專利名稱：具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物和產(chǎn)生該植物的方法
具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物和產(chǎn)生該植物的方法本發(fā)明一般地涉及分子生物學(xué)領(lǐng)域并且涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼WI12-樣(WIL)多肽或SAWADEE-樣多肽或POZ-樣(痘病毒(Pox virus)和Zn指)多肽的核酸在植物中的表達(dá)而增強(qiáng)植物中產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼WIL多肽或SAWADEE-樣多肽或POZ-樣多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達(dá)的植物，所述植物相對于對應(yīng)野生型植物或其他對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明也提供了用于本發(fā)明方法中的構(gòu)建體。持續(xù)增長的世界人口和農(nóng)業(yè)用可耕地供應(yīng)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(xué)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(gè)缺陷，即這些技術(shù)一般耗費(fèi)很多勞動并且產(chǎn)生這樣的植物，其經(jīng)常含有異源性遺傳組分，其可能不總是導(dǎo)致從親代植物中傳遞的所希望性狀。分子生物學(xué)進(jìn)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)并且隨后導(dǎo)入該遺傳物質(zhì)至植物中。此類技術(shù)具有產(chǎn)生具備多種經(jīng)濟(jì)學(xué)、農(nóng)學(xué)或園藝學(xué)改良性狀的作物或植物的能力。具有特殊經(jīng)濟(jì)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(jì)價(jià)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(jìn)行定義。產(chǎn)量直接取決于幾個(gè)因素，例如器官的數(shù)目和大小、植物構(gòu)造(例如枝的數(shù)目)、種子產(chǎn)生、葉衰老等。根發(fā)育、養(yǎng)分?jǐn)z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(xiàn)。種子產(chǎn)量是特別重要的性狀，因?yàn)楸姸嘀参锏姆N子對人與動物營養(yǎng)是重要的。作物如玉米、稻、小麥、油菜和大豆占超過一半的人類總熱量攝入，無論通過直接消費(fèi)種子本身或通過消費(fèi)基于加工的種子而產(chǎn)生的肉產(chǎn)品。作物也是糖、油及工業(yè)加工中所用眾多類型代謝物的來源。種子含有胚(新 苗和新根的起源)和胚乳(萌發(fā)期間及幼苗早期生長期間用于胚生長的營養(yǎng)來源)。種子發(fā)育涉及多種基因并且需要代謝物從根、葉和莖轉(zhuǎn)移至正在生長的種子中。胚乳尤其同化糖類、油和蛋白質(zhì)的代謝前體并且將它們合成為貯藏大分子以灌滿籽粒。對于眾多作物的另一個(gè)重要性狀是早期萌發(fā)勢。改進(jìn)早期萌發(fā)勢是現(xiàn)代稻育種計(jì)劃在溫帶和熱帶稻品種上的重要目標(biāo)。長根在水栽稻中對于正確土壤固定是重要的。在將稻直接播種至被淹沒田地的情況下，以及在植物必須從水中迅速出苗的情況下，較長的苗與萌發(fā)勢相關(guān)。在實(shí)施條播的情況下，較長的中胚軸和胚芽鞘對于良好出苗是重要的。將早期萌發(fā)勢人工改造到植物內(nèi)的能力將在農(nóng)業(yè)中是極其重要的。例如，不良的早期萌發(fā)勢已經(jīng)限制了基于玉米帶種質(zhì)(Corn Belt germplasm)的玉米(Zea mayes L.)雜種在歐洲大西洋地區(qū)的引種。又一個(gè)重要性狀是改進(jìn)的非生物脅迫耐受性。非生物脅迫是世界范圍作物損失的主要原因，對于大多數(shù)主要作物植物而言降低平均產(chǎn)量超過50%(Wang等，Planta218，1-14, 2003)。非生物脅迫可以由干旱、鹽度、極端溫度、化學(xué)毒性和氧化脅迫引起。提高植物對非生物脅迫耐受性的能力將在世界范圍對農(nóng)民是極大經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢并且會允許在不利條件期間及在作物栽培否則是不可能的陸地上栽培作物。
作物產(chǎn)量因而可以通過優(yōu)化前述因素之一而增加。取決于最終用途，對某些產(chǎn)量性狀的改良可能優(yōu)先于其它產(chǎn)量性狀。例如對于應(yīng)用如飼料或木材生產(chǎn)或生物燃料資源而言，增加植物營養(yǎng)體部分可能是希望的，而對于應(yīng)用如面粉、淀粉或油生產(chǎn)而言，增加種子參數(shù)可能是尤其希望的。即便在種子參數(shù)當(dāng)中，某些參數(shù)可以更優(yōu)先于其它參數(shù)，這取決于應(yīng)用。多種機(jī)制可以對增加種子產(chǎn)量有貢獻(xiàn)，無論形式為增加的種子大小或是增加的種子數(shù)目?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過調(diào)節(jié)植物中編碼WIL多肽或SAWADEE-樣多肽或POZ-樣(痘病毒和Zn指)多肽的核酸在植物中的表達(dá)而改善植物中多種產(chǎn)量相關(guān)性狀。