[发明专利]调节植物氮水平

说明书

相关申请的交叉参考

根据35U.S.C.§119，本申请要求2004年12月16日提交的美国临时申请号 60/637,311和2005年8月2日提交的美国临时申请号60/705,119的优先权，将其全 部内容纳入本文作参考。

技术领域

本申请提供了涉及调节(如提高或降低)植物中氮水平的方法和材料。例如，本申 请提供了氮水平升高的植物以及制备氮水平升高的植物和植物产品的材料和方法。

发明背景

光合自养性生产有机含氮化合物对植物代谢、生长和发育至关重要。在许多农 作物种类中，收获的植物物质的蛋白质和氨基酸含量有非常重要的农业经济价值。 叶中光驱动的氮(N)同化作用已经进化为与光合作用和呼吸作用同步进行并整合。光 合作用中还原碳(C)的产生以及它在呼吸作用中再氧化对于产生将无机N掺入氨基酸 所需的能量和C骨架是必需的。相反，需要N同化来维持有机C和N的输出。伴随 着光呼吸代谢的进行，此网络变得更加复杂。N同化速率以及C和N同化的协调处 于许多信号的多因素控制下，这些信号提供了C和N状态的信息。需要可以在不同 的氮条件下提高植物中氮含量的组合物和方法。

发明概述

本申请提供了涉及氮含量受调节(如提高或降低)的植物的方法和材料。例如，本 申请提供了氮水平升高的转基因植物和植物细胞，用于产生氮水平升高的转基因植 物和植物细胞的核酸，以及制备氮水平升高的植物和植物细胞的方法。可培养这种 植物和植物细胞，以产生氮含量升高的种子。这些种子可用于生产营养物(如蛋白质) 含量升高的粮食和动物饲料，这有利于粮食生产者和消费者。虽然不受限于任何具 体作用方式，本文提供的氮调节性多肽可能具有作为转运蛋白的活性。例如，本文 提供的多肽可参与氮(如肽或氨基酸形式的有机氮、或铵或硝酸盐形式的无机氮)的转 运。

在一个实施方式中，提供了一种调节植物中氮水平的方法。该方法包括将分离 核酸引入植物细胞，所述核酸包含编码与选自下组的氨基酸序列的序列相同性为 80％或更高的多肽的核苷酸序列：SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4-18和图1所示共 有序列，此植物细胞产生的植物组织中的氮水平与不含该核酸的对照植物组织中的 相应水平有差异。

在另一实施方式中，提供了一种调节植物中氮水平的方法。该方法包括将分离 核酸引入植物细胞，所述分离核酸包含编码与选自下组的氨基酸序列的序列相同性 为80％或更高的多肽的核苷酸序列：SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO： 5、SEQ ID NO：16和图1所示共有序列，此植物细胞产生的植物组织中的氮水平与 不含该核酸的对照植物组织中的相应水平有差异。

在另一实施方式中，提供了一种调节植物中氮水平的方法。该方法包括将分离 核酸引入植物细胞，所述分离核酸包含编码与选自下组的氨基酸序列的序列相同性 为80％或更高的多肽的核苷酸序列：SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO： 5和SEQ ID NO：16，此植物细胞产生的植物组织中的氮水平与不含该核酸的对照植 物组织中的相应水平有差异。

所述序列相同性可以是85％或更高、90％或更高、或者95％或更高。所述核苷 酸序列可编码包含对应于SEQ ID NO：2的氨基酸序列的多肽。所述核苷酸序列可编 码包含对应于SEQ ID NO：4的氨基酸序列的多肽。所述核苷酸序列可编码包含对应 于图1所示共有序列的氨基酸序列的多肽。所述差异可以是氮水平升高。