具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法_V·弗兰卡德专利（性状,产量,植物）-早鸽网

具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法

专利名称

具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法
发明者

V·弗兰卡德, Y·海茨费尔德, C·勒佐, A·I·桑兹莫林纳罗
公开日

2013年8月14日
申请日期

2011年9月20日
优先权日

2010年9月24日
申请人

巴斯夫植物科学有限公司
文档编号

C12N15/82GK103249836SQ201180056393
关键字

性状产量植物增强相关具有
权利要求

1.相对于对照植物，增强植物的产量相关性状的方法，其包括调节编码VMl-样多肽的核酸在植物中的表达，其中所述VMl-样多肽包含Interpro登录号IPR019787，对应于PFAM登录号SM00249，植物同源异形域(PHD)结构域；Interpro登录号IPR018957，对应于PFAM 登录号 PF00097, really interesting new gene (RING)结构域和 Interpro 登录号IPR003105，对应于 PFAM 登录号 PF02182，Set Ring Associated(SRA)结构域2.根据权利要求1的方法，其中所述调节的表达通过在植物中导入和表达所述编码所述VIMl-样多肽的核酸来实现3.根据权利要求1或2的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物增加的产量，和优选的包括相对于对照植物增加的植物高度和/或增加的种子产量4.根据权利要求1至3的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在非胁迫条件下获得的5.根据权利要求1至3的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在干旱胁迫、盐胁迫或氮缺乏的条件下获得的6.根据权利要求1至5的任一项的方法，其中所述VMl-样多肽包含一个或多个下列基序 ⑴基序 IRQWGAH [LF]PHVAGIAGQS [TA] [ YHV]GAQSVALSGGY [ I ED]DDEDHGEffFLYTGSGGRDL(SEQ ID NO53)，(ii)基序2F[DE] [KN] [ML]N[EA]ALR[LV]SC[LK]KGYPVRWRSHKEKRS[AS]YAPE[TES]GV (SEQ ID NO54)，(iii)基序3A[YF]TTERAK[KR][AT]GKANA[CSA]SG[KQ]IFVT[VI][AP]PDHFGPI[PL]AENDP[ET]RN[MQ]GVLVG[ED][IST]W(SEQ ID NO55)7.根据权利要求1至6的任一项的方法，其中所述编码VIMl-样多肽的核酸是植物来源的，优选的来自双子叶植物，还优选的来自杨柳科(Salicaceae)，更优选来自杨属(Populus),最优选来自毛果杨(Populus trichocarpa)8.根据权利要求1至7的任一项的方法，其中所述编码VIMl-样多肽的核酸编码表Al列出的任一条多肽，或者是这类核酸的一部分，或者是能够与这类核酸杂交的核酸9.根据权利要求1至8的任一项的方法，其中所述核酸序列编码表Al给出的任意多肽的直向同源物或旁系同源物10.根据权利要求1至9的任一项的方法，其中所述核酸编码与SEQID NO2对应的VMl-样多肽11.根据权利要求1至10的任一项的方法，其中所述核酸与组成型启动子，优选与中等强度的组成型启动子，优选与植物启动子，更优选与G0S2启动子，最优选与来自稻的G0S2启动子有效连接12.能够通过根据权利要求1至11的任一项的方法获得的植物、其植物部分或植物细胞，所述植物部分包括种子，其中所述植物、植物部分或植物细胞包含编码权利要求1和6至10的任一项定义的VMl-样多肽的重组核酸13.构建体，其包含 (i)编码权利要求1和6至10的任一项定义的VIMl-样多肽的核酸； ( ) 一个或多个能够驱动(i)的核酸序列表达的控制序列；和任选的(iii)转录终止序列14.根据权利要求13的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选中等强度的组成型启动子，优选植物启动子，更优选G0S2启动子，最优选来自稻的G0S2启动子15.