CN101952305B - 具有增加的产量和/或增加的环境胁迫耐受性(iv-bm)的植物 - Google Patents

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Abstract

本发明通常涉及植物细胞和/或植物，其与相应的，例如未经转化的野生型植物细胞相比，通过在植物中增加或产生一种或多种与非生物性胁迫应答和非生物胁迫耐受性相关的多肽的活性，而具有增加的环境胁迫耐受性和/或增加的产量。特别地，本发明涉及定制为在环境胁迫条件下生长的植物细胞和/或植物，和/或在环境胁迫条件下显示出增加的产量的植物细胞和/或植物。本发明还涉及产生和筛选和育种此类植物细胞和/或植物的方法。

Description

具有增加的产量和/或增加的环境胁迫耐受性(IV-BM)的植物
本发明通常涉及植物细胞和/或植物，其与相应的，例如未经转化的野生型植物细胞相比，通过在植物中增加或产生一种或多种与非生物性胁迫应答和非生物胁迫耐受性相关的多肽的活性，而具有增加的环境胁迫耐受性和/或增加的产量。特别地，本发明涉及定制为在环境胁迫条件下生长的植物细胞和/或植物，和/或在环境胁迫条件下显示出增加的产量的植物细胞和/或植物。本发明还涉及产生和筛选和育种此类植物细胞和/或植物的方法。
本文公开的本发明中提供了生产较之相应野生型植物而言具有增加的产量的植物的方法，所述方法包括在植物或其部分中增加或产生一种或多种活性。本发明还涉及增强或改善转基因植物的一种或多种性状的核酸，以及源于此类植物或部分的细胞、后代、种子和花粉，还涉及生产和使用此类植物细胞或植物、后代、种子或花粉的方法。特别地，所述改善的性状显示为增加的产量，这优选通过改善一种或多种产量相关性状来实现。
在田间条件下，植物性能，例如在生长、发育、生物量积累和种子产生的方面，取决于植物对数种环境条件、改变和胁迫的耐受和顺应能力。鉴于开始了农业和园艺，人们需要在作物培养中改善植物性状。育种策略促进作物性能经受生物性和非生物性胁迫，改善养分使用效率以及改变其它内在(intrinsic)作物特定产量参数，即，通过应用技术进展增加产量。植物是固着性生物，其因此需要应付多种环境胁迫。一方面，生物性胁迫(例如植物害虫和病原体)，另一方面，非生物性环境胁迫，是植物生长和生产力的主要限制因素(Boyer，Plant Productivity and Environment，Science 218，443-448(1982)；Bohnert等人，Adaptations to EnvironmentalStresses，Plant Cell7(7)，1099-1111(1995))，其由此限制植物种植和地理分布。通常，暴露给不同胁迫的植物具有低的植物材料(例如种子、果实或其它产品)产量。非生物性和生物性胁迫导致的作物损失和作物产量损失是显著的经济和政治因素，其导致食品短缺，特别是在很多不发达国家。
现今，用于作物和园艺改善的传统手段利用选择性育种技术，来鉴定具有想要的特征的植物。分子生物学的进展已经允许以特异性方式修饰植物种质。例如，在若干情况下，修饰单个基因导致例如胁迫耐受性(Wang等人，2003)显著增加以及其它产量相关性状。人们需要鉴定出赋予对多种胁迫组合的抗性的基因或者赋予在非最优生长条件下改善的产量的基因。人们仍需要鉴定出赋予改善植物产量的整体能力的基因。
此外，近年来，人口增加和气候改变已经将全球食物、饲料和燃料短缺的可能性聚焦。农业消耗了人们使用的70％的水，同时在世界的许多部分中降雨正在减少。此外，由于土地使用从农田转向了城市和郊区，更少公顷的耕地土地可以用于生长农业作物。农业生物技术学已经尝试通过增加作物产量的植物的遗传修饰来达到人类生长需要，例如通过赋予对非生物胁迫应答更好的耐受性或通过增加生物量。
农业生物技术人员已经使用在模式植物系统、作物植物的温室研究以及野外实验中的测定来努力开发表现出增加产量的转基因植物，这是通过增加非生物胁迫耐受性或通过增加生物量。
农业生物技术人员还使用了指示转基因对作物产量的潜在影响的其他参数的测量。对于饲料作物，例如苜蓿、青贮玉米和干草而言，植物生物量与总产量相关。但是，对于谷物(grain)作物，需要使用其他参数来评估产量，例如植物大小，总植物干重所测量的、地上干重、地上鲜重、叶面积、茎体积、植物高度、莲座直径、叶长、根长、根量、分蘖数量和叶数量。在早期发育阶段的植物大小通常与发育晚期的植物大小相关联。具有更大叶面积的更大植物通常比更小的植物吸收更多的光和二氧化碳，因此将可能在相同的阶段获得更大的重量。对于植物大小和生长速率来说存在很强的遗传因素(component)，因此对于在一种环境条件下，一些不同基因型植物大小可能与在另一种条件下的大小相关。通过这一方式，使用标准环境来估计田间作物在不同位置和时间所面对的不同和动态环境。
已经表征了在植物中参与胁迫应答、水利用和/或生物量的一些基因，但是迄今为止，开发具有改善的产量的转基因作物植物的成功很有限，并且还没有此类植物被商业化。因此，需要鉴定具有增加作物植物产量的能力的其它基因。
因此，在第一个实施方案中，本发明提供了生产较之相应野生型植物而言具有增加的产量的植物的方法，所述方法包括至少下述步骤：在植物中增加或产生选自以下的一种或多种活性(在以下是指一种或多种“活性”或一种或多种所述活性或对于一种选定的活性而言是指“所述活性”)：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptinmedium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C 2-蛋白。
因此，在另一个实施方案中，本发明提供了在本文所指出的亚细胞区室和组织中过量表达表I中所鉴定的分离的多核苷酸的转基因植物。本发明的转基因植物与植物的野生型品种相比表现了改善的产量或增加的产量。术语“改善的产量”或“增加的产量”可以互换使用。
术语“产量”在本文中使用时一般指来自植物(特别是作物)的可测量的产出(produce)。可以以多种方法来测量产量和产量增加(较之未经转化的起始或野生型植物)，应当理解，技术人员将能考虑到特别的实施方案、关注的特别的作物和关注的特定目的或应用，应用正确的理解。
如本文所使用的，术语“改善的产量”或术语“增加的产量”意思是任何可测量的植物产物的产量的任何改善，所述产物例如谷粒、果实或纤维。根据本发明，不同表型性状的改变可以改善产量。例如但不限于，参数如花器官发育、根起始、根生物量、种子数量、种子重量、收获指数、非生物环境胁迫耐受性、叶形成、向光性、顶端优势和果实发育是合适的改善产量的测量值。产量的任何增加是根据本发明的改善的产量。例如，产量的改善可以包含任何可测量参数的0.1％、0.5％、1％、3％、5％、10％、15％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或更大的增加。例如，与在相同条件下栽培的未处理大豆或玉米的bu/英亩产量相比，来自包含对于表I的核苷酸和多核苷酸为转基因的植物的作物的大豆或玉米的bu/英亩产量的增加是根据本发明的改善的产量。可以在不存在或存在胁迫条件下实现增加或改善的产量。
为了描述本发明的目的，增强或增加的“产量”是指一种或多种产量参数，所述参数选自生物量产量、干生物量产量、地上干生物量产量、地下干生物量产量、鲜重生物量产量、地上鲜重生物量产量、地下鲜重生物量产量；可收获部分的增强的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或地下或两者；增强的作物果实的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或地下或两者；以及优选地，增强的种子的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或地下或两者。术语“产量”在本文中使用时通常是指来自植物(特别是作物)的可测量的产出。例如，本发明提供了生产下述转基因植物细胞或植物的方法，所述方法通过增加或产生一种或多种上文所述的所述活性，使得所述植物较之相应(例如未经转化的)野生型或起始植物而言显示出增加的产量相关性状，例如，增加的对环境胁迫的耐受性和/或增加的内在产量和/或生物量生产。
在一种实施方案中，产量增加表示增加的或改善的作物产量或可收获产量、生物量产量和/或增加的种子产量。
作物产量在本文中被定义为每英亩收获的相关农业产物(例如谷粒、饲料或种子)的蒲式耳数。作物产量受到非生物胁迫的影响，例如干旱、热、盐度和冷胁迫，并且受到植物大小(生物量)的影响。传统植物育种策略是相对较慢的并且一般在赋予增加的非生物胁迫耐受性方面没有成功。通过传统育种的谷粒产量改善在玉米中几乎达到了停滞。
因此，本文描述的“产量”在一种实施方案中表示植物的可收获产量。植物产量可取决于每种特别情况下感兴趣的特定植物/作物以及感兴趣的其意欲应用(例如，食物生产、饲料生产、经加工食物生产、生物燃料、生物气或酒精生产等等)。因此，在一种实施方案中，产量被计算为收获指数(表示为各可收获部分的重量除以总生物量的比例)、每面积(英亩、平方米等)的可收获部分重量，等等。收获指数，即产量生物量与收获时总累积的生物量之比在玉米中在过去的数百年间在针对谷粒产量的选择性育种期间基本保持不变。因此，在玉米中发生的最近的产量改善是由于每单位土地面积增加的总生物量产生。这一增加的总生物量是通过增加种植密度以及雄花穗大小来实现的，其中所述种植密度导致适应的表型改变，例如叶角度减少，这可以减少更低叶子的遮蔽，所述雄花穗大小可以增加收获指数。在许多环境条件下收获指数是相对稳定的，因此可能在植物大小和谷粒产量之间有强关联。植物大小和谷粒产量是内在联系的，因为大多数谷粒生物量取决于当前或储存的通过植物叶和茎的光合生产力。对于非生物胁迫耐受性，在生长室或温室中在标准条件下早期发育中的植物大小的测量是测量转基因存在所赋予的潜在产量优势的标准实践。
在一种实施方案中，“产量”指生物量产量，例如，干重生物量产量和/或鲜重生物量产量。生物量产量指植物的地上或地下部分，这取决于特定情况(测试条件、感兴趣的特定作物、感兴趣的应用，等等)。在一种实施方案中，生物量产量指地上和地下部分。生物量产量可作为鲜重、干重或基于经调整的湿度来计算。生物量产量可基于每株植物来计算，或者可相对于特定面积来计算(例如，每英亩/平方米/或等等的生物量产量)。
在其它一些实施方案中，“产量”指种子产量，其可通过下述一种或多种参数来测量：种子数量或饱满种子数量(每株植物或每面积(英亩/平方米等等))；种子饱满率(饱满的种子数和种子总数之间的比例)；每株植物的花数；种子生物量或总种子重量(每株植物或每面积(英亩/平方米等等))；千粒重(TKW；从计数的饱满种子数及其总重量外推的；TKW的增加可能是增加的种子尺寸、增加的种子重量、增加的胚尺寸和/或增加的胚乳导致的)。本领域还已知其它一些测量种子产量的参数。可以基于干重或鲜重来测定种子产量，或者通常，基于经调整的湿度来测定，例如，以15.5百分比湿度进行。
在一个实施方案中，术语“增加的产量”表示在非生物环境胁迫条件下，较之相应的野生型光合活性生物，光合活性生物，尤其是植物表现出增加的生长速率。
增加的生长速率可以反映为下述等或者赋予下述：完整植物增加的生物量产生，或者植物的地上部分的增加的生物量产生，或者植物的地下部分的增加的生物量产生，或者由植物的部分(例如茎、叶、花、果实和/或种子)的增加的生物量产生。
在其一个实施方案中，增加的产量包括更高的果实产量、更高的种子产量、更高的新鲜物质产生和/或更高的干物质产生。
在其另一个实施方案中，术语“增加的产量”表示在非生物环境胁迫条件下，较之相应的(例如未经转化的)野生型光合活性生物，光合活性生物，优选植物表现出延长的生长。延长的生长包括光合活性生物(优选植物)在未经转化的野生型光合活性生物显示出可见的不足症状和/或死亡时的存活和/或继续生长。
例如，在一个实施方案中，本发明方法中使用的植物是玉米植物。玉米植物的增加的产量在一个实施方案中表示增加的种子产量，特别是对于用于饲料或食物的玉米品种而言。玉米增加的种子产量在一个实施方案中是指增加的籽粒(kernel)大小或重量、增加的每荚果的籽粒或者增加的每株植物的荚果。此外，在一个实施方案中，增加了玉米穗产量，这对于用作为饲料的玉米植物品种是特别有用。此外，例如，玉米穗的长度或大小被增加。在一个实施方案中，玉米植物增加的产量涉及改善的玉米穗与籽粒的比例。
例如，在一个实施方案中，本发明方法中使用的植物是大豆植物。大豆植物的增加的产量在一个实施方案中表示增加的种子产量，特别是对于用于饲料或食物的大豆品种而言。大豆增加的种子产量在一个实施方案中是指增加的籽粒大小或重量、增加的每荚果的籽粒或者增加的每株植物的荚果。
例如，在一个实施方案中，本发明方法中使用的植物是油菜(oilseedrape(OSR))植物。OSR植物的增加的产量在一个实施方案中表示增加的种子产量，特别是对于用于饲料或食物的OSR品种而言。OSR增加的种子产量在一个实施方案中是指增加的籽粒大小或重量、增加的每荚果的籽粒或者增加的每株植物的荚果。
例如，在一个实施方案中，本发明方法中使用的植物是棉花植物。棉花植物的增加的产量在一个实施方案中表示增加的棉绒产量。棉花增加的棉花产量在一个实施方案中是指增加的棉绒长度。棉花增加的种子产量在一个实施方案中是指增加的籽粒大小或重量、增加的每荚果的籽粒或者增加的每株植物的荚果。
根据本发明，所述增加的产量可通常通过增强或改善植物的一种或多种产量相关性状来实现，所述增强或改善是较之原始或野生型植物而言的。植物的此类产量相关的性状(对其加以改善将导致产量增加)包括但不限于：植物内在产量能力(capacity)的增加、改善的养分使用效率和/或增加的胁迫耐受性，特别是增加的非生物性胁迫耐受性。
因此，产量可以通过改善如本文所定义的一种或多种产量相关性状来增加：
因此，赋予植物产量增加的产量相关性状是植物的内在产量能力的增加，其可例如表现为：改善特定(内在)种子产量(例如，在增加种子/谷粒大小、增加穗数、增加每穗种子数、改善种子饱满、改善种子组成、改善胚或胚乳等方面)；修饰和改善植物的固有生长和发育机制(例如植物高度、植物生长速率、荚果数、荚果在植物上的位置、节间数、荚果破碎发生率、结瘤作用(nodulation)和氮固定效率、碳同化效率、幼苗活力/早期萌发势(early vigour)、增强的萌发效率(在胁迫或非胁迫条件下)、植物构造改善、细胞周期修饰、光合作用修饰、多种信号传导途径修饰、对转录调控的修饰、对翻译调控的修饰、对酶活性的修饰等)；和/或等等。
因此，赋予植物产量增加的产量相关性状是植物胁迫耐受性的改善或增加，其可例如表现为：改善或增加植物对胁迫(特别是非生物性胁迫)的耐受性。在本申请中，非生物性胁迫通常指植物通常面对的非生物性的环境条件，其包括通常被称为“非生物性胁迫”条件的那些条件，这包括但不限于，干旱(对干旱的耐受可作为改善的水使用效率的结果获得)、热、低温和寒冷条件(例如冰冻和严寒条件)、盐度、渗透胁迫、阴、高植物密度、机械胁迫、氧化胁迫等等。
因此，通过增加“植物的养分使用效率”来介导增加的植物产量，这例如通过改善养分(包括但不限于磷、钾和氮)的使用效率。例如，人们需要这样的植物，其能更有效地使用氮，使得生长需要更少的氮，因此导致氮缺乏条件下获得改善的产量水平。此外，可用目前或标准的氮使用水平获得更高的产量。因此，在本发明的一种实施方案中，通过增加植物或其部分的氮使用效率来增加植物产量。相对农业产品的收益而言，氮肥成本高并且对环境有害，人们想要开发策略，以降低氮输入和/或优化氮摄取和/或利用给定的氮有效性同时保持植物(优选栽培植物，例如作物)的最优产量、生产力和品质。此外，人们还想在在低肥料输入时保持作物产量，或者在相似或甚至更贫瘠的土壤品质上获得更高的产量。
可根据下述方法来例如测定和定量植物增强的氮使用效率：在培养室(Weibull，Sweden)中的盆中培养转化植物。在植物为拟南芥的情况下，将其种子种在盆中，其中含有营养缺乏土((“EinheitserdeTyp 0”，30％粘土，Tantau，Wansdorf Germany))和沙子的1∶1(v∶v)混合物。通过黑暗中4℃下的4天时间来诱导萌发。随后植物生长在标准生长条件下。在植物为拟南芥的情况下，标准培养条件为：16小时光照和8小时黑暗的光周期、20℃、60％相对湿度、200μE/m2s的光子通量密度。在植物为拟南芥的情况下，每隔一天用N缺乏营养液浇水。9至10天后，将植物单独培养。总共29至31天后，收获植物，通过植物地上部分(优选地，莲座(rosettes))的鲜重对其加以评估。
按照实施例所述的方法来测定增加的产量例如，(a)测量土壤中的氮含量，以及(b)测定土壤中的氮-含量对原始或野生型植物(例如作物)的生长来说是否最优或并非最优，以及(c1)如果氮-含量对于原始或野生型植物的生长来说并非最优的话，在所述土壤中培育本发明的植物，或者(c2)如果氮-含量对于原始或野生型植物来说最优的话，在土壤中培育本发明的植物，将产量与标准、原始或野生型植物的产量相比，选择和培育显示最高产量的植物。
通过增加植物的胁迫耐受性来增加植物产量。通常，术语“增加的胁迫耐受性”可被定义为较之未经转化的野生型或起始植物而言，在胁迫条件下植物的存活和/或更高的产量生产。例如，本发明的植物或根据本发明方法产生的植物更适应于胁迫条件。对环境胁迫(例如干旱、热、养分缺乏、冰冻和/或严寒温度)的“改善的适应性”在本文中指：特别是在上文中更详细定义的一种或多种产量相关性状方面，导致产量增加的改善的植物性能。
在其生命周期中，植物通常要面对多样环境条件。在某些情况下可能对植物产量造成影响的任何此类条件在本文中都被称为“胁迫”条件。环境胁迫通常可分为生物性和非生物性(环境)胁迫。不利的养分条件一些时候也被称为“环境胁迫”。本发明也包括针对这类环境胁迫的解决方案，例如，在增加的养分使用效率的方面。
通过增加植物或其部分的非生物性胁迫耐受性，来进一步增加植物产量。
就本发明描述的目的而言，术语“增强的非生物性胁迫耐受性”、“增强的非生物性环境胁迫抗性”、“增强的环境胁迫耐受性”、“改善的环境胁迫适应性”和与其含义类似的其它变化和表达可互换使用，它们用于表示(但不限于)：较之相应原始或野生型植物或其部分而言，对本文所述的一种或多种非生物性环境胁迫的耐受性的改善。
术语非生物性胁迫耐受性指，例如，低温耐受性、干旱耐受性或改善的水使用效率(WUE)、热耐受性、盐胁迫耐受性等等。植物对脱水、渗压震扰和极端温度的应答的研究也用于确定植物对非生物胁迫的耐受性或抗性。
植物中的胁迫耐受性，例如低温、干旱、热和盐胁迫耐受性可具有对植物生长来说重要的共同主题，即，水的有效性。通常，植物在其生命周期中暴露给降低的环境水含量的条件。保护策略与严寒耐受性的那些相似。
因此，所述产量相关性状涉及本发明植物的增加的水使用效率和/或本发明植物的增加的干旱条件耐受性。水使用效率(WUE)是通常与干旱耐受性相关的参数。在低水有效性时生物量的增加可以是由于生长的相对改善的效率或降低的水消耗。在选择用于改善作物的性状中，水使用降低而不改变生长将在灌溉的农业系统中有特别的价值，在所述农业系统中水的输入成本很高。生长增加而无相应的水使用的激增将可用于所有的农业系统。在水供应未受限的许多农业系统中，生长的增加(即使其代价是水使用的增加)也增加了产量。
当土壤水耗尽时或者如果水在干旱期间不可用时，作物产量会受限。如果自叶的蒸腾作用超过了自根的水的供应，则植物水将不足。有效的水供应与土壤中保持的水量和植物用其根系统到达该水的能力有关。水自叶的蒸腾作用与通过气孔的光合作用的二氧化碳的固定有关联。两种过程是正相关的，从而通过光合作用的高的二氧化碳流入量与通过蒸腾作用的水损失紧密相连。由于水自叶蒸腾，则减少了叶水潜力(leaf water potential)，气孔趋向在液压过程中闭合，限制光合作用的量。鉴于作物产量取决于光合作用中二氧化碳的固定，因此水摄取和蒸腾作用是对作物产量起作用的因素。能够使用更少的水来固定相同量的二氧化碳或者能够在更低水势时正常发挥功能的植物具有进行更多光合作用的潜力并且因此在许多农业系统中产生了更多的生物量和经济产量。
干旱胁迫表示导致植物中缺水或者供应给植物的水降低的任何环境胁迫，其包括低温和/或盐导致的次级胁迫和/或干旱或热期间的初级胁迫，例如脱水(desiccation)等等。
例如，可根据下述方法来测定和定量增加的干旱条件耐受性。例如，将转化的植物单个培养在培养室(York Indus-GmbH，Mannheim，Germany)中的盆中。诱导萌发。在植物为拟南芥的情况下，将种植的种子保持在黑暗中在4℃下保持3天以诱导萌发。其后将条件改变为20℃/6℃的日夜温度和16/8小时150μE/m2s的日夜周期，保持3天。然后将植物在标准培养条件下培养。在植物为拟南芥的情况下，标准培养条件为：16小时光照和8小时黑暗的光周期、20℃、60％相对湿度和200μE的光子通量密度。培养并栽培植物直至长出叶。在植物为拟南芥的情况下，每天浇水直至约为3周龄。这时通过断水施加干旱。在未转化野生型植物显示可见损伤症状之后，开始进行评估，在连续的5至6天中，根据与野生型和临近植物相比的干旱症状和生物量产生对植物进行评分。
在另一实施方案中，根据实施例中描述的方法来测定干旱耐受性，例如，对周期性干旱的耐受性。干旱耐受性可以是对周期性干旱的耐受性。因此，增加产量的方法包括下述步骤：(a)测定用于栽种的地区的水供应对于原始或野生型植物(例如作物)的生长来说是否最优或并非最优，和/或，测定用于栽种的地区中植物生长的可视损伤症状；以及(b1)如果水供应对于原始或野生型植物的生长来说并非最优的话，或者，在该地区生长的标准、原始或野生型植物中可发现干旱的可视症状的话，在所述土壤中培育本发明的植物；或者(b2)如果水供应对于原始或野生型植物来说最优的话，在所述土壤中培育本发明的植物，将产量与标准、原始或野生型植物的产量相比，选择和培育显示最高产量的植物。
可视损伤症状例如表示下述特征之一或其中两种、三种或更多种的任何组合：(a)萎蔫；(b)叶变成褐色；(c)失去膨压，导致叶或针叶茎和花脱落；(d)叶或针叶下垂和/或脱落；(e)叶为绿色，但叶面角与对照相比稍朝向地面；(f)叶片开始内卷(卷曲)；(g)叶或针叶过早衰老；(h)叶或针叶中丧失叶绿素和/或变黄。
本发明的植物的所述产量相关性状可以是所述植物的增加的热条件耐受性。
本发明的植物的所述产量相关性状可以是所述植物的增加的低温耐受性，即，包含冰冻耐受性和/或严寒耐受性。低温冲击多种生物过程。其延迟或抑制几乎所有代谢和细胞过程。植物对低温的应答是其生态范围的重要决定因素。在高纬度或高海拔地区，因为夏季短暂从而需要延长生长季节，应付低温的问题尤为重要。大多数植物进化出了适应性策略，以保护其自身抵挡低温。通常，对低温的适应可分为严寒耐受性和冰冻耐受性。
严寒耐受性是在来自温带或北方带的物种中天然发现的，其允许在较低但是不冰冻的温度下存活和有增强的生长。来自热带或亚热带的物种是严寒敏感性的，其在发育的一个或多个阶段，在大约10℃的温度下通常会显示出萎蔫、萎黄或坏死，生长缓慢，甚至死亡。因此，改善或增强的“严寒耐受性”或其变化形式在本文中表示对10℃左右的较低但是并不冰冻的温度具有改善的适应，优选对1至18℃的温度，更优选4-14℃的温度，最优选8至12℃的温度具有改善的适应，所述温度在下文中称为“严寒温度”。
冰冻耐受性允许在接近0到特别地低于0度的温度下存活。其被认为是通过被称为寒冷顺应的过程促进的，该过程在较低但不冰冻的温度下发生，其在低于0度的温度下提供增加的冰冻耐受性。此外，来自温带地区的大多数物种具有适应温度季节性变化的生命周期。对这些植物而言，低温还可能通过成层现象和春化过程在植物发育中发挥重要作用。显然，难于对严寒耐受性和冰冻耐受性加以定义或在其之间进行清晰的区别，所述过程可能重叠或互相联系。改善或增强的“冰冻耐受性”或其变化形式在本文中指对接近或低于0度的温度的改善的适应性，即，所述温度优选低于4℃，更优选低于3或2℃，特别优选为是或低于0(零)℃或低于-4℃的温度，或者甚至极端低的温度，可低至-10℃或更低；上述温度在下文中被称为“冰冻温度”。
因此，植物在暴露给对严寒敏感性野生型或原始植物而言的低温之后，可显示出早期幼苗生长，在另一实施方案中，改善种子萌发速率。种子萌发过程强烈依赖于环境温度，种子的性质决定了暴露给低温时萌发和幼苗出现期间的活性水平和性能。本发明的方法在一种实施方案中还提供了下述植物，所述植物在严寒条件下显示出降低的叶发育迟滞。在一种实施方案中，本发明的方法涉及对耐受性的主要作物的生产，所述作物例如玉米(玉蜀黍)、豆、稻、大豆、棉花、西红柿、香蕉、黄瓜或马铃薯，因为大多数主要作物都是严寒敏感性的。
可例如通过下述方法来测定增强的对低温的耐受性：在培养室(例如York，Mannheim，Germany)中的盆中培育转化的植物。在植物为拟南芥的情况下，将其种子种在含有富营养土(GS90，Tantau，Wansdorf，Germany)和沙子的3.5∶1(v/v)混合物中。植物在标准培养条件下生长。在植物为拟南芥的情况下，标准培养条件为16小时光照和8小时黑暗的光周期，60％相对湿度和200μmol/m2s的光子通量密度。培养并栽培植物。在植物为拟南芥的情况下，每隔一天浇水。9至10天后将植物单独培养。在播种14天后施加寒冷(例如11至12℃的寒冷)至实验结束。总计培养29至31天后，收获植物并根据植物的地上部分(在拟南芥的情况下优选为莲座)鲜重进行评分。。
