[发明专利]通过调节AP2转录因子增加植物中的产量

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善产量。

背景技术

通过常规育种改进谷粒产量，在作物方面已几乎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备选非常规方法。

技术发展继续进步以努力解决增加植物产量的需要，以便养活正在增长的世界人口。生物技术通过(例如)提供对干旱和昆虫侵扰具有增加的抗性的植物，在这方面努力中起着日益重要的作用。对于许多植物如玉米、水稻和大豆，种子提供了植物产品来源，包括谷粒并且可直接食用或加工成面粉、乳制品等等。对于其他植物，可食用的种子、根、茎、叶、鳞茎和块茎提供了蔬菜来源。果实(其为植物的成熟繁殖体)也是重要的食物来源。

因为许多食物直接或间接作为植物开花的结果而来，增加植物的开花效率和所产生的花的数目的方法可导致增加的产量。另外，在提供增加作物产量的手段的同时，这种工具还可用于观赏植物产业，从而提供例如增加植物产生的花的数目和/或大小的手段。

几乎所有作物都可获益于对生长和发育特性的操纵。就这一点而论，导致矮杆植物的赤霉素的接收和信号转导中的突变已被描述为在许多作物中有利(第6,307,126号美国专利；第6,762,348号美国专利；第6,830,930号美国专利；第6,794,560号美国专利)。在高产量、半矮秆小麦品种中尤其是这样，其中植株高度降低在增加每株植物的谷粒产量和较好秸秆强度方面是最有利的。较短、较强的秸秆大大减少了因为降雨和大风引起的倒伏或压平所造成的损失。此外伴随的收获指数增加明显，使更多的光合物质从营养生长组分转移至谷粒。

本领域需要能采用这种序列来调节植物的收获指数和产量的方法和组合物。

发明内容

本发明的组合物和方法包含和采用涉及调节植物发育、形态和生理的AP2转录因子多肽和多核苷酸。

所述组合物包含来自拟南芥属(Arabidopsis)和大豆(Glycine max)的AP2转录因子序列。本发明的组合物包含选自SEQ ID NO：1-5的氨基酸序列和核苷酸序列以及它们的变体和片段。

在DNA构建体中提供了编码AP2转录因子的核苷酸序列用于在所关注植物中表达。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，该多核苷酸有效连接至组成型启动子。

提供了用于调节植物或植物部分中的AP2转录因子序列的水平的方法。该方法包括向植物或植物部分引入包含本发明的AP2转录因子序列、AP2DNA结合结构域或AP2转录激活结构域的异源多核苷酸。可增加或降低AP2转录因子多肽的水平。这种方法可用来提高植物中的产量；在一个实施方案中，该方法用来提高作物中的谷粒产量。

附图说明

图1提供了来自玉米(Zea mays)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativum)和金鱼草(Antirrhinum majus)的几种AP2转录因子序列的比对。AP2转录因子共有结构域用单下划线标出，多聚丝氨酸和多聚甘氨酸共有结构域用双下划线标出。

图2.拟南芥属AP2和大豆AP2序列的比对。

图3.表达处于组成型SCP1启动子的控制下的拟南芥属AP2基因(AT-AP2TF1)的植物转化载体。

图4.表达处于组成型AT-UBQ10启动子的控制下的拟南芥属AP2基因(AT-AP2 TF1)的植物转化载体。

图5.表达处于组成型SCP1启动子的控制下的大豆AP2基因(GM-AP2-2)的植物转化载体。

图6.表达处于组成型AT-UBQ10启动子的控制下的大豆AP2基因(GM-AP2-2)的植物转化载体。

图7.过表达AT-AP2的植物具有增加的花茎(bolt)数目和长角果数目。相对于非转基因野生型对照植物(C)示出了三种过表达AT-AP2基因的转基因植物(植物1-3)。

图8.过表达AT-AP2的转基因拟南芥属中的花茎数目(A)和长角果数目(B)的增加。来自十二个T1代转基因拟南芥品系和六个非转基因野生型对照植物的平均花茎数目示于分图A中。来自过表达AT-AP2的转基因系(四株植物)和非转基因系的长角果数目示于分图B中。

具体实施方式