[发明专利]具有改良生长特性的植物及其制备方法

说明书

本申请是发明人于2007年5月31日提交的题为“具有改良生长特性的植物及其制备方法”的中国专利申请200780020589.X的分案申请。

本发明一般涉及分子生物学领域，并且涉及改良植物生长特性的方法。更具体地，本发明涉及通过调节编码细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的植物核酸在植物中的表达和/或通过调节植物CDK蛋白质在植物中的活性来改良植物生长特性的方法，所述CDK蛋白质包含不同的基序或所述CDK核酸编码这类蛋白质。本发明还涉及具有植物CDK核酸受调节的表达和/或植物CDK蛋白质受调节的活性的植物，所述CDK蛋白质包含不同的序列基序或所述核酸编码这类蛋白质，并且该植物相对于相应的野生型植物具有改良的生长特性。

本发明还涉及特定核酸序列、含有所述核酸序列的核酸构建体、载体和植物，所述核酸序列编码具有上述植物生长改良活性的上述蛋白质。

不断增加的世界人口和逐渐减少的农用耕地供应迫使人们朝着提高农业效率的方向进行研究。传统的作物和园艺学改良方法利用选育技术来鉴定具有期望性状的植物。然而，此类选育技术有一些缺陷，即这些技术一般为劳动密集型的，而且产生的植物通常包含异质的遗传组分，当这些异质的遗传组分从亲本植物传递时不一定总是产生期望的性状。分子生物学的进展已经允许人类修饰动物和植物的种质。植物基因工程需要分离和操作遗传物质（一般以DNA或RNA的形式）以及随后将遗传物质引入植物。这类技术能够产生具有多种改良的经济、农业或园艺性状的作物或植物。一种具有特殊经济利益的性状是产量。产量通常定义为具有经济价值的作物可测量产出。这可以以数量和/或质量的方式进行定义。作物产量受到植物或作物所经受的特定胁迫的影响。这些胁迫包括环境(非生物)胁迫(例如反常的高温或低温引起的温度胁迫；营养缺陷引起的胁迫；缺水(干旱)引起的胁迫)和生物胁迫(其可由其他植物(种子)、害虫和病原体引起)。不仅可以通过抗击作物或植物所经受的一种或多种胁迫增加作物产量，还可以通过调节植物固有生长机制来增加作物产量。

植物生物量为饲料作物如苜蓿、青贮谷物和干草的产量。在谷物作物中使用产量的许多替代参数。其中首要的是估算植物大小。根据物种以及发育阶段的不同)可以通过许多方法测量植物大小，但是包括植物总干重、地上干重、地上鲜重、叶面积、茎体积、植物高度、莲座植物直径、叶长、根长、根生物量、分蘖数和叶数。许多物种在给定的发育阶段维持植物不同部分大小间的保守比。利用这些异速生长关系而对这些有关大小的测量结果进行由此及彼的外推(如Tittonell等2005Agric Ecosys & Environ105:213)。早期发育阶段的植物大小通常将与晚期发育阶段的植物大小有关。具有更大叶面积的较大植物通常能够比较小的植物吸收更多的光和二氧化碳，因此很可能在同期增重更多(Fasoula & Tollenaar 2005 Maydica50:39)。除了植物所具有的最初达到较大大小的微环境或遗传优势的潜在延续，此为其附加效应。植物大小和生长速率存在着强遗传组件(如ter Steege等2005 Plant Physiology139:1078)，且迄今为止，种种多样化基因型植物在一种环境条件下的大小很可能与另一种环境条件下的大小有关(Hittalmani等2003Theoretical Applied Genetics107:679)。以这种方式，使用标准环境作为田地中作物在不同时间和地点所遭遇的多样化动态环境的替代参数。