具有增加的产量和/或增加的环境胁迫耐受性(iv-bm)的植物的制作方法

专利名称：具有增加的产量和/或增加的环境胁迫耐受性(iv-bm)的植物的制作方法
具有增加的产量和/或增加的环境胁迫耐受性(IV-BM)的
植物本发明通常涉及植物细胞和/或植物，其与相应的，例如未经转化的野生型植物 细胞相比，通过在植物中增加或产生一种或多种与非生物性胁迫应答和非生物胁迫耐受性 相关的多肽的活性，而具有增加的环境胁迫耐受性和/或增加的产量。特别地，本发明涉及 定制为在环境胁迫条件下生长的植物细胞和/或植物，和/或在环境胁迫条件下显示出增 加的产量的植物细胞和/或植物。本发明还涉及产生和筛选和育种此类植物细胞和/或植 物的方法。本文公开的本发明中提供了生产较之相应野生型植物而言具有增加的产量的植 物的方法，所述方法包括在植物或其部分中增加或产生一种或多种活性。本发明还涉及增 强或改善转基因植物的一种或多种性状的核酸，以及源于此类植物或部分的细胞、后代、种 子和花粉，还涉及生产和使用此类植物细胞或植物、后代、种子或花粉的方法。特别地，所述 改善的性状显示为增加的产量，这优选通过改善一种或多种产量相关性状来实现。在田间条件下，植物性能，例如在生长、发育、生物量积累和种子产生的方面，取决 于植物对数种环境条件、改变和胁迫的耐受和顺应能力。鉴于开始了农业和园艺，人们需要 在作物培养中改善植物性状。育种策略促进作物性能经受生物性和非生物性胁迫，改善养 分使用效率以及改变其它内在(intrinsic)作物特定产量参数，即，通过应用技术进展增 加产量。植物是固着性生物，其因此需要应付多种环境胁迫。一方面，生物性胁迫(例如 植物害虫和病原体)，另一方面，非生物性环境胁迫，是植物生长和生产力的主要限制因素 (Boyer,Plant Productivity and Environment,Science 218,443-448 (1982) ；Bohnert等 X, Adaptations to Environmental Stresses, Plant Cell7 (7)，1099—1111 (1995))，胃由 此限制植物种植和地理分布。通常，暴露给不同胁迫的植物具有低的植物材料(例如种子、 果实或其它产品)产量。非生物性和生物性胁迫导致的作物损失和作物产量损失是显著的 经济和政治因素，其导致食品短缺，特别是在很多不发达国家。现今，用于作物和园艺改善的传统手段利用选择性育种技术，来鉴定具有想要的 特征的植物。分子生物学的进展已经允许以特异性方式修饰植物种质。例如，在若干情况 下，修饰单个基因导致例如胁迫耐受性(Wang等人，2003)显著增加以及其它产量相关性 状。人们需要鉴定出赋予对多种胁迫组合的抗性的基因或者赋予在非最优生长条件下改善 的产量的基因。人们仍需要鉴定出赋予改善植物产量的整体能力的基因。此外，近年来，人口增加和气候改变已经将全球食物、饲料和燃料短缺的可能性聚 焦。农业消耗了人们使用的70%的水，同时在世界的许多部分中降雨正在减少。此外，由于 土地使用从农田转向了城市和郊区，更少公顷的耕地土地可以用于生长农业作物。农业生 物技术学已经尝试通过增加作物产量的植物的遗传修饰来达到人类生长需要，例如通过赋 予对非生物胁迫应答更好的耐受性或通过增加生物量。农业生物技术人员已经使用在模式植物系统、作物植物的温室研究以及野外实验 中的测定来努力开发表现出增加产量的转基因植物，这是通过增加非生物胁迫耐受性或通 过增加生物量。
农业生物技术人员还使用了指示转基因对作物产量的潜在影响的其他参数的测 量。对于饲料作物，例如苜蓿、青贮玉米和干草而言，植物生物量与总产量相关。但是，对于 谷物(grain)作物，需要使用其他参数来评估产量，例如植物大小，总植物干重所测量的、 地上干重、地上鲜重、叶面积、茎体积、植物高度、莲座直径、叶长、根长、根量、分蘖数量和叶 数量。在早期发育阶段的植物大小通常与发育晚期的植物大小相关联。具有更大叶面积的 更大植物通常比更小的植物吸收更多的光和二氧化碳，因此将可能在相同的阶段获得更大 的重量。对于植物大小和生长速率来说存在很强的遗传因素(component)，因此对于在一种 环境条件下，一些不同基因型植物大小可能与在另一种条件下的大小相关。通过这一方式， 使用标准环境来估计田间作物在不同位置和时间所面对的不同和动态环境。已经表征了在植物中参与胁迫应答、水利用和/或生物量的一些基因，但是迄今 为止，开发具有改善的产量的转基因作物植物的成功很有限，并且还没有此类植物被商业 化。因此，需要鉴定具有增加作物植物产量的能力的其它基因。因此，在第一个实施方案中，本发明提供了生产较之相应野生型植物而言具有增 加的产量的植物的方法，所述方法包括至少下述步骤在植物中增加或产生选自以下的一 种或多种活性(在以下是指一种或多种“活性”或一种或多种所述活性或对于一种选定 的活性而言是指“所述活性”)30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源 物 APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl 蛋 白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白 (Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/ 苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋 白和YPL167C 2-蛋白。因此，在另一个实施方案中，本发明提供了在本文所指出的亚细胞区室和组织中 过量表达表I中所鉴定的分离的多核苷酸的转基因植物。本发明的转基因植物与植物的野 生型品种相比表现了改善的产量或增加的产量。术语“改善的产量”或“增加的产量”可以 互换使用。术语“产量”在本文中使用时一般指来自植物(特别是作物)的可测量的产出 (produce) 0可以以多种方法来测量产量和产量增加(较之未经转化的起始或野生型植 物)，应当理解，技术人员将能考虑到特别的实施方案、关注的特别的作物和关注的特定目 的或应用，应用正确的理解。如本文所使用的，术语“改善的产量”或术语“增加的产量”意思是任何可测量的植 物产物的产量的任何改善，所述产物例如谷粒、果实或纤维。根据本发明，不同表型性状的 改变可以改善产量。例如但不限于，参数如花器官发育、根起始、根生物量、种子数量、种子 重量、收获指数、非生物环境胁迫耐受性、叶形成、向光性、顶端优势和果实发育是合适的改 善产量的测量值。产量的任何增加是根据本发明的改善的产量。例如，产量的改善可以包 含任何可测量参数的 0. 1%,0. 5%U%>3%,5%,10%,15%,20%,30%,40%,50%,60%, 70%、80%、90%或更大的增加。例如，与在相同条件下栽培的未处理大豆或玉米的bu/英 亩产量相比，来自包含对于表I的核苷酸和多核苷酸为转基因的植物的作物的大豆或玉米 的bu/英亩产量的增加是根据本发明的改善的产量。可以在不存在或存在胁迫条件下实现 增加或改善的产量。
为了描述本发明的目的，增强或增加的“产量”是指一种或多种产量参数，所述参 数选自生物量产量、干生物量产量、地上干生物量产量、地下干生物量产量、鲜重生物量产 量、地上鲜重生物量产量、地下鲜重生物量产量；可收获部分的增强的产量，其可以是干重 或鲜重或两者，地上或地下或两者；增强的作物果实的产量，其可以是干重或鲜重或两者， 地上或地下或两者；以及优选地，增强的种子的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或 地下或两者。术语“产量”在本文中使用时通常是指来自植物(特别是作物)的可测量的 产出。例如，本发明提供了生产下述转基因植物细胞或植物的方法，所述方法通过增加或产 生一种或多种上文所述的所述活性，使得所述植物较之相应(例如未经转化的)野生型或 起始植物而言显示出增加的产量相关性状，例如，增加的对环境胁迫的耐受性和/或增加 的内在产量和/或生物量生产。在一种实施方案中，产量增加表示增加的或改善的作物产量或可收获产量、生物 量产量和/或增加的种子产量。作物产量在本文中被定义为每英亩收获的相关农业产物(例如谷粒、饲料或种 子)的蒲式耳数。作物产量受到非生物胁迫的影响，例如干旱、热、盐度和冷胁迫，并且受到 植物大小(生物量)的影响。传统植物育种策略是相对较慢的并且一般在赋予增加的非生 物胁迫耐受性方面没有成功。通过传统育种的谷粒产量改善在玉米中几乎达到了停滞。因此，本文描述的“产量”在一种实施方案中表示植物的可收获产量。植物产量可 取决于每种特别情况下感兴趣的特定植物/作物以及感兴趣的其意欲应用(例如，食物生 产、饲料生产、经加工食物生产、生物燃料、生物气或酒精生产等等)。因此，在一种实施方 案中，产量被计算为收获指数(表示为各可收获部分的重量除以总生物量的比例)、每面积 (英亩、平方米等)的可收获部分重量，等等。收获指数，即产量生物量与收获时总累积的生 物量之比在玉米中在过去的数百年间在针对谷粒产量的选择性育种期间基本保持不变。因 此，在玉米中发生的最近的产量改善是由于每单位土地面积增加的总生物量产生。这一增 加的总生物量是通过增加种植密度以及雄花穗大小来实现的，其中所述种植密度导致适应 的表型改变，例如叶角度减少，这可以减少更低叶子的遮蔽，所述雄花穗大小可以增加收获 指数。在许多环境条件下收获指数是相对稳定的，因此可能在植物大小和谷粒产量之间有 强关联。植物大小和谷粒产量是内在联系的，因为大多数谷粒生物量取决于当前或储存的 通过植物叶和茎的光合生产力。对于非生物胁迫耐受性，在生长室或温室中在标准条件下 早期发育中的植物大小的测量是测量转基因存在所赋予的潜在产量优势的标准实践。在一种实施方案中，“产量”指生物量产量，例如，干重生物量产量和/或鲜重生物 量产量。生物量产量指植物的地上或地下部分，这取决于特定情况(测试条件、感兴趣的特 定作物、感兴趣的应用，等等)。在一种实施方案中，生物量产量指地上和地下部分。生物量 产量可作为鲜重、干重或基于经调整的湿度来计算。生物量产量可基于每株植物来计算，或 者可相对于特定面积来计算(例如，每英亩/平方米/或等等的生物量产量)。在其它一些实施方案中，“产量”指种子产量，其可通过下述一种或多种参数来测 量种子数量或饱满种子数量(每株植物或每面积(英亩/平方米等等))；种子饱满率(饱 满的种子数和种子总数之间的比例)；每株植物的花数；种子生物量或总种子重量(每株植 物或每面积(英亩/平方米等等))；千粒重(TKW ；从计数的饱满种子数及其总重量外推的； TKff的增加可能是增加的种子尺寸、增加的种子重量、增加的胚尺寸和/或增加的胚乳导致
10的)。本领域还已知其它一些测量种子产量的参数。可以基于干重或鲜重来测定种子产量， 或者通常，基于经调整的湿度来测定，例如，以15. 5百分比湿度进行。在一个实施方案中，术语“增加的产量”表示在非生物环境胁迫条件下，较之相应 的野生型光合活性生物，光合活性生物，尤其是植物表现出增加的生长速率。增加的生长速率可以反映为下述等或者赋予下述完整植物增加的生物量产生， 或者植物的地上部分的增加的生物量产生，或者植物的地下部分的增加的生物量产生，或 者由植物的部分(例如茎、叶、花、果实和/或种子)的增加的生物量产生。在其一个实施方案中，增加的产量包括更高的果实产量、更高的种子产量、更高的 新鲜物质产生和/或更高的干物质产生。在其另一个实施方案中，术语“增加的产量”表示在非生物环境胁迫条件下，较之 相应的(例如未经转化的)野生型光合活性生物，光合活性生物，优选植物表现出延长的生 长。延长的生长包括光合活性生物(优选植物)在未经转化的野生型光合活性生物显示出 可见的不足症状和/或死亡时的存活和/或继续生长。例如，在一个实施方案中，本发明方法中使用的植物是玉米植物。玉米植物的增加 的产量在一个实施方案中表示增加的种子产量，特别是对于用于饲料或食物的玉米品种而 言。玉米增加的种子产量在一个实施方案中是指增加的籽粒(kernel)大小或重量、增加的 每荚果的籽粒或者增加的每株植物的荚果。此外，在一个实施方案中，增加了玉米穗产量， 这对于用作为饲料的玉米植物品种是特别有用。此外，例如，玉米穗的长度或大小被增加。 在一个实施方案中，玉米植物增加的产量涉及改善的玉米穗与籽粒的比例。例如，在一个实施方案中，本发明方法中使用的植物是大豆植物。大豆植物的增加 的产量在一个实施方案中表示增加的种子产量，特别是对于用于饲料或食物的大豆品种而 言。大豆增加的种子产量在一个实施方案中是指增加的籽粒大小或重量、增加的每荚果的 籽粒或者增加的每株植物的荚果。例如，在一个实施方案中，本发明方法中使用的植物是油菜(oilseed rape (OSR)) 植物。OSR植物的增加的产量在一个实施方案中表示增加的种子产量，特别是对于用于饲料 或食物的OSR品种而言。OSR增加的种子产量在一个实施方案中是指增加的籽粒大小或重 量、增加的每荚果的籽粒或者增加的每株植物的荚果。例如，在一个实施方案中，本发明方法中使用的植物是棉花植物。