使用铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶增加植物生长和产量制造技术

本文提供了用于改善植物生长的组合物和方法。也提供了用于表达感兴趣基因的表达构建体、包括铁氧还蛋白‑硫氧还蛋白还原酶蛋白的多肽和编码铁氧还蛋白‑硫氧还蛋白还原酶蛋白的多核苷酸，包含该表达构建体、多核苷酸和多肽的植物，和产生转基因植物的方法，该感兴趣基因的表达可改善农业性质，包括但不限于作物产量、生物和非生物胁迫耐受性、和早期活力。

Using ferredoxin thioredoxin reductase to increase plant growth and yield

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶增加植物生长和产量专利
本专利技术涉及通过在植物中表达铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶基因来增加植物生长和产量的组合物和方法。
技术介绍
持续增加的世界人口和日渐减少的农业可耕种土地供应推动开发具有增加的生物质和产量的植物。常规农作物和园艺改进手段采用选择性育种技术来鉴定具有所需特性的植物。然而，这种选择性育种技术具有几个缺陷，即，这些技术一般是费力的并且产生通常含有异源遗传组件的植物，这可能并不总是导致所需的性状从亲本植物传递下去。分子生物学的进展提供了精确改良植物种质的手段。植物遗传改造要求分离和操作遗传物质(一般是DNA或RNA的形式)并且随后在植物中导入该遗传物质。这种技术具有向作物或植物递送各种改善的经济、农业或园艺性状的能力。感兴趣的性状包括植物生物质和产量。产量通常定义为可测量的来自作物的有经济价值的产物。这可以量和/或质来定义。产量直接取决于几个因素，例如，器官的数量和尺寸、植物结构(例如，分枝数量)、种子产生、叶衰老等。根发育、营养摄入、胁迫耐受性、光合作用碳同化作用速率和早期活力也可能是决定产量的重要因素。因此，优化上述因素可有助于增加作物产量。种子产量的增加是特别重要的性状，因为许多植物的种子对于人和动物消耗而言是重要的。作物例如玉米、水稻、小麦、油菜和大豆占人类总热量摄入的超过一半，无论是通过直接消耗它们的种子还是通过消耗在经加工的种子上产生的肉制品。它们也是工业过程中使用的糖、油和许多种代谢物的来源。种子含有胚(新芽和根的来源)和胚乳(在萌发期间和幼苗的早期生长期间供胚生长的营养源)。种子的发育涉及许多基因，并且需要将代谢物从根、叶和茎转移到生长的种子中。尤其是胚乳，其吸收了糖、油和蛋白质的代谢前体并将它们合成为储存大分子以填充谷粒。植物生物质的增加对于饲料作物如苜蓿、青贮玉米和干草而言重要。许多基因参与有助于植物生长和发育的代谢途径。调节植物中一种或多种此类基因的表达可产生相对于对照植物具有改善的生长和发育的植物，但通常可产生相对于对照植物具有受损的生长和发育的植物。因此，需要改善植物生长和发育的方法。专利技术概述提供用于调节植物中基因表达的组合物和方法。所述方法增加植物生长，导致较高作物产量。此类方法包括增加感兴趣植物中至少一种铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶基因的表达。本专利技术还包括含有启动子的构建体，所述启动子驱动植物细胞中与铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶编码序列操作性连接的表达。组合物还包含具有增加的铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶序列表达的植物，植物种子，植物器官，植物细胞和其他植物部分。本专利技术包括可以用于增加植物中铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶基因表达的方法。所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶基因可以是天然序列，或者可以是对感兴趣植物异源的序列。本专利技术的实施方式包括：1.一种增加作物产量的方法，所述方法包括用至少一种铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列转化植物。2.如实施方式1所述的方法，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列包含SEQIDNO：1，或编码选自SEQIDNO：2和14-106的蛋白质。3.如实施方式1所述的方法，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列编码与选自SEQIDNO：2和14-106的序列具有至少80％，90％，95％，96％，97％，98％或99％序列相同性并且具有铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶功能的蛋白质。4.如实施方式1所述的方法，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列编码相对于选自SEQIDNO：2和14-106的序列具有至少80％，85％，90％，95％，96％，97％，98％或99％序列阳性并且具有铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶功能的蛋白质。5.