專利名稱：具有增強的非生物脅迫耐受性和/或增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物及其制備方法
具有增強的非生物脅迫耐受性和/或增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀
的植物及其制備方法本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼細胞色素C氧化酶(COX)VIIa亞基多肽(COX VIIa亞基)的核酸的表達來增強非生物脅迫耐受性的方法。 本發(fā)明還涉及具有編碼COX VIIa亞基的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有增強的非生物脅迫耐受性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼YLD-ZnF多肽的核酸的表達來改善多種植物生長特性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼YLD-ZnF多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有改善的生長特性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼PKT(具有 IPR重復的蛋白激酶)的核酸的表達來增強非生物脅迫耐受性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼PKT的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有增強的非生物脅迫耐受性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼NOA(—氧化氮相關(guān))多肽的核酸的表達來改善多種植物生長特性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼 NOA多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有改善的生長特性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼抗沉默因子 1 (ASFl)樣多肽的核酸的表達來改善多種產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼 ASFl樣多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼植物同源結(jié)構(gòu)域(PHDF)的核酸的表達來增強非生物脅迫耐受性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼PHDF 的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有增強的非生物脅迫耐受性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過增加植物中編碼組I多蛋白橋接因子I(MBFl)多肽的核酸的表達來增加多種植物產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼組I MBFl多肽的核酸的增加表達的植物，所述植物相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還涉及核酸序列、核酸構(gòu)建體、載體和含有所述核酸序列的植物。持續(xù)增長的世界人口和農(nóng)業(yè)用可耕地供應萎縮刺激了有關(guān)增加農(nóng)業(yè)效率的研究。 常規(guī)的作物及園藝學改良手段利用選擇育種技術(shù)以鑒定具有受歡迎特性的植物。然而，此類選擇育種技術(shù)具有幾個缺陷，即這些技術(shù)一般耗費很多勞動并且產(chǎn)生經(jīng)常含有異源性遺傳組分的植物，所述異源性遺傳組分可能不總是導致所希望性狀從親代植物中傳遞。分子生物學進展已經(jīng)允許人類改良動物及植物的種質(zhì)。植物的遺傳工程使得可以分離和操作遺傳物質(zhì)(一般處于DNA或RNA形式)并且隨后將該遺傳物質(zhì)導入植物中。此類技術(shù)具有產(chǎn)生具備多種經(jīng)濟學、農(nóng)學或園藝學改良性狀的作物或植物的能力。具有特殊經(jīng)濟意義的性狀是增加的產(chǎn)量。產(chǎn)量通常定義為來自作物的經(jīng)濟價值的可測量結(jié)果。該結(jié)果可以就數(shù)量和/或品質(zhì)方面進行定義。產(chǎn)量直接取決于幾個因素，例如器官的數(shù)目和大小、植物結(jié)構(gòu)(例如枝條的數(shù)目)、種子產(chǎn)生、葉衰老等。