BR102015010503A2 - gene capaz de aumentar a biomassa de produção de planta e método para utilizar o mesmo - Google Patents

Abstract

gene capaz de aumentar a biomassa de produção de planta e método para utilizar o mesmo. a presente invenção destina-se a aumentar a produção de biomassa através da supressão da expressão de um gene que age em relação a um transporte vesicular intracelular ou da inibição de funções de uma proteína codificada por tal gene. para esse fim, a expressão de um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer é suprimida, a subunidade zeta adaptadora de coatomer é inibida, a expressão de um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina é suprimida ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina é inibida.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "GENE CAPAZ DE AUMENTAR A BIOMASSA DE PRODUÇÃO DE PLANTA E MÉTODO PARA UTILIZAR O MESMO".

CAMPO DA TÉCNICA [001] A presente invenção refere-se a uma planta na qual a expressão de um determinado gene é suprimida, um método para aumentar a produção de biomassa, suprimindo-se a expressão de tal gene e um método para produzir uma planta que tem a capacidade de produzir biomassa aumentada.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] O termo "biomassa" refere-se, em geral, a uma quantidade total de organismos que habitam ou existem em uma determinada área. Quando esse termo é usado em relação a plantas, em particular, o mesmo se refere ao peso seco por unidade de área. Unidades de biomassa são quantificadas em termos de massa e energia. A expressão "biomassa" é sinônima de "seibutsutairyo" ou "seibutsuryo." No caso de biomassa de planta, o termo "biomassa bruta" é ocasionalmente usado para "biomassa." Visto que a biomassa de planta é gerada, fixando-se dióxido de carbono atmosférico com o uso de energia solar, a mesma pode ser considerada como a chamada "energia neutra de carbono." Consequentemente, um aumento em biomassa de planta é eficaz para a preservação do meio ambiente global, a prevenção ao aquecimento global e a mitigação de emissões de gases de efeito estufa. Assim, tecnologias para aumentar a produção de biomassa de planta são industrialmente significativas. [003] Plantas são cultivadas com o propósito de se usar alguns tecidos das mesmas (por exemplo, sementes, raízes, folhas ou caules) ou com o propósito de se produzir vários materiais como gorduras e óleos. Exemplos de gorduras e óleos produzidos a partir de plantas que são conhecidos até o momento incluem óleo de soja, óleo de ger- gelim, óleo de oliva, óleo de coco, óleo de arroz, óleo de algodão, óleo de girassol, óleo de milho, óleo de açafrão, óleo de palma e óleo de semente de colza. Tais gorduras e óleos são extensivamente usados em aplicações domésticas e industriais. Além disso, gorduras e óleos produzidos a partir de plantas são usados para combustível biodiesel ou matérias-primas bioplásticas e aumenta a aplicabilidade dos mesmos como energia alternativa ao petróleo. [004] Em particular, uma cultura energética, como cana-de-açúcar, pode ser usada como matéria-prima para biocombustível. Assim, a própria produção aumentada da massa total de uma planta (a quantidade de biomassa de planta) é esperada. Sob tais circunstâncias, um aprimoramento da produtividade por unidade de área de cultivo é necessário, a fim de se aumentar a quantidade de produção de biomassa de planta. Sabe-se que, se o número de plantas cultivadas é supostamente constante por unidade de área de cultivo, um aprimoramento na quantidade de biomassa por planta é necessário. [005] Porém, considera-se que, visto que muitos genes são relacionados à quantidade de biomassa de planta (chamada de "tipo de característica quantitativa"), a introdução, deleção ou modificação de um gene individual é insuficiente para aumentar efetivamente a produção de biomassa de planta. Por exemplo, a patente n° U.S. 7.834.146 revela uma técnica que compreende introduzir um ou mais polipeptí-dios selecionados dentre aproximadamente 180 polipeptídios exemplificados em uma planta (isto é, ativação), aumentando, desse modo, a eficiência de uma planta em termos de uso de nitrogênio e de aumento de produção de biomassa. Esses aproximadamente 180 tipos de polipeptídios contêm subunidades pequenas de complexos de proteína associadas à clatrina (levedura AP-2; Yjr058c). Porém, não houve nenhuma revelação de evidências que demonstrem os efeitos das subunidades pequenas de complexos de proteína associadas à clatrina pa- ra aumentar a produção de biomassa. [006] O transporte vesicular é um mecanismo de transporte intracelular ou extracelular de uma substância através de uma vesícula. Uma grande variedade de substâncias, que incluem proteínas e lipí-dios, é transportada através de vesículas. Em geral, sabe-se que a inibição de transporte vesicular intracelular leva a um aumento do tamanho de uma célula, embora a quantidade de biomassa seja pequena (Tahara et al., 2007, Clathrin is involved in organization of mitotic spin-dle and phragmoplast as well as in endocytosis in tobacco cell cultures, Protoplasma, 230: 1 a 11). Também, Andersson, Μ. X. e Sandelius, A. S., 2004. A chloroplast-localized vesicular transport system: A Bioin-formatics Approach, BMC Genomics, 5: 40 descreve que proteínas associadas ao transporte para a membrana tilacoide de cloroplasto podem ser preditas através de análise de bioinformática e realiza a listagem de homólogos de genômica de Arabidopsis thaliana associados a proteínas associadas ao transporte de membrana na levedura identificada pela análise de homologia. De acordo com Andersson, Μ. X. e Sandelius, A. S., 2004, A chloroplast-localized vesicular transport System: A Bioinformatics Approach, BMC Genomics, 5: 40, proteínas homólogas à levedura Ret3 são At3g09800 e At4g08520 de Arabidopsis thaliana. [007] Nenhuma planta derivada de Arabidopsis thaliana através de superexpressão ou deleção de At3g09800 é conhecida. Porém, a patente n° U.S. 7.834.146, patente n° U.S. 7.214.786, patente n° U.S. 8.299.318, patente n° U.S. 7.569.389 e WO 2009/037.279 revelam que a produção de biomassa pode ser aumentada através da superexpressão de um gene que codifica uma proteína que tem, por exemplo, aproximadamente 70% ou mais de similaridade de sequência a uma proteína codificada por At3g09800.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

