提供了用于调节花器官发育、叶形成、向光性、顶端优势、果实发育、根发端和用于提高植物中产量的组合物和方法。所述组合物包括ＺｍＲＲ１０＿ｐ序列。本发明专利技术的组合物包含选自ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２及其变体和片段的氨基酸序列和核苷酸序列。在用于目的植物中表达的ＤＮＡ构建体中提供了编码ＺｍＲＲ１０＿ｐ的核苷酸序列，用来调节植物或植物部分中ＺｍＲＲ１０＿ｐ序列的水平。所述方法包括将包含本发明专利技术ＺｍＲＲ１０＿ｐ序列的异源多核苷酸导入植物或植物部分。能够提高或降低ＺｍＲＲ１０＿ｐ多肽的水平。此种方法可以用来提高植物中的产量；在一个实施方案中，所述方法用来提高谷类中的谷粒产量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
借助常规育种法的谷粒产量改善已经在玉米中几乎达到一个平台期。 随后自然要探索可能用来获得进一步产量提高的备选、非常规方法。由于 玉米中的收获指数已经在过去百年左右对谷粒产量选择的期间基本上保持 不变，产量改善已经因提高每单位土地面积的总生物量生产而实现 (Sinclair等人(1998) C印38:638-643; Duvick等人(1999) CW 尸 5Wewce 39:1622-1630 ; 和 Tollenaar 等人(1999) Oop Sc/ewce 39:1597-1604)。这种提高的总生物量已经通过增加植物密度实现，这导致 适应性表型变更，如叶片角减小和玉米穗状花序大小降^f氐，前者导致减少 对下部叶子的遮蔽并且后者可能提高收获指数(Duvick等人(1999) 39:1622-1630)。GARP是中等大小的基因家族分类，其包括玉米GOLDEN2 TF(Hall， L.N.，等人,(1988) GOLDEN 2: a novel transcriptional regulator of cellular differentiation in the maize leaf.尸/朋fCW/10:925-36)、拟南芥应答 调节基因(ARRs; Hwang, I H.C. Chen，和J. Sheen, (2002) Two-component signal transduction pathways in Arabidopsis.尸/ai^ jPA戸》/， 129:500-15以 及其中的参考文献)以及拟南芥磷酸盐饥饿应答基因1 (PHOSPHATE STARVATION RESPONSE1 ) (PHR1; Rubio， V.，等人，(2001) A conserved MYB transcription factor involved in phosphate starvation signaling both in vascular plants and in unicellular algae. Gewes1 Dev15:2122-33)。 ZmRR10—p (SEQ ID NO: 2)转录因子编码包含转录因子的 GARP类的激活结构域的部分蛋白质。全长蛋白质(SEQIDNO:4)编码 玉米B型应答调节基因，即ZmRR10B型应答调节基因，其是一类属于双 组分信号转导级联系统的应答调节基因。高等植物中的双组分信号转导级 联系统由组氨酸激酶、组氨酸磷酸转移酶和应答调节基因组成，它们一起 通过级联磷酸化过程起作用来将来自激素或环境的外部信号转导入细胞应 答。应答调节蛋白质通常由N-末端接受(receiver)结构域和C-末端输出 (output)结构域组成。前者通过其保守的天冬氨酸结构域的磷酸化来接受来 自组氨酸激酶或组氨酸磷酸转移酶蛋白质的信号，并且这一磷酸化状态触 发了通过输出结构域的细胞应答。在玉米的IO个已知的应答调节基因中， 七种是A型而三种是B型。A型应答调节基因如此分类，因为它们都被激 素——细胞分裂素所诱导。B型应答调节基因作用为转录调节子，因为它 们除了 N末端接受结构域之外，还在其C末端包含myb型DNA结合结构 域和激活结构域。作为B型应答调节基因，ZmRRlO在其N末端包含接受 结构域，其具有4个保守基序，使得该结构域的特征为包括保守的天冬氨 酸残基。ZmRRlO在其C末端还包含典型的myb类DNA结合结构域和推 定的激活结构域。在这些实例中使用的部分蛋白质包含全长ZmRRlO蛋白 质的C末端一半，并且编码推定的激活结构域但是缺乏DNA-结合结构域 和接受结构域。ZmRRlO—p克隆编码大约玉米RR10的C末端一半(氨基酸382-686 )， 其被认为包括转录激活结构域。在拟南芥中，已经证明了当与GAL4融合 时，ARR1和2的C末端部分(与玉米RR10基因相关)可以作用为激活 结构域(Sakai， H.， T. Aoyama,和A. Oka, (2000) Arabidopsis ARR1 and ARR2 response regulators operate as transcriptional activators. Haw尤/ 24:703-11 )。因此，本专利技术中的玉米克隆缺乏接受结构域(即磷酸盐受体 靶标含天冬氨酰的结构域)和B-基序(即5，-A/TjGAT[A/T〗-3，DNA结 合)，它们通常在B型ARR基因中发现。这一玉米部分应答调节基因(ZmRR10一p)在稻中的中等水平、組成型过表达导致了的总种子数量、总种子重量和收获指数的显著增加(20-25%)。在本领域中需要可以利用此类序列来调节植物中生长和产量的方法和 组合物。专利技术简述提供了用于调节花器官发育、叶形成、向光性、顶端优势、果实发育、 根发端和用于提高植物中产量的组合物和方法。所述组合物包含 ZmRR10—p序列。本专利技术的组合物包含选自SEQ ID NO: 1-16的#^, 列和核苷#列及其变体和片段。