改变种子表型的方法和组合物技术

本发明专利技术公开了表达胞嘧啶ＤＮＡ甲基转移酶并且可以用于赋予改变的种子表型，例如，种子重量增加的植物。还公开了这样的植物，其中内源胞嘧啶ＤＮＡ甲基转移酶的表达被抑制并且显示了改变的种子表型，例如种子重量的增加。还公开了适合于赋予这样的表型的核酸和多肽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及调节植物种子的表型的方法和材料。具体而言，本专利技术的特点是可以用于调节种子重量的核酸和植物。背景基因通常在生物，特别是生物的细胞的发育的过程中差异表达。可以将阐明和操控生物的暂时和空间基因表达图谱用于开发新的和被改善的生物产品。在大量影响生物的基因表达图谱的调节机制中，基因甲基化的调节具有重要的作用。在许多情形中，通过特定的核苷酸序列的位点特异性的甲基化或去甲基化来调节基因的甲基化。概述本专利技术包括在植物的雄性配子体特异性的细胞或雌性配子体特异性细胞中调节胞嘧啶DNA甲基转移酶相关的核酸的转录和/或翻译。当在杂交中将这样的植物用作亲本时，得到的种子具有改变的种子表型，例如增加的种子重量。因此，本专利技术的特点是用于产生种子的方法。在一个方面，这些方法包括允许第一植物对第二植物进行授粉。所述第一植物具有第一重组核酸构建体，其包含与有效增加胞嘧啶DNA甲基化水平的第一核酸序列可操作连接的雄性配子体组织特异性调节元件。第二植物具有第二重组核酸构建体，其包含与有效减少胞嘧啶DNA甲基化的水平的第二核酸序列可操作连接的雌性配子体组织特异性调节元件。在第二植物上发育的种子的平均种子重量与在相应的对照植物上发育的种子的平均种子重量相比，重量增加，所述相应的对照植物缺乏第二重组核酸构建体，并且被缺乏第一重组核酸构建体的相应对照植物进行授粉。与在对照植物上形成的种子的平均种子重量相比，这些种子可以具有至少10％更高(例如，10％到约50％更高)的平均种子重量。第一植物可以是近亲交配的(inbred)，杂交的，异质的种群，或人造的种群(synthetic population)。第一植物对于重组核酸构建体而言可以是杂合的，或是纯合的。类似地，第二植物可以是近亲交配的，杂交的，异质的种群，或人造的种群，并且对于重组核酸构建体而言可以是纯合的，或是杂合的。第一和第二植物可以是双子叶植物。第一重组核酸构建体的核酸序列可以编码胞嘧啶DNA甲基转移酶，在所述甲基转移酶中具有一定区域，所述区域具有在SEQ ID NO50中提出的共有序列。胞嘧啶DNA甲基转移酶可以与在SEQ ID NOS28，30，34，36，38，和40中提出的拟南芥(Arabidopsis)，桃，豌豆，胡萝卜，西红柿，或烟草的氨基酸序列之一具有50％或更多的序列同一性。第二重组核酸构建体的第二核酸序列可以被转录成干扰RNA或反义核酸。第一和第二植物可以是单子叶植物。第一重组核酸构建体的第一核酸序列可以编码胞嘧啶DNA甲基转移酶，其与在SEQ ID NOS44和46中显示的玉米或水稻胞嘧啶DNA甲基转移酶的氨基酸序列具有50％或更大的序列同一性(例如，70％，80，90％，或95％)。在另一方面，本专利技术的特点是用于产生种子的方法，所述方法包括容许第一植物给第二植物授粉的步骤。所述第一植物具有重组核酸构建体，其包含与有效减少胞嘧啶DNA甲基化水平的第一核酸序列可操作地连接的雄性配子体组织特异性调节元件。在第二植物上发育的种子的平均种子重量与在相应的第二植物上发育的种子的平均种子重量相比，重量减少，所述相应的第二植物被缺乏重组核酸构建体的相应第一植物进行授粉。在另一个方面，本专利技术的特点是用于产生种子的方法，其包含容许具有重组核酸构建体的植物的授粉，所述核酸构建体包括与有效减少胞嘧啶DNA甲基化水平的核酸序列可操作连接的雌性配子体组织特异性调节元件。授粉用缺乏重组核酸构建体的花粉进行。在所述植物上发育的种子的平均种子重量与在相应的植物上发育的种子的平均种子重量相比，重量增加，所述相应的植物缺乏重组核酸构建体，且被缺乏重组核酸构建体的植物授粉。被授粉的植物可以是双子叶植物或单子叶植物。雌性配子体组织特异性调节元件可以是，例如，拟南芥YP0102，YP0102a或YP0285启动子，SEQ ID NOS6，25，或22。