棉花植物的增加 的产量在一个实施方案中表示增加的棉绒产量。棉花增加的棉花产量在一个实施方案中是 指增加的棉绒长度。棉花增加的种子产量在一个实施方案中是指增加的籽粒大小或重量、 增加的每荚果的籽粒或者增加的每株植物的荚果。根据本发明，所述增加的产量可通常通过增强或改善植物的一种或多种产量相关 性状来实现，所述增强或改善是较之原始或野生型植物而言的。植物的此类产量相关的性 状(对其加以改善将导致产量增加)包括但不限于植物内在产量能力(capacity)的增 加、改善的养分使用效率和/或增加的胁迫耐受性，特别是增加的非生物性胁迫耐受性。因此，产量可以通过改善如本文所定义的一种或多种产量相关性状来增加因此，赋予植物产量增加的产量相关性状是植物的内在产量能力的增加，其可例 如表现为改善特定(内在)种子产量(例如，在增加种子/谷粒大小、增加穗数、增加每 穗种子数、改善种子饱满、改善种子组成、改善胚或胚乳等方面)；修饰和改善植物的固有生长和发育机制(例如植物高度、植物生长速率、荚果数、荚果在植物上的位置、节间数、荚 果破碎发生率、结瘤作用(nodulation)和氮固定效率、碳同化效率、幼苗活力/早期萌发势 (early vigour)、增强的萌发效率(在胁迫或非胁迫条件下)、植物构造改善、细胞周期修 饰、光合作用修饰、多种信号传导途径修饰、对转录调控的修饰、对翻译调控的修饰、对酶活 性的修饰等)；和/或等等。因此，赋予植物产量增加的产量相关性状是植物胁迫耐受性的改善或增加，其可 例如表现为改善或增加植物对胁迫(特别是非生物性胁迫)的耐受性。在本申请中，非生 物性胁迫通常指植物通常面对的非生物性的环境条件，其包括通常被称为“非生物性胁迫” 条件的那些条件，这包括但不限于，干旱(对干旱的耐受可作为改善的水使用效率的结果 获得)、热、低温和寒冷条件(例如冰冻和严寒条件)、盐度、渗透胁迫、阴、高植物密度、机械 胁迫、氧化胁迫等等。因此，通过增加“植物的养分使用效率”来介导增加的植物产量，这例如通过改善 养分(包括但不限于磷、钾和氮)的使用效率。例如，人们需要这样的植物，其能更有效地 使用氮，使得生长需要更少的氮，因此导致氮缺乏条件下获得改善的产量水平。此外，可用 目前或标准的氮使用水平获得更高的产量。因此，在本发明的一种实施方案中，通过增加植 物或其部分的氮使用效率来增加植物产量。相对农业产品的收益而言，氮肥成本高并且对 环境有害，人们想要开发策略，以降低氮输入和/或优化氮摄取和/或利用给定的氮有效性 同时保持植物(优选栽培植物，例如作物)的最优产量、生产力和品质。此外，人们还想在 在低肥料输入时保持作物产量，或者在相似或甚至更贫瘠的土壤品质上获得更高的产量。可根据下述方法来例如测定和定量植物增强的氮使用效率在培养室(SvaWf ffeibull,Svalov, Sweden)中的盆中培养转化植物。在植物为拟南芥的情况下，将其种子 种在盆中，其中含有营养缺乏土(( “Einheitserde Typ O”，30%粘土，Tantau，Wansdorf Germany))和沙子的1 1 (ν ν)混合物。通过黑暗中4°C下的4天时间来诱导萌发。随 后植物生长在标准生长条件下。在植物为拟南芥的情况下，标准培养条件为16小时光照 和8小时黑暗的光周期、2(rC、60%相对湿度、200μE/m2S的光子通量密度。在植物为拟南 芥的情况下，每隔一天用N缺乏营养液浇水。9至10天后，将植物单独培养。总共29至31 天后，收获植物，通过植物地上部分(优选地，莲座(rosettes))的鲜重对其加以评估。按照实施例所述的方法来测定增加的产量例如，(a)测量土壤中的氮含量，以及 (b)测定土壤中的氮-含量对原始或野生型植物(例如作物)的生长来说是否最优或并非 最优，以及(Cl)如果氮-含量对于原始或野生型植物的生长来说并非最优的话，在所述土 壤中培育本发明的植物，或者(c2)如果氮-含量对于原始或野生型植物来说最优的话，在 土壤中培育本发明的植物，将产量与标准、原始或野生型植物的产量相比，选择和培育显示 最高产量的植物。通过增加植物的胁迫耐受性来增加植物产量。通常，术语“增加的胁迫耐受性”可 被定义为较之未经转化的野生型或起始植物而言，在胁迫条件下植物的存活和/或更高的 产量生产。例如，本发明的植物或根据本发明方法产生的植物更适应于胁迫条件。对环境 胁迫(例如干旱、热、养分缺乏、冰冻和/或严寒温度)的“改善的适应性”在本文中指特 别是在上文中更详细定义的一种或多种产量相关性状方面，导致产量增加的改善的植物性 能。
在其生命周期中，植物通常要面对多样环境条件。在某些情况下可能对植物产量 造成影响的任何此类条件在本文中都被称为“胁迫”条件。环境胁迫通常可分为生物性和 非生物性(环境)胁迫。不利的养分条件一些时候也被称为“环境胁迫”。本发明也包括针 对这类环境胁迫的解决方案，例如，在增加的养分使用效率的方面。通过增加植物或其部分的非生物性胁迫耐受性，来进一步增加植物产量。就本发明描述的目的而言，术语“增强的非生物性胁迫耐受性”、“增强的非生物性 环境胁迫抗性”、“增强的环境胁迫耐受性”、“改善的环境胁迫适应性”和与其含义类似的其 它变化和表达可互换使用，它们用于表示(但不限于)较之相应原始或野生型植物或其部 分而言，对本文所述的一种或多种非生物性环境胁迫的耐受性的改善。术语非生物性胁迫耐受性指，例如，低温耐受性、干旱耐受性或改善的水使用效率 (WUE)、热耐受性、盐胁迫耐受性等等。植物对脱水、渗压震扰和极端温度的应答的研究也用 于确定植物对非生物胁迫的耐受性或抗性。植物中的胁迫耐受性，例如低温、干旱、热和盐胁迫耐受性可具有对植物生长来说 重要的共同主题，即，水的有效性。通常，植物在其生命周期中暴露给降低的环境水含量的 条件。保护策略与严寒耐受性的那些相似。因此，所述产量相关性状涉及本发明植物的增加的水使用效率和/或本发明植物 的增加的干旱条件耐受性。水使用效率(WUE)是通常与干旱耐受性相关的参数。在低水有 效性时生物量的增加可以是由于生长的相对改善的效率或降低的水消耗。在选择用于改善 作物的性状中，水使用降低而不改变生长将在灌溉的农业系统中有特别的价值，在所述农 业系统中水的输入成本很高。生长增加而无相应的水使用的激增将可用于所有的农业系 统。在水供应未受限的许多农业系统中，生长的增加(即使其代价是水使用的增加)也增 加了产量。当土壤水耗尽时或者如果水在干旱期间不可用时，作物产量会受限。如果自叶 的蒸腾作用超过了自根的水的供应，则植物水将不足。有效的水供应与土壤中保持的水 量和植物用其根系统到达该水的能力有关。水自叶的蒸腾作用与通过气孔的光合作用的 二氧化碳的固定有关联。两种过程是正相关的，从而通过光合作用的高的二氧化碳流入 量与通过蒸腾作用的水损失紧密相连。由于水自叶蒸腾，则减少了叶水潜力(leaf water potential)，气孔趋向在液压过程中闭合，限制光合作用的量。鉴于作物产量取决于光合作 用中二氧化碳的固定，因此水摄取和蒸腾作用是对作物产量起作用的因素。能够使用更少 的水来固定相同量的二氧化碳或者能够在更低水势时正常发挥功能的植物具有进行更多 光合作用的潜力并且因此在许多农业系统中产生了更多的生物量和经济产量。干旱胁迫表示导致植物中缺水或者供应给植物的水降低的任何环境胁迫，其包括 低温和/或盐导致的次级胁迫和/或干旱或热期间的初级胁迫，例如脱水(desiccation)寸寸。例如，可根据下述方法来测定和定量增加的干旱条件耐受性。例如，将转化的植物 单个培养在培养室(York Indus-triekMte GmbH，Mannheim，Germany)中的盆中。诱导萌 发。在植物为拟南芥的情况下，将种植的种子保持在黑暗中在4°C下保持3天以诱导萌发。 其后将条件改变为20°C /6°C的日夜温度和16/8小时150 μ E/m2S的日夜周期，保持3天。 然后将植物在标准培养条件下培养。在植物为拟南芥的情况下，标准培养条件为16小时光照和8小时黑暗的光周期、20°C、60%相对湿度和200 μ E的光子通量密度。培养并栽培植 物直至长出叶。在植物为拟南芥的情况下，每天浇水直至约为3周龄。这时通过断水施加 干旱。在未转化野生型植物显示可见损伤症状之后，开始进行评估，在连续的5至6天中， 根据与野生型和临近植物相比的干旱症状和生物量产生对植物进行评分。在另一实施方案中，根据实施例中描述的方法来测定干旱耐受性，例如，对周期性 干旱的耐受性。干旱耐受性可以是对周期性干旱的耐受性。因此，增加产量的方法包括下述 步骤(a)测定用于栽种的地区的水供应对于原始或野生型植物(例如作物)的生长来说 是否最优或并非最优，和/或，测定用于栽种的地区中植物生长的可视损伤症状；以及(bl) 如果水供应对于原始或野生型植物的生长来说并非最优的话，或者，在该地区生长的标准、 原始或野生型植物中可发现干旱的可视症状的话，在所述土壤中培育本发明的植物；或者 (b2)如果水供应对于原始或野生型植物来说最优的话，在所述土壤中培育本发明的植物， 将产量与标准、原始或野生型植物的产量相比，选择和培育显示最高产量的植物。可视损伤症状例如表示下述特征之一或其中两种、三种或更多种的任何组合(a) 萎蔫；(b)叶变成褐色；(c)失去膨压，导致叶或针叶茎和花脱落；(d)叶或针叶下垂和/或 脱落；(e)叶为绿色，但叶面角与对照相比稍朝向地面；(f)叶片开始内卷(卷曲)；(g)叶 或针叶过早衰老；(h)叶或针叶中丧失叶绿素和/或变黄。本发明的植物的所述产量相关性状可以是所述植物的增加的热条件耐受性。本发明的植物的所述产量相关性状可以是所述植物的增加的低温耐受性，S卩，包 含冰冻耐受性和/或严寒耐受性。低温冲击多种生物过程。其延迟或抑制几乎所有代谢和 细胞过程。植物对低温的应答是其生态范围的重要决定因素。在高纬度或高海拔地区，因 为夏季短暂从而需要延长生长季节，应付低温的问题尤为重要。大多数植物进化出了适应 性策略，以保护其自身抵挡低温。通常，对低温的适应可分为严寒耐受性和冰冻耐受性。严寒耐受性是在来自温带或北方带的物种中天然发现的，其允许在较低但是不冰 冻的温度下存活和有增强的生长。来自热带或亚热带的物种是严寒敏感性的，其在发育的 一个或多个阶段，在大约10°c的温度下通常会显示出萎蔫、萎黄或坏死，生长缓慢，甚至死 亡。因此，改善或增强的“严寒耐受性”或其变化形式在本文中表示对10°c左右的较低但是 并不冰冻的温度具有改善的适应，优选对1至18°c的温度，更优选4-14°C的温度，最优选8 至12°C的温度具有改善的适应，所述温度在下文中称为“严寒温度”。冰冻耐受性允许在接近0到特别地低于0度的温度下存活。其被认为是通过被称 为寒冷顺应的过程促进的，该过程在较低但不冰冻的温度下发生，其在低于0度的温度下 提供增加的冰冻耐受性。此外，来自温带地区的大多数物种具有适应温度季节性变化的生 命周期。对这些植物而言，低温还可能通过成层现象和春化过程在植物发育中发挥重要作 用。显然，难于对严寒耐受性和冰冻耐受性加以定义或在其之间进行清晰的区别，所述过程 可能重叠或互相联系。改善或增强的“冰冻耐受性”或其变化形式在本文中指对接近或低 于O度的温度的改善的适应性，即，所述温度优选低于4°c，更优选低于3或2°C，特别优选 为是或低于0 (零)°C或低于-4°C的温度，或者甚至极端低的温度，可低至-10°C或更低；上 述温度在下文中被称为“冰冻温度”。因此，植物在暴露给对严寒敏感性野生型或原始植物而言的低温之后，可显示出 早期幼苗生长，在另一实施方案中，改善种子萌发速率。种子萌发过程强烈依赖于环境温度，种子的性质决定了暴露给低温时萌发和幼苗出现期间的活性水平和性能。本发明的方 法在一种实施方案中还提供了下述植物，所述植物在严寒条件下显示出降低的叶发育迟 滞。在一种实施方案中，本发明的方法涉及对耐受性的主要作物的生产，所述作物例如玉米 (玉蜀黍)、豆、稻、大豆、棉花、西红柿、香蕉、黄瓜或马铃薯，因为大多数主要作物都是严寒 敏感性的。可例如通过下述方法来测定增强的对低温的耐受性在培养室(例如York， Mannheim, Germany)中的盆中培育转化的植物。在植物为拟南芥的情况下，将其种子种在 含有富营养土 (GS90, Tantau, Wansdorf，Germany)和沙子的3. 5 1 (ν/ν)混合物中。植 物在标准培养条件下生长。在植物为拟南芥的情况下，标准培养条件为16小时光照和8小 时黑暗的光周期，60%相对湿度和200 μ mol/m2S的光子通量密度。培养并栽培植物。在植 物为拟南芥的情况下，每隔一天浇水。9至10天后将植物单独培养。在播种14天后施加寒 冷(例如11至12°C的寒冷)至实验结束。总计培养29至31天后，收获植物并根据植物的 地上部分(在拟南芥的情况下优选为莲座)鲜重进行评分。。因此，增加产量的方法可以包括下述步骤(a)测定用于栽种的地区的温度对于 原始或野生型植物(例如作物)来说是否最优或并非最优；以及(bl)如果温度对于该地区 生长的原始或野生型植物的生长来说是并非最优的低的话，在所述土壤中培育本发明的植 物；或者(b2)如果温度对于原始或野生型植物来说最优的话，在所述土壤中培育本发明的 植物，将产量与标准、原始或野生型植物的产量相比，选择和培育显示最高产量的植物。产量相关性状还可以是增加的盐度耐受性(盐耐受性)，渗透胁迫耐受性，增加的 遮蔽耐受性，增加的高植物密度耐受性，增加的机械胁迫耐受性和/或增加的氧化胁迫耐 受性。在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”也可以表示当面对非 生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型 光合活性生物如植物相比增强的干生物量产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的地上干生物量产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的地下干生物量产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的鲜重生物量产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的地上鲜重生物量产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的地下鲜重生物量产量。
