具有改良生长特性的植物及其制备方法

专利名称：具有改良生长特性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，并涉及改良植物生长特性的方法。更具体地，本发明涉及通过增加植物中RNA结合蛋白或其同源物的活性来改良植物生长特性，尤其是产率的方法。本发明还涉及具有增加活性的RNA结合蛋白或其同源物的植物，这些植物相对于相应的野生型植物，具有改良的生长特性。本发明方法中有用的RNA结合蛋白或其同源物具有RNA结合活性，并包含2或3个RNA识别基序(RRM)，且包含与基序1:PYEAAVVALPVVVKERLVRILRLGIATRYD具有至少75 %序列同一‘注的基序和/或与基序II RFDPFTGEPYKFDP具有至少50%序列同一性的基序。本发明方法中有用的RNA结合蛋白或其同源物也可以是具有下列特征的RBPl多肽或其同源物(a)RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)下列两个基序(i)KIFVGGL和(ii)RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意的保守改变；和(d)按照增加的偏好顺序与SEQ IDNO :15代表的氨基酸具有至少 20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%序列同一性。本发明也提供在本发明方法中有用的构建体。
背景技术：
世界人口的不断增长和用于农业的可耕种土地供给的减少，推动农业研究向着提高农业效率的方向发展。农作物和园艺改良的常规方法是利用选育技术来鉴定具有所希望特性的植物。然而，这种选育技术有几个缺点，即这些技术通常是劳动密集型的，并且产生通常含有异源遗传组分的植物，这些遗传组分并非总是产生从亲本植物传递的所希望的性状。分子生物学的进展已经允许人类改造动物和植物的种质(germplasm)。植物基因工程需要分离和操作遗传物质(通常以DNA或RNA的形式)及随后将此遗传物质引入植物。这种技术使能够递送具有多种改良的经济、农业或园艺性状的农作物或植物。具有特别经济利益的一个性状是产率 。产率通常被定义为来自农作物的经济价值可测量产出。其可以根据数量和/或质量来定义。产率直接依赖于几种因素，例如器官的数量和大小，植物构造(例如分枝数)，种子产量及更多的因素。根的发育，营养吸收和胁迫耐受性也是决定产率的重要因素。可以通过优化上述因素之一来增加农作物的产率。改良植物的多种生长特性的能力将在如增加农作物、植物育种、观赏植物的生产、树木栽培(aboriculture)、园艺学和林业等领域具有许多应用。改良的生长特性，如产率，也可以用于在生物反应器中使用的藻类生产(用于诸如药物、抗体、或疫苗物质的生物技术生产，或用于有机废物的生物转化)及其它这类领域。现已发现，与相应野生型植物相比，增加植物中RNA结合蛋白或其同源物的活性使植物具有改良的生长特性，所述RNA结合蛋白或其同源物具有RNA结合活性并包含2或3个RNA识别基序(RRM)，且包含与基序1:PYEAAVVALPVVVKERLVRILRLGIATRYD具有至少75%序列同一性的基序和/或与基序I1:RFDPFTGEPYKFDP具有至少50%序列同一性的基序。现已发现，与相应野生型植物相比，增加植物中RBPl多肽或其同源物的活性使植物具有改良的生长特性。所述RBPl多肽或其同源物指具有下列特征的多肽(a)RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)下列两个基序(i)KIFVGGL和(ii) RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意的保守改变；和⑷按照增加的偏好顺序与SEQ ID NO: 15代表的氨基酸具有至少 20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90 %、95%序列同一性。RNA结合蛋白在转录和转录后水平基因表达的调节中具有重要作用。调节的水平延伸至RNA分子的合成、加工和周转中的所有步骤，包括前mRNA剪接、多聚腺苷酸化作用、mRNA转运、翻译和稳定性/衰变。调节主要是直接地通过RNA结合蛋白完成，或间接地通过RNA结合蛋白调节其它调节因子的功能完成。RNA-蛋白质相互作用是细胞代谢、细胞分化和发育以及感染病原体复制的多方面的中心环节。RNA识别基序或RRM通常存在于多种RNA结合蛋白中并且涉及所有转录后加工，其中每个蛋白质的RRM数目从一到四个拷贝变化。