具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供通過調(diào)節(jié)在過表達(dá)NAC1或NAC5編碼基因時上調(diào)的核酸(本文中稱為NUG或“NAC上調(diào)基因”)在植物中的表達(dá)來增強植物中的產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還提供具有NUG的調(diào)節(jié)表達(dá)的植物，該植物相對于相應(yīng)的野生型植物或其他對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還提供用于在植物中賦予非生物脅迫耐受性的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼NAC1或NAC5多肽的核酸在培養(yǎng)于非生物脅迫條件下的植物中的表達(dá)。與相應(yīng)的野生型植物相比，除具有提高的非生物脅迫耐受性外，表達(dá)編碼NAC1或NAC5多肽的核酸的植物還具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和／或修飾的根構(gòu)造。本發(fā)明還提供用于該方法的構(gòu)建體及通過該方法產(chǎn)生的植物。
【專利說明】具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物及其制備方法
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明總體上涉及分子生物學(xué)領(lǐng)域，并且涉及通過調(diào)節(jié)在過表達(dá)NACl或NAC5編碼基因時上調(diào)的核酸(本文中稱為NUG或“NAC上調(diào)基因”)在植物中的表達(dá)來增強植物中的產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法。本發(fā)明還涉及具有NUG的調(diào)節(jié)表達(dá)的植物，該植物相對于相應(yīng)的野生型植物或其他對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀。本發(fā)明還涉及用于在植物中賦予非生物脅迫耐受性的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在培養(yǎng)于非生物脅迫條件下的植物中的表達(dá)。與相應(yīng)的野生型植物相比，除具有提高的非生物脅迫耐受性外，表達(dá)編碼NACl或NAC5多肽的核酸的植物還具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾的根構(gòu)造(rootarchitecture)。本發(fā)明還提供用于本發(fā)明的方法的構(gòu)建體及通過本發(fā)明的方法產(chǎn)生的植物。
[0002]不斷增長的世界人口和逐漸減少的農(nóng)業(yè)可用耕地助長了提高農(nóng)業(yè)效率研究之勢。傳統(tǒng)的作物和園藝學(xué)改良方法利用選育技術(shù)來鑒定具有期望特性的植物。然而，此類選育技術(shù)有若干缺陷，即這些技術(shù)一般為勞動密集型的，而且產(chǎn)生的植物通常含有異質(zhì)的遺傳組分，當(dāng)這些異質(zhì)的遺傳組分從親本植物傳遞時不一定總是產(chǎn)生期望的性狀。分子生物學(xué)的進(jìn)展已經(jīng)使人類能夠修飾動物和植物的種質(zhì)。植物遺傳工程需要分離和操作遺傳物質(zhì)(一般為DNA或RNA的形式)以及隨后將遺傳物質(zhì)引入植物。這類技術(shù)有能力輸送具多種改良的經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)或園藝性狀的作物或植物。
[0003]一種具有特別經(jīng)濟(jì)利益的性狀是增加的產(chǎn)量。產(chǎn)量通常定義為作物可測量經(jīng)濟(jì)價值的產(chǎn)出。這可以以數(shù)量和/或質(zhì)量的方式進(jìn)行定義。產(chǎn)量直接取決于若干因素，例如器官的數(shù)量和大小、植物構(gòu)造(例如，分枝的數(shù)量)、種子產(chǎn)量、葉子衰老等等。根的發(fā)育、營養(yǎng)吸收、脅迫耐受性和早期活力也是決定產(chǎn)量的重要因素。因此優(yōu)化上述因素也可以促進(jìn)作物產(chǎn)量的增加。
[0004]種子產(chǎn)量是尤其重要的性狀，這是因為許多植物的種子對于人類和動物營養(yǎng)而言至關(guān)重要。諸如玉米、稻、小麥、卡諾拉(canola)和大豆等作物占人類總卡路里攝取量的一半以上，不論是通過種子本身的直接消耗，還是通過由加工的種子所飼養(yǎng)的肉類產(chǎn)品的消耗。它們也是工業(yè)加工中所用的糖類、油類和多類代謝物的來源。種子含有胚(新的枝條和根的來源)和胚乳(發(fā)芽和幼苗早期生長過程中胚生長的營養(yǎng)源)。種子的發(fā)育涉及許多基因，并且需要代謝物自根、葉和莖轉(zhuǎn)移至正在生長的種子。特別是胚乳，同化糖類、油類和蛋白質(zhì)的代謝前體，將其合成為貯存性高分子，以充盈谷粒。
[0005] 對于許多作物而言,另一重要的性狀是早期活力(early vigour)。改良早期活力是溫帶和熱帶稻類栽培種的現(xiàn)代稻類育種項目的重要目標(biāo)。長根對于水栽稻的恰當(dāng)土壤錨固至關(guān)重要。在直接向澇地里播種稻的情況下，以及在植物必須迅速穿過水出苗的情況下，較長的枝條與活力有關(guān)。在進(jìn)行條播的情況下，較長的中胚軸和胚芽鞘對于優(yōu)良的出苗至關(guān)重要。改造植物早期活力的能力在農(nóng)業(yè)上將具有極其重要的意義。例如，一直以來早期活力弱限制了在歐洲大西洋地區(qū)引入基于玉米帶種質(zhì)的玉米(玉蜀黍，Zea mays L.)雜交種。[0006]另一重要的性狀在于改良的非生物脅迫耐受性。非生物脅迫是全世界作物損失的主要原因，使大多數(shù)主要作物植物的平均產(chǎn)量降低50%以上(Wang等，Planta218，1-14, 2003)。非生物脅迫可由干旱、鹽度、極端溫度、化學(xué)毒性及氧化脅迫引起。提高非生物脅迫植物耐受性的能力將對全世界農(nóng)場主帶來重大的經(jīng)濟(jì)利益，并將使人們能夠在不利條件下、在否則將不可能進(jìn)行作物栽培的地區(qū)進(jìn)行作物栽培。
[0007]因此通過優(yōu)化上述因素之一可以增加作物產(chǎn)量。 [0008]視最終用途而定，可能更優(yōu)先修飾某些產(chǎn)量性狀。例如，對于諸如飼料或木材生產(chǎn)或者生物燃料資源等應(yīng)用，可能期望植物營養(yǎng)部分的增長，而對于諸如面粉、淀粉或油料生產(chǎn)等應(yīng)用，可能特別期望種子參數(shù)的增長。即便是在種子參數(shù)之中，也可能更優(yōu)先其中的一些，這取決于應(yīng)用。多種機(jī)制可促成增加的種子產(chǎn)量，無論形式是增加的種子大小、還是增加的種子數(shù)量。
[0009]廣泛研究的干旱應(yīng)答基因中有隸屬于NAC(NAM、ATAF和⑶C)基因家族的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因。NAC基因家族的成員僅見于植物中，并且它們中的許多涉及脅迫應(yīng)答。NAC蛋白由高度保守的N端、其中蛋白質(zhì)形成同二聚體或異二聚體的可以形成β -折疊的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(Ernst 等,2004 ；Hegedus 等,2003 ； Jeong 等,2009 ；Takasaki 等,2010 ；Xie 等,2000)和高度可變的C端區(qū)域(Zheng等，2009)組成。
[0010]W02007/144190描述多種NAC編碼核苷酸序列在提高非脅迫條件下或輕度干旱脅迫下的植物產(chǎn)量中的用途。
[0011]現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可以通過調(diào)節(jié)在過表達(dá)NACl或NAC5基因/核酸時上調(diào)的核酸在植物中的表達(dá)來增強植物中的多種產(chǎn)量相關(guān)性狀。在過表達(dá)NACl或NAC5基因/核酸時上調(diào)的核酸在本文中稱為NUG或NAC上調(diào)基因。
[0012]還已發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)于非生物脅迫條件下的植物中過表達(dá)編碼NACl或NAC5多肽的核酸產(chǎn)生與相應(yīng)的野生型植物相比具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾的根構(gòu)造的植物，其中該核酸與組織特異性啟動子有效連接。
[0013]現(xiàn)還已發(fā)現(xiàn)，可以通過在植物中過表達(dá)編碼NACl或NAC5多肽的核酸來在植物中賦予非生物脅迫耐受性，其中核酸與組織特異性啟動子有效連接。
[0014]發(fā)明詳述
[0015]本發(fā)明顯示，調(diào)節(jié)在過表達(dá)NACl或NAC5基因/核酸時上調(diào)的核酸(本文中稱為NUG或NAC上調(diào)基因)在植物中的表達(dá)產(chǎn)生相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。
[0016]本發(fā)明還顯示，在培養(yǎng)于非生物脅迫條件下的植物中過表達(dá)編碼NACl或NAC5多肽的核酸產(chǎn)生相對于相應(yīng)的野生型植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾的根構(gòu)造的植物，其中該核酸與組織特異性啟動子有效連接。
[0017]1.NUG或NAC上調(diào)基因
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供用于在植物中相對于對照植物增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括調(diào)節(jié)NUG在植物中的表達(dá)，并可選地選擇具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供用于產(chǎn)生相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物的方法，其包括調(diào)節(jié)本文中所述的編碼NUG多肽的核酸在植物中的表達(dá)，并可選地選擇具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物的步驟。[0020]用于調(diào)節(jié)，優(yōu)選增加編碼NUG多肽的核酸的表達(dá)的優(yōu)選方法是通過在植物中引入和表達(dá)編碼NUG多肽的核酸。
[0021]后文對“用于本發(fā)明方法的蛋白質(zhì)”的任意提及意指本文中定義的NUG多肽。后文對“用于本發(fā)明方法的核酸”的任意提及意指能夠編碼NUG多肽的核酸。待引入植物(因此用于實施本發(fā)明的方法)的核酸是編碼現(xiàn)將描述的蛋白質(zhì)類型的核酸，后文中也稱為“NUG核酸”或“NUG基因”。
[0022]本文中定義的“NUG多肽”指表A或表B中所述的任意多肽，或表A或表B中所述的任意多肽的同源物。
[0023]本文中定義的“NUG”或“NUG核酸”指能夠編碼本文中定義的NUG多肽或其同源物
的任意基因/核酸。
[0024]編碼NUG多肽的核酸的實例在本文的表A和表B中給出；這類核酸用于實施本發(fā)明的方法。NUG多肽的同源 物也用于實施本發(fā)明的方法。
[0025]表A顯示與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ障啾?，RCc3: OsNACl和G0S2 = OsNACl植物中上調(diào)的根表達(dá)的基因。
[0026]表B顯示與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ障啾?，RCc3:0sNAC5和/或G0S2:0sNAC5植物中上調(diào)的基因。
[0027]尤其優(yōu)選的用于本發(fā)明方法的NUG包括以下:
[0028]a) O-甲基轉(zhuǎn)移酶，尤其是 0s09g0344500、0S10g0118000、0S10g0118200。
[0029]b)AAA 型 ATP 酶，尤其是 0S09g0445700。
[0030]c)亮氨酸重復(fù)序列，尤其是0S08g0202300。
[0031]d)DNA 結(jié)合 / 同源域，尤其是 0Sllg0282700。
[0032]e)氧化還原酶，20G_Fe(II)加氧酶，0S04g0581100。
[0033]f)鈣轉(zhuǎn)運 ATP 酶，尤其是 0S10g0418100。
