公开了多核苷酸，其能够提高经转化而含有此类多核苷酸的植物的产量。还提供了使用此类多核苷酸的方法和含有此类多核苷酸作为转基因的转基因植物和农产品，包括种子。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及转基因植物，其在特定植物组织和细胞器中过表达编码在脂代谢中有活性的多肽的分离的多核苷酸，由此提高所述植物的产量。
技术介绍
近年来，人口增长和气候变化已经将全球食物、饲料和燃料短缺的可能性带到了焦点上。在世界许多地方降雨减少时，农业消耗70%的居民用水。此外，因为土地使用从农田转变到城市和郊区，更少面积的耕地可用于种植农作物。农业生物技术已经尝试通过遗传修饰植物来满足人类不断增加的需要，所述遗传修饰例如通过赋予对非生物胁迫应答的更高耐受性或通过提高生物量来提高农作物产量。农作物产量此处定义为每英亩收获的相关农产品(如谷粒、粮草或种子)的蒲式耳数量。农作物产量受非生物胁迫，如干旱、热、盐度和冷胁迫，以及植物大小(生物量)的影响。传统的植物育种策略相对缓慢，并且在赋予对非生物胁迫提高耐受性中一般还未成功过。在玉米中通过传统育种提高谷物产量已经几乎到达了平台。玉米中的收获指数，即收获时产量生物量与总累积生物量的比值在过去的一百年里谷物产量的选择性育种过程中基本保持不变。因此，在玉米中已经发生的近期产量提高是每单位土地面积上提高的总生物量产量的结果。通过增加种植密度已经实现了该提高的总生物量，所述增加的种植密度已经导致适应性表型改变，如叶角度的减小，其可减少更低叶片的遮蔽，和穗大小，其可提高收获指数。当土壤水分耗尽时或如果在干旱期间不能获得水分，农作物产量会受到限制。如果叶的蒸腾作用超过根部的水分供应，那么就会发生植物水分亏缺。可用的水供应与土壤中保持的水分含量以及植物利用其根系统获得水的能力相关。水分从叶的蒸腾与经气孔通过光合作用对二氧化碳的固定相关联。两个过程正相关，从而通过光合作用进行的高二氧化碳流入与通过蒸腾作用的水分损失密切相关联。因为水分从叶中蒸腾，叶水势降低，并且在水压过程中气孔倾向于关闭，限制光合作用的量。因为农作物产量依赖于光合作用中二氧化碳的固定，水分吸收和蒸腾是农作物产量的贡献因子。能够使用更少的水分固定相等量的二氧化碳的植物或能够在更低的水势下正常发挥功能的植物具有进行更多光合作用， 并由此在许多农业系统中产生更多生物量和经济产量的潜力。农业生物技术人员已经在模式植物系统、农作物植物的温室研究和田地试验中使用测定法努力地开发转基因植物，其通过非生物胁迫耐受性的提高或通过增加的生物量显示提高的产量。例如，水分利用效率(WUE)是经常与干旱耐受性相关的参数。植物对干旱、渗透压休克和温度极限的应答的研究也用于测定植物对非生物胁迫的耐受性或抗性。在低水分可用度下生物量的提高可能是因为相对改善的生长效率或减少的水分消耗。在选择用于改善农作物的性状中，水分利用减少而无生长改变将在水分输入费用高的灌溉农业系统中具有特殊优点。生长增加而水分利用没有相应上涨将对所有农业系统具有适用性。在水分供应不受限制的许多农业系统中，生长的增加，即使它以水分利用增加为代价也会提高产量。农业生物技术人员也使用其它参数的测量，所述参数表明转基因对农作物产量的潜在影响。对于饲料作物，像苜蓿、青贮饲料和干草，植物生物量与总产量相关。然而对于谷类作物，其它参数已经用于评估产量，如植物大小，如通过总植物干重、地上干重、地上鲜重、叶片面积、茎体积、植物高度、莲座直径、叶长、根长、根质量、分蘖数目和叶数目测定。早期发育阶段的植物大小通常与发育晚期的植物大小相关。具有较大叶片面积的较大植物通常比较小的植物吸收更多的光和二氧化碳并因此将可能在相同的期间内获得更多的重量。 植物大小和生长速率具有强的遗传组分，并因此对于不同基因型范围，一种环境条件下的植物大小有可能与另一种环境条件下的大小相关。这样，标准环境用于近似田地中农作物在不同位置和时间遇到的不同的动态环境。收获指数在许多环境条件下相对稳定，因此植物大小与谷物产量之间存在稳健相关性是可能的。因为大多数谷物生物量依赖于植物叶和茎的当前或储藏的光合作用生产力，所以植物大小与谷物产量是内在关联的。