根發(fā)育、養(yǎng)分攝入量、脅迫耐受性和早期萌發(fā)勢(early vigor)也可以是決定產(chǎn)量的重要因素。優(yōu)化前述因素因而可以對增加作物產(chǎn)量有貢獻。種子產(chǎn)量是尤其重要的性狀，因為許多植物的種子對于人類和動物的營養(yǎng)非常重要。作物如谷物、稻、小麥、卡諾拉油菜(canola)和大豆占人類總卡路里攝取量的一半以上，不論是通過種子本身的直接消費，還是通過由加工的種子所飼養(yǎng)的肉類產(chǎn)品的消費。它們也是工業(yè)加工所用的糖類、油類和多類代謝物的來源。種子含有胚(新的芽和根的來源) 和胚乳(萌發(fā)以及幼苗早期生長過程中胚生長的營養(yǎng)源)。種子的發(fā)育涉及許多基因，并且需要代謝物自根、葉和莖轉(zhuǎn)移至正在生長的種子。特別是胚乳，吸收糖類、油類和蛋白質(zhì)的代謝前體，將其合成為貯存高分子，以使谷粒飽滿。植物生物量是飼料作物(像苜蓿、青貯谷物和干草)的產(chǎn)量。已經(jīng)在谷類作物中使用了產(chǎn)量的許多取代物。其中主要是植物大小的評估?？筛鶕?jù)物種和發(fā)育階段在許多方面測量植物大小，但包括總植物干重、地上干重、地上鮮重、葉片面積、莖體積、植物高度、蓮座直徑、葉長、根長、根質(zhì)量、分蘗數(shù)目和葉數(shù)目。許多物種在給定發(fā)育階段的植物不同部分大小之間維持保守比例。這些異速生長關(guān)系用于從這些大小測量之一外推到另一大小測量 (例如 Tittonell 等 2005 Agric Ecosys & Environ 105:213)。早期發(fā)育階段的植物大小通常與發(fā)育晚期的植物大小相關(guān)。具有較大葉片面積的較大植物通常比較小的植物吸收更多的光和二氧化碳并因此將可能在相同的期間內(nèi)獲得更大重量(Fasoula & Tollenaar 2005 Maydica 50 :39)。此外，植物最初必須實現(xiàn)更大尺寸的微環(huán)境或遺傳優(yōu)勢需要潛在的持續(xù)。植物大小和生長速率具有強的遺傳組分(例如ter Steege等2005 PlantPhysiology 139:1078)，并因此對于不同基因型范圍，一種環(huán)境條件下植物大小有可能與在另一種環(huán)境條件下的大小相關(guān)(Hittalmani 等 2003Theoretical Applied Genetics 107:679)。這樣， 標準環(huán)境用于代替田地中作物在不同位置和時間遇到的不同的和動態(tài)的環(huán)境。許多作物的一個重要性狀是早期萌發(fā)勢。提高早期萌發(fā)勢是溫帶和熱帶稻栽培種中現(xiàn)代稻育種程序的重要目標。長根對于水中播種的稻的正確土壤錨定是重要的。當?shù)局苯硬シN到被淹沒的田間并且當植物必須快速出水時，較長的根與萌發(fā)勢有關(guān)。當實施播種機播種時，較長的中胚軸和胚芽鞘對于好的幼苗萌出是重要的。將早期萌發(fā)勢改造到植物中在農(nóng)業(yè)中是重要的。例如，弱的早期萌發(fā)勢局限于對于基于歐洲大西洋部玉米帶種質(zhì)的玉米雜種的引入產(chǎn)生限制。收獲指數(shù)(種子產(chǎn)量與地上部分干重的比值)在許多環(huán)境條件下相對穩(wěn)定并因此可經(jīng)常獲得植物大小與谷物產(chǎn)量間的穩(wěn)健相關(guān)性(例如Rebetzke等2002 Crop Science 42 :739)。因為大多數(shù)谷物生物量依賴于通過植物葉和莖的當前的或儲藏的光合生產(chǎn)力， 這些過程是內(nèi)在關(guān)聯(lián)的(Gardener 等 1985 Physiology of Crop Plants. Iowa State University Press，68_73頁)。因此，甚至在發(fā)育早期階段選擇植物大小已用作未來潛在產(chǎn)量的指標(例如 Tittonell 等 2005 Agric Ecosys & Environ 105:213)。當檢測遺傳差異對脅迫耐受性的影響時，標準化土壤性質(zhì)、溫度、水和養(yǎng)分可用性和光強度的能力是溫室或植物生長室環(huán)境相比于田地的內(nèi)在優(yōu)勢。然而，因缺少風或昆蟲導致傳粉差，或成熟根或株冠生長的空間不足對產(chǎn)量的人為限制可限制這些控制環(huán)境用于檢測產(chǎn)量差異的使用。 因此，在生長室或溫室中標準化條件下測量早期發(fā)育階段的植物大小是提供潛在遺傳產(chǎn)量優(yōu)勢的指示的標準實踐。另一重要的性狀是提高的非生物脅迫耐受性。非生物脅迫是世界作物減產(chǎn)的主要原因，對于多數(shù)作物植物，將平均產(chǎn)量減少50%以上(Wang etal.，Planta (2003) 218 1-14)。非生物脅迫可以由干旱、鹽度、極端溫度、化學毒性和氧化脅迫引起。