具有改善的生长特性的木本植物制造技术

本发明专利技术涉及用于产生与对应的未经基因修饰的野生型植物或木本植物相比具有改善的生长特性(在生物量和木材密度方面)的经基因修饰的木本植物的方法、木本植物或其一部分，所述方法包括改变木本植物细胞中多肽的表达水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的生长特性的木本植物
本专利技术涉及用于产生与对应的未经基因修饰的野生型植物或木本植物相比具有改善生长特性(在生物量(biomass)和木材质量方面)的经基因修饰的植物或木本植物的方法、植物或木本植物或者其一部分，所述方法包括改变植物或木本植物细胞中多肽的表达水平。
技术介绍
多年生植物(例如长寿命的树木和木本植物)具有与一年生植物(例如拟南芥属(Arabidopsis))显著不同的生活方式，因为多年生植物(例如树木)具有无限生长，而例如拟南芥属的植物则在植物开花时终止生长。多年生植物还可以在活跃生长期与休眠期之间循环。长寿命的树木和木本植物的生命周期与一年生作物显著不同，一年生作物常常将碳和氮转移到种子中。由于一年生作物与多年生植物(例如树木)之间的这些差异，在许多情况下，已经发现模式系统例如欧洲山杨×美洲山杨(Populustremula×tremuloides)是用于可靠地发现基因的优越系统，其可用于提高木本植物中的生物量产生。顶端分生组织处的植物生长导致一系列初生组织的发育以及茎和根的伸长。除了这种初生生长之外，树木经历次生生长并由形成层产生次生组织“木材”。这种次生生长提高了茎和根的周长。为了增强树木中的生物量产生，存在若干种可能需要改变的因素，例如不同的基因产物。对于提高的生长和生物量产生，高度、直径、茎体积和木材密度的增长是要追随的重要特征。鉴于需要提供能够在一系列不同的环境条件以及变化的环境条件中增强生长和生物量的多年生植物，则不断需要为植物提供使植物适应在这些条件下生长的不同遗传特性(包含不同组的活性基因)。通常来说，高产率植物可以通过以下产生：使不同的品系杂交，选择具有最佳生长特性的植物，其中可随后选择来自这些植物的种子并且可以进行新的杂交。在这个过程中，可以鉴定出具有较好生长特性的植物。树木和木本植物的一个问题在于它们在开花并可用于传统杂交之前需要到若干年树龄。这可以通过使用多种分子生物学技术来克服。本专利技术描述了如何可以改变一组基因的表达以产生转基因木本植物，其与对应的未经基因修饰的野生型木本植物相比具有改善的生长特性、改善的生物量和更高的产率。专利技术概述本专利技术提供了用于产生与相同物种的对应的未经基因修饰的植物或木本植物相比具有提高的生物量和/或木材质量(木材密度和/或木材生物可降解性)的经基因修饰之植物或木本植物的方法，所述方法包括：(a)增强具有选自SEQIDNO.：2、28和38的氨基酸序列的至少一种多肽或其种间同源体(ortholog)的表达水平，和/或降低木本植物、木本植物细胞或其一部分中具有选自SEQIDNO.：58、74、88、98、106和128的氨基酸序列的至少一种多肽或者其种间同源体或种内同源体(paralog)的表达；(b)产生和/或选择与对应的未经基因修饰的木本植物相比具有提高的生物量和/或木材密度的木本植物、木本植物细胞或其一部分；以及(c)在允许木本植物发育的条件下培养所述木本植物、所述木本植物细胞或所述其一部分。在所述方法的一个实施方案中，所述至少一种多肽选自：(a)具有选自SEQIDNO：2、28、38、58、74、88、98、106和128的氨基酸序列的多肽；(b)具有SEQIDNO：2的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24和26的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性；(c)具有SEQIDNO：28的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：28、30、32、34和36的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性；(d)具有SEQIDNO：38的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：38、40、42、44、46、48、52、54和56的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性；(e)具有SEQIDNO：58的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：58、60、62、64、66、68、70和72的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性；(f)具有SEQIDNO：74的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：74、76、78、80、82、84和86的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性；(g)具有SEQIDNO：88的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：88、90、92、94和96的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性；(h)具有SEQIDNO：98的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：98、100、102和104的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性；(i)具有SEQIDNO：106的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：106、108、110、112、114、116、118、120、122、124和126的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性；以及(j)具有SEQIDNO：128的多肽的种间同源多肽，所述种间同源多肽与选自SEQIDNO：128、130、132、134、136和138的序列具有至少70％的氨基酸序列同一性。在所述方法的一个实施方案中，所述经基因修饰的木本植物是选自以下的硬木树(hardwoodtree)：金合欢树(acacia)、桉树(eucalyptus)、角树(hornbeam)、山毛榉(beech)、桃花心木(mahogany)、胡桃树(walnut)、橡树(oak)、白蜡树(ash)、柳树(willow)、山胡桃树(hickory)、桦树(birch)、栗树(chestnut)、杨树(poplar)、赤杨(alder)、山杨(aspen)、枫树(maple)、悬铃木(sycamore)、银杏树(ginkgo)、棕榈树(palmtree)和枫香树(sweetgum)。