根据权利要求13或14的构建体在方法中的用途，所述方法用于制备植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选增加的产量，并且更优选相对于对照植物增加的种子产量和/或增加的植物高度16.用根据权利要求13或14的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞17.用于生产转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选相对于对照植物增加的产量，并且更优选相对于对照植物增加的种子产量和/或增加的植物高度，所述方法包括 (i)在植物细胞或植物中导入和表达编码权利要求1和6至10的任一项定义的VIMl-样多肽的核酸；和 ( )在促进植物生长和发育的条件下，培养所述植物细胞或植物18.转基因植物，或源自所述转基因植物的转基因植物细胞，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选相对于对照植物增加的产量，并且更优选增加的种子产量和/或增加的植物高度，由编码权利要求1和6至10的任一项定义的VIMl-样多肽的核酸受调节的表达产生19.根据权利要求12、16或18的转基因植物，或源自其的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物，如甜菜(beet)、糖萝卜(sugarbeet)或苜猜(alfalfa);或单子叶植物如甘鹿(sugarcane);或谷类，如稻(rice)、玉米(maize)、小麦(wheat)、大麦(barley)、黍(millet)、黑麦(rye)、黑·小麦(triticale)、高粱(sorghum)、二粒小麦(emmer)、斯佩耳特小麦(spelt)、黑麦属(secale)、单粒小麦(einkorn)、埃塞俄比亚画眉草(teff)、买罗高粱(mi1)或燕麦(oat)20.根据权利要求19的植物的可收获部分，其中所述可收获部分优选是枝条生物量和/或种子21.源自根据权利要求19的植物和/或源自根据权利要求20的植物的可收获部分的女口广叩ο22.编码权利要求1和5至9和13的任一项定义的VMl-样多肽的核酸的用途，其用于相对于对照植物，增强植物的产量相关性状，优选用于增加产量，并且更优选用于相对于对照植物，在植物中增加种子产量和/或增加植物高度23.相对于对照植物，增强植物的产量相关性状的方法，其包括调节编码VTC2-样多肽的核酸在植物中的表达，其中所述VTC2-样多肽包含HMMPanther PTHR20884结构域24.根据权利要求23的方法，其中所述调节的表达通过在植物中导入和表达所述编码所述VTC2-样多肽的核酸来实现25.根据权利要求23或24的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物增加的产量，并优选包括相对于对照植物增加的种子产量26.根据权利要求23至25的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在非胁迫条件下获得的27.根据权利要求23至26的任一项的方法，其中所述VTC2-样多肽包含一个或多个下列基序 (i)基4WEDR[MFV] [ QA]RGLFRYDVTACETKV IPG [KE] [LY]GF[IV]AQLNEGRHLKKRPTEFRVD[KRQ]V(SEQ ID NO168),(ii)基序5[DE][CR]LPQ[QR]ID[HPR][EKD]S[FL]LLA[VL][HYQ]MAAEA[GA][NS]PYFR[LV]GYNSLGAFATINHLHFQAYYL(SEQ ID NO169)，(iii)基序6D[CS]G[KR] [QR] [IV]F[VL] [LMF]PQCYAEKQALGEVS[PQ] [DE] [VL]L[DE]TQVNPAVffEISGH[MI]VLKR[KR][ETK]D[FY](SEQ ID NO170)28.根据权利要求23至27的任一项的方法，其中所述编码VTC2-样的核酸是植物来源的，优选来自单子叶植物或双子叶植物29.根据权利要求23至28的任一项的方法，其中所述编码VTC2-样的核酸编码表A2列举的任一条多肽，或者是这类核酸的一部分或能够与这类核酸杂交的核酸30.根据权利要求23至29的任一项的方法，其中所述核酸序列编码表A2给出的任意多肽的直向同源物或旁系同源物31.