在其另一个实施方案中，在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受 性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如 未经转化的野生型光合活性生物相比增强的可收获部分产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的植物干可收获部分产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的植物干地上可收获部分的产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的植物地下干可收获部分的产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的植物鲜重可收获部分的产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的植物地上鲜重可收获部分的产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的植物地下鲜重可收获部分的产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的作物果实产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的新鲜作物果实产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的干作物果实产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的谷粒(grain)干重。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的种子产量。例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的鲜重种子产量。
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例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生 物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光 合活性生物相比增强的干种子产量。例如，然而，生物面对的非生物环境胁迫条件可以是本 文提及的任何非生物环境胁迫。产生的玉米的氮使用效率的增加在一个实施方案中涉及玉米种子改善的蛋白质 含量，特别是用作饲料的玉米种子中。增加的氮使用效率在另一个实施方案中涉及增加的 籽粒大小或数量。产生的玉米的增加的水使用效率在一个实施方案中涉及增加的籽粒大小 或数量。此外，增加的低温耐受性在一个实施方案中涉及早期萌发势并且允许根据本发明 方法产生的玉米植物的早期种植和播种。产生的大豆植物的氮使用效率的增加在一个实施方案中涉及大豆种子改善的蛋 白质含量，特别是用作饲料的大豆种子中。增加的氮使用效率在另一个实施方案中涉及增 加的籽粒大小或数量。产生的大豆植物的增加的水使用效率在一个实施方案中涉及增加的 籽粒大小或数量。此外，增加的低温耐受性在一个实施方案中涉及早期萌发势并且允许根 据本发明方法产生的大豆植物的早期种植和播种。产生的OSR植物的氮使用效率的增加在一个实施方案中涉及OSR种子改善的蛋白 质含量，特别是用作饲料的OSR种子中。增加的氮使用效率在另一个实施方案中涉及增加 的籽粒大小或数量。产生的OSR植物的增加的水使用效率在一个实施方案中涉及增加的籽 粒大小或数量。此外，增加的低温耐受性在一个实施方案中涉及早期萌发势并且允许根据 本发明方法产生的OSR植物的早期种植和播种。在一个实施方案中，本发明涉及产生硬油 菜(hardy oil seed rape)(具有冬季硬度0SR)的方法，所述方法包括在上述提及的本发 明方法中使用硬油菜植物。产生的棉花植物的氮使用效率的增加在一个实施方案中涉及棉花种子改善的蛋 白质含量，特别是用作饲料的棉花种子中。增加的氮使用效率在另一个实施方案中涉及增 加的籽粒大小或数量。产生的棉花植物的增加的水使用效率在一个实施方案中涉及增加的 籽粒大小或数量。此外，增加的低温耐受性在一个实施方案中涉及早期萌发势并且允许根 据本发明方法产生的棉花植物的早期种植和播种。开发具有更高的生物量和/或产量生产能力的植物以及胁迫耐受和/或抗性植 物是具有解决或介导至少一些已经存在的问题的潜力的策略(McKersie和Leshem，1994. Stress and Stress Coping in Cultivated Plants, Kluwer Academic Publishers)。但 是，传统植物育种策略来开发新的展示出对所有类型的胁迫耐受性的植物的品系是相对较 慢的并且需要特定抗性品系用于与所需品系杂交。用于胁迫耐受性的有限的种质来源以及 相关较远的植物物种之间的杂交的不相容性代表了常规育种中所遇到的显著问题。此外，导致干旱、低温和盐耐受性的细胞过程在自然界中是复杂的，并且包括多个 细胞适应性机制和多个代谢途径(McKersie和Leshem，1994. Stress and Stress Coping in Cultivated Plants,Kluwer Academic Publishers) WS^
仅仅使得育种耐受性大范围的不成功，而且还限制了使用生物技术方法遗传改造胁迫耐受 性植物的能力。例如，抗氧化酶或ROS-清除酶的过表达是一种改造耐受性的可能性，例如，表达 Mn-超氧化物歧化酶的转基因苜蓿植物倾向于在水不足胁迫后具有降低的损伤(McKersie等人，1996. Plant Physiol. 111，1177-1181)。这些相同的转基因植物在野外实验中显示出 增加的产量(McKersie 等人，1999. Plant Physiology, 119 :839_847 ；McKersie 等人，1996. Plant Physiol. 111，1177-1181)。过量产生渗压剂例如甘露醇、果聚糖类、脯氨酸或甜菜碱 的转基因植物还显示出对一些形式的非生物性胁迫增加的耐受性，并且建议合成的渗压剂 作用为 ROS 清除剂(Tarczynski.等人 1993. Science259, 508-510 ；Sheveleva,.等人 1997. Plant Physiol. 115，1211-1219)。但是，上文引用的转化的和胁迫抗性植物通常表现出缓慢的生长和降低的生物 量，这是由于植物的发育和生理学的不平衡造成的，因此具有显著的适应花费(fitness cost) (Kasuga等人，1999 ；Danby和Gehring等人，2005)。除了维持基本代谢功能外，这导 致严重的生物量和产量损失。有时，随着植物水胁迫发展，根/枝条干重量比例增加。该增加很大程度上是由于 枝条干重的相对降低。种子产量与地上干重的比例在许多环境条件下是相对稳定的，并且 因此通常可获得植物大小和谷粒产量之间的强相关。这些过程是内在相关的，因为大多数 谷粒生物量取决于现有的贮存的通过植物的叶和茎的光合生产力。因此，即使在发育早期， 选择植物大小已经用作为未来产量潜力的指征。仍存在鉴定表达基因的植物的需要，所述基因具有赋予其宿主植物以及其它植物 物种增加的生物量或产量产生和/或胁迫耐受性的能力，尤其是赋予增加的环境胁迫耐受 性的能力。本发明的一个目标是鉴定改善植物的内在能力以产生更高产量和/或赋予植物 或植物细胞胁迫耐受性的新方法。非生物胁迫现象的复杂性状使得基因优化很难。但是， 单个基因，例如转录因子或反向转运蛋白的修饰导致在一些情形中胁迫耐受性的显著增加 (Wang 等人，2003)。因此，在本发明的一个实施方案中，通过改善一种或多种本文定义的产量相关性 状来增加产量。因此，本发明提供了产生转基因植物的方法，所述转基因植物较之相应的 原始或野生型植物而言显示出增加的产量相关性状，这是通过增加或产生一种或多种选 自以下的活性(下述“活性”)30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源 物 APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl 蛋 白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白 (Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/ 苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋 白和YPL167C_2-蛋白。因此本发明提供了较之相应(未经转化)的野生型或起始植物细胞而言具有增加 的环境胁迫耐受性和/或增加的产量或生物量产生的转基因植物细胞或植物的生产方法， 这是通过增加或产生一种或多种选自以下的活性30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔 接蛋白中链同源物 APM2 (Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252_ 蛋白、BRICKl-样 蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、 GREl-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚 基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、 YkrO 15c-蛋白和 YPL167C_2-蛋白。因此，在一个实施方案中，本发明提供了产生转基因植物的方法，所述植物较之相应的原始或野生型植物而言，通过根据以下公开的方法增加或产生一种或多种所述“活 性”，而显示出增加的产量。在一个实施方案中，增强或增加的“产量”指选自以下的一种或多种产量参数生 物量产量、干生物量产量、地上干生物量产量、地下干生物量产量、鲜重生物量产量、地上鲜 重生物量产量、地下鲜重生物量产量；可收获部分的增强的产量，其可以是干重或鲜重或两 者，地上或地下或两者；增强的作物果实的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或地下 或两者；以及优选地，增强的种子的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或地下或两者。 “产量”的意思主要取决于感兴趣的作物，并且理解本领域的技术人员将理解在每个特定情 形中其根据周围环境所具有的含义。在一个实施方案中，通过增加一种或多种蛋白质的量和/或活性来增加活性，所 述蛋白质具有选自以下的活性30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源 物 APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl 蛋 白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白 (Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/ 苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋 白和YPL167C_2-蛋白以及表II第5和7栏中所示的多肽。在一个实施方案中，在细胞的一个或多个特定区室中增加所述活性，并且所述活 性赋予增加的产量，例如植物显示出增加的或改善的所述产量相关性状。例如，如表I或II 第6栏中所示在细胞的质体中增加所述活性，并且所述活性在相应的植物中增加产量。例 如可以来自表I或II第6栏中公开内容的所述活性的特定质体定位赋予了改善的或增加 的产量相关性状，如表VIIIa至VIIId所示。此外，所述活性可以在细胞的线粒体中被增加， 并且所述活性在相应的植物中增加产量，例如根据需要，如表VIIIa至VIIId所示的相关活 性，赋予改善的或增加的产量相关性状。此外，本发明涉及产生较之相应的野生型植物而言具有增加的产量的植物的方 法，所述方法包括至少一种选自以下的步骤(i)增加或产生下述多肽的活性，所述多肽包 含表II或表IV的第5或7栏分别示出的多肽、共有序列或至少一种多肽基序；(ii)增加 或产生包含表I的第5或7栏示出的一种或多种多核苷酸的一种或多种核酸分子的表达产 物的活性，以及(iii)增加或产生(i)或(ii)的功能性等价物的活性。因此，增加或产生一种或多种所述活性例如是通过所述核酸分子的一种或多种表 达产物，例如蛋白质所赋予的。因此，在上文所述的本发明中，增加或产生一种或多种所述 活性例如是通过一种或多种蛋白质所赋予的，所述蛋白质每个包含选自表II第5和7栏所 示的组的多肽。本发明的方法在一个实施方案中包括下列步骤(i)增加或产生至少一种下述核 酸分子的表达；和/或(ii)增加或产生表达产物的表达；和/或(iii)增加或产生至少一 种下述核酸分子编码的表达产物的一种或多种活性；所述核酸分子(在下文中，“产量相关蛋白(YIP) ”编码基因或“YIP”基因)包含 选自以下的核酸分子(a)编码表II第5或7栏所示的多肽的核酸分子；(b)表I第5或7栏所示的核酸分子；
