[发明专利]通过调节玉蜀黍转录辅激活物P15(PC4)蛋白提高植物的产量

说明书

技术领域

本发明涉及遗传学和分子生物学领域。更具体而言，本发明组合物和方法涉及在植物中调节转录和改进产量。

发明背景

通过常规育种改进谷粒产量，在玉蜀黍(maize)方面几乎是达到停滞不前的状态了。因此自然要探索一些能用来获得进一步的产量提升的替代性非常规方法。由于在过去一百年左右对谷粒产量的选择过程中，玉蜀黍的收获指数基本上保持不变，因此产量的改进是从提高每单位土地面积的总生物量产出来实现的(Sinclair等人，(1998)Crop Science 38：638-643；Duvick等人，(1999)Crop Science 39：1622-1630和Tollenaar等人，(1999)Crop Science 39：1597-1604)。该提高的总生物量是通过增加种植密度实现的，这导致了适应性表型改变，如叶角和穗大小的降低，而叶角能减少下方叶子受遮蔽程度，穗大小或许能提高收获指数(Duvick等人，(1999)Crop Science 39：1622-1630)。

玉蜀黍转录辅激活物p15(PC4)与水稻、大豆和拟南芥(Arabidopsis)的转录辅激活物p15同源。已证实PC4涉及在TFIIA-TFIID-启动子复合物的形成过程中引发转录激活。

我们的数据显示，组成型表达的PC4基因能赋予对玉蜀黍的产量性状的强烈积极效果。

本领域需要能采用这种序列以调节植物组织生长和改进植物中的产量的方法和组合物。

发明内容

本发明提供用于调节花器官发育、叶形成、趋光性、顶端优势、果实发育、发根和用于提高植物中的产量的组合物和方法。所述组合物包含PC4序列。本发明的组合物包含选自SEQ ID NO：1和2的氨基酸序列和核苷酸序列以及它们的变体和片段。

编码PC4的核苷酸序列在DNA构建体中提供以便在目标植物中表达。还提供了包含本发明的序列的表达盒、植物、植物细胞、植物部分和种子。在具体的实施方案中，该多核苷酸可操作性连接到组成型启动子。

提供了用于调节植物或植物部分中的PC4序列的水平的方法。所述方法包括将包含PC4序列的异源多核苷酸引入到植物或植物部分中。PC4多肽的水平可被提高或降低。这种方法可用来提高植物中的产量；在一个实施方案中，该方法用来提高谷类中的谷粒产量。

附图说明

图1提供几种PC4序列的比对，这些序列来自玉米(Zea mays)(SEQ ID NO：2)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)(SEQ ID NO：4)、水稻(Oryza sativa)(SEQ ID NO：12)、大豆(Glycine max)(SEQ ID NO：6和8)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)(SEQ ID NO：10)、毛果杨(Populus trichocarpa)(SEQ ID NO：14)和高粱(Sorghum bicolor)(SEQ ID NOS：16)。PC4共有区域以高亮标出。黄颜色代表各蛋白质之间具有100％同一性的氨基酸，蓝颜色代表具有75％同一性的氨基酸，而绿颜色代表具有50％同一性的氨基酸。对共有序列(SEQ ID NO：17)进行了标识，而保守PC4区域(SEQ ID NO：18)以下划线标出。

具体实施方式

下文将结合附图更详细地描述本发明，附图中只显示了本发明的一些实施方案，而非全部实施方案。确实，这些发明方案可以以许多不同的形式来体现，不应被认为局限于本文给出的实施方案；提供这些实施方案是为了使本公开内容能满足适用的法律要求。

借助前面的描述和随附的附图中给出的教导，本发明所属领域的技术人员将会想到本发明的许多修改形式和其他实施方案。因此，应当了解，本发明不限于所公开的特定实施方案，并旨在将修改形式和其他实施方案包括在所附权利要求的范围内。虽然本文采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性含义使用而不出于限制目的。

I.概论

本发明提供了方法和组合物，用来促进花器官发育、发根和产量，并用来调节植物中的叶形成、趋光性、顶端优势、果实发育等。本发明的组合物和方法通过调节植物中至少一种PC4多肽或者具有本发明PC4多肽的生物活性变体或片段的多肽的水平，来导致植物或作物产量的提高。

II.组合物

本发明的组合物包含参与调节转录的PC4多核苷酸和多肽以及它们的变体和片段。