具有增强的产量相关性状的植物及其制备方法技术

本发明专利技术公开具有增强的产量相关性状的植物及其制备方法。本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域，涉及增强植物中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HSFA4或HSFA5(A4或A5类的热休克因子)多肽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经调节的HSFA4或HSFA5多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状。本发明专利技术还提供了可以用于实施本发明专利技术方法的包含所述核酸的构建体。此外，本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节编码寡肽转运蛋白(OPT4样)多肽的核酸在植物中的表达来增强多种产量相关性状的方法。本发明专利技术还涉及具有经调节的OPT4样多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本发明专利技术还提供可以用于本发明专利技术方法的构建体。本发明专利技术还提供迄今未知的OPT4样编码核酸、和可以用于实施本发明专利技术方法的包含所述核酸的构建体。此外，本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节编码叶间期2样(PLA2样)多肽的核酸在植物中的表达来增强多种产量相关性状的方法。本发明专利技术还涉及具有经调节的PLA2样多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本发明专利技术还提供了可以用于本发明专利技术方法的构建体。此外，本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节编码Wuschel相关同源框1样(WOX1样)多肽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经调节的WOX1样多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本发明专利技术还提供了可以用于本发明专利技术方法的构建体。

【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，涉及增强植物中多种经济上重要的产量相关性状的方法。更具体地，本专利技术涉及通过调节编码HSFA4或HSFA5 (A4或A5类的热休克因子)多肽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经调节的 HSFA4或HSFA5多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状。本专利技术还提供了可以用于实施本专利技术方法的包含所述核酸的构建体。此外，本专利技术一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节编码寡肽转运蛋白(0PT4 样)多肽的核酸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经调节的0PT4样多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本专利技术还提供了可以用于本专利技术方法的构建体。本专利技术还提供了迄今未知的0PT4样编码核酸、和可以用于实施本专利技术方法的包含所述核酸的构建体。此外，本专利技术一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节编码叶间期2样 (plastochron2-like,PLA2样)多肽的核酸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经调节的PLA2样多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本专利技术还提供了可以用于本专利技术方法的构建体。此外，本专利技术一般地涉及分子生物学领域，涉及通过调节编码mischel相关同源框1样(W0X1样)多肽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经调节的WOXl样多肽编码核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本专利技术还提供了可以用于本专利技术方法的构建体。
技术介绍
不断增长的世界人口和逐渐减少的农业可用耕地推动了提高农业效率研究之势。 传统的作物和园艺学改良方法利用选育技术来鉴定具有期望特征的植物。然而，此类选育技术有若干缺陷，即这些技术一般为劳动密集型的，而且产生的植物通常含有异质的遗传组分，这些异质的遗传组分可能不总是导致期望的性状自亲本植物传递。分子生物学的进展已经使人类能够修饰动物和植物的种质。植物遗传工程需要分离和操作遗传物质(一般为DNA或RNA的形式)以及随后将遗传物质引入植物。此类技术有能力输送具有多种改良的经济、农业或园艺性状的作物或植物。具有特别经济利益的性状是增加的产量。产量通常定义为作物的可测量的具有经济价值的产出。这可以以数量和/或质量的方式进行定义。产量直接取决于若干因素，例如器官的数量和大小、植物构造(例如，分枝的数量)、种子生产、叶子衰老等等。根的发育、 营养吸收、胁迫耐受性和早期活力也可以是决定产量的重要因素。因此优化上述因素可以促进作物产量的增加。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，或是通过对种子本身的直接消耗，或是通过对饲养自加工的种子的肉类产品的消耗。 它们也可以是工业加工中所用的糖类、油类和多类代谢物的来源。种子含有胚(新的枝条和根的来源)和胚乳(萌发期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。特别是胚乳可以同化糖类、油类和蛋白质的代谢前体，将其合成为贮存高分子，以充盈籽粒。对于饲料作物如苜蓿、青贮谷物和干草，植物生物量为产量。在粮食作物中，许多产量替代参数(proxy)被使用。其中主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，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、根质量、分蘖数和叶数。许多物种在给定的发育阶段在植物不同部分的大小之间维持保守的比例。利用这些比速增长关系可以从这些尺寸测量结果中的一个外推至另一个(如Tittonell等2005 Agric Ecosys & Environ 105 :213)。早期发育阶段时的植物大小通常将与发育后期的植物大小有关。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 & I^ollenaarfOOS Maydica 50:39)。这还不包括植物为最初实现该较大大小所已经具有的微环境或遗传优势的潜在延续。对于植物大小和生长速率，存在着强遗传组分(如ter Meege等2005 Plant Physiology 139 1078)，因此对于许多不同基因型，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)。由此，可以使用标准环境作为田间作物在不同地点和时间所遭遇到的多样动态环境的替代。对于许多作物而言，另一重要的性状是早期活力。提高早期活力是温带和热带稻类栽培种的现代稻类育种项目的重要目标。长根对于水栽稻的土壤锚固至关重要。在直接向涝地里播种稻米的情况下，以及在植物必须迅速透水出苗的情况下，较长的枝条均与活力有关。在进行条播的情况下，较长的中胚轴和胚芽鞘对于优良的出苗至关重要。改造植物早期活力的能力在农业上将具有极其重要的意义。例如，一直以来早期活力弱限制了在欧洲大西洋地区引入基于玉米带种质的玉米(玉蜀黍，ka mays L.)杂交种。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，因此在植物大小和粮食产量之间通常能够获得比较稳靠的相关性(例如Rebetzke等2002 Crop Science 42:739)。这些程序固有地联系在一起，因为大多数粮食生物量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 Press，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 & Environl05 213)。当测试遗传差异对胁迫耐受性的影响时，温室或植物培养室与田地相比具有固有的优势即能够使土壤性能、温度、水和养分可利用率以及光强度标准化。不过，因不良授粉(由缺乏风力或昆虫导致)或因空间不足以让成熟根或冠层生长等等而对产量造成的人为局限性，会限制这些受控环境在测试产量差异中的应用。因此，在培养室或温室中在标准条件下测量早期发育阶段的植物大小，是指示潜在遗传产量优势的标准方法。再一重要的性状为提高的非生物胁迫耐受性。非生物胁迫是全世界作物损失的主要原因，使大多数主要作物植物平均产量降低50%以上(Wang等，Planta (2003) 218 1-14)。非生物胁迫可以因为干旱、盐度、极端温度、化学毒性、营养物(大量元素和/或微量元素)的过剩或不足、辐射及氧化胁迫引起。提高非生物胁迫植物耐受性的能力将对全世界农场主带来重大的经济利益，并将使人们能够在否则将不可能进行作物栽培的地区和不利条件下进行作物栽培。因此通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于相对于对照植物增强植物的产量相关性状的方法，包括调节编码ＨＳＦＡ４或ＨＳＦＡ５多肽的核酸在植物中的表达，所述多肽包含按照递增的优选次序与（ｉ）ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：４７至ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：７０（ＤＮＡ结合结构域）；和（ｉｉ）ＳＥＱＩＤ　ＮＯ：７１至ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：９４（寡聚化结构域）；和（ｉｉｉ）ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：９５至ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１１８（活化ＡＨＡ基序）；和（ｉｖ）其中所述多肽是ＨＳＦＡ５多肽：ｉ．ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１１９至ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１２、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％或９９％的全序列同一性的结构域或基序。酸具有至少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％７（ＨＳＦ５Ａ基序Ｉ）；和／或ｉｉ．ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１２８至ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１３６（ＨＳＦ５Ａ基序ＩＩ）；和（ｖ）其中所述多肽是ＨＳＦ４Ａ多肽：ｉ．ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１３７至ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１５１（ＨＳＦ４Ａ基序Ｉ）所示的氨基...

【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，A·I·桑兹莫林纳罗，S·范德纳比利，C·勒佐，
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