在用于目的植物中表达的DNA构建体中提供了编码ZmRR10—p的核 苷酸序列。还提供了包含本专利技术序列的表达盒、植物、植物细胞、植物部 分和种子。在具体的实施方案中，多核苷酸与组成型启动子有效连接。提供了用于调节植物或植物部分中ZmRR10一p序列的水平的方法。所 述方法包括将包含本专利技术的ZmRR10—p序列、信号接受结构域，MYB样 DNA结合结构域或ZmRR10一p序列的片段或变体的异源多核苷酸导入植 物或植物部分。ZmRR10_p多肽的水平可以被提高或降低。此方法可以用 来提高植物中的产量；在一个实施方案中，该方法用来提高谷类中的谷粒 产量。附图筒述附图说明图1提供了玉米B型应答调节因ZmRR8 (SEQ ID NO: 5)、 ZmRR9 (SEQ ID NO: 6)和ZmRR10的CLUSTAL X(1.83)多重序列比对。 ZmRR10_f (SEQ ID NO: 4)是全长蛋白质而ZmRR10—p (SEQ ID NO: 2) 是部分蛋白质。N末端接受结构域以灰色突出显示，具有保守的4个基序 (双下划线)和在基序上鉴定的它们的高度保守的元素。在磷酸化中涉及 的保守的天冬氨酸在比对上以黑体字母显示，在比对之下以星号。Myb DNA结合基序以下划线显示，鉴定的Myb基序中的保守的元素在比对上为黑斜体。(SEQ ID NO:7对应于ZmRRlO接受结构域，SEQ ID NO:8 对应于ZmRRlO Myb DNA结合结构域)。图2提供了来自玉米(Zea mays)、稻(C o^ s^/v附)(SEQ ID NO: 10)和拟南芥(/ir6/甴/w/s狄/,Vmfl) (SEQ ID NO: ll)的几个ZmRRlO—p 序列的比对。信号接受结构域是单下划线的，MYB样DNA结合结构域是 双下划线的，ZmRRlO—p序列是虛线下划线的。展示了共有信号接受结构 域(SEQIDNO:14) 、 MYB样DNA结合结构域(SEQIDNO:15)和对 应于ZmRRlO—p序列的共有激活结构域(SEQ ID NO: 16 )。专利技术详述现在将参考附图在下文中更充分地描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
分离的多核苷酸，其包含选自以下的核苷酸序列： （ａ）ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１中所示的核苷酸序列； （ｂ）编码ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２的氨基酸序列的核苷酸序列； （ｃ）与ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１具有至少９０％序列同一性的核苷酸序列，其中所述的 核苷酸序列编码具有ＺｍＲＲ１０＿ｐ蛋白活性的多肽； （ｄ）包含ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１的至少５０个连续核苷酸或其互补序列的核苷酸序列；和， （ｅ）编码与ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２具有至少８０％序列同一性的氨基酸序列的核苷酸序列，其中所述的核苷 酸序列编码具有ＺｍＲＲ１０＿ｐ蛋白活性的多肽。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-1 60/941,3001.分离的多核苷酸，其包含选自以下的核苷酸序列(a)SEQ ID NO1中所示的核苷酸序列；(b)编码SEQ ID NO2的氨基酸序列的核苷酸序列；(c)与SEQ ID NO1具有至少90％序列同一性的核苷酸序列，其中所述的核苷酸序列编码具有ZmRR10_p蛋白活性的多肽；(d)包含SEQ ID NO1的至少50个连续核苷酸或其互补序列的核苷酸序列；和，(e)编码与SEQ ID NO2具有至少80％序列同一性的氨基酸序列的核苷酸序列，其中所述的核苷酸序列编码具有ZmRR10_p蛋白活性的多肽。2. 表达盒，其包含权利要求1的多核苷酸。3. 权利要求2的表达盒，其中所述的多核苷酸与驱动在植物中表达的 启动子有效连接，优选地其中所述的多核苷酸与组成型启动子有效连接。4. 植物，其包含权利要求2或权利要求3的表达盒，优选地其中所述 的植物是单子叶植物，进一步优选地其中所述的单子叶植物是玉米、小麦、 稻、大麦、高粱或黑麦。5. 权利要求4的植物，其中所述的植物具有选自以下的多肽提高的水平(a) 包含SEQ ID NO: 2的^J^,列的多肽；(b) 与SEQ ID NO: 2具有至少卯％序列同一性的多肽，其中所述的 多肽具有ZmRRlO—p蛋白活性；和(c) 包含SEQ ID NO: 8中所示结构域的多肽。6. 权利要求4或5的植物，其中所述的植物具有选自以下的表型(a) 提高的总种子数；(b) 提高的总种子重量；(c) 提高的收获指数；和(d)增加的根生物量。7. 提高植物中多肽水平的方法，所述方法包括将权利要求2或权利要 求3的表达盒导入所述的植物。8. 权利要求7的方法，其中植物的产量提高。9. 权利要求7或8的方法，其中提高所述多肽的水平在植物中产生选 自以下的表型(a) 提高的总种子数； b) 提高的总种子重量；(c) 提高的收获指数；和(d) 增加的根生物量。10. 权利要求7至9中任一项所述的方法，其中所述的表达盒稳定地 整合到植物的基因组中，优选地其中所述的植物是单子叶植物，进一步优 选地其中所述的单子叶植物...
【专利技术属性】
技术研发人员：S西瓦桑卡，W布鲁斯，
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：BE[比利时]
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