RRM是含有几个高度保守残基的大约80个氨基酸的区域，其中的一些簇聚为两个短的亚基序，RNP-1 (八聚体)和 RNP-2 (六聚体)(Birney 等，Nucleic Acids Research, 1993,Vol. 21，No.25,5803-5816)。拟南芥(Arabidopsis)基因组编码196个含有RRM的蛋白质，其实例为RBPl (Lorkovic 等，Nucleic Acids Research, 2002，Vol. 30，No. 3，623-635)。他们报道AtRBPl的RRM与后生动物Musashi蛋白质的RRM最相似。除了 AtRBPl，Lorkovic等还描述了与AtRBPl和Musashi蛋白质具有相似性的三个蛋白质。来自拟南芥(Arabidopsisthaliana)的 RBPl 由 Suzuki 等(Plant Cell Physiol. 41 (3) :282-288 (2000))首次分离并发现在快速分裂的组织中表达RBPl为一种RNA结合蛋白(如Suzuki等2000所示)，包含两个RRM。

发明内容

根据本发明的一个实施方案，提供了改良植物生长特性的方法，其包括增加植物中RNA结合蛋白或其同源物的活性，所述RNA结合蛋白或其同源物具有RNA结合活性和2或3个RNA识别基序(RRM)，且包含与基序I PYEAAVVALPVVVKERLVRILRLGIATRYD具有至少75%序列同一性的基序和/或与基序II RFDPFTGEPYKFDP具有至少50%序列同一性的基序。根据本发明的一个实施方案，提供了改良植物生长特性的方法，其包含增加植物中RBPl多肽或其同源物的活性，所述RBPl多肽或其同源物具有下列特征(a) RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)下列两个基序(i)KIFVGGL ;和(ii) RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意保守的改变；和(d)按照增加的偏好顺序与SEQ ID NO :15代表的氨基酸具有至少 20%,25%,30%,35%,40%,45%,50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%、90%、95% 序列同一性。有利地，执行本发明的方法使植物具有多种改良的生长特性，尤其是增加的产率，特别是种子产率。
本文所定义术语“增加的产率”意指相对于相应的野生型植物，在以下任一或多个方面的增加(i)植物的一个或多个部分，特别是地上(可收获)部分增加的生物量(重量)、增加的根生物量或者任何其它可收获部分增加的生物量；(ii)增加的种子产率，包括种子生物量(种子重量)的增加，并且其可以是在每株植物种子重量或以单个种子为基础的增加；(iii)增加的(饱满)种子数量；(iv)增加的种子大小，其也可能影响种子的组成；(v)增加的种子体积，其也可能影响种子的组成；(Vi)增加的收获指数，其表示为可收获部分(如种子)的产率与总生物量的比值；和(vii)增加的千粒重(TKW)，其是从饱满种子数的总重量推算的。增加的TKW可能源自增加的种子大小和/或种子重量。以玉米为例，产率的增加可以表现为以下的一个或多个每公顷或每英亩植物数量的增加，每株植物穗数的增加，行数、行粒数、粒重量、千粒重、穗长度/直径的增加等等。以稻为例，产率的增加可以表现为以下的一个或多个每公顷或每英亩植物的数量，每株植物的圆锥花序数，每个圆锥花序的小穗数，每个圆锥花序的花数，种子饱满率的增加，千粒重的增加等等。产率的增加也可能产生改变的构造，或者可以作为改变的构造的结果发生。根据优选的方面，执行本发明的方法产生具有增加产率的植物。因此，本发明提供了增加植物产率的方法，该方法包括增加植物中RNA结合蛋白或其同源物的活性，所述RNA结合蛋白或其同源物具有RNA结合活性和2或3个RNA识别基序(RRM)，并且包含与基序I PYEAAVVALPVVVKERLV RILRLGIATRYD具有至少75%序列同一性的基序和/或与基序II RFDPFTGEPYKFDP具有至少50%序列同一性的基序。根据本发明的另一个优选的方面，提供了增加植物产率的方法，所述方法包括增加植物中RBPl多肽或其同源物的活性，所述RBPl多肽或其同源物具有下列特征(a) RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)下列两个基序