一种植物，该植物基因组中稳定地纳入在植物中驱动表达的启动子，该启动子与铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列操作性地连接，其中所述启动子相对于所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列是异源的。6.如实施方式5所述的植物，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列包含SEQIDNO：1，或编码选自SEQIDNO：2和14-106的蛋白质。7.如实施方式5所述的植物，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列编码相对于选自SEQIDNO：2和14-106的序列具有至少80％，85％，90％，95％，96％，97％，98％或99％序列相同性并且具有铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶功能的蛋白质。8.如实施方式5所述的植物，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列编码相对于选自SEQIDNO：2和14-106的序列具有至少80％，85％，90％，95％，96％，97％，98％或99％序列阳性并且具有铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶功能的蛋白质。9.实施方式5-8中任一项所述植物的经转化的种子。10.如实施方式5-8中任一项所述的植物，其中所述植物是单子叶植物。11.如实施方式10所述的植物，其中所述植物来自玉米属(Zea)，稻属(Oryza)，小麦属(Triticum)，高粱属(Sorghum)，黑麦属(Secale)，椮属(Eleusine)，粟属(Setaria)，甘蔗属(Saccharum)，芒属(Miscanthus)，黍属(Panicum)，狼尾草属(Pennisetum)，大锥属(Megathyrsus)，椰子属(Cocos)，凤梨属(Ananas)，芭蕉属(Musa)，油棕属(Elaeis)，燕麦属(Avena)或大麦属(Hordeum)。12.如实施方式5-8中任一项所述的植物，其中所述植物是双子叶植物。13.如实施方式12所述的植物，其中所述植物来自大豆属(Glycine)，芸苔属(Brassica)，苜蓿属(Medicago)，向日葵属(Helianthus)，红花属(Carthamus)，烟草属(Nicotiana)，茄属(Solanum)，棉属(Gossypium)，番薯属(Ipomoea)，木薯属(Manihot)，咖啡属(Coffea)，柑橘属(Citrus)，可可属(Theobroma)，山茶属(Camellia)，鳄梨属(Persea)，榕属(Ficus)，番石榴属(Psidium)，芒果属(Mangifera)，油橄榄属(Olea)，番木瓜属(Carica)，腰果属(Anacardium)，澳洲坚果属(Macadamia)，李属(Prunus)，甜菜属(Beta)，杨属(Populus)或桉属(Eucalyptus)。14.如实施方式5-8中任一项所述的植物，其中所述植物相对于对照植物表现出增加的生长。15.如实施方式5-8中任一项所述的植物，其中所述植物相对于对照植物表现出增加的生物量产量。16.如实施方式5-8中任一项所述的植物，其中所述植物相对于对照植物表现出增加的种子产量。17.如实施方式1-4中任一项所述的方法，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列由发育调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增加作物产量的方法，所述方法包括用至少一种铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列转化植物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170713 US 62/532,0851.一种增加作物产量的方法，所述方法包括用至少一种铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列转化植物。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列包含SEQIDNO：1，或编码选自SEQIDNO：2和14-106的蛋白质。


3.一种植物，该植物基因组中稳定地纳入在植物中驱动表达的启动子，该启动子与铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列操作性地连接，其中所述启动子相对于所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列是异源的。


4.如权利要求3所述的植物，其中所述铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶蛋白编码序列包含SEQIDNO：1，或编码选自SEQIDNO：2和14-106的蛋白质。


5.如权利要求3-4中任一项所述植物的经转化的种子。


6.如权利要求3或4所述的植物，其中所述植物是单子叶植物。


7.如权利要求3或4所述的植物，其中所述植物是双子叶植物。


8.如权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·贝其曼，
申请(专利权)人：本森希尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US