(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性的结果，源于表II第5或7栏示出的多肽 序列，并且赋予较之相应，例如未经转化的，野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增 加的产量；(d)核酸分子，其与包含表I的第5或7栏所示的核酸分子的多核苷酸的核酸分子 序列具有至少30% (例如50、60、70、80、85、90、95、97、98或99% )的同一性，并且，赋予较 之相应，例如未经转化的，野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(e)核酸分子，其编码的多肽与(a)至(C)的核酸分子编码的多肽的氨基酸序列具 有至少30% (例如50、60、70、80、85、90、95、97、98或99% )的同一性，并且其具有包含表 I第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性，并且，赋予较之相应，例如未经转化的，野 生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(f)核酸分子，其在严格杂交条件下与(a)至(C)的核酸分子杂交，并且，赋予较之 相应，例如未经转化的，野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(g)核酸分子，其编码的多肽可在针对(a)至(e)的一种核酸分子编码的多肽制备 的单克隆或多克隆抗体协助下被分离出来，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的 核酸分子代表的活性；(h)核酸分子，其编码包含表IV第7栏所示的共有序列或一种或多种多肽基序的 多肽，并且优选具有包含表II或IV的第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性；(i)核酸分子，其编码具有表II第5栏示出的蛋白代表的活性的多肽，并且赋予较 之相应，例如未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(j)核酸分子，其包含使用表III第7栏中的引物通过扩增cDNA文库或基因组文 库获得的多核苷酸，并且优选具有包含表II或IV第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表 的活性；以及(k)核酸分子，其可通过在严格杂交条件下用包含(a)或(b)的核酸分子的互补 序列的探针或用其片段筛选合适的核酸文库来获得，并且编码具有包含表II第5栏示出的 多肽的蛋白代表的活性的多肽，所述探针片段具有与(a)至(e)表征的核酸分子序列互补 的核酸分子的至少 15nt，优选 20nt、30nt、50nt、IOOnt、200nt、或者 500nt、IOOOnt、1500nt、 2000nt g 3000nto因此，本发明提供了 YIP和YIP基因。此外，本发明在表I或II的第5栏以及第 7栏中提供了来自植物和其他生物的YIP和YIP基因。因此，本发明提供了来自植物的YIP 和YIP基因。特别地，来自植物的基因描述在表I或II的第5以及第7栏中。如本文所使用的，术语“环境胁迫”或“非生物性环境胁迫”以及其变化方式互换 使用，并且是指任何非生物性次优的生长条件，包括但不限于与低温、热、氧化胁迫、干旱和 盐度或其组合相关的次优条件。在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的对水胁迫 的耐受性，其作为低温和/或盐的次级胁迫产生，和/或作为干旱或热期间的初级胁迫产生。在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的低温耐受 性。在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的盐耐受性。在 本发明的优选的实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的干旱耐受性。
在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的低温耐受 性，包括冰冻耐受性和/或严寒耐受性。在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”被定义为较之未经转 化的野生型或起始植物而言，在胁迫条件下植物存活和/或更高产量或生物量产生。因此，本发明的目标是开发在非生物性胁迫条件不存在时或在非生物性胁迫条件 下用于改善或增加植物的产量产生的方法。因此，本发明的目标是开发用于改善产量的内 在潜力，或更一般地，植物的生物量产生的方法。本发明的另一目标是开发这样的方法，其 也导致在环境胁迫条件下改善的产量/生物量产生。因此，本发明的目标是开发用于改善 或增加植物的产量产生的方法以及改善植物对环境且特别是非生物性胁迫的条件的耐受 性的方法。发现一个或多个这些目标是通过提供根据本文所述的本发明的方法来实现的。本发明的另一目标是提供较之相应的，例如未经转化的野生型或起始植物细胞和 /或植物而言具有增加的产量的植物细胞，和/或具有增强的非生物性环境胁迫耐受性和/ 或在非生物性环境胁迫条件下显示出增加的产量的植物。发现一个或多个这些目标是通过提供根据本文所述的本发明的方法来实现的。在本发明的一个实施方案中，这些性状通过下述方法来实现，所述方法较之相应 的(未经转化的)野生型或起始光合活性生物而言用于在光合活性生物，优选植物中增强 的非生物性环境胁迫耐受性。为了本发明描述的目的，术语“增强的环境胁迫耐受性”、“增强的非生物环境胁迫 抗性”、“增强的环境胁迫耐受性”、“改善的环境胁迫适应性”和其变化形式是互换使用的， 优选而非限制性地是指对一种或多种非生物环境胁迫的耐受性的改善，所述非生物环境胁 迫选自盐胁迫、热胁迫、干旱胁迫和低温胁迫，而低温胁迫是指较之相应的(未经转化的) 野生型(或起始)光合活性生物而言的光合活性生物的严寒耐受性和/或冰冻耐受性。例如对环境胁迫的“改善的适应性”或“增强的耐受性”是指改善的植物性能，而 改善的植物性能也是通过改善导致产量和/或生物量产生增加的内在植物性质来实现的。在一个实施方案中，本发明涉及开发或获得下述植物或植物细胞的方法较之相 应的，例如未经转化的野生型植物而言表现出增加的产量的植物或植物细胞、表现出增强 的环境胁迫耐受性的植物或植物细胞，或者在存在非生物性环境胁迫条件时表现出增加的 产量的植物或植物细胞。这通常是指“用于产生具有增加的产量，例如改善的产量相关性 状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物或植物 细胞的方法”。在本发明的另一实施方案中，这些性状通过下述方法来实现，所述方法在环境胁 迫(特别是非生物性环境胁迫)存在和/或不存在时用于在光合活性生物，优选植物中，较 之相应的(未经转化的)野生型或起始光合活性生物而言增加的产量。在其实施方案中，术语“增加的产量”表示光合活性生物，尤其是植物，表现出较之 相应的野生型光合活性生物而言增加的生长速率。增加的生长速率可以反映为整株植物的 增加的生物量产生，或者植物的地上部分的增加的生物量产生，或者植物的地下部分的增 加的生物量产生，或者植物的部分(例如茎、叶、花、果实和/或种子)的增加的生物量产生寸。
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在其一个实施方案中，增加的产量包括更高的果实产量、更高的种子产量、更高的 鲜物质产生和/或更高的干物质产生。在其另一个实施方案中，术语“增加的产量”表示光合活性生物，优选的植物表现 出较之相应的，例如未经转化的，野生型光合活性生物而言延长的生长。延长的生长包括光 合活性生物，优选植物在未经转化的野生型光合活性生物显示出可见的缺乏和/或死亡症 状时存活和/或持续生长，这是在面对或不存在环境胁迫时。更优选地，本发明涉及产生植物(或植物细胞)的方法，所述植物(或植物细胞) 在缺乏胁迫条件时，较之相应的，例如未经转化的野生型植物(细胞)而言表现出如上所定 义的增加的产量。因此，在优选的实施方案中，本发明提供了产生转基因植物细胞的方法，所述细胞 较之相应的，例如未经转化的，野生型植物细胞而言具有增加的产量，例如改善的产量相 关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量，所述方法是 通过增加或产生一种或多种选自以下的活性30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接 蛋白中链同源物 APM2 (Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样 蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、 GREl-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚 基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、 Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。在优选的实施方案中，本发明提供了产生转基因植物 细胞的方法，所述细胞在环境胁迫不存在下，较之相应的例如未经转化的野生型植物细胞 而言具有增加的产量，所述方法是通过增加或产生一种或多种选自以下的活性30S核糖 体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2 (Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、 G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚 合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基 转移酶、转录调节蛋白(farR)、YkrO 15c-蛋白和YPL167C_2_蛋白。在本发明的一个实施方案中，具有选自30S核糖体蛋白Sl 1、60S核糖体蛋白、衔接 蛋白中链同源物 APM2 (Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样 蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、 GREl-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚 基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、 Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白的活性的蛋白质和如表II第5和7栏所示的多肽被称为 “产量增加蛋白(YIP) ”。