增强植物中胁迫耐受的组合物和方法技术

一种制备转基因植物的方法，其中与野生型植物相比，所述的转基因植物对胁迫的忍受性增强，该方法包括将一种包括选自由SEQ ID NO:2‑4、29、32和41‑47所组成的组的核苷序列的核酸导入到植物细胞以产生转基因植物细胞，从所述的转基因植物细胞再生转基因植物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Compositions and Methods for Enhancing Stress Tolerance in Plants

【技术实现步骤摘要】
增强植物中胁迫耐受的组合物和方法本申请是申请日为2002年5月31日，申请号为02814781.2的、专利技术名称和本专利技术相同的专利技术专利申请的分案申请。专利
本专利技术部分涉及新的植物法尼基转移酶α和β亚基聚核苷酸和多肽。同时包括在内的是表达新的聚核苷酸和多肽的转基因植物。本专利技术也包括具有从有意义或反义方向表达这些聚核苷酸得到的新的表现型的植物细胞，组织和植物。专利技术背景大多数较高等的植物在它们的生命循环的一些时期会遇到相对水含量至少暂时的降低，结果是，现在已经发展了许多脱水保护机制。但是，如果水缺乏的变化延长，对植物生长和发育的影响可能是长远的。由于干燥，寒冷或盐胁迫水含量降低可能无可挽回地损坏植物细胞，依次限制农业上植物的生长和作物的生产率。植物能应答干燥，盐度和寒冷的不利条件，带来各种形态和生理的变化。虽然我们对这些胁迫的植物耐受机制的理解是不完全的，植物激素脱落酸(ABA)是环境刺激和植物应答之间的基本介导物。ABA水平应答水缺陷而上升，外源应用ABA模拟了水胁迫诱导的许多应答。一旦ABA合成，就引起了叶子气孔的关闭，从而降低蒸腾作用导致的水损失。将ABA转导进细胞应答的基因的鉴定打开开发这些调节物增强作物种类中的脱水耐受性的可能性。原则上，这些ABA发信号基因可以与适当的控制元素结合，允许最佳的植物生长发育和生产。所以，不仅这些基因允许作物的遗传剪切抵抗暂时的环境胁迫，而且它们也应该拓宽了传统作物可以生长的环境。拟南芥突变体的最新的分离对ABA是超敏感的，已经显示也是对水饥渴条件可耐受的。ERA1已经鉴定为法尼基转移酶的β亚基。法尼基转移酶是杂二体酶，可以在底物靶序列上特异地添加法尼基磷酸成分。靶序列确定为存在于蛋白质的羧基末端的四个氨基酸序列，称为CaaX基序，其中“C”是半胱氨酸，“a”是任何脂肪族氨基酸，和“X”是任何氨基酸。α亚单位通常是两个异戊烯化酶，香叶基香叶基转移酶，具有不同的β亚基，在靶序列上加上了香叶基香叶基异戊烯基磷酸成分。异戊烯化是多步骤途径，包括CaaX位点的半胱氨酸的异戊烯化，-aaX三肽的裂解和异戊烯基半胱氨酸残基的甲基化。这些步骤中的每一个都可以代表异戊烯化过程的遗传操作的靶，产生需要的表现型如胁迫耐受。在植物中，异戊烯化已经与细胞循环控制，分生组织发育，和光激素信号转导连接，但是，异戊烯化，底物蛋白质或植物系统与哺乳动物和酵母系统类似的程度的细节只有少数是已知的。CaaX修饰的最大特征的底物是酵母的Ras和a因子蛋白质。虽然，虽然完成蛋白质的成熟有三步，但任何一步的去除或修改不一定导致靶生物活性的终止。如果-aaX三肽不裂解，但也不去除，一些蛋白质在法尼基化后保留了-aaX三肽那么Ras功能减弱了。这些观察可以是底物特异的，相反，有例子表明，一些蛋白质只有在适当并戊烯化后如调节过程，如哺乳动物中的分裂原应答，和酵母中的匹配信息素后才能完全发挥功能。在拟南芥菜中，不只600个蛋白质含有CaaX基序，表明了在许多细胞过程中通过异戊烯化的翻译后的修饰的作用。在拟南芥菜中，已经证明，法尼基转移酶的β亚基将导致ABA超敏感表现型。虽然仍然不清楚为什么没有法尼基转移酶的功能性β亚基的植物变得对ABA更敏感，但很明显，蛋白质异戊烯化参与了ABA敏感性的稳态的调节。ABA细胞应答的平衡，是否对ABA更敏感或更不敏感可能是受异戊烯化蛋白质的相对活性的调节的。本专利技术涉及法尼基转移酶(FT)亚基，α或β(FTA，FTB)改变法尼基转移酶表达和活性的操作。法尼基转移酶催化了法尼基化的第一步，其中在靶序列CaaX的半胱氨酸残基中加入15碳法尼基成分。包括在本专利技术中的是含有在适当调节序列的控制下的FTA或FTB序列的载体构建体，产生表现型如但不限于水胁迫耐受，增强的生物量积累，提高的产量或推迟的衰老。FTA亚基的操作也可以影响叶香基叶香基转移酶的活性并且，与这一操作相关的表现型是包括在本专利技术中的。专利技术概述本专利技术部分基于来自拟南芥(Arabidospsisthaliana)，欧洲油菜(Brassicanapus)，大豆(Glycinemax)和玉米(Zeamaize)的新法尼基转移酶核酸序列的发现。