根据权利要求23至30的任一项的方法，其中所述编码所述VTC2-样多肽的核酸对应于 SEQ ID NO60 或 SEQ ID NO6232.根据权利要求23至31的任一项的方法，其中所述核酸与组成型启动子，优选中等强度的组成型启动子，优选植物启动子，更优选GOS2启动子，最优选来自稻的GOS2启动子有效连接33.能够通过根据权利要求23至32的任一项的方法获得的植物、其植物部分或植物细胞，所述植物部分包括种子，其中所述植物、植物部分或植物细胞包含编码权利要求23和27至31的任一项定义的VTC2-样多肽的重组核酸34.构建体，其包含 (i)编码权利要求23和27至31的任一项定义的VTC2-样多肽的核酸； (ii)一个或多个能够驱动(i)的核酸序列表达的控制序列；和任选的 (iii)转录终止序列35.根据权利要求34的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选中等强度的组成型启动子，优选植物启动子，更优选GOS2启动子，最优选来自稻的GOS2启动子36.根据权利要求34或35的构建体在方法中的用途，所述方法用于制备植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选增加的产量，并且更优选相对于对照植物增加的种子产量37.用根据权利要求34或35的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞38.用于生产转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选相对于对照植物增加的产量，并且更优选相对于对照植物增加的种子产量，所述方法包括 (i)在植物细胞或植物中导入和表达编码权利要求23和27至31的任一项定义的VTC2-样多肽的核酸；和 (ii)在促进植物生长和发育的条件下，培养所述植物细胞或植物39.转基因植物，或源自所述转基因植物的转基因植物细胞，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选相对于对照植物增加的产量，并且更优选增加的种子产量，由编码权利要求23和27至31的任一项定义的VTC2-样多肽的核酸受调节的表达产生40.根据权利要求33、37或39的转基因植物，或源自其的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物，如甜菜(beet)、糖萝卜(sugarbeet)或苜猜(alfalfa);或单子叶植物如甘鹿(sugarcane);或谷类，如稻(rice)、玉米(maize)、小麦(wheat)、大麦(barley)、黍(millet)、黑麦(rye)、黑小麦(triticale)、高粱(sorghum)、二粒小麦(emmer)、斯佩耳特小麦(spelt)、黑麦属(secale)、单粒小麦(einkorn)、埃塞俄比亚画眉草(teff)、买罗高粱(mi1)或燕麦(oat)41.根据权利要求40的植物的可收获部分，其中所述可收获部分优选是种子42.源自根据权利要求40的植物和/或源自根据权利要求41的植物的可收获部分的女口广叩ο43.编码权利要求23和27至31的任一项定义的VTC2-样多肽的核酸的用途，其用于相对于对照植物，增强植物的产量相关性状，优选用于增加产量，并且更优选用于相对于对照植物，在植物中增加种子产量44.相对于对照植物，增强植物的产量相关性状的方法，其包括调节编码DUF1685多肽的核酸在植物中的表达，其中所述DUF1685多肽包含与SEQ ID NO 188的氨基酸坐标46至144位所示的DUF1685结构域具有至少50%序列同一性的保守结构域45.根据权利要求44的方法，其中所述调节的表达通过在植物中导入和表达所述编码所述DUF1685多肽的核酸来实现46.根据权利要求44或45的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物增加的产量，并优选包括相对于对照植物增加的种子产量47.根据权利要求44至46的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在非胁迫条件下获得的48.根据权利要求44至46的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在干旱胁迫、盐胁迫或氮缺乏的条件下获得的49.