在本发明优选的实施方案中，光合活性生物，特别是植物显示出增强的非生物性 环境胁迫耐受性。在另一个优选的实施方案中，光合活性生物，尤其是植物在非生物性环境 胁迫条件下显示出增加的产量。在另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源 和/或外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性的基 因的需求。在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性的基因的需 求。在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达外 源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性的基因的需 求。在另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源 和/或外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增加的产量的基因的需求。在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内 源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增加的产量的基因的需求。在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达外 源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增加的产量的基因的需求。在另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源 和/或外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性与增 加的产量的组合的基因的需求。在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内 源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性与增加的产量 的组合的基因的需求。在另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达外源 基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性与增加的产量的 组合的基因的需求。因此，本发明涉及产生较之相应的例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分 (优选植物细胞、植物或其部分)而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增 强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因光合活性生物或其部 分(优选植物细胞、植物或其部分)的方法，所述方法包括(a)在光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分中增加或产生一 种或多种选自以下的活性30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物 APM2 (Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl 蛋 白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白 (Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/ 苏氨酸_蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋 白和YPL167C_2-蛋白，以及(b)在下述条件下生长光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分，所 述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物细 胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环 境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植 物或其部分。在一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型光合活 性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关 性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的转基因光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括(a)在光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分中增加或产生一 种或多种选自以下的活性30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物 APM2 (Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl 蛋 白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白 (Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/ 苏氨酸_蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋 白和YPL167C_2-蛋白；(b)与未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物一起生长光合活性生 物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分，(c)在非生物性环境胁迫条件下，以及(d)在未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分 显示出可见的缺乏和/或死亡症状后，选择较之相应的，例如未经转化的野生型光合活性 生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性 状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的光合活性生物或 其部分，优选植物细胞、植物或其部分。可以例如并且优选地根据下述方法确定增强的产量，特别是生物量产生在培养室(例如SvaRif Weibull，Sval6v,Sweden)中的盆中培养转化植物。在植 物为拟南芥的情况下，将其种子种在盆中，其中含有营养富集土((GS90，Tantau, Wansdorf Germany))和沙子的3. 5 1 (ν ν)混合物。植物生长在标准生长条件下。在植物为拟 南芥的情况下，标准培养条件为16小时光照和8小时黑暗的光周期、20°C、60%相对湿度、 200ymol/m2S的光子通量密度。生长并培养植物。在植物为拟南芥的情况下，每隔一天浇 水。9至10天后，将植物单独培养。总共29至30天的生长期后，收获植物，通过植物地上 部分(如果是拟南芥，优选莲座(rosettes))的鲜重对其加以评估。在一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型光合活 性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关 性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因光合活性 生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括(a)在光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分中增加或产生表II 第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5栏所示的核酸序列编码，以及(b)在下述条件下生长光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分，所 述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物而 言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/ 或者增加的产量如生物量的植物。因此，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细胞、植物或其部 分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性 和/或增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括(a)在植物细胞的质体中增加或产生一种或多种选自以下的活性30S核糖体 蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog
24APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、 G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白(Hydrophi 1 in)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚 合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基 转移酶、转录调节蛋白(farR)、YkrO 15c-蛋白和YPL167C_2_蛋白，以及(b)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的 野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁 迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。在另一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物 细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性 环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所 述方法包括(a)在植物细胞的细胞质中增加或产生一种或多种选自以下的活性30S核糖体 蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homo log APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、 G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚 合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基 转移酶、转录调节蛋白(farR)、YkrO 15c-蛋白和YPL167C_2_蛋白，以及(b)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的 野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁 迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。在一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细 胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环 境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述 方法包括(a)在植物细胞的质体中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白 质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，以及(b)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的 野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁 迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。