与硅转运相关的组合物和方法技术

基于我们在已知有效吸收硅的植物(包括：小麦、木贼、燕麦、高粱、以及大麦)中对硅流入和流出转运蛋白基因的识别，本发明专利技术的特征在于对硅转运蛋白进行编码的多核苷酸；包括这类多核苷酸的载体、细胞、以及植物；以及用于制造这类植物的方法。本发明专利技术的特征还在于硅转运蛋白多肽以及它们的片段。表达异源的硅转运蛋白的植物可以显示增加的硅吸收以及对生物性和非生物性胁迫的增强的耐受性二者。具体而言，表达硅转运蛋白的植物例如大豆可以显示对病原体例如锈菌的增强的耐受性。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及可以用于在植物中(比如大豆)增加硅吸收并且增加对生物性以及非生物性胁迫的耐受性的组合物和方法。对植物的生物性以及非生物性胁迫每年对作物引起价值数十亿美元的危害。例如，大豆锈病(由豆薯层锈菌真菌所引起的一种疾病)2003年在巴西导致价值大约十亿美元的损害。这种疾病现在已经开始传播进入美国(全世界大豆最大的生产者)。虽然这种锈病可以使用化学杀菌剂来治疗，这么做是昂贵的、对环境有潜在的损害、并且可能仅仅是部分有效的。因此，对于用于保护植物免受生物性连同非生物性胁迫的额外的或改进的方法存在一种需求。大豆锈病的预防或控制是在这方面最重要的应用之O专利技术概述我们已经发现在已知的有效吸收硅的植物中硅流入和流出转运蛋白的基因，这些植物包括小麦、木贼、高粱、燕麦、以及大麦。这些编码的转运蛋白当在一种植物(如大豆)中表达时增加对生物性以及非生物性应激源的耐受性。因此，本专利技术的特征在于对硅转运蛋白进行编码的多核苷酸；包括这类多核苷酸的载体、细胞、以及植物；以及用于制造这类植物的方法。该专利技术的特征还在于硅转运蛋白多肽以及它们的片段。具体地讲，有用的是用在此所说明的这些硅转运蛋白转化的大豆植物，其中该硅转运蛋白的表达导致对大豆锈病的耐受性增加。相应地,在一个第一方面中,本专利技术的特征在于一种基本上纯的多核苷酸，该多核苷酸包括与选自下组的一种序列基本上一致的一个核酸序列(例如至少85^^90^^95%、96%,97%,98%,99%,99. 5%、或 100%—致性)，该组的组成为SEQ ID NO :4、9、12、13、 14、15、33、52、67、SEQ ID NO 21 的核苷酸 124-919,SEQ ID NO 22 的核苷酸 146-694、以及SEQ ID NO 32的核苷酸124-1014、或其一种片段。本专利技术的特征还在于包括一个核酸序列的一种多核苷酸，该核酸序列编码与选自下组的一种序列基本上一致的一种多肽，，该组的组成为SEQ ID NOS :5、6、34-38、60、以及68、或其一种片段。在其他的实施方案中，将该核酸序列进行修饰以便包含一种或多种(例如至少2、3、4、5、8、10、15)突变、缺失、插入、或它们的一种组合。该修饰的核酸序列可以编码当它在一种细胞中表达时具有增加或者减少硅转运的一种多肽。该多肽在与小麦SIITl序列(SEQ ID NO 37)的位置132对应的位置可以具有一种突变。在某些实施方案中，该突变是一种苏氨酸到丙氨酸的突变)。在某些实施方案中，该多核苷酸是与SEQ ID NO :50基本上一致的或该多核苷酸编码与SEQ ID NO 51基本上一致的一种多肽。在一些实施方案中，在一种细胞中由该第一方面的多核苷酸编码的多肽的表达增加或能够增加进入所述细胞的硅转运。在另一方面,本专利技术的特征在于包括与选自下组的一种核苷酸序列基本上一致的(例如至少 85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99· 5%、或 100%—致性)一个核酸序列的一种基本上纯的多核苷酸，该组的组成为SEQ ID NOS :29、71、以及73、或其一种片段。本专利技术的特征还在于包括一个核酸序列的一种基本上纯的多核苷酸，该核酸序列编码与选自下组的一种氨基酸序列基本上一致的一种多肽，该组的组成为SEQ ID N0S:31、72、以及74、或其一种片段。在一些实施方案中,在一种细胞中由该多核苷酸编码的多肽的表达增加或能够增加离开所述细胞的硅转运。