根据权利要求44至48的任一项的方法，其中所述DUF1685多肽包含DLTDEDLHELKGCIELGFGF (SEQ ID NO258)所示的基序 16，和 / 或 LTNTLPALDLYFAV (SEQ IDNO259)所不的基序17ο50.根据权利要求44至49的任一项的方法，其中所述编码DUF1685多肽的核酸是植物来源的，优选来自双子叶植物，还优选来自杨柳科(Salicaceae),更优选来自杨属(Populus),最优选来自毛果杨(Populus trichocarpa)51.根据权利要求44至50的任一项的方法，其中所述编码DUF1685多肽的核酸编码表A3列举的任一条多肽，或者是这类核酸的一部分或能够与这类核酸杂交的核酸52.根据权利要求44至51的任一项的方法，其中所述核酸序列编码表A3给出的任意多肽的直向同源物或旁系同源物53.根据权利要求44至52的任一项的方法，其中所述核酸编码SEQID NO188所示的DUF1685多肽54.根据权利要求44至53的任一项的方法，其中所述核酸与组成型启动子，优选中等强度的组成型启动子，更优选植物启动子，最优选G0S2启动子有效连接55.能够通过根据权利要求44至54的任一项的方法获得的植物、其植物部分或植物细胞，所述植物部分包括种子，其中所述植物、植物部分或植物细胞包含编码权利要求44和49至53的任一项定义的DUF1685多肽的重组核酸56.构建体，其包含 (i)编码权利要求44和49至53的任一项定义的DUF1685多肽的核酸； (ii)一个或多个能够驱动(i)的核酸序列表达的控制序列；和任选的 (iii)转录终止序列57.根据权利要求56的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选中等强度的组成型启动子，更优选植物启动子，最优选G0S2启动子58.根据权利要求56或57的构建体在方法中的用途，所述方法用于制备植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选增加的产量，并且更优选相对于对照植物增加的种子产量59.用根据权利要求56或57的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞60.用于生产转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选相对于对照植物增加的产量，并且更优选相对于对照植物增加的种子产量和/或增加的生物量，所述方法包括 (i)在植物细胞或植物中导入和表达编码权利要求44和49至53的任一项定义的DUF1685多肽的核酸；和 (ii)在促进植物生长和发育的条件下，培养所述植物细胞或植物61.转基因植物，或源自所述转基因植物的转基因植物细胞，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选相对于对照植物增加的产量，并且更优选增加的种子产量，由编码权利要求44和49至53的任一项定义的DUF1685多肽的核酸受调节的表达产生62.根据权利要求55、59或61的转基因植物，或源自其的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物，如甜菜(beet)、糖萝卜(sugarbeet)或苜猜(alfalfa);或单子叶植物如甘鹿(sugarcane);或谷类，如稻(rice)、玉米(maize)、小麦(wheat)、大麦(barley)、黍(millet)、黑麦(rye)、黑小麦(triticale)、高粱(sorghum)、二粒小麦(emmer)、斯佩耳特小麦(spelt)、黑麦属(secale)、单粒小麦(einkorn)、埃塞俄比亚画眉草(teff)、买罗高粱(mi1)或燕麦(oat)63.根据权利要求62的植物的可收获部分，其中所述可收获部分优选是枝条生物量和/或种子64.源自根据权利要求62的植物和/或源自根据权利要求63的植物的可收获部分的女口广叩ο65.编码权利要求44和49至53的任一项定义的DUF1685多肽的核酸的用途，其用于相对于对照植物，增强植物的产量相关性状，优选用于相对于对照植物增加产量，并且更优选用于相对于对照植物，在植物中增加种子产量66.相对于对照植物，增强植物的产量相关性状的方法，其包括调节编码ARF6-样多肽的核酸在植物中的表达，其中所述ARF6-样多肽包含B3DNA结合结构域、Q rich结构域、生长素应答结构域和Aux/IAA家族结构域67.