具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法技术

技术编号:7139861 阅读:202 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过调节编码MSR(甲硫氨酸亚砜还原酶)的核酸在植物中的表达来增强产量相关性状的方法。本发明专利技术还涉及具有调节了编码MSR之核酸的表达的植物,所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有增强的产量相关性状。本发明专利技术还提供可用于本发明专利技术的方法的构建体。此外,本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过调节编码烯醇化酶之核酸序列在植物中的表达来增强产量相关性状的方法。本发明专利技术还涉及调节了编码烯醇化酶之核酸序列的表达的植物,所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有增强的产量相关性状。本发明专利技术还提供可用于本发明专利技术的方法的构建体。此外,本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过调节编码ZAT样锌转运蛋白之核酸序列在植物中的表达来增强植物多种产量相关性状的方法。本发明专利技术还涉及具有调节了编码ZAT样锌转运蛋白之核酸序列的表达的植物,所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有增强的产量相关性状。本发明专利技术还提供可用于本发明专利技术的方法的构建体。此外,本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过调节编码6-PGDH(6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶)多肽之核酸序列在植物中的表达来改进多种植物生长特征的方法。本发明专利技术还涉及具有调节了编码6-PGDH多肽之核酸序列的表达的植物,所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有改进的生长特征。本发明专利技术还提供可用于本发明专利技术的方法的构建体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过调节编码MSR(甲硫氨酸亚砜还 原酶)的核酸在植物中的表达来增强产量相关性状的方法。本专利技术还涉及具有调节了编码 MSR之核酸的表达的植物,所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有增 强的产量相关性状。本专利技术还提供可用于本专利技术的方法的构建体。此外,本专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过调节编码烯醇化酶之核酸 序列在植物中的表达来增强量相关性状的方法。本专利技术还涉及调节了编码烯醇化酶之核酸 序列的表达的植物,所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有增强的产 量相关性状。本专利技术还提供可用于本专利技术的方法的构建体。此外,本专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过调节编码ZAT样锌转运蛋 白之核酸序列在植物中的表达来增强多种产量相关性状的方法。本专利技术还涉及具有调节了 编码ZAT样锌转运蛋白之核酸序列的表达的植物,所述植物相对于对应的野生型植物或其 它对照植物而言具有增强的产量相关性状。本专利技术还提供可用于本专利技术的方法的构建体。此外,本专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过调节编码6-POTH(6_磷酸 葡萄糖酸脱氢酶或6-磷酸葡糖酸脱氢酶)多肽之核酸序列在植物中的表达来改进多种植 物生长特征的方法。本专利技术还涉及具有调节了编码6-PGDH多肽之核酸序列的表达的植物, 所述植物相对于对应的野生型植物或其它对照植物而言具有改进的生长特征。本专利技术还提 供可用于本专利技术的方法的构建体。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增加农业效率的研究。 常规的作物及园艺学改进手段利用选择育种技术来鉴定具有受欢迎特性的植物。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 常含有异源性遗传组分,这可能不总是导致从亲代植物中传递所希望的性状。分子生物学 进展已经允许人类改进动物及植物的种质。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)并且随后引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、农学或园艺学改进性状的作物或植物的能力。具有特殊经济意义的性状是增加的产量。产量通常定义为作物产生的可测量的经 济价值。这可以就数量和/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、养分摄入量、胁迫耐 性和早期萌发势(early vigor)也可以是决定产量的重要因素。因此,优化前述因素可以 对增加作物产量有贡献。