在另一方面,本专利技术的特征在于包括与选自下组的一种核苷酸序列基本上一致的(例如至少 85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99· 5%、或 100%—致性)一个核酸序列的一种基本上纯的多核苷酸，该组的组成为SEQ ID N0:56、58、以及59、或其一种片段。本专利技术的特征还在于包括一个核酸序列的一种基本上纯的多核苷酸，该核酸序列编码与选自下组的一种序列基本上一致的一种多肽，该组的组成为SEQ ID N0:63、65、以及66、或其一种片段。在一些实施方案中，在一种细胞中由该多核苷酸编码的多肽的表达增加或能够增加进入所述细胞的硅转运。在上述方面的任何一种中，该多核苷酸长度可能是小于1，000、500、100、50、30、 20、15、10、8、6、5、4、3、或21*。该多核苷酸可以被可操作地连接到一种启动子上，例如能够在一种植物细胞中表达的一种启动子。该启动子可以是时间依赖性的、细胞特异性的(例如根细胞)、或组织特异性的(例如在此所说明的任何一种组织中)。该启动子可以是组成型的或诱导型的，例如在类似任何一种非生物性或生物性胁迫的环境条件之下(例如在此所说明的那些)。本专利技术的特征还在于包括本专利技术的一种多核苷酸的一种载体。该载体可以进一步包括一种第二多核苷酸。在一个实施方案中，该第二多核苷酸编码一种娃流出转运蛋白或其一种片段(例如与选自下组的一种序列基本上一致的一种多核苷酸，该组的组成为SEQ ID NO :28、29、71、以及73;对与选自下组的一种序列基本上一致的一种多肽进行编码的一种多核苷酸，该组的组成为SEQ ID NO :30、31、72、以及74、或其一种片段)。在另一个实施方案中，该第二多核苷酸编码一种硅流入转运蛋白或其一种片段(例如与选自下组的一种序列基本上一致的一种多核苷酸，该组的组成为SEQ ID N0:3、4、9、12、13、14、15、33、50、52、53、55、56、57、58、59、67、SEQ ID NO :21 的核苷酸 124-919、SEQ ID NO :22 的核苷酸146-694、以及SEQ ID NO 32的核苷酸124-1014 ;对与选自下组的一种氨基酸序列基本上一致的一种多肽进行编码的一种多核苷酸，该组的组成为SEQ ID NO :5、6、34-38、51、54、60、61、62、63、64、65、66、以及68、或其一种片段)。本专利技术的特征还在于一种细胞，例如包括该载体的一种植物细胞(例如一种大豆细胞或来自在此所说明的任何一种植物的一种细胞)、一种细菌细胞、或在此所说明的任何一种细胞。在一些实施方案中，该细胞可以是一种植物种子或来自一种植物(例如在此所说明的任何一种植物)的一种组织的一部分。本专利技术的特征还在于由在此所说明的这些多核苷酸的任何一种进行编码的一种多肽、或其片段。该多肽可以是基本上纯的或可以在一种细胞中重组表达。在另一方面，本专利技术的特征在于包括一个或多个异源多核苷酸的一种植物(例如大豆或在此所说明的任何一种植物)、植物组织、或种子，该异源多核苷酸包括与对一种硅流入转运蛋白或其一种片段进行编码的一个核酸序列基本上一致的一个核酸序列(例如，与选自下组的一种序列基本上一致的一个核酸序列，该组的组成为SEQ ID NO :3,4,9,12、13、14、15、33、50、52、53、67、SEQ ID NO :21 的核苷酸 124-919、SEQ ID NO :22 的核苷酸146-694、以及SEQ ID NO :32的核苷酸124-1014，或其一种片段)或对与SEQ ID NO :5、6、34-38、51、54、60、61、以及68、或其一种片段的一种氨基酸序列基本上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基本上纯的多核苷酸，其是与SEQ?ID?NO:50的核苷酸序列具有至少85%一致性的核酸序列。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·贝朗葛，维尔弗雷德·雷穆斯博雷尔，卡洛琳·格莱戈瓦，
申请(专利权)人：拉瓦尔大学，
类型：发明
国别省市：