背景WI12樣(WIL)多肽群蛋白質(zhì)和多肽顯示出與如在Yen等人Plant Physiol.卷127,2001 =517-528中所述的作為創(chuàng)傷應(yīng)答蛋白質(zhì)的WI12和WUNl (已知的馬鈴薯(Solanumtuberosum)創(chuàng)傷誘導(dǎo)蛋白)的同源性。同源異型框基因編碼約60個(gè)氨基酸的典型DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域，所述DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域被稱作表征轉(zhuǎn)錄因子家族的同源域(HD)。Mukherjee等人(Mol.Biol.Evol.26 (12):2775-2794,2009)已經(jīng)進(jìn)行了植物同源異型框基因的綜合分類。此類同源異型框基因之一是以同源域和SAWADEE結(jié)構(gòu)域?yàn)樘卣鞯腟AWADEE。`BTB家族蛋白質(zhì)含有大約120個(gè)氨基酸長度的簡并的BTB (Broad復(fù)合體/Tramtrack/Bric-a-brac)或POZ(痘病毒和鋅指)結(jié)構(gòu)域。ΒΤΒ/Ρ0Ζ結(jié)構(gòu)域是在一些C2H2-型鋅指轉(zhuǎn)錄因子的N末端和在具有kelch基序的一些肌動蛋白結(jié)合蛋白中發(fā)現(xiàn)的在進(jìn)化上保守的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域(Albagli等人,Cell Growth and Differentiation6:1193-1198,1995)。這種結(jié)構(gòu)域進(jìn)一步地顯示出介導(dǎo)同數(shù)或異數(shù)二聚化(Bardwell和Treisman, Genes and Developments: 1664-1677,1994),并與 SKPl 和 Elongin C 接頭蛋白中的CUL1/2相互作用結(jié)構(gòu)域共享結(jié)構(gòu)相似性。BTB-POZ結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)屬于多基因家族，其在栗酒裂殖酵母(S.pombe)中具有3個(gè)成員，并在擬南芥(Arabidopsis)的10種亞家族中為由約80個(gè)成員(Gingerich等人，JBiol Chem.280:18810-21，2005)構(gòu)成。隨后的酵母雙雜交和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用研究顯示，CUL3同種型和BTB家族成員(但不是全部)可以形成E3復(fù)合體。首先在秀麗隱桿線蟲(C.elegans)、栗酒裂殖酵母和人類中發(fā)現(xiàn)了基于⑶L的多亞基E3復(fù)合體。該復(fù)合體包括⑶L3、RBX1。在該復(fù)合體中，BTB蛋白可能定義用于底物特異的RING/⑶L3/BTB泛素連接酶復(fù)合體組裝的識別基序。在植物和酵母中，⑶L3同種型對于胚的發(fā)育是重要的，因此，一些BTB蛋白也可能在胚的發(fā)育中發(fā)揮重要作用。此外，植物中的突變分析顯示，BTB蛋白可以參與到廣泛的生物學(xué)過程，例如乙烯生物合成(ET0);抗病性(NPR1);向光性(NPH3)、根向光性(RPT2)、激素感知(ARIA)和應(yīng)答(NPYl)以及葉形態(tài)學(xué)(B0P1)中。概述出人意料地，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)編碼如本文定義的WIL多肽或SAWADEE-樣多肽或POZ-樣多肽的核酸表達(dá)產(chǎn)生了相對于對照植物具有提高的產(chǎn)量相關(guān)性狀，尤其增加的產(chǎn)量，更特別地增加的種子產(chǎn)量的植物。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，提供了用于相對于對照植物改善植物中的如本文提供的產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)植物中編碼如本文定義的WIL多肽或SAWADEE-樣多肽或POZ-樣多肽的核酸的表達(dá)。該說明書的部分標(biāo)題僅為方便和參考目的，且不應(yīng)當(dāng)以任何方式影響該說明書的意思或解釋。定義將在本說明書中自始至終使用以下定義。多肽/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由肽鍵連接在一起的任意長度的聚合形式的氨基酸。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”在本文中可互換地使用并且指任意長度的聚合非分支形式的核苷酸:核糖核苷酸或脫氧核糖核苷酸或這二者的組合。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(xué)活性和功能活性。缺失指從蛋白質(zhì)中移除一個(gè)或多個(gè)氨基酸。插入指一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基在蛋白質(zhì)中預(yù)定位點(diǎn)內(nèi)的導(dǎo)入。插入可以包含單個(gè)或多個(gè)氨基酸的氨基端融 合和/或羧基端融合以及序列內(nèi)插入。通常，在氨基酸序列內(nèi)部的插入會比氨基端融合或羧基端融合更小，約1-10個(gè)殘基級別。氨基端或羧基端融合蛋白或融合肽的實(shí)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(biāo)簽、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶-標(biāo)簽、蛋白A、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、lacZ、CMP (|丐調(diào)蛋白結(jié)合