OBJETIVOS A SEREM REALIZADOS PELA INVENÇÃO

[008] Não se sabia se a produção de biomassa pode ou não ser aumentada, suprimindo-se a expressão de um gene que age em relação ao transporte vesicular intracelular ou que inibe funções de uma proteína codificada por tal gene. Consequentemente, a presente invenção destina-se a fornecer uma planta que tem a capacidade de produzir biomassa aumentada através da supressão da expressão de um gene que age em relação ao transporte vesicular intracelular ou a inibição de funções de uma proteína codificada por tal gene, um método para aumentar a produção de biomassa e um método para produzir uma planta que tem a capacidade para produzir biomassa aumentada. MEIOS PARA REALIZAR OS OBJETIVOS [009] Os presentes inventores conduzem estudos concentrados, a fim de realizar os objetivos descritos acima. Como resultado, descobriu-se que a produção de biomassa pode ser aumentada, suprimindo-se um gene particular que age em relação ao transporte vesicular em uma célula de planta. Isso conduziu à finalização da presente invenção. [0010] A presente invenção inclui as características a seguir. [0011] (1) Uma planta na qual a expressão de um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer é suprimida ou a subu-nidade zeta adaptadora de coatomer é inibida ou na qual a expressão de um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina é suprimida ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina é inibida. [0012] (2) A planta, de acordo com (1), em que o gene codifica qualquer uma das proteínas (a) a (c) abaixo: [0013] (a) uma proteína que compreende a sequência de aminoá-cido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4; [0014] (b) uma proteína que compreende uma sequência de ami- noácido que tem 60% ou mais de similaridade de sequência a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4 e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunida-de pequena (sigma) adaptadora de clatrina; ou [0015] (c) uma proteína codificada por um polinucleotídeo que se hibridiza sob condições rigorosas a um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeo complementar à sequência de nu-cleotídeo, conforme mostrado em SEQ ID NO: 1 ou 3 e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina. [0016] (3) A planta, de acordo com (1), em que o gene codifica uma proteína que compreende uma sequência de aminoácido, conforme mostrado em qualquer uma das sequências pares de SEQ ID NOs: 1 a 62, ou que compreende uma sequência de nucleotídeo, conforme mostrado em qualquer uma das sequências ímpares de SEQ ID NOs: 1 a 62. [0017] (4) A planta, de acordo com (1), em que a expressão gênica é suprimida por interferência de RNA. [0018] (5) Um método para aumentar a produção de biomassa de planta que compreende suprimir a expressão de um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou que inibe a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou que compreende suprimir a expressão de um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina ou que inibe a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina em uma planta. [0019] (6) O método, de acordo com (5), em que o gene codifica qualquer uma das proteínas (a) a (c) abaixo: [0020] (a) uma proteína que compreende a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4; [0021] (b) uma proteína que compreende uma sequência de ami- noácido que tem 60% ou mais de similaridade de sequência a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4 e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunida-de pequena (sigma) adaptadora de clatrina; ou [0022] (c) uma proteína codificada por um polinucleotídeo que se hibridiza sob condições rigorosas a um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeo complementar à sequência de nu-cleotídeo, conforme mostrado em SEQ ID NO: 1 ou 3 e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina. [0023] (7) O método, de acordo com (5), em que o gene codifica uma proteína que compreende uma sequência de aminoácido, conforme mostrado em qualquer uma das sequências pares de SEQ ID NOs: 1 a 62, ou que compreende uma sequência de nucleotídeo, conforme mostrado em qualquer uma das sequências ímpares de SEQ ID NOs: 1 a 62. [0024] (8) O método, de acordo com (5), em que a expressão gê-nica é suprimida por interferência de RNA. [0025] (9) Um método para produzir uma planta que compreende: [0026] uma etapa de supressão da expressão de um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou que inibe a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou uma etapa de supressão da expressão de um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina ou que inibe a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina em uma planta; e [0027] uma etapa subsequente de medição da quantidade de bio-massa produzida por uma planta progênie e que seleciona uma linhagem de planta que exibe uma produção de biomassa aumentada significativa. [0028] (10) O método, de acordo com (9), em que o gene codifica qualquer uma das proteínas (a) a (c) abaixo: [0029] (a) uma proteína que compreende a sequência de aminoá-cido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4; [0030] (b) uma proteína que compreende uma sequência de ami-noácido que tem 60% ou mais de similaridade de sequência a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunida-de pequena (sigma) adaptadora de clatrina; e [0031] (c) uma proteína codificada por um polinucleotídeo que se hibridiza sob condições rigorosas a um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeo complementar à sequência de nu-cleotídeo, conforme mostrado em SEQ ID NO: 1 ou 3, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina. [0032] (11)0 método, de acordo com (9), em que o gene codifica uma proteína que compreende uma sequência de aminoácido, conforme mostrado em qualquer uma das sequências pares de SEQ ID NOs: 1 a 62, ou que compreende uma sequência de nucleotídeo, conforme mostrado em qualquer uma das sequências ímpares de SEQ ID NOs: 1 a 62. [0033] (12) O método de acordo com (9), em que a expressão gê-nica é suprimida por interferência de RNA.