在一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细 胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环 境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述 方法包括(a)在植物细胞的细胞质中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋 白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，以及(b)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的 野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁 迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。在另一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性 环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法， 所述方法包括(a)在植物细胞的细胞器中增加或产生一种或多种选自以下的活性30S核糖体 蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homo log APM2)、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、 G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚 合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基 转移酶、转录调节蛋白(farR)、YkrO 15c-蛋白和YPL167C_2_蛋白，或者(b)在植物细胞中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表 I第5或7栏所示的核酸序列编码，所述核酸序列与编码转运肽的核酸序列相连；或者(c)在植物细胞中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表 I第5或7栏所示的核酸序列编码，所述核酸序列与编码叶绿体定位序列的核酸序列相连， 以及(d)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的 野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁 迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。在另一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物 细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性 环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法， 所述方法包括(a)通过细胞器转化，在植物的细胞器中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的 活性，所述蛋白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，或者(b)通过质体转化，在植物的质体或在其一个或多个其部分中增加或产生表II第 3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，以及(c)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的 野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁 迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。原则上，编码转运肽的核酸序列可分离自每种生物，例如微生物，例如含有质体 (优选叶绿体)的藻类或植物。“转运肽”是一种氨基酸序列，其编码核酸序列与相应的结 构基因一起被翻译。这意味着转运肽是翻译后蛋白质的整体部分，形成了蛋白质的氨基端 延伸。这两者一起翻译成所谓的“前蛋白”。一般而言，转运肽在蛋白质运输进正确的细胞 器(如质体)的过程中或运输后立即被切下，得到成熟蛋白。转运肽通过协助蛋白质转运 穿过胞内膜而确保了成熟蛋白的正确定位。编码转运肽的优选的核酸序列来自最终位于质体并且来自于选自以下的生物的 核酸序列伞藻属(Acetabularia)、拟南芥属(Arabidopsis)、芸苔属(Brassica)、辣椒 属(Capsicum)、衣藻属(Chlamydomonas)、南瓜属(Cururbita)、杜氏藻属(Dunaliella)、 裸藻属(Euglena)、黄花菊属(Flaveria)、大豆属(Glycine)、向日葵属(Helianthus)、 大麦属(Hordeum)、浮萍属(Lemna)、黑麦草属(Lolium)、番爺属(Lycopersion)、苹果属(Malus) > W H M (Medicago) > H Φ ^EM (Mesembryanthemum) > jfl M (Nicotiana) > 月见草属(Oenotherea)、稻属(Oryza)、牵牛属(Petunia)、菜豆属(Phaseolus)、剑叶 藓属(Physcomitrella)、松属(Pinus)、豌豆属(Pisum)、萝卜属(Raphanus)、蝇子草属 (Silene)、芥属(Sinapis)、爺属(Solanum)、菠菜属(Spinacea)、舌甘菊属(Stevia)、集球藻 属(Synechococcus)、小麦属(Triticum)禾口玉蜀黍属(Zea)0有利地，有益地用于本发明方法中的这些转运肽来自编码选自以下蛋白质的核酸 序列核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶、5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶、乙酰乳酸合 酶、叶绿体核糖体蛋白CS17、Cs蛋白、铁氧还蛋白、质体蓝素、核酮糖二磷酸羧化酶活化酶、 色氨酸合酶、酰基载体蛋白、质体陪伴蛋白-60、细胞色素c552、22-kDA热休克蛋白、33-kDa 氧相关增强子蛋白 1 (Oxygen-evolving enhancer protein 1)、ATP 合酶 y 亚基、ATP 合酶 δ亚基、叶绿素-a/b-结合蛋白11-1、氧相关增强子蛋白2、氧相关增强子蛋白3、光系统I P21、光系统I :P28、光系统I :P30、光系统I :P35、光系统I :P37、甘油_3_磷酸酰基转移酶、 叶绿素a/b结合蛋白、CAB2蛋白、羟甲基胆色烷合酶、丙酮酸-正磷酸双激酶、CAB3蛋白、 质体铁蛋白、铁蛋白、早期光诱导蛋白、谷氨酸-1-半醛氨基转移酶、原叶绿素还原酶、淀粉 粒结合的淀粉酶合酶(starch-granule-bound amylase synthase)、光系统II的光收获叶 绿素a/b结合蛋白、主要花粉变应原Lol ρ 5a、质体ClpBATP依赖性蛋白酶、超氧化物歧化 酶、铁氧还蛋白NADP氧化还原酶、28-kDa核糖核蛋白、31_kDa核糖核蛋白、33-kDa核糖核蛋 白、乙酰乳酸合酶、ATP合酶CFtl亚基1、ATP合酶CFtl亚基2、ATP合酶CFtl亚基3、ATP合酶 CFtl亚基4、细胞色素f、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、谷氨酰胺合酶、谷氨酰胺合酶2、碳酸酐酶、 GapA蛋白、热休克蛋白hsp21、磷酸易位酶、质体ClpA ATP依赖性蛋白酶、质体核糖体蛋白 CL24、质体核糖体蛋白CL9、质体核糖体蛋白PsCL18、质体核糖体蛋白PsCL25、DAHP合酶、淀 粉磷酸化酶、根酰基载体蛋白II、甜菜醛脱氢酶、GapB蛋白、谷氨酰胺合成酶2、磷酸核酮糖 激酶、亚硝酸还原酶、核糖体蛋白L12、核糖体蛋白L13、核糖体蛋白L21、核糖体蛋白L35、核 糖体蛋白L40、磷酸丙糖-3-磷酸甘油酸-磷酸易位蛋白、铁氧还蛋白依赖性谷氨酸合酶、甘 油醛-3-磷酸脱氢酶、NADP依赖性苹果酸酶和NADP苹果酸脱氢酶。更优选地，编码转运肽的核酸序列来自编码最终位于质体并且来自于选自以下生 物的蛋白质的核酸序列地中海伞藻(Acetabularia mediterranea)、拟南芥(Arabidopsis thaliana) > pf (Brassica campestris) > yjfl ^ ^ (Brassica napus) > Μ (Capsicum annuum)、胃氏；^ ■ (Chlamydomonas reinhardtii)、胃 /R (Cururbita moschata)、H 杜氏藻(Dunaliella salina)、杜氏藻(Dunaliella tertiolecta)、细小裸藻(Euglena gracilis)、Flaveria trinervia、大豆(Glycine max)、向日葵(Helianthus annuus)、大麦 (Hordeum vulgare)、浮萍(Lemna gibba)、黑麦草(LoIium perenne)、番爺(Lycopersion esculentum)、苹果(Malus domestica)、里予苜猜(Medicago falcata)、紫苜猜(Medicago sativa) > Bf H Φ (Mesembryanthemum crystallinum)、 θ ^J- Pf jfl (Nicotiana plumbaginifolia)、美花烟草(Nicotiana sylvestris)、烟草(Nicotiana tabacum)、 月 H (Oenotherea hookeri)> M (Oryza sativa)> H ^p (Petunia hybrida)、 (Phaseolus vulgaris)、展卩十卩十II (Physcomitrella patens)、黑丰公(Pinus tunbergii) > 豌豆(Pi sum sativum)、萝卜(Raphanus sativus)、白花妮子草(Silene pratensis)、白芥 (Sinapis alba)、马铃薯(Solanum tuberosum)、菠菜(Spinacea oleracea)、舌甘菊(Steviarebaudiana)、聚球藻属(Synechococcus)、集胞藻属(Synechocystis)、小麦(Triticum aestivum)禾口玉米(Zea mays)。甚至更优选的核酸序列编码转运肽，所述转运肽公开在von Heijne等(Plant Molecular Biology R印orter，9 (2)，104，(1991))，该文献通过参考并入本文。表V显示了 von Heijne等所述转运肽的一些实例。根据本发明特别是实施例中的公开内容，本领域技 术人员能够将von Heijne等所公开的其他核酸序列与表I第5栏和第7栏中所述核酸序 列连接起来。最优选的编码转运肽的核苷酸序列来自菠菜属(Spinacia)，例如叶绿体30S 核糖体蛋白PSrp-Ι、根酰基载体蛋白II、酰基载体蛋白、ATP合酶、亚基、ATP合酶δ亚 基、细胞色素f、铁氧还蛋白I、铁氧还蛋白NADP氧化还原酶(=FNR)、亚硝酸还原酶、磷酸 核酮糖激酶、质体蓝素或碳酸酐酶。本领域技术人员会理解，可以从质体定位蛋白中容易地 分离编码转运肽的多种其他核酸序列，所述蛋白从核基因中表达为前体，接着靶向至质体。 这样的转运肽编码序列可用于构建其他表达构建体。有利地用于本发明方法并且作为本发 明核酸序列和蛋白质的一部分的转运肽一般长度为20至120个氨基酸，优选25至110、30 至100或35至90个氨基酸，更优选40至85个氨基酸，最优选45至80个氨基酸，并在翻译 后发挥将蛋白质引导至质体(优选叶绿体)的功能。编码这些转运肽的核酸序列位于编码 成熟蛋白的核酸序列的上游。