[发明专利]用于植物中产生性能的手段和方法

说明书

本发明涉及植物分子生物学领域，更具体地涉及农业领域，甚至更特别地涉及改善植物产量的领域。本发明提供可以用来增强植物和作物产量的嵌合基因和构建体。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学领域，更具体地涉及农业领域，甚至更特别地涉及改善植物产量的领域。本发明提供可以用来增强植物和作物中产量的嵌合基因和构建体。

发明简介

自农业和园艺学伊始，作物栽培中就存在改善植物性状的需要。育种策略促进了多种作物特性以经受生物性和非生物胁迫、改善养分使用效率及改变作物其他内在具体参数，即通过应用技术进步增加产量。在正在到来的数年中，人类的重大挑战将是在不进一步削弱地球环境系统的完整性情况下满足未来的食物需要。农业系统已经是全球环境劣化的主要力量，但是人口增长和高热量和高肉类膳食消费量日益增加预计使人类食物消费量到2050年为止翻一番。作为对这些压力的回应，日益关注‘可持续强化’作为表现欠佳背景下增加产量的手段，同时减少农业系统的环境影响。如今，常规的作物及园艺学改良手段利用选择性育种技术以鉴定具有受欢迎特性的植物。分子生物学进展已经允改以特定方式改良植物的种质。例如，修饰单个基因在几种情况下导致产量或产量相关性状显著增长。

细胞色素P450单加氧酶属于参与多种类型的分子生物合成和脱毒的血红素依赖性酶超家族。众多细胞色素P450介导的反应产生在植物中控制细胞扩展所必需的产物。CYP78A5基因是在营养性和生殖性苗顶端分生组织的周围区域中强烈表达的细胞色素P450单加氧酶基因(Zondlo SC和Irish VF(1999)The Plant Journal 19(3),259-268)。CYP78A5的过量表达影响多种细胞类型，造成茎扭曲和扭结及花发育缺陷。此外，CYP78A5的组成型过量表达在转化的植物中导致更小的叶。在本发明中，我们令人惊讶地显示，其中玉米CYP78A5受玉米GA2氧化酶启动子控制的嵌合基因构建体在玉米中导致叶尺寸增加超过30％。这种新性状可以用于在植物、尤其作物如例如禾谷植物中增加产量。

附图

图1：从GRMZM2G031724衍生的GA2氧化酶启动子的序列，attB1和attB2位点加下划线(SEQ ID NO:1)

图2：KLUH基因(GRMZM2G167986)的序列、附加的attB1和attB2位点加下划线(SEQID NO:2)

图3：pBb42GW7载体的结构

图4：含有GA2氧化酶启动子和KLUH基因的表达克隆的结构。

图5：“与KLUH基因(GRMZM2G167986)有效连接的GA2氧化酶启动子(GRMZM2G031724)”的所得嵌合基因序列(SEQ ID NO:3)，所述嵌合基因合并入植物表达载体中。

图6：140_04中的叶伸长率。R代表转基因(抗性)植物，S代表非转基因(敏感)植物。

图7：140_05中的叶伸长率。R代表转基因(抗性)植物，S代表非转基因(敏感)植物。

图8：140_01的叶4的对比KLUH表达结果。R代表转基因植物，S表示非转基因植物。

图9：139_01的叶4的对比KLUH表达结果。R代表转基因植物，S表示非转基因植物。

图10：GA2ox::KLUH中的分裂区尺寸时程。柱状图显示裂区的尺寸如何在叶4生长期间改变。线性曲线显示叶4在相同时间点时的叶伸长率。S表示野生型(左侧柱状图)；R表示转基因GA2ox::KLUH的抗性植物(右侧柱状图)。星号表示0.01