根据权利要求66的方法，其中所述调节的表达通过在植物中导入和表达所述编码所述ARF6-样多肽的核酸来实现68.根据权利要求66或67的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物增加的产量，并且优选包括相对于对照植物增加的生物量和/或增加的种子产量69.根据权利要求66至68的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在非胁迫条件下获得的70.根据权利要求66至68的任一项的方法，其中所述增强的产量相关性状是在干旱胁迫、盐胁迫或氮缺乏的条件下获得的71.根据权利要求66至70的任一项的方法，其中所述ARF6-样多肽包含一个或两个下列基序(i)基序I8VYFPQGHSEQVAAST(SEQ ID NO304)，(ii)基序19ATFVKVYK(SEQ ID NO305)72.根据权利要求66至71的任一项的方法，其中所述编码ARF6-样的核酸是植物来源的，优选来自单子叶植物，还优选来自禾本科(Poaceae),更优选来自稻属(Oryza),最优选来自稻(Oryza sativa)73.根据权利要求66至72的任一项的方法，其中所述编码ARF6-样的核酸编码编码表A4列举的任一条多肽，或者是这类核酸的一部分或能够与这类核酸杂交的核酸74.根据权利要求66至73的任一项的方法，其中所述核酸序列编码表A4给出的任意多肽的直向同源物或旁系同源物75.根据权利要求66至74的任一项的方法，其中所述核酸编码SEQID NO261所示的多肽76.根据权利要求66至75的任一项的方法，其中所述核酸与组成型启动子，优选中等强度的组成型启动子，优选植物启动子，更优选G0S2启动子，最优选来自稻的G0S2启动子有效连接77.能够通过根据权利要求66至76的任一项的方法获得的植物、其植物部分或植物细胞，所述植物部分包括种子，其中所述植物、植物部分或植物细胞包含编码权利要求66和71至75的任一项定义的ARF6-样多肽的重组核酸78.构建体，其包含 (i)编码权利要求66和71至75的任一项定义的ARF6-样多肽的核酸； ( ) 一个或多个能够驱动(i)的核酸序列表达的控制序列；和任选的 (iii)转录终止序列79.根据权利要求78的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选中等强度的组成型启动子，优选植物启动子，更优选G0S2启动子，最优选来自稻的G0S2启动子80.根据权利要求78或79的构建体在方法中的用途，所述方法用于制备植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选增加的产量，并且更优选相对于对照植物增加的种子产量和/或增加的生物量81.用根据权利要求78或79的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞82.用于生产转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选相对于对照植物增加的产量，并且更优选相对于对照植物增加的种子产量和/或增加的生物量，所述方法包括 (i)在植物细胞或植物中导入和表达编码权利要求66和71至75的任一项定义的ARF6-样多肽的核酸；和 (ii)在促进植物生长和发育的条件下，培养所述植物细胞或植物83.转基因植物，或源自所述转基因植物的转基因植物细胞，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，优选相对于对照植物增加的产量，并且更优选增加的种子产量和/或增加的生物量，由编码权利要求66和71至75的任一项定义的ARF6-样多肽的核酸受调节的表达产生84.根据权利要求77、81或83的转基因植物，或源自其的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物，如甜菜(beet)、糖萝卜(sugarbeet)或苜猜(alfalfa);或单子叶植物如甘鹿(sugarcane);或谷类，如稻(rice)、玉米(maize)、小麦(wheat)、大麦(barley)、黍(millet)、黑麦(rye)、黑小麦(triticale)、高粱(sorghum)、二粒小麦(emmer)、斯佩耳特小麦(spelt)、黑麦属(secale)、单粒小麦(einkorn)、埃塞俄比亚画眉草(teff)、买罗高粱(mi1)或燕麦(oat)85.根据权利要求84的植物的可收获部分，其中所述可收获部分优选是枝条生物量和/或种子86.源自根据权利要求84的植物和/或源自根据权利要求85的植物的可收获部分的女口广叩ο87.编码权利要求6 6和71至75的任一项定义的ARF6-样多肽的核酸的用途，其用于相对于对照植物，增强植物的产量相关性状，优选用于增加产量，并且更优选相对于对照植物，在植物中用于增加种子产量和/或用于增加生物量