为了将转运肽编码核酸与编码待靶向蛋白质的核酸正确地进 行分子连接，有时必须在连接位置引入额外的碱基对，其形成可用于对不同核酸分子进行 分子连接的限制酶识别序列。该方法可导致成熟输入蛋白的N端出现很少的额外氨基酸， 它们通常(并且优选)不干扰蛋白质的功能。在任何情况下，连接位置处形成限制酶识别 序列的额外碱基对都必须慎重选择，以避免形成终止密码子或编码对蛋白质折叠产生强烈 影响的氨基酸(如脯氨酸)的密码子。优选地，这些额外的密码子编码结构柔性的小氨基 酸，例如甘氨酸或丙氨酸。如上文所述，编码表II第3栏所示的蛋白的核酸序列以及表I第5和7栏公开的 其同源物可与编码转运肽的核酸序列连接。编码转运肽的这一核酸序列确保蛋白运输到质 体。待表达的基因的核酸序列和编码转运肽的核酸序列有效相连。因此，转运肽与编码表 II的第3栏所示的蛋白的核酸序列和表I第5和7栏所公开的其同源物符合读框地融合。本发明的术语“细胞器”表示例如“线粒体”或优选地表示“质体”。本发明的术语 “质体”旨在包括多种形式的质体，包括前质体、叶绿体、色质体、gerontoplast、白色体、造 粉体、油质体和黄化质体，优选叶绿体。它们都具有共同的祖先——前述的前质体。Schmidt 等(J. Biol. Chem. 268 (36)，27447 (1993) )、Della-Cioppa 等(Plant. Physiol. 84,965(1987))、de Castro Silva Filho 等(Plant Mol. Biol. 30,769(1996)), Zhao 等(J. Biol. Chem. 270(11) ,6081(1995))、Romer 等(Biochem. Biophys. Res. Commun. 196(3)，1414(1993))、Keegstra 等(Annu. Rev.Plant Physiol.Plant Mol. Biol.40，471 (1989))、Lubben 等(Photosynthesis Res. 17，173(1988))禾Π Lawrence 等(J. Biol. Chem. 272(33) ,20357(1997))描述了 其他转运肽。Kermode Allison R.在 Critical Reviews in Plant Science 15 (4)，285 (1996)中以“Mechanisms of Intracellular Protein Transport and Targeting in Plant Cells.，，为题描述了关于革巴 向的一般性综述。用于本发明方法中并构成本发明核酸序列一部分的有利的转运肽序列一般富含
28羟基化氨基酸残基(丝氨酸和苏氨酸)，这两种残基一般构成了总数的20至35%。它们经 常具有不含Gly、Pro和带电残基的氨基末端区域。此外，它们含有大量小疏水氨基酸，例如 缬氨酸和丙氨酸，一般缺少酸性氨基酸。此外，它们一般具有富含Ser、Thr、Lys和Arg的中 间区域。总体而言，它们通常带有正的净电荷。或者，可以根据本领域已公开转运肽序列的结构，部分或完全地化学合成编码转 运肽的核酸序列。所述天然或化学合成的序列可以与编码成熟蛋白的序列直接连接，或者 通过接头核酸序列连接，所述接头的长度一般小于500个碱基对，优选小于450、400、350、 300,250或200个碱基对，更优选小于150、100、90、80、70、60、50、40、或30个碱基对，最优 选小于25、20、15、12、9、6或3个碱基对，并与编码序列符合读框。此外，编码转运肽的有利 的核酸序列可包含来自一种以上生物和/或化学来源的序列，并可包括在天然状态下与该 转运肽相连的来自成熟蛋白氨基端区域的核酸序列。在本发明的一个优选实施方案中，所 述成熟蛋白的氨基端区域的长度一般小于150个氨基酸，优选小于140、130、120、110、100 或90个氨基酸，更优选小于80、70、60、50、40、35、30、25或20个氨基酸，最优选小于19、 18、17、16、15、14、13、12、11或10个氨基酸。但更短或更长的区段也是可能的。此外，靶向 序列也可以是本发明核酸序列的一部分，所述靶向序列有利于将蛋白质转运至其他细胞区 室，例如液泡、内质网、高尔基复合体、乙醛酸循环体、过氧化物酶体或线粒体。从所述本发 明核酸序列翻译来的蛋白是一类融合蛋白，其表示编码转运肽(例如，表V所示的那些，优 选，该表的最后一个)的核酸序列与表I第5和7栏所示的核酸序列连接。本领域技术人员 能将所述序列以功能方式连接。有利地，在转运优选进入质体期间，从表II第5和7栏所 示的蛋白部分上切下转运肽部分。对表V最后一行所示的优选转运肽进行切割的所有产物 优选在表II第5和7栏中提到的蛋白的起始甲硫氨酸前具有N-末端氨基酸序列QIA CSS 或QIA EFQLTT0在表II第5和7栏中提到的蛋白的起始甲硫氨酸前还能可存在其它短氨 基酸序列，所述序列范围在1至20个氨基酸之间，优选2至15个氨基酸之间，更优选3至 10个氨基酸之间，最优选4至8个氨基酸之间。在氨基酸序列QIA CSS的情况下，起始甲 硫氨酸前面的三个氨基酸来源于LIC ( = ligaton independent cloining，无需连接克隆) 盒。在表达大肠杆菌基因的情况下，所述短氨基酸序列是优选的。在氨基酸序列QIA EFQLTT 的情况下，起始甲硫氨酸前的六个氨基酸来源于LIC盒。在表达酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)基因的情况下所述短氨基酸序列是优选的。技术人员知道，其它短序列也可用 于表达表I第5和7栏提到的基因。此外，技术人员知道下述事实表达基因无需此类短序 列。表V :von Heijne等人公开的转运肽的例子转运 肽生物转运肽SEQ ID NO:参考文献1地中海伞藻 (Acetabularia mediterranea )MASIMMNKSWLSKECAKPLATPK VTLNKRGFATTIATKNREMMVWQP FNNKMFETFSFLPP17Mol. Gen. Genet. 218, 445(1989)2拟南芥MAASLQSTATFLQSAKIATAPSRG SSHLRSTQAVGKSFGLETSSARLT CSFQSDFKDFTGKCSDAVKIAGFA LATSALWSGASAEGAPK18EMBO J. 8， 3187 (1989)3拟南齐MAQVSRICNGVQNPSLICNLSKSS QRKSPLSVSLKTQQHPRA YPISSS WGLKKSGMTLIGSELRPLKVMSSV STAEKASEIVLOPIREISGLIKLP19Mol. Gen. Genet. 210， 437 (1987)
权利要求
生产较之相应野生型植物而言具有增加的产量的植物的方法，所述方法包括至少下述步骤在植物或其部分中增加或产生选自以下的一种或多种活性30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2、B0252 蛋白、BRICK1 样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1 蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸 蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇 C 甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c 蛋白和YPL167C_2 蛋白。
2.生产较之相应野生型植物而言具有增加的产量的植物的方法，所述方法包括选自以 下的至少一种步骤(i)增加或产生下述多肽的活性，所述多肽包含表II或表IV的第5或7栏分别示出的 多肽、共有序列或至少一种多肽基序；( )增加或产生包含表I的第5或7栏示出的多核苷酸的核酸分子的表达产物的活 性，以及(iii)增加或产生(i)或(ii)的功能性等价物的活性。
3.权利要求1或2的方法，其包括(i)增加或产生至少一种下述核酸分子的表达；和/或( )增加或产生表达产物的表达；和/或(iii)增加或产生至少一种下述核酸分子编码的表达产物的一种或多种活性；所述核酸分子包含选自以下的核酸分子(a)编码表II第5或7栏所示的多肽的核酸分子；(b)表I第5或7栏所示的核酸分子；(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性的结果，源于表II第5或7栏示出的多肽 序列，并且赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产 量；(d)核酸分子，其与包含表I的第5或7栏所示的核酸分子的多核苷酸的核酸分子序列 具有至少大约30%的同一性，并且，赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物 或其部分而言增加的产量；(e)核酸分子，其编码的多肽与(a)至(c)的核酸分子编码的多肽的氨基酸序列具有至 少大约30%的同一性，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性， 并且，赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(f)核酸分子，其在严格杂交条件下与(a)至(c)的核酸分子杂交，并且，赋予较之相应 未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(g)核酸分子，其编码的多肽可在针对(a)至(e)的一种核酸分子编码的多肽制备的单 克隆或多克隆抗体协助下被分离出来，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的核酸 分子代表的活性；(h)核酸分子，其编码包含表IV第7栏所示的共有序列或一种或多种多肽基序的多肽， 并且优选具有包含表II或IV的第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性；(i)核酸分子，其编码具有表II第5栏示出的蛋白代表的活性的多肽，并且赋予较之相 应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(j)核酸分子，其包含使用表III第7栏中的引物通过扩增cDNA文库或基因组文库获 得的多核苷酸，并且优选具有包含表II或IV第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活 性；以及(k)核酸分子，其可通过在严格杂交条件下用包含(a)或(b)的核酸分子的互补序列的 探针或用其片段筛选合适的核酸文库来获得，并且编码具有包含表II第5栏示出的多肽的 蛋白代表的活性的多肽，所述探针片段具有与(a)至(e)表征的核酸分子序列互补的核酸 分子的至少大约50nt。
4.用于生产较之相应未经转化的野生型植物而言具有增加的产量的转基因植物的方 法，其包括用包含选自以下的核酸分子的核酸分子来转化植物细胞或植物细胞核或植物组 织(a)编码表II第5或7栏所示的多肽的核酸分子；(b)表I第5或7栏所示的核酸分子；(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性的结果，源于表II第5或7栏示出的多肽 序列，并且赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产 量；(d)核酸分子，其与包含表I的第5或7栏所示的核酸分子的多核苷酸的核酸分子序列 具有至少大约30%的同一性，并且，赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物 或其部分而言增加的产量；(e)核酸分子，其编码的多肽与(a)至(c)的核酸分子编码的多肽的氨基酸序列具有至 少大约30%的同一性，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性， 并且，赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(f)核酸分子，其在严格杂交条件下与(a)至(c)的核酸分子杂交，并且，赋予较之相应 未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(g)核酸分子，其编码的多肽可在针对(a)至(e)的一种核酸分子编码的多肽制备的单 克隆或多克隆抗体协助下被分离出来，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的核酸 分子代表的活性；(h)核酸分子，其编码包含表IV第7栏所示的共有序列或一种或多种多肽基序的多肽， 并且优选具有包含表II或IV的第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性；(i)核酸分子，其编码具有表II第5栏示出的蛋白代表的活性的多肽，并且赋予较之相 应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(j)核酸分子，其包含使用表III第7栏中的引物通过扩增cDNA文库或基因组文库获 得的多核苷酸，并且优选具有包含表II或IV第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活 性；以及(k)核酸分子，其可通过在严格杂交条件下用包含(a)或(b)的核酸分子的互补序列的 探针或用其片段筛选合适的核酸文库来获得，并且编码具有包含表II第5栏示出的多肽的 蛋白代表的活性的多肽，所述探针片段具有与(a)至(e)表征的核酸分子序列互补的核酸 分子的至少大约50nt，并且从该经转化的植物细胞核、植物细胞或植物组织再生具有增加的产量的转基因植物。