[0034]g)9_ 順式環(huán)氧類胡蘿卜素雙加氧酶(9-cis epoxycaretenoid dioxygenase),尤其是 0S07g0154100。
[0035]h)肉桂酰輔酶A還原酶1，尤其是0S02g0811800。
[0036]i)LLR 激酶，尤其是 0S07g0251800。
[0037]j)WRKY40，尤其是 0S09g0417600。
[0038]k)萌發(fā)蛋白樣GLP氧化還原酶，尤其是0S03g0694000。
[0039]I) C4 二羧酸轉(zhuǎn)運蛋白，尤其是0S04g0574700。
[0040]m)果糖二磷酸醛縮酶，尤其是0S08g0120600。
[0041]11)]\1111'，尤其是051(^0118200。
[0042]O)氧代植物二烯酸還原酶(Oxo phytodienoic acid reductase),尤其是0S06g0215900o
[0043]p)細(xì)胞色素 p450，尤其是 0S12g0150200。
[0044]NUG多肽或其同源物在本文中定義為與表A或表B中給出的多肽序列中的一個或多個具有至少 25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%,99%或100%總體序列同一性。
[0045]表A和B中給出的NUG多肽的直向同源物和旁系同源物也包含在術(shù)語“同源物”之內(nèi)，術(shù)語“直向同源物”和“旁系同源物”如本文中所定義。直向同源物和旁系同源物可以通過進(jìn)行定義部分中所述的所謂的交互blast搜索來容易地鑒定。
[0046]總體序列同一性可以用全局比對算法，如程序GAP(GCG WisconsinPackage, Accelrys)中的Needleman Wunsch算法來確定,優(yōu)選使用默認(rèn)參數(shù),且優(yōu)選使用成熟蛋白質(zhì)的序列(即不考慮分泌信號或轉(zhuǎn)運肽)。在一個實施方案中，通過在表A和表B中的多肽序列的全長內(nèi)比較多肽序列來確定序列同一性水平。
[0047]還可以通過表A或表B中的多肽序列之一中存在的一個或多個保守結(jié)構(gòu)域或基序與所討論的NUG的同源家族成員中相應(yīng)的保守結(jié)構(gòu)域或基序相比的比較來測定序列同一性水平。與總體序列同一性相比，在僅考慮保守結(jié)構(gòu)域或基序時，序列同一性通常將更高。術(shù)語“結(jié)構(gòu)域”、“標(biāo)簽序列”和“基序”在本文的“定義”部分中定義。
[0048]用于鑒定結(jié)構(gòu)域的工具為本領(lǐng)域已知，且包括用來自表A或B的蛋白質(zhì)序列或其同源序列查詢數(shù)據(jù)庫， 如 InterPro (Hunter 等，Nucleic Acids Res.37 (DatabaseIssue):D224-228, 2009)。基序的鑒定也為本領(lǐng)域已知，例如通過使用MEME算法(Bailey和Elkan, Proceedings of the Second International Conference on Intelligent Systemsfor Molecular Biology, 28-36 頁，AAAI Press, Menlo Park, California, 1994)。為此，用一組同源蛋白質(zhì)序列作為輸入。在MEME基序內(nèi)的每個位置，顯不以聞于0.2的頻率存在于查詢序列組中的殘基。方括號內(nèi)的殘基表不備選殘基。
[0049]在本發(fā)明的這種核酸序列在活植物細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄和翻譯時，編碼NUG多肽的核酸序列賦予合成本文所述的增加產(chǎn)量或產(chǎn)量相關(guān)性狀的NUG的信息。
[0050]核酸變體也可以用于實施本發(fā)明的方法。這類變體的實例包括編碼本文表A或表B中給出的氨基酸序列中任一個的同源物和衍生物的核酸，術(shù)語“同源物”和“衍生物”如本文所定義。
[0051]還用于本發(fā)明方法的是編碼本文表A或表B中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物或旁系同源物的同源物和衍生物的核酸。用于本發(fā)明方法的同源物和衍生物具有與它們所衍生自的未修飾蛋白質(zhì)基本上相同的生物學(xué)活性和功能活性。用于實施本發(fā)明方法的其他變體是其中優(yōu)化了密碼子選擇或其中去除了 miRNA靶位點的變體。
[0052]用于實施本發(fā)明方法的其他核酸變體包括編碼NUG多肽的核酸的部分、與編碼NUG多肽的核酸雜交的核酸、編碼NUG多肽的核酸的剪接變體、編碼NUG多肽的核酸的等位基因變體和通過基因改組獲得的編碼NUG多肽的核酸的變體。術(shù)語雜交序列、剪接變體、等位基因變體和基因改組如本文中所述。
[0053]編碼NUG多肽的核酸無需是全長核酸，因為本發(fā)明方法的實施不依賴于全長核酸序列的使用。根據(jù)本發(fā)明，提供用于在植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)本文表A或表B中給出的核酸序列中的任一個的部分，或編碼本文表A或表B中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的部分。
[0054]例如，可以通過對核酸進(jìn)行一個或多個缺失來制備核酸的部分。該部分可以以分離的形式使用，或者可以將它們與其他編碼(或非編碼)序列融合，以例如產(chǎn)生組合了幾種活性的蛋白質(zhì)。在與其他編碼序列融合時，所得到的通過翻譯產(chǎn)生的多肽可以比針對該蛋白質(zhì)部分預(yù)測的大小更大。
[0055]用于本發(fā)明方法的部分編碼本文定義的NUG多肽或至少其部分，且具有與本文表A或表B中給出的氨基酸序列基本上相同的生物學(xué)活性。優(yōu)選地，該部分是本文表A或表B中給出的核酸中任一個的部分，或者是編碼表A或表B中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物或旁系同源物的核酸的部分。優(yōu)選地，該部分長度為至少500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000個連續(xù)核苷酸，該連續(xù)核苷酸屬于表A或表B中給出的核酸序列中的任一個，或編碼本文表A或表B中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物或旁系同源物的核酸。
[0056]用于本發(fā)明方法的另一核酸變體是能夠在嚴(yán)格性降低的條件下，優(yōu)選在嚴(yán)格條件下，與編碼本文定義的NUG多肽的核酸，或與本文定義的部分雜交的核酸。根據(jù)本發(fā)明，提供用于在植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)能夠與編碼表A或表B中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸雜交的核酸，或與編碼表A或表B中給出的蛋白質(zhì)中任一種的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸雜交的核酸。
[0057]用于本發(fā)明方法的雜交序列編碼本文定義的NUG多肽，該NUG多肽與表A或表B中給出的、由與該雜交序列雜交的核酸編碼的氨基酸序列具有基本上相同的生物學(xué)活性。優(yōu)選地，該雜交序列能夠與編碼表A或表B中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸的互補序列雜交，或與這些序列中任一個的部分雜交，部分如本文所定義，或者該雜交序列能夠與編碼表A或表B中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物或旁系同源物的核酸的互補序列雜交。雜交條件可以是本文定義的中等嚴(yán)格條件或高度嚴(yán)格條件。 [0058]優(yōu)選地，該雜交序列編碼具有這樣的氨基酸序列的多肽，該氨基酸序列包含存在于由與該雜交序列雜交的核酸編碼的多肽序列中的基序或保守區(qū)的至少一些，和/或具有與由與該雜交序列雜交的核酸編碼的多肽相同的生物學(xué)活性，和/或與由與該雜交序列雜交的核酸編碼的多肽具有至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%或更高序列同一I"生。
[0059]在另一實施方案中，提供用于在植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)編碼本文表A或表B中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸的剪接變體或等位基因變體，或編碼表A或表B中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的剪接變體或等位基因變體。
[0060]優(yōu)選的剪接變體或等位基因變體是那些變體，其中由該剪接變體或等位基因變體編碼的氨基酸序列包含見于非變體序列中的基序或其他保守區(qū)的至少一些，和/或具有與非變體序列相同的生物學(xué)活性，和/或與非變體序列具有至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%或更高序列同一性。等位基因變體存在于自然界中，且這些天然等位基因的使用包含在本發(fā)明方法的范圍之內(nèi)。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，提供用于在植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)表A或表B中給出的核酸序列中的任一個的變體，或包括在植物中引入和表達(dá)編碼表A或表B中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的變體，該變體核酸通過基因改組獲得。
[0062]優(yōu)選地，由通過基因改組獲得的變體核酸編碼的氨基酸序列包含至少一些見于非變體序列中的基序或其他保守區(qū)，和/或具有與非變體序列相同的生物學(xué)活性，和/或與該變體所衍生自的非變體序列具有至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%或更
高序列同一性。
[0063]此外，核酸變體還可以通過位點定向誘變獲得?？捎脦追N方法來達(dá)到位點定向誘變，最常用的是基于PCR的方法(Current Protocols in Molecular Biology.Wiley編輯)。因一個或幾個氨基酸(本文定義的取代、插入和/或缺失)而不同于表A或表B的序列的NUG多肽可以同等地用于在本發(fā)明的方法和構(gòu)建體和植物中增加植物的產(chǎn)量。
[0064]編碼NUG多肽的核酸可以衍生自任意天然或人工來源。該核酸可以通過有意的人為操作在組成和/或基因組環(huán)境上修飾自其天然形式。
[0065]優(yōu)選地，NUG多肽編碼核酸來自植物，進(jìn)一步優(yōu)選來自單子葉植物，更優(yōu)選來自禾本科(Poaceae),最優(yōu)選該核酸來自稻(Oryza sativa)。
[0066]本發(fā)明還延及包含用于本發(fā)明方法的核酸序列的重組染色體DNA的使用，其中該核酸由于重組方法而存在于染色體DNA中，但不存在于其天然遺傳環(huán)境中。在另一實施方案中，本發(fā)明的重組染色體DNA包含在植物細(xì)胞中。
[0067]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。在本發(fā)明的具體實施方案中，本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生相對于對照植物具有增加的早期活力和/或增加的產(chǎn)量和/或增加的生物量和/或增 加的種子產(chǎn)量的植物。術(shù)語“早期活力”、“生物量”、“產(chǎn)量”和“種子產(chǎn)量”在本文“定義”部分中更詳細(xì)地描述。