肽)、HA表位、蛋白C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)或折疊結(jié)構(gòu)的傾向)的其它氨基酸替換蛋白質(zhì)的氨基酸。氨基酸取代一般是單個(gè)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并且可以為I到10個(gè)氨基酸；插入通常會是約1-10個(gè)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 andCompany (編著)和下表I)。表1:保守性氨基酸取代的實(shí)例
權(quán)利要求
1.用于相對于對照植物增強(qiáng)植物中產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)植物中編碼WI12-樣(WIL)多肽的核酸的表達(dá)，其中所述WIL多肽包含一個(gè)或多個(gè)以下基序:(i)基序I:IT[RQ] [VL]REYFNTS[VL]TV[RT] [DR] [VLF] (SEQ ID N0:317),(ii)基序2:[PR] [RS] [AIV] [YS]W[VI]H[AV]W[AT] V[ET][⑶]G[RGI] (SEQ ID NO: 318)，(iii)基序3:[DS] [DN] [DR] [DVA] [DG] [RK]S[VL]PGLVLA[IL] (SEQ ID N0:319)
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述編碼WIL多肽的核酸包含對應(yīng)于PFAM登錄號PR)7107WI 12 結(jié)構(gòu)域的 Interpro accession IPR009798WI12 結(jié)構(gòu)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述受調(diào)節(jié)的表達(dá)通過在植物中引入并表達(dá)編碼所述WIL多肽的所述核酸實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其中所述增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀包含相對于對照植物增加的產(chǎn)量，并且優(yōu)選地包含相對于對照植物增加的生物量和/或增加的種子產(chǎn)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的方法，其中所述增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀在非脅迫條件下獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的方法，其中所述增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀在干旱脅迫、鹽脅迫或缺氮條件下獲得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的方法，其中編碼WIL的所述核酸是植物來源的，優(yōu)選地來自單子葉植物，進(jìn)一步優(yōu)選地來自禾本科，更優(yōu)選地來自稻屬，最優(yōu)選地來自稻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的方法，其中所述編碼WIL的核酸編碼表Al中列出的任一多肽或是此類核酸的一部分，或是能夠與此類核酸雜交的核酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的方法，其中所述核酸序列編碼表Al中給出的任一多肽的直向同源物或旁系同源物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其中所述核酸編碼由SEQID NO: 2表示的WIL多肽。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)的方法，其中所述核酸被有效地連接至組成型啟動子，優(yōu)選中等強(qiáng)度的組成型啟動子，優(yōu)選植物啟動子，更優(yōu)選G0S2啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
12.通過根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)的方法可獲得的植物、其植物部分，包括種子或植物細(xì)胞，其中所述植物、植物部分或植物細(xì)胞包含編碼如權(quán)利要求1、2和7至10任一項(xiàng)中定義的WIL多肽的重組核酸。
13.構(gòu)建體，其包含: (i)編碼如權(quán)利要求1、2和7至10任一項(xiàng)中定義的WIL的核酸； ( )能夠驅(qū)動(i)的核酸序列表達(dá)的一個(gè)或多個(gè)控制序列；和任選地 (iii)轉(zhuǎn)錄終止 序列。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的構(gòu)建體，其中所述控制序列之一是組成型啟動子，優(yōu)選中等強(qiáng)度的組成型啟動子，優(yōu)選植物啟動子，更優(yōu)選G0S2啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的構(gòu)建體在用于產(chǎn)生植物的方法中的用途，所述植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選增加的產(chǎn)量，并更優(yōu)選相對于對照植物具有增加的種子產(chǎn)量和/或增加的生物量。
16.用根據(jù)權(quán)利要求13或14的構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的植物、植物部分或植物細(xì)胞。
17.用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因植物的方法，所述轉(zhuǎn)基因植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量，并更優(yōu)選相對于對照植物具有增加的種子產(chǎn)量和/或增加的生物量，所述方法包括: (i)在植物細(xì)胞或植物中引入并表達(dá)編碼如權(quán)利要求1、2和7至10任一項(xiàng)中定義的WIL多肽的核酸；并且 (ii)在促進(jìn)植物生長和發(fā)育的條件下培養(yǎng)所述植物細(xì)胞或植物。
18.轉(zhuǎn)基因植物或源自所述轉(zhuǎn)基因植物的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，由于編碼如權(quán)利要求1、2和7至10任一項(xiàng)中定義的WIL多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達(dá)，導(dǎo)致所述轉(zhuǎn)基因植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量，并更優(yōu)選具有增加的種子產(chǎn)量和/或增加的生物量。
19.根據(jù)權(quán)利要求12、16或18的轉(zhuǎn)基因植物，或源自所述轉(zhuǎn)基因植物的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中所述植物是作物植物，如甜菜、甜菜或苜蓿；或單子葉植物，如甘蔗；或谷類，如稻、玉米、小麥、大麥、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯佩爾特小麥、黑麥、單粒小麥、畫眉草、蜀黍或燕麥。
20.根據(jù)權(quán)利要求19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。
21.產(chǎn)品，其源自根據(jù)權(quán)利要求19的植物和/或源自根據(jù)權(quán)利要求20的植物的可收獲部分。
22.編碼如權(quán)利要求1、2和7至10任一項(xiàng)中定義的WIL多肽的核酸的用途，用于相對于對照植物增強(qiáng)植物中產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選地相對于對照植物增加植物中產(chǎn)量，并更優(yōu)選地增加種子產(chǎn)量和/或增加生物量。
23.用于相對于對照植物增強(qiáng)植物中產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)植物中編碼SAWADEE-樣多肽的核酸的表達(dá)，其中所述SAWADEE-樣多肽包含(i)同源域，(ii)SAWADEE結(jié)構(gòu)域和(iii)核定位信號(NLS)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述同源域由以下序列NGGPSFRFMQYEVTEMDAILQEHHNMMPAREVLVSLAEKFSESSE RKGKIQVQMKQVffNWFQNRRYAIRAKS 表示或者由與結(jié)構(gòu)域 I 具有以遞增優(yōu)選順序至少 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%序列同一性的序列或者由落入Inter Pro登錄號IPROO1356的序列表不。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24的方法，其中所述SAWADEE結(jié)構(gòu)域包含如下基序4、5和6的每一個(gè)，并包含以粗體和下劃線指出的或者如在圖3的比對中指出的保守半胱氨酸和組氨酸殘基 基序4[PV]GDL[IV]LCF QEGK[ED]QALY[FY]DAHVL[DE][IA]QR[RK][RL]HD[VI]RGCRC[RI]F[LV]VRYDHDQSEE或與基序4具有以遞增優(yōu)選順序至少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% 的序列同一性的基序；和 基序5EV[RL] VRF[AS]GFG[AP]EEDEff [VI]NV[RK] [KR]或與基序5具有以遞增優(yōu)選順序至少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%的序列同一性的基序；和基序6 [RK] DGAffYDVA [AST] FL [ST] [HY]R或與基序6具有以遞增優(yōu)選順序至少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% 的序列同一'I"生的基序。
26.根據(jù)權(quán)利要求23至25任一項(xiàng)的方法，其中所述受調(diào)節(jié)的表達(dá)由在所述植物中引入并表達(dá)編碼所述SAWADEE-樣多肽的所述核酸實(shí)現(xiàn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23至26任一項(xiàng)的方法，其中所述增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀包含相對于對照植物增加的生物量和/或增加的種子產(chǎn)量。