5.根据权利要求2-4中任一项的方法，其中增加或产生的一种或多种活性分别是 30S核糖体蛋白Sl 1、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2、B0252-蛋白、BRICKl-样 蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、 GREl-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚 基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、 YkrO 15c-蛋白或 YPL167C_2-蛋白。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其导致在标准生长条件下，与相应的未经转化野生 型植物相比增加的产量。
7.分离的核酸分子，其包含选自以下的核酸分子(a)编码表IIB第5或7栏所示的多肽的核酸分子；(b)表IB第5或7栏所示的核酸分子；(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性的结果，源于表II第5或7栏示出的多肽 序列，并且赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产 量；(d)核酸分子，其与包含表I的第5或7栏所示的核酸分子的多核苷酸的核酸分子序列 具有至少大约30%的同一性，并且，赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物 或其部分而言增加的产量；(e)核酸分子，其编码的多肽与(a)至(c)的核酸分子编码的多肽的氨基酸序列具有至 少大约30%的同一性，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性， 并且，赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(f)核酸分子，其在严格杂交条件下与(a)至(c)的核酸分子杂交，并且，赋予较之相应 未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(g)核酸分子，其编码的多肽可在针对(a)至(e)的一种核酸分子编码的多肽制备的单 克隆或多克隆抗体协助下被分离出来，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的核酸 分子代表的活性；(h)核酸分子，其编码包含表IV第7栏所示的共有序列或一种或多种多肽基序的多肽， 并且优选具有包含表II或IV的第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性；(i)核酸分子，其编码具有表II第5栏示出的蛋白代表的活性的多肽，并且赋予较之相 应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；(j)核酸分子，其包含使用表III第7栏中的引物通过扩增cDNA文库或基因组文库获 得的多核苷酸，并且优选具有包含表II或IV第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活 性；以及(k)核酸分子，其可通过在严格杂交条件下用包含(a)或(b)的核酸分子的互补序列的 探针或用其片段筛选合适的核酸文库来获得，并且编码具有包含表II第5栏示出的多肽的 蛋白代表的活性的多肽，所述探针片段具有与(a)至(e)表征的核酸分子序列互补的核酸 分子的至少50nt。
8.权利要求7的核酸分子，其中根据(a)至(k)的核酸分子与表IA的第5或7栏示出 的序列有至少一个或多个核苷酸不同，且优选的编码与表II A的第5或7栏示出的蛋白质 序列有至少一个或多个氨基酸不同的蛋白质。
9.核酸构建体，其赋予权利要求7或8所述的核酸分子的表达，所述核酸构建体包含一 种或多种调节元件。
10.载体，其包含权利要求7或8所述的核酸分子，或权利要求9的核酸构建体。
11.生产多肽的方法，其中多肽在权利要求11所述的宿主核或宿主细胞中表达。
12.通过权利要求12所述的方法生产的，或由权利要求7或8所述的核酸分子编码的， 或如表II B中所示的多肽，其中多肽通过一个或多个氨基酸区别于表II A所示序列。
13.抗体，其特异性结合权利要求13所述的多肽。
14.植物细胞核、植物细胞、植物组织、繁殖材料、花粉、后代、收获的材料或植物，其包 含权利要求7或8所述的核酸分子，或权利要求11所述的宿主核或宿主细胞。
15.在再生后产生具有增加产量的植物的植物细胞核、植物细胞、植物组织、繁殖材料、 种子、花粉、后代或植物部分；或具有增加产量的植物；或其部分；其中所述与相应的野生 型相比的产量增加是通过权利要求1-6的任一项的方法产生的，或转化了权利要求7或8 所述的核酸分子，或权利要求9的核酸构建体产生的。
16.源自单子叶植物的权利要求15的转基因植物细胞核、转基因植物细胞、转基因植 物或其部分。
17.源自双子叶植物的权利要求15的转基因植物细胞核、转基因植物细胞、转基因植 物或其部分。
18.权利要求15的转基因植物细胞核、转基因植物细胞、转基因植物或其部分，其中 相应的植物选自玉米(玉蜀黍)、小麦、黑麦、燕麦、黑小麦、稻、大麦、大豆、花生、棉花、包 括卡诺拉油菜和冬油菜的油菜、木薯、胡椒、向日葵、亚麻、琉璃苣、红花、亚麻子、报春花、油 菜籽、球茎甘蓝、万寿菊、包括马铃薯、烟草、茄子、西红柿的茄科植物；蚕豆属物种、豌豆、苜 蓿、咖啡、可可、茶、柳属物种、油棕、椰子、多年生草本植物、饲料作物和拟南芥。
19.权利要求15的转基因植物细胞核、转基因植物细胞、转基因植物或其部分，其中植 物选自玉米、大豆、油菜(包括卡诺拉油菜和冬油菜)、棉花、小麦和稻。
20.包括一种或多种植物细胞核或植物细胞、后代、种子或花粉，或通过权利要求 14-19的任一项的转基因植物产生的转基因植物。
21.源自或由权利要求6-9的任一项的转基因植物生产的转基因植物、转基因植物细 胞核、转基因植物细胞、包括一种或多种此类转基因植物细胞核或植物细胞的植物、后代、 种子或花粉，其中所述转基因植物、转基因植物细胞核、转基因植物细胞、包括一种或多种 此类转基因植物细胞核或植物细胞的植物、后代、种子或花粉对于赋予较之相应的未经转 化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量的转基因是遗传纯合的。
22.用于鉴定与相应的未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分相比，在植物 细胞、转基因植物或其部分、转基因植物或其部分中赋予增加的产量的化合物的方法，其包 括步骤(a)培养植物细胞；表达权利要求12的多肽的转基因植物或其部分，和读出系统，该读 出系统能在允许该多肽在化合物或包含多种化合物的样品存在下与此读出系统发生相互 作用的合适条件下与该多肽相互作用，并能在一定条件下应答于化合物与所述多肽的结合 而提供检测信号，该条件允许表达所述读出系统和权利要求12的核酸分子编码的多肽；(b)通过检测由所述读出系统所产生信号的存在与否或者增加来鉴定该化合物是否是有效的激动剂。
23.生产农业组合物的方法，其包括权利要求22的方法的步骤，以及以农业应用可接 受的形式配制权利要求22中鉴定的化合物。
24.组合物，其包含权利要求7或8的核酸分子，权利要求9的核酸构建体，权利要求 10的载体，权利要求12的多肽，权利要求22的化合物，和/或权利要求13的抗体；和任选 的农业可接受的载体。
25.选自酵母或大肠杆菌的权利要求12的多肽或核酸分子。
26.权利要求7或8的核酸的用途，其用于制备与相应的未经转化的野生型植物相比具 有增加的产量的植物。
27.根据权利要求7或8的核酸的用途，其作为标记物用于鉴定或选择与相应的未经转 化的野生型植物相比具有增加的产量的植物。
28.根据权利要求17的核酸或其部分作为标记物用于检测植物或植物细胞中产量增 加的用途。
29.鉴定出具有增加的产量的植物的方法，所述方法包括针对选自30S核糖体蛋白 S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl蛋 白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白 (Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/ 苏氨酸_蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋 白和YPL167C_2-蛋白的活性，对一种或多种植物细胞核、植物细胞、植物组织或植物或其 部分的群体进行筛选，将活性水平与参照的活性水平加以比较；鉴定出较之参照而言活性 增加的一种或多种植物细胞核、植物细胞、植物组织或植物或其部分，任选地，从鉴定出的 植物细胞核、细胞或组织产生植物。
30.鉴定出具有增加的产量的植物的方法，所述方法包括针对编码赋予下述活性的 多肽的核酸的表达水平，对一种或多种植物细胞核、植物细胞、植物组织或植物或其部分的 群体进行筛选，所述活性选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物 APM2、B0252-蛋白、BRICKl-样蛋白、Cavl蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、 G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GREl-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c_a、RNA聚 合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基 转移酶、转录调节蛋白(farR)、YkrO 15c-蛋白和YPL167C_2_蛋白，将表达水平与参照加以 比较；鉴定出较之参照而言表达水平增加的一种或多种植物细胞核、植物细胞、植物组织或 植物或其部分，任选地，从鉴定出的植物细胞核、细胞或组织产生植物。
31.权利要求1-6的任一项的方法或根据权利要求14-20的任一项的植物，其中所述植 物表现出改善的产量相关性状。
32.权利要求1-6的任一项的方法或根据权利要求14或15的任一项的植物，其中所述 植物表现出改善的养分使用效率和/或非生物性胁迫耐受性。
33.权利要求1-6的任一项的方法或根据权利要求14-20的任一项的植物，其中所述植 物表现出改善的增加的低温耐受性。
34.权利要求1-6的任一项的方法或根据权利要求14-20的任一项的植物，其中所述植 物表现出可收获产量的增加。6
35.权利要求1-6的任一项的方法或根据权利要求14-20的任一项的植物，其中所述植 物表现出改善，其中产量增加是基于每株植物或涉及特定可耕地来计算的。
全文摘要
本发明通常涉及植物细胞和/或植物，其与相应的，例如未经转化的野生型植物细胞相比，通过在植物中增加或产生一种或多种与非生物性胁迫应答和非生物胁迫耐受性相关的多肽的活性，而具有增加的环境胁迫耐受性和/或增加的产量。特别地，本发明涉及定制为在环境胁迫条件下生长的植物细胞和/或植物，和/或在环境胁迫条件下显示出增加的产量的植物细胞和/或植物。本发明还涉及产生和筛选和育种此类植物细胞和/或植物的方法。
文档编号C07K14/415GK101952305SQ200880127041
公开日2011年1月19日 申请日期2008年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者B·韦斯利, C·勒佐, K·科利帕拉, O·布莱辛, O·蒂姆, R·库尔卡尼, S·亨克斯 申请人:巴斯夫植物科学有限公司