[发明专利]AN3蛋白质复合物及其在植物生长促进中的用途

说明书

本发明涉及基于AN3的蛋白质复合物。本发明还涉及所述复合物在促进植物生长中的用途，及通过过表达复合物的至少2个成员刺激复合物形成的方法。

对更多植物衍生产品的需求急剧增加。在不远的将来，农业将面临的挑战是以可持续发展的方式满足不断增长的对饲料和食物的需求。此外，植物开始发挥作为能量来源的重要作用。为了应对这些主要的挑战，必须在植物产量方面取得重大增长。生物质生产是一种多因子系统，其中将过剩的过程(process)提供给分生组织活性以得到新的细胞、组织和器官。尽管目前正在进行大量有关产量表现的研究，对支持产量的分子网络所知甚少(Van Camp，2005)。在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中描述了许多基因，当其被突变或异位表达时导致较大结构的形成，例如叶或根。这些所谓的“内在产量基因”涉及许多不同的过程，这些过程之间的相互关系大部分未知。

在寻找GRF(生长调节因子)相互作用因子(interactor)(Kim和Kende，2004)的过程中，通过窄叶拟南芥突变体分析(Horiguchi等人，2005)中鉴定出这些“内在产量基因”之一的AN3(又称为GIF1)。AN3为人SYT(滑膜肉瘤易位)蛋白质的同系物，由拟南芥基因组中的小基因家族编码。SYT为转录辅激活因子，除了涉及在肿瘤发生中的染色体易位外，仍然不清楚其生物学功能(Clark等人，1994；de Bruijn等人，1996)。使用酵母GAL4系统，AN3显示具有反式激活活性(Kim和Kende，2004)。这与酵母双杂交和体外结合试验一起证明AN3与几种GRF的相互作用(Kim和Kende，2004；Horiguchi等人，2005)，提示AN3作为GRF的转录辅激活因子的作用。GRF(生长调节因子)基因存在于迄今为止检查的所有种子植物的基因组中并编码推定的在叶的生长和发育中起调节作用的转录因子(Kim等人，2003)。证实GRF和AN3转录激活子和辅激活因子复合物的是，grf和an3突变体展示了相似的表型，grf和an3突变的组合显示了协同效应(Kim和Kende，2004)。研究显示an3突变的窄叶表型为细胞数减少的结果。此外，AN3的异位表达导致具有更多细胞的较大叶转基因植物，表明AN3同时控制细胞数和器官大小(Horiguchi等人，2005)。尽管不知道AN3在植物生长调节中的功能，这些结果显示AN3满足“内在产量基因”的要求。

为了破译支持产量提高机制的分子网络，采用以全基因组蛋白质为中心的方法在拟南芥细胞悬浮培养物中研究AN3的相互作用蛋白。串联亲和纯化(TAP)技术和基于质谱(MS)的蛋白质鉴定相组合，分离并鉴定了25个可能作用于植物生长调节的AN3相互作用蛋白(表2)。令人吃惊的，我们分离到几种属于多蛋白复合物的蛋白质。此外，许多相互作用因子完全没有被表征过。对少量AN3相互作用因子的报导显示它们涉及几种发育过程(Wagner & Meyerowitz，2002；Meagher等人，2005；Sarnowski等人，2005；Hurtado等人，2006；Kwon等人，2006)，但迄今为止鉴定的基因中没有一个与刺激植物生长相关。