[发明专利]推定的细胞激动素受体和其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及调节植物中性状表达，所述性状诸如植株高度、植物生物量(biomass)、顶芽发育、发枝、能育性、开花、叶面积、衰老、种子萌发、种子产量、种子重量、茎发育、粮食产量(grain yield)、分蘖数、花分生组织发育和根发育。本发明还涉及调节植物中性状表达的方法和材料。 

背景 

已知传统植物育种技术导致了农作物的改良。这些技术诸如选择性育种和杂交，包括将来自植物的基因与不同遗传背景杂交以产生各种特征的后代。选择这些后代以获得表达期望的性状的植物，且经过多次回交或自交消除有害的性状以最终产生具有期望的特征的后代。尽管已经证明传统育种方法可用于增强或改善多种作物的特征，但是这些方法包括使数百或数千个基因杂交，而其中为改进的特征或性状仅选择了数个基因。而且，这些方法花费许多年来杂交、从大量后代群体选择大量株系并将其回交数代以获得期望的性状。一些不期望的性状也可能出现在植物中，因为使用传统育种方法通常难以选择一种性状而不影响其它性状。 

传统植物选择的另一缺点是育种局限于性相容(sexually compatible)的植物，且因此传统育种方法通常由于特定物种的种质中缺少遗传多样性而受限。而且，已经证明传统育种方法在改良许多多基因性状诸如增加的疾病抗性时相当无效。 

尽管近年来作物产量有相当可观的进展，但仍需要实现主要粮食作物的显著改良以满足全球的需求。包括在作物中表达单个转基因的植物生物技术的最新进展已经导致成功地商业上引入新的植物性状诸如除草剂抗 性、昆虫抗性和病毒抗性。然而，有显著价值的单基因性状的名单相对较少，因此作物中单个转基因表达对于改良作物不实用。 

近年来，已经尝试分离各种植物物种中的一些已知化学地修饰植物中的DNA序列的基因，从而可表征在植物形态学中的作用。一种已知的方法包括分离S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶(SAHH)基因，该酶是已知调节DNA甲基化的关键酶。尽管在植物中观察到一些形态学变化，但这些表型性状都被证明不能对改进不同植物中作物产量有显著益处。由于SAHH基因和下游分子之间相互作用的复杂性，对涉及DNA甲基化和基因表达的机制了解匮乏，并因此限制了改良作物的现有方法。 

因此，需要提供新方法来克服或至少改善上述缺点中的一种或多种。需要产生具有可用于改良作物和其它商业和科学应用的性状的植物的新方法。 

概述 

本发明人鉴定了包括根据SEQ ID NO：1的氨基酸序列的多肽，其参与植物中细胞激动素信号转导途径。细胞激动素是在响应性植物细胞中发挥作用以提供特殊生物化学和生理作用的植物激素(或植物的激素)。植物激素首先被特殊受体识别，所述受体开始激素信号的转导以刺激对植物生长和发育重要的细胞响应。尽管激素受体在从开花植物到人类的许多真核生物中已经广泛研究，但仍缺少对植物激素受体的详尽理解。已怀疑植物激素结合蛋白提供了这种受体的候选物。 

本发明人鉴定了当减少包括根据SEQ ID NO：1的氨基酸序列的多肽表达时，单子叶和双子叶物种中植物生物量和作物产量的显著增加。相反，增加包括根据SEQ ID NO：1的氨基酸序列的多肽的表达在一些植物提供提早的开花。因此，可操纵包括根据SEQ ID NO：1的氨基酸序列的多肽的表达以获得对于改良作物和其它商业和科学应用重要的期望的性状。 

因此根据本发明的第一方面，提供一种调节植物中至少一种性状表达的方法，该方法包括调节植物对至少一种多肽的表达的步骤，其中所述多 肽选自以下组成的组： 

i)包括根据SEQ ID NO：1的氨基酸序列的多肽； 

ii)包括选自以下任何一种或多种氨基酸序列组成的组的氨基酸序列并能够调节植物中细胞激动素信号转导的多肽：从SEQ ID NO：1的氨基酸1至氨基酸7，从氨基酸9至氨基酸230，从氨基酸1至氨基酸58，从氨基酸77至氨基酸485，从氨基酸59至氨基酸76，从氨基酸150至氨基酸191，从氨基酸231至氨基酸405，和从氨基酸406至氨基酸438，或在其同系物的相当位置； 

iii)包括与根据SEQ ID NO：1的氨基酸序列具有至少70％序列同一性的氨基酸序列并能够调节植物中细胞激动素信号转导的多肽；和 

iv)由根据SEQ ID NO：1的氨基酸序列组成的多肽， 

其中调节所述多肽的表达调节了植物中至少一种性状的表达。