(i)KIFVGGL和(ii)RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意的保守改变；和(d)按照增加的偏好顺序与SEQ ID勵15代表的氨基酸具有至少20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 序列同一性。由于本发明的转基因植物具有增加的产率，相对于相应野生型植物在它们生命周期相应阶段的生长速率而言，这些植物可能呈现增加的生长速率(在至少它们部分的生命周期中)。增加的生长速率可能是对植物的一个或多个部分(包括种子)特异性的，或者可能基本上遍及整个植物。具有增加生长速率的植物甚至可能呈现早期开花。生长速率的增加可能出现在植物生命周期的一个或多个阶段，或者出现在基本上整个植物生命周期的过程中。在植物生命周期的早期阶段，生长速率的增长可能表现为增强的活力。生长速率的增加可以改变植物的收获周期，使植物能够比其它可能的情况更晚播种和/或更快收获。如果生长速率充分增加，可能允许播种同种植物物种更多的种子(例如播种和收获稻类植物，随后在一个常规的生长期播种和收获更多的稻类植物)。同样的，如果生长速率充分地增加，可能允许播种不同植物物种更多的种子(例如播种和收获稻类植物，随后，如播种和任选的收获大豆、马铃薯或任何其它适合的植物)。在一些植物的情况下也可能从同一根茎收获额外的次数。改变植物的收获周期可能会导致每英亩年生物量产量的增加(由于(比方说在一年中)任何特定植物生长和收获次数的增加)。与野生型对应物相比，生长速率的增加还可能允许在更广阔的地域栽培转基因植物，因为种植农作物的地域限制通常由种植时(早季)或收获时(晚季)不利的环境条件所决定。如果缩短收获周期，可以避免这类不利条件。可以从生长实验绘图的生长曲线中的多个参数确定生长速率，这类参数可以是T-Mid(植物达到其最大大小的50%所需时间)和T-90(植物达到其最大大小90%所需时
间)等等。执行本发明的方法使植物具有增加的生长速率。因此，本发明提供了增加植物生长速率的方法，该方法包括增加植物中RNA结合蛋白或其同源物的活性，所述RNA结合蛋白或其同源物具有RNA结合活性和2或3个RNA识别基序(RRM)，且包含与基序1:PYEAAVVALPVVVKERLVRILRLGIATRYD具有至少75 %序列同一‘注的基序和/或与基序I1:RFDPFTGEPYKFDP具有至少50%序列同一性的基序。还提供了另一增加植物生长速率的方法，所述方法包括增加植物中RBPl多肽或其同源物的活性，所述RBPl多肽或其同源物具有下列特征(a) RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)下列两个基序(i)KIFVGGL和(ii)RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意保守的改变；和(d)按照增加的偏好顺序与 SEQ ID NO :15 代表的氨基酸具有至少 20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 序列同一性。在植物处于无胁迫条件下，或相对于对照植物暴露于多种轻度胁迫下，其发生产率和/或生长速率的增加。通常植物通过更加缓慢的生长来应答暴露于胁迫。在重度胁迫条件下，植物甚至可以完全停止生长。另一方面，轻度胁迫在本文中定义为当植物暴露于此，不导致植物完全停止生长丧失重新开始生长能力的任何胁迫。由于耕作方法(灌溉、施月巴、杀虫剂处理)的发展，栽培的农作物植物常常不会遇到重度胁迫。因此，由轻度胁迫诱导的受损的生长成为农业中不期望的特征。轻度胁迫是植物可能接触的典型胁迫。这些胁迫可能是植物暴露于其的日常生物的和/或非生物的(环境的)胁迫。典型的非生物的或环境的胁迫包括由反常的热或冷/冰冻温度产生的温度胁迫、盐胁迫、水胁迫(干旱或过量的水)。非生物胁迫也可以由化学药品引起。生物的胁迫一般是由病原体如细菌、病毒、真菌和昆虫引起的那些胁迫。可以在任何植物中有利地修饰上述生长特性。本文所用术语“ 植物”涵盖整个植物、植物的祖先和后代以及植物的部分，包括种子、枝条、茎、叶、根、花(包含块茎)以及组织和器官，其中上述的每种包含目的基因/核酸。术语“植物”还涵盖悬浮培养物、愈伤组织、胚、分生区、配子体、孢子体、花粉和小孢子，其中上述的每种同样也包含目的基因/核酸。特别地可用于本发明方法中的植物包括属于植物界(Viridiplantae)超家族的全部植物，特别是单子叶和双子叶植物，包括选自如下物种的饲料或饲料豆科植物、观赏植物、粮食作物、乔木或灌木金合欢属物种(Acacia spp.)、槭树属物种(Acerspp·)、称猴桃属物种(Actinidia spp·)、七叶树属物种(Aesculus spp·)、新西兰贝壳杉(Agathis australis)、Albizia amara、Alsophila tricolor、须芒草属物种(Andropogonspp.)