因此，增加产量的方法可以包括下述步骤：(a)测定用于栽种的地区的温度对于原始或野生型植物(例如作物)来说是否最优或并非最优；以及(b1)如果温度对于该地区生长的原始或野生型植物的生长来说是并非最优的低的话，在所述土壤中培育本发明的植物；或者(b2)如果温度对于原始或野生型植物来说最优的话，在所述土壤中培育本发明的植物，将产量与标准、原始或野生型植物的产量相比，选择和培育显示最高产量的植物。
产量相关性状还可以是增加的盐度耐受性(盐耐受性)，渗透胁迫耐受性，增加的遮蔽耐受性，增加的高植物密度耐受性，增加的机械胁迫耐受性和/或增加的氧化胁迫耐受性。
在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”也可以表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物如植物相比增强的干生物量产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的地上干生物量产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的地下干生物量产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的鲜重生物量产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的地上鲜重生物量产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的地下鲜重生物量产量。
在其另一个实施方案中，在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的可收获部分产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的植物干可收获部分产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的植物干地上可收获部分的产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的植物地下干可收获部分的产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的植物鲜重可收获部分的产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的植物地上鲜重可收获部分的产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的植物地下鲜重可收获部分的产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的作物果实产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的新鲜作物果实产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的干作物果实产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的谷粒(grain)干重。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的种子产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的鲜重种子产量。
例如在光合活性生物中的术语“增强的非生物环境胁迫耐受性”表示当面对非生物环境胁迫条件时，光合活性生物(优选植物)表现出与相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物相比增强的干种子产量。例如，然而，生物面对的非生物环境胁迫条件可以是本文提及的任何非生物环境胁迫。
产生的玉米的氮使用效率的增加在一个实施方案中涉及玉米种子改善的蛋白质含量，特别是用作饲料的玉米种子中。增加的氮使用效率在另一个实施方案中涉及增加的籽粒大小或数量。产生的玉米的增加的水使用效率在一个实施方案中涉及增加的籽粒大小或数量。此外，增加的低温耐受性在一个实施方案中涉及早期萌发势并且允许根据本发明方法产生的玉米植物的早期种植和播种。
产生的大豆植物的氮使用效率的增加在一个实施方案中涉及大豆种子改善的蛋白质含量，特别是用作饲料的大豆种子中。增加的氮使用效率在另一个实施方案中涉及增加的籽粒大小或数量。产生的大豆植物的增加的水使用效率在一个实施方案中涉及增加的籽粒大小或数量。此外，增加的低温耐受性在一个实施方案中涉及早期萌发势并且允许根据本发明方法产生的大豆植物的早期种植和播种。
产生的OSR植物的氮使用效率的增加在一个实施方案中涉及OSR种子改善的蛋白质含量，特别是用作饲料的OSR种子中。增加的氮使用效率在另一个实施方案中涉及增加的籽粒大小或数量。产生的OSR植物的增加的水使用效率在一个实施方案中涉及增加的籽粒大小或数量。此外，增加的低温耐受性在一个实施方案中涉及早期萌发势并且允许根据本发明方法产生的OSR植物的早期种植和播种。在一个实施方案中，本发明涉及产生硬油菜(hardy oil seed rape)(具有冬季硬度OSR)的方法，所述方法包括在上述提及的本发明方法中使用硬油菜植物。
产生的棉花植物的氮使用效率的增加在一个实施方案中涉及棉花种子改善的蛋白质含量，特别是用作饲料的棉花种子中。增加的氮使用效率在另一个实施方案中涉及增加的籽粒大小或数量。产生的棉花植物的增加的水使用效率在一个实施方案中涉及增加的籽粒大小或数量。此外，增加的低温耐受性在一个实施方案中涉及早期萌发势并且允许根据本发明方法产生的棉花植物的早期种植和播种。
开发具有更高的生物量和/或产量生产能力的植物以及胁迫耐受和/或抗性植物是具有解决或介导至少一些已经存在的问题的潜力的策略(McKersie和Leshem，1994.Stress and Stress Coping in Cultivated Plants，Kluwer Academic Publishers)。但是，传统植物育种策略来开发新的展示出对所有类型的胁迫耐受性的植物的品系是相对较慢的并且需要特定抗性品系用于与所需品系杂交。用于胁迫耐受性的有限的种质来源以及相关较远的植物物种之间的杂交的不相容性代表了常规育种中所遇到的显著问题。
此外，导致干旱、低温和盐耐受性的细胞过程在自然界中是复杂的，并且包括多个细胞适应性机制和多个代谢途径(McKersie和Leshem，1994.Stress and Stress Coping in Cultivated Plants，Kluwer AcademicPublishers)。胁迫耐受性的这一多组分性质不仅仅使得育种耐受性大范围的不成功，而且还限制了使用生物技术方法遗传改造胁迫耐受性植物的能力。
例如，抗氧化酶或ROS-清除酶的过表达是一种改造耐受性的可能性，例如，表达Mn-超氧化物歧化酶的转基因苜蓿植物倾向于在水不足胁迫后具有降低的损伤(McKersie等人，1996.Plant Physiol.111，1177-1181)。这些相同的转基因植物在野外实验中显示出增加的产量(McKersie等人，1999.Plant Physiology，119：839-847；McKersie等人，1996.Plant Physiol.111，1177-1181)。过量产生渗压剂例如甘露醇、果聚糖类、脯氨酸或甜菜碱的转基因植物还显示出对一些形式的非生物性胁迫增加的耐受性，并且建议合成的渗压剂作用为ROS清除剂(Tarczynski.等人1993.Science259，508-510；Sheveleva，.等人1997.Plant Physiol.115，1211-1219)。
但是，上文引用的转化的和胁迫抗性植物通常表现出缓慢的生长和降低的生物量，这是由于植物的发育和生理学的不平衡造成的，因此具有显著的适应花费(fitness cost)(Kasuga等人，1999；Danby和Gehring等人，2005)。除了维持基本代谢功能外，这导致严重的生物量和产量损失。
有时，随着植物水胁迫发展，根/枝条干重量比例增加。该增加很大程度上是由于枝条干重的相对降低。种子产量与地上干重的比例在许多环境条件下是相对稳定的，并且因此通常可获得植物大小和谷粒产量之间的强相关。这些过程是内在相关的，因为大多数谷粒生物量取决于现有的贮存的通过植物的叶和茎的光合生产力。因此，即使在发育早期，选择植物大小已经用作为未来产量潜力的指征。
仍存在鉴定表达基因的植物的需要，所述基因具有赋予其宿主植物以及其它植物物种增加的生物量或产量产生和/或胁迫耐受性的能力，尤其是赋予增加的环境胁迫耐受性的能力。本发明的一个目标是鉴定改善植物的内在能力以产生更高产量和/或赋予植物或植物细胞胁迫耐受性的新方法。非生物胁迫现象的复杂性状使得基因优化很难。但是，单个基因，例如转录因子或反向转运蛋白的修饰导致在一些情形中胁迫耐受性的显著增加(Wang等人，2003)。
因此，在本发明的一个实施方案中，通过改善一种或多种本文定义的产量相关性状来增加产量。因此，本发明提供了产生转基因植物的方法，所述转基因植物较之相应的原始或野生型植物而言显示出增加的产量相关性状，这是通过增加或产生一种或多种选自以下的活性(下述“活性”)：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptinmedium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。
因此本发明提供了较之相应(未经转化)的野生型或起始植物细胞而言具有增加的环境胁迫耐受性和/或增加的产量或生物量产生的转基因植物细胞或植物的生产方法，这是通过增加或产生一种或多种选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORFYPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明提供了产生转基因植物的方法，所述植物较之相应的原始或野生型植物而言，通过根据以下公开的方法增加或产生一种或多种所述“活性”，而显示出增加的产量。
在一个实施方案中，增强或增加的“产量”指选自以下的一种或多种产量参数：生物量产量、干生物量产量、地上干生物量产量、地下干生物量产量、鲜重生物量产量、地上鲜重生物量产量、地下鲜重生物量产量；可收获部分的增强的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或地下或两者；增强的作物果实的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或地下或两者；以及优选地，增强的种子的产量，其可以是干重或鲜重或两者，地上或地下或两者。“产量”的意思主要取决于感兴趣的作物，并且理解本领域的技术人员将理解在每个特定情形中其根据周围环境所具有的含义。
在一个实施方案中，通过增加一种或多种蛋白质的量和/或活性来增加活性，所述蛋白质具有选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homologAPM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白以及表II第5和7栏中所示的多肽。
在一个实施方案中，在细胞的一个或多个特定区室中增加所述活性，并且所述活性赋予增加的产量，例如植物显示出增加的或改善的所述产量相关性状。例如，如表I或II第6栏中所示在细胞的质体中增加所述活性，并且所述活性在相应的植物中增加产量。例如可以来自表I或II第6栏中公开内容的所述活性的特定质体定位赋予了改善的或增加的产量相关性状，如表VIIIa至VIIId所示。此外，所述活性可以在细胞的线粒体中被增加，并且所述活性在相应的植物中增加产量，例如根据需要，如表VIIIa至VIIId所示的相关活性，赋予改善的或增加的产量相关性状。
此外，本发明涉及产生较之相应的野生型植物而言具有增加的产量的植物的方法，所述方法包括至少一种选自以下的步骤：(i)增加或产生下述多肽的活性，所述多肽包含表II或表IV的第5或7栏分别示出的多肽、共有序列或至少一种多肽基序；(ii)增加或产生包含表I的第5或7栏示出的一种或多种多核苷酸的一种或多种核酸分子的表达产物的活性，以及(iii)增加或产生(i)或(ii)的功能性等价物的活性。
因此，增加或产生一种或多种所述活性例如是通过所述核酸分子的一种或多种表达产物，例如蛋白质所赋予的。因此，在上文所述的本发明中，增加或产生一种或多种所述活性例如是通过一种或多种蛋白质所赋予的，所述蛋白质每个包含选自表II第5和7栏所示的组的多肽。
本发明的方法在一个实施方案中包括下列步骤：(i)增加或产生至少一种下述核酸分子的表达；和/或(ii)增加或产生表达产物的表达；和/或(iii)增加或产生至少一种下述核酸分子编码的表达产物的一种或多种活性；
所述核酸分子(在下文中，“产量相关蛋白(YIP)”编码基因或“YIP”基因)包含选自以下的核酸分子：
(a)编码表II第5或7栏所示的多肽的核酸分子；
(b)表I第5或7栏所示的核酸分子；
(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性的结果，源于表II第5或7栏示出的多肽序列，并且赋予较之相应，例如未经转化的，野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；
(d)核酸分子，其与包含表I的第5或7栏所示的核酸分子的多核苷酸的核酸分子序列具有至少30％(例如50、60、70、80、85、90、95、97、98或99％)的同一性，并且，赋予较之相应，例如未经转化的，野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；
(e)核酸分子，其编码的多肽与(a)至(c)的核酸分子编码的多肽的氨基酸序列具有至少30％(例如50、60、70、80、85、90、95、97、98或99％)的同一性，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性，并且，赋予较之相应，例如未经转化的，野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；
(f)核酸分子，其在严格杂交条件下与(a)至(c)的核酸分子杂交，并且，赋予较之相应，例如未经转化的，野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；
(g)核酸分子，其编码的多肽可在针对(a)至(e)的一种核酸分子编码的多肽制备的单克隆或多克隆抗体协助下被分离出来，并且其具有包含表I第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性；
(h)核酸分子，其编码包含表IV第7栏所示的共有序列或一种或多种多肽基序的多肽，并且优选具有包含表II或IV的第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性；
(i)核酸分子，其编码具有表II第5栏示出的蛋白代表的活性的多肽，并且赋予较之相应，例如未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；
(j)核酸分子，其包含使用表III第7栏中的引物通过扩增cDNA文库或基因组文库获得的多核苷酸，并且优选具有包含表II或IV第5栏示出的多核苷酸的核酸分子代表的活性；以及
(k)核酸分子，其可通过在严格杂交条件下用包含(a)或(b)的核酸分子的互补序列的探针或用其片段筛选合适的核酸文库来获得，并且编码具有包含表II第5栏示出的多肽的蛋白代表的活性的多肽，所述探针片段具有与(a)至(e)表征的核酸分子序列互补的核酸分子的至少15nt，优选20nt、30nt、50nt、100nt、200nt、或者500nt、1000nt、1500nt、2000nt或3000nt。
因此，本发明提供了YIP和YIP基因。此外，本发明在表I或II的第5栏以及第7栏中提供了来自植物和其他生物的YIP和YIP基因。因此，本发明提供了来自植物的YIP和YIP基因。特别地，来自植物的基因描述在表I或II的第5以及第7栏中。
如本文所使用的，术语“环境胁迫”或“非生物性环境胁迫”以及其变化方式互换使用，并且是指任何非生物性次优的生长条件，包括但不限于与低温、热、氧化胁迫、干旱和盐度或其组合相关的次优条件。
在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的对水胁迫的耐受性，其作为低温和/或盐的次级胁迫产生，和/或作为干旱或热期间的初级胁迫产生。
在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的低温耐受性。在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的盐耐受性。在本发明的优选的实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的干旱耐受性。
在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”是指增加的低温耐受性，包括冰冻耐受性和/或严寒耐受性。
在本发明的一个实施方案中，术语“增加的环境胁迫耐受性”被定义为较之未经转化的野生型或起始植物而言，在胁迫条件下植物存活和/或更高产量或生物量产生。
因此，本发明的目标是开发在非生物性胁迫条件不存在时或在非生物性胁迫条件下用于改善或增加植物的产量产生的方法。因此，本发明的目标是开发用于改善产量的内在潜力，或更一般地，植物的生物量产生的方法。本发明的另一目标是开发这样的方法，其也导致在环境胁迫条件下改善的产量/生物量产生。因此，本发明的目标是开发用于改善或增加植物的产量产生的方法以及改善植物对环境且特别是非生物性胁迫的条件的耐受性的方法。
发现一个或多个这些目标是通过提供根据本文所述的本发明的方法来实现的。
本发明的另一目标是提供较之相应的，例如未经转化的野生型或起始植物细胞和/或植物而言具有增加的产量的植物细胞，和/或具有增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或在非生物性环境胁迫条件下显示出增加的产量的植物。
发现一个或多个这些目标是通过提供根据本文所述的本发明的方法来实现的。
在本发明的一个实施方案中，这些性状通过下述方法来实现，所述方法较之相应的(未经转化的)野生型或起始光合活性生物而言用于在光合活性生物，优选植物中增强的非生物性环境胁迫耐受性。
为了本发明描述的目的，术语“增强的环境胁迫耐受性”、“增强的非生物环境胁迫抗性”、“增强的环境胁迫耐受性”、“改善的环境胁迫适应性”和其变化形式是互换使用的，优选而非限制性地是指对一种或多种非生物环境胁迫的耐受性的改善，所述非生物环境胁迫选自盐胁迫、热胁迫、干旱胁迫和低温胁迫，而低温胁迫是指较之相应的(未经转化的)野生型(或起始)光合活性生物而言的光合活性生物的严寒耐受性和/或冰冻耐受性。
例如对环境胁迫的“改善的适应性”或“增强的耐受性”是指改善的植物性能，而改善的植物性能也是通过改善导致产量和/或生物量产生增加的内在植物性质来实现的。
在一个实施方案中，本发明涉及开发或获得下述植物或植物细胞的方法：较之相应的，例如未经转化的野生型植物而言表现出增加的产量的植物或植物细胞、表现出增强的环境胁迫耐受性的植物或植物细胞，或者在存在非生物性环境胁迫条件时表现出增加的产量的植物或植物细胞。这通常是指“用于产生具有增加的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物或植物细胞的方法”。
在本发明的另一实施方案中，这些性状通过下述方法来实现，所述方法在环境胁迫(特别是非生物性环境胁迫)存在和/或不存在时用于在光合活性生物，优选植物中，较之相应的(未经转化的)野生型或起始光合活性生物而言增加的产量。
在其实施方案中，术语“增加的产量”表示光合活性生物，尤其是植物，表现出较之相应的野生型光合活性生物而言增加的生长速率。增加的生长速率可以反映为整株植物的增加的生物量产生，或者植物的地上部分的增加的生物量产生，或者植物的地下部分的增加的生物量产生，或者植物的部分(例如茎、叶、花、果实和/或种子)的增加的生物量产生等。
在其一个实施方案中，增加的产量包括更高的果实产量、更高的种子产量、更高的鲜物质产生和/或更高的干物质产生。
在其另一个实施方案中，术语“增加的产量”表示光合活性生物，优选的植物表现出较之相应的，例如未经转化的，野生型光合活性生物而言延长的生长。延长的生长包括光合活性生物，优选植物在未经转化的野生型光合活性生物显示出可见的缺乏和/或死亡症状时存活和/或持续生长，这是在面对或不存在环境胁迫时。
更优选地，本发明涉及产生植物(或植物细胞)的方法，所述植物(或植物细胞)在缺乏胁迫条件时，较之相应的，例如未经转化的野生型植物(细胞)而言表现出如上所定义的增加的产量。
因此，在优选的实施方案中，本发明提供了产生转基因植物细胞的方法，所述细胞较之相应的，例如未经转化的，野生型植物细胞而言具有增加的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量，所述方法是通过增加或产生一种或多种选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORFYPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。在优选的实施方案中，本发明提供了产生转基因植物细胞的方法，所述细胞在环境胁迫不存在下，较之相应的例如未经转化的野生型植物细胞而言具有增加的产量，所述方法是通过增加或产生一种或多种选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。
在本发明的一个实施方案中，具有选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homologAPM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白的活性的蛋白质和如表II第5和7栏所示的多肽被称为“产量增加蛋白(YIP)”。
在本发明优选的实施方案中，光合活性生物，特别是植物显示出增强的非生物性环境胁迫耐受性。在另一个优选的实施方案中，光合活性生物，尤其是植物在非生物性环境胁迫条件下显示出增加的产量。
在另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源和/或外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性的基因的需求。
在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性的基因的需求。
在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性的基因的需求。
在另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源和/或外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增加的产量的基因的需求。
在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增加的产量的基因的需求。
在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增加的产量的基因的需求。
在另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源和/或外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性与增加的产量的组合的基因的需求。
在其另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达内源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性与增加的产量的组合的基因的需求。
在另一个实施方案中，本发明实现了鉴定新的、独特的能够在表达或过表达外源基因时为光合活性生物(优选植物)赋予增强的非生物性环境胁迫耐受性与增加的产量的组合的基因的需求。
因此，本发明涉及产生较之相应的例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分(优选植物细胞、植物或其部分)而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因光合活性生物或其部分(优选植物细胞、植物或其部分)的方法，所述方法包括：
(a)在光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分中增加或产生一种或多种选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白，以及
(b)在下述条件下生长光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分。