EFEITOS DA INVENÇÃO [0034] De acordo com a presente invenção, a produção de bio-massa de planta pode ser aumentada, suprimindo-se um gene particular que age em relação ao transporte vesicular em uma célula de planta e uma planta que tem a capacidade de produzir uma quantidade suficiente de biomassa pode ser produzida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0035] A Fig. 1 mostra um diagrama característico que mostra os resultados de análise de PCR de tempo real do nível de expressão gênica de At3g09800 em um transformante. [0036] A Fig.2 mostra um diagrama característico que mostra os resultados da análise de PCR de tempo real do nível de expressão gênica de At4g08520 em um transforma nte. [0037] A Fig.3 mostra uma fotografia que mostra um transformante no qual o gene At3g09800 é superexpresso e a expressão gênica de At3g09800 é suprimida. [0038] A Fig.4 mostra uma fotografia que mostra uma linha de controle de vetor e um transformante nos quais a expressão gênica de At3g09800 é suprimida.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO [0039] A partir desse ponto, a presente invenção é descrita em detalhes. [0040] A planta, de acordo com a presente invenção, tem a capacidade de produzir biomassa aumentada através da supressão da expressão de um gene que age em relação a um transporte vesicular intracelular e/ou uma inibição das funções de uma proteína codificada por esse gene. Mais especificamente, o termo "um gene que age em relação a um transporte vesicular" se refere a um dos ou a ambos um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer (ζ-COP) e um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina. Quando uma planta tem a capacidade de produzir biomassa aumentada, a quantidade de biomassa produzida por essa planta é significativamente maior que a quantidade produzida por plantas de tipo selvagem que compreendem os genes, conforme descrito acima. [0041] A expressão do gene descrito acima pode ser suprimida ou as funções de uma proteína codificada por esse gene podem ser inibidas em toda a planta ou, pelo menos, em alguns tecidos de planta. O termo "tecidos de planta" usado neste documento se refere a um órgão de planta, como uma folha, caule, semente, raiz ou flor. [0042] Quando a expressão de um gene deve ser suprimida na presente invenção, tal gene é apagado ou o nível de expressão de tal gene é suprimido ou reduzido. A deleção de um gene é a eliminação de uma parte ou de toda a região de codificação do gene do cromossomo ou a destruição do gene através da incorporação de um elemento de transposão ou semelhante em uma região de codificação do gene. O nível de expressão gênica pode ser reduzido por quaisquer meios sem limitação particular. Por exemplo, a região de controle de expressão gênica pode ser modificada para reduzir o nível de transcrição ou a transcrição de gene pode ser seletivamente degradada. [0043] Exemplos de técnicas para supressão de gene que podem ser empregadas na presente invenção incluem a técnica de transposão, a técnica de transgenia, a técnica de silenciamento gênico pós-transcricional, a técnica de RNAi, a técnica de decadência medida por absurdo (NMD), a técnica de ribozima, a técnica antissentido, a técnica de micro-RNA (miRNA), a técnica de RNA de interferência pequena (siRNA), a técnica de cossupressão, a técnica de nuclease de dedo de zinco (ZFN), a técnica de executor semelhante ao ativador de transcrição de nuclease (TALE), a técnica de nuclease e a técnica de repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas (CRISPR). [0044] Quando uma proteína codificada pelo gene de subunidade zeta adaptadora de coatomer tem sua ação inibida, tal proteína tem sua ação inibida conforme o complexo de adaptador coatomer. Quando uma proteína codificada pelo gene da subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina tem sua ação inibida, tal proteína tem sua ação inibida conforme o complexo adaptador de clatrina. Exemplos específicos de técnicas incluem a expressão de um anticorpo que reconhece tal proteína como um antígeno e a expressão de uma proteína que tem uma atividade antagônica a tal proteína. [0045] Um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer (ζ-COP) e um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina pode ser identificado como os genes endógenos em várias plantas. Por exemplo, um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer (ζ-COP) e um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina de Arabidopsis thaliana são conhecidos como At3g09800 e At4g08520, respectivamente. [0046] A sequência de nucleotídeo do gene identificado como At3g09800 e a sequência de aminoácido de uma proteína codificada por esse gene são mostradas em SEQ ID NOs: 1 e 2, respectivamente. A sequência de nucleotídeo do gene identificado como At4g08520 e a sequência de aminoácido de uma proteína codificada por esse gene são mostradas em SEQ ID NOs: 3 e 4, respectivamente. [0047] Um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer (ζ-COP) e um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina, dos quais a expressão deve ser suprimida, não são limitados a At3g09800 identificado por SEQ ID NOs: 1 e 2 e At4g08520 identificado por SEQ ID NOs: 3 e 4. Isto é, a expressão de um gene homólogo endógeno em Arabidopsis thaliana ou um gene homólogo endógeno em uma planta além de Arabidopsis thaliana pode ser suprimida. Tais genes homólogos não são particularmente limitados e podem ser identificados, buscando-se uma base de dados que contém sequências de gene de vários organismos. Especificamente, busca-se a Base de Dados de Sequência de Nucleotídeo Internacional DDBJ/EMBL/GenBank ou a base de dados SWISS-PROT, por exemplo, com uso de sequências de nucleotídeo e a sequência de aminoá-cidos, conforme mostrado em SEQ ID NOs: 1 a 4 como sequências de consulta, de modo que as sequências possam ser facilmente busca- das e identificadas em tal base de dados conhecida. [0048] O termo "gene homólogo" refere-se, em geral, a um gene que se ramifica a partir de um gene ancestral comum através de evolução, incluindo um gene homólogo (ortologo) de 2 tipos de espécies e um gene homólogo (paralogo) gerado por ramificação de sobreposição que ocorre nas mesmas espécies. Em outras palavras, o termo "gene homólogo" se refere a um gene homólogo tal como um ortologo ou um paralogo. [0049] A Tabela 1 mostra genes homólogos endógenos em Arabi-dopsis thaliana e genes homólogos em plantas além de Arabidopsis thaliana. A Tabela 1 também mostra genes homólogos de levedura. Além disso, números de sequência de sequências de nucleotídeo de genes homólogos e sequência de aminoácidos de proteínas codificadas pelos genes homólogos são mostrados na Tabela 1. TABELA 1 0050] Os genes listados na Tabela 1 codificam proteínas que tem 60% ou mais de similaridade de