调节植物的发育转换过程制造技术

本发明专利技术涉及一种调节植物生长或发育的方法。本发明专利技术提供了一种用于调节植物发育转换的方法，包括在该植物或它的某些部分调节ＲＩＮＧ－Ｈ２蛋白或其功能性片段的表达。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种调节植物生长或发育的方法。除了短期环境因素如每天的昼夜节律以及水和养份的即时可获得性之外，长期环境因素如低温期间、湿度(缺乏)或白昼时间短，在许多植物的生命周期中也具有重要的作用。短期环境因素如环境光照对逐日的形态发生具有即时性作用(例如，在光照下生长的幼苗以短胚轴和张开的绿色子叶为特征，而在黑暗中生长的幼苗发黄，带有伸长的胚轴和关闭的子叶)，而长期环境因素常常决定或者影响植物在其发育过程中从一个阶段向另一个阶段的转换，特别是影响在其发育过程中处于发育间歇的植物。例如，在冬季气候温和地区的低温期间可影响植物转换过程的许多方面。典型的转换事件是茎伸长(抽苔)，并开始开花和形成果实(结果)，另一事件是被看作休眠种子突破性事件的发芽。某些植物种类为了诱导开花需要一个发育间歇，包括延长的低温期间以及/或者弱光照或短白昼，并且，在所谓的春化处理法中，对于许多植物传统的人工处理法(如强制催育)正广泛地被使用，以便促成早熟抽苔、开花和/或结果，或者为了获得具有市场吸引力的植物或植物的某些部分(幼苗，花或开花的植株，果实)，在否则将不可能天然地获得这样一种产品的季节促使植株，种子，幼苗或鳞茎早熟发芽。对于某些植物种类开花和茎伸长可在相同时间被诱导。另一些种类为了诱发我们将进一步称为抽苔过程的茎延伸，需要一个低温期间。对于这些种类，花诱导和形成过程在所需要的低温期间之前，这样，这两个过程被暂时分开了。还有受长期环境因素(例如低温或干旱)影响的另外几个过程是种子的静止期，休眠和发芽。这些长期环境因素或过程往往使植物的发育与其生长地的季节和/或气候条件同步，反映出在其中生长的特定植物或种类对各种条件的进化适应。郁金香是一个实例性品种，通过研究其抽苔过程被用作研究长期环境因素诱导的这些植物生长改变各个方面的模型。另一个常常涉及低温场合的过程是种子休眠。低温诱导的茎伸长可以被看作休眠突破的一种形式，而树芽的分层现象，春化作用和休眠突破也是由低温驱动的类似过程。在拟南芥(Arabidopsis)休眠种子的萌发过程中，除了需要冷却以便克服休眠之外，郁金香抽苔和此休眠种子萌发之间的另一些类似之处在于如下事实所有的器官都在保护性结构内形成，使其在脱离休眠之后能快速生长，贮备物质被储存在像器官的特化叶片中(例如，Arabidopsis以淀粉的形式储存在子叶中，而郁金香也是以淀粉的形式储存于鳞茎鳞片中)，并且在休眠期间含水很少。本专利技术提供了一种调节植物发育转换的方法，例如从而在发育间歇期提供了一个突破点，该方法基本上不依赖于如上面所论述的长期环境因素，因此提供了一种调节植物从一个发育阶段向另一个发育阶段转换的方法。特别是，提供了一种调节植物发育转换的方法，其中所述的转换包括萌芽，抽苔，开始开花或结果。在此我们实现分离了植物RING指的低温诱导表达产物，它是来自郁金香的亚类RING-H2蛋白，此蛋白与同发育调节剂相互作用的其它植物(如拟南芥)蛋白有同源性。此含意是该植物RING指或RING-H2蛋白的表达，如在此所显示的低温诱导的TGRING1表达，以将植物的ABI3同源物蛋白质水解为目标，从而终止发育间歇期，例如结束休眠或静止的状态，使此植物能够从一个发育阶段向另一个发育阶段突破(例如超越)并向其随后的发育阶段生长。虽然事实是，RING或RING-H2蛋白以前就已经被认为包含在遍在蛋白化(ubiquitination)或蛋白水解作用中，但是最初还没有证明这些蛋白质包含在植物发育变迁中。这点对于例如与如下事件有关的发育变迁是特别确实的发芽，分层化，抽苔，开始开花或结果，低温诱导的茎伸长，休眠突破，鳞茎诱发，开花定时。例如，Stoop-Myer等显示COP1的N-末端片段保留有它的部分功能性。