通过改变激酶和磷酸酶的表达水平加快植物生长并提高产量的方法技术

本发明专利技术公开了具有增加的生长速率和增加的产量的转基因植物及其制备方法。在一个实施方案中，所述方法包括：利用包含选自NG6、NG21、NG24、NG28和NG32的植物激酶和/或磷酸酶基因的核酸分子转化植物或植物细胞，并在所述植物或植物细胞中过表达所述激酶和/或磷酸酶基因。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过改变激酶和磷酸酶的表达水平加快植物生长并提高产量的方法相关申请的交叉引用该申请要求保护2011年5月4日提交的美国临时专利申请号61/482,467在35U.S.C.§119(e)下的权益，由此以其整体通过引用并入本文。1.引言本文描述的是通过改变植物激酶和磷酸酶的表达水平加快植物生长和/或提高植物产量的方法。本文还描述的是植物激酶和磷酸酶及其各自的蛋白质产物，及其片段、衍生物、同系物和变体的用途。2.专利技术背景紫色酸性磷酸酶(PAPs)催化广泛的活化磷酸单酯和磷酸二酯及磷酸酐的水解(Klabunde等,1996)。PAP蛋白质的特征在于在五个保守基序XDXX、XDXXY、GNH(D/E)、XXXH、XHXH中具有七个保守的氨基酸残基（以粗体显示），其参与活性位点中双金属核中心(Fe3+-Me2+)的协调(Li等,2002)，其中Me是过渡金属；在哺乳动物中发现Me2+主要是Fe2+，在植物中是Zn2+或Mn2+(Klabunde和Krebs,1997;Schenk等,1999)。植物基因组中存在多个PAP样序列。在拟南芥基因组中，基于序列比较已经鉴定了29个潜在的PAP基因。被表征过的植物PAP的大多数功能与磷代谢相关。任何已经在功能上或生化上表征过的植物PAP都不携带任何跨膜基序。此外，未发现任何AtPAP或任何其他植物PAP影响植物中的糖信号转导和碳代谢。拟南芥中AtPAP2（具有C末端基序的PAP）的过表达可以显著加快植物生长、增加植物中的糖含量并提高种子产量（美国专利申请公开号2010/0159065）。3.专利技术概述一方面，本文提供的是通过改变植物激酶和磷酸酶的表达水平加快或增加植物生长的速率和提高植物产量的方法。公开了激酶和磷酸酶，及其各自编码的蛋白质产物，以及其片段、衍生物、同系物和变体。提供用于将这些基因导入植物中以加快或增加植物生长速率和增加植物产量的方法。本专利技术的激酶和磷酸酶选自微列阵研究的结果。令人惊讶的是，发现磷酸酶（如NG6）和激酶（如NG21、NG24、NG28和NG32）具有生长促进效应。本文提供的是，进行微列阵研究以比较AtPAP2过表达株系、AtPAP2T-DNA（突变体）株系和野生型植株的基因表达谱。结果显示，当与野生型相比时，AtPAP2过表达株系中许多基因的表达水平发生了显著变化（上调或下调）。在这些基因中，使用拟南芥中的转基因研究选择和分析许多磷酸酶和激酶。至少部分上，本专利技术人发现，改变植物中植物磷酸酶（如NG6）和激酶（如NG21、NG24、NG28和NG32）的表达水平导致快速的植物生长和更高的产量。一方面，本文提供的产生具有增加的生长和/或产量的植物的方法。在一个实施方案中，所述方法包括：利用包含选自SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101的植物激酶和/或磷酸酶基因的核酸分子转化植物或植物细胞，并在所述植物或植物细胞中过表达所述激酶和/或磷酸酶基因。在一个实施方案中，本文提供的是从所述转化植物或植物细胞再生具有增加的生长和/或产量的植物的方法。在一个实施方案中，所述方法包括：利用包含与SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101具有至少65%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、95%、96%、97%、98%或99%同一性的植物激酶和/或磷酸酶的核酸分子转化植物或植物细胞，并在所述植物或植物细胞中过表达所述激酶和/或磷酸酶基因。在某些实施方案中，所述方法包括利用包含具有选自SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101的核酸片段的植物激酶和/或磷酸酶的核酸分子转化植物或植物细胞。在某些实施方案中，所述核酸片段编码与SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101编码的肽具有相同活性的肽。在某些实施方案中,所述活性是激酶和/或磷酸酶活性。在某些实施方案中，所述方法包括利用包含具有来自SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101的变体的植物激酶和/或磷酸酶的核酸分子转化植物或植物细胞。在某些实施方案中，所述变体与SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101相比在序列中具有1-5、6-10、11-20、21-30、31-40、41-50、50-70、71-80、81-100个核酸缺失、置换或插入。在某些实施方案中，所述变体编码与SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101编码的肽具有相同活性的肽。在某些实施方案中,所述活性是激酶和/或磷酸酶活性。本文提供的是具有增加的生长和/或产量的转基因植物。在某些实施方案中，所述转基因植物包含选自SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101的核酸分子，其中当与在相同条件下栽培的相同物种的野生型植物相比时，所述核酸分子在转基因植物中是过表达的。在某些实施方案中,所述转基因植物包含与SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101具有至少65%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、95%、96%、97%、98%或99%同一性的核酸分子，其中当与在相同条件下栽培的相同物种的野生型植物相比时，所述核酸分子在转基因植物中是过表达的。在某些实施方案中，所述转基因植物包含来自SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101的核酸片段。在某些实施方案中，所述核酸片段编码与SEQIDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101编码的肽具有相同活性的肽。在某些实施方案中，所述活性是激酶和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备具有增加的植物生长速率和/或提高的植物产量的转基因植物的方法，其包括：a)?将编码推定的磷酸酶或激酶的核酸分子导入植物或植物细胞中，其中所述核酸分子包含：?????i)?与SEQ?ID?NO:?1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、93、95、97、99或101具有至少65%同一性的序列；和/或?????ii)?编码与SEQ?ID?NO:?2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、94、96、98、100或102具有至少65%同一性的多肽的序列；和b)?在所述植物或植物细胞中过表达所述核酸分子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.04 US 61/482,4671.制备具有增加的植物生长速率和/或提高的植物产量的转基因植物的方法，其包括：a)将编码推定的磷酸酶的核酸分子导入植物或植物细胞中，其中所述核酸分子选自：i)SEQIDNO:1所示的序列；和/或ii)编码SEQIDNO:2所示的多肽的序列；和b)在所述植物或植物细胞中过表达所述核酸分子。2.权利要求1的方法，其还包括从转基因植物或植物细胞再生具有增加的生长和/或产量的植物。3.权利要求1的方法，其中植物生长速率和/或植物产量是增加的。4.权利要求1的方法，其中所述植物是选自以下的物种：天门冬属、雀麦属、萱草属、大麦属、黑麦草属、黍属、狼尾草属、甘蔗属、高粱属、胡卢巴属、小麦属、玉蜀黍属、金鱼草属、拟南芥属、落花生属、颠茄属、芸苔属、紫水晶属（Browallia）、辣椒属、红花属、菊苣属、柑...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文量，
申请(专利权)人：港大科桥有限公司，
类型：
国别省市：