具有一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物和其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在植物中增強(qiáng)多種經(jīng)濟(jì)上重要的產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，所述方法通過以特定的方式調(diào)節(jié)在植物中編碼黃素氧還蛋白多肽的核酸的表達(dá)。本發(fā)明還涉及具有表達(dá)受特定類型的啟動(dòng)子調(diào)節(jié)的編碼黃素氧還蛋白多肽的核酸的植物，所述植物相對于對照植物具有增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還提供了迄今未知的構(gòu)建體，可用于實(shí)施本發(fā)明的方法。
【專利說明】具有一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物和其生產(chǎn)方法
[0001] 本申請要求下列申請的優(yōu)先權(quán)：2012年4月2日提交的EP 12162832. 5和2012 年4月2日提交的US 61/618861，其均通過引用全文整合到本文中。引用整合的還有作為 W02003/035881公開的國際專利申請PCT/GB02/04612,具體是第35至45頁，特別是其中列 舉的黃素氧還蛋白和轉(zhuǎn)運(yùn)肽；以及EP1532257,和特別地G0S2啟動(dòng)子的修飾的形式，其公開 在作為W02012077020公開的國際專利申請PCT/IB2011/055412中，作為所述申請的SEQ ID 勵(lì)：14和15以及第6&7頁中描述的相關(guān)的序列（并入本文），和公開在作為冊2004/065596 公開的國際申請中的G0S2啟動(dòng)子。
[0002] 發(fā)明背景 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明一般涉及植物分子生物學(xué)領(lǐng)域，并且涉及增強(qiáng)一種或多種植物產(chǎn)量相關(guān)性 狀的方法，所述方法通過特定方式增加在植物中編碼黃素氧還蛋白多肽的核酸的表達(dá)。本 發(fā)明還涉及具有專門增加的編碼靶向質(zhì)體的黃素氧還蛋白多肽的外源核酸表達(dá)的植物，所 述植物相對于相應(yīng)的對照植物具有一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還提供了在本 發(fā)明方法中有用的構(gòu)建體、用途、植物、可收獲的部分和產(chǎn)物。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)說明
[0005] 持續(xù)增長的世界人口和農(nóng)業(yè)用可耕地供應(yīng)萎縮刺激了有關(guān)提高農(nóng)業(yè)效率的研究。 常規(guī)的作物及園藝學(xué)改良手段利用選擇育種技術(shù)以鑒定具有受歡迎特征的植物。但是，此 類選擇育種技術(shù)具有幾個(gè)缺陷，即這些技術(shù)一般耗費(fèi)很多勞動(dòng)并且產(chǎn)生這樣的植物，其經(jīng) 常含有異源的遺傳組分，其可能不總是導(dǎo)致從親代植物中傳遞的受歡迎性狀。分子生物學(xué) 進(jìn)展已經(jīng)允許人類改良動(dòng)物及植物的種質(zhì)。植物的遺傳工程使得可以分離和操作遺傳物質(zhì) (一般處于DNA或RNA形式）并且隨后導(dǎo)入該遺傳物質(zhì)至植物中。此類技術(shù)具有產(chǎn)生具備 多種經(jīng)濟(jì)學(xué)、農(nóng)學(xué)或園藝學(xué)改良性狀的作物或植物的能力。
[0006] -個(gè)具有經(jīng)濟(jì)意義的性狀是提高的產(chǎn)量。產(chǎn)量通常定義為來自作物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的 可測量結(jié)果。產(chǎn)量直接取決于幾個(gè)因素，例如器官的數(shù)目和大小、植物構(gòu)造（例如枝的數(shù) 目）、種子產(chǎn)生、葉衰老等。根發(fā)育、養(yǎng)分?jǐn)z入量、脅迫耐受性和早期萌發(fā)勢（early vigor) 也可以是決定產(chǎn)量的重要因素。優(yōu)化前述因素因而可以對提高作物產(chǎn)量有貢獻(xiàn)。
[0007] 種子產(chǎn)量是一個(gè)重要的性狀，因?yàn)樵S多植物的種子對人與動(dòng)物營養(yǎng)是重要的。作 物如玉米、稻、小麥、卡諾拉油菜和大豆占超過一半的人類總熱量攝入，無論通過直接消費(fèi) 種子本身或通過消費(fèi)基于加工的種子而產(chǎn)生的肉產(chǎn)品。作物也是糖、油及工業(yè)加工中所用 許多類型代謝物的來源。種子含有胚（新枝條和新根的起源）和胚乳（萌發(fā)期間及籽苗早 期生長期間用于胚生長的營養(yǎng)來源）。種子發(fā)育涉及多種基因并且需要代謝物從根、葉和莖 轉(zhuǎn)移至正在生長的種子中。胚乳尤其同化糖類、油和蛋白質(zhì)的代謝前體并且將它們合成為 貯藏大分子以灌滿籽粒。