提高植物對非生物脅迫的耐受性的能力對于世界上的農(nóng)場主將具有主要的經(jīng)濟利益并且將允許在不利條件下和否則不可能栽培作物的領(lǐng)域中栽培作物。因此，通過優(yōu)化上述因素之一可以提高作物產(chǎn)量。取決于最終用途，某些產(chǎn)量性狀的修飾可以相對于其他性狀是有利的。例如，對于諸如糧草或木材生產(chǎn)或生物燃料來源的應用，植物的營養(yǎng)部分的增加可以是想要的，對于諸如面粉、淀粉或油生產(chǎn)的應用，種子參數(shù)的增加可以是尤其想要的。甚至在種子參數(shù)中， 一些可以比其他有利，這取決于應用。多種機理可以促進提高種子產(chǎn)量，無論其為增加的種子大小或增加的種子數(shù)目的形式。提高植物中種子產(chǎn)量(種子產(chǎn)量和/或生物量)的一種方法是通過改變植物的內(nèi)在生長機理，如涉及植物生長或防御機理的細胞周期或多種信號途徑?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)植物中編碼COX VIIa亞基的核酸的表達可以增強植物中對多種非生物脅迫的耐受性。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)植物中編碼YLD-ZnF多肽的核酸的表達可以增強植物中多種產(chǎn)量相關(guān)性狀?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)植物中編碼PKT的核酸的表達可以增強植物中對多種非生物脅迫的耐受性?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)植物中編碼Ν0Α( —氧化氮相關(guān))的核酸的表達可以提高植物中多種生長特性?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)植物中編碼ASFl樣多肽的核酸的表達可以增強植物中多種產(chǎn)量相關(guān)性狀?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)植物中編碼PHDF多肽的核酸的表達可以增強植物中對多種非生物脅迫的耐受性。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過增加植物中編碼多蛋白橋接因子I(MBFl)多肽的核酸序列的表達可以增加植物中相對于對照植物的多種產(chǎn)量相關(guān)性狀。增加的產(chǎn)量相關(guān)性狀包含一個或多個增加的地上生物量、增加的早期萌發(fā)勢、增加的每株植物的種子產(chǎn)量、增加的種子飽滿率、增加的飽滿種子數(shù)，或增加的主要圓錐花序數(shù)。背景1.N0A 多月太在動物和植物中，一氧化氮(NO)作為信號分子起作用。在植物中，一氧化氮在多種生理學過程和發(fā)育過程，如激素應答、非生物脅迫應答、呼吸作用、細胞死亡、葉伸展、根發(fā)育、種子萌發(fā)、果實成熟、衰老和抗病性中起作用。相信一氧化氮植物的合成通過兩條途徑發(fā)生亞硝酸鹽通過亞硝酸還原酶、通過質(zhì)膜結(jié)合的亞硝酸鹽N0還原酶、通過線粒體電子傳遞依賴性還原酶或簡單地在酸性還原環(huán)境中非酶催化反應中還原成一氧化氮。第二條途徑包括精氨酸通過一氧化氮合酶氧化成瓜氨酸。NO產(chǎn)生受損的擬南芥突變體(Atnosl) 顯示黃色的第一片真葉、營養(yǎng)生物量的降低生長和降低的生育力(Guo等，Science 302， 100-103,2003)。Atnosl在突變體中過表達導致突變體表型僅部分恢復植物與野生型植物相比仍然矮小，并且氣孔功能仍然受損。稍后AtNOSl顯示不是一氧化氮合酶，而是GTP 酶(Flores-P6rez 等，Plant Cell 20，1303-1315，2008 ;Moreau 等，J. Biol. Chem. 2008， M804838200(出版中))。2· ASFl 樣多肽 當8個組蛋白亞基組合到一起時，染色體開始裝配，并且DNA雙鏈環(huán)繞它們兩次環(huán)-更精確地，一又三分之二-像圍繞線軸的線。結(jié)果得到核小體。連續(xù)的DNA鏈連接核小體，像線上的珠子，并且該DNA-蛋白質(zhì)串珠狀的線卷曲成圓柱狀繩樣結(jié)構(gòu)，染色質(zhì)，其進一步折疊并圈成緊密的染色體。Asfl的關(guān)鍵作用是作為組蛋白的分子伴侶，幫助組蛋白沉積在DNA鏈上形成核小體，所述核小體是當連接起來形成染色質(zhì)的蛋白質(zhì)-DNA單位。Asfl首先在釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中鑒定到，并且自此已經(jīng)在許多其他真核生物中鑒定到。所有真核生物具有至少一種形式的基因，一些真核生物包括人具有兩種形式。從線暴露的氨基末端(N末端)計數(shù)，Asfl的前155個氨基酸殘基在幾乎所有生物中高度保守。