sequência a sequência de aminoáci-do, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4, e tais genes são altamente suscetíveis a codificar proteínas que têm funções que são iguais àquelas da proteína codificada por At3g09800 ou At4g08520. Consequentemente, a biomassa produzida por plantas corresponden- tes listadas na Tabela 1 pode ser aumentada, suprimindo-se a expressão dos genes listados na Tabela 1, ou inibindo-se proteínas codificadas pelos genes listados na Tabela 1. [0051] A similaridade de sequência é determinada como um valor que indica a similaridade entre duas sequências de aminoácido que usam software de busca de similaridade de sequência como Genetyx (Versão 9), BLAST, PSI-BLAST ou HMMER na configuração padrão. [0052] Graus de identidade e similaridade de sequência dos genes homólogos listados na Tabela 1 com At3g09800 e At4g08520 no nível de aminoácido são resumidos na Tabela 2. TABELA 2 [0053] Para que um gene seja suprimido na p anta, de acordo com a presente invenção, conforme descrito acima, o mesmo pode codificar uma proteína que compreende uma sequência de aminoácido que exibe 60% ou mais, preferencialmente 70% ou mais, mais preferencialmente 80% ou mais, ainda mais preferencial mente 90% ou mais e ainda mais preferencialmente 95% ou mais de similaridade de sequência a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coato-mer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina. Alternativamente, um gene a ser suprimido na planta, de acordo com a presente invenção, conforme descrito acima, pode codificar uma proteína que compreende uma sequência de aminoácido que exibe 60% ou mais, preferencial mente 70% ou mais, mais preferencialmente 80% ou mais, ainda mais preferencialmente 90% ou mais e ainda mais preferencialmente 95% ou mais de identidade de sequência com a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina. [0054] Se um gene a ser suprimido permanece desconhecido, conforme descrito acima, um gene homólogo da planta, de acordo com a presente invenção, pode ser identificado, de acordo com uma técnica convencional. Quando a informação de genoma da planta permanece desconhecida, consequentemente, uma biblioteca de genoma ou uma biblioteca de cDNA pode ser construída, de acordo com uma técnica convencional, sendo que uma hibridização pode ser realizada com uso do comprimento total ou de uma parte de uma sequência de nucleotídeo complementar à sequência de nucleotídeo, conforme mostrado em SEQ ID NO: 1 ou 3, como uma sonda, e um gene a ser suprimido pode ser identificado. Em outras palavras, um gene homólogo pode ser identificado como um gene que codifica uma proteína codificada por um polinucleotídeo que se hibridiza sob condições rigorosas a um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeo complementar à sequência de nucleotídeo, conforme mostrado em SEQ ID NO: 1 ou 3, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina. [0055] Sob condições rigorosas, nomeadamente, um híbrido específico é formado, mas um híbrido não específico não é formado. Por exemplo, tais condições compreendem uma hibridização a 45 °C com 6 x SSC (cloreto de sódio/citrato de sódio), seguida por lavagem a 50 °C a 65 °C com 0,2 a 1 χ SSC e 0,1% SDS. Alternativamente, tais condições compreendem uma hibridização a 65 °C a 70 °C com 1 χ SSC, seguida por lavagem a 65 °C a 70 °C com 0,3 χ SSC. A hibridização pode ser realizada por uma técnica convencional, como um método descrito em J. Sambrook et al., Molecular Cloning; A Laboratory Manual, 2a Edição, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989. [0056] Quaisquer plantas podem ser modificadas sem limitação particular. Exemplos de plantas alvo incluem, mas não são limitados a isso, dicotiledôneas e monocotiledôneas, tais como plantas que pertencem às famílias Brassicaceae, Gramineae, Solanaceae, Legumino-sae e Salicaceae (conferir abaixo). [0057] Família Brassicaceae: Arabidopsis thaliana, Aburana (semente de colza) (Brassica rapa, Brassica napus), repolho (Brassica oleracea var. capitata), semente de colza (Brassica rapa, Brassica napus), ging-geng-cai (Brassica rapa var. chinensis), nabo (Brassica rapa var. rapa), verduras de colza (Brassica rapa var. hakabura), mostarda de hortaliça (Brassica rapa var. lancinifolia), komatsuna (Brassica rapa var. peruviridis), pak choi (Brassica rapa var. chinensis), Rabanete japonês (daikon) (Brassica Raphanus sativus), Rabanete silvestre japonês (Wasabia japonica) e similares. [0058] Família Solanaceae: tabaco (Nicotiana tabacum), berinjela (Solanum melongena), batata (Solaneum tuberosum), tomate (Lyco-persicon lycopersicum), pimenta vermelha (Capsicum annuum), petú-nia e semelhantes. [0059] Família Leguminosae\ soja (Glycine max), ervilha (Pisum sativum), feijão-fava (Vicia faba), glicínia (Glicínia floribunda), amendoim (Arachis hypogaea), trevo-pé-de-pássaro (Lotus corniculatus var. japonicus), feijão comum (Phaseolus vulgaris), feijão azuki (Vigna an-gularis), acácia e semelhantes. [0060] Família Asteraceae: margarida (Chrysanthemum morifoli-um), girassol (Helianthus annuus) e semelhantes. [0061] Família Arecaceae: óleo de palma (Elaeis guineensis, Ela-eis oleifera), coco (Cocos nucifera), tamareira (Phoenix dactylifera), copernicia e semelhantes. [0062] Família Anacardiaceae: catalpa (Rhus succedanea), caju (Anacardium occidentale), árvore de laca (Toxicodendron vernici-fluum), manga (Mangifera indica), pistache (Pistacia vera) e semelhantes. [0063] Família Cucurbitaceae: abóbora (Cucurbita maxima, Cucur-bita moschata, Cucurbita pepo), pepino (Cucumis sativus), quiabo (Tri-chosanthes cucumeroides), cabaça (Lagenaria siceraria var. gourda) e semelhantes. [0064] Família Rosaceae: amêndoa (Amygdalus communis), rosa (Rosa), morango (Fragaria), cereja (Prunus), maçã (Malus pumila var. domestica) e semelhantes. [0065] Família Caryophyllaceae: cravo (Dianthus caryophyUus) e semelhantes. [0066] Família Salicaceae: álamo (Populus trichocarpa, Populus nigra, Populus tremula) e semelhantes. [0067] Família Myrtaceae\ eucalipto (Eucalyptus camaldulensis, Eucalyptus grandis) e semelhantes. [0068] Família Gramineae: milho (Zea mays), arroz (Oryza sativa), cevada (Hordeum vulgare), trigo (Triticum aestivum), bambu (Phyllos-tachys), cana de açúcar (Saccharum officinarum), capim napier (Pen-nisetum pupureum), erianto (Erianthus ravenae), miscanthus (capim-de-prata japonês) (Miscanthus virgatum), sorgo, gramínea (Panicum) e semelhantes. [0069] Família Liliaceae: tulipa (Tulipa), lírio (Lilium) e semelhantes. [0070] A produção de monocotiledôneas que têm a capacidade de acumular grandes quantidades de açúcares solúveis é preferida. Entre as monocotiledôneas, é particularmente preferível que as plantas alvo sejam aquelas que pertencem à família Gramineae, como arroz, trigo, cevada, cana de açúcar e milho.