[0068]因此，本發(fā)明提供用于相對于對照植物增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼本文定義的NUG多肽的核酸在植物中表達(dá)。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生相對于對照植物具有增加的生長速率的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于增加植物的生長速率的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼本文定義的NUG多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0070]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生在非脅迫條件下或輕度干旱條件下生長時相對于生長在相當(dāng)條件下的對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于在生長在非脅迫條件下或輕度干旱條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NUG多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0071]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生在干旱條件下生長時相對于生長在相當(dāng)條件下的對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于在生長在干旱條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NUG多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0072]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生在養(yǎng)分不足條件下，尤其是在氮缺乏條件下生長時相對生長在相當(dāng)條件下的對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于在生長在養(yǎng)分缺乏條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NUG多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0073]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生在鹽脅迫條件下生長時相對于生長在相當(dāng)條件下的對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于在生長在鹽脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NUG多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0074]本發(fā)明還提供遺傳構(gòu)建體和載體，以便于在植物中引入和表達(dá)編碼NUG多肽的核酸?；驑?gòu)建體可以插入載體，該載體可以是市售的，適合用于轉(zhuǎn)化入植物或宿主細(xì)胞，且適合用于在轉(zhuǎn)化細(xì)胞中表達(dá)目的基因。本發(fā)明還提供本文定義的基因構(gòu)建體在本發(fā)明方法中的用途。
[0075]更具體而言，本發(fā)明提供構(gòu)建體，其包含:
[0076](a)編碼上文定義的NUG多肽的核酸；
[0077](b)能夠驅(qū)動(a)的核酸序列表達(dá)的一個或多個控制序列；和可選的
[0078](c)轉(zhuǎn)錄終止序列。
[0079]優(yōu)選地，編碼NUG多肽的核酸如上文所定義。術(shù)語“控制序列”和“終止序列”如本文所定義。
[0080]本發(fā)明的遺傳構(gòu)建體可以包含在宿主細(xì)胞、植物細(xì)胞、種子、農(nóng)產(chǎn)品或植物中。用遺傳構(gòu)建體，如含有任意上述核酸的載體或表達(dá)盒轉(zhuǎn)化植物或宿主細(xì)胞。因此，本發(fā)明還提供用上述構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的植物或宿主細(xì)胞。具體而言，本發(fā)明提供用上述構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的植物，該植物具有本文所述的增加的產(chǎn)量相關(guān)性狀。
[0081]在一個實施方案中，在將本發(fā)明的遺傳構(gòu)建體引入該植物時，它賦予該植物增加的產(chǎn)量或一種或多種產(chǎn)量相關(guān)性狀，該植物表達(dá)包含在該遺傳構(gòu)建體中的編碼NUG的核酸。在另一實施方案中，本發(fā)明的遺傳構(gòu)建體賦予包含已引入該構(gòu)建體的植物細(xì)胞的植物增加的產(chǎn)量或一種或多種產(chǎn)量 相關(guān)性狀，該植物細(xì)胞表達(dá)包含在該遺傳構(gòu)建體中的編碼NUG的核酸。
[0082]技術(shù)人員熟知為了成功轉(zhuǎn)化、選擇和繁殖含有目的序列的宿主細(xì)胞而必須存在于遺傳構(gòu)建體上的遺傳元件。目的序列與一個或多個控制序列(至少與啟動子)有效連接。
[0083]有利地，可以用任意類型的(天然或合成的)啟動子來驅(qū)動核酸序列的表達(dá)，但優(yōu)選該啟動子是植物來源的。組成型啟動子在該方法中尤其有用。多種啟動子類型的定義見本文“定義”部分。
[0084]該組成型啟動子優(yōu)選是中等強度的遍在組成型啟動子。更優(yōu)選地，它是植物衍生啟動子，例如植物染色體來源的啟動子，如G0S2啟動子，或具有基本上相同的強度且具有基本上相同的表達(dá)模式的啟動子(功能上等同的啟動子)，更優(yōu)選地，該啟動子是來自稻的G0S2啟動子。組成型啟動子的其他實例見本文“定義”部分。
[0085]可選地，一個或多個終止子序列可以用于引入植物的構(gòu)建體。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道可以適合用于實施本發(fā)明的終止子序列。優(yōu)選地，該構(gòu)建體包含含有組成型啟動子(如G0S2)的表達(dá)盒，該組成型啟動子與編碼NUG多肽的核酸有效連接。該構(gòu)建體可以進(jìn)一步包含與NUG編碼序列的3’端連接的終止子(如玉米醇溶蛋白終止子)。此外，引入植物的構(gòu)建體上可以存在一個或多個編碼選擇標(biāo)記的序列。
[0086]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選特征，該調(diào)節(jié)的表達(dá)是增加的表達(dá)。用于增加核酸或基因、或基因產(chǎn)物的表達(dá)的方法在本領(lǐng)域有充分的文獻(xiàn)記載，實例在定義部分中提供。
[0087]如上文所述，用于調(diào)節(jié)編碼NUG多肽的核酸的表達(dá)的優(yōu)選方法是通過在植物中引入和表達(dá)編碼NUG多肽的核酸；但是，也可以用其他公知的技術(shù)(包括但不限于T-DNA激活標(biāo)簽、TILLING、同源重組)來達(dá)到實施該方法的效應(yīng)，即增強產(chǎn)量相關(guān)性狀。這些技術(shù)的描述在定義部分中提供。
[0088]本發(fā)明還提供用于產(chǎn)生相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)編碼本文定義的NUG多肽的任意核酸。
[0089]更具體而言，本發(fā)明提供用于產(chǎn)生具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其包括:
[0090](i)在植物或植物細(xì)胞中引入和表達(dá)NUG多肽編碼核酸或包含NUG多肽編碼核酸的遺傳構(gòu)建體；和
[0091](ii)在促進(jìn)植物生長和發(fā)育的條件下培養(yǎng)該植物細(xì)胞。
[0092](i)的核酸可以是能夠編碼本文定義的NUG多肽的核酸的任一種。
[0093]在促進(jìn)植物生長和發(fā)育的條件下培養(yǎng)植物細(xì)胞可以包括或不包括再生和/或生長至成熟。因此，在本發(fā)明的具體實施方案中，通過本發(fā)明方法轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞可再生為轉(zhuǎn)化植物。在另一具體實施方案中，通過本發(fā)明方法轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞不可再生為轉(zhuǎn)化植物，即不能用本領(lǐng)域已知的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)再生為植物的細(xì)胞。雖然植物細(xì)胞一般具有全能性的特征，但一些植物細(xì)胞不能用來從該細(xì)胞再生或繁殖完整的植物。在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的植物細(xì)胞是 這類細(xì)胞。在另一實施方案中，本發(fā)明的植物細(xì)胞是不以自養(yǎng)方式維持自身的植物細(xì)胞。
[0094]可以將核酸直接引入植物細(xì)胞或引入植物自身(包括引入植物的組織、器官或任意其他部分)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選特征，優(yōu)選通過轉(zhuǎn)化來將核酸引入植物或植物細(xì)胞。術(shù)語“轉(zhuǎn)化”在本文“定義”部分中更詳細(xì)地描述。
[0095]在一個實施方案中，本發(fā)明延及通過本文所述的任意方法產(chǎn)生的任意植物細(xì)胞或植物，及其所有植物部分和繁殖體。
[0096]本發(fā)明涵蓋可通過本發(fā)明的方法獲得的植物或其部分(包括種子)。植物或植物部分或植物細(xì)胞包含優(yōu)選處于遺傳構(gòu)建體(如表達(dá)盒)中的編碼上文定義的NUG多肽的核酸轉(zhuǎn)基因。本發(fā)明進(jìn)一步延及涵蓋已通過任意前述方法產(chǎn)生的初級轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染的細(xì)胞、組織、器官或整株植物的后代，唯一的要求是該后代顯示與本發(fā)明方法中的親本所產(chǎn)生的那些相同的一種或多種基因型和/或表型特征。
[0097]在另一實施方案中，本發(fā)明延及含有本發(fā)明的表達(dá)盒、本發(fā)明的遺傳構(gòu)建體或編碼NUG的核酸和/或上述NUG多肽的種子。
[0098]本發(fā)明還包括含有編碼上文定義的NUG多肽的分離的核酸的宿主細(xì)胞。在一個實施方案中，本發(fā)明的宿主細(xì)胞是植物細(xì)胞、酵母、細(xì)菌或真菌。用于本發(fā)明方法的核酸、構(gòu)建體、表達(dá)盒或載體的宿主植物基本上有利地是所有植物，其能夠合成用于本發(fā)明方法的多肽。在具體實施方案中，本發(fā)明的植物細(xì)胞過表達(dá)本發(fā)明的核酸分子。
[0099]本發(fā)明的方法有利地可適用于任意植物，尤其是本文定義的任意植物。在本發(fā)明方法中尤其有用的植物包括隸屬于超家族植物界(Viridiplantae)的所有植物，尤其是單子葉植物和雙子葉植物，包括飼料或青貯豆科植物、觀賞植物、糧食作物、喬木或灌木。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，植物可以為作物植物。作物植物的實例包括但不限于菊苣、胡蘿卜、木薯、三葉草、大豆、甜菜、糖用甜菜、向日葵、卡諾拉(canola)、苜蓿、油菜、亞麻籽、棉花、番茄、馬鈴薯和煙草。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，植物是單子葉植物。單子葉植物的實例包括甘蔗。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，植物是谷物。谷物的實例包括稻、玉米、小麥、大麥、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯佩耳特小麥(spelt)、單粒小麥、埃塞俄比亞畫眉草、買羅高粱(milo)和燕麥。在具體實施方案中，用于本發(fā)明方法的植物選自玉米、小麥、稻、大豆、棉花、油籽油菜(包括卡諾拉)、甘蔗、糖用甜菜和苜蓿。有利地，本發(fā)明的方法比已知的方法更有效，因為本發(fā)明的植物與用于相當(dāng)方法的對照植物相比具有增加的產(chǎn)量和/或?qū)Νh(huán)境脅迫的耐受性。
[0100]本發(fā)明還延及植物的可收獲部分，例如但不限于種子、葉、果實、花、莖、根、根莖、塊莖和球莖，該可收獲部分含有編碼NUG多肽的重組核酸。本發(fā)明還涉及衍生或產(chǎn)生自，優(yōu)選直接衍生或產(chǎn)生自這種植物的可收獲部分的產(chǎn)物，如干粒(dry pellets)、粉或粉末、油、脂肪和脂肪酸、淀粉或蛋白質(zhì)。
[0101]本發(fā)明還包括用于制備產(chǎn)品的方法，其包括a)培養(yǎng)本發(fā)明的植物，和b)從或通過本發(fā)明的植物或其部分(包括種子)產(chǎn)生該產(chǎn)品。在另一實施方案中，該方法包括步驟a)培養(yǎng)本發(fā)明的植物，b)從該植物采集上文所述的可收獲部分，和c)從或用本發(fā)明的植物的可收獲部分產(chǎn)生該產(chǎn)品。
[0102]在一個實施方案中，通過本發(fā)明的方法產(chǎn)生的產(chǎn)品是植物產(chǎn)品，例如但不限于食品、飼料、食品添加劑、飼料添加劑、纖維、化妝品或藥品。在另一實施方案中，該產(chǎn)生方法用來制備農(nóng)產(chǎn)品，例如但不限于植物提取物、蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類、脂肪、油、聚合物、維生素