在一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的转基因光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括
(a)在光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分中增加或产生一种或多种选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白；
(b)与未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物一起生长光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分，
(c)在非生物性环境胁迫条件下，以及
(d)在未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分显示出可见的缺乏和/或死亡症状后，选择较之相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分。
可以例如并且优选地根据下述方法确定增强的产量，特别是生物量产生：
在培养室(例如Weibull，Sweden)中的盆中培养转化植物。在植物为拟南芥的情况下，将其种子种在盆中，其中含有营养富集土((GS90，Tantau，Wansdorf Germany))和沙子的3.5∶1(v∶v)混合物。植物生长在标准生长条件下。在植物为拟南芥的情况下，标准培养条件为：16小时光照和8小时黑暗的光周期、20℃、60％相对湿度、200μmol/m2s的光子通量密度。生长并培养植物。在植物为拟南芥的情况下，每隔一天浇水。9至10天后，将植物单独培养。总共29至30天的生长期后，收获植物，通过植物地上部分(如果是拟南芥，优选莲座(rosettes))的鲜重对其加以评估。
在一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括
(a)在光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5栏所示的核酸序列编码，以及
(b)在下述条件下生长光合活性生物或其部分，优选植物细胞、植物或其部分，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型光合活性生物或其部分，优选植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的植物。
因此，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括
(a)在植物细胞的质体中增加或产生一种或多种选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptinmedium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白，以及
(b)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。
在另一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括
(a)在植物细胞的细胞质中增加或产生一种或多种选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptinmedium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白，以及
(b)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。
在一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括
(a)在植物细胞的质体中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，以及
(b)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。
在一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括
(a)在植物细胞的细胞质中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，以及
(b)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。
在另一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括
(a)在植物细胞的细胞器中增加或产生一种或多种选自以下的活性：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORFYPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白，或者
(b)在植物细胞中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，所述核酸序列与编码转运肽的核酸序列相连；或者
(c)在植物细胞中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，所述核酸序列与编码叶绿体定位序列的核酸序列相连，以及
(d)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。
在另一个实施方案中，本发明涉及产生较之相应的，例如未经转化的野生型植物细胞、植物或其部分而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或者增加的产量如生物量的转基因植物细胞、植物或其部分的方法，所述方法包括
(a)通过细胞器转化，在植物的细胞器中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，或者
(b)通过质体转化，在植物的质体或在其一个或多个其部分中增加或产生表II第3栏所示的蛋白质的活性，所述蛋白质由表I第5或7栏所示的核酸序列编码，以及
(c)在下述条件下生长植物细胞，所述条件允许发育较之相应的，例如未经转化的野生型植物而言具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的产量如生物量的植物。
原则上，编码转运肽的核酸序列可分离自每种生物，例如微生物，例如含有质体(优选叶绿体)的藻类或植物。“转运肽”是一种氨基酸序列，其编码核酸序列与相应的结构基因一起被翻译。这意味着转运肽是翻译后蛋白质的整体部分，形成了蛋白质的氨基端延伸。这两者一起翻译成所谓的“前蛋白”。一般而言，转运肽在蛋白质运输进正确的细胞器(如质体)的过程中或运输后立即被切下，得到成熟蛋白。转运肽通过协助蛋白质转运穿过胞内膜而确保了成熟蛋白的正确定位。
编码转运肽的优选的核酸序列来自最终位于质体并且来自于选自以下的生物的核酸序列：伞藻属(Acetabularia)、拟南芥属(Arabidopsis)、芸苔属(Brassica)、辣椒属(Capsicum)、衣藻属(Chlamydomonas)、南瓜属(Cururbita)、杜氏藻属(Dunaliella)、裸藻属(Euglena)、黄花菊属(Flaveria)、大豆属(Glycine)、向日葵属(Helianthus)、大麦属(Hordeum)、浮萍属(Lemna)、黑麦草属(Lolium)、番茄属(Lycopersion)、苹果属(Malus)、苜蓿属(Medicago)、日中花属(Mesembryanthemum)、烟草属(Nicotiana)、月见草属(Oenotherea)、稻属(Oryza)、牵牛属(Petunia)、菜豆属(Phaseolus)、剑叶藓属(Physcomitrella)、松属(Pinus)、豌豆属(Pisum)、萝卜属(Raphanus)、蝇子草属(Silene)、芥属(Sinapis)、茄属(Solanum)、菠菜属(Spinacea)、甜菊属(Stevia)、集球藻属(Synechococcus)、小麦属(Triticum)和玉蜀黍属(Zea)。
有利地，有益地用于本发明方法中的这些转运肽来自编码选自以下蛋白质的核酸序列：核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶、5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶、乙酰乳酸合酶、叶绿体核糖体蛋白CS17、Cs蛋白、铁氧还蛋白、质体蓝素、核酮糖二磷酸羧化酶活化酶、色氨酸合酶、酰基载体蛋白、质体陪伴蛋白-60、细胞色素c552、22-kDA热休克蛋白、33-kDa氧相关增强子蛋白1(Oxygen-evolving enhancer protein 1)、ATP合酶γ亚基、ATP合酶δ亚基、叶绿素-a/b-结合蛋白II-1、氧相关增强子蛋白2、氧相关增强子蛋白3、光系统I：P21、光系统I：P28、光系统I：P30、光系统I：P35、光系统I：P37、甘油-3-磷酸酰基转移酶、叶绿素a/b结合蛋白、CAB2蛋白、羟甲基胆色烷合酶、丙酮酸-正磷酸双激酶、CAB3蛋白、质体铁蛋白、铁蛋白、早期光诱导蛋白、谷氨酸-1-半醛氨基转移酶、原叶绿素还原酶、淀粉粒结合的淀粉酶合酶(starch-granule-bound amylase synthase)、光系统II的光收获叶绿素a/b结合蛋白、主要花粉变应原Lol p 5a、质体ClpBATP依赖性蛋白酶、超氧化物歧化酶、铁氧还蛋白NADP氧化还原酶、28-kDa核糖核蛋白、31-kDa核糖核蛋白、33-kDa核糖核蛋白、乙酰乳酸合酶、ATP合酶CF0亚基1、ATP合酶CF0亚基2、ATP合酶CF0亚基3、ATP合酶CF0亚基4、细胞色素f、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、谷氨酰胺合酶、谷氨酰胺合酶2、碳酸酐酶、GapA蛋白、热休克蛋白hsp21、磷酸易位酶、质体ClpA ATP依赖性蛋白酶、质体核糖体蛋白CL24、质体核糖体蛋白CL9、质体核糖体蛋白PsCL18、质体核糖体蛋白PsCL25、DAHP合酶、淀粉磷酸化酶、根酰基载体蛋白II、甜菜醛脱氢酶、GapB蛋白、谷氨酰胺合成酶2、磷酸核酮糖激酶、亚硝酸还原酶、核糖体蛋白L12、核糖体蛋白L13、核糖体蛋白L21、核糖体蛋白L35、核糖体蛋白L40、磷酸丙糖-3-磷酸甘油酸-磷酸易位蛋白、铁氧还蛋白依赖性谷氨酸合酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、NADP依赖性苹果酸酶和NADP苹果酸脱氢酶。
更优选地，编码转运肽的核酸序列来自编码最终位于质体并且来自于选自以下生物的蛋白质的核酸序列：地中海伞藻(Acetabulariamediterranea)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、芸苔(Brassica campestris)、欧洲油菜(Brassica napus)、辣椒(Capsicum annuum)、雷氏衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、南瓜(Cururbita moschata)、盐生杜氏藻(Dunaliella salina)、杜氏藻(Dunaliella tertiolecta)、细小裸藻(Euglenagracilis)、Flaveria trinervia、大豆(Glycine max)、向日葵(Helianthusannuus)、大麦(Hordeum vulgare)、浮萍(Lemna gibba)、黑麦草(Loliumperenne)、番茄(Lycopersion esculentum)、苹果(Malus domestica)、野苜蓿(Medicago falcata)、紫苜蓿(Medicago sativa)、冰叶日中花(Mesembryanthemum crystallinum)、白花丹叶烟草(Nicotianaplumbaginifolia)、美花烟草(Nicotiana sylvestris)、烟草(Nicotianatabacum)、月见草(Oenotherea hookeri)、稻(Oryza sativa)、碧冬茄(Petuniahybrida)、菜豆(Phaseolus vulgaris)、展叶剑叶藓(Physcomitrella patens)、黑松(Pinus tunbergii)、豌豆(Pisum sativum)、萝卜(Raphanus sativus)、白花蝇子草(Silene pratensis)、白芥(Sinapis alba)、马铃薯(Solanumtuberosum)、菠菜(Spinacea oleracea)、甜菊(Stevia rebaudiana)、聚球藻属(Synechococcus)、集胞藻属(Synechocystis)、小麦(Triticum aestivum)和玉米(Zea mays)。
甚至更优选的核酸序列编码转运肽，所述转运肽公开在von Heijne等(Plant Molecular Biology Reporter，9(2)，104，(1991))，该文献通过参考并入本文。表V显示了von Heijne等所述转运肽的一些实例。根据本发明特别是实施例中的公开内容，本领域技术人员能够将von Heijne等所公开的其他核酸序列与表I第5栏和第7栏中所述核酸序列连接起来。最优选的编码转运肽的核苷酸序列来自菠菜属(Spinacia)，例如叶绿体30S核糖体蛋白PSrp-1、根酰基载体蛋白II、酰基载体蛋白、ATP合酶：γ亚基、ATP合酶：δ亚基、细胞色素f、铁氧还蛋白I、铁氧还蛋白NADP氧化还原酶(＝FNR)、亚硝酸还原酶、磷酸核酮糖激酶、质体蓝素或碳酸酐酶。本领域技术人员会理解，可以从质体定位蛋白中容易地分离编码转运肽的多种其他核酸序列，所述蛋白从核基因中表达为前体，接着靶向至质体。这样的转运肽编码序列可用于构建其他表达构建体。有利地用于本发明方法并且作为本发明核酸序列和蛋白质的一部分的转运肽一般长度为20至120个氨基酸，优选25至110、30至100或35至90个氨基酸，更优选40至85个氨基酸，最优选45至80个氨基酸，并在翻译后发挥将蛋白质引导至质体(优选叶绿体)的功能。编码这些转运肽的核酸序列位于编码成熟蛋白的核酸序列的上游。为了将转运肽编码核酸与编码待靶向蛋白质的核酸正确地进行分子连接，有时必须在连接位置引入额外的碱基对，其形成可用于对不同核酸分子进行分子连接的限制酶识别序列。该方法可导致成熟输入蛋白的N端出现很少的额外氨基酸，它们通常(并且优选)不干扰蛋白质的功能。在任何情况下，连接位置处形成限制酶识别序列的额外碱基对都必须慎重选择，以避免形成终止密码子或编码对蛋白质折叠产生强烈影响的氨基酸(如脯氨酸)的密码子。优选地，这些额外的密码子编码结构柔性的小氨基酸，例如甘氨酸或丙氨酸。
如上文所述，编码表II第3栏所示的蛋白的核酸序列以及表I第5和7栏公开的其同源物可与编码转运肽的核酸序列连接。编码转运肽的这一核酸序列确保蛋白运输到质体。待表达的基因的核酸序列和编码转运肽的核酸序列有效相连。因此，转运肽与编码表II的第3栏所示的蛋白的核酸序列和表I第5和7栏所公开的其同源物符合读框地融合。
本发明的术语“细胞器”表示例如“线粒体”或优选地表示“质体”。本发明的术语“质体”旨在包括多种形式的质体，包括前质体、叶绿体、色质体、gerontoplast、白色体、造粉体、油质体和黄化质体，优选叶绿体。它们都具有共同的祖先——前述的前质体。
Schmidt等(J.Biol.Chem.268(36)，27447(1993))、Della-Cioppa等(Plant.Physiol.84，965(1987))、de Castro Silva Filho等(Plant Mol.Biol.30，769(1996))、Zhao等(J.Biol.Chem.270(11)，6081(1995))、等(Biochem.Biophys.Res.Commun.196(3)，1414(1993))、Keegstra等(Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.40，471(1989))、Lubben等(Photosynthesis Res.17，173(1988))和Lawrence等(J.Biol.Chem.272(33)，20357(1997))描述了其他转运肽。Kermode Allison R.在CriticalReviews in Plant Science 15(4)，285(1996)中以“Mechanisms ofIntracellular Protein Transport and Targeting in Plant Cells.”为题描述了关于靶向的一般性综述。
用于本发明方法中并构成本发明核酸序列一部分的有利的转运肽序列一般富含羟基化氨基酸残基(丝氨酸和苏氨酸)，这两种残基一般构成了总数的20至35％。它们经常具有不含Gly、Pro和带电残基的氨基末端区域。此外，它们含有大量小疏水氨基酸，例如缬氨酸和丙氨酸，一般缺少酸性氨基酸。此外，它们一般具有富含Ser、Thr、Lys和Arg的中间区域。总体而言，它们通常带有正的净电荷。
或者，可以根据本领域已公开转运肽序列的结构，部分或完全地化学合成编码转运肽的核酸序列。所述天然或化学合成的序列可以与编码成熟蛋白的序列直接连接，或者通过接头核酸序列连接，所述接头的长度一般小于500个碱基对，优选小于450、400、350、300、250或200个碱基对，更优选小于150、100、90、80、70、60、50、40、或30个碱基对，最优选小于25、20、15、12、9、6或3个碱基对，并与编码序列符合读框。此外，编码转运肽的有利的核酸序列可包含来自一种以上生物和/或化学来源的序列，并可包括在天然状态下与该转运肽相连的来自成熟蛋白氨基端区域的核酸序列。在本发明的一个优选实施方案中，所述成熟蛋白的氨基端区域的长度一般小于150个氨基酸，优选小于140、130、120、110、100或90个氨基酸，更优选小于80、70、60、50、40、35、30、25或20个氨基酸，最优选小于19、18、17、16、15、14、13、12、11或10个氨基酸。但更短或更长的区段也是可能的。此外，靶向序列也可以是本发明核酸序列的一部分，所述靶向序列有利于将蛋白质转运至其他细胞区室，例如液泡、内质网、高尔基复合体、乙醛酸循环体、过氧化物酶体或线粒体。从所述本发明核酸序列翻译来的蛋白是一类融合蛋白，其表示编码转运肽(例如，表V所示的那些，优选，该表的最后一个)的核酸序列与表I第5和7栏所示的核酸序列连接。本领域技术人员能将所述序列以功能方式连接。有利地，在转运优选进入质体期间，从表II第5和7栏所示的蛋白部分上切下转运肽部分。对表V最后一行所示的优选转运肽进行切割的所有产物优选在表II第5和7栏中提到的蛋白的起始甲硫氨酸前具有N-末端氨基酸序列QIA CSS或QIA EFQLTT。在表II第5和7栏中提到的蛋白的起始甲硫氨酸前还能可存在其它短氨基酸序列，所述序列范围在1至20个氨基酸之间，优选2至15个氨基酸之间，更优选3至10个氨基酸之间，最优选4至8个氨基酸之间。在氨基酸序列QIA CSS的情况下，起始甲硫氨酸前面的三个氨基酸来源于LIC(＝ligaton independent cloining，无需连接克隆)盒。在表达大肠杆菌基因的情况下，所述短氨基酸序列是优选的。在氨基酸序列QIA EFQLTT的情况下，起始甲硫氨酸前的六个氨基酸来源于LIC盒。在表达酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)基因的情况下所述短氨基酸序列是优选的。技术人员知道，其它短序列也可用于表达表I第5和7栏提到的基因。此外，技术人员知道下述事实：表达基因无需此类短序列。
表V：von Heijne等人公开的转运肽的例子
可选地，除了在例如表V中提到的靶向序列(单独或与其它靶向序列组合)的协助下将表II第5和7栏所示的序列(优选地，通常在核中编码的序列)靶向优选至质体之外，本发明的核酸还可被直接引入质体基因组。因此，在一种优选的实施方案中，表I第5和7栏所示的核酸序列被直接引入质体并在其中表达。
本说明书上下文中的术语“引入”指通过“转染”、“转导”或优选通过“转化”将核酸序列插入生物中。
如果核酸序列被引入质体中(即，该序列已穿过该质体的膜)，则该质体(例如叶绿体)被该外源(优选外来的)核酸序列“转化”。所述外源DNA可整合进(共价连接进)组成该质体基因组的质体DNA中，或者可以保持不被整合(例如，通过包含叶绿体复制起点)。“稳定”整合的DNA序列是这样的序列，它们在质体复制中遗传，从而将带有所整合DNA序列之特征的新质体转移至后代中。
为进行表达，本领域技术人员熟悉将核酸序列引入不同细胞器(例如优选的质体)的不同方法。这些方法公开于例如Maiga P.(Annu.Rev.PlantBiol.55，289(2004))，Evans T.(WO 2004/040973)，McBride K.E.等(US5,455,818)，Daniell H.等(US 5,932,479和US 5,693,507)以及Straub J.M.等(US 6,781,033)。优选的方法是转化小孢子来源的下胚轴或子叶组织(是绿色的，因此含有大量质体)叶组织，其后在选择培养基上从所述转化的植物材料再生枝条。用于对植物材料进行转化轰击的方法或独立复制穿梭载体的使用为本领域技术人员所熟知。还可以进行质体的PEG介导转化，或者用双元载体进行农杆菌转化。用于质体转化的有用标记是阳性选择标记，例如氯霉素、链霉素、卡那霉素、新霉素、阿米霉素、大观霉素、三嗪和/或林可霉素耐受性基因。通常作为第二标记的本领域中已知的其他标记，编码针对除草剂耐受性的基因可用于进一步选择，例如膦丝菌素(＝草铵膦，BASTATM，LibertyTM，由bar基因编码)、草甘膦(＝N-(膦酰基甲基)甘氨酸，RoundupTM，由5-烯醇式丙酮基莽草酸-3-磷酸合酶基因＝epsps编码)、磺脲类(如StapleTM，由乙酰乳酸合酶(ALS)基因编码)、咪唑啉酮[＝IMI，如咪草烟，imazamox，ClearfieldTM，由乙酰羟酸合酶(AHAS，也称为乙酰乳酸合酶(ALS))编码或者溴草腈(＝BuctrilTM，由oxy基因编码)或者编码抗生素(如潮霉素或G418)的基因。这些第二标记在转化多数基因组拷贝的情况下是有用的。此外，阴性选择标记(如细菌胞嘧啶脱氨酶，由codA基因编码)也可用于转化质体。
为增加对转化体加以鉴定的可能性，还可能想要使用报告基因来代替前述耐受性基因或者在所述基因之外还使用报告基因。报告基因例如是β-半乳糖苷酶基因、β-葡糖醛酸糖苷酶(GUS)基因、碱性磷酸酶基因和/或绿色荧光蛋白(GFP)基因。
为了本发明的目的，非常有利地是通过转化质体，阻断物种内的特异性转基因流动，因为大多数物种，例如，玉米、棉花和稻具有严格的质体母系遗传性。通过在植物质体中放入表I第5和7栏指出的基因或其活性片段，这些基因将不会存在于所述植物的花粉中。
本发明的另一优选实施方案涉及使用所谓的“叶绿体定位序列”，其中第一RNA序列或分子能将第二RNA序列从细胞内的外部环境中或质体外转运或“陪伴”至叶绿体中，所述第二RNA序列例如是转录自表1第5和7栏中所示序列的RNA序列，或者是编码表II第5和7栏中所示蛋白质的序列。在一个实施方案中，所述叶绿体定位信号与完整或完好的类病毒序列基本相似或互补。叶绿体定位信号可由转录成叶绿体定位RNA的DNA序列编码。术语“类病毒”指天然的单链RNA分子(Flores，C.R.Acad Sci III.324(10)，943(2001))。类病毒通常含有约200-500个核苷酸，并一般作为环状分子存在。含有叶绿体定位信号的类病毒实例包括但不仅限于ASBVd、PLMVd、CChMVd和ELVd。类病毒序列或其功能性部分可与表I第5和7栏中所述序列或编码表II第5和7栏中所述蛋白质的序列融合，其融合方式使得该类病毒序列将转录自表1第5和7栏中所述序列或编码表II第5和7栏中所述蛋白质的序列的序列转运进叶绿体中。优选的实施方案使用经修饰的ASBVd(Navarro等，Virology.268(1)，218(2000))。
在另一具体实施方案中，待在质体中表达的蛋白质(例如表II第5和7栏中所述蛋白质)由不同的核酸编码。这样的方法公开于WO 2004/040973，其通过参考并入本文。WO 2004/040973教导了这样的方法，其涉及通过叶绿体定位序列将对应于基因或基因片段的RNA转运进叶绿体中。将应在植物或植物细胞中表达的基因分成引入植物不同区室(例如核、质体和/或线粒体)的核酸片段。此外，描述了这样的植物细胞，其中叶绿体含有在一个末端与编码本发明方法所用蛋白质片段的RNA融合的核酶，从而该核酶可以将转运的融合RNA反式剪接成编码基因片段的RNA，以形成核酸片段并可能将其再结合成完整mRNA，其编码例如表II第5和7栏中所公开的功能蛋白质。
在本发明的优选实施方案中，用于本发明工艺中的表I第5和7栏所示的核酸序列被转化进有代谢活性的质体。这些质体应当优选在感兴趣的植物或植物组织中保持高拷贝数，最优选地，在绿色植物组织(例如叶或子叶)中或种子中发现的叶绿体中保持高拷贝数。