种子产量是特别重要的性状,这是因为许多植物的种子对于人类和动物营养而言 至关重要。诸如玉米、稻、小麦、芸苔(canola)和大豆等作物占人类总卡路里摄取量的一半 以上,不论是通过种子本身的直接消耗,还是通过由加工的种子所饲养的肉类产品的消耗。 它们也是工业加工所用的糖类、油类和多类代谢物的来源。种子含有胚(新的苗和根的来 源)和胚乳(萌发和幼苗早期生长过程中胚生长的营养源)。种子的发育涉及许多基因,并 且需要代谢物自根、叶和茎转移至正在生长的种子。特别是胚乳,同化糖类、油类和蛋白质 的代谢前体,将其合成为贮存性高分子,以充盈籽粒。对于众多作物的另一个重要性状是早期萌发势。改进早期萌发势是现代稻育种计 划在温带和热带稻栽培品种上的一个重要目标。长根在水栽稻中对于正确土壤固着是重要 的。在将稻直接播种至涝田的情况下,以及在植物必须从水中迅速出苗的情况下,较长的苗 与萌发势相关。在实施条播(drill-seeding)的情况下,较长的中胚轴和胚芽鞘对于良好 的出苗是重要的。人工改造植物内早期萌发势的能力将在农业中是极其重要的。例如,不 良的早期萌发势已经限制了基于玉米带生殖质(Corn Belt germplasm)的玉米(Zea mayes L.)杂种在欧洲大西洋地区的引种。另一个重要性状是改进的非生物胁迫耐受性。非生物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降低平均产量超过50% (Wang等、 Planta(2003) 218 :1_14)。非生物胁迫可以由干旱、盐度、极端温度、化学毒性和氧化胁迫引 起。改进植物对非生物胁迫耐受性的能力将在世界范围对农民具有极大的经济优势并且会 允许在不利条件期间及在作物栽培否则是不可能的陆地上栽培作物。作物产量因而可以通过优化前述因素之一而增加。取决于最终用途,对某些产量性状的改进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,增加植物营养体部分可能是期望的,而对于应 用如面粉、淀粉或油生产而言,增加种子参数可能是尤其希望的。即便在种子参数当中,某 些参数可以更优先于其它参数,这取决于应用。多种机制可以对增加种子产量有贡献,无论 形式为增加的种子大小或是增加的种子数目。增加植物中产量(种子产量和/或生物量)的一种方法可以是通过修饰植物的内 在生长机制,如细胞周期或参与植物生长或参与防御机制的多种信号途径。关于MSR多肽,目前已发现可以通过调节植物中编码MSR(甲硫氨酸亚砜还原酶) 之核酸在植物中的表达,来改进植物中多种产量相关性状。关于烯醇化酶多肽,目前已发现可以通过调节植物中编码烯醇化酶之核酸在植物 中的表达,来改进植物中多种产量相关性状。关于ZAT样锌转运蛋白多肽,目前已发现可以通过调节植物中编码ZAT样锌转运 蛋白之核酸在植物中的表达,来增强植物中产量相关性状。
技术介绍
1、甲硫氨酸亚砜还原酶(Msr)氧对所有的好氧生物是关键的,但也可以具有许多有害影响。蛋白质或肽中的 甲硫氨酸残基的氧化已涉及人类中的一些严重的疾病,包括成人呼吸道窘迫综合症、类风 湿性关节炎、吸烟者肺气肿和阿尔兹海默氏症。目前有增加的证据说明氧化的甲硫氨酸 残基的酶促修复可能在从细菌至人类的生物体中发挥了关键的保护性作用(ElHassoimi Proc Natl Acad Sci USA. 1999 ;96 :887-892)。除了是蛋白质氧化破坏的最常见形式, 甲硫氨酸氧化成甲硫氨酸亚砜(MetSO)是独特的,通过酶肽-Met亚砜还原酶(MSR ;EC 1.8.4. 11)可以方便的逆转,提示MSR能够在体内修复氧化破坏的蛋白质(Brot等人,Anal Biochem. 1982b ;122 :291-294)。甲硫氨酸亚砜还原酶(Msr)家族包括两种单体酶,名为MsrA和MsrB,其还原肽中 的氧化的甲硫氨酸残基(肽-L-甲硫氨酸⑶-S-氧)。MsrA和MsrB表现出对亚砜特殊的立体选择性。对于保护细胞免受由Met残基硫原子氧化导致的胁迫,两种异构体都作出贡 献且是必需的,其通常以两种立体异构体的外消旋混合物存在。此外,MsrA和MsrB类型共享相同的化学反应机制,包括3个步骤(1)形成次磺 酸中间体,伴随释放1摩尔甲硫氨酸/摩尔酶;( 形成单体内二硫Msr键;然后C3)通过 硫氧还蛋白(Trx)还原氧化的Msr。两种Msr的活性位点都适合结合蛋白质-结合的甲 硫氨酸亚砜(MetSO),比游离的MetSO更有效率(Boschi-Muller等人,Biochim. Biophys. Acta(2005) ;1703 :231-238 ;Bos本文档来自技高网
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【技术保护点】
用于在植物中相对于对照植物增强产量相关性状的方法,包括调节编码MSR多肽的核酸在植物中的表达,其中所述MSR多肽以递增的优先顺序与本文表A1给出的任何多肽序列具有至少25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或更高的氨基酸序列同一性。

【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:A·I·桑兹莫林纳罗
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:DE

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