28.根據(jù)權(quán)利要求23至27任一項(xiàng)的方法，其中所述增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀在非脅迫條件下獲得。
29.根據(jù)權(quán)利要求23至27任一項(xiàng)的方法，其中所述增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀在缺氮條件下獲得。
30.根據(jù)權(quán)利要求23至29任一項(xiàng)的方法，其中編碼SAWADEE-樣多肽的所述核酸是植物來源，進(jìn)一步優(yōu)選地來自雙子葉植物，更優(yōu)選來自十字花科(brassicaceae)或來自楊屬(populus),最優(yōu)選地,該核酸來自 毛果楊(Populus trichocarpa)。
31.根據(jù)權(quán)利要求23至30任一項(xiàng)的方法，其中編碼SAWADEE-樣多肽的所述核酸編碼表A2中列出的任一多肽或是此類核酸的一部分，或是能夠與此類核酸雜交的核酸，和/或其中所述核酸序列編碼表A2中給出的任一多肽的直向同源物或旁系同源物。
32.根據(jù)權(quán)利要求23至31任一項(xiàng)的方法，其中所述核酸被有效地連接至組成型啟動子，優(yōu)選中等強(qiáng)度的組成型啟動子，優(yōu)選植物啟動子，更優(yōu)選G0S2啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
33.通過根據(jù)權(quán)利要求23至32任何一項(xiàng)的方法可獲得的植物、其植物部分，包括種子或植物細(xì)胞，其中所述植物、植物部分或植物細(xì)胞包含編碼如權(quán)利要求23至25任一項(xiàng)中定義的SAWADEE-樣多肽的重組核酸。
34.構(gòu)建體，其包含: (i)編碼如權(quán)利要求23至25任一項(xiàng)中定義的SAWADEE-樣多肽的核酸； ( )能夠驅(qū)動(i)的核酸序列表達(dá)的一個(gè)或多個(gè)控制序列；和任選地 (iii)轉(zhuǎn)錄終止序列。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的構(gòu)建體，其中所述控制序列之一是組成型啟動子，優(yōu)選中等強(qiáng)度的組成型啟動子，優(yōu)選植物啟動子，更優(yōu)選G0S2啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35的構(gòu)建體在用于產(chǎn)生相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀植物的方法中的用途。
37.用根據(jù)權(quán)利要求34或35的構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的植物、植物部分或植物細(xì)胞。
38.用于產(chǎn)生相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀的轉(zhuǎn)基因植物的方法，所述方法包括: (i)在植物細(xì)胞或植物中引入并表達(dá)編碼如權(quán)利要求23至25任一項(xiàng)中定義的SAffADEE-樣多肽的核酸；并且 ( )在促進(jìn)植物生長和發(fā)育的條件下培養(yǎng)所述植物細(xì)胞或植物。
39.轉(zhuǎn)基因植物或源自所述轉(zhuǎn)基因植物的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，由于編碼如權(quán)利要求23至25任一項(xiàng)中定義的SAWADEE-樣多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達(dá)，所述轉(zhuǎn)基因植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量，并更優(yōu)選具有增加的種子產(chǎn)量和/或增加的生物量。
40.根據(jù)權(quán)利要求33、37或39的轉(zhuǎn)基因植物，或源自所述轉(zhuǎn)基因植物的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中所述植物是作物植物，如甜菜、甜菜或苜蓿；或單子葉植物，如甘蔗；或谷類，如稻、玉米、小麥、大麥、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯佩爾特小麥、黑麥、單粒小麥、畫眉草、蜀黍或燕麥。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的植物的可收獲部分，其中所述可收獲部分優(yōu)選地為苗生物量和/或種子。
42.產(chǎn)品，其源自根據(jù)權(quán)利要求40的植物和/或源自根據(jù)權(quán)利要求41的植物的可收獲部分。
43.編碼如權(quán)利要求23至25任一項(xiàng)中定義的SAWADEE-樣多肽的核酸的用途，用于相對于對照植物增強(qiáng)植物中產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選相對于對照植物增加植物中產(chǎn)量，并更優(yōu)選增加種子產(chǎn)量和/或增加生物量。