为在质体中良好表达，将表I第5和7栏所示的核酸序列引入使用优选启动子和终止子(在质体中具有活性，优选地是叶绿体启动子)的表达盒。此类启动子的例子包括来自菠菜或豌豆的基因的psbA启动子、rbcL启动子和来自玉米的atpB启动子。
用于本申请文件中时，包含或其各种词性及其语法变化用来表示所指出的特征、整数、步骤或组分或其组的存在，但并不排除一种或多种其它特征、整数、步骤、组分或其组的存在或加入。
根据本发明，如本文中所理解的，术语“植物细胞”或术语“生物”总是涉及植物细胞或其细胞器，优选地，质体，更优选地，叶绿体。
在本文中使用时，“植物”表示不仅包括整株植物，还包括其部分，即，一个或多个细胞和组织，这包括，例如，叶、茎、枝条、根、花、果实和种子。
令人吃惊地，我们发现，表II第3栏所示的酿酒酵母(Saccaromycescerevisiae)蛋白和/或表II第3栏所示大肠杆菌蛋白质在植物(例如拟南芥)中的转基因表达，例如向转基因植物细胞、植物或其部分赋予了较之相应(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增强的非生物性环境胁迫特别是低温耐受性，和/或增加的产量。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：40的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：39的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：39或多肽SEQ ID NO：40的拟南芥核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：39或多肽SEQ ID NO：40分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“叶绿体陪伴蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：40的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：39的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：39或多肽SEQ ID NO：40的拟南芥核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：39或多肽SEQ ID NO：40分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“叶绿体陪伴蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.365倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：40的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：39的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：39或多肽SEQ ID NO：40的拟南芥核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：39或多肽SEQ ID NO：40分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“叶绿体陪伴蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.419倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：40的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：39的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：39或多肽SEQ ID NO：40的拟南芥核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：39或多肽SEQ ID NO：40分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“叶绿体陪伴蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.075倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：138的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：137的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：137或多肽SEQ ID NO：138的维涅兰德固氮菌(Azotobacter vinelandii)核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：137或多肽SEQ ID NO：138分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“30S核糖体蛋白S11”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：138的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：137的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：137或多肽SEQ ID NO：138的维涅兰德固氮菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：137或多肽SEQ ID NO：138分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“30S核糖体蛋白S11”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.231倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：138的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：137的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：137或多肽SEQ ID NO：138的维涅兰德固氮菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：137或多肽SEQ ID NO：138分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“30S核糖体蛋白S11”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.872倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：138的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：137的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：137或多肽SEQ ID NO：138的维涅兰德固氮菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：137或多肽SEQ ID NO：138分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“30S核糖体蛋白S11”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.083倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：983的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：982的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：982或多肽SEQ ID NO：983的维涅兰德固氮菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：982或多肽SEQ ID NO：983分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：983的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：982的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：982或多肽SEQ ID NO：983的维涅兰德固氮菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：982或多肽SEQ ID NO：983分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.429倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：983的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：982的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：982或多肽SEQ ID NO：983的维涅兰德固氮菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：982或多肽SEQ ID NO：983分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.590倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1226的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1225的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：1225或多肽SEQ ID NO：1226的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1225或多肽SEQ ID NO：1226分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“B0252-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1226的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1225的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1225或多肽SEQ ID NO：1226的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1225或多肽SEQ ID NO：1226分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“B0252-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.489倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1226的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1225的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1225或多肽SEQ ID NO：1226的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1225或多肽SEQ ID NO：1226分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“B0252-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.617倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1328的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1327的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：1327或多肽SEQ ID NO：1328的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1327或多肽SEQ ID NO：1328分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“转录调节蛋白(farR)”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1328的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1327的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1327或多肽SEQ ID NO：1328的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1327或多肽SEQ ID NO：1328分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“转录调节蛋白(farR)”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.593倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1328的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1327的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1327或多肽SEQ ID NO：1328的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1327或多肽SEQ ID NO：1328分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“转录调节蛋白(farR)”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.408倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1328的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1327的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1327或多肽SEQ ID NO：1328的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1327或多肽SEQ ID NO：1328分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“转录调节蛋白(farR)”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.221倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1426的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1425的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：1425或多肽SEQ ID NO：1426的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1425或多肽SEQ ID NO：1426分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“鞭毛蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1426的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1425的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1425或多肽SEQ ID NO：1426的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1425或多肽SEQ ID NO：1426分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“鞭毛蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.325倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1426的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1425的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1425或多肽SEQ ID NO：1426的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1425或多肽SEQ ID NO：1426分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“鞭毛蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.741倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1426的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1425的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1425或多肽SEQ ID NO：1426的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1425或多肽SEQ ID NO：1426分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“鞭毛蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.192倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1450的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1449的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：1449或多肽SEQ ID NO：1450的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1449或多肽SEQ ID NO：1450分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1450的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1449的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1449或多肽SEQ ID NO：1450的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1449或多肽SEQ ID NO：1450分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.246倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：1450的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：1449的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：1449或多肽SEQ ID NO：1450的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：1449或多肽SEQ ID NO：1450分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.808倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2173的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2172的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2172或多肽SEQ ID NO：2173的大豆核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2172或多肽SEQ ID NO：2173分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“BRICK1-样蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2173的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2172的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2172或多肽SEQ ID NO：2173的大豆核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2172或多肽SEQ ID NO：2173分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“BRICK1-样蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.373倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2173的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2172的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2172或多肽SEQ ID NO：2173的大豆核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2172或多肽SEQ ID NO：2173分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“BRICK1-样蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.994倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2173的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2172的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2172或多肽SEQ ID NO：2173的大豆核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2172或多肽SEQ ID NO：2173分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“BRICK1-样蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.126倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于线粒体的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2215的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2214的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2214或多肽SEQ ID NO：2215的集胞藻(Synechocystis sp.)核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2214或多肽SEQ IDNO：2215分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“固醇-C-甲基转移酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是线粒体定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2215的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2214的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2214或多肽SEQ ID NO：2215的集胞藻核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2214或多肽SEQ ID NO：2215分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“固醇-C-甲基转移酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.235倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是线粒体定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2215的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2214的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2214或多肽SEQ ID NO：2215的集胞藻核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2214或多肽SEQ ID NO：2215分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“固醇-C-甲基转移酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.443倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2342的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2341的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2341或多肽SEQ ID NO：2342的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2341或多肽SEQ ID NO：2342分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“Cav1蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2342的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2341的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2341或多肽SEQ ID NO：2342的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2341或多肽SEQ ID NO：2342分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“Cav1蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.391倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2342的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2341的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2341或多肽SEQ ID NO：2342的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2341或多肽SEQ ID NO：2342分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“Cav1蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.620倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2342的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2341的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2341或多肽SEQ ID NO：2342的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2341或多肽SEQ ID NO：2342分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“Cav1蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.123倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2346的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2345的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2345或多肽SEQ ID NO：2346的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2345或多肽SEQ ID NO：2346分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2346的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2345的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2345或多肽SEQ ID NO：2346的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2345或多肽SEQ ID NO：2346分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.312倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2346的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2345的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2345或多肽SEQ ID NO：2346的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2345或多肽SEQ ID NO：2346分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.291倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2464的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2463的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2463或多肽SEQ ID NO：2464的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2463或多肽SEQ ID NO：2464分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2464的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2463的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2463或多肽SEQ ID NO：2464的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2463或多肽SEQ ID NO：2464分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.367倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2464的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2463的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2463或多肽SEQ ID NO：2464的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2463或多肽SEQ ID NO：2464分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.343倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2511的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2510的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2510或多肽SEQ ID NO：2511的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2510或多肽SEQ ID NO：2511分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2511的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2510的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2510或多肽SEQ ID NO：2511的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2510或多肽SEQ ID NO：2511分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.522倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2511的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2510的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2510或多肽SEQ ID NO：2511的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2510或多肽SEQ ID NO：2511分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.389倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2511的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2510的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2510或多肽SEQ ID NO：2511的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2510或多肽SEQ ID NO：2511分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.227倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2596的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2595的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2595或多肽SEQ ID NO：2596的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2595或多肽SEQ ID NO：2596分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“Ykr015c-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2596的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2595的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2595或多肽SEQ ID NO：2596的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2595或多肽SEQ ID NO：2596分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“Ykr015c-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.347倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2596的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2595的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2595或多肽SEQ ID NO：2596的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2595或多肽SEQ ID NO：2596分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“Ykr015c-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.160倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2600的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2599的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2599或多肽SEQ ID NO：2600的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2599或多肽SEQ ID NO：2600分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2600的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2599的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2599或多肽SEQ ID NO：2600的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2599或多肽SEQ ID NO：2600分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.376倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2600的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2599的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2599或多肽SEQ ID NO：2600的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2599或多肽SEQ ID NO：2600分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.649倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于质体的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2646的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2645的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2645或多肽SEQ ID NO：2646的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2645或多肽SEQ ID NO：2646分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“膜蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是质体定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2646的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2645的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2645或多肽SEQ ID NO：2646的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2645或多肽SEQ ID NO：2646分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“膜蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.261倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是质体定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2646的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2645的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2645或多肽SEQ ID NO：2646的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2645或多肽SEQ ID NO：2646分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“膜蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.778倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2662的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2661的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2661或多肽SEQ ID NO：2662的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2661或多肽SEQ ID NO：2662分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“DNA聚合酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2662的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2661的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2661或多肽SEQ ID NO：2662的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2661或多肽SEQ ID NO：2662分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“DNA聚合酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.373倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2662的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2661的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2661或多肽SEQ ID NO：2662的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2661或多肽SEQ ID NO：2662分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“DNA聚合酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.642倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2662的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2661的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2661或多肽SEQ ID NO：2662的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2661或多肽SEQ ID NO：2662分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“DNA聚合酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.255倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2737的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2736的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2736或多肽SEQ ID NO：2737的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2736或多肽SEQ ID NO：2737分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2737的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2736的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2736或多肽SEQ ID NO：2737的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2736或多肽SEQ ID NO：2737分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.326倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2737的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2736的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2736或多肽SEQ ID NO：2737的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2736或多肽SEQ ID NO：2737分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.268倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2743的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2742的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2742或多肽SEQ ID NO：2743的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2742或多肽SEQ ID NO：2743分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“60S核糖体蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2743的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2742的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2742或多肽SEQ ID NO：2743的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2742或多肽SEQ ID NO：2743分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“60S核糖体蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.546倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2743的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2742的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2742或多肽SEQ ID NO：2743的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2742或多肽SEQ ID NO：2743分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“60S核糖体蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.223倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2743的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2742的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2742或多肽SEQ ID NO：2743的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2742或多肽SEQ ID NO：2743分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“60S核糖体蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.230倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2908的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2907的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：2907或多肽SEQ ID NO：2908的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2907或多肽SEQ ID NO：2908分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2908的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2907的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2907或多肽SEQ ID NO：2908的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2907或多肽SEQ ID NO：2908分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.246倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：2908的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：2907的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：2907或多肽SEQ ID NO：2908的大肠杆菌核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：2907或多肽SEQ ID NO：2908分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“短链脱氢酶”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.808倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3633的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3632的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：3632或多肽SEQ ID NO：3633的大豆核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3632或多肽SEQ ID NO：3633分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“BRICK1-样蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3633的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3632的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3632或多肽SEQ ID NO：3633的大豆核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3632或多肽SEQ ID NO：3633分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“BRICK1-样蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.373倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3633的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3632的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3632或多肽SEQ ID NO：3633的大豆核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3632或多肽SEQ ID NO：3633分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“BRICK1-样蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.994倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3633的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3632的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3632或多肽SEQ ID NO：3633的大豆核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3632或多肽SEQ ID NO：3633分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“BRICK1-样蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.126倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3677的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3676的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：3676或多肽SEQ ID NO：3677的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3676或多肽SEQ ID NO：3677分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“YPL167C_2-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3677的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3676的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3676或多肽SEQ ID NO：3677的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3676或多肽SEQ ID NO：3677分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“YPL167C_2-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.373倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3677的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3676的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3676或多肽SEQ ID NO：3677的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3676或多肽SEQ ID NO：3677分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“YPL167C_2-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.642倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3677的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3676的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3676或多肽SEQ ID NO：3677的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3676或多肽SEQ ID NO：3677分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“YPL167C_2-蛋白”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.255倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
因此，在一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果定位于细胞质的情况下)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3699的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3698的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生分别包含核酸SEQ ID NO：3698或多肽SEQ ID NO：3699的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3698或多肽SEQ ID NO：3699分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“ORF YPL249c-a”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的产量。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3699的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3698的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3698或多肽SEQ ID NO：3699的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3698或多肽SEQ ID NO：3699分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“ORF YPL249c-a”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的生物量。
特别地，较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：标准条件下(例如不存在养分缺乏)以及胁迫条件下，1.1倍至1.546倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3699的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3698的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3698或多肽SEQ ID NO：3699的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3698或多肽SEQ ID NO：3699分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“ORF YPL249c-a”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的养分使用效率。在一种实施方案中，赋予了增加的氮使用效率。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：氮缺乏条件下，1.05倍至1.223倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
在另一种实施方案中，在植物细胞、植物或其部分(尤其是如果多肽是细胞质定位的)中，如果分别增加或产生根据多肽SEQ ID NO：3699的多肽的活性、或包含核酸SEQ ID NO：3698的核酸分子编码的多肽的活性、或所述核酸分子或多肽的同源物的活性，例如如果分别增加或产生包含核酸SEQ ID NO：3698或多肽SEQ ID NO：3699的酿酒酵母核酸分子或多肽的活性时，例如，如果分别增加或产生包含表I、II或IV第7栏在与核酸分子SEQ ID NO：3698或多肽SEQ ID NO：3699分别相同的各行中所示的核酸或多肽或共有序列或多肽基序的核酸分子或多肽的活性时，或者，如果增加或产生“ORF YPL249c-a”的活性时，赋予了较之相应未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言增加的内在产量。在一种实施方案中，赋予了标准条件(例如，不存在养分缺乏)以及胁迫条件下增加的产量。
特别地，较之相应的未经修饰的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分而言，赋予了：低温条件下，1.05倍至1.230倍(例如，加上其至少100％)的产量增加。
上文给出的比例特别是指按照生物量(尤其是作为地上部分的鲜重生物量)增加实际测量的增加的产量。
就本发明的目的而言，原则上复数指代也表示包括单数指代，反之亦然。
除非另有指明，术语“多核苷酸”、“核酸”和“核酸分子”在本文上下文中可互换使用。除非另有指明，术语“肽”、“多肽”和“蛋白”在本文上下文中可互换使用。术语“序列”可涉及多核苷酸、核酸、核酸分子、肽、多肽和蛋白，这取决于术语“序列”所使用的上下文。术语“基因”、“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”或“核酸分子”在本文中使用时表示核苷酸(核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸)的任何长度的聚合形式。这些术语仅指分子的一级结构。
因此，术语“基因”、“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”或“核酸分子”在本文中包括双链和单链的DNA和/或RNA。它们还包括已知类型的修饰，例如，甲基化、“帽”、用类似物对一个或多个天然存在的核苷酸的取代。优选地，DNA或RNA序列包含编码本文定义的多肽的编码序列。
“编码序列”是核苷酸序列，其被放置于合适的调控序列控制之下时，转录为RNA，例如调控RNA，例如miRNA、ta-siRNA、共遏制(cosuppression)分子、RNAi、核酶等等，或者转录为mRNA(其被翻译为多肽)。编码序列的边界由5’末端的翻译起始密码子和3’末端的翻译终止密码子确定。编码序列可包括但不限于mRNA、cDNA、重组核苷酸序列或基因组DNA，在某些情况下还可存在内含子。
在本文上下文中使用时，核酸分子还可包括位于编码基因区域3’和5’端的非翻译序列，例如，位于编码区域5’端上游的至少500，优选200，尤其优选100个核苷酸的序列以及位于编码基因区域3’端下游的至少100，优选50，尤其优选20个核苷酸的序列。如果例如使用反义、RNAi、snRNA、dsRNA、siRNA、miRNA、ta-siRNA、共遏制分子、核酶等等技术的情况下，可有利地使用编码区域以及5’-和/或3’-区域。
但是，仅选择编码区域用于克隆和表达目的通常是有利的。
“多肽”指氨基酸的聚合物(氨基酸序列)，其并不指代特定长度的分子。因此，多肽的定义内也包括肽和寡肽。该术语还表示或包括对多肽的翻译后修饰，例如糖基化、乙酰化、磷酸化等等。该定义还包括，例如，含有一个或多个氨基酸类似物(包括例如，非天然氨基酸等等)的多肽、具有经取代的连接以及本领域已知的其它修饰(天然存在的和非天然存在的)的多肽。
术语“表I”在本申请文件中用来指代表I A和表I B的内容。术语“表II”在本申请文件中用来指代表II A和表II B的内容。术语“表I A”在本申请文件中用来指代表I A的内容。术语“表I B”在本申请文件中用来指代表I B的内容。术语“表II A”在本申请文件中用来指代表II A的内容。术语“表II B”在本申请文件中用来指代表II B的内容。在一种优选的实施方案中，术语“表I”表示表I B。在一种优选的实施方案中，术语“表II”表示表II B。
用于本申请文件中时，术语“包含”或其各种词性及其语法变化用来表示所指出的特征、整数、步骤或组分或其组的存在，但并不排除一种或多种其它特征、整数、步骤、组分或其组的存在或加入。
根据本发明，如果蛋白质或多肽的从头活性或其表达增加直接或间接导致并赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量(例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量)，并且该蛋白质具有上述表II第3列所示蛋白质的活性，则该蛋白质或多肽具有“表II第3列所示蛋白质的活性”。在本申请文件全篇中，如果蛋白质或多肽或者编码这些蛋白质或多肽的核酸分子或序列仍具有表II第3列所示蛋白质的生物活性或酶活性，或者与表II第3列所示酿酒酵母(S.cerevisiae)或大肠杆菌(E.coli)或集胞藻(Synechocystis sp.)或拟南芥(A.thaliana)的蛋白质相比具有原始酶活性的至少10％、优选20％、30％、40％、50％、特别优选60％、70％、80％、最特别优选90％、95％、98％、99％，则它们的活性(优选生物活性)是相同或相似的。在另一个实施方案中，表II第3列中所示蛋白质的生物活性或酶活性与表II第3列中所示酿酒酵母或大肠杆菌或集胞藻或拟南芥的蛋白质相比具有原始酶活性的至少101％、优选110％、120％、％、150％、特别优选150％、200％、300％。
术语“增加”、“升高”、“延长”、“增强”、“改善”或“扩增”涉及植物、生物、生物部分(例如组织、种子、根、叶、花等)或细胞中特性的相应改变，并可互换使用。优选地，如果增加或增强涉及基因产物活性的增加或增强，则体积中的总活性是增加或增强的，无论基因产物的量或者基因产物的比活性或二者同时是否增加或增强，还是编码该基因产物的核酸序列或基因的量、稳定性或翻译效率是否增加或增强。
术语“增加”涉及生物；植物、生物的部分(例如组织、种子、根、叶、花等)或细胞中特性的相应改变。优选地，在增加涉及基因产物活性增加的情况下，体积中的总活性是增加的，无论基因产物的量或者基因产物的比活性或二者同时是否增加或产生，或者编码该基因产物的核酸序列或基因的量、稳定性或翻译效率是否增加。
“特性的改变”应理解为特定体积中基因产物的活性、表达水平或量或代谢物含量相对于相应体积的对照、参照或野生型相比发生改变，包括从头产生活性或表达。
术语“增加”包括所述特性仅在本发明对象的一部分中改变，例如，修饰可见于细胞区室(如细胞器)中或植物的一部分(如组织、种子、根、叶、花等)中，但在测试整体对象(即完整的细胞或植物)时则检测不到。
因此，术语“增加”指酶的比活性以及化合物或代谢物(例如本发明的多肽、核酸分子或者编码mRNA或DNA)可在一定体积中增加。
术语“野生型”、“对照”或“参照”可互换使用，并可以是未根据本发明所述方法进行修饰或处理的细胞或生物部分(例如细胞器，如叶绿体)或组织或生物，特别是植物。因此，用作野生型、对照或参照的细胞或生物部分(例如细胞器，如叶绿体)或组织或生物(特别是植物)尽可能地与该细胞、生物、植物或其部分对应，并且在除本发明方法之结果以外的任何其他特性均尽可能地与本发明的主题相同。因此，相同或尽可能相同地处理所述野生型、对照或参照，即，仅有不影响测试特性的品质的条件或特性可以不同。
优选地，在类似条件下进行任何比较。术语“类似条件”指所有条件(例如培养条件或生长条件、土壤、养分、土壤含水量、温度、周围空气或土壤的湿度、测定条件(如缓冲液组成、温度、底物、病原体菌株、浓度等))在待比较的实验之间均保持一致。