OUTRAS ETAPAS E TÉCNICAS [0071] Após a etapa de supressão da expressão gênica ou de inibição das funções de uma proteína codificada por esse gene, uma etapa de seleção de um indivíduo que exibe o fenótipo adequado dentre as plantas pode ser realizada, de acordo com uma técnica convencional. Os métodos de seleção não são particularmente limitados; sendo que um corpo de planta ou um órgão ou tecido arbitrário pode ser pesado e uma planta que tenha produzido ima quantidade significativamente maior de biomassa que uma planta de tipo selvagem pode ser selecionada. [0072] Além disso, uma planta progênie pode ser produzida a partir da planta resultante, de acordo com a técnica convencional. Especi- ficamente, uma planta progênie que tenha produzido uma quantidade maior de biomassa pode ser selecionada com base na quantidade de biomassa e uma linhagem de planta estável que tem a capacidade de produzir uma maior quantidade de biomassa pode ser produzida, de acordo com os resultados de seleção. [0073] Além disso, exemplos do termo "planta(s)" usado na presente invenção incluem, pelo menos, plantas crescidas, células de planta, tecidos de planta, caules e sementes. De acordo com a presente invenção, especificamente, quaisquer formas de plantas que podem se desenvolver até finalmente se tornarem plantas maduras são consideradas como "plantas". Além disso, exemplos de células de planta incluem várias formas de células de planta, como células de cultura em suspensão, protoplastas e seções foliares. As plantas podem ser obtidas através do crescimento e diferenciação de tais células de planta. Além disso, a regeneração de plantas a partir de células de planta pode ser realizada com o uso de um método conhecido convencional, dependendo do tipo de célula de planta. [0074] De acordo com a presente invenção, conforme descrito acima, uma planta que tem a capacidade de produzir uma quantidade significativamente maior de biomassa por planta que as quantidades produzidas por plantas de tipo selvagem pode ser fornecida pela supressão da expressão de um gene relevante ou da inibição de funções de uma proteína codificada por esse gene. Quando a produção de biomassa é significativamente aumentada, o peso total de cada planta é maior no nível estatisticamente significativo que aquele de uma planta de tipo selvagem. Nesse caso, mesmo quando alguns tecidos de planta se tornam particularmente grandes e os tamanhos dos outros tecidos são equivalentes àqueles das plantas de tipo selvagem, conclui-se que a produção de biomassa é aumentada se o peso total da planta inteira for maior. [0075] De acordo com a presente invenção, a produção de bio-massa de planta é aumentada. Consequentemente, a produtividade pode ser aprimorada em ambos os casos a seguir: um caso em que a produção da planta inteira é pretendida; e um caso em que a produção de determinados tecidos de planta (por exemplo, sementes) ou componentes de uma planta é pretendida. Quando a produção de gorduras e óleos contidos em sementes de planta é pretendida, por exemplo, as quantidades de gorduras e óleos que podem ser colhidos por unidade de área de cultivo podem ser aprimoradas em grande medida. Exemplos de gorduras e óleos incluem, mas não são particularmente limitados a isso, gorduras e óleos derivados de planta tais como óleo de soja, óleo de gergelim, óleo de oliva, óleo de coco, óleo de arroz, óleo de algodão, óleo de girassol, óleo de milho, óleo de açafrão e óleo de semente de colza. Além disso, as gorduras e óleos assim produzidos podem ser usados para aplicações diversas, incluindo aplicações domésticas e industriais. Além disso, tais gorduras e óleos podem ser usados como matérias-primas para combustível biodiesel. De acordo com a presente invenção, mais especificamente, gorduras e óleos para aplicações domésticas ou industriais, combustível biodiesel e similares podem ser produzidos a baixo custo com o uso de plantas nas quais a expressão de um gene relevante tenha sido suprimida ou as funções de uma proteína codificada por esse gene tenham sido inibidas.