坐坐寸寸ο
[0103]還在另一實施方案中，本發(fā)明的多核苷酸或多肽包含在農(nóng)產(chǎn)品中。在具體實施方案中，本發(fā)明的核酸序列和蛋白質(zhì)序列可以用作產(chǎn)品標(biāo)記，例如在通過本發(fā)明方法產(chǎn)生農(nóng)產(chǎn)品時。這種標(biāo)記可以用來鑒別通過有利的方法產(chǎn)生的產(chǎn)品，該方法不僅導(dǎo)致更高的加工效率，而且由于用 于加工的植物材料和可收獲部分的品質(zhì)提高而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量提高。可以通過本領(lǐng)域已知的多種方法來檢測這類標(biāo)記，該方法例如但不限于用于核酸檢測的基于PCR的方法，或用于蛋白質(zhì)檢測的基于抗體的方法。
[0104]本發(fā)明還涵蓋在增強植物的任意前述產(chǎn)量相關(guān)性狀中編碼本文所述的NUG多肽的核酸的用途以及這些NUG多肽的用途。例如，可以在育種程序中使用編碼本文所述的NUG多肽的核酸、或NUG多肽本身，其中鑒定可以與NUG多肽編碼基因遺傳連鎖的DNA標(biāo)記?？梢杂迷摵怂?基因或該NUG多肽本身來定義分子標(biāo)記。然后可以在育種程序中用此DNA或蛋白質(zhì)標(biāo)記來在本發(fā)明的方法中選擇具有上文定義的增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。此外，NUG多肽編碼核酸/基因的等位基因變體也可以用于標(biāo)記輔助的育種程序。編碼NUG多肽的核酸還可以用作探針來對包含其的基因進(jìn)行遺傳和物理作圖，以及用作與那些基因連鎖的性狀的標(biāo)記。這種信息可以在植物育種中使用，以培育具有所期望表型的品系。
[0105]2.NAC0PNAC5
[0106]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于在生長在非生物脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0107]在具體實施方案中，在植物生長在非生物脅迫條件下時，通過組織特異性啟動子，優(yōu)選通過根特異性啟動子來驅(qū)動NACl或NAC5編碼核酸的表達(dá)。
[0108]在另一實施方案中，該增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀包括增加的種子產(chǎn)量和/或修飾的根構(gòu)造。
[0109]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供用于產(chǎn)生相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在生長在非生物脅迫條件下的植物中的表達(dá)，并可選地選擇具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物的步驟。[0110]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供用于在植物中賦予非生物脅迫耐受性的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0111]在本發(fā)明關(guān)于NACl和NAC5的背景中，對“用于本發(fā)明方法的蛋白質(zhì)”的任意提及意指本文定義的NACl或NAC5多肽。后文對“用于本發(fā)明方法的核酸”的任意提及意指能夠編碼NACl或NAC5多肽的核酸。待引入植物(并因此用于實施本發(fā)明的方法)的核酸是編碼現(xiàn)將描述的蛋白質(zhì)類型的任意核酸，后文中還稱為“NAC1核酸”或“NAC1基因”或“NAC5核酸”或“NAC5基因”。
[0112]本文定義的“NAC1多肽”或“NAC5多肽”指包含下文所述基序的任意一個或多個的任意多肽。
[0113]本文定義的“NAC1基因”或“NAC5基因”指編碼本文定義的NACl多肽或NAC5多肽的任意核酸。
[0114]基序1:KIDLDIIQELD，或按照遞增的優(yōu)選順序與基序I的序列具有至少50%、60%、70%,80%或90%序列同一性的基序。
[0115]基序I 優(yōu)選 K/P/R/G I/S/M D/A/E/Q L/I/V D I/V/F I Q/V/R/K E/D L/I/V D。
[0116]基序II =CKYGXGHGGDEQTEff,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序II的序列具有至少50%、60%、70%、80%或90%序列同一性的基序，其中‘X’表示任意氨基酸。
[0117]基序II 優(yōu)選 C K/R Y/L/I G XXX G/Y/N D/E E Q/R T/N/S EW，其中 ‘X’表示任意
氨基酸。
[0118]基序III =GffVVCRAFQKP,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序III的序列具有至少50%、60%,70%,80%或90%序列同一性的基序。
[0119]基序111優(yōu)選GWVVCR A/V F X1K X2，其中‘ X1 ’和‘ X2 ’可以是任意氨基酸，優(yōu)選X1是 Q/R/K，優(yōu)選 X2 是 P/R/K。
[0120]基序IV =PVPIIA,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序IV的序列具有至少50%、60%、70%、80%或90%序列同一性的基序。
[0121]基序IV 優(yōu)選 A/P/S/N V/L/I/A P/S/D/V/Q V/1 I A/T/G。
[0122]基序V =NGSRPN,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序V的序列具有至少50%、60%、70%、80%或90%序列同一性的基序。
[0123]基序V 優(yōu)選 N G/S S/Q/A/V RP N/S。
[0124]基序VI:CRLYNKK,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序VI的序列具有至少50%、60%、70%、80%或90%序列同一性的基序。
[0125]基序VI 優(yōu)選 C/Y R/K L/1 Y/H/F N/K K K/N/C/S/T。
[0126]基序VII =NEffEKMQ,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序VII的序列具有至少50%、60%、70%、80%或90%序列同一性的基序。
[0127]基序VII 優(yōu)選 N E/Q/T WEK M/V Q/R/K。
[0128]基序VII1:WGETRTPESE，或按照遞增的優(yōu)選順序與基序VIII的序列具有至少50%、60%、70%、80%或90%序列同一性的基序。
[0129]基序VIII 優(yōu)選 WGE T/A RTPES E/D。
[0130]基序IX:VPKKESMDDA,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序IX的序列具有至少50%、60%、70%、80%或90%序列同一性的基序。[0131]基序IX 優(yōu)選 V/L PK K/E E S/R/A/V M/V/A/Q/R D/E D/E/L A/G/D。
[0132]基序X:SYDDIQGMYS,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序X的序列具有至少50%、60%、70%,80%或90%序列同一性的基序。
[0133]基序X 優(yōu)選 S L/Y DD L/1 Q G/S L/M/P G/Y S/N。
[0134]基序XI:DSMPRLHADSSCSE,或按照遞增的優(yōu)選順序與基序XI的序列具有至少50%、60%,70%,80%或90%序列同一性的基序。
[0135]基序XI 優(yōu)選 DS M/V/I P R/K L/I/A H T/A/S D/E SS C/G SE。
[0136]基序I至XI的每一個可以在任意位置包含一個或多個保守氨基酸取代。
[0137]NACl或NAC5多肽可以包含上文定義的基序中的至少I個或至少2個或至少3個或至少4個或至少5個或至少6個或至少7個或至少8個或至少9個或至少10個或至少11個。
[0138]存在于NACl或NAC5多肽中的其他基序可以用MEME算法(Bailey和Elkan, Proceedings of the Second International Conference on Intelligent Systemsfor Molecular Biology, 28-36 頁，AAAI Press, Menlo Park, California, 1994)或用本領(lǐng)域已知的其他方法或工具來鑒定。
[0139]用于調(diào)節(jié)(優(yōu)選增加)編碼NACl或NAC5多肽的核酸的表達(dá)的優(yōu)選方法是通過在植物中引入和表達(dá)編碼NACl或NAC5多肽的核酸。
[0140]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供用于相對于對照植物改善植物中的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾根構(gòu)造的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼本文定義的NACl或NAC5多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0141]此外或備選地，NACl或NAC5多肽按照遞增的優(yōu)選順序與SEQ ID NO: 2或SEQ IDNO: 4 所示的氨基酸具有至少 25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%總體序列同一性，條件是該同源蛋白質(zhì)包含上文所列保守基序中的任意一個或多個。在具體實施方案中，NACl多肽表示為SEQ ID N0:2。在具體實施方案中，NAC5多肽表示為SEQ ID NO:4。
[0142]總體序列同一性可以用全局比對算法，如GAP程序(GCG WisconsinPackage, Accelrys)中的Needleman Wunsch算法,優(yōu)選以默認(rèn)參數(shù)且優(yōu)選以成熟蛋白質(zhì)的序列(即不考慮分泌信號或轉(zhuǎn)運肽)來確定。在一個實施方案中，通過在SEQ ID N0:2或SEQID NO:4的全長序列上比較多肽序列來確定序列同一性水平。
[0143]在另一實施方案中，通過將SEQ ID N0:2或SEQ ID N0:4中的一個或多個保守結(jié)構(gòu)域或基序與其他NACl和NAC5多肽中相應(yīng)的保守結(jié)構(gòu)域或基序相比較，來確定序列同一性水平。與總體序列同一性相 比，在僅考慮保守結(jié)構(gòu)域或基序時，序列同一性通常將更高。優(yōu)選地，NACl或NAC5多肽中的基序按照遞增的優(yōu)選順序與SEQ ID N0:5至SEQ ID N0:15(基序I至XI)所示基序中的任意一個或多個具有至少70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%,98%或99%序列同一性。術(shù)語“結(jié)構(gòu)域”、“標(biāo)簽序列”和“基序”如本文“定義”部分中所定義。
[0144]優(yōu)選地，在用于構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹(如Ooka等，2003 (DNA ResearchlO, 239-247)中給出的系統(tǒng)發(fā)生樹)時，多肽序列與其他NACl和NAC5家族成員而非與任意其他NAC聚類。
[0145]在按照本文實施例部分中所列的本發(fā)明方法在稻中表達(dá)時，編碼NACl和NAC5多肽的核酸使植物在非生物脅迫條件下生長時具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀，尤其是增加的種子產(chǎn)量和/或修飾的根構(gòu)造。編碼NACl和NAC5多肽的核酸序列的另一功能是賦予合成NACl和NAC5的信息，在本發(fā)明的這種核酸序列在活植物細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄和翻譯時，其增加本文所述的產(chǎn)量或產(chǎn)量相關(guān)性狀。