、落花生属物种(Arachis spp.)、模榔(Areca catechu)、Astelia fragrans、Astragalus cicer、Baikiaea pluri juga、样木属(Betula spp.)、芸苔属(Brassicaspp.)、木揽(Bruguiera gymnorrhiza)、Burkea africana、紫铆(Butea frondosa)、Cadaba farinosa、朱纟婴花属物种(Calliandra spp.)、大叶茶(Camellia sinensis)、美人蕉(Canna indica)、辣椒属物种(Capsicum spp·)、决明属物种(Cassia spp.)、距豌豆(Centroema pubescens)、木瓜属物种(Chaenomeles spp·)、肉桂(Cinnamomum cassia)、小果叻P非(Coffea arabica) > Colophospermum mopane、变异小冠花(Coronillia varia) >Cotoneaster serotina、山楂属物种(Crataegus spp·)、香瓜属物种(Cucumis spp·)、桕木属物种(Cupressus spp.)、Cyathea dealbata、媪梓(Cydonia oblonga)、日本柳杉(Cryptomeria japontca)、香茅属物种(Cymbopogon spp.)、Cynthea dealbata、媪梓(Cydonia oblonga)、Dalbergia monetaria、大叶骨碎补(Davallia divaricata)、山马蟥属物种(Desmodium spp.)、粗糖蛘贝藤(Dicksonia squarosa)、Diheteropogonamplectens、Dioclea spp、德扁豆属物种(Dolichos spp. )、Dorycnium rectum、Echinochloa pyramidalis、Ehrartia spp.、穆子(Eleusine coracana)、幽眉草属物种(Eragrestis spp.)、剌桐属物种(Erythrina spp.)、按属物种(Eucalyptus spp·)、Euclea schimper1、Eulalia villosa、养麦属物种(Fagopyrum spp·)、费约果(Feijoasellowiana)、草莓属物种(Fragaria spp.)、千斤拔属物种(Flemingia spp)、Freycinetiabanksi1、Geranium thunbergi1、银杏(Ginkgo biloba)、Glycine javanica、Gliricidiaspp、陆地棉(Gossypium hirsutum)、银禅属物种(Grevillea spp. )、Guibourtiacoleosperma、岩黄甚属物种(Hedysarum spp·)、牛鞭草(Hemarthia altissima)、扭黄茅(Heteropogon contortus)、大麦(Hordeum vulgare)、Hyparrhenia rufa、小连翅(Hypericum erectum)、Hyperthelia dissoluta、白花庭蓝(Indigo incarnata)、鸾尾属物种(Iris spp. )、Leptarrhena pyrolifolia、古月枝子属物种(Lespediza spp. )、Lettucaspp.、Leucaena leucocephala、Loudetia simplex、罗顿豆(Lotonus bainesii)、百脉根属物种(Lotus spp. )、Macrotyloma axillare、苹果属物种(Malus spp. )、Manihotesculenta、紫苜猜(Medicago sativa)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、粉色蕉(Musa sapientum)、烟草属物种(Nicotianum spp·)、驴食豆属物种(Onobrychisspp.)、Ornithopus spp.、稻属物种(Oryza spp.)、Peltophorum africanum、狼尾草属物种(Pennisetum spp.)、Persea gratissima、碧冬煎属物种(Petunia spp.)、菜豆属物种(Phaseolus spp.)、模榔竹(Phoenix canariensis)、Phormium cookianum、石楠属物种(Photinia spp.)、白云杉(Picea glauca)、松属物种(Pinus spp.)