[发明专利]植物CO2传感器、编码它们的核酸以及制造和使用它们的方法

摘要

本发明提供用于通过控制CO₂传感器基因来操纵经植物气孔的水和/或二氧化碳(CO₂)交换的组合物和方法。本发明提供用于增强或优化植物内生物量积累的组合物和方法。本发明提供用于打开或关闭植物表皮保卫细胞上气孔口的组合物和方法。本发明提供用于通过操纵核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶表达来提高或降低植物表皮保卫细胞中氧合作用效率和/或碳固定的组合物和方法。本发明提供用于调节核酸在植物保卫细胞中表达的启动子。

主权项

1.分离的、合成的或重组的核酸(多核苷酸)，包含(a)编码SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：6或SEQ ID NO：9，或其功能片段的核酸(多核苷酸)序列，其中功能片段具有CO2Sen(CO2传感器)蛋白质活性、碳酸酐酶(碳酸脱水酶)活性或β-碳酸酐酶活性；(b)与SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ IDNO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：22、SEQ IDNO：23、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25、SEQ ID NO：26、SEQ ID NO：27、SEQ IDNO：28、SEQ ID NO：29、SEQ ID NO：30、SEQ ID NO：31、SEQ ID NO：32、SEQ IDNO：33、SEQ ID NO：34和/或SEQ ID NO：35，在覆盖至少约50、75、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150或者更多个残基的区域，或者编码蛋白质的序列(转录物)或基因的全长范围内，具有至少约70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更高或完全序列同一性的核酸(多核苷酸)序列，其中核酸编码：(i)具有CO2Sen(CO2传感器)蛋白质活性的CO2Sen(CO2传感器)蛋白质，(ii)具有碳酸酐酶(碳酸脱水酶)活性或β-碳酸酐酶活性的多肽；或者(iii)能够产生抗体的多肽或肽，所述抗体特异性结合至具有SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：6和/或SEQ ID NO：9序列的多肽；(c)编码由核酸(b)所编码蛋白质的功能片段的核酸(多核苷酸)，其中功能片段具有CO2Sen(CO2传感器)蛋白质活性或碳酸酐酶(碳酸脱水酶)活性或β-碳酸酐酶活性；(d)与SEQ ID NO：10和/或SEQ ID NO：11，在覆盖至少约50、75、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800或更多个残基的区域，或者具有保卫细胞特异性活性的启动子或具有保卫细胞特异性活性的转录调节区全长范围内，具有至少约70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更高或完全序列同一性的核酸(多核苷酸)序列，其中核酸包含保卫细胞特异性启动子或保卫细胞特异性转录调节区或由其组成；(e)(b)或(d)的核酸(多核苷酸)，其中序列同一性使用由BLAST 2.2.2版本算法构成的序列比较算法计算，其中过滤设置设成blastall-p blastp-d″nr pataa″-F F，并且所有其他选项均设成默认值；(f)在严格条件下与包含下列的核酸杂交的核酸(多核苷酸)序列：(i)SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：22、SEQ ID NO：23、SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25、SEQ ID NO：26、SEQ ID NO：27、SEQ ID NO：28、SEQ ID NO：29、SEQ ID NO：30、SEQ ID NO：31、SEQ ID NO：32、SEQ ID NO：33、SEQ ID NO：34和/或SEQ ID NO：35，其中核酸编码(A)具有CO2Sen(CO2传感器)蛋白质活性的CO2Sen(CO2传感器)蛋白质，或者(B)具有碳酸酐酶(碳酸脱水酶)活性或β-碳酸酐酶活性的多肽；(ii)SEQ ID NO：10和/或SEQ ID NO：11，其中核酸具有保卫细胞特异性启动子活性或保卫细胞特异性转录调节活性；并且严格条件包括洗涤步骤，所述洗涤步骤包括在0.2X SSC中于约65℃的温度下洗涤约15分钟；(g)核酸(f)，其中核酸长度为蛋白质编码区或者基因或者启动子或转录调节区的至少约20、30、40、50、60、75、100、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或更多个残基或者全长；或者(h)与(a)至(g)中任何一个全部(完全)互补的核酸(多核苷酸)。