在所述方法的一个替代实施方案中，所述方法的经基因修饰的木本植物是选自以下的针叶树(conifer)：柏树(cypress)、道格拉斯冷杉(Douglasfir)、冷杉(fir)、红杉(sequoia)、铁杉(hemlock)、雪松(cedar)、杜松(juniper)、落叶松(larch)、松树(pine)、红杉(redwood)、云杉(spruce)和紫杉(yew)。在所述方法的一个实施方案中，所述方法的经基因修饰的植物是作物植物，例如甘蔗、南瓜、玉米(maize、corn)、小麦、水稻、大麦、黑麦、油菜、饲草(foragegrass)、甜菜、木薯、大豆、马铃薯和棉花。本专利技术提供了通过本专利技术的方法产生的经基因修饰的木本植物，其与相同物种的对应的未经基因修饰的木本植物相比具有提高的生物量和/或木材质量(木材密度和/或木材生物可降解性)。本专利技术还提供了与相同物种的对应的未经基因修饰的木本植物相比具有提高的生物量和/或木材密度的经基因修饰的木本植物，所述植物具有增强表达水平的具有选自SEQIDNO.：2、28和38的氨基酸序列的至少一种多肽或其种间同源体/种内同源体，和/或降低具有选自SEQIDNO.：58、74、88、98、106和128的氨基酸序列的至少一种多肽或种间同源体/种内同源体的表达。在一个实施方案中，所述经基因修饰的木本植物是选本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于产生与相同物种的对应的未经基因修饰的木本植物相比具有提高的生物量和/或木材密度的经基因修饰的木本植物的方法，所述方法包括：a)增强木本植物、木本植物细胞或其一部分中具有选自SEQ ID NO.：2、28和38的氨基酸序列的至少一种多肽或其种间同源体的表达水平，和/或降低木本植物、木本植物细胞或其一部分中具有选自SEQ ID NO.：58、74、88、98、106和128的氨基酸序列的至少一种多肽或者其种间同源体或种内同源体的表达；b)产生和/或选择与对应的未经基因修饰的木本植物相比具有提高的生物量和/或木材密度的木本植物、木本植物细胞或其一部分；以及c)在允许木本植物发育的条件下培养所述木本植物、所述木本植物细胞或所述其一部分.

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.29 DK PA2014708331.用于产生与相同物种的对应的未经基因修饰的木本植物相比具有提高的生物量和/或木材密度的经基因修饰的木本植物的方法，所述方法包括：a)增强木本植物、木本植物细胞或其一部分中具有选自SEQIDNO.：2、28和38的氨基酸序列的至少一种多肽或其种间同源体的表达水平，和/或降低木本植物、木本植物细胞或其一部分中具有选自SEQIDNO.：58、74、88、98、106和128的氨基酸序列的至少一种多肽或者其种间同源体或种内同源体的表达；b)产生和/或选择与对应的未经基因修饰的木本植物相比具有提高的生物量和/或木材密度的木本植物、木本植物细胞或其一部分；以及c)在允许木本植物发育的条件下培养所述木本植物、所述木本植物细胞或所述其一部分.2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：d)使所述经基因修饰的木本植物与其自身或其他木本植物自交或杂交以产生种子；以及e)由所述种子培养后代木本植物，其中所述后代木本植物具有提高的生物量和/或木材密度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种多肽选自：a)具有选自SEQIDNO.：2、28、38、58、74、88、98、106和128的氨基酸序列的多肽；b)具有SEQIDNO.：2之多肽的种间同源多肽，其中所述种间同源多肽的氨基酸序列与选自SEQIDNO：2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24和26的序列具有至少70％的序列同一性；c)具有SEQIDNO：28的多肽的种间同源多肽，其中所述种间同源多肽的氨基酸序列与选自SEQIDNO：28、30、32、34和36的序列具有至少70％的序列同一性；d)具有SEQIDNO：58的多肽的种间同源多肽，其中所述种间同源多肽的氨基酸序列与选自SEQIDNO：58、60、62、64、66、68、70和72的序列具有至少70％的序列同一性；e)具有SEQIDNO：74的多肽的种间同源多肽，其中所述种间同源多肽的氨基酸序列与选自SEQIDNO：74、76、78、80、82、84和86的序列具有至少70％的序列同一性；f)具有SEQIDNO：88的多肽的种间同源多肽，其中所述种间同源多肽的氨基酸序列与选自SEQIDNO：88、90、92、94和96的序列具有至少70％的序列同一性；g)具有SEQIDNO：98的多肽的种间同源多肽，其中所述种间同源多肽的氨基酸序列与选自SEQIDNO：98、100、102和104的序列具有至少70％的序列同一性；h)具有SEQIDNO：106的多肽的种间同源多肽，其中所述种间同源多肽的氨基酸序列与选自SEQIDNO：106、108、110、112、114、116、118、120、122、124和126的序列具有至少70％的序列同一性；以及i)具有SEQIDNO：128的多肽的种间同源多肽，其中所述种间同源多肽的氨基酸序列与选自SEQIDNO：128、130、132、134、136和138的序列具有至少70％的序列同一性。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述多肽由以下的任一种编码：a)具有选自SEQIDNO：1、27、37、57、73、87、97、105和127的核苷酸序列的核酸分子；b)具有选自SEQIDNO：1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65、67、69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95、97、99、101、103、105、107、109、110、113、115、117、119、121、123、125、127、129、131、133、135和137的核苷酸序列的核酸分子；以及c)在严格杂交条件下与(a)或(b)的任一种核酸分子杂交的多核酸。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中降低至少一种多肽的表达的步骤包括以下的至少一项：a)将编码核糖核酸序列的核酸分子引入到至少一个木本植物细胞中，所述核酸分子能够形成双链核糖核酸分子，其中所述双链核糖核酸分子的至少17个核苷酸的片段具有与SEQIDNO：57、73、87、97、105和127中任一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：芒努斯·赫茨贝里，卡琳·约翰松，大卫·约恩森，帕埃尔·琼森，利努斯·默勒，利夫·琼森，马达维·莱瑟·冈拉，里希凯希·巴勒劳，亚尔莫·施拉德尔，格兰·松德贝里，
申请(专利权)人：瑞典树木科技公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE