通过调节AP2转录因子增加植物中的产量制造技术

本发明专利技术提供用于调节花器官发育、叶形成、趋光性、顶端优势、果实发育、根起始和用于增加植物中的产量的组合物和方法。所述组合物包含AP2转录因子序列。本发明专利技术的组合物包含选自SEQ?ID?NO：1-11的氨基酸序列和核苷酸序列以及它们的变体和片段。在DNA构建体中提供编码AP2转录因子的核苷酸序列以便在所关注的植物中表达，以调节植物或植物部分中的AP2转录因子序列的水平。所述方法包括向植物或植物部分引入包含本发明专利技术的AP2转录因子序列的异源多核苷酸。可增加或降低AP2转录因子多肽的水平。这种方法可用来增加植物中的产量；在一个实施方案中，所述方法用来增加谷类中的谷粒产量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及遗传学和分子生物学领域。更具体而言，本专利技术组合物和方法涉及在植物中调节转录和改善产量。
技术介绍
通过常规育种改进谷粒产量，在作物方面已几乎达到停滞不前的状态了。因此自然要探索一些能用来获得进一步的产量提升的备选非常规方法。技术发展继续进步以努力解决增加植物产量的需要，以便养活正在增长的世界人口。生物技术通过(例如)提供对干旱和昆虫侵扰具有增加的抗性的植物，在这方面努力中起着日益重要的作用。对于许多植物如玉米、水稻和大豆，种子提供了植物产品来源，包括谷粒并且可直接食用或加工成面粉、乳制品等等。对于其他植物，可食用的种子、根、茎、 叶、鳞茎和块茎提供了蔬菜来源。果实(其为植物的成熟繁殖体)也是重要的食物来源。因为许多食物直接或间接作为植物开花的结果而来，增加植物的开花效率和所产生的花的数目的方法可导致增加的产量。另外，在提供增加作物产量的手段的同时，这种工具还可用于观赏植物产业，从而提供例如增加植物产生的花的数目和/或大小的手段。几乎所有作物都可获益于对生长和发育特性的操纵。就这一点而论，导致矮杆植物的赤霉素的接收和信号转导中的突变已被描述为在许多作物中有利(第6，307，126号美国专利；第6，762，348号美国专利；第6，830，930号美国专利；第6，794，560号美国专利)。 在高产量、半矮秆小麦品种中尤其是这样，其中植株高度降低在增加每株植物的谷粒产量和较好秸秆强度方面是最有利的。较短、较强的秸秆大大减少了因为降雨和大风引起的倒伏或压平所造成的损失。此外伴随的收获指数增加明显，使更多的光合物质从营养生长组分转移至谷粒。本领域需要能采用这种序列来调节植物的收获指数和产量的方法和组合物。
技术实现思路
本专利技术的组合物和方法包含和采用涉及调节植物发育、形态和生理的AP2转录因子多肽和多核苷酸。所述组合物包含来自拟南芥属(Arabidopsis)和大豆(Glycine max)的AP2转录因子序列。本专利技术的组合物包含选自SEQ ID NO: 1-5的氨基酸序列和核苷酸序列以及它们的变体和片段。在DNA构建体中提供了编码AP2转录因子的核苷酸序列用于在所关注植物中表达。还提供了包含本专利技术的序列的表达盒、植物、植物细胞、植物部分和种子。在具体的实施方案中，该多核苷酸有效连接至组成型启动子。提供了用于调节植物或植物部分中的AP2转录因子序列的水平的方法。该方法包括向植物或植物部分引入包含本专利技术的AP2转录因子序列、AP2DNA结合结构域或AP2转录激活结构域的异源多核苷酸。可增加或降低AP2转录因子多肽的水平。这种方法可用来提高植物中的产量；在一个实施方案中，该方法用来提高作物中的谷粒产量。 附图说明图 1 提供了来自玉米(Zea mays)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativum)和金鱼草(Antirrhinum majus)的几种AP2转录因子序列的比对。AP2转录因子共有结构域用单下划线标出，多聚丝氨酸和多聚甘氨酸共有结构域用双下划线标出。图2.拟南芥属AP2和大豆AP2序列的比对。图3.表达处于组成型SCPl启动子的控制下的拟南芥属AP2基因(AT-AP2TF1)的植物转化载体。图4.表达处于组成型AT-UBQlO启动子的控制下的拟南芥属AP2基因(AT-AP2 TFl)的植物转化载体。