可以将有效减少胞嘧啶DNA甲基化水平的核酸序列转录成干扰RNA或反义RNA，并且可以具有10个核苷酸到4,500个核苷酸的长度，并且可以与来自在SEQ ID NOS29，31，33，35，37，39，41中提出的拟南芥，桃，大豆，豌豆，胡萝卜，西红柿或烟草的核酸序列之一，或这些序列之一的互补序列具有70％或更大的序列同一性。这些核酸序列可以具有从20个核苷酸到1000个核苷酸的长度，与来自拟南芥，桃，豌豆，胡萝卜，西红柿或烟草的这些相同的核酸序列，或它们的补体之一具有80％或更大的序列同一性。备选地，核酸序列可以具有10个核苷酸到4,500个核苷酸的长度并且与在SEQ ID NOS43，45，47，49提出的小麦，玉米，水稻或苔类植物核酸序列之一，或这些序列之一的互补序列具有70％或更大的序列同一性。这些核酸序列可以具有20个核苷酸到1,000个核苷酸的长度，并且可以与来自玉米，水稻，小麦或苔类植物的这些相同的核酸序列，或它们的互补序列之一具有80％或更大的序列同一性。授粉可以以来自非转基因植物的花粉进行。本专利技术还以产生种子的方法为特征，所述方法包括容许具有重组核酸构建体的植物的授粉的步骤，所述核酸构建体包括与有效增加胞嘧啶DNA甲基化水平的核酸序列可操作地连接的雌性配子体组织特异性调节元件。授粉以缺乏重组核酸构建体的花粉进行。在该植物上发育的种子的平均种子重量比在相应的植物上发育的种子的平均种子重量减少，所述相应的植物缺乏重组核酸构建体，且被缺乏重组核酸构建体的植物进行授粉。本专利技术还以用于产生种子的方法为特征，所述方法包括容许第一植物给第二植物授粉的步骤。第一植物具有重组核酸构建体，所述核酸构建体包括与有效增加胞嘧啶DNA甲基化的水平的核酸序列可操作地连接的雄性配子体组织特异性调节元件。在第二植物上发育的种子的平均种子重量与在相应的植物上发育的种子的平均种子重量相比，重量增加，所述相应的植物被缺乏或不表达重组核酸构建体的植物授粉。第一和第二植物可以是双子叶植物或单子叶植物。有效增加胞嘧啶DNA甲基化水平的核酸序列可以编码胞嘧啶DNA甲基转移酶，所述甲基转移酶包括本文所述的共有多肽区域。本专利技术还以用于产生种子的方法为特征，所述方法包括容许在多种植物中进行授粉的步骤，所述植物包括多种第一植物。第一植物中的每种具有第一重组核酸构建体，所述核酸构建体包括与有效增加胞嘧啶DNA甲基化水平的核酸序列可操作连接的雄性配子体组织特异性调节元件，其中在授粉后在第一植物上发育的种子的平均种子重量与在相应的植物上发育的种子的平均种子重量相比，重量增加，所述相应的植物缺乏重组核酸构建体。所述授粉可以主要是自花授粉。多种第一植物可以是双子叶植物或单子叶植物。多种植物还可以包含多种第二植物。所述第二植物具有第二重组核酸构建体，其包括与有效减少胞嘧啶DNA甲基化水平的核酸序列可操作连接的雌性配子体组织特异性调节元件。在授粉后在第二植物上发育的种子具有的平均种子重量与在相应的植物上发育的种子的平均种子重量相比，重量增加，所述相应的植物缺乏重组核酸构建体。在被授粉的植物上发育的种子所具有的平均种子重量可以比在相应的植物上发育的种子的平均种子重量至少大10％，所述相应的植物缺乏重组核酸构建体。本专利技术还以转基因宿主细胞为特征，所述宿主细胞包括重组核酸构建体，所述核酸构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生种子的方法，所述方法包括容许第一植物给第二植物授粉的步骤，所述第一植物具有第一重组核酸构建体，所述第一重组核酸构建体包括与有效增加胞嘧啶ＤＮＡ甲基化水平的第一核酸序列可操作连接的雄性配子体组织特异性调节元件，所述第二植物具有第二重组核酸构建体，所述第二重组核酸构建体包括与有效减少胞嘧啶ＤＮＡ甲基化水平的第二核酸序列可操作连接的雌性配子体组织特异性调节元件，其中在所述第二植物上发育的种子具有的平均种子重量，与在相应的第二植物上发育的种子的平均种子重量相比，重量增加，所述相应的第二植物缺乏所述第二重组核酸构建体，并且被缺乏所述第一重组核酸构建体的相应的第一植物进行授粉。

【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：RI彭内尔，VD丹格，
申请(专利权)人：塞雷斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]