其余序列(C末端)在生物中廣泛不同，并且至少在一種生物，寄生蟲碩大利什曼原蟲(Leishmania major)中，其完全缺失。3. PHDF 多肽在來自植物到動物的許多調(diào)節(jié)蛋白中發(fā)現(xiàn)了 PHD指，Cys4-His-Cys3鋅指，并且其經(jīng)常與染色質(zhì)_介導的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)相關(guān)。已經(jīng)顯示所述PHD指在酵母、植物和動物細胞中激活轉(zhuǎn)錄(Halbach 等，Nucleic Acids Res. 2000S印tember 15 ；28 (18) :3542_3550)。4.組 I MBFl 多肽轉(zhuǎn)錄輔激活物在真核基因表達中通過轉(zhuǎn)錄因子和/或其他調(diào)節(jié)組分與基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄機器之間的通訊起關(guān)鍵作用?？蓪⑺鼈兎譃閮蓚€種類募集或具有修飾染色質(zhì)結(jié)構(gòu)(例如組蛋白的乙?；?的酶活性的轉(zhuǎn)錄輔激活物和將總的轉(zhuǎn)錄機器募集到結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子的啟動子上的轉(zhuǎn)錄輔激活物。多蛋白橋接因子I(MBFl)是在不同生物中參與不同過程調(diào)節(jié)的高度保守的轉(zhuǎn)錄輔激活物。模式植物擬南芥(Arabidopsis thaiiana)含有編碼MBFl的三個不同的基因。功能測定證明，所有三種擬南芥基因可在酵母中互補MBFl缺失(Tsuda等， 2004)。MBFla (At2g42680)和 MBFlb (At3g58680)是受發(fā)育調(diào)控的(Tsuda K, Yamazaki K(2004)Biochim Biophys Acta 1680 1_10)，并且兩者屬于植物組 I MBFl。相反，編碼 MBFlc (At3g24500)的轉(zhuǎn)錄物的穩(wěn)定狀態(tài)水平在擬南芥中響應病原體感染、鹽度、干旱、熱、 過氧化氫和應用植物激素脫落酸或水楊酸特別升高(Tsuda，Yamazaki (2004)上文)。MBFlc 屬于植物組II MBFl。使用35S CaMV組成型啟動子過表達MBFlc的轉(zhuǎn)基因擬南芥植物與野生型植物在其生長和發(fā)育上看起來相似。然而，表達MBFlc的轉(zhuǎn)基因植物比對照植物大20%，并產(chǎn)生更多的種子(Suzuki 等(2005)Plant Physioll39 (3) :1313_1322)。美國專利申請US2007214517描述了編碼I類(參考為SEQ ID 40130)和組II
8MBFl多肽的核酸序列，和包含這些序列的構(gòu)建體。國際申請W02008/064341 "Nucleotide sequences and corresponding polypeptidesconferring enhanced heat tolerance in plants”描述了編碼I類和II類MBFl多肽的核酸序列，以及在植物中調(diào)節(jié)熱耐受性水平的方法和材料。概述1. COX VIIa 亞基多肽令人驚奇地，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)編碼COX VIIa亞基多肽的核酸的表達產(chǎn)生了相對于對照植物具有增強的多種非生物脅迫耐受性的植物。根據(jù)一個實施方案，提供了相對于對照植物中的耐受性在植物中增強對多種非生物脅迫的耐受性的方法，包括調(diào)節(jié)植物中編碼COX VIIa亞基多肽的核酸的表達。2. YLD-ZnF 多肽令人驚奇地，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)編碼YLD-ZnF多肽的核酸的表達產(chǎn)生了相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀，特別是增加的產(chǎn)量的植物。根據(jù)一個實施方案，提供了相對于對照植物在植物中提高產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法， 包括調(diào)節(jié)植物中編碼YLD-ZnF多肽的核酸的表達。3. PKT 多肽令人驚奇地，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)編碼PKT多肽的核酸的表達產(chǎn)生了相對于對照植物具有對多種非生物脅迫增強的耐受性的植物。根據(jù)一個實施方案，提供了相對于對照植物中的耐受性在植物中增強對多種非生物脅迫的耐受性的方法，包括調(diào)節(jié)植物中編碼PKT多肽的核酸的表達。