如同非生物胁迫耐受性，在生长室或温室中标准化条件下，对早期发育的植物大小的测量是测定转基因的存在赋予的潜在产量优势的标准实践。植物膜含有不同分子种类，并且这些膜的组成应答适应环境过程中的环境暗示并因环境胁迫造成的细胞损伤而变化。一般认为植物膜是暴露在低温胁迫和多种形式的氧化胁迫(如在脱水过程中发生的)中的主要部位。该降解可能涉及特定水解酶的作用或可能是自由基介导的氧化反应的结果。在氧化自由基反应的情况下，降解可在脂肪酸酰基链的不饱和双键处或连接脂肪酸酰基链与磷脂的甘油主链的酯键处发生。该降解如果足够严重将加速细胞死亡，但在更缓和的环境中，降解产物是促进适应环境应答的细胞信号机制的组分。在适应环境过程中，植物适应并发展了对环境胁迫的更高耐受性。巧合的是，植物一般改变各细胞中膜成分的量和这些膜的组成。这些组成的改变与整株植物的提高的耐受性一致。常见改变包括脂肪酸不饱和及磷脂头部基团的改变。此外，植株中的遗传差异造成膜组成、胁迫信号机制和整株植物耐受胁迫的能力的差异。因此，认为植物膜是感受、耐受并应答环境胁迫的重要位点。磷脂是生物膜的重要结构成分，并也作为重要的信号分子起作用。磷脂通常在内质网中合成，并转运到其它膜中，但磷脂也可在其它细胞区室，包括线粒体和叶绿体中合成。磷脂酶水解磷脂，并且在植物中已经报道了三种类型的磷脂酶，包括磷脂酶A (PLA)、磷脂酶C(PLC)和磷脂酶D (PLD)。PLCs将磷脂酰肌醇4，5-二磷酸(PIP2)水解成肌醇1,4, 5-三磷酸和二酰基甘油，其为肌醇信号途径中的成分。如上阐明，植物可通过适度提高改变脂肪酸氧化的酶活性来适应环境胁迫。大多数真核细胞具有两个脂肪酸β氧化系统，一个在线粒体中，另一个在过氧化物酶体中。大肠杆菌(Escherichia coli)基因B2341编码结合烯醇基辅酶A水解酶和3_羟基酰基-辅酶A异构酶活性的双功能厌氧脂肪酸氧化复合体蛋白质。WO 2006/069610和WO 2007/087815 公开了转化有大肠杆菌基因B2341 (SEQ ID NO 21)的植物中的代谢改变。许多酶以酶原的形式存在，酶原需要非蛋白质分子或辅因子激活来显示全部活性。辅因子可宽泛地分类为辅酶、辅基、或金属激活物。辅酶是小的热稳定有机分子，其容易从酶原上解离下来，酶原作为酶之间化学基团的载体起作用。辅基牢固地结合酶原并形成蛋白质结构的永久部分。维生素核黄素是辅酶黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和黄素单核苷酸(FMN)的成分， FAD和FMN为糖类酶促氧化和对于植物应答环境胁迫条件关键的其它电子传递反应所需。 核黄素的生物合成需要GTP和5-磷酸核酮糖(R5P)作为前体。已经克隆了微生物的核黄素生物合成基因RibA-RibF并在生物化学上进行了表征。已经从植物中克隆到了 RibA、RibB和RibE的同源物，并且已经基于序列分析推测了植物蛋白质的亚细胞定位。在质体中起功能的蛋白质在蛋白质的N末端具有典型的氨基酸结构域，其作为靶向序列指导蛋白质进入质体。参与核黄素合成的植物酶含有该质体靶向序列，而编码参与FAD从核黄素进行生物合成的蛋白质的那些序列却不含该质体靶向序列。因此，认为植物中辅酶FMN和FAD的合成在质体和胞质溶胶区室中顺序发生本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．转化有表达盒的转基因植物，所述表达盒包含有效连接的ａ）编码能够增强根和枝条中表达的启动子的分离的多核苷酸；ｂ）编码质体转运肽的分离的多核苷酸；和ｃ）编码全长磷脂酸胞苷酰转移酶多肽的分离的多核苷酸；其中所述转基因植物与不包含该表达盒的相同变种的野生型植物相比显示提高的产量。
【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：B·麦克尔西，
申请(专利权)人：巴斯夫植物科学有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
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