EXEMPLOS [0076] Deste ponto em diante, a presente invenção é descrita em maiores detalhes em relação aos exemplos, embora o escopo técnico da presente invenção não seja limitado aos exemplos a seguir. [EXEMPLO 11 [0077] Nesse exemplo, um transformante em que o gene At3g09800 ou At4g08520 de Arabidopsis thaliana é superexpressado e um transformante em que a expressão do gene At3g09800 ou At4g08520 é suprimida são preparados e os efeitos dos mesmos para aumentar a produção de biomassa são examinados. ΓΡREPARAÇÃO DO CONSTRUTO] [0078] A fim de superexpressar o gene At3g09800 ou At4g08520, pBI 35S:At3g09800 e pBI 35S:At4g08520 são preparados. A princípio, especificamente, o cDNA de Arabidopsis thaliana (Col-0) é amplificado através de PCR como um modelo com o uso de iniciadores (At3g09800: 5'-tccccgggtggtcagtcccttatgtctcctgattcttgtcct-3' (SEQ ID NO: 71), 5'-ttgaacgatcggggaaattcgagctctcatgtaagcagacttcttgc-3' (SEQ ID NO: 72), e 5'-ttggagagaacacgggggactctagaggatcccgggtggtcagtc-3' (SEQ ID NO: 73); e At4g08520: 5'- tccccgggtggtcagtcccttatggcagggactaatgattct-3' (SEQ ID NO: 74), 5'-ttgaacgatcggggaaattcgagctcttatgtaagaagacttctcgc-3' (SEQ ID NO: 75), e 5'-ttggagagaacacgggggactctagaggatcccgggtggtcagtc-3' (SEQ ID NO: 76)), e ORFs de At3g09800 e At4g08520 são isolados. Esses fragmentos de DNA são clonados no vetor pB1121 clivado com BamH\ e Saci que usam o Kit de w/Clonagem por PCR In-Fusion Dry-Down com Intensificador de Clonagem (Clontech) (isto é, reação in-fusion) para obter pBI 35S:At3g09800 e pBI 35S:At4g08520. [0079] A fim de suprimir a expressão do gene At3g09800 ou At4g08520, em contraste, pBI 35SS:At3g09800RNAi e pBI 35SS:At4g08520RNAi são preparados. A princípio, especificamente, o cDNA de Arabidopsis thaliana (Col-0) é ampliado através de PCR como um modelo com o uso de iniciadores (At3g09800: 5'- atgtctcctgattcttgtcct-3' (SEQ ID NO: 77) e 5'-cacctcatgtaagcagacttcttgc-3' (SEQ ID NO: 78); e At4g08520: 5'-atggcagggactaatgattct-3' (SEQ ID NO: 79) e 5'-caccttatgtaagaagacttctcgc-3' (SEQ ID NO: 80)) e ORFs de At3g09800 e At4g08520 são isolados e clonados no vetor pENTR/D-TOPO que usa os Kits de Clonagem pENTR Directional TOPO (Invi- trogen) (pENTR At3g09800 e pENTR At4g08520). ORFs de At3g09800 e At4g08520 dos vetores são clonados em pBI-sense e an-tisense-GW (INPLANTA INNOVATIONS INC) com uso do Gateway LR Clonase II Enzyme Mix (Invitrogen) (isto é, reações LR) para obter pBI 35SS:At3g09800RNAi e pBI 35SS:At4g08520RNAi. [PREPARAÇÃO DE PLANTAS ARABIDOPSIS THALIANA TRANS-FORMADAS1 [0080] Os 4 tipos de vetores mencionados acima são transformados em plantas Arabidopsis thaliana (Col-0) de tipo selvagem pelo método floral-dip (Clough e Bent, 1998). As plantas T1 são selecionadas em meio MS que contém canamicina (concentração final: 30 mg/ml) e carbenicilina (concentração final: 100 mg/ml). As plantas selecionadas são, então, transplantadas em um recipiente com uso de Supermix A (Sakata Seed Corporation). [CONFIRMAÇÃO DE SUPRESSÃO DE EXPRESSÃO GÊNICA] [0081] As plantas transformadas obtidas acima e as plantas de controle de vetor são submetidas a PCR de tempo real para analisar os níveis de expressão dos genes At3g09800 e At4g08520. As sementes T3 dessas plantas transformadas e as plantas de controle de vetor são usadas. [0082] A princípio, as sementes T3 de cada linhagem de planta são semeadas em meio MS sem sacarose (preparado com o uso de goma de gellan; concentração final: 