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专利名称：具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法本发明一般涉及分子生物学领域，并且涉及增强植物产量相关性状的方法，所述方法通过调节在植物中编码VIMl (甲基化变体I (Variant in Methylationl))-样多肽或VTC2-样(⑶P-L-半乳糖磷酸化酶)多肽或DUF1685多肽或ARF6-样(生长素应答因子)多肽的表达。本发明还涉及具有调节的编码VMl多肽或VTC2-样多肽或DUF1685多肽或ARF6-样多肽的核酸表达的植物，所述植物相对于相应的野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本发明还提供了在本发明方法中有用的构建体。持续增长的世界人口和农业用可耕地供应萎缩刺激了有关提高农业效率的研究。常规的作物及园艺学改良手段利用选择育种技术以鉴定具有受欢迎特征的植物。但是，此类选择育种技术具有几个缺陷，即这些技术一般耗费很多劳动并且产生这样的植物，其经常含有异源的遗传组分，其可能不总是导致从亲代植物中传递的受欢迎性状。分子生物学进展已经允许人类改良动物及植物的种质。植物的遗传工程使得可以分离和操作遗传物质(一般处于DNA或RNA形式)并且随后导入该遗传物质至植物中。此类技术具有产生具备多种经济学、农学或园艺学改良性状的作物或植物的能力。具有特殊经济意义的性状是提高的产量。产量通常定义为来自作物的经济价值的可测量结果。该结果可以就数量和/或品质方面进行定义。产量直接取决于几个因素，例如器官的数目和大小、植物构造(例如枝的数目)、种子产生、叶衰老等。根发育、养分摄入量、胁迫耐受性和早期萌发势(early vigor)也可以是决定产量的重要因素。优化前述因素因而可以对提高作物产量有贡献。种子产量是特别重要的性状，因为许多植物的种子对人与动物营养是重要的。作物如玉米、稻、小麦、卡诺拉油菜和大豆占超过一半的人类总热量摄入，无论通过直接消费种子本身或通过消费基于加工的种子而产生的肉产品。作物也是糖、油及工业加工中所用许多类型代谢物的来源。种子含有胚(新枝条和新根的起源)和胚乳(萌发期间及籽苗早期生长期间用于胚生长的营养来源)。种子发育涉及多种基因并且需要代谢物从根、叶和茎转移至正在生长的种子中。胚乳尤其同化糖类、油和蛋白质的代谢前体并且将它们合成为贮藏大分子以灌满籽粒。对于许多作物的另一个重要性状是早期萌发势。改进早期萌发势是现代稻育种计划在温带和热带稻品种上的重要目标。长根在水栽稻中对于正确土壤固定是重要的。在稻直接播种至被淹没田地的情况下，以及在植物必须从水中迅速出苗的情况下，较长的枝条与萌发势相关。在实施条播(drill-seeding)的情况下，较长的中胚轴和胚芽鞘对于良好出幼苗是重要的。将早期萌发势人工改造到植物内的能力将在农业中是极其重要的。例如，不良的早期萌发势已经限制了基于玉米带种质(Corn Belt germplasm)在欧洲大西洋地区引种玉蜀黍(Zea mayes L.)杂种。又一个重要性状是改进的非生物胁迫耐受性。非生物胁迫是世界范围作物损失的主要原因，对于大多数主要作物植物而言降低平均产量超过50% (Wang等、Planta218，1-14，2003)。非生物胁迫可以由干旱、盐度、极端温度、化学毒性和氧化胁迫引起。提高植物对非生物胁迫耐受性的能力将在世界范围对农民而言是巨大经济优势并且会允许在不利条件期间及在作物栽培否则是不可能的陆地上栽培作物。作物产量因而可以通过优化前述因素之一而提高。取决于最终用途，对某些产量性状的改良可能优先于其它产量性状。例如对于应用如饲料或木材生产或生物燃料资源而言，增加植物营养体部分可能是希望的，而对于应用如面粉、淀粉或油生产而言，种子参数的提高可能是特别希望的。即便在种子参数当中，某些参数可以更优先于其它参数，这取决于应用。多种机制可以对提高种子产量有贡献，无论形式为增加的种子大小或是提高的种子数目。