[0146]通過用SEQ ID NO:1所示的編碼SEQ ID NO:2的多肽序列的核酸序列轉(zhuǎn)化植物，以及通過用SEQ ID N0:3所示的編碼SEQ ID NO:4的多肽的核酸序列轉(zhuǎn)化植物來說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明的實施不限于這些序列；本發(fā)明的方法可以有利地用本文定義的NACl編碼核酸或NAC5編碼核酸或NACl多肽或NAC5多肽來實施。本文所用的術(shù)語“NAC1 ”或“NAC1多肽”還包括下文定義的SEQ ID N0:2的同源物。本文所用的術(shù)語“NAC5”或“NAC5多肽”還包括下文定義的SEQ ID NO:4的同源物。
[0147]編碼NACl和NAC5多肽的核酸的實例在本文表C中給出。這類核酸用于實施本發(fā)明的方法。實施例部分表C中給出的氨基酸序列是分別為SEQ ID N0:2和SEQ ID N0:4所示的NACl和NAC5多肽的直向同源物和旁系同源物的實例序列，術(shù)語“直向同源物”和“旁系同源物”如本文所定義。其他直向同源物和旁系同源物可以容易地通過進(jìn)行定義部分中所述的所謂交互blast檢索來鑒定；其中查詢序列為SEQ ID NO: K SEQ ID NO: 2, SEQ IDN0:3或SEQ ID N0:4，二次BLAST (反向BLAST)將針對稻序列。 [0148]核酸變體也可以用于實施本發(fā)明的方法。這類變體的實例包括編碼本文表C中給出的氨基酸序列中任一個的同源物和衍生物的核酸，術(shù)語“同源物”和“衍生物”如本文所定義。還用于本發(fā)明方法的是編碼實施例部分表C中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物或旁系同源物的同源物和衍生物的核酸。用于本發(fā)明方法的同源物和衍生物具有與其所衍生自的未修飾蛋白質(zhì)形式基本上相同的生物學(xué)活性和功能活性。用于實施本發(fā)明方法的其他變體是其中優(yōu)化了密碼子選擇或其中去除了 miRNA靶位點的變體。
[0149]用于實施本發(fā)明方法的其他核酸變體包括編碼NACl和NAC5多肽的核酸的部分、與編碼NACl或NAC5多肽的核酸雜交的核酸、編碼NACl或NAC5多肽的核酸的剪接變體、編碼NACl或NAC5多肽的核酸的等位基因變體及通過基因改組獲得的編碼NACl或NAC5多肽的核酸的變體。術(shù)語雜交序列、剪接變體、等位基因變體和基因改組如本文所述。
[0150]編碼NACl或NAC5多肽的核酸無需是全長核酸，因為本發(fā)明方法的實施不依賴于全長核酸序列的使用。根據(jù)本發(fā)明，提供用于在生長在非生物脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)編碼本文表C中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸，或編碼表C中給出的氨基酸序列中任一種的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的部分。
[0151]例如，可以通過對核酸進(jìn)行一個或多個缺失來制備核酸的部分。該部分可以以分離的形式使用，或者可以將它們與其他編碼(或非編碼)序列融合，以例如產(chǎn)生組合了幾種活性的蛋白質(zhì)。在與其他編碼序列融合時，所得到的通過翻譯產(chǎn)生的多肽可以比針對該蛋白質(zhì)部分預(yù)測的大小更大。[0152]用于本發(fā)明方法的部分編碼本文定義的NACl或NAC5多肽或至少其部分，具有與本文表C中給出且由該部分所衍生自的核酸編碼的氨基酸序列基本上相同的生物學(xué)活性。優(yōu)選地，該部分是編碼表C中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸的部分，或者是編碼表C中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物或旁系同源物的核酸的部分。優(yōu)選地，該部分長度為至少500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000個連續(xù)核苷酸，該連續(xù)核苷酸屬于本文表C中給出的核酸序列中的任一個，或編碼表C中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物或旁系同源物的核酸。最優(yōu)選地，該部分是編碼SEQ ID N0:2或SEQ ID NO:4的核酸的部分。優(yōu)選地，該部分編碼氨基酸序列的片段，該氨基酸序列包含基序I至XI (SEQID NO: 5至SEQ ID NO: 15)中的一個或多個，和/或具有與NACl或NAC5相同的生物學(xué)活性，和 / 或與 SEQ ID N0:2 或 SEQ ID NO:4 具有至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或更高序列同一性。
[0153]用于本發(fā)明方法的另一核酸變體是能夠在嚴(yán)格性降低或中等嚴(yán)格的條件下，優(yōu)選在嚴(yán)格條件下，與編碼本文定義的NACl或NAC5多肽的核酸的互補序列，或與本文定義的部分雜交的核酸。根據(jù)本發(fā)明 ，提供用于在生長在非生物脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)能夠與編碼本文表C中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸，或與編碼表C中給出的核酸序列中任一個的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸雜交的核酸。
[0154]用于本發(fā)明方法的雜交序列編碼本文定義的NACl或NAC5多肽，該NACl或NAC5多肽具有與表C中給出的、由與該雜交序列雜交的核酸編碼的氨基酸序列基本上相同的生物學(xué)活性。優(yōu)選地，該雜交序列能夠與編碼本文表C中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸的互補序列，或與這些序列中任一個的部分雜交，部分如本文所定義，或者該雜交序列能夠與編碼表C中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物或旁系同源物的核酸的互補序列雜交。最優(yōu)選地，該雜交序列能夠與編碼SEQ ID N0:2或SEQ ID NO:4所示的多肽或二者中任一個的部分的核酸的互補序列雜交。在一個實施方案中，該雜交條件是本文定義的中等嚴(yán)格條件，優(yōu)選高度嚴(yán)格條件。
[0155]優(yōu)選地，該雜交序列編碼具有這樣的氨基酸序列的多肽，該氨基酸序列包含基序I至XKSEQ ID N0:5至SEQ ID NO: 15)中的一個或多個，和/或具有與NACl或NAC5相同的生物學(xué)活性，和 / 或與 SEQ ID N0:2 或 SEQ ID NO:4 具有至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%,85%,90%或95%或更高序列同一性。
[0156]在另一實施方案中，提供用于在生長在非生物脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)編碼本文表C中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸的任一種的剪接變體或等位基因變體，或編碼本文表C中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的剪接變體或等位基因變體。
[0157]優(yōu)選的剪接變體或等位基因變體是編碼SEQ ID NO: 2或SEQ ID NO: 4的核酸的剪接變體或等位基因變體，或編碼SEQ ID NO: 2或SEQ ID NO: 4的直向同源物或旁系同源物的核酸的剪接變體或等位基因變體。優(yōu)選地，由該剪接變體或等位基因變體編碼的氨基酸序列包含基序I至XKSEQ ID N0:5至SEQ ID NO: 15)中的一個或多個，和/或具有與NACl或NAC5相同的生物學(xué)活性，和/或與SEQ ID NO: 2或SEQ ID NO: 4具有至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 或更高序列同一性。[0158]根據(jù)另一實施方案，提供用于在生長在非生物脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)編碼本文表C中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸的等位基因變體或剪接變體，或包括在植物中引入和表達(dá)編碼本文表C中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的等位基因變體或剪接變體。
[0159]由用于本發(fā)明方法的等位基因變體或剪接變體編碼的多肽具有與SEQ ID N0:2的NACl多肽或SEQ ID NO:5的NAC5多肽或本文表C中所示的氨基酸中的任一個相同的生物學(xué)活性。等位基因變體存在于自然界中，且這些天然等位基因的使用包含在本發(fā)明方法的范圍之內(nèi)。優(yōu)選地，該等位基因變體或剪接變體是編碼SEQ ID N0:2或SEQ ID N0:4的核酸的變體，或編碼SEQ ID N0:2或SEQ ID N0:4的直向同源物或旁系同源物的核酸的變體。優(yōu)選地，由該等位基因變體或剪接變體編碼的氨基酸序列包含基序I至XI (SEQ ID NO:5至SEQ ID NO: 15)中的一個或多個，和/或具有與NACl或NAC5相同的生物學(xué)活性，和/或與 SEQ ID NO: 2 或 SEQ ID NO: 4 具有至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 或更高序列同一性。
[0160]還在另一實施方案中，提供用于在生長在非生物脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)編碼本文表C中給出的蛋白質(zhì)中任一種的核酸的變體，或包括在植物中引入和表達(dá)編碼表C中給出的氨基酸序列中任一個的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的變體，該變體核酸通過基因改組獲得。
[0161]優(yōu)選地，由通過基因改組獲得的變體核酸編碼的氨基酸序列包含基序I至XI(SEQID NO: 5至SEQ ID NO: 15)中的一個或多個，和/或具有與NACl或NAC5相同的生物學(xué)活性，和 / 或與 SEQ ID N0:2 或 SEQ ID NO:4 具有至少 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或更高序列同一性。
[0162]此外，核酸變體還可以通過位點定向誘變獲得。可用幾種方法來達(dá)到位點定向誘變，最常用的是基于PCR的方法(Current Protocols in Molecular Biology.Wiley編輯)。因一個或幾個氨基酸(本文定義的取代、插入和/或缺失)而不同于SEQ ID N0:2或SEQ IDN0:4的序列的NCG多肽可以同等地用于在本發(fā)明的方法和構(gòu)建體和植物中增加植物的產(chǎn)量。
[0163]編碼NACl或NAC5多肽的核酸可以衍生自任意天然或人工來源。該核酸可以通過有意的人為操作在組成和/或基因組環(huán)境上修飾自其天然形式。優(yōu)選地，NACl或NAC5多肽編碼核酸來自植物，進(jìn)一步優(yōu)選來自單子葉植物，更優(yōu)選來自禾本科，最優(yōu)選該核酸來自稻。
[0164]在另一實施方案中，本發(fā)明延及含有用于本發(fā)明方法的核酸序列的重組染色體DNA，其中該核酸由于重組方法而存在于染色體DNA中，但不存在于其天然遺傳環(huán)境中。在另一實施方案中，本發(fā)明的重組染色體DNA包含在植物細(xì)胞中。
[0165]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的植物。具體而言，本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生具有增加的種子或谷粒產(chǎn)量和/或修飾的根構(gòu)造的植物。術(shù)語“種子產(chǎn)量”在本文“定義”部分中更詳細(xì)地描述。本文定義的術(shù)語“修飾的根構(gòu)造”優(yōu)選包括以下任意一項或多項的增加或改變或由以下任意一項或多項的增加或改變引起:鮮重或干重形式的根生物量增加、根數(shù)目增加、根直徑增加、根增大、中柱增大、通氣組織增大、通氣組織形成增加、皮層增大、皮層細(xì)胞增大、木質(zhì)部增大、分枝改變、穿透能力改善、表皮增大、根冠比增加。[0166]因此，本發(fā)明提供用于相對于對照植物增加種子產(chǎn)量和/或修飾根構(gòu)造的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NACl和NAC5多肽的核酸在生長在非生物脅迫條件下的植物中的表達(dá)。
[0167]本發(fā)明還提供用于在植物中相對于對照植物提高非生物脅迫耐受性的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NACl和NAC5多肽的核酸在生長在非生物脅迫條件下的植物中的表達(dá)。