“参照”、“对照”或“野生型”优选为这样的对象，例如细胞器、细胞、组织、生物，特别是植物：其未以本发明方法进行修饰或处理，并且任何其他特性均尽可能地与本发明的主题相似。参照、对照或野生型在其基因组、转录物组、蛋白质组或代谢物组方面与本发明的主题尽可能地相似。优选地，术语“参照”、“对照”或“野生型”细胞器、细胞、组织或生物(特别是植物)指这样的细胞器、细胞、组织或生物(特别是植物)：其与本发明的细胞器、细胞、组织或生物(特别是植物)或其部分在遗传上近乎相同，优选95％，更优选98％，甚至更优选99.00％，特别是99.10％、99.30％、99.50％、99.70％、99.90％、99.99％、99.999％或更高。最优选地，“参照”、“对照”或“野生型”是与本发明方法中所用生物(特别是植物)、细胞、组织或细胞器在遗传上相同的细胞器、细胞、组织、生物(特别是植物)，只是导致或赋予活性的核酸分子或它们编码的基因产物根据本发明方法被修改、操作、改变或引入。
如果无法提供与本发明主题的差异仅为不是本发明方法之对象的对照、参照或野生型的情况下，对照、参照或野生型可以是这样的生物，其中赋予与相应例如未转化野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量如生物量增加的活性调节的原因或者本文所述的本发明核酸分子的表达已被调回或关闭，例如通过敲除负责基因产物的表达，例如通过反义抑制，通过使激活剂或激动剂失活，通过使抑制剂或拮抗剂活化，通过加入抑制性抗体实现抑制，通过加入活性化合物(如激素)，通过引入负显性突变体等。例如，基因产生可通过引入失活性点突变来进行敲除，所述点突变导致酶活性抑制或者去稳定或者抑制结合辅因子的能力等。
因此，优选的参照对象是本发明方法的起始对象。优选地，本发明的参照和主题在标准化和归一化后进行比较，例如以总RNA、DNA或蛋白质的量或者参照基因(如持家基因，如泛素、肌动蛋白或核糖体蛋白)的表达进行标准化和归一化。
本发明的增加或调节可以是组成型的，例如由于稳定的永久性转基因表达，或者编码本发明核酸分子的相应内源基因中的稳定突变，或者调节赋予本发明多肽表达之基因的表达或行为；或者可以是暂时的，例如由于瞬时转化或者暂时加入调节剂(如激动剂或拮抗剂)；或者可以是诱导型的，例如用带有诱导型启动子控制之下的本发明核酸分子的诱导型构建体转化，并加入诱导物，例如四环素或下文所述。
优选地，细胞、组织、细胞器、器官或生物(优选是植物)或其部分中多肽的活性与对照、参照或野生型相比的增加总计至少为5％，优选至少20％或至少50％，特别优选至少70％、80％、90％或更高，非常特别优选至少100％、150％或200％，最优选至少250％或更高。
在一个实施方案中，术语“增加”指相对于所述生物或其部分之重量的量增加(w/w)。
在一个实施方案中，细胞器(如质体)中总计多肽的活性增加。
在另一个实施方案中，在胞质中总计多肽的活性增加。
本发明核酸分子所编码多肽或本发明多肽的比活性可如实施例中所述进行测试。具体地，将细胞(例如植物细胞)中目的蛋白的表达与对照进行比较是简单的测试，并可如本领域所述进行。
术语“增加”包括将化合物或活性(特别是活性)从头引入细胞、细胞质或亚细胞区室或细胞器中，或者该化合物或活性(特别是活性)之前检测不到，换言之，“产生”了该化合物或活性。
因此，在下文中，术语“增加”还包括术语“产生”或“刺激”。增加的活性表现为与相应的例如未转化野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
公开了例如表I第5列中所示来自拟南芥的AT3G60210的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为叶绿体陪伴蛋白。因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自拟南芥的具有“叶绿体陪伴蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述AT3G60210相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述AT3G60210相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述AT3G60210相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述AT3G60210相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“叶绿体陪伴蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“叶绿体陪伴蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自维涅兰德固氮菌的AVINDRAFT_2382的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为30S核糖体蛋白S11。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自维涅兰德固氮菌的具有“30S核糖体蛋白S11”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述AVINDRAFT_2382相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述AVINDRAFT_2382相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述AVINDRAFT_2382相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述AVINDRAFT_2382相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“30S核糖体蛋白S11”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“30S核糖体蛋白S11”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自维涅兰德固氮菌的AVINDRAFT_2913的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为短链脱氢酶。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自维涅兰德固氮菌的具有“短链脱氢酶”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述AVINDRAFT_2913相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述AVINDRAFT_2913相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述AVINDRAFT_2913相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述AVINDRAFT_2913相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“短链脱氢酶”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“短链脱氢酶”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自大肠杆菌的B0252的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为B0252-蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自大肠杆菌的具有“B0252-蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述B0252相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B0252相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述B0252相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B0252相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“B0252-蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“B0252-蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自大肠杆菌的B0730的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为转录调节蛋白(farR)。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自大肠杆菌的具有“转录调节蛋白(farR)”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述B0730相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B0730相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述B0730相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B0730相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“转录调节蛋白(farR)”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“转录调节蛋白(farR)”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自大肠杆菌的B1926的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为鞭毛蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自大肠杆菌的具有“鞭毛蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述B1926相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B1926相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述B1926相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B1926相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“鞭毛蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“鞭毛蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自大肠杆菌的B2426的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为短链脱氢酶。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自大肠杆菌的具有“短链脱氢酶”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述B2426相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B2426相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述B2426相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B2426相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“短链脱氢酶”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“短链脱氢酶”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自大豆的GM02LC13630的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为BRICK1-样蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自大豆的具有“BRICK1-样蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述GM02LC13630相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述GM02LC13630相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述GM02LC13630相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述GM02LC13630相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“BRICK1-样蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“BRICK1-样蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自集胞藻的SLL0418的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为固醇-C-甲基转移酶。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自集胞藻的具有“固醇-C-甲基转移酶”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述SLL0418相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述SLL0418相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述SLL0418相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述SLL0418相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“固醇-C-甲基转移酶”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加线粒体中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“固醇-C-甲基转移酶”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YCR085W的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为Cav1蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“Cav1蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YCR085W相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YCR085W相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YCR085W相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YCR085W相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“Cav1蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“Cav1蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YDL155W的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为G2/有丝分裂特异性周期蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YDL155W相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YDL155W相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YDL155W相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YDL155W相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YHL019C的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为衔接蛋白中链同源物APM2。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“衔接蛋白中链同源物APM2”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YHL019C相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YHL019C相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YHL019C相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YHL019C相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YJR066w的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YJR066w相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YJR066w相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YJR066w相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YJR066w相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YKR015C的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为Ykr015c-蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“Ykr015c-蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YKR015C相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YKR015C相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YKR015C相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YKR015C相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“Ykr015c-蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“Ykr015c-蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YNL025C的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YNL025C相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YNL025C相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YNL025C相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YNL025C相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YOL073C的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为膜蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“膜蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YOL073C相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YOL073C相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YOL073C相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YOL073C相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“膜蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加质体中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“膜蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YPL167C的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为DNA聚合酶。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“DNA聚合酶”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YPL167C相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL167C相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YPL167C相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL167C相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“DNA聚合酶”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“DNA聚合酶”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YPL223C的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为GRE1-蛋白(Hydrophilin)。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YPL223C相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL223C相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YPL223C相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL223C相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YPL249C-A的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为60S核糖体蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“60S核糖体蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YPL249C-A相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL249C-A相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YPL249C-A相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL249C-A相同的各个行中，