现在发现通过在植物中调节植物中编码VMl多肽或VTC2-样多肽或DUF1685多肽或ARF6-样多肽的核酸的表达来改善植物的多种产量相关性状。背景VIMK甲某化夺体I)-样多狀 VIMl (甲基化变体I)编码645个氨基酸的甲基胞嘧啶结合蛋白，具有PHD结构域、2个RING指结构域和参与着丝粒异染色质化的SRA结构域。该蛋白质在体外作为E3泛素连接酶发挥功能。该蛋白质已显示通过其SRA结构域结合CG、CNG和CNN基序的甲基化胞嘧啶，但偏爱前者。它在细胞分裂过程中的染色质结构建立/维持中发挥作用，定位在细胞核中。过表达VM1/0RTH2的植物表现出根生长的抑制和开花延迟。同时过表达GFP:0RTH2和缺失0RTH2/VM1导致减少的DNA甲基化水平。GFP:0RTH2过表达子还具有增加的FWA转录物水平。VTC2-样(⑶P-L-半乳糖磷酸化酶)多狀编码⑶P-L-半乳糖磷酸化酶的VTC2是维生素C (抗坏血酸)合成中的主要控制点之一。它的表达与抗坏血酸在叶中的积累相关(Dowdle等人，Plant J.52:673-89 (2007)，Bulley等人，J.Exp.Bot.60:765-78 (2009))。基因的过表达增加转基因植物的叶中的抗坏血酸含量(Laing 等人，Proc.Natl.Acad.Sc1.U.S.A.104:9534-9 (2007))。抗坏血酸可以作为光系统II的替代电子供体(T0th等人，Plant Physiol.149:1568-78 (2009))。植物中增加的抗坏血酸含量可以保护植物抵抗光系统的光氧化破坏，尤其是在热胁迫后(Bulley等人，J.Exp.Bot.60:765-78 (2009))。ARF6-样(生长素应答因子)多肽生长素应答因子(ARF)是特异性结合含有TGTCTC的生长素应答元件(AuxRE)的转录因子(Guilfoyle 等人，1998, Cellular and Molecular Life Sciences,第 54 卷，第619页)，所述元件可见于主要/早期生长素应答基因的启动子，介导对植物激素生长素的应答。现有技术中已经描述了 ARF受Aux/IAA蛋白的负调控。反过来，生长素促进Aux/IAA蛋白质的降解，所述蛋白质阻止ARF家族的转录因子调控应答生长素的靶基因(WeijersD.等人，2005，EMBO J.Vol.24，pagesl874_1885)。在拟南芥中，有29种含有4个保守结构域的 Aux/IAA 蛋白(Parry 和 Estelle, 2006, Curr Opin Cell Biol.Apr ； 18 (2):152-156)。结构域 I 负责抑制(Tiwari 等人，2004，Plant Cell.Feb ; 16 (2):533-543.)。结构域 II 含有负责Aux/IAA蛋白快速降解的13个氨基酸的降解决定子基序(Worley等人,2000, PlantJ.2000Mar ；21 (6):553-562.;Ramos 等人，2001，Plant Cell.0ct ; 13 (10):2349-2360.)。结构域III和IV介导Aux/IAA蛋白之间，以及Aux/IAA和ARF之间的同二聚化和异二聚化(Kim 等人，1997，Proc Natl Acad Sc1.，0ct28 ；94(22):11786-11791 ;Ulmasov 等人，1997，Science.Jun20 ;276 (5320):1865-1868 ;Ulmasov 等人，1997，Plant Cell.1997Nov ；9(11):1963-1971)。Aux/IAA蛋白经由通过结构域III和IV与ARF相互作用，作为转录抑制子发挥作用(Tiwari 等人，2001 ,Plant Cell.Dec ；13(12):2809-2822 ;Tiwari 等人，2004，PlantCell.Feb ； 16 (2):533-543.)。Hughes 等人在 2008 年已显不(Plant Biotechnol.J.,Oct ；6(8):pages758-769):在arf2_9突变花的萼片和花瓣中靶向表达野生型ARF2重建了开花，并急剧的增加了结实籽。重建的植物同时保留了扩大的珠被和增加的种子大小，加强了之前关于arf2突变通过作用于珠被而增加种子重量的证据。概述1.VIMl (甲某化夺体I)样多狀令人惊讶的是，目前已经发现调节编码本文定义的VMl-样多肽的核酸的表达使植物相比对照植物具有增强的产量相关性状，特别是增加的植物高度和增加的种子产量。