[0008] 對于許多作物的另一個(gè)重要性狀是早期萌發(fā)勢。改進(jìn)早期萌發(fā)勢是現(xiàn)代稻育種計(jì) 劃在溫帶和熱帶稻品種上的重要目標(biāo)。長根在水栽稻中對于正確土壤固定是重要的。在稻 直接播種至被淹沒田地的情況下，以及在植物必須從水中迅速出苗的情況下，較長的枝條 與萌發(fā)勢相關(guān)。在實(shí)施條播（drill-seeding)的情況下，較長的中胚軸和胚芽鞘對于良好 出幼苗是重要的。將早期萌發(fā)勢人工改造到植物內(nèi)的能力將在農(nóng)業(yè)中是極其重要的。例如， 不良的早期萌發(fā)勢已經(jīng)限制了基于玉米帶種質(zhì)（Corn Belt germplasm)在歐洲大西洋地區(qū) 引種玉蜀黍（Zea mayes L.)雜種。
[0009] 又一個(gè)重要性狀是改進(jìn)的非生物脅迫耐受性。非生物脅迫是世界范圍作物損失 的主要原因，對于大多數(shù)主要作物植物而言降低平均產(chǎn)量超過50% (Wang等、Planta 218， 1-14,2003)。非生物脅迫可以由干旱、鹽度、缺乏營養(yǎng)、極端溫度、化學(xué)毒性和氧化脅迫引 起。提高植物對非生物脅迫耐受性的能力將在世界范圍對農(nóng)民而言是巨大經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢并且會(huì) 允許在不利條件期間及在作物栽培否則是不可能的陸地上栽培作物。
[0010] 環(huán)境脅迫是植物生產(chǎn)力和農(nóng)作物產(chǎn)量的主要限制因素。暴露于負(fù)面環(huán)境條件 下的植物所經(jīng)歷的許多有害過程是由光合成裝置的錯(cuò)誤性能在葉綠體中生成的活性氧 (ROS)介導(dǎo)的（Foyer, C. H?等人，（1994)Plant Cell Environ. 17,507-523,Hammond-K osack，K.E?和 Jones，J.D.G.(1996)Plant Cell 8，1773-1791，Allen，R.(1995)Plant Physiol. 10711049-1054)，光合成電子傳遞鏈組分的自發(fā)氧化導(dǎo)致了形成超氧化物自由基 及其衍生物、過氧化氫和羥基自由基。這些化合物與多種生物分子反應(yīng)（最明顯的，DNA)， 導(dǎo)致細(xì)胞停滯和死亡。
[0011] 為了處理活性氧（ROS)的傷害效應(yīng)，好氧生物進(jìn)化出非常有效的抗氧化防御體 系，該體系由酶組件和非酶組件組成。在不同的組織和生物中，抗氧化劑發(fā)揮不同的、且通 常是互補(bǔ)的保護(hù)功能，例如指導(dǎo)被破壞的氧化敏感型生物分子的ROSl替換性拯救和DNA 修復(fù)活性（Fridovich II. (1997). J. Biol. Chem. 272, 1851-1857)?？寡趸{迫的至少一部 分細(xì)胞應(yīng)答是適應(yīng)性本能，涉及從頭合成抗氧化劑屏障的中堅(jiān)成員。已經(jīng)在兼性好氧菌大 腸桿菌中識(shí)別出多種多基因的應(yīng)答，包括由soxRS和oxyR調(diào)節(jié)子調(diào)控的（Hidalgo, E.和 Demple, B. (1996). In Regulation of Gene Expression in Escherichia coli, Molecular Biology Intelligence Unit Series (E. C. C. Lin 和 A. S. Lynch 編著），第 434-452 頁， Austin, TX:R. G. Landis) 〇
[0012] soxRS應(yīng)答似乎經(jīng)過特定調(diào)整，以應(yīng)對由于細(xì)胞暴露在超氧化物自由基或 一氧化氮下所產(chǎn)生的問題。已經(jīng)鑒別了多種不同的應(yīng)答組分，包括兩種可溶性的黃 素蛋白：含有FAD的鐵氧還蛋白-NADP+還原酶（FNR)，及其電子對底物黃素氧還蛋白 (Liochev 等人，（1994) Proc. Natl Acad. Sei. USA 91，1328-1331，Zheng，M.等人，（1999) J. Bacteriol. 181, 4639-4643) 〇
[0013] 黃素氧還蛋白是小的單體蛋白質(zhì)（Mw 18,800)，含有1分子的非共價(jià)結(jié)合的 FMN(Razquin，P.等人，（1988) J. Bacteriol. 176, 7409-7411)。FNR 能夠以幾乎相似的效率 使用黃素氧還蛋白和鐵硫蛋白質(zhì)鐵氧還蛋白作為其NADP (H)氧化還原酶活性的底物。在藍(lán) 細(xì)菌中，黃素氧還蛋白是在鐵饑餓的條件下不能合成鐵氧還蛋白時(shí)誘導(dǎo)表達(dá)的。
