本发明专利技术涉及用于通过调节植物中编码PATL(PATELLIN)多肽，或PRP38(RNA加工因子前体38)，或ADA2(转录衔接头2)多肽的表达而增强植物产量相关性状的方法。本发明专利技术也涉及用于通过调节植物中GATA样多肽的核酸的表达而提高千粒重、种子总重量和/或饱满种子数的方法。本发明专利技术也涉及用于通过增加植物中编码WD40重复(WDR)23样多肽的核酸的表达而增强多种植物产量相关性状的方法。本发明专利技术也提供了在本发明专利技术方法中有用的迄今未知的PATL核酸和构建体。
【技术实现步骤摘要】
本申请为2008年11月26日提交的、专利技术名称为“”的PCT申请PCT/EP2008/066237的分案申请，所述PCT申请进入中国国家阶段的日期为2010年6月I日，申请号为200880118749.9。本专利技术总体上涉及分子生物学领域并涉及用于通过调节植物中编码PATL (PATELLIN)多肽或PRP38 (RNA加工因子前体38)或GATA样多肽或ADA2 (转录衔接头2)多肽或WDR23样多肽的核酸的表达而增强植物产量相关性状的方法。本专利技术也涉及具有编码PATL多肽或PRP38或GATA样或ADA2多肽或WDR23样的核酸的受调节表达的植物，所述植物相对于对 应野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本专利技术也提供了在本专利技术方法中有用的迄今未知的PATL或PRP38或GATA样或ADA2或DR23样核酸和构建体。在一个实施方案中，本专利技术还涉及用于通过调节编码GATA样多肽的核酸在植物中的表达来改善植物生长特征的方法。本专利技术还涉及具有编码GATA样多肽的核酸的受调节的表达的植物，所述植物相对于对应的野生型植物或其他对照植物具有改善的生长特征。本专利技术也提供了在本专利技术方法中有用的构建体。在另一个实施方案中，本专利技术还涉及用于通过增加编码WD40重复(WDR) 23样多肽的核酸序列在植物中的表达来增强各种植物产量相关性状的方法。本专利技术还涉及具有编码WD23样多肽的核酸的增加的表达的植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状。此外，本专利技术涉及编码具有上述植物产量增加活性的上述多肽的特定核酸序列、包含所述核酸序列的核酸构建体、载体和植物。持续增长的世界人口和农业用可耕地供应萎缩刺激了有关提高农业效率的研究。常规的作物及园艺学改良手段利用选择育种技术以鉴定具有受欢迎特征的植物。然而，此类选择育种技术具有几个缺陷，即这些技术一般耗费很多劳动并且产生这样的植物，其经常含有异源的遗传组分，其可能不总导致受欢迎性状从亲代植物传递下去。分子生物学进展已经允许人类改良动物及植物的种质。植物的遗传工程使得可以分离和操作遗传物质(一般处于DNA或RNA形式)并且随后导入该遗传物质至植物中。此类技术具有产生具备多种经济学、农学或园艺学改良性状的作物或植物的能力。具有特殊经济意义的性状是提高的产量。产量通常定义为来自作物的经济价值的可测量结果。该结果可以就数量和/或品质方面进行定义。产量直接取决于几个因素，例如器官的数目和大小、植物构造(例如枝的数目)、种子产生、叶衰老等。根发育、养分摄入、胁迫耐受性和早期生长势(early vigor)也可以是决定产量的重要因素。优化前述因素因而可以有助于提高作物产量。种子产量是特别重要的性状，因为许多植物的种子对人和动物营养是重要的。作物如谷物、稻、小麦、卡诺拉油菜和大豆占超过一半的人类总热量摄入，无论通过直接消费种子本身或通过消费基于加工的种子而产生的肉产品。作物也是糖、油及工业加工中所用许多类型代谢物的来源。种子含有胚(新枝条(shoot)和新根的起源)和胚乳(萌发期间和籽苗早期生长期间用于胚生长的养分来源)。种子发育涉及多种基因并且需要代谢物从根、叶和茎转移至正在生长的种子中。胚乳尤其同化糖类、油和蛋白质的代谢前体并且将它们合成为贮藏大分子以灌满籽粒。植物生物量是饲料作物如苜蓿、饲用谷物和干草的产量。产量的许多代用物已经用于谷物作物。它们当中主要是对植物尺寸的估计。植物尺寸可以根据物种和发育阶段以多种方式测量，不过包括总植物干重、地上部分干重、地上部分鲜重、叶面积、茎体积、植物高度、莲座丛直径、叶长度、根长度、根质量、分蘖数和叶数。许多物种维持在给定发育阶段上植物不同部分的尺寸之间的保守比率。这些异速增长关系用来从这些尺寸量值之一外推至另一种尺寸量值(例如 Tittonell 等，2005Agric Ecosys&Environl05:213)。在发育早期的植物尺寸一般与发育中稍后的植物尺寸相关。具有较大叶面积的较大植物通常可以比较小的植物吸收更多光线和二氧化碳并且因而可能会在相同的时段期间获得更大重量(Fasoula和Tollenaar2005Maydica50:39)。此外，这也是植物应当初始实现较大尺寸的微环境优势或遗传优势的潜在延续。存在针对植物尺寸和生长速率的强遗传组分(例如ter Steege等，2005Plant Physiologyl39:1078),并且因而对于一系列各异遗传表型，在一种环境条件下的植物尺寸很可能关联于另一种环境条件下的尺寸(Hittalmani等，2003Theoretical AppliedGeneticsl07:679)。