[0168]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選特征，本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生在非生物脅迫條件下生長時相對于對照植物具有增加的生長速率的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于增加植物的生長速率的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在生長在非生物脅迫條件下的植物中的表達(dá)。
[0169]相對于生長在相當(dāng)條件下的對照植物，在處于其營養(yǎng)生長階段在植物(該植物生長在非脅迫條件下或輕度干旱條件下)中實施本發(fā)明的方法產(chǎn)生增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾的根構(gòu)造。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于在處于其營養(yǎng)生長期且生長在非脅迫條件下或輕度干旱條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾根構(gòu)造的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在該植物中的表達(dá)。
[0170]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生在干旱條件下生長時相對于生長在相當(dāng)條件下的對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾的根構(gòu)造的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于在生長在干旱條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾根構(gòu)造的方法，該方法包括在組織特異性啟動子，優(yōu)選根特異性啟動子的控制下調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0171]在正常或非 脅迫生長條件下，在組成型啟動子的控制下表達(dá)時，且在根特異性啟動子的控制下表達(dá)時,表達(dá)NACl編碼核酸序列的稻植物產(chǎn)生增加的種子產(chǎn)量。相比之下，在干旱條件下，在根特異性啟動子的控制下表達(dá)NACl編碼核酸的植物中，獲得了顯著提高的種子水平或谷粒產(chǎn)量。相反，與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ障啾龋L在干旱脅迫下，且在組成型啟動子控制下表達(dá)NACl編碼核酸序列的植物的種子或谷粒產(chǎn)量無明顯差異。
[0172]在NAC5的情況下，在根特異性啟動子的控制下表達(dá)NAC5編碼核酸的植物和在組成型啟動子的控制下表達(dá)NAC5編碼核酸的植物在營養(yǎng)生長期顯示提高的對干旱和高鹽度的耐受性。在正常、非脅迫生長條件下，這些植物顯示增加的種子或谷粒產(chǎn)量。但是，在干旱條件下，在根特異性啟動子控制下表達(dá)NAC5的植物顯示顯著增加的種子或谷粒產(chǎn)量，而在組成型啟動子控制下表達(dá)NAC5的植物與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ罩参锵啾蕊@示相似或降低的產(chǎn)量。
[0173]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生在養(yǎng)分不足條件下，尤其是在氮缺乏條件下生長時相對于生長在相當(dāng)條件下的對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾的根構(gòu)造的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于在生長在養(yǎng)分缺乏條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾根構(gòu)造的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0174]本發(fā)明方法的實施產(chǎn)生在鹽脅迫條件下生長時相對于生長在相當(dāng)條件下的對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾的根構(gòu)造的植物。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于在生長在鹽脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾根構(gòu)造的方法，該方法包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸在植物中的表達(dá)。
[0175]本發(fā)明還提供遺傳構(gòu)建體和載體，以便于在植物中引入和/或表達(dá)編碼NACl或NAC5多肽的核酸?；驑?gòu)建體可以插入載體，該載體可以是市售的，適合用于轉(zhuǎn)化入植物或宿主細(xì)胞，且適合用于在轉(zhuǎn)化細(xì)胞中表達(dá)目的基因。本發(fā)明還提供本文定義的基因構(gòu)建體在本發(fā)明方法中的用途。
[0176]更具體而言，本發(fā)明提供構(gòu)建體，其包含:
[0177](a)編碼上文定義的NACl或NAC5多肽的核酸；
[0178](b)能夠驅(qū)動(a)的核酸序列表達(dá)的一個或多個控制序列；和可選的
[0179](c)轉(zhuǎn)錄終止序列。
[0180]優(yōu)選地，編碼NACl或NAC5多肽的核酸如上文所定義。術(shù)語“控制序列”和“終止序列”如本文所定義。
[0181]本發(fā)明的遺傳構(gòu)建體可以包含在宿主細(xì)胞、植物細(xì)胞、種子、農(nóng)產(chǎn)品或植物中。用遺傳構(gòu)建體，如含有任意上述核酸的載體或表達(dá)盒轉(zhuǎn)化植物或宿主細(xì)胞。因此，本發(fā)明還提供用上述構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的植物或宿主細(xì)胞。具體而言，本發(fā)明提供用上述構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的植物，該植物具有本文所述的增加的產(chǎn)量相關(guān)性狀。
[0182]在一個實施方案中，在將本發(fā)明的遺傳構(gòu)建體引入植物時，它賦予該植物增加的產(chǎn)量或一種或多種產(chǎn)量相關(guān)性狀，該植物表達(dá)包含在該遺傳構(gòu)建體中的編碼NACl或NAC5多肽的核酸。在另一實施方案中，本發(fā)明的遺傳構(gòu)建體賦予包含已引入該構(gòu)建體的植物細(xì)胞的植物增加的產(chǎn)量或一種或多種產(chǎn)量相關(guān)性狀，該植物細(xì)胞表達(dá)包含在該遺傳構(gòu)建體中的編碼NACl或NAC5的核酸。 [0183]技術(shù)人員熟知為了成功轉(zhuǎn)化、選擇和繁殖含有目的序列的宿主細(xì)胞而必須存在于遺傳構(gòu)建體上的遺傳元件。目的序列與一個或多個控制序列(至少與啟動子)有效連接。
[0184]有利地，可以用任意類型的(天然或合成的)啟動子來在植物的營養(yǎng)生長期驅(qū)動核酸序列的表達(dá)。優(yōu)選地，該啟動子是植物來源的。多種啟動子類型的定義見本文“定義”部分。
[0185]用于本發(fā)明方法的尤其優(yōu)選的啟動子是根特異性啟動子。根特異性啟動子優(yōu)選RCc3啟動子(Plant Mol Biol.1995Jan; 27 (2): 237-48)，或具有基本上相同的強度且具有基本上相同的表達(dá)模式的啟動子(功能上等同的啟動子)，進(jìn)一步優(yōu)選地，該RCc3啟動子來自稻，更優(yōu)選地，該RCc3啟動子表示為基本上類似于SEQ ID NO: 21的核酸序列，最優(yōu)選地，該啟動子表示為SEQ ID N0:21。也可以用于實施本發(fā)明方法的其他根特異性啟動子的實例在“定義”部分的表2b中顯示。
[0186]尤其是在植物的營養(yǎng)生長期，組成型啟動子也可以用于生長在脅迫或非脅迫條件下的植物中。組成型啟動子也可以用于生長在基本上非脅迫的條件下且表達(dá)NACl或NAC5編碼核酸的植物中。組成型啟動子優(yōu)選中等強度的遍在組成型啟動子。更優(yōu)選地，它是植物衍生啟動子，例如植物染色體來源的啟動子，如G0S2啟動子，或具有基本上相同的強度且具有基本上相同的表達(dá)模式的啟動子(功能上等同的啟動子)，更優(yōu)選地，該啟動子是來自稻的G0S2啟動子。進(jìn)一步優(yōu)選地，該組成型啟動子表示為基本上類似于SEQ ID NO:20的核酸序列，最優(yōu)選地，該組成型啟動子如SEQ ID N0:20所示。組成型啟動子的其他實例見本文“定義”部分。
[0187]應(yīng)明確，本發(fā)明的適用性不限于SEQ ID NO:1或SEQ ID NO: 3所示的NACl或NAC5多肽編碼核酸，本發(fā)明的適用性也不限于用于驅(qū)動NACl或NAC5在植物中表達(dá)的稻G0S2或RCc3啟動子。
[0188]可選地，一個或多個終止子序列可以用于引入植物的構(gòu)建體。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道可以適合用于實施本發(fā)明的終止子序列。
[0189]優(yōu)選地，該構(gòu)建體包含含有RCc3啟動子的表達(dá)盒，該RCc3啟動子與編碼NACl或NAC5多肽的核酸有效連接。更優(yōu)選地，該構(gòu)建體還包含與NACl或NAC5編碼序列的3’端連接的玉米醇溶蛋白終止子(t-玉米醇溶蛋白)。此外，引入植物的構(gòu)建體上可以存在一個或多個編碼選擇標(biāo)記的序列。
[0190]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選特征，該調(diào)節(jié)的表達(dá)是增加的表達(dá)。用于增加核酸或基因、或基因產(chǎn)物的表達(dá)的方法在本領(lǐng)域有充分的文獻(xiàn)記載，實例在定義部分中提供。
[0191]如上文所述，用于調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽的核酸的表達(dá)的優(yōu)選方法是通過在植物中引入和表達(dá)編碼NACl或NAC5多肽的核酸；但是，也可以用其他公知的技術(shù)(包括但不限于T-DNA激活標(biāo)簽、TILLING、同源重組)來達(dá)到實施該方法的效應(yīng)，即增強產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾根構(gòu)造。這些技術(shù)的描述在定義部分中提供。
[0192]本發(fā)明還提供用于產(chǎn)生相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾的根構(gòu)造的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)編碼本文定義的NACl或NAC5多肽的任意核酸。
[0193]更具體而言，本發(fā)明 提供用于產(chǎn)生具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀，尤其是增加的種子產(chǎn)量和/或修飾的根構(gòu)造的轉(zhuǎn)基因植物的方法，該方法包括:
[0194](i)在植物或植物細(xì)胞中引入和表達(dá)NACl或NAC5多肽編碼核酸或包含NACl或NAC5多肽編碼核酸的遺傳構(gòu)建體；和
[0195](ii)在非生物脅迫條件下培養(yǎng)該植物細(xì)胞。
[0196](i)的核酸可以是能夠編碼本文定義的NACl或NAC5多肽的核酸的任一種。
[0197]培養(yǎng)該植物細(xì)胞可以包括或不包括再生和/或生長至成熟。因此，在本發(fā)明的具體實施方案中，通過本發(fā)明方法轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞可再生為轉(zhuǎn)化植物。在另一具體實施方案中，通過本發(fā)明方法轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞不可再生為轉(zhuǎn)化植物，即不能用本領(lǐng)域已知的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)再生為植物的細(xì)胞。雖然植物細(xì)胞一般具有全能性的特征，但一些植物細(xì)胞不能用來從該細(xì)胞再生或繁殖完整的植物。在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的植物細(xì)胞是這類細(xì)胞。在另一實施方案中，本發(fā)明的植物細(xì)胞是不以自養(yǎng)方式維持自身的植物細(xì)胞。