、豌豆(Pisum sativum)、新西兰罗汉松(Podocarpus totara)、Pogonarthria flecki1、Pogonarthria squarrosa、杨属物种(Populus spp.)、牧豆树(Prosopis cineraria)、花方萁松(Pseudotsuga menzi esii)、Pterolobium stellatum、西洋梨(Pyrus communis)、栎属物种(Quercus spp. )、Rhaphiolepsis umbellata、美味棒花掠(Rhopalostylis sapida)、Rhus natalensis、欧洲醋栗(Ribes grossularia)、荼薦子属物种(Ribes spp.)、洋槐(Robinia pseudoacacia)、蔷薇属物种(Rosa spp·)、悬钩子属物种(Rubus spp·)、柳属物种(Salix spp. ) λ Schyzachyrium sanguineum、金松(Sciadopitys verticillata)、北美红杉(Sequoia sempervirens)、巨杉(Sequoiadendron giganteum)、两色蜀黍(Sorghum bicolor)、菠菜属物种(Spinacia spp. )、Sporobolus fimbriatus、Stiburusalopecuroides、Stylosanthos humilis、葫芦荼属物种(Tadehagi spp·)、落羽松(Taxodiumdistichum)、阿拉伯黄背草(Themeda triandra)、车轴草属物种(Trifoliumspp·)、小麦属物种(Triticum spp·)、异叶铁杉(Tsuga heterophylla)、越桔属物种(Vaccinium spp·)、野豌豆属物种(Vicia spp·)、葡萄(Vitis vinifera)、锥穗沃森花(Watsonia pyramidata)、马蹄莲(Zantedeschia aethiopica)、玉米(Zea mays)、觅属植物、洋蓟、芦笋、椰菜、孢子甘蓝、卷心菜、芸苔、胡萝卜、花椰菜、芹菜、羽衣绿甘蓝、亚麻、羽衣甘蓝、小扁豆、油料种子油菜、秋葵、洋葱、马铃薯、稻、大豆、草莓、糖用甜菜、甘鹿、向日葵、番茄、南瓜、茶树和藻类等等。根据本发明优选的实施方案，所述植物为农作物植物，如大豆、向日葵、芸苔、苜蓿、油菜籽、棉花、番茄、马铃薯或烟草。进一步优选的植物是单子叶植物，如甘蔗。更优选的植物是谷类，如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、高粱或燕麦。可以通过提高植物中RNA结合蛋白的水平来增加RNA结合蛋白或其同源物的活性。备选地，当RNA结合蛋白水平没有增加，或者甚至当RNA结合蛋白水平降低的时候，也可以增加其活性。这种情况出现在多肽固有特性发生改变的时候，例如，通过制备比野生型多肽更具活性的突变体形式。同样地，可以通过提高植物中RBPl多肽蛋白质的水平来增加RBPl多肽或其同源物的活性。备选地，当RBPl水平没有改变，或者甚至当RBPl多肽水平降低的时候，也可以增加其活性。这种情况出现在多肽固有特性发生改变的时候，例如，通过制备比野生型更具活性的突变体。本文定义的术语“RNA结合蛋白或其同源物”指具有RNA结合活性和2或3个RNA识别基序(RRM)的多肽，且包含与基序1-PYEAAVVALPVVVKERLVRILRLGIATRYD具有至少75 %、80 %、85 %、90 %或95 %序列同一性的基序和/或与基序II RFDPFTGEPYKFDP具有至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或 95%序列同一性的基序。该术语也指这样的氨基酸序列，所述氨基酸序列按照增加的偏好顺序与SEQ ID NO :2代表的氨基酸序列具有至少 13% ,15% ,17% ,19%,21%,23%,25%,30%,35%,40%,45%,50%,55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90% 或 95% 序列同一性。可以使用本领域众 所周知的常规技术容易地鉴定在以上定义范围内的“RNA结合蛋白或其同源物”。例如，使用本领域众所周知的技术可以在体外或体内容易地确定RNA结合活性。体外测定的实例包括使用North-Western和/或South-Western分析的核酸结合测定(Suzuki 等· Plant Cell Physiol. 