[0014] 作為E. coli的soxRS應(yīng)答的一部分，在用增加超氧化物的化合物（例如氧化 還原循環(huán)除草劑甲基vialogen (MV))處理細(xì)菌后，F(xiàn)NR和黃素氧還蛋白的水平增加了 20倍以上，而鐵氧還蛋白的量則不受影響（1?〇(11^81162，1?.￡.等人，（1998)11;[(^013；[01(^7 144, 2375-2376)。與廣泛分布在質(zhì)體、線粒體和細(xì)菌中的FNR和鐵氧還蛋白不同，黃素 氧還蛋白的存在似乎大部分局限在細(xì)菌中。尚未從植物組織中分離出黃素氧還蛋白， 在擬南芥基因組中也尚未識(shí)別出任何黃素氧還蛋白同源物（The Arabidopsis Genome Initiative (2000) Nature 408,796-815)。已經(jīng)描述了當(dāng)暴露在環(huán)境脅迫條件下時(shí)，相比未 處理過的植物對照，經(jīng)改造表達(dá)黃素蛋白（例如黃素氧還蛋白）的植物表現(xiàn)出增強(qiáng)的耐受 性（參見 申請人:PLANT BIOSCIENCE LTD于2002年10月10日提交的國際專利申請PCT/ GB02/04612,其作為 W02003/035881 公開，下文中按 WO 03/035881 引用）。
[0015] 作物產(chǎn)量因而可以通過優(yōu)化前述因素之一而提高。
[0016] 取決于最終用途，對某些產(chǎn)量性狀的改良可能優(yōu)先于其它產(chǎn)量性狀。例如對于應(yīng) 用如飼料或木材生產(chǎn)或生物燃料資源而言，增加植物營養(yǎng)體部分可能是希望的，而對于應(yīng) 用如面粉、淀粉或油生產(chǎn)而言，種子參數(shù)的提高可能是特別希望的。即便在種子參數(shù)當(dāng)中， 某些參數(shù)可以更優(yōu)先于其它參數(shù)，這取決于應(yīng)用。多種機(jī)制可以對提高種子產(chǎn)量有貢獻(xiàn)，無 論形式為增加的種子大小或是提高的種子數(shù)目。
[0017] 現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過在植物中調(diào)節(jié)植物中編碼黃素氧還蛋白多肽的核酸的表達(dá)來 改善植物的多種產(chǎn)量相關(guān)性狀。
[0018] 發(fā)明概述
[0019] 本發(fā)明涉及了通過專門增加編碼靶向質(zhì)體的黃素氧還蛋白多肽的核酸在植物中 的表達(dá)，增強(qiáng)植物的一種或多種產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還涉及具有表達(dá)特異性增加 的編碼質(zhì)體靶向型黃素氧還蛋白多肽的核酸的植物，所述植物相比對照植物，具有一種或 多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還提供了迄今為止未知的包含黃素氧還蛋白編碼核酸的 構(gòu)建體，所述構(gòu)建體可用于實(shí)施本發(fā)明的方法。
[0020] 優(yōu)選的實(shí)施方案是用于在植物中相對于對照植物增強(qiáng)一種或多種產(chǎn)量相關(guān)性狀 的方法，包括在植物中以特定的方式增加編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的外源核酸表達(dá) 的步驟，優(yōu)選通過重組方法，其中表達(dá)是處于與編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的核酸有 效連接的特定啟動(dòng)子序列的控制下的，以及生長所述植物。
[0021] 因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供表達(dá)構(gòu)建體和載體構(gòu)建體，所述構(gòu)建體包含與有 利的啟動(dòng)子序列有效連接的編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的核酸。提供了這類遺傳構(gòu)建 體用于制備轉(zhuǎn)基因植物的用途，所述轉(zhuǎn)基因植物相比對照植物，具有一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn) 量相關(guān)性狀，優(yōu)選增加的生物量和/或種子產(chǎn)量。
[0022] 優(yōu)選的實(shí)施方案還有用本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)表達(dá)構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)基因植物，因而 以特定的方式表達(dá)編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白的核酸，其中所述植物具有一種或多種增強(qiáng) 的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明的轉(zhuǎn)基因植物的可收獲的部分和源自所述轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)物及其 可收獲部分也是本發(fā)明的一部分。
