编码FASCIATED EAR3(FEA3)的核苷酸序列及其使用方法技术

本发明专利技术提供了用于调节茎端分生组织尺寸的方法和组合物。提供了用于调节fea3序列在宿主植物或植物细胞中的表达以调节诸如改变的尺寸和器官(包括植物种子)数的农学特性的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了用于调节茎端分生组织尺寸的方法和组合物。提供了用于调节fea3序列在宿主植物或植物细胞中的表达以调节诸如改变的尺寸和器官(包括植物种子)数的农学特性的方法。【专利说明】编码FASCIATED EAR3(FEA3)的核苷酸序列及其使用方法相关申请的交叉引用本申请要求提交于2012年3月14日的美国临时申请61/610645和提交于2013年I月11日的美国临时申请61/751326的权益，每个申请全部内容以引用方式并入本文。
本专利技术涉及植物基因操纵领域，尤其是植物中基因活性和发育的操纵。
技术介绍
叶和产生分枝与花的腋生分生组织以规则型式起始于茎端分生组织(SAM)。茎端分生组织顶端的细胞用作干细胞，其分裂以连续置换子细胞至周围区域，其中它们进入分化的叶或花原基。分生组织从而能够在发育期间通过平衡细胞增殖与细胞进入新的原基来调节它们的大小。SAM提供植物体的所有地上部分。干细胞调节的中心概念通过CLAVATA/WUSCHEL(CLV/WUS)基因的信号途径是已知的。在拟南芥(Arabidopsis)中的CLV1、CLV2、或CLV3活性损失引起未分化细胞在茎顶端的积聚，指示CLV基因一起促进干细胞及时转移到分化途径中，或抑制干细胞分裂，或以上两者(Fletcher等人，(1999)，Science 283:1911-1914 ;Taguchi_Sh1bara 等人，(2001), Genes and Development 15:2755-5766;Trotochaud 等人，(1999), Plant Cell 11:393-405 ;Merton 等人，(1954), Am.J.Bot.41:726-32 ；Szymkowiak 等人，(1992), Plant Cell 4:1089-100 ；Yamamoto 等人，(2000)，B1chim.B1phys.Acta.1491:333-40)。CLVl 的玉米直系同源物是 TDl (Bommert 等人，(2005) Development 132:1235-1245)。CLV2 的玉米直系同源物是 FEA2 (Taguch1-Sh1bara等人，(2001) Genes Dev.65 15:2755-2766)。期望能够控制苗和花分生组织的尺寸和外观，从而提供提高的叶、花、和果实的产量。因此，本专利技术的目的是为了提供用于调节分生组织发育的新型方法和组合物。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术提供产生具有下降的内源fea3表达的转基因植物的方法，该方法包括以下步骤:(a)将重组构建体引入到可再生的植物细胞中，所述重组构建体包含可操作地连接至启动子的多核苷酸序列，其中多核苷酸序列的表达降低内源fea3的表达；(b)在步骤(a)之后，由可再生的植物细胞再生出转基因植物，其中转基因植物在其基因组中包含重组DNA构建体；以及(C)选择(b)的转基因植物，其中该转基因植物包含重组DNA构建体且在与不包含该重组DNA构建体的对照植物进行比较时表现出下降的fea3表达。 在另一个实施例中，本专利技术提供产生具有下降的内源fea3表达的转基因植物的方法，该方法包括以下步骤:(a)将重组DNA构建体引入到可再生的植物细胞中，所述重组DNA构建体包含以有义或反义取向可操作地连接至在植物中有功能的启动子的分离的多核苷酸，其中多核苷酸包含:(i) SEQ ID NO:1、2或4的核苷酸序列；(ii)基于Clustal W比对方法，在与SEQ ID NO:1、2或4进行比较时具有至少90%的序列同一性的核苷酸序列； (iii)SEQ ID NO: 1、2或4的至少100个连续的核苷酸的核苷酸序列；(iv)能够在严格条件下与(i)的核苷酸序列杂交的核苷酸序列；或(V)经修饰的植物miRNA前体，其中该前体已经经修饰以用设计用于产生指向SEQ ID NO:1、2或4的miRNA的序列替换miRNA编码区；(b)在步骤(a)之后，由所述可再生的植物细胞再生出转基因植物，其中所述转基因植物在其基因组中包含所述重组DNA构建体；以及(c)选择(b)的转基因植物，其中该转基因植物包含重组DNA构建体且在与不包含该重组DNA构建体的对照植物进行比较时表现出下降的fea3表达。 