44.用于相對 于對照植物增強(qiáng)植物中產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)植物中編碼POZ-樣多肽的核酸的表達(dá)，其中所述POZ-樣多肽包含PFam PF00651結(jié)構(gòu)域。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法,其中所述POZ-樣多肽包含一個(gè)或多個(gè)以下基序:(i)基序I3:AH[RK]A[VI]L[AS]A[RTS]SPVF[REH]SMF[SL]H[DN]L[KR]EKE[SL]S[IT][IV][NDH]I[SE]DMS[TL]E[SA]C[QTM]A[LF]L[SN]Y[LI]YG[NT]I (SEQ ID NO:543)，(ii)基序14:[DE][LF][WL]KHRLALL[GR]AA[DN]KYDI[VG]DLK[END]AC[EH]ES LLEDI[DN][ST][KG]NVLERLQEAffLYQL(SEQ ID NO:544), (iii)基序15: [KR] VET [I LT] SRLAQffRI [DE] N [LF] [GT] [PAS] [SC] [TS]Y[RK] [KR] SD PFK[IV]G[IL]WNW[HY]LS[VI]E[KR]N(SEQ ID NO:545)
46.根據(jù)權(quán)利要求44或45的方法，其中編碼POZ-樣的所述核酸編碼表A3中列出的任一多肽或是此類核酸的一部分，或是能夠與此類核酸雜交的核酸。
47.根據(jù)權(quán)利要求44或45的方法，其中所述核酸序列編碼表A3中給出的任一多肽的直向同源物或旁系同源物。
48.根據(jù)權(quán)利要求44或45的方法，其中所述編碼POZ-樣多肽的核酸來自植物，優(yōu)選地來自雙子葉植物，進(jìn)一步優(yōu)選來自爺科(Solanaceae),更優(yōu)選來自番爺屬(Lycopersicon),最優(yōu)選來自番爺(Lycopersicon esculentum)。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述核酸編碼由SEQID N0:448表示的多肽。
50.根據(jù)權(quán)利要求44至49任一項(xiàng)的方法，其中所述受調(diào)節(jié)的表達(dá)由在所述植物中引入并表達(dá)編碼所述POZ-樣多肽的所述核酸實(shí)現(xiàn)。
51.根據(jù)權(quán)利要求44至50任一項(xiàng)的方法，其中所述增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀包含相對于對照植物增加的產(chǎn)量，并優(yōu)選包含相對于對照植物增加的生物量和/或增加的種子產(chǎn)量。
52.根據(jù)權(quán)利要求44至51任一項(xiàng)的方法，其中所述增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀在缺氮條件下獲得。
53.根據(jù)權(quán)利要求50至52任何一項(xiàng)的方法，其中所述核酸被有效連接至組成型啟動子，優(yōu)選中等強(qiáng)度的組成型啟動子，優(yōu)選植物啟動子，更優(yōu)選G0S2啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
54.通過根據(jù)權(quán)利要求44至53任一項(xiàng)的方法可獲得的植物、其植物部分，包括種子或植物細(xì)胞，其中所述植物、植物部分或植物細(xì)胞包含編碼如權(quán)利要求44至49任一項(xiàng)中定義的POZ-樣多肽的重組核酸。
55.構(gòu)建體，其包含: (i)編碼如權(quán)利要求44至49任一項(xiàng)中定義的POZ-樣的核酸； ( )能夠驅(qū)動(i)的核酸序列表達(dá)的一個(gè)或多個(gè)控制序列；和任選地 (iii)轉(zhuǎn)錄終止序列。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的構(gòu)建體，其中所述控制序列之一是組成型啟動子，優(yōu)選中等強(qiáng)度的組成型啟動子，優(yōu)選植物啟動子，更優(yōu)選G0S2啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
57.根據(jù)權(quán)利要求55或56的構(gòu)建體在用于產(chǎn)生植物的方法中的用途，所述植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選增加的產(chǎn)量，并更優(yōu)選相對于對照植物具有增加的種子產(chǎn)量和/或增 加的生物量。
58.用根據(jù)權(quán)利要求55或56的構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的植物、植物部分或植物細(xì)胞。
59.用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因植物的方法，所述轉(zhuǎn)基因植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量，并更優(yōu)選相對于對照植物具有增加的種子產(chǎn)量和/或者增加的生物量，所述方法包括: (i)在植物細(xì)胞或植物中引入并表達(dá)編碼如權(quán)利要求44至49任一項(xiàng)中定義的POZ-樣多肽的核酸；并且 ( )在促進(jìn)植物生長和發(fā)育的條件下培養(yǎng)所述植物細(xì)胞或植物。