以这种方式，使用标准环境作为作物在田间于不同位置及时间所遭遇的多样且动态环境的代用物。对于许多作物的另一个重要性状是早期生长势。改善早期生长势是现代稻育种计划在温带和热带稻品种方面的重要目标。长根对于水栽稻中正确土壤固定是重要的。在稻直接播种至被淹没田地的情况下，以及在植物必须从水中迅速萌发的情况下，较长的枝条与生长势相关。在实施条播的情况下，较长的中胚轴和胚芽鞘对良好出苗是重要的。将早期生长势A工改造到植物内的能力在农业中将是极重要的。例如，不良的早期生长势已经限制了基于玉米带种质(Corn Belt germplasm)在欧洲大西洋地区引种玉米(Zea mayesL.)杂种。收获指数即种子产量对地上部分干重的比率在许多环境条件下是相对稳定的并且因而可以经常获得植物尺寸与谷物产量之间的强相关(例如Rebetzke等，2002CropScience42:739)。这些过程是内在联系的，因为谷物生物量的主要部分取决于植物叶和莖的现有和储备光合生产率(Gardener 等，1985Physiology of Crop Plants.1owa StateUniversity Press,第68-73页)。因此,选择植物尺寸(甚至在发育的早期)已经用作未来潜在产能的指示物(例如Tittonell等，2005Agric Ecosys&Environl05:213)。当检验遗传差异对胁迫耐受性的影响时，使土壤属性、温度、水和养分有效性和光强度标准化的能力是温室或植物生长室环境与田间相比的固有优势。然而，产量因不良授粉所致的人为限制可能限制这些受控环境检验产量差异的用途，其中所述的不良授粉因缺少风和昆虫或成熟根或根冠生长的足够空间引起。因此，在标准化条件下在生长室或温室测量发育早期的植物尺寸是提供潜在遗传产量优势指示的标准操作。另一个重要性状是改良的非生物性胁迫耐受性。非生物性胁迫是世界范围作物损失的主要原因，对于大多数主要作物植物而言平均产量降低超过50% (Wang等，(2003)Planta218:1_14)。非生物性胁迫可以由干旱、盐度、极端温度、化学毒性养分、(大分子和/或微量元素)过量或匮乏、辐射和氧化胁迫引起。提高植物的非生物性胁迫耐受性能力将在世界范围对农民是巨大的经济优势并且将允许在不利条件期间及在本来不可能栽培作物的陆地上栽培作物。因而可以通过优化前述因素之一提高作物产量。取决于最终用途，对某些产量性状的改良可能优先于其它产量性状。例如对于应用如饲料或木材生产或生物燃料资源而言本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于相对于对照植物而言增强植物中产量相关性状的方法，其包括调节植物中编码选自以下的多肽的核酸的表达，a)GATA样多肽，其中所述GATA样多肽属于GATA转录因子亚家族II，并包含GATA结构域，或b)PRP38多肽和任选地选择具有增强的产量相关性状的植物。
【技术特征摘要】
2007.11.26 EP 07121546.1;2007.11.26 EP 07121565.1;1.用于相对于对照植物而言增强植物中产量相关性状的方法，其包括调节植物中编码选自以下的多肽的核酸的表达， a)GATA样多肽，其中所述GATA样多肽属于GATA转录因子亚家族II，并包含GATA结构域，或b)PRP38 多肽 和任选地选择具有增强的产量相关性状的植物。2.根据权利要求1的方法，其中所述的GATA样多肽包含一个或多个以下基序:(i)基序Ic:C(S/A/T) (D/E/N)CXT(T/S/A) (K/S)TP(L/M)WR(S/G/N)GP(SEQ ID NO:130)，(ii)基序2c:GPKSLCNACGIRX (R/K) K (SEQ ID NO:131)，(iii)基序3c: (A/S) (A/ff)X(L/C) (L/N) (M/L/V) (T/L/A) (L/D) (S/R) (SEQ ID NO:132)3.根据权利要求1或2的方法其中所述受调节的表达通过在植物中引入并表达编码GATA样多肽的核酸实现。4.根据任一前述权利要求的方法，其中所述的编码GATA样多肽的核酸编码表A中所列的任一种蛋白质或是这种核酸的一部分或是能够与这种核酸杂交的核酸。5.根据任一前述权利要求的方法，其中所述的核酸序列编码表A中给出的任意蛋白质的直向同源物或旁系同源物。6.根据权利要求1至5任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状在非胁迫条件下获得。7.根据权利要求3至6任一项的方法，其中所述的核酸有效链接至组成型启动子，优选至GOS2启动子，最优选地至来自稻的GOS2启动子。8.根据任一前述权利要求的方法，其中所述的编码GATA样多肽的核酸是植物来源的，优选地来自双子叶植物，进一步优选地来自禾本科，更优选地来自稻属，最...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·I·桑兹莫林纳罗，C·勒佐，V·弗兰卡德，J·M·穆莱特萨洛尔特，R·S·萨洛姆，
申请(专利权)人：巴斯夫植物科学有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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