[发明专利]在植物中通过调节玉米MADS框转录因子ZMM28的产量增强

说明书

发明领域

本发明涉及遗传学和分子生物学领域。更具体地，本发明涉及在植物中调节转录和改善产量的组合物和方法。

发明背景

借助常规育种法的谷粒产量改善已经在玉米中几乎达到一个平台期。随后自然要探索可能用来获得进一步产量提高的备选、非常规方法。由于玉米中的收获指数已经在过去百年左右对谷粒产量选择的期间，保持不变，产量改善已经因提高每单位土地面积的总生物量生产而实现(Sinclair等人(1998)Crop Science 38：638-643；Duvick等人(1999)Crop Science39：1622-1630；和Tollenaar等人(1999)Crop Science 39：1597-1604)。这种提高的总生物量已经通过增加植物密度实现，这导致适应性表型变更，如叶片角减小和玉米穗状花序大小降低，前者导致减少对下部叶子的遮蔽并且后者可能提高收获指数(Duvick等人，(1999)Crop Science39：1622-1630)。

ZMM28(玉米(Zea mays)MADS)属于MADS转录因子家族，它们在包括花和种子发育在内的植物多样化发育过程中起着决定性作用(Münster等人，2002；Parenicova等人，2003)。高度保守的DNA结合MADS结构域以MCM1、AGAMOUS、DEFICIENS和SRF(血清应答因子)蛋白质而命名(Schwarz-Sommer等人，1990)。MADS框基因是控制植物中花和种子发育的主要因子。由于MADS框基因在植物发育中的广泛作用，它们能显著地修饰转基因植物中的植物花形态和植物结构。ZMM28主要表达于穗中，且可通过控制每一穗的小穗数、最终谷粒数和谷粒大小来增强产量。

本领域需要可以使用此类序列来调节植物中器官发育和产量的方法和组合物。

发明简述

提供了用于调节花器官发育、叶形成、趋光性、顶端优势、果实发育、根发端和用于提高植物中产量的组合物和方法。所述组合物包括ZMM28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及其变体和片段。

在用于目的植物中表达的DNA构建体中提供了编码ZMM28序列的核苷酸序列。还提供了包含本发明序列的表达盒、植物、植物细胞、植物部分和种子。在具体的实施方案中，多核苷酸与组成型启动子有效连接。

提供了用于调节植物或植物部分中ZMM28序列的水平的方法。所述方法包括将包含本发明的ZMM28序列或ZMM28结构域的异源多核苷酸导入植物或植物部分。可以提高或降低ZMM28多肽的水平。此方法可以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。

附图简述

图1提供了几个来自玉米(SEQ ID NO：2)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)(SEQ ID NO：6)、稻(Oryza sativa)(SEQ ID NO：3)、大麦(Hordeum vulgare)(SEQ ID NO：5)、小麦(Triticum aestivum)(SEQID NO：4)和金鱼草(Antirrhinum majus)SQUAMOSA(SEQ ID NO：7)的ZMM28序列的比对。ZMM2 8MADS共有的结构域是单下划线的序列(SEQ ID NO：8)。

发明详述

现在将参考附图在下文中更充分地描述本发明，其中显示了一些但非全部的本发明实施方案。实际上，这些发明可以以多种不同形式体现并且不得解释为限于本文中所述的实施方案；相反，提供了这些实施方案，从而本公开内容将满足适用的法律要求。

这里所述的本发明的众多修改和其它实施方案将是得益于在前面描述和相关附图中所展示教导的这些发明所涉及领域的技术人员可想起的。因此，应当理解所述发明不意图限于所公开的具体实施方案并且修改和其它实施方案将意图被包含于所附权利要求书的范围中。尽管本文中使用了具体术语，不过它们仅在一般性和描述性意义上使用并且其目的不在于限制。

I.概述

提供了在植物中促进花器官发育、根发端及产量和用于调节叶形成、趋光性、顶端优势、果实发育等的方法和组合物。本发明的组合物和方法通过调节植物中至少一种ZMM28多肽或具有本发明ZMM28多肽的生物学活性变体或片段的多肽的水平导致植物或作物产量改善。

II.组合物