[0023] 特別是還令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，編碼本文定義的轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白的外源核酸在 本文定義的G0S2啟動(dòng)子的控制下表達(dá)，導(dǎo)致了在標(biāo)準(zhǔn)的和/或非生物的脅迫條件下，包含 與所述G0S2啟動(dòng)子功能性關(guān)聯(lián)的所述外源核酸的組合的植物相比對照植物增加的生物 量、增加的種子產(chǎn)量和/或增加的糖含量。
[0024] 若干附圖簡介
[0025] 下面將參考以下附圖描述本發(fā)明，其中：
[0026] 圖1表示具有保守基序和/或結(jié)構(gòu)域的SEQ ID N0:2的結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)。使用 軟件InterProScan鑒別和可視化所述結(jié)構(gòu)域（參見Zdobnov E. M?和ApweiIer R.; 〃InterProScan_an integration platform for the signature-recognition methods in InterPro. 〃 ；Bioinformatics, 2001，17(9):847-8 ;InterPro database, release Release 36. 0, 2012 年 2 月 23 日）和 InterproScan 軟件 4. 8 版，InterPro 數(shù)據(jù)庫 release 41，2013 年2月13日（B)。
[0027] 圖2表示用于在甘蔗中特異性表達(dá)編碼與質(zhì)體轉(zhuǎn)運(yùn)肽（TP)融合的黃素氧還蛋白 (FLD)的核酸的二元載體，以TP::FLD表示，處于G0S2啟動(dòng)子（p G0S2)的控制下。黃素氧 還蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)肽和G0S2啟動(dòng)子描述在本文中。
[0028] 發(fā)明詳述
[0029] 定義
[0030] 以下定義將在本申請中自始至終使用。本申請中的章節(jié)標(biāo)題和節(jié)標(biāo)題目的僅在于 方便和參考目的并且不應(yīng)當(dāng)以任何方式影響本申請的含義或解釋。通常向本申請范圍內(nèi)所 用的技術(shù)術(shù)語和表述給予在植物生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物信息學(xué)和植物育種的相關(guān)領(lǐng)域 中常適用于它們的含義。以下全部術(shù)語定義均適用于本申請的完整內(nèi)容。應(yīng)理解，如說明 書和權(quán)利要求中所使用的，"一"或"一個(gè)"可以意指一個(gè)或多個(gè)，取決于其使用的上下文。 因此，例如，提及"一個(gè)細(xì)胞"可以意指可利用至少一個(gè)細(xì)胞。
[0031] 與某屬性或值相聯(lián)系的情況下，術(shù)語"基本上"、"約"、"大約"等還分別具體地確切 限定該屬性或確切限定該值。在給定數(shù)值或范圍的情況下，術(shù)語"約"特別設(shè)計(jì)處于給予的 所述值或范圍的20%以內(nèi)、10%以內(nèi)或5%以內(nèi)的值或范圍。如本文所用，術(shù)語"包含"也 包括術(shù)語"由……組成"。
[0032] 狀/蛋白質(zhì)
[0033] 除非本文中另外提到，術(shù)語"肽"、"寡肽"、"多肽"和"蛋白質(zhì)"在本文中可互換使 用并且指由肽鍵連接在一起的處于任意長度的聚合形式下的氨基酸。
[0034] 多核苷酸/核酸/核酸序列/核苷酸序列
[0035] 術(shù)語"多核苷酸"、"核酸序列"、"核苷酸序列"、"核酸"、"核酸分子"在本文中可互 換使用并且指任意長度聚合無分支形式的核苷酸，即核糖核苷酸或脫氧核糖核苷酸或這二 者組合。
[0036] 同源物
[0037] 蛋白質(zhì)的"同源物"包括這樣的肽、寡肽、多肽、蛋白質(zhì)及酶，它們相對于非修飾的 所討論蛋白質(zhì)具有氨基酸替換、缺失和/或插入并且與其所源自的非修飾蛋白質(zhì)具有基本 相同的生物學(xué)活性和功能活性?；虻?同源物"涵蓋了相對于非修飾的所討論蛋白質(zhì)具 有核苷酸替換、缺失和/或插入的核酸序列的基因，并且與其所源自的非修飾基因具有基 本相同的生物學(xué)活性和/或功能活性，或者編碼與非修飾的核酸序列所編碼的多肽具有基 本相同的生物學(xué)活性和功能活性的多肽。
[0038] 術(shù)語"核苷酸"指由核堿基、戊糖和至少一個(gè)磷酸基組成的核酸構(gòu)件。因此，術(shù)語 "核苷酸"包括核苷單磷酸、核苷二磷酸和核苷三磷酸。
[0039] 直向同源物和旁系同源物是同源物的兩種不同的形式，并且涵蓋用來描述基因或 蛋白質(zhì)先祖關(guān)系的進(jìn)化概念。旁系同源物是相同物種內(nèi)通過先祖基因或蛋白質(zhì)復(fù)制而起源 的基因或蛋白質(zhì)；直向同源物是來自不同生物的通過物種形成而起源的基因或蛋白質(zhì)，并 且也來源于共同的先祖基因或蛋白質(zhì)。
