[发明专利]用于改善植物的组合物和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备具有改善的生物量和/或种子产量和/或应激耐受性的植物的组合物和方法。

背景技术

随着世界人口的增长，农业研究的主要目标是改善农作物和饲料植物品种的生物量产量和种子产量。

直到现在这样的改善依赖于为了所需特性选择性地培育植物。但是对于许多植物，后代中产生的杂种遗传互补体不产生与其亲代相同的所需性状，因此限制了选择性培育方法的效果。

现在分子生物学的进步使得遗传操作植物和动物的种质成为可能。植物的遗传工程化包括分离和操作遗传材料，随后将这样的材料引入植物中。该技术已经开发了能够表达药物和其它化学品的植物、具有增加害虫抗性、增加应激耐受性的植物和表达其它有益性状的植物。

本领域中已知某些生长因子可以应用于增加的植物大小，这样的生长因子的应用是昂贵和耗时的。因此，存在相对于植物种植的对应物而言具有增加生物量的植物的需求。

植物农作物植物谷粒产量的改善可以通过研发相对于同等野生型植物产生更多种子或谷粒的植物而实现。

因此，存在相对于植物正常种植对应物而言具有增加种子产量的植物的需求。

环境无生命应激，包括干旱应激、寒冷应激、冰冻应激、热应激和盐分应激是限制植物生长和繁殖力的主要因素。由这样的应激造成的主要农作物包括玉米、小麦和稻米的生物量的农作物损失和减少代表了重要的经济问题，还导致几个不发达国家的食品短缺。

研发应激耐受植物具有减少或解决至少一些这些问题的潜力。使用传统植物培育策略以产生显示对这些类型应激耐受的植物新系是缓慢的。缺少足够的种质来源和远缘植物物种之间的不相容性代表了常规培育中的重要问题。另外，引起对这样应激耐受的细胞过程是复杂的且包括多个细胞适应机制和许多代谢途径。这限制了传统培育和遗传工程方法研发应激耐受植物的成功。鉴别涉及控制引起应激耐受的复杂过程的基因和蛋白质将是有益的。

涉及控制应激耐受的基因表达调节子如转录因子在植物遗传工程中特别有用，因为单个基因可以控制基因的整个级联，引起耐受表型。另外，有时在上面提到的不同类型应激耐受反应的许多方面中有共同性。例如，增加对寒冷或盐分耐受的基因还可以改善干旱应激耐受性。这已经在转录因子At CBF/DREB 1(Kasuga等人，1999 Nature Biotech 17：287-91)和液泡焦磷酸酶AVP1(Gaxiola等人，2001 PNAS 98：11444-19)的情况中得到证实。

虽然已经鉴别了一些潜在有用的基因，给予对应激耐受的植物基因的鉴别和克隆仍然是片段化的和不完整的。虽然假定应激诱导的蛋白质在应激耐受中有作用，仍然缺乏证据，且许多这样的应激反应性基因的功能是未知的。

鉴别应激敏感性植物物种中具有给予应激耐受能力的基因将是有益的。应激耐受农作物的研发将提供许多优势如增加生物量和产生可以在先前不适的环境条件中种植的植物。因此，存在用于产生相对于种植对应物而言具有改善应激耐受的植物的组合物和方法的需求。

本发明的目标是提供为了研发具有至少一种下列性状的植物品种的改善的组合物和/或方法：

i)改变的生物量，

ii)改变的种子产量，和

iii)改变的对至少一种下列应激的耐受性：干旱、寒冷、冰冻、热和盐分，或至少给公众提供有用的选择。

发明内容

编码多肽的多核苷酸

在一个方面，本发明提供了编码具有序列SEQ ID NO：1的多肽或其变体的分离的多核苷酸，其中变体是能够调节植物中至少一种下列性状的多肽：

i)生物量，

ii)种子产量，和

iii)对至少一种选自干旱、寒冷、冰冻、热或盐分的环境应激的耐受性。

优选多肽能够调节生物量和种子产量。

优选多肽能够调节生物量和对至少一种所述环境应激的耐受性。

优选多肽能够调节生物量、种子产量和对至少一种所述环境应激的耐受性。

在另一个方面，本发明提供了编码具有序列SEQ ID NO：1的多肽或其变体的分离的多核苷酸，其中变体是能够调节植物中生物量的多肽。

在另一个方面，本发明提供了编码具有序列SEQ ID NO：1的多肽或其变体的分离的多核苷酸，其中变体是能够调节植物中种植产量的多肽。

在另一个方面，本发明提供了编码具有序列SEQ ID NO：1的多肽或其变体的分离的多核苷酸，其中变体是能够调节植物中对至少一种选自干旱、寒冷、冰冻、热或盐分的环境应激的耐受性的多肽。