41(3) :282-288(2000));使用 UV 交联的 RNA结合测定；RNA结合蛋白的电泳迁移率变动分析(Smith, RNA-Protein Interactions-APractical Approach 1998, University of Cambridge)。体内测定的实例包括 TRAP (翻译阻抑测定方法)(Paraskeva E、Atzberger A、Hentze MW A translational repressionassay procedure(TRAP)for RNA-protein interactions in vivo. PNAS 1998 Feb 3;95(3) :951-6.)。可以通过序列比对容易地确定多肽与SEQ ID NO :2代表的氨基酸是否具有至少13%的同一性。序列比对的方法是本领域众所周知的，这类方法包含GAP、BESTFIT、BLAST、FASTA 和 TFASTAo GAP 应用 Needleman 和 Wunsch 的算法(J. Mol. Biol. 48 :443-453,1970)来查找两个全序列的比对，使匹配数最大化和空位数最小化。BLAST算法计算序列同一性的百分比，并对两序列之间的相似性进行统计分析。执行BLAST分析的软件可从生物技术信息国家中心公开地获得。使用例如VNTI AlignX多重比对程序，通过查询序列(优选蛋白质序列)与已知RNA结合蛋白序列的比对(见例如

图1所示的比对)，可以容易地鉴别与SEQ ID NO :2所代表的氨基酸序列具有至少13%同一性的RNA结合蛋白或其同源物，所述VNTI AlignX 多重比对程序基于修改的 clustal W 算法(InforMax, Bethesda, MD, http://www.1nformaxinc. com),带有空位开放罚分为10以及空位延伸为O. 05的缺省设置。本领域熟练的技术人员还可以容易地鉴定与基序1:PYEAAVVALPVVVKERLVRILRLGIATRYD 具有至少 75 %、80 %、85 %、90 % 或 95 %序列同一性的基序和 / 或与基序 11 RFDPFTGEPYKFDP 具有至少 50 %、55%、60 %、65%、70 %、75%、80 %、85%或90%序列同一性的基序。这可以通过进行比对和搜索同源区域容易地实现。以下表I显示在序列SEQ ID NO 2中找到的基序I和II以及与同源RNA结合蛋白中相应基序的序列同一性百分数。在本发明的方法中有用的RNA结合蛋白可能含有基序I或II，或基序I和II。表1:在RNA结合蛋白和其同源物中找到的基序。
权利要求
1.改良植物生长特性的方法，其包括增加植物中RNA结合蛋白或其同源物的活性，其中所述RNA结合蛋白或其同源物为RBPl多肽或其同源物，其具有(a)RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)以下两个基序(i)KIFVGGL和(ii) RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意的保守的改变；和⑷按照增加的偏好顺序与SEQ ID N0:15所代表的氨基酸具有至少 20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%序列同一性；和 任选地选择具有改良生长特性的植物。
2.根据权利要求1的改良植物生长特性的方法，其包括在植物中引入和表达RNA结合蛋白编码核酸或其功能变体，其中所述编码的RNA结合蛋白或其同源物为RBPl多肽或其同源物，其具有(a) RNA结合活性(b)两个RRM结构域；(c)以下两个基序(i)KIFVGGL和(ii)RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意的保守的改变；和(d)按照增加的偏好顺序与SEQ ID勵15所代表的氨基酸具有至少20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 序列同一性。
3.根据权利要求2的方法，其中所述变体是RNA结合蛋白编码核酸的部分或者能与RNA结合蛋白编码核酸杂交的序列。
4.根据权利要求2或3的方法，其中所述RNA结合蛋白编码核酸或其功能变体在植物中过表达。
5.根据权利要求2到4中任一项的方法，其中所述RNA结合蛋白编码核酸或其功能变体是植物来源的，优选来自双子叶植物，进一步优选来自十字花科，更优选核酸来自拟南芥。
6.根据权利要求2到5中任一项的方法，其中所述rbpl核酸或其功能变体有效地连接于能够在枝条中偏好地表达所述核酸的启动子。
7.根据权利要求6的方法，其中所述启动子具有与β扩展蛋白启动子相似的表达谱。