根据一个实施方案，提供了相比对照植物，用于在植物中改善本文提供的产量相关性状的方法，包括调节编码本文定义的VIMl-样多肽的核酸在植物中的表达。在本说明书中，章节的标题和小标题仅是出于方便和参考目的，不应以任何方式影响本说明书的含义或理解。2.VTC2-样(⑶P-L-半乳糖磷酸化酶)多狀令人惊讶的是，目前已经发现调节编码本文定义的VTC2-样多肽的核酸的表达使植物相比对照植物具有增强的产量相关性状，特别是增加的种子产量。根据一个实施方案，提供了相比对照植物，用于在植物中改善本文提供的产量相关性状的方法，包括调节编码本文定义的VTC2-样多肽的核酸在植物中的表达。在本说明书中，章节的标题和小标题仅是出于方便和参考目的，不应以任何方式影响本说明书的含义或理解。3.DUF1685 多狀令人惊讶的是，目前已经发现调节编码本文定义的DUF1685多肽的核酸的表达使植物相比对照植物具有增强的产量相关性状，特别是增加的产量，更特别是增加的种子产量。根据一个实施方案，提供了相比对照植物，用于在植物中改善本文提供的产量相关性状的方法，包括调节编码本文定义的DUF1685多肽的核酸在植物中的表达。在本说明书中，章节的标题和小标题仅是出于方便和参考目的，不应以任何方式影响本说明书的含义或理解。4.ARF6-样(牛.长素应答因子)多妝令人惊讶的是，目前已经发现调节编码本文定义的ARF6-样多肽的核酸的表达使植物相比对照植物具有增强的产量相关性状，特别是增加的产量、增加的生长速率和生物量。根据一个实施方案，提供了相比对照植物，用于在植物中改善本文提供的产量相关性状的方法，包括调节编码本文定义的ARF6-样多肽的核酸在植物中的表达。在本说明书中，章节的标题和小标题仅是出于方便和参考目的，不应以任何方式影响本说明书的含义或理解。定义下述定义将用于整个说明书。多肽/蛋白质术语“多肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用，指通过肽键连接在一起的处于任意长度的氨基酸聚合形式。多核苷酸/核酸/核酸序列/核苷酸序列术语“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”、“核酸”、“核酸分子”在本文中可互换使用并且指任意长度聚合无分支形式的核苷酸，即核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸或这二者组合。同源物蛋白质的“同源物”包括这样的肽、寡肽、多肽、蛋白质及酶，它们相对于非修饰的所讨论蛋白质具有氨基酸替换、缺失和/或插入并且与其所源自的非修饰蛋白质具有相似生物学活性和功能活性。缺失指从蛋白质中移除一个或多个氨基酸。插入指一个或多个氨基酸残基在蛋白质中预定位点内的引入。插入可以包含氨基端融合和/或羧基端融合以及单个或多个氨基酸的序列内插入。通常，在氨基酸序列内部的插入会比氨基端融合或羧基端融合小，约1-10个残基的级别。氨基端或羧基端融合蛋白或融合肽的例子包括如酵母双杂交系统中所用转录激活物的结合结构域或激活结构域、噬菌体外壳蛋白、(组氨酸)-6-标签、谷胱甘肽S-转移酶-标签、蛋白A、麦芽糖结合蛋白、二氢叶酸还原酶、Tag.100表位、c-myc表位、FLAG —表位、lacZ、CMP (钙调蛋白结合肽)、HA表位、蛋白C表位和VSV表位。取代指以具有相似特性(如相似疏水性、亲水性、抗原性、形成或破坏α -螺旋结构或折叠结构的倾向)的其它氨基酸替换蛋白质的氨基酸。氨基酸取代一般是单个残基的，不过可以是簇集性的，这取决于置于多肽的功能性约束，并且可以在1-10个氨基酸的范围内；插入通常会是约1-10个氨基酸残基级别。氨基酸取代优选地是保守性氨基酸取代。保守性取代表是本领域众所周知的(见例如Creighton (1984)Proteins, ff.H.Freeman和Company (编著)和下表I)。表1:保守性氨基酸取代的例子提供了核酸和编码的VIM1-样多肽、VTC2-样多肽、ARF6-样多肽或DUF1685多肽。提供了通过调节编码VIM1-样多肽、VTC2-样多肽、ARF6-样多肽或DUF1685多肽的核酸的表达来增强植物中产量相关性状的方法。具有调节的编码VIM1-样多肽、VTC2-样多肽、ARF6-样多肽或DUF1685多肽的核酸的表达的植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状。

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