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:7153962 阅读:246 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,并涉及在植物中增强多种经济上重要的产量相关性状的方法。更具体地,本发明专利技术涉及通过调节编码bHLH9(碱性-螺旋-环-螺旋组9)多肽的核酸在植物中的表达而增强植物的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bHLH9多肽之核酸的表达的植物,所述植物相对于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实施本发明专利技术方法的迄今未知的BHLH-9编码核酸以及包含该核酸的构建体。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IMB1(吸涨作用可诱导的蛋白1)多肽之核酸在植物中的表达来改善多种植物生长特征的方法。本发明专利技术还涉及调节了编码IMB1多肽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改善的生长特征。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。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PCD样(蝶呤4-α-甲醇胺脱水酶-样)多肽之核酸在植物中的表达来改善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PCD样多肽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改善的生长特征。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。此外,本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域,并涉及通过增加编码2型假响应调节子(PRR2)多肽之核酸序列在植物中的表达来增加多种植物产量相关性状的方法。本发明专利技术还涉及具有增加的编码PRR2多肽之核酸序列的表达的植物,所述植物相对于对照植物而言具有增加的产量相关性状。本发明专利技术还涉及核酸序列,含有所述核酸序列的核酸构建体、载体和植物。

【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,并涉及在植物中增强多种经济上重要的产量相关性状的方法。更具体地,本专利技术渉及通过调节编码bHLH9 (碱件-螺旋-环-螺旋组9) 多肽的核酸在植物中的表达而增强植物的产量相关性状的方法。本专利技术还涉及具有调节了编码之核酸的表达的植物,所述植物相对于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实施本专利技术方法的迄今为止未知的BHLH-9编码核酸以及包含该核酸的构建体。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IMBl (吸涨作用可诱导的蛋白1,Imbibition-inducible 1)多肽之核酸在植物中的表达来改善多种植物生长特征的方法。本专利技术还涉及调节了编码IMBl多肽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改善的生长特征。本专利技术还提供可用于本专利技术的方法的构建体。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P⑶样(蝶呤 4-α-甲醇胺脱水酶-样)蛋白之核酸序列在植物中的表达来改善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PCD样蛋白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改善的生长特征。本专利技术还提供可用于本专利技术的方法的构建体。此外,本专利技术一般地渉及分子牛物学领域,并渉及通过增加编码2型假响应调节 i(nseudo response regulator type 2,PRR2)多肽之核酸序列在植物中的表达来增加多种植物产量相关性状的方法。本专利技术还涉及具有增加的编码PRR2多肽之核酸序列的表达的植物,所述植物相对于对照植物而言具有增加的产量相关性状。本专利技术还涉及核酸序列, 含有所述核酸序列的核酸构建体、载体和植物。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。植物生物量为饲料作物如苜蓿、青贮谷物和干草的产量。在谷物作物中使用产量的许多替代参数。其中首要的是估算植物大小。根据物种以及发育阶段的不同,可以通过许多方法测量植物大小,但是包括植物总干重、地上干重、地上鲜重、叶面积、茎体积、植物高度、莲座(rosette)直径、叶长、根长、根生物量、分蘖数和叶数。许多物种在给定的发育阶段维持植物不同部分大小间的保守比。利用这些异速生长关系而对这些有关大小的测量结果进行由此及彼的外推(如Tittonell等2005Agric Ecosys & Environ 105 213)。早期发育阶段的植物大小通常将与晚期发育阶段的植物大小有关。具有更大叶面积的较大植物通常能够比较小的植物吸收更多的光和二氧化碳,因此很可能在同期增重更多 (Fasoula & Tollenaar 2005 Maydica 50:39)。除了植物所具有的最初达到较大大小的微环境或遗传优势的潜在延续,此为其附加效应。植物大小和生长速率存在着强遗传组分 (如ter Steege等2005Plant Physiology 139 1078),且迄今为止,种种多样化基因型植物在一种环境条件下的大小很可能与另一种环境条件下的大小有关(Hittalmani等2003 Theoretical Applied Genetics 107 :679)。以这种方式,使用标准环境作为田地中作物在不同时间和地点所遭遇的多样化动态环境的替代参数。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。收获指数为种子产量与地上干重的比值,其在许多环境条件下相对稳定,因此在植物大小和谷物产量之间通常能够获得比较稳固的相关性(如Rebetzke等2002 Crop Science 42:739)。这些过程固有地联系在一起,因为谷物生物量的大多数取决于植物叶和莲当前或C存的光合作用生产力(Gardener等1985 Physiology of Crop Plants. Iowa State University I^ress,第68_73页)。因此,对植物大小的选择,甚至是在发育早期阶段的选择,已经用作为未来潜在产量的指标(如Tittonell等,2005,Agric Ecosys & Environ 105 :213)。当测试遗传差异对胁迫耐性的影响时,温室或植物培养室环境与田地相比具有固有的优势即能够使土壤性能、温度、水和营养的可用性以及光强度标准化。不过,因缺乏风力或昆虫导致不良授粉,或由于空间不足以让成熟根或株冠生长等等,对产量造成的这些人工局限性会限制这些受控环境在测试产量差异中的应用。因此,在培养室或温室标准条件下测量早期发育阶段的植物大小,是提供潜在遗传产量优势指标的标准方法。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、O003)Planta 218:1-14)。非生物胁迫可以由干旱、盐度、极端温度、化学毒性、养分(大量元素和/或微量元素)过剩或者缺乏、辐射和氧化胁迫引起。改进植物对非生物胁迫耐受性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.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bHLH9(碱性-螺旋-环-螺旋组9)多肽的核酸在植物中的表达,其中所述bHLH9多肽包含以递增的优先顺序与SEQ ID NO:181至SEQ ID NO:268的任一序列,优选与SEQ ID NO:225具有至少80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%的序列同一性之HLH结构域(Pfam登录号:PF00010)。

【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:Y·海茨费尔德
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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