60.轉(zhuǎn)基因植物或源自所述轉(zhuǎn)基因植物的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，由于編碼如權(quán)利要求44至49任一項(xiàng)中定義的POZ-樣多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達(dá)，所述轉(zhuǎn)基因植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選相對于對照植物具有增加的產(chǎn)量，并更優(yōu)選具有增加的種子產(chǎn)量和/或增加的生物量。
61.根據(jù)權(quán)利要求54、58或60的轉(zhuǎn)基因植物，或源自所述轉(zhuǎn)基因植物的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中所述植物是作物植物，如甜菜、甜菜或苜蓿；或單子葉植物，如甘蔗；或谷類，如稻、玉米、小麥、大麥、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯佩爾特小麥、黑麥、單粒小麥、畫眉草、蜀黍或燕麥。
62.根據(jù)權(quán)利要求61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。
63.產(chǎn)品，其源自根據(jù)權(quán)利要求61的植物和/或源自根據(jù)權(quán)利要求62的植物的可收獲部分。
64.編碼如權(quán)利要求44至49任一項(xiàng)中定義的POZ-樣多肽的核酸的用途,用于相對于對照植物增強(qiáng)植物中產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選相對于對照植物增加植物中產(chǎn)量，并更優(yōu)選增加種子產(chǎn)量和/或增加生物量。
65.分尚的核酸分子，其選自:(i)核酸，其由SEQ ID NO:457, SEQ ID N0:523、SEQ ID N0:529 和 SEQ ID NO:535 的任一個(gè)表不；(ii)由SEQ ID NO:457、SEQ ID NO:523、SEQ ID NO:529 和 SEQ ID NO:535 表示的核酸的互補(bǔ)核酸； (iii)編碼POZ-樣多肽的核酸，所述POZ-樣多肽與SEQID NO:458、SEQ ID NO: 524,SEQ ID N0:530和SEQ ID NO:536表示的氨基酸序列的任一個(gè)具有以遞增優(yōu)選順序至少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% 的序列同一性，并且額外或備選地包含與SEQ ID N0:543至SEQ ID NO:551中給出的基序的任意一個(gè)或多個(gè)具有以遞增優(yōu)選順序至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99% 或更高序列同一性的一個(gè)或多個(gè)基序，并且進(jìn)一步優(yōu)選地相對于對照植物賦予增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀。
(iv)核酸分子,其與(i)至(iii)的核酸分子在聞度嚴(yán)格雜交條件下雜交，并優(yōu)選地相對于對照植物賦予增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀。
66.分離的多肽,其選自:(i)氨基酸序列，其由SEQ ID NO:458,SEQ ID NO:524,SEQ ID N0:530和SEQ ID NO:536的任何一個(gè)表示； (ii)氨基酸序列，其與SEQ ID NO:458, SEQ ID NO:524, SEQ ID N0:530 和 SEQ IDNO: 536表示的任一氨基酸序列具有以遞增優(yōu)選順序至少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%的序列同一性，并且額外或備選地包含與SEQ ID NO: 543至SEQID NO:551中給出的任意一個(gè)或多個(gè)基序具有以遞增優(yōu)選順序至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或更高序列同一性的一個(gè)或多個(gè)基序，并且進(jìn)一步優(yōu)選相對于對照植物賦予增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀； (iii)上文(i)或(ii) 中給出的任一氨基酸序列的衍生物。
全文摘要
本發(fā)明一般涉及分子生物學(xué)領(lǐng)域并涉及增強(qiáng)植物中多種在經(jīng)濟(jì)上重要的產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。更具體地，本發(fā)明涉及通過調(diào)節(jié)植物中編碼WI12-樣(WIL)多肽或SAWADEE-樣多肽或POZ-(痘病毒和鋅指)多肽的核酸的表達(dá)增強(qiáng)植物中產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還涉及具有編碼WIL多肽或SAWADEE-樣多肽或POZ-樣多肽的核酸的受調(diào)節(jié)表達(dá)的植物，所述植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還提供了可用于實(shí)施本發(fā)明方法的迄今未知的編碼WIL的核酸和包含所述編碼WIL的核酸的構(gòu)建體，以及迄今未知的編碼POZ-樣的核酸和包含所述編碼POZ-樣的核酸的構(gòu)建體。
文檔編號A01H5/00GK103154254SQ201180049992
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者Y·海茨費(fèi)爾德, C·勒佐, A·I·桑茲莫林納羅, S·范德納比利, K·布魯因希爾斯, V·弗蘭卡德 申請人:巴斯夫植物科學(xué)有限公司