0,5%) e as plantas são submetidas à vernação por 3 dias. Depois disso, todas as partes terrestres das plantas crescidas de 23 a 26 dias (incluindo-se o período de vernação) a 22 °C com um período de luz de 16 horas e um período escuro de 8 horas são coletadas como amostra (cada tanque consiste de duas plantas). [0083] Subsequentemente, os RNAs totais são extraídos das amostras de plantas com uso do Mini Kit RNeasy Plant (QIAGEN) e o Conjunto RNase-Free DNase (QIAGEN). O cDNA é, então, sintetizado de 2,0 pg do RNA total por 20 μΙ de uma solução de reação que usa o kit High-Capacity RNA-to-cDNA (ABI). Depois disso, um PCR de tempo real é realizado com uso de Mistura Power SYBR® Green PCR Master (Biossistemas Aplicados) na composição mostrada na Tabela 3. TABELA 3 Solução de cDNA 0,5μΙ Mistura PCR Masster 5,0μΙ Iniciador-F (3μΜ) 1 ,ΟμΙ Iniciador-R (3μΜ) 1 ,ΟμΙ ______________dH2Q______________________________2,5μΙ_______________ Total 10,ΟμΙ [0084] O PCR e a detecção de fluorescência são realizados com o uso de um Sistema de Detecção de Sequência 7000 (Biossistemas Aplicados) sob as condições descritas abaixo. TABELA4 500 2min 95*0 1 Ornin 95*C 1 5seg 4Q cjc|os 600 1 min 950: 15seg 60Ό 20seg 950 15seg [0085] Os iniciadores usados para a análise de expressão gênica são mostrados na Tabela 5. TABELA 5 At4g08520 5'- ggaaagtagcaatgcaaagcg -3' (SEQ ID NO: 81) 5'- ttcttgaaacggatccaaacgtc -3' (SEQ ID NO: 82) At3g09800 5'- attgtgtcgccatgatggaac -3 (SEQ ID NO: 83) 5'- tcacaatttccaaggtgctgc -3' (SEQ ID NO: 84) At4g27960 5'- tcatctgggtttggatccgt -3' (SEQ ID NO: 85) (UBC9) (SEQ ID NO: 86) [RESULTADOS! [0086] A Fig. 1 e a Fig.2 mostram os resultados de análise de PCR de tempo real dos níveis de expressão gênicas de At3g09800 e At4g08520 nas plantas transformadas nas quais pBI 35SS:At3g09800RNAi e pBI 35SS:At4g08520RNAi são introduzidos, respectivamente, e as plantas de controle de vetor. Os níveis de expressão gênica de At3g09800 e At4g08520 mostrados na Fig. 1 e na Fig.2 são padronizados em oposição ao nível de expressão de At4g27960. Conforme é evidente a partir da Fig. 1 e da Fig.2, os níveis de expressão gênica de At3g09800 e At4g08520 são suprimidos a uma medida significativa nas plantas transformadas comparadas com aquelas nas plantas de controle de vetor. [0087] A Fig.3 mostra uma fotografia das plantas Arabidopsis tha-liana transformadas nas quais pBI 35S:At3g09800 é introduzido e plantas Arabidopsis thaliana transformadas nas quais pBI 35SS:At3g09800RNAi é introduzido. Além disso, A Fig.4 mostra uma fotografia das plantas de controle de vetor e das Arabidopsis thaliana transformadas nas quais pBI 35SS:At4g08520RNAi é introduzido. As fotografias mostradas na Fig.3 e na Fig.4 mostram, cada uma, plantas 12 dias após o transplante (isto é, 36 dias após a semeadura). As barras de escala na Fig.3 e na Fig.4 indicam, cada uma, 10 mm. Conforme mostrado na Fig.3 e na Fig.4, os tamanhos das plantas de supe-rexpressão de At3g09800 são substancialmente iguais àqueles das plantas de controle nas quais pB1121 (35S:GUS) é introduzido. Em contraste, os tamanhos das plantas Arabidopsis thaliana transformadas nas quais pBI 35SS:At3g09800RNAi ou pBI 35SS:At4g08520RNAi são introduzidos são significativamente maiores que aqueles das plantas de controle. [0088] Consequentemente, descobriu-se que a supressão do gene At3g09800 ou At4g08520 conduz a um aumento na produção de bio-massa de planta.