[0198]可以將核酸直接引入植物細(xì)胞或引入植物自身(包括引入植物的組織、器官或任意其他部分)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選特征，優(yōu)選通過轉(zhuǎn)化來將核酸引入植物或植物細(xì)胞。術(shù)語“轉(zhuǎn)化”在本文“定義”部分中更詳細(xì)地描述。
[0199]在一個實施方案中，本發(fā)明延及通過本文所述的任意方法產(chǎn)生的任意植物細(xì)胞或植物，及其所有植物部分和繁殖體。
[0200]本發(fā)明涵蓋可通過本發(fā)明的方法獲得的植物或其部分(包括種子)。植物或植物部分或植物細(xì)胞包含優(yōu)選處于遺傳構(gòu)建體(如表達(dá)盒)中的編碼上文定義的NACl或NAC5多肽的核酸轉(zhuǎn)基因。本發(fā)明進(jìn)一步延及涵蓋已通過任意前述方法產(chǎn)生的初級轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染的細(xì)胞、組織、器官或整株植物的后代，唯一的要求是該后代顯示與本發(fā)明方法中的親本所產(chǎn)生的那些相同的一種或多種基因型特征和/或表型特征。
[0201]在另一實施方案中，本發(fā)明延及含有本發(fā)明的表達(dá)盒、本發(fā)明的遺傳構(gòu)建體或編碼NACl或NAC5的核酸和/或上述NACl或NAC5多肽的種子。
[0202]本發(fā)明還包括含有編碼上文定義的NACl或NAC5多肽的分離的核酸的宿主細(xì)胞。在一個實施方案中，本發(fā)明的宿主細(xì)胞是植物細(xì)胞、酵母、細(xì)菌或真菌。用于本發(fā)明方法的核酸、構(gòu)建體、表達(dá)盒或載體的宿主植物基本上有利地是所有植物，其能夠合成用于本發(fā)明方法的多肽。在具體實施方案中，本發(fā)明的植物細(xì)胞過表達(dá)本發(fā)明的核酸分子。
[0203]本發(fā)明的方法有利地可適用于任意植物，尤其是本文定義的任意植物。在本發(fā)明方法中尤其有用的植物包括隸屬于超家族植物界的所有植物，尤其是單子葉植物和雙子葉植物，包括飼料或青貯豆科植物、觀賞植物、糧食作物、喬木或灌木。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，植物可以為作物植物。作物植物的實例包括但不限于菊苣、胡蘿卜、木薯、三葉草、大豆、甜菜、糖用甜菜、向日葵、卡諾拉、苜蓿、油菜、亞麻籽、棉花、番茄、馬鈴薯和煙草。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，植物是單子葉植物。單子葉植物的實例包括甘蔗。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，植物是谷物。谷物的實例包括稻、玉米、小麥、大麥、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯佩耳特小麥、單粒小麥、埃塞俄比亞畫眉草、買羅高粱和燕麥。在具體實施方案中，用于本發(fā)明方法的植物選自玉米、小麥、稻、大豆、棉花、油籽油菜(包括卡諾拉)、甘蔗、糖用甜菜和苜蓿。有利地，本發(fā)明的方法比已知的方法更有效，因為本發(fā)明的植物與用于相當(dāng)方法的對照植物相比具有增加的產(chǎn)量和/或?qū)Νh(huán)境脅迫的耐受性。
[0204]本發(fā)明還延及植物的可收獲部分，例如但不限于種子、葉、果實、花、莖、根、根莖、塊莖和球莖，該可收獲部分含有編碼NACl或NAC5多肽的重組核酸。本發(fā)明還涉及衍生或產(chǎn)生自，優(yōu)選直接 衍生或產(chǎn)生自這種植物的可收獲部分的產(chǎn)物，如干粒、粉或粉末、油、脂肪和脂肪酸、淀粉或蛋白質(zhì)。
[0205]本發(fā)明還包括用于制備產(chǎn)品的方法，其包括a)培養(yǎng)本發(fā)明的植物，和b)從或通過本發(fā)明的植物或其部分(包括種子)產(chǎn)生該產(chǎn)品。在另一實施方案中，該方法包括步驟a)培養(yǎng)本發(fā)明的植物，b)從該植物采集上文所述的可收獲部分，和c)從或用本發(fā)明的植物的可收獲部分產(chǎn)生該產(chǎn)品。
[0206]在一個實施方案中，通過本發(fā)明的方法產(chǎn)生的產(chǎn)品是植物產(chǎn)品，例如但不限于食品、飼料、食品添加劑、飼料添加劑、纖維、化妝品或藥品。在另一實施方案中，該產(chǎn)生方法用來制備農(nóng)產(chǎn)品，例如但不限于植物提取物、蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類、脂肪、油、聚合物、維生素
坐坐寸寸ο
[0207]還在另一實施方案中，本發(fā)明的多核苷酸或多肽包含在農(nóng)產(chǎn)品中。在具體實施方案中，本發(fā)明的核酸序列和蛋白質(zhì)序列可以用作產(chǎn)品標(biāo)記，例如在通過本發(fā)明方法產(chǎn)生農(nóng)產(chǎn)品時。這種標(biāo)記可以用來鑒別通過有利的方法產(chǎn)生的產(chǎn)品，該方法不僅導(dǎo)致更高的加工效率，而且由于用于加工的植物材料和可收獲部分的品質(zhì)提高而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量提高?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域已知的多種方法來檢測這類標(biāo)記，該方法例如但不限于用于核酸檢測的基于PCR的方法，或用于蛋白質(zhì)檢測的基于抗體的方法。
[0208]本發(fā)明還涵蓋在增強植物的任意前述產(chǎn)量相關(guān)性狀或修飾根構(gòu)造中，編碼本文所述的NACl或NAC5多肽的核酸的用途，以及這些NACl或NAC5多肽的用途。例如，可以在育種程序中使用編碼本文所述的NACl或NAC5多肽的核酸、或NACl或NAC5多肽本身，其中鑒定可以與NACl或NAC5多肽編碼基因遺傳連鎖的DNA標(biāo)記。可以用該核酸/基因或該NACl或NAC5多肽本身來定義分子標(biāo)記。然后可以在育種程序中用此DNA或蛋白質(zhì)標(biāo)記來在本發(fā)明的方法中選擇具有本文定義的增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀或修飾的根構(gòu)造的植物。此外，NACl或NAC5多肽編碼核酸/基因的等位基因變體也可以用于標(biāo)記輔助的育種程序。編碼NACl或NAC5多肽的核酸還可以用作探針來對包含其的基因進(jìn)行遺傳和物理作圖，以及用作與那些基因連鎖的性狀的標(biāo)記。這種信息可以在植物育種中使用，以培育具有所期望表型的品系。
[0209]此外，本發(fā)明涉及以下具體實施方案。
[0210]A:用于在植物中相對于對照植物增強產(chǎn)量相關(guān)性狀的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼表A或表B中給出的多肽中任一種或其同源物的NAC上調(diào)基因(NUG)在植物中的表達(dá)。
[0211]B:用于在生長在非生物脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾根構(gòu)造的方法，其包括調(diào)節(jié)編碼NACl或NAC5多肽或其同源物的核酸在植物中的表達(dá)，該核酸與組織特異性啟動子有效連接。
[0212]C:實施方案A或?qū)嵤┓桨窧的方法，其中該調(diào)節(jié)的表達(dá)通過在植物中引入和表達(dá)編碼NUG、NACl或NAC5多肽或其同源物的核酸來實現(xiàn)。
[0213]D:實施方案A的方法，其中該增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀包括相對于對照植物增加的產(chǎn)量和/或生物量。
[0214]E:實施方案B的方法，其中該增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀包括增加的種子或谷粒產(chǎn)量，和/或其中該修飾的根構(gòu)造包括以下任意一項或多項的增加或改變或由以下任意一項或多項的增加或改變引起:鮮重或干重形式的根生物量增加、根數(shù)目增加、根直徑增加、根增大、中柱增大、通氣組織 增大、通氣組織形成增加、皮層增大、皮層細(xì)胞增大、木質(zhì)部增大、分枝改變、穿透能力改善、表皮增大、根冠比增加。
[0215]F:實施方案A或C至E中任一個的方法，其中該增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀在非脅迫條件下獲得。
[0216]G:實施方案A至F中任一個的方法，其中該增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀在干旱脅迫、鹽脅迫或氮缺乏的條件下獲得。
[0217]H:實施方案B至G中任一個的方法，其中該NACl或NAC5多肽包含SEQ ID NO: 5至SEQ ID NO: 15所示的基序中的一個或多個。
[0218]1:實施方案A至H中任一個的方法，其中該編碼NUG、NACl或NAC5的核酸是植物來源的，優(yōu)選來自單子葉植物，進(jìn)一步優(yōu)選來自禾本科，更優(yōu)選來自稻屬，最優(yōu)選來自稻。
[0219]J:實施方案A至I中任一個的方法，其中該編碼NUG、NAC1或NAC5的核酸編碼表A、表B或表C中所列的多肽中的任一種，或是這種核酸的部分，或能夠與這種核酸雜交的核酸。
[0220]K:實施方案A至J中任一個的方法，其中該核酸序列編碼表A、表B或表C中給出的多肽中任一種的直向同源物或旁系同源物。
[0221]L:實施方案A至K中任一個的方法，其中該核酸編碼SEQ ID NO: 2所示的NACl多肽。
[0222]M:實施方案A至L中任一個的方法，其中該核酸編碼SEQ ID N0:4所示的NAC5多肽。
[0223]N:實施方案A和C至M中任一個的方法，其中該核酸有效連接至植物來源的組成型啟動子，優(yōu)選植物來源的中等強度組成型啟動子，更優(yōu)選G0S2啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
[0224]O:實施方案B至M中任一個的方法，其中該組織特異性啟動子是根特異性啟動子，優(yōu)選RCc3啟動子，進(jìn)一步優(yōu)選來自稻的RCc3啟動子。
[0225]P:可通過實施方案A至O中任一個的方法獲得的植物，或其部分，或植物細(xì)胞，其中該植物、植物部分或植物細(xì)胞包含編碼表A、表B或表C中給出的NUG、NAC1或NAC5多肽或其同源物、旁系同源物或直向同源物的重組核酸。
[0226]Q:構(gòu)建體，其包含:
[0227]⑴編碼表A、表B或表C中給出的NUG、NACl或NAC5或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸；
[0228](ii)能夠驅(qū)動⑴的核酸序列表達(dá)的一個或多個控制序列；和可選的
[0229](iii)轉(zhuǎn)錄終止序列。
[0230]R:實施方案Q的構(gòu)建體，其中該核酸有效連接至植物來源的組成型啟動子，優(yōu)選植物來源的中等強度組成型啟動子，更優(yōu)選G0S2啟動子，最優(yōu)選來自稻的G0S2啟動子。
[0231]S:實施方案Q的構(gòu)建體，其中該核酸有效連接至組織特異性啟動子，優(yōu)選根特異性啟動子，優(yōu)選RCc3啟動 子，進(jìn)一步優(yōu)選來自稻的RCc3啟動子。
[0232]T:實施方案Q至S中任一個的構(gòu)建體的用途，用于制備相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選增加的種子產(chǎn)量和/或增加的生物量和/或修飾的根構(gòu)造的植物的方法。
[0233]U:植物、植物部分或植物細(xì)胞，其用實施方案Q至S中任一個的構(gòu)建體轉(zhuǎn)化。
[0234]V:用于產(chǎn)生相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選相對于對照植物增加和/或增加的種子產(chǎn)量和/或增加的生物量的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其包括:
[0235](i)在植物細(xì)胞或植物中引入和表達(dá)編碼表A或表B中給出的NUG多肽或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸；和
[0236](ii)在促進(jìn)植物生長和發(fā)育的條件下培養(yǎng)(i)的該植物細(xì)胞或植物；或
