改变根的向地性的用途。
44.诊断组合物，其至少包含权利要求3-6中任一项的核酸分子、权利要求7或8的载体、权利要求11或12的多肽或权利要求14的抗体。
45.增加根分生组织大小的方法，其包含在植物或植物部分、优选根中表达权利要求3 或4的核酸或权利要求2中定义的核酸，或者包含表达编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸。
46.增加根大小的方法，其包含在植物或植物部分、优选根中表达权利要求3或4的核酸或权利要求2中定义的核酸，或者包含表达编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的另一个核酸。
47.增加枝条分生组织大小的方法，其包含优选在枝条中下调权利要求3或4的核酸、 或者权利要求2中定义的核酸的表达。
48.延迟叶子老化的方法，其包含在叶子中、优选在开始老化的叶子中下调权利要求3 或4的核酸或者权利要求2中定义的核酸的表达。
49.改变叶子老化的方法，其包含在开始老化叶子中表达权利要求3或4的核酸或者权利要求2中定义的核酸。
50.提高叶子厚度的方法，其包含在植物或植物部分中表达权利要求3或4的核酸或权利要求2中定义的核酸，或者包含表达编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸。
51.减少导管大小的方法，其包含在植物或植物部分中表达权利要求3或4的核酸或权利要求2中定义的核酸，或者包含表达编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸。
52.增加导管大小的方法，其包含在植物或植物部分中下调权利要求3或4的核酸或者权利要求2中定义的核酸的表达。
53.诱导单性结实的方法，其包含在植物或植物部分、优选胎座、胚珠及其衍生组织中表达权利要求3或4的核酸或权利要求2中定义的核酸，或者包含表达编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸。
54.提高幼苗直立性的方法，其包含在幼苗、优选幼苗的根中表达权利要求3或4的核酸、或权利要求2中定义的核酸，或者包含表达编码可降低活性细胞分裂素水平的蛋白质的核酸。
55.增加分枝的方法，其包含在植物或植物部分中表达权利要求3或4的核酸或者权利要求2中定义的核酸。
56.提高抗倒伏性的方法，其包含在植物或植物部分、优选茎或腋芽中表达权利要求3 或4的核酸或者权利要求2中定义的核酸。
57.在与接穗嫁接过程中的转基因根状茎的用途，用于提高由于在所述根状茎中表达植物细胞分裂素氧化酶而致根生长增强的所得植物或树的根相关性特征。
58.权利要求57的用途，其中所述植物细胞分裂素氧化酶由权利要求3或4的核酸或者权利要求2中定义的核酸编码。
59.转基因植物，其包含表达权利要求57或58的植物细胞分裂素氧化酶的转基因根状茎，并另外包含接穗。
60.权利要求59的植物的可收获部分。
61.刺激根生长和发育的方法，其包含在转基因植物细胞或组织培养中表达编码植物细胞分裂素氧化酶的核酸。
62.权利要求61的方法，其中所述核酸是至少权利要求3的或权利要求2中定义的核酸之一。
全文摘要
本发明涉及刺激根生长和/或增强侧根或不定根形成和/或改变根的向地性的方法，其包在植物或植物部分中含表达植物细胞分裂素氧化酶或者表达可降低活性细胞分裂素水平的另一种蛋白质。本发明也涉及新的植物细胞分裂素氧化酶蛋白质、编码细胞分裂素氧化酶蛋白质的核酸序列、以及包含该序列的载体、宿主细胞、转基因细胞和植物。本发明还涉及所述序列在改善与根有关的特性(包括提高产量和/或增强早期活力和/或改变根/枝条比率和/或提高抗倒伏和/或增强耐旱和/或促进外植体的体外繁殖和/或改变细胞命运和/或植物发育和/或植物形态学和/或植物生物化学和/或植物生理学)上的用途。本发明还涉及所述序列在上述方法中的用途。本发明还涉及鉴定和获得与细胞分裂素氧化酶蛋白质相互作用的蛋白质和化合物的方法。本发明还涉及所述化合物作为植物生长调节剂或除草剂的用途。
文档编号C12N15/09GK102174540SQ20111000201
公开日2011年9月7日 申请日期2001年6月18日 优先权日2000年6月16日
发明者托马斯·施穆林, 托马斯·维尔纳 申请人:托马斯·施穆林, 托马斯·维尔纳