Claims (12)

1. Planta caracterizada pelo fato de que a expressão de um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer é suprimida ou a subunidade zeta adaptadora de coatomer é inibida ou na qual a expressão de um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina é suprimida ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina é inibida.

2. Planta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o gene codifica qualquer uma das proteínas (a) a (c) abaixo: (a) uma proteína que compreende a sequência de aminoá-cido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4; (b) uma proteína que compreende uma sequência de ami-noácido que tem 60% ou mais de similaridade de sequência a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina; ou (c) uma proteína codificada por um polinucleotídeo que se hibridiza sob condições rigorosas a um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeo complementar à sequência de nu-cleotídeo, conforme mostrado em SEQ ID NO: 1 ou 3, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina.

3. Planta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o gene codifica uma proteína que compreende uma sequência de aminoácido, conforme mostrado em qualquer uma das sequências pares de SEQ ID NOs: 1 a 62, ou que compreende uma sequência de nucleotídeo, conforme mostrado em qualquer uma das sequências ímpares de SEQ ID NOs: 1 a 62.

4. Planta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a expressão gênica é suprimida por interferência de RNA.

5. Método para aumentar a produção de biomassa de planta caracterizado pelo fato de que compreende suprimir a expressão de um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou que inibe a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou que compreende suprimir a expressão de um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina ou que inibe a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina em uma planta.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o gene codifica qualquer uma das proteínas (a) a (c) abaixo: (a) uma proteína que compreende a sequência de aminoá-cido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4; (b) uma proteína que compreende uma sequência de ami-noácido que tem 60% ou mais de similaridade de sequência a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina; ou (c) uma proteína codificada por um polinucleotídeo que se hibridiza sob condições rigorosas a um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeo complementar à sequência de nu-cleotídeo, conforme mostrado em SEQ ID NO: 1 ou 3, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o gene codifica uma proteína que compreende uma sequência de aminoácido, conforme mostrado em qualquer uma das sequências pares de SEQ ID NOs: 1 a 62 ou que compreende uma sequência de nucleotídeo, conforme mostrado em qualquer uma das sequências ímpares de SEQ ID NOs: 1 a 62.

8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a expressão gênica é suprimida por interferência de RNA.

9. Método para produzir uma planta caracterizado pelo fato de que compreende: uma etapa de supressão da expressão de um gene que codifica a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou que inibe a subu-nidade zeta adaptadora de coatomer ou uma etapa de supressão da expressão de um gene que codifica a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina ou que inibe a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina em uma planta; e uma etapa subsequente de medição da quantidade de bio-massa produzida por uma planta progênie e de seleção de uma linhagem de planta que exibe uma produção de biomassa significativamente aumentada.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o gene codifica qualquer uma das proteínas (a) a (c) abaixo: (a) uma proteína que compreende a sequência de aminoá-cido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4; (b) uma proteína que compreende uma sequência de ami-noácido que tem 60% ou mais de similaridade de sequência a sequência de aminoácido, conforme mostrado em SEQ ID NO: 2 ou 4, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina; e (c) uma proteína codificada por um polinucleotídeo que se hibridiza sob condições rigorosas a um polinucleotídeo que compreende uma sequência de nucleotídeo complementar à sequência de nu-cleotídeo, conforme mostrado em SEQ ID NO: 1 ou 3, e que age como a subunidade zeta adaptadora de coatomer ou a subunidade pequena (sigma) adaptadora de clatrina.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o gene codifica uma proteína que compreende uma sequência de aminoácido, conforme mostrado em qualquer uma das sequências pares de SEQ ID NOs: 1 a 62, ou que compreende uma sequência de nucleotídeo, conforme mostrado em qualquer uma das sequências ímpares de SEQ ID NOs: 1 a 62.

12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a expressão gênica é suprimida por interferência de RNA.