本文所述的核酸，聚核苷酸，蛋白质和多肽或其片段总称为FT核酸和多肽。因此，在一个方面，本专利技术提供了包括SEQIDNO：1，SEQIDNO：6，SEQIDNO：8，SEQIDNO：31，SEQIDNO：34，或SEQIDNO：37或其片段，同源物，类似物或衍生物的序列的分离核酸。核酸可以包括例如，编码至少与包括氨基酸序列SEQIDNO：5，SEQIDNO：7，或SEQIDNO：9，SEQIDNO：33，SEQIDNO：36或SEQIDNO：37的多肽有99％的同一性的多肽的核酸序列，编码与包括氨基酸序列SEQIDNO：5，SEQIDNO：7或SEQIDNO：9的氨基酸序列的多肽有85％的同一性的多肽的核酸序列，或编码与包括氨基酸序列SEQIDNO：33，SEQIDNO：36，或SEQIDNO：39的氨基酸序列的多肽有至少99％的同一性的核酸序列，该核酸序列可以是例如基因组DNA片段，或cDNA分子。本专利技术也包括SEQIDNO：2，3，4，29，30，32，35，38，40-57或58的核酸序列。同时包括在本专利技术中的是含有本文所述的一个或以上的核酸的载体，含有该载体的细胞或本文所述的核酸。在一些方面，FT核酸可操作地与启动子连接。启动子的例子包括构成性启动子(例如，35ScaMV，MuA)，ABA可诱导启动子(例如，RD29A)，组织特异启动子(例如，CUT1)，或保卫细胞特异启动子(例如，35S，MuA，和RD29A)。本专利技术也涉及用含有本文所述的任意核酸分子的载体转化宿主细胞。本专利技术也涉及用FT核酸或含有FT核酸的载体转化的植物和细胞。同时包括在本专利技术中的是种子，转化植物或细胞的子代。本专利技术也进一步涉及在突变体文库和基因筛选方案的产生中用FT核酸或含有FT核酸的载体额植物和细胞的利用。在其他方面，本专利技术包括基本纯化的FT多肽，例如，FT核酸和其片段，同源物，类似物和衍生物编码的任意FT多肽。仍然在其他方面，本专利技术提供了特异地结合FT多肽的抗体。抗体可以例如是单克隆或多克隆抗体，和其片段，同源物，类似物和衍生物。本专利技术也涉及结合本文所述的任意核酸分子编码的多肽上的表位的分离的抗体。本专利技术也包括生产转基因植物的方法，该转基因植物具有增强的胁迫抗性，如但不限于水缺乏，或生物量增大，产量增大；衰老推迟或在植物的一个或多个细胞中导入改变植物中的FT表达或活性的化合物。在一个方面，化合物是FT核酸。核酸可以例如是法尼基化或戊二烯化的抑制剂。或者，化合物是FT双链RNA抑制发夹核酸或FT反义核酸。本专利技术进一步提供了通过提供含有FT核酸的细胞，例如，包括FT核酸的载体，并且在足以表达核酸编码的FT多肽的条件下培养细胞来生产FT多肽的方法。然后，从细胞中回收表达的FT多肽。优选地，细胞产生了小的或非内源的FT多肽。细胞可以是例如原核细胞或真核细胞。本专利技术也涉及通过将样品与特异地结合多肽或核酸的化合物接触，和检测复合物的形成来鉴定样品中的FT多肽或核酸的方法。本专利技术进一步提供了通过将FT多肽与化合物接触，测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备干旱耐受植物的制备方法，包括（a）用包含抑制法尼基转移酶α表达或活性的核酸序列的载体转化植物、植物组织培养物或植物细胞，以获得具有降低的法尼基转移酶α表达或活性的转化植物、转化植物组织培养物或转化植物细胞，其中所述植物选自欧洲油菜(

【技术特征摘要】
2001.05.31 US 60/294766;2001.10.22 US 60/3489091.一种制备干旱耐受植物的制备方法，包括（a）用包含抑制法尼基转移酶α表达或活性的核酸序列的载体转化植物、植物组织培养物或植物细胞，以获得具有降低的法尼基转移酶α表达或活性的转化植物、转化植物组织培养物或转化植物细胞，其中所述植物选自欧洲油菜(Brassicanapus)、大豆(Glycinemax)、稻属(Oryza)、玉米(Zeamaize)和小麦属(Triticum)，并且其中所述植物组织培养物或植物细胞源自选自欧洲油菜、大豆、稻属、玉米和小麦属的植物；和（b）从转化的植物组织培养物或转化的植物细胞生长转化的植物或再生植物，其中产生干旱耐受植物。2.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亚帆，玛丽茜查利福克斯，王洋，蒙妮卡D库泽马，安吉拉P吉尔伊，
申请(专利权)人：波夫曼斯种植公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA