[发明专利]在烟草中提供花抑制特性的FT家族核酸序列和肽/蛋白质和以其转化的转基因植物

说明书

本发明涉及编码特定蛋白质的核酸序列，该蛋白(1)在相应的启动子下，能够阻碍或抑制或延缓植物的开花，并且(2)包括基序(motive)“NAPDIIDS”，或者基序“VNAPDIIDS”(在优选的情况下)，不包含StSP5G基因或其部分的核酸序列。优选地，所述核酸序列在系统发育上属于PEBP基因家族的FT‑进化支，其中促进开花的蛋白质AtFT和BvFT2的基序“(V)YAPGW”被基序“(V)NAPDIIDS”所替代。本发明还涉及肽或蛋白质，可由如前述任一条权利要求中所述的核酸、包含如上所述的一段核酸序列的载体表达而获得，以及涉及对于所提及的植物、植物的部分结构或植物的种子，所述植物也包含了这样一段核酸序列。

本发明涉及新的核酸序列，其衍生的氨基酸、肽和蛋白质序列，以及以其转化的植物和其后代。此核酸序列导致开花的延迟或是抑制。进一步，本发明涉及用于对不开花植物进行工程化以确保限制转基因植物的方法，特别是对于可以无性繁殖的植物。

从营养生长向生殖生长的转变是植物的生命周期的一个重要特征。精确的开花起始时间对确保植物的成功繁殖至关重要。在农业和林业中，这种转变也是非常重要的，因为它显著影响产量和生物量。比如，花发育对于以产生高生物量为目的的培育来说是一个障碍，因为在植物中，花发育经常伴有营养生长的终止以及衰老。因此，对开花时间的调控，特别是延迟开花时间，可以导致生物量的增加，因为植物可以把它所有的能量转换为营养生长，而植物材料的衰老被抑制或至少是推迟。

通过调节大量基因的表达，一个包含了外源信号，如光周期和春化，的信号通路的交错网络紧紧控制着植物生命周期中开花的发育步骤。在进化过程中，鉴于同源基因建立了新功能，控制开花的关键基因的加倍似乎起重要作用。突出的例子是植物磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)家族的成员，这一家族还出现在细菌和动物中，在那里它们参与各种生物学过程，例如蛋白酶和激酶的抑制剂。但是，在植物中，PEBP家族成员在控制出芽分生组织特性和开花时间的控制行为中起重要作用。它们中最突出的成员是FLOWERING LOCUS T(FT)，FT感应叶片中的花诱导条件，并在顶端分生组织(SAM)中引发花的发育，因此是移动的花信号分子，被称为“花激素”，此术语已于1937年由Chailakhyan定义。对若干物种中的同源物的研究表明，FT具有跨越物种的广泛的促进开花作用，例如双子叶物种如拟南芥、番茄、杨树、苹果、瓜类、甜菜(Pin等人，2010)以及许多其他物种。

在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中，B-box锌指转录因子CONSTANS(CO)在诱导性长日照条件下于叶子的韧皮伴胞中激活FT的表达，因为CO蛋白只在有光的时候稳定。接着，FT蛋白进入筛管的筛管元件，并通过质量流(mass flow)运输到SAM，在那里它与bZIP转录因子FD相互作用，两者一起激活花发育的下游目标，如第二花整合蛋白CONSTANS1(SOC1)过表达抑制子和花分生组织特征性基因APETALA1(AP1)。在拟南芥中，FT最接近的同源物是TWIN SISTER OF FT(TSF)，是通过基因加倍进化而来。TSF是CO的直接调节目标，并且担当花启动基因，因此与FT功能冗余。在非诱导性短日照条件下，长日照兼性植物拟南芥的开花是由不依赖于FT的赤霉素通路所控制，此通路直接激活SOC1的表达。