他们指出，这种片段至少具有二个功能性结构域，RING结构域和卷曲螺旋结构域。但是，重要的是他们并没有将此保留的功能性归因于RING结构域，他们也没有对此结构域单独提议一种功能。McNellis等也显示COP1的N-末端片段保留有它的部分功能性。同样他们也指出，这样片段至少具有二个功能性结构域，RING结构域和卷曲螺旋结构域。同样他们也没有将此保留的功能性归因于RING结构域。McNellis等通过COP1的超量表达显示出它在光形态发生中的作用。他们指出，COP1至少具有三个功能性结构域，RING结构域，卷曲螺旋结构域和WD-40重复结构域。但是，重要的是他们没有将COP1的功能性归因于RING结构域，他们也没有对此结构域单独提议一种功能，Kurup等在他们的论文中表明，AIP2与拟南芥的发育调节剂ABI3有相互作用。他们没有认识到AIP2和其它RING-H2蛋白在发育转换中的作用，相反他们对AIP2提出了作为转录激活剂的作用。Freemont首先发表的论文提出，RING和RING-H2结构域在遍在蛋白化和蛋白水解确定目标中具有普遍性作用。他的论文主要集中于具有一个例外PRT1的动物系统发现的RING蛋白。拟南芥的PRT1蛋白显然包含在一种特别的途径，“N-末端规则”遍在蛋白化途径中。但是，不论在这篇论文中还是在Potuschak等的论文中，都没有关于为了在植物中获得一个发育变迁而将RING指或RING-H2蛋白用于控制发育调节剂的蛋白水平的任何论述。虽然事实是，RING或RING-H2蛋白以前就已经被认为包含在遍在蛋白化或蛋白水解作用中，但是最初还没有证明这些蛋白质包含在植物发育变迁中。这点对于例如与如下事件有关的发育变迁是特别确实的发芽分层，抽苔，开始开花或结果，低温诱导的茎伸长，休眠突破，鳞茎诱发，开花定时。Tamminen例证说明ABI3的异位表达可导致耐冷冻性改变。本专利技术提供通过使其作为蛋白水解或遍在蛋白化的靶标来控制ABI3或其它发育调节剂的蛋白水平，从而将RING或RING-H2蛋白用于植物的发育转换。Torii等的论文显示，拟南芥的CIP8蛋白与拟南芥的光形态发生调节剂COP1可相互作用。这种相互作用可归咎于COP1的RING结构域和CIP8的RING-H2结构域。但是，该论文没有指出或者提议在遍在蛋白化或蛋白水解作用中RING或RING-H2结构域的作用。它仅仅提出了作为蛋白质-蛋白质相互作用结构域的作用。具有理想的RING指或RING-H2基元序列的典型植物蛋白质可在图1A和B中找到，通过在其中显示的简单定位也可找到其它蛋白质。在优选的实施方案中，本专利技术提供了一种调节植物发育转换的方法，包括调节该植物或它的某些部分中RING指或RING-H2蛋白或者其功能性片段的表达，特别是在其中该转换包括发芽，分层化，抽苔，开始开花或结果时。如在此所公开的这样一种RING指或RING-H2蛋白，可导致对靶标蛋白(例如发育调节蛋白)的遍在蛋白化和/或蛋白水解作用，从而例如导致蛋白体介导的降解和除去所包含的该靶标蛋白(例如调节蛋白)，此靶标蛋白与从一个发育阶段向另一个发育阶段转换有关。在此使用的靶标蛋白是一种能够调节植物发育转换的蛋白质。在此所述的特定调节蛋白包括例如COP1，Hy5，FLC，FRIGIDA和LD。在此优选的是调控一种在拟南芥中通常被称为脱落酸-不敏感3(ABI3)的调节蛋白或其相似物。本专利技术提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调节植物发育转换的方法，包括调节该植物或其部分中ＲＩＮＧ指或ＲＩＮＧ－Ｈ２蛋白，或者其功能性片段的表达。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AD德贝尔，PL里特维尔德，
申请(专利权)人：特殊研究股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]