[0237](iii)在植物細(xì)胞或植物中引入和表達(dá)編碼表C中給出的NACl或NAC5多肽或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸，該核酸與組織特異性啟動子有效連接；和
[0238](iv)在非生物脅迫條件下培養(yǎng)來自步驟(iii)的該植物細(xì)胞或植物，其中該植物具有增加的種子產(chǎn)量和修飾的根構(gòu)造。
[0239]W:相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的轉(zhuǎn)基因植物，其源自編碼表A、表B或表C中給出的NUG、NACl或NAC5多肽或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸的調(diào)節(jié)表達(dá)。
[0240]X:實施方案P、U或W的轉(zhuǎn)基因植物或從其衍生的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中該植物是作物植物，如甜菜、糖用甜菜或苜蓿；或單子葉植物，如甘蔗；或谷物，如稻、玉米、小麥、大麥、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯佩耳特小麥、單粒小麥、埃塞俄比亞畫眉草、買羅高粱或燕麥。
[0241 ] Y:實施方案X的植物的可收獲部分，其中該可收獲部分優(yōu)選根生物量和/或種子。
[0242]Z:產(chǎn)品，其衍生自實施方案X的植物和/或?qū)嵤┓桨竃的植物的可收獲部分。
[0243]A’:編碼表A、表B或表C中給出的NUG、NACl或NAC5多肽或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸的用途，用于在植物中相對于對照植物增強產(chǎn)量相關(guān)性狀。[0244]B’:用于制備產(chǎn)品的方法，其包括培養(yǎng)實施方案P、U、W或X的植物，并從或通過該植物或其部分(包括種子)產(chǎn)生該產(chǎn)品的步驟。
[0245]定義
[0246]以下定義將在本申請通篇中使用。本申請中的節(jié)題目和標(biāo)題僅是為了方便和引用目的，而不應(yīng)以任何方式影響本申請的含義或解釋。在本申請范圍內(nèi)使用的技術(shù)術(shù)語和表述通常將被賦予植物生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物信息學(xué)和植物育種的相關(guān)領(lǐng)域中通常適用于它們的含義。以下術(shù)語定義全都適用于本申請的全部內(nèi)容。與屬性或值有關(guān)的“基本上”、“約”、“大約”等術(shù)語尤其還分別精確定義該屬性或精確定義該值。在給定的數(shù)值或范圍的背景中，術(shù)語“約”尤其涉及該給定的值或范圍的20%之內(nèi)、10%之內(nèi)或5%之內(nèi)的值或范圍。
[0247]肽/蛋白質(zhì)
[0248]除非文中另有提及，術(shù)語“肽”、“寡肽”、“多肽”和“蛋白質(zhì)”在文中互換使用，是指通過肽鍵連接起來的、任意長度的氨基酸多聚體。
[0249]多核苷酸/核酸/核酸序列/核苷酸序列
[0250]術(shù)語“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”、“核酸”、“核酸分子”在文中互換使用，是指任意長度的無支鏈形式的多聚核苷酸，該核苷酸或者為核糖核苷酸或者為脫氧核糖核苷酸或者為兩者的組合。
[0251]同源物 [0252]蛋白質(zhì)的“同源物”包括肽、寡肽、多肽、蛋白質(zhì)和酶，其相對于所討論的未修飾蛋白質(zhì)具有氨基酸取代、缺失和/或插入，并且具有與其源自的未修飾蛋白質(zhì)相似的生物活性和功能活性。
[0253]直向同源物和旁系同源物是兩種不同形式的同源物，且涵蓋用于描述基因的祖先關(guān)系的進(jìn)化概念。旁系同源物為相同物種內(nèi)的基因，其起源自祖先基因的復(fù)制；而直向同源物為來自不同生物體的基因，其通過物種形成起源，并且也源自于共同的祖先基因。
[0254]“缺失”是指從蛋白質(zhì)中除去一個或多個氨基酸。
[0255]“插入”是指在蛋白質(zhì)中的預(yù)定位置引入一個或多個氨基酸殘基。插入可以包括N-末端和/或C-末端融合以及單個或多個氨基酸的序列內(nèi)插入。一般氨基酸序列內(nèi)部的插入將小于N-或C-末端的融合，數(shù)量級約I到10個殘基。N-或C-末端融合蛋白質(zhì)或肽的實例包括在酵母雙雜交系統(tǒng)中應(yīng)用的轉(zhuǎn)錄激活因子的結(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、蛋白質(zhì)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、蛋白質(zhì)C表位和VSV表位。
[0256]“取代”是指蛋白質(zhì)中的氨基酸用具有相似性質(zhì)(如相似的疏水性、親水性、抗原性、形成或打破α螺旋結(jié)構(gòu)或折疊結(jié)構(gòu)的傾向性)的其他氨基酸替換。氨基酸取代通常是單個殘基的取代，但是視施加于多肽上的功能性限制而定也可以發(fā)生成簇取代，并且可以為I到10個氨基酸。氨基酸取代優(yōu)選為保守氨基酸取代。保守取代表在本領(lǐng)域眾所周知(參見例如 Creighton (1984) Proteins.W.H.Freeman and Company (編輯)和下表 I)。
[0257]表1:保守氨基酸取代的實例
[0258]
【權(quán)利要求】
1.用于在生長在非生物脅迫條件下的植物中增強產(chǎn)量相關(guān)性狀和/或修飾根構(gòu)造的方法，其包括在植物中引入和表達(dá)編碼SEQ ID N04所示的NAC5多肽的核酸，或編碼SEQ IDNO:2所示的NACl多肽的核酸，或編碼與SEQ ID NO:4或SEQ ID NO:2具有至少80%序列同一性的同源物的核酸。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述核酸有效連接至組織特異性啟動子，優(yōu)選根特異性啟動子，進(jìn)一步優(yōu)選RCc3啟動子，進(jìn)一步優(yōu)選來自稻的RCc3啟動子。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述核酸有效連接至組成型啟動子，優(yōu)選GOS2啟動子，進(jìn)一步優(yōu)選來自稻的GOS2啟動子。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀包括增加的種子產(chǎn)量或增加的谷粒產(chǎn)量。
5.權(quán)利要求1至4的方法，其中所述修飾的根構(gòu)造包括以下任意一項或多項的增加或改變，或由以下任意一項或多項的增加或改變引起:鮮重或干重形式的根生物量增加、根數(shù)目增加、根直徑增加、根增大、中柱增大、通氣組織增大、通氣組織形成增加、皮層增大、皮層細(xì)胞增大、木質(zhì)部增大、分枝改變、穿透能力改善、表皮增大、根冠比增加。
6.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀在干旱脅迫或鹽脅迫的條件下獲得。
7.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述NAC5或NACl多肽包含SEQID NO:5至SEQID NO:15所示的基序中的一個或多個。
8.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述編碼NAC5或NACl的核酸是植物來源的，優(yōu)選來自單子葉植物，進(jìn)一步優(yōu)選來自禾本科，更優(yōu)選來自稻屬，最優(yōu)選來自稻。
9.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述編碼NAC5或NACl的核酸編碼表C中所列的多肽中的任一種，或是這種核酸的部分，或能夠與這種核酸雜交的核酸。
10.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述核酸序列編碼表C中給出的多肽中任一種的直向同源物或旁系同源物。
11.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述核酸編碼SEQID N0:4所示的NAC5多肽，或其中所述核酸編碼SEQ ID NO:2所示的NACl多肽。
12.可通過前述權(quán)利要求中任一項的方法獲得的植物，或其部分，或植物細(xì)胞，其中所述植物、植物部分或植物細(xì)胞包含編碼表C中給出的NAC5多肽；或嫩(:1多肽；或其同源物、旁系同源物或直向同源物的重組核酸。
13.構(gòu)建體，其包含: (i)編碼表C中給出的NAC5多肽；或嫩(:1多肽；或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸； (?)能夠驅(qū)動(i)的核酸序列表達(dá)的一個或多個控制序列，其至少包含組織特異性啟動子；和可選的 (iii)轉(zhuǎn)錄終止序列。
14.權(quán)利要求13的構(gòu)建體，其中所述核酸有效連接至植物來源的組成型啟動子，優(yōu)選植物來源的中等強度組成型啟動子，更優(yōu)選GOS2啟動子，最優(yōu)選來自稻的GOS2啟動子。
15.權(quán)利要求13的構(gòu)建體，其中所述組織特異性啟動子優(yōu)選根特異性啟動子，進(jìn)一步優(yōu)選RCc3啟動子。
16.權(quán)利要求13至15中任一項的構(gòu)建體的用途，用于制備相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選增加的種子產(chǎn)量，和/或增加的生物量和/或修飾的根構(gòu)造的植物的方法中。
17.植物、植物部分或植物細(xì)胞，其用權(quán)利要求13至15中任一項的構(gòu)建體轉(zhuǎn)化。
18.用于產(chǎn)生相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀，優(yōu)選增加的產(chǎn)量相關(guān)性狀，和/或相對于對照植物具有增加的種子產(chǎn)量和/或增加的生物量的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其包括: (i)在植物細(xì)胞或植物中引入和表達(dá)編碼表C中給出的NACl或NAC5多肽或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸；和 (ii)在非生物脅迫條件下培養(yǎng)來自步驟(i)的所述植物細(xì)胞或植物，其中所述植物具有增加的種子產(chǎn)量和修飾的根構(gòu)造。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述核酸有效連接至組織特異性啟動子，優(yōu)選根特異性啟動子，進(jìn)一步優(yōu)選RCc3啟動予，進(jìn)一步優(yōu)選來自稻的RCc3啟動子。
20.權(quán)利要求18的方法，其中所述核酸有效連接至組成型啟動子，優(yōu)選GOS2啟動子，進(jìn)一步優(yōu)選來自稻的GOS2啟動子。
21.相對于對照植物具有增強的產(chǎn)量相關(guān)性狀的轉(zhuǎn)基因植物，其源自編碼表C中給出的NACl或NAC5多肽；或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸的調(diào)節(jié)表達(dá)。
22.權(quán)利要求12、17或21的轉(zhuǎn)基因植物或從其衍生的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中所述植物是作物植物，如甜菜、糖用甜菜或苜蓿；或單子葉植物，如甘蔗；或谷物，如稻、玉米、小麥、大麥、粟、黑麥、黑小麥、高粱、二粒小麥、斯佩耳特小麥、單粒小麥、埃塞俄比亞畫眉草、買羅高粱或燕麥。
23.權(quán)利要求22的植物的可收獲部分，其中所述可收獲部分優(yōu)選是根生物量和/或種子。
24.產(chǎn)品，其衍生自權(quán)利要求22的植物和/或權(quán)利要求23的植物的可收獲部分。
25.編碼表C中給出的NACl或NAC5多肽；或其同源物、旁系同源物或直向同源物的核酸的用途，用于在植物中相對于對照植物增強產(chǎn)量相關(guān)性狀。
26.用于制備產(chǎn)品的方法，其包括培養(yǎng)權(quán)利要求12、17、21或22的植物，并從或通過所述植物或其部分(包括種子)產(chǎn)生所述產(chǎn)品的步驟。
【文檔編號】C12N15/29GK103987848SQ201280051110
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】C·勒佐, Y·D·崔, J·K·金, 鄭鎮(zhèn)瑞 申請人:巴斯夫植物科學(xué)有限公司, 植物功能基因組中心