4. NOA 多月太令人驚奇地，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)編碼NOA多肽的核酸的表達產(chǎn)生了相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀，特別是增加的產(chǎn)量的植物。根據(jù)一個實施方案，提供了相對于對照植物在植物中提高產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法， 包括調(diào)節(jié)植物中編碼NOA多肽的核酸的表達。5. ASFl 樣多肽令人驚奇地，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)編碼ASFl樣多肽的核酸的表達產(chǎn)生了相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。根據(jù)一個實施方案，提供了相對于對照植物在植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法， 包括調(diào)節(jié)植物中編碼ASFl樣多肽的核酸的表達。6. PHDF 多肽令人驚奇地，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)編碼PHDF多肽的核酸的表達產(chǎn)生了相對于對照植物具有對多種非生物脅迫增強的耐受性的植物。根據(jù)一個實施方案，提供了相對于對照植物中的耐受性在植物中增強對多種非生物脅迫的耐受性的方法，包括調(diào)節(jié)植物中編碼PHDF多肽的核酸的表達。7.組 I MBFl 多肽令人驚奇地，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)增加植物中編碼如此處定義的組I MBFl多肽的核酸序列的表達產(chǎn)生了相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。根據(jù)一個實施方案，提供了相對于對照植物在植物中增加產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，包括增加植物中編碼如此處定義的組I MBFl多肽的核酸序列的表達。所述增加的產(chǎn)量相關(guān)性狀包含一個或多個增加的地上生物量、增加的早期萌發(fā)勢、每株植物增加的種子產(chǎn)量、 增加的種子飽滿率、增加的飽滿種子數(shù)，或增加的主圓錐花序數(shù)。定義多酞/蛋白質(zhì)術(shù)語“多肽”和“蛋白質(zhì)”在本文中可互換使用并且指處于任意長度聚合形式的通過肽鍵連接在一起的氨基酸。多核苷酸/核酸/核酸序列/核苷酸序列術(shù)語“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”、“核酸”、“核酸分子”在本文中可互換使用并且指處于任意長度聚合未分枝形式中的核苷酸，即核糖核苷酸或脫氧核糖核苷酸或這二者的組合。對照植物選擇合適的對照植物是實驗設(shè)置的慣用部分并且可以包括對應的野生型植物或無目的基因的對應植物。對照植物一般是與待評估植物相同的植物物種或甚至是相同的變種。對照植物也可以是待評估植物的失效合子。失效合子是通過分離而缺少所述轉(zhuǎn)基因的個體。如本文中所用的“對照植物”不僅指整株植物，還指植物部分，包括種子及種子部分。同源物蛋白質(zhì)的“同源物”包括這樣的肽、寡肽、多肽、蛋白質(zhì)及酶，它們相對于非修飾的上述蛋白質(zhì)具有氨基酸取代、缺失和/或插入并且與所述肽、寡肽、多肽、蛋白質(zhì)及酶來源的非修飾蛋白質(zhì)具有相似生物學活性和功能活性。缺失指從蛋白質(zhì)中移除一個或多個氨基酸。插入指一個或多個氨基酸殘基在蛋白質(zhì)中預定位點內(nèi)的引入。插入可以包含單個或多個氨基酸的N端融合和/或C端融合以及序列內(nèi)插入。通常，在氨基酸序列內(nèi)部的插入會比N端融合或C端融合小約1-10個殘基級別。N端或C端融合蛋白或融合肽的實例包括如酵母雙雜交系統(tǒng)中所用轉(zhuǎn)錄激活物的結(jié)合結(jié)構(gòu)域或激活結(jié)構(gòu)域、噬菌體外殼蛋白、 (組氨酸)"6"標簽、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶-標簽、A蛋白、麥芽糖結(jié)合蛋白、二氫葉酸還原酶、 Tag · 100表位、c-myc表位、FLAG "表位、IacZ, CMP (鈣調(diào)蛋白結(jié)合肽)、HA表位、C蛋白表位和VSV表位。取代指以具有相似特性(如相似疏水性、親水性、抗原性、形成或破壞α -螺旋結(jié)構(gòu)或β-片層結(jié)構(gòu)的傾向)的其他氨基酸替換蛋白質(zhì)的氨基酸。氨基酸取代一般是單個殘基的，不過可以是簇集性的，這取決于置于多肽的功能性約束；插入通常會是約1-10個氨基酸殘基級別。氨基酸取代優(yōu)選地是保守性氨基酸取代。保守性取代表是本領(lǐng)域眾所周知的(見例如 Creighton (1984) Proteins. W. H. Freeman and Company (編輯)禾口下表 1)。表1 保守性氨基酸取代的實例
權(quán)利要求
1.在植物中相對于對照植物增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，包括調(diào)節(jié)植物中編碼YLD-ZnF 多肽的核酸的表達，其中所述YLD-ZnF多肽包含zf-DNL結(jié)構(gòu)域。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述YLD-ZnF多肽包含一個或多個下列基序 ⑴基序 1，SEQ ID NO 3,(ii)基序2，SEQ ID NO :4，(iii)基序3，SEQ ID NO :5，(iv)基序4，SEQ ID NO :6。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中通過在植物中引入并表達編碼YLD-ZnF多肽的核酸實現(xiàn)所述受調(diào)節(jié)的表達。
4.權(quán)利要求1至3任一項的方法，其中所述編碼YLD-ZnF多肽的核酸編碼表A中所列的任一種蛋白質(zhì)，或者是這種核酸的一部分，或者能夠與這種核酸雜交的核酸。
5.權(quán)利要求1至4任一項的方法，其中所述核酸序列編碼表A2中給出的任一種蛋白質(zhì)的直向同源物或者旁系同源物。
6.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中所述增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀包括相對于對照植物增加的產(chǎn)量，優(yōu)選增加的種子產(chǎn)量和/或增加的早期萌發(fā)勢。
7.權(quán)利要求1到6任一項的方法，其中在非脅迫條件下得到所述增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀。
8.權(quán)利要求1到6任一項的方法，其中在氮缺乏條件下得到所述增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀。
9.權(quán)利要求3到8任一項的方法，其中所述核酸有效連接到組成型啟動子，優(yōu)選G0S2 啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
10.權(quán)利要求1至9任一項的方法，其中所述編碼YLD-ZnF多肽的核酸為植物來源，優(yōu)選來自雙子葉植物，進一步優(yōu)選來自豆科，更優(yōu)選來自苜蓿屬，最優(yōu)選來自蒺藜苜蓿。
11.通過權(quán)利要求1至10任一項的方法可得到的植物或其部分，包括種子，其中所述植物或其部分包含編碼YLD-ZnF多肽的重組核酸。
12.構(gòu)建體，其包含(i)編碼如權(quán)利要求1或2中定義的YLD-ZnF多肽的核酸；( )能夠驅(qū)動(a)的核酸序列表達的一種或多種控制序列；和任選地(iii)轉(zhuǎn)錄終止序列。
13.權(quán)利要求12的構(gòu)建體，其中所述控制序列之一是組成型啟動子，優(yōu)選G0S2啟動子， 最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
14.權(quán)利要求12或13的構(gòu)建體的用途，用于制備相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量，尤其增加的種子產(chǎn)量，和/或增加的早期萌發(fā)勢的植物的方法中。
15.用權(quán)利要求12或13的構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的植物、植物部分或植物細胞。
16.產(chǎn)生相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量，尤其增加的生物量和/或增加的種子產(chǎn)量的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其包括(i)在植物中引入并表達編碼如權(quán)利要求1或2中定義的YLD-ZnF多肽的核酸；和 ( )在促進植物生長和發(fā)育的條件下培養(yǎng)植物細胞。
17.相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量，尤其增加的種子產(chǎn)量和/或增加的早期萌發(fā)勢的轉(zhuǎn)基因植物或來自所述轉(zhuǎn)基因植物的轉(zhuǎn)基因植物細胞，所述轉(zhuǎn)基因植物通過編碼如權(quán)利要求1或2中定義的YLD-ZnF多肽的核酸的受調(diào)節(jié)的表達得到。