本专利技术的一个实施例是产生具有改变的农学特性的转基因植物的方法，该方法包括以下步骤:(a)将重组DNA构建体引入到可再生的植物细胞中，所述重组DNA构建体包含可操作地连接至至少一个调控序列的分离的多核苷酸，其中多核苷酸编码多肽的片段或变体，基于Clustal W比对方法，该多肽具有的氨基酸序列在与SEQ ID NO:3或5进行比较时具有至少80%的序列同一性，其中片段或变体赋予在可再生的植物细胞中的显性负表型；(b)在步骤(a)之后，由所述可再生的植物细胞再生出转基因植物，其中所述转基因植物在其基因组中包含所述重组DNA构建体；以及(c)选择(b)的转基因植物，其中转基因植物包含重组DNA构建体且在与不包含重组DNA构建体的对照植物进行比较时表现出至少一种选自下列的农学特性的改变:穗分生组织尺寸、籽粒行数、叶数、花序数、在花序内的分枝、花数、果实数、种子数、根分枝、根生物量、根倒伏、生物量和产量。 本专利技术的另一个实施例是上述方法，其中部分(a)的多肽在具有fea3突变体基因型的植物品系中的表达能够部分或全部恢复野生型表型。 本专利技术的一个实施例是鉴定fea3的较弱等位基因的方法，该方法包括以下步骤:(a)对突变体玉米植物的群体进行基因筛选；(b)鉴定表现出比fea3无效植物更弱的fea3表型的一个或多个突变体玉米植物；以及(c)从具有更弱的fea3表型的突变体玉米植物中鉴定弱fea3等位基因。 本专利技术的一个实施例是鉴定fea3的较弱等位基因的方法，该方法包括以下步骤:(a)使用SEQ ID NO:1、2或4进行基因改组；(b)将来自步骤(a)的经改组的序列转化到可再生的植物细胞的群体中；(c)由步骤(b)的经转化的可再生的植物细胞的群体再生出经转化的植物的群体；(d)针对弱fea3表型，筛选来自步骤(C)的经转化的植物的群体；以及(e)从表现出弱fea3表型的经转化的植物中鉴定弱fea3等位基因。 本专利技术的一个实施例是其中内源fea3基因表达相对于对照植物被抑制的植物。本专利技术的另一个实施例是制备所述植物的方法，该方法包括以下步骤:(a)向内源fea3基因中引入突变；以及(b)检测该突变，其中该突变对于抑制内源fea3基因的表达是有效的。在一个实施例中，(a)和(b)的步骤是使用定向诱导基因组局部突变(TILLING)方法来完成的。在实施例中，该突变是位点特异性突变。 本专利技术的一个实施例是表现出相对于野生型植物更弱的fea3表型的植物。另一个实施例是制备所述植物的方法，其中该方法包括以下步骤:(a)将转座子引入到包含内源fea3基因的种质中；(b)获取步骤(a)的种质的子代；(c)以及鉴定步骤(b)的子代植物，其中转座子已经插入到内源FEA3基因，并且观察到fea3表达的降低。步骤(a)还可包括通过转化来将转座子引入到种质的可再生的植物细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生具有下降的内源fea3表达的转基因植物的方法，所述方法包括：a.将重组构建体引入到可再生的植物细胞中，所述重组构建体包含可操作地连接至启动子的多核苷酸，其中所述多核苷酸序列的表达降低内源fea3的表达；b.在步骤(a)之后，由所述可再生的植物细胞再生出转基因植物，其中所述转基因植物在其基因组中包含所述重组DNA构建体；以及c.选择(b)的转基因植物，其中所述转基因植物包含所述重组构建体且在与不包含所述重组DNA构建体的对照植物进行比较时表现出下降的fea3表达。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SM艾伦，DP贾克森，BI杰，M科马特苏，YK李，H萨凯，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，冷泉港实验室，
类型：发明
国别省市：美国;US