[0040] "缺失"指從蛋白質(zhì)中移除一個(gè)或多個(gè)氨基酸，或者從核酸中移除一個(gè)或多個(gè)核苷 酸。
[0041] "插入"指一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基在蛋白質(zhì)中預(yù)定位點(diǎn)內(nèi)的引入，或者一個(gè)或多個(gè) 核苷酸在核酸序列中預(yù)定位點(diǎn)內(nèi)的引入。對于蛋白質(zhì)，插入可以包含氨基端融合和/或羧 基端融合以及單個(gè)或多個(gè)氨基酸的序列內(nèi)插入。通常，在氨基酸序列內(nèi)部的插入會(huì)比氨基 端融合或羧基端融合小，約1-10個(gè)殘基的級(jí)別。氨基端或羧基端融合蛋白或融合肽的例子 包括如酵母雙雜交系統(tǒng)中所用轉(zhuǎn)錄激活物的結(jié)合結(jié)構(gòu)域或激活結(jié)構(gòu)域、噬菌體外殼蛋白、 (組氨酸）-6-標(biāo)簽、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶-標(biāo)簽、蛋白A、麥芽糖結(jié)合蛋白、二氫葉酸還原酶、 Tag ? 100表位、c-myc表位、FLAG? _表位、lacZ、CMP (鈣調(diào)蛋白結(jié)合肽）、HA表位、蛋白 C表位和VSV表位。
[0042] "取代"指以具有相似特性（如相似疏水性、親水性、抗原性、形成或破壞a _螺旋 結(jié)構(gòu)或￠-折疊結(jié)構(gòu)的傾向）的其它氨基酸替換蛋白質(zhì)的氨基酸。氨基酸取代一般是單個(gè) 殘基的，不過可以是簇集性的，這取決于置于多肽的功能性約束。氨基酸取代優(yōu)選地是保守 性氨基酸取代。保守性取代表是本領(lǐng)域眾所周知的（見例如Creighton(1984)Proteins. W. H. Freeman 和 Company (編著）和下表 1)。
[0043] 表1 :保守性氨基酸取代的例子
[0044]
[0045] 氨基酸取代、缺失和/或插入可以使用
【權(quán)利要求】
1. 相對于對照植物在植物中增強(qiáng)一種或多種產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，所述方法包括增加 編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的外源核酸在植物中的表達(dá)，其中所述表達(dá)處于與編碼轉(zhuǎn) 運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的核酸有效連接的啟動(dòng)子序列的控制下，且其中啟動(dòng)子序列包括 G0S2啟動(dòng)子的核苷酸序列，優(yōu)選稻啟動(dòng)子的G0S2啟動(dòng)子；或其功能片段或衍生物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述G0S2啟動(dòng)子的核苷酸序列包括至少70%的SEQ ID NO:7所示序列。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述轉(zhuǎn)運(yùn)肽將黃素氧還蛋白多肽靶向質(zhì)體，優(yōu)選葉 綠體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽選自表3列舉的轉(zhuǎn)運(yùn)肽或其同源物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)的方法，其中所述黃素氧還蛋白多肽是由選自表2列 舉的核酸序列或其同源物的核酸序列編碼的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)的方法，其中所述黃素氧還蛋白多肽來自項(xiàng)圈藻屬物 種，優(yōu)選項(xiàng)圈藻PCC7119,或來自集胞藻屬物種，優(yōu)選集胞藻屬物種PCC 6803。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)的方法，包括 (a) 用包含外源核酸的表達(dá)盒穩(wěn)定轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞，所述外源核酸編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽并編碼黃 素氧還蛋白多肽，其中外源核酸與啟動(dòng)子序列功能連接的，所述啟動(dòng)子序列包括權(quán)利要求1 或2定義的G0S2啟動(dòng)子的核苷酸序列，或其功能片段、直系同源物或旁系同源物； (b) 從植物細(xì)胞再生植物；和 (c) 表達(dá)所述外源核酸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)的方法，其中所述一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀 包括相對于對照植物增強(qiáng)的生物量，優(yōu)選相對于對照植物增強(qiáng)的地上生物量和/或種子產(chǎn) 量。
9. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其中所述一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀是相比對 照植物增加的植物種子產(chǎn)量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)的方法，其中所述一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀是 在非脅迫條件下獲得的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀是在非生物脅 迫，優(yōu)選干旱脅迫、鹽脅迫和/或氮缺乏的條件下獲得的。
12. 表達(dá)構(gòu)建體，包括： (i) 編碼權(quán)利要求3或4的任一項(xiàng)定義的轉(zhuǎn)運(yùn)肽、和黃素氧還蛋白多肽的核酸序列； (ii) 能夠驅(qū)動(dòng)權(quán)利要求1或2定義的（i)的核酸序列表達(dá)的啟動(dòng)子序列；和任選的 (iii) 轉(zhuǎn)錄終止序列。
13. 包含權(quán)利要求12的表達(dá)構(gòu)建體的重組表達(dá)載體。
14. 權(quán)利要求12的表達(dá)構(gòu)建體或權(quán)利要求13的重組表達(dá)載體的用途，用于制備相對于 對照植物具有一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性狀的轉(zhuǎn)基因植物的方法，優(yōu)選增加的生物量， 更優(yōu)選相對于對照植物增加的地上生物量和/或種子產(chǎn)量。
15. 用于生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因植物部分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞的方法，所述轉(zhuǎn)基因植 物、轉(zhuǎn)基因植物部分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞相對于對照植物具有一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān)性 狀，優(yōu)選增加的生物量，包括： (a) 在植物、植物部分或植物細(xì)胞中導(dǎo)入權(quán)利要求13的重組載體構(gòu)建體或權(quán)利要求12 的表達(dá)構(gòu)建體； (b) 從轉(zhuǎn)化的植物、轉(zhuǎn)化的植物部分或轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因植物部 分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞；和 (c) 表達(dá)編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的外源核酸。
16. 權(quán)利要求15的方法，還包括收獲轉(zhuǎn)基因植物的繁殖材料和種植繁殖材料和將繁殖 材料生長成植物的步驟，其中繁殖材料包括編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的外源核酸， 和與其有效連接的啟動(dòng)子序列。
17. 能夠通過根據(jù)權(quán)利要求1至11、15或16的任一項(xiàng)的方法獲得的轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基 因植物部分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，所述轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因植物部分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞表達(dá) 編碼權(quán)利要求1-7的任一項(xiàng)定義的所述處于啟動(dòng)子序列控制下的轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白 多肽的外源核酸。
18. 用權(quán)利要求12的表達(dá)構(gòu)建體或權(quán)利要求13的重組表達(dá)載體轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn) 基因植物部分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，包括與權(quán)利要求1-7的任一項(xiàng)定義的編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素 氧還蛋白多肽的核酸有效連接的啟動(dòng)子序列。
19. 權(quán)利要求17或18的轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因植物部分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中轉(zhuǎn)基因 植物、轉(zhuǎn)基因植物部分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞相對于對照植物具有一種或多種增強(qiáng)的產(chǎn)量相關(guān) 性狀，優(yōu)選增強(qiáng)的生物量，更優(yōu)選增加的種子產(chǎn)量和/或地上生物量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18至19的任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)基因植物的可收獲部分，其中所述可收獲部分 包括權(quán)利要求12的表達(dá)構(gòu)建體并且是地上器官，優(yōu)選是莖或其部分。
21. 由根據(jù)權(quán)利要求17至19的任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)基因植物或由權(quán)利要求20的轉(zhuǎn)基因植物的 可收獲部分生產(chǎn)的產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品包括權(quán)利要求12的表達(dá)構(gòu)建體。
22. -種用于生產(chǎn)產(chǎn)品的方法，包括以下步驟：生長根據(jù)權(quán)利要求17至19的任一項(xiàng)的 轉(zhuǎn)基因植物，并從所述植物或部分，優(yōu)選植物的種子和/或莖生產(chǎn)所述產(chǎn)品，或利用所述植 物或部分，優(yōu)選植物的種子和/或莖生產(chǎn)所述產(chǎn)品。
23. 用于植物改良的方法，包括 a) 通過權(quán)利要求1至11、15或16的任一項(xiàng)的方法獲得轉(zhuǎn)基因植物； b) 在一個(gè)植物細(xì)胞中，組合a)的植物的至少一個(gè)植物細(xì)胞的遺傳材料，與至少一個(gè)細(xì) 胞的一個(gè)或多個(gè)基因不同于a)的植物的植物細(xì)胞的遺傳材料，或雜交a)的轉(zhuǎn)基因植物與 第二種植物； c) 從b)的一個(gè)植物細(xì)胞生成的至少一株植物或步驟（b)的雜交植物獲得種子； d) 種植所述種子并將所述種子生長成植物；和 e) 從所述植物中選擇表達(dá)編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的核酸的植物；和任選的 f) 從表達(dá)編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽和黃素氧還蛋白多肽的核酸的植物生產(chǎn)繁殖材料。
24. 權(quán)利要求12的表達(dá)構(gòu)建體或包含這樣的表達(dá)盒的重組染色體DNA，所述表達(dá)盒包 含權(quán)利要求12的項(xiàng)目（ii)定義的啟動(dòng)子，如權(quán)利要求12的項(xiàng)目（i)定義的編碼與黃素 氧還蛋白連接的轉(zhuǎn)運(yùn)肽的核酸，和功能連接的轉(zhuǎn)錄終止序列，其中構(gòu)建體或重組染色體DNA 包含在植物細(xì)胞中。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至11、15、16、22或23的任一項(xiàng)的方法，根據(jù)權(quán)利要求17至19的任 一項(xiàng)的轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因植物部分或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，或根據(jù)權(quán)利要求14的用途，根據(jù) 權(quán)利要求20的可收獲部分，或根據(jù)權(quán)利要求21的產(chǎn)品，或權(quán)利要求24的構(gòu)建體或重組染 色體DNA，其中所述植物細(xì)胞來自或所述植物選自菜豆、大豆、豌豆、三葉草、葛、紫花苜蓿、 兵豆、羽扇豆、野豌豆、落花生、稻、小麥、玉米、大麥、擬南芥、兵豆、香蕉、油菜籽油菜包括卡 諾拉油菜、棉花、土豆、甘蔗、苜蓿、甜菜、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯佩耳特小麥、 單粒小麥（einkorn)、埃塞俄比亞畫眉草（teff)、買羅高粱（milo)和燕麥（oat)。
【文檔編號(hào)】C12N15/82GK104334727SQ201380028969
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月2日
【發(fā)明者】C·勒佐 申請人:巴斯夫植物科學(xué)有限公司