8.根据权利要求1到7中任一项的方法，其中所述改良的植物生长特性是相对于相应的野生型植物增加的产率，包括增加的植物生物量和/或增加的种子产率。
9.根据权利要求8的方法，其中所述增加的种子产率选自以下的任一或更多(i)增加的种子生物量；(ii)增加的(饱满)种子数；(iii)增加的种子大小；(iv)增加的种子体积；(V)增加的收获指数；和(Vi)增加的千粒重(TKW)。
10.根据权利要求1到9中任一项的方法，其中所述改良的植物生长特性是增加的生长速率。
11.可根据权利要求1到10中任一项的方法获得的植物。
12.构建体，包含 (i)rbpl编码核酸或其变体，其中所述编码的RBPl具有(a)RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)以下两个基序(i) KIFVGGL和(ii) RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意的保守的改变；和(d)按照增加的偏好顺序与SEQ ID NO : 15所代表的氨基酸具有至少 20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%序列同一性； (ii)能够驱动(i)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选的 (iii)转录终止序列。
13.根据权利要求12的构建体，其中所述启动子能够驱动在枝条中的表达。
14.根据权利要求13的构建体，其中所述启动子与β扩展蛋白启动子具有相似的表达
15.使用根据权利要求12到14中任一项的构建体转化的植物。
16.产生具有改良生长特性的转基因植物的方法，该方法包括 (i)向植物中引入rbpI编码核酸或其变体，其中所述编码的RBPl具有(a) RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)以下两个基序(i)KIFVGGL和(ii) RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意的保守的改变；和(d)按照增加的偏好顺序与SEQ ID N0:15所代表的氨基酸具有至少 20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%序列同一性;和 (ii)在促进植物生长和发育的条件下培养植物细胞。
17.具有由将rbpl核酸或其变体引入所述植物产生的改良生长特性的转基因植物。
18.根据权利要求11、15或17的转基因植物，其中所述植物是单子叶植物，如甘蔗，或者其中所述植物是谷类，如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、燕麦或高粱。
19.根据权利要求11、15、17或18中任一项的植物的可收获部分。
20.权利要求4中所定义的RNA结合蛋白编码核酸/基因或权利要求5中所定义的其变体或RNA结合蛋白或其同源物在改良植物生长特性特别是提高产率尤其是种子产率中的1用途。
21.rbpl或其变体或权利要求2中所定义的RBPl多肽或其同源物在改良植物生长特性特别是提高产率尤其是种子产率中的用途。
22.根据权利要求20或21的用途，其中所述种子产率包括以下的一个或多个增加的(饱满)种子数、增加的种子重量、增加的收获指数和增加的TKW。
全文摘要
本发明涉及通过增加植物中RNA结合蛋白或其同源物的活性来改良植物生长特性的方法，其中所述RNA结合蛋白或其同源物是(i)具有RNA结合活性的多肽并且其包含2或3个RNA识别基序(RRM)以及与基序IPYEAAVVALPVVVKERLVRILRLGIATRYD具有至少75％序列同一性的基序和/或与基序IIRFDPFTGEPYKFDP具有至少50％序列同一性的基序；或(ii)RBP1多肽或其同源物，其具有(a)RNA结合活性；(b)两个RRM结构域；(c)以下两个基序(i)KIFVGGL和(ii)RPRGFGF，基序中允许至多三个氨基酸取代和任意的保守的改变；和(d)与SEQ ID NO15代表的氨基酸具有至少20％序列同一性。本发明还涉及其中引入了RNA结合蛋白编码核酸或其变体的转基因植物，所述植物与相应的野生型植物相比，具有改良的生长特性。本发明也涉及在本发明方法中有用的构建体。
文档编号C12N15/82GK103045638SQ20121053547
公开日2013年4月17日 申请日期2005年8月16日 优先权日2004年8月16日
发明者V·弗兰卡德, C·鲁兹, A·I·桑兹莫林纳罗 申请人:克罗普迪塞恩股份有限公司