图5.表达处于组成型SCPl启动子的控制下的大豆AP2基因(GM-AP2-2)的植物转化载体。图6.表达处于组成型AT-UBQlO启动子的控制下的大豆AP2基因(GM-AP2-2)的植物转化载体。图7.过表达AT-AP2的植物具有增加的花茎(bolt)数目和长角果数目。相对于非转基因野生型对照植物(C)示出了三种过表达AT-AP2基因的转基因植物(植物1-3)。图8.过表达AT-AP2的转基因拟南芥属中的花茎数目㈧和长角果数目⑶的增加。来自十二个Tl代转基因拟南芥品系和六个非转基因野生型对照植物的平均花茎数目示于分图A中。来自过表达AT-AP2的转基因系(四株植物)和非转基因系的长角果数目示于分图B中。具体实施例方式下文将结合附图更详细地描述本专利技术，附图中只显示了本专利技术的一些实施方案， 而非全部实施方案。确实，这些专利技术方案可以以许多不同的形式来体现，不应被认为局限于本文给出的实施方案；提供这些实施方案是为了使本公开内容能满足适用的法律要求。借助前面的描述和随附的附图中给出的教导，本专利技术所属领域的技术人员将会想到本专利技术的许多修改形式和其他实施方案。因此，应当了解，本专利技术不限于所公开的特定实施方案，并旨在将修改形式和其他实施方案包括在所附权利要求的范围内。虽然本文采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性含义使用而不出于限制目的。I.概论本专利技术提供了方法和组合物以促进花器官发育、根起始和产量，并用来调节植物中的叶形成、趋光性、顶端优势、果实发育等。本专利技术的组合物和方法通过调节植物中至少一种AP2转录因子多肽或具有本专利技术的AP2转录因子多肽的生物活性变体或片段的多肽的水平，来导致植物或作物产量的提高。II.组合物本专利技术的组合物包含涉及调节转录的AP2转录因子多核苷酸和多肽以及它们的变体和片段。AP2转录因子编码具有AP2结构域的植物蛋白。另外，用于向细胞核运输的核定位信号以及多聚丝氨酸和多聚甘氨酸结构域也存在于AP2蛋白中。所谓“对应于”意指对每个结构域所述及的氨基酸位置与所述及的序列标识号的氨基酸位置相关联，且包含这些结构域的多肽可通过用标准的比对方法将多肽与所述及的序列标识号进行比对来找到。本专利技术的AP2转录因子序列可充当效应子基因或调控子的转录的激活子或抑制子。尽管不受任何机理的理论束缚，但还是认为AP2转录因子可控制对产量形成结构 (yield forming structure)如花或花枝的确立重要的植物发育的方面。AP2转录因子以十分低的水平表达并且可通过MPPSS分析(MPSS profiling)检测。低的AP2表达水平表明，其编码受到严格调控的控制因子并且AP2的异位表达导致具有改变的植物形态的植物，该改变的植物形态可积极影响植物产量。如本文所用，“AP2转录因子”或“AP2转录因子”序列包含编码具有AP2转录因子结构域或AP2转录因子结构域的生物活性变体或片段的多肽的多核苷酸。参见(例如) Jurata 禾口 Gill, (1997)Mol. Cell. Biol. 17 :5688_98 禾口 Franks 等人(2002)Development 129 :253-63。在一个实施方案中，本专利技术提供包含SEQ ID NO 2和4所示氨基酸序列以及它们的片段和变体的分离的AP2转录因子多肽。还提供的是包含SEQ ID N0:1所示核苷酸序列的多核苷酸和包含编码AP2结构域(SEQ IDNO 5)的多核苷酸的序列。本专利技术涵盖分离的或实质上纯化的多核苷酸或蛋白质组合物。“分离的”或“纯化的”多核苷酸或蛋白质或其生物活性部分，实质上或基本上不含通常在该多核苷酸或蛋白质的天然环境中存在的、与该多核苷酸或蛋白质相伴随或相互作用的成分。因此，分离的或纯化的多核苷酸或蛋白质，当通过重组技术产生时实质上不含其他细胞物质或培养基，或者当通过化学法合成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：N·J·贝特，J·Y·聪，J·E·黑本，
申请(专利权)人：先锋国际良种公司，
类型：发明
国别省市：