18.權(quán)利要求11、15或17的轉(zhuǎn)基因植物，或者來自其的轉(zhuǎn)基因植物細胞，其中所述植物是作物植物或者單子葉植物或谷物，如稻、玉米、小麥、大麥、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯卑爾脫小麥、黑麥(secale)、單粒小麥、teff、蜀黍和燕麥。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的植物的可收獲部分，其中所述可收獲部分優(yōu)選為苗生物量和/ 或種子。
20.來自根據(jù)權(quán)利要求18的植物和/或來自根據(jù)權(quán)利要求19的植物的可收獲部分的產(chǎn)品。
21.編碼YLD-ZnF多肽的核酸在植物中相對于對照植物增加產(chǎn)量，尤其增加種子產(chǎn)量， 和/或早期萌發(fā)勢的用途。
全文摘要
本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼細胞色素C氧化酶(COX)VIIa亞基多肽(COX VIIa亞基)的核酸的表達來增強非生物脅迫耐受性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼COX VIIa亞基的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有增強的非生物脅迫耐受性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼YLD-ZnF多肽的核酸的表達來改善多種植物生長特性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼YLD-ZnF多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有改善的生長特性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼PKT(具有TPR重復的蛋白激酶)的核酸的表達來增強非生物脅迫耐受性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼PKT的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有增強的非生物脅迫耐受性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼NOA(一氧化氮相關(guān))多肽的核酸的表達來改善多種植物生長特性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼NOA多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有改善的生長特性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼抗沉默因子1(ASF1)樣多肽的核酸的表達來改善多種產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼ASF1樣多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼植物同源結(jié)構(gòu)域(PHDF)的核酸的表達來增強非生物脅迫耐受性的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼PHDF的核酸的受調(diào)節(jié)表達的植物，所述植物相對于對應的野生型植物或者其他對照植物具有增強的非生物脅迫耐受性。本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明方法的構(gòu)建體。此外，本發(fā)明一般涉及分子生物學領(lǐng)域并且涉及通過增加植物中編碼組I多蛋白橋接因子1(MBF1)多肽的核酸的表達來增加多種植物產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼組I MBF1多肽的核酸的增加表達的植物，所述植物相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還涉及核酸序列、核酸構(gòu)建體、載體和含有所述核酸序列的植物。
文檔編號A01H5/00GK102272309SQ200980153954
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月12日
發(fā)明者莫林納羅 A·I·桑茲, C·勒佐, V·弗蘭卡德, Y·海茨費爾德 申請人:巴斯夫植物科學有限公司