本发明专利技术一般地涉及分子生物学领域并涉及用于通过调节编码GRP(生长相关蛋白)的核酸在植物中表达而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编码GRP的核酸的受调节表达的植物，其中所述植物相对于对应野生型植物或其他对照植物具有改良的生长特征。本发明专利技术还提供用于本发明专利技术方法中的构建体。GRP可以是如下蛋白之一：伸展蛋白受体样激酶(ERLK)、F-框WD40(FBXW)多肽、RAN-结合蛋白(RANBP)、金色2-样转录因子（GLK)、REVδ同源域亮氨酸拉链结构域多肽、CLE蛋白质和种子产量调节物蛋白质。
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2007年5月30日、专利技术名称为“”的中国专利申请200780028066.X(国际申请号 PCT/EP2007/055238)的分案申请。本专利技术一般地涉及分子生物学领域并涉及用于通过调节编码GRP(生长相关蛋白)的核酸在植物中表达而改进多种植物生长特征的方法。本专利技术还涉及具有编码GRP的核酸的受调节表达的植物，其中所述植物相对于对应野生型植物或其他对照植物具有改良的生长特征。本专利技术还提供用于本专利技术方法中的构建体。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良手段利用选择育种技术以鉴定具有期望特征的植物。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，其可能不总是导致从亲代植物中传递的所希望性状。分子生物学进展已经允许人类改良动物及植物的种质。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。此类技术具有给予作物或植物多种经济学、农学或园艺学改良性状的能力。具有特殊经济意义的性状是增加的产量。产量通常定义为来自作物的经济价值的可测量结果。该结果可以就数量和/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(例如枝条的数目)、种子产生、叶衰老等。根发育、养分摄入量、胁迫耐受性和早期萌发势(early vigor)也可以是决定产量的重要因素。优化前述因素因而可以对增加作物产量有贡献。种子产量是特别重要的性状，因为众多植物的种子对人与动物营养是重要的。作物如玉米、稻、小麦、卡拉诺油菜和大豆占超过一半的人类总热量摄入，无论通过直接消费种子本身或通过消费基于加工的种子而产生的肉产品。作物也是糖、油及工业加工中所用众多类型代谢物的来源。种子 含有胚(新苗和新根的起源)和胚乳(萌发期间及幼苗早期生长期间用于胚生长的营养来源)。种子发育涉及多种基因并且需要代谢物从根、叶和茎转移至正在生长的种子中。胚乳尤其同化糖类、油和蛋白质的代谢前体并且将它们合成为贮藏大分子以灌满籽粒。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品种上的重要目标。长根在水栽稻中对于正确土壤固定是重要的。在将稻直接播种至被淹没田地的情况下，以及在植物必须从水中迅速出苗的情况下，较长的茎与萌发势相关。在实施条播的情况下，较长的中胚轴和胚芽鞘对于良好出苗是重要的。将早期萌发势人工改造到植物内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种质(Corn Belt germplasm)的玉蜀黍(Zea mayes L.)杂种在欧洲大西洋地区的引种。另一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:l-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。提高植物对非生物胁迫耐受性的能力将在世界范围对农民是极大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良可能优先于其他产量性状。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希望的，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他参数，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调节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。现已发现可以通过调节编码GRP(目的生长相关蛋白)的核酸在植物中表达而改进植物中的多种生长特征。GRP可以是如下蛋白质之一:伸展蛋白受体样激酶(ERLK)、F-框WD40 (FBXff)多肽、RAN-结合蛋白(RANBP)、金色2-样转录因子(Golden2_likeTranscription Factor, GLK)、REV δ同源域亮氨酸拉链结构域多肽、CLE蛋白质和种子产量调节物(Seed Yield Regulator, SYR )蛋白质。
技术介绍
伸展蛋白受体样激酶受体样激酶(RLK)参与将胞外信号传递至细胞内。RLK蛋白质具有始于N-末端，带有被加工的分泌信号的模块结构、胞外结构域、单个跨膜结构域和胞质激酶结构域。动物受体样激酶大多具有酪氨酸激酶活性，而植物RLK通常具有Ser/Thr激酶特异性，或者有时候可能具有双重特异性。在动物中，大多数RLK作为生长因子受体起作用，而植物受体样激酶可能在多种过程中发挥功能，所述过程包括发育、激素感知或病原体反应。有关植物受体样激酶的发育功能如分生组织发育、花粉-雌蕊相互作用、激素信号传导、配子体发育、细胞形态发生和分化、器官形态、器官脱落和体细胞胚胎发生等的综述，由Becraft (Annu.Rev.Cell Dev.Biol.，18，163-192，2002)提供。或者，受体样激酶可以依据其胞外或胞内结构域的结构进行分类(Shiu和Bleecker, Proc.Natl.Acad.Sc1.美国 98，10763-10768，2001)。附图说明图1 给出概述。PERK RLK和ERLK具有富含脯氨酸的胞外结构域，该结构域具有一般用于伸展蛋白和富含羟脯氨酸的细胞壁蛋白质的基序。伸展蛋白是一组在植物细胞壁中发现的富含羟脯氨酸的糖蛋白。它们通常富含羟脯氨酸(Hyp)、丝氨酸，以及Val、Tyr、His和Lys的组合。伸展蛋白中典型的基序是SPx基序，其中X代表(羟)脯氨酸重复的数目，一般是2、3、4或更多。伸展蛋白最多可占细胞壁干重的20%。它们是高度糖基化的，可能反映了它们与细胞壁糖类的相互作用。它们的功能中对机械压力的应答是加强细胞壁(例如，在有害物攻击期间、风中植物弯曲期间等)。伸展蛋白基序也可在伸展蛋白受体样激酶的小组(例如拟南芥At5g56890基因)中发现。Shiu和Bleeker (2001)在拟南芥中鉴定了 5个家族成员；在稻和其他物种中发现了多个直向同源物(Shiu等，Plant Celll6, 1220-1234，2004)。然而伸展蛋白RLK尚未表征。F-框 TO40 多狀(FBXff)植物必须针对外部和内部的刺激调节它们的新陈代谢，以保证最佳生长。这些细胞过程中涉及的调节蛋白的水平常由蛋白酶解机制控制。在此方面，最重要的选择性蛋白质降解途径是依赖遍在蛋白的蛋白酶解途径。该途径在植物、动物和酵母中是保守的，它控制错折叠的多肽和短寿蛋白质的降解。后者是调控诸如防御反应和胁迫反应、细胞周期进展或信号传导的重要调控蛋白质。将要降解的蛋白质共价标记几个遍在蛋白单元。遍在蛋白化的蛋白质随后被26S的蛋白酶体识别，所述26S的蛋白酶体降解目标蛋白质但是再循环遍在蛋白单体。目标蛋白质的选择和随后的遍在蛋白化发生在不同的步骤中。涉及的三类蛋白质基于它们的连续作用，已被命名为El至E3。El酶，也称本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于相对于对照植物增加植物中非生物胁迫抗性的方法，其包括调节编码SYR多肽的核酸在植物中的表达，所述SYR多肽包含富含亮氨酸结构域，所述富含亮氨酸结构域的前面是保守的三肽基序1(SEQ ID NO:256、257、258或259中的一个)，后面是保守基序2(SEQ ID NO:260)，其中所述增加的非生物胁迫抗性是相对于对照植物增加的营养摄取效率。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·弗兰卡德，V·米隆诺弗，C·勒佐，
申请(专利权)人：克罗普迪塞恩股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE
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