从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“60S核糖体蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“60S核糖体蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自大肠杆菌的B2426_2的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为短链脱氢酶。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自大肠杆菌的具有“短链脱氢酶”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述B2426_2相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B2426_2相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述B2426_2相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述B2426_2相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“短链脱氢酶”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“短链脱氢酶”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自大豆的GM02LC13630_2的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为BRICK1-样蛋白。因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自大豆的具有“BRICK1-样蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述GM02LC13630_2相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述GM02LC13630_2相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述GM02LC13630_2相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述GM02LC13630_2相同的各个行中，
从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“BRICK1-样蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“BRICK1-样蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YPL167C_2的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为YPL167C_2-蛋白。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“YPL167C_2-蛋白”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YPL167C_2相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL167C_2相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YPL167C_2相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL167C_2相同的各个行中，
从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“YPL167C_2-蛋白”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“YPL167C_2-蛋白”的活性的基因产物。
公开了例如表I第5列中所示来自酿酒酵母的YPL249C-A_2的序列(例如来自酿酒酵母的序列公开于Goffeau等人，Science 274(5287)，546(1996)中，来自大肠杆菌的序列公开于Blattner等人，Science 277(5331)，1453(1997)中)，和/或其活性被描述为ORF YPL249c-a。
因此，在一个实施方案中，本发明的方法包括增加或产生来自酿酒酵母的具有“ORF YPL249c-a”活性的基因产物或其功能性等价物或其同源物的活性，例如增加如本文所述的：
(a)下述基因的基因产物，所述基因包含表I第5列中所示核酸分子并且展示于与所述YPL249C-A_2相同的各行中，或包含表I第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表I B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL249C-A_2相同的各行中；或
(b)多肽，其包含示于表II第5列或表IV第7列中的多肽、共有序列或多肽基序，并且展示于与所述YPL249C-A_2相同的各行中，或者包含表II或IV第7列中所示其功能性等价物或同源物，优选表II B第7列中所示同源物或功能性等价物，并且展示于与所述YPL249C-A_2相同的各个行中，从而与相应的(例如未经转化的)野生型植物细胞、植物或其部分相比，用于在所述植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量。
因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中要增加其活性的分子是具有被描述为“ORF YPL249c-a”的活性的基因产物，优选其为这一段(a)或(b)小节的分子。
在一个实施方案中，增加细胞质中的下述分子，所述分子的活性要在本发明的方法中增加，并且所述分子是具有被描述为“ORF YPL249c-a”的活性的基因产物。
令人惊讶的是，观察到在植物中增加或产生至少一个赋予下述活性的基因或包含表I第5列中所述核酸序列的基因，赋予与相应例如未转化的野生型植物相比在转化的植物中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量；所述活性选自：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chainhomolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。
令人惊讶的是，观察到在拟南芥中增加或产生至少一个赋予下述活性的基因或包含表I第5列中所述核酸序列的基因，赋予与相应例如未转化的野生型植物相比在转化的植物中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，尤其是增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，或增加的产量，或增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量；所述活性选自：30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin mediumchain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：39的基因编码，具有“叶绿体陪伴蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：39的基因编码，具有“叶绿体陪伴蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：39的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“叶绿体陪伴蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：39的基因编码，具有“叶绿体陪伴蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：137的基因编码，具有“30S核糖体蛋白S11”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：137的基因编码，具有“30S核糖体蛋白S11”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：137的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“30S核糖体蛋白S11”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：137的基因编码，具有“30S核糖体蛋白S11”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：982的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：982的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：982的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“短链脱氢酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：982的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1225的基因编码，具有“B0252-蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1225的基因编码，具有“B0252-蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1225的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“B0252-蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1225的基因编码，具有“B0252-蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1327的基因编码，具有“转录调节蛋白(farR)”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1327的基因编码，具有“转录调节蛋白(farR)”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1327的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“转录调节蛋白(farR)”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1327的基因编码，具有“转录调节蛋白(farR)”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1425的基因编码，具有“鞭毛蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1425的基因编码，具有“鞭毛蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1425的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“鞭毛蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1425的基因编码，具有“鞭毛蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1449的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1449的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1449的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“短链脱氢酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：1449的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2172的基因编码，具有“BRICK1-样蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2172的基因编码，具有“BRICK1-样蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2172的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“BRICK1-样蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2172的基因编码，具有“BRICK1-样蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2214的基因编码，具有“固醇-C-甲基转移酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2214的基因编码，具有“固醇-C-甲基转移酶”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2214的基因编码，如表I第6列中所示位于例如线粒体中，例如具有“固醇-C-甲基转移酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2214的基因编码，具有“固醇-C-甲基转移酶”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2341的基因编码，具有“Cav1蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2341的基因编码，具有“Cav1蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2341的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“Cav1蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2341的基因编码，具有“Cav1蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2345的基因编码，具有“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2345的基因编码，具有“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2345的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2345的基因编码，具有“G2/有丝分裂特异性周期蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2463的基因编码，具有“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2463的基因编码，具有“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2463的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2463的基因编码，具有“衔接蛋白中链同源物APM2”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2510的基因编码，具有“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2510的基因编码，具有“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2510的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2510的基因编码，具有“丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2595的基因编码，具有“Ykr015c-蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2595的基因编码，具有“Ykr015c-蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2595的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“Ykr015c-蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2595的基因编码，具有“Ykr015c-蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2599的基因编码，具有“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2599的基因编码，具有“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2599的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2599的基因编码，具有“RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2645的基因编码，具有“膜蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2645的基因编码，具有“膜蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2645的基因编码，如表I第6列中所示位于例如质体中，例如具有“膜蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2645的基因编码，具有“膜蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2661的基因编码，具有“DNA聚合酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2661的基因编码，具有“DNA聚合酶”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2661的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“DNA聚合酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2661的基因编码，具有“DNA聚合酶”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2736的基因编码，具有“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2736的基因编码，具有“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2736的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2736的基因编码，具有“GRE1-蛋白(Hydrophilin)”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2742的基因编码，具有“60S核糖体蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2742的基因编码，具有“60S核糖体蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2742的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“60S核糖体蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2742的基因编码，具有“60S核糖体蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2907的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2907的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2907的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“短链脱氢酶”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：2907的基因编码，具有“短链脱氢酶”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3632的基因编码，具有“BRICK1-样蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3632的基因编码，具有“BRICK1-样蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3632的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“BRICK1-样蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3632的基因编码，具有“BRICK1-样蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3676的基因编码，具有“YPL167C_2-蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3676的基因编码，具有“YPL167C_2-蛋白”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3676的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“YPL167C_2-蛋白”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3676的基因编码，具有“YPL167C_2-蛋白”的活性。
具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率、内在产量和/或另一提到的产量相关性状，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3698的基因编码，具有“ORF YPL249c-a”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的生物量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3698的基因编码，具有“ORF YPL249c-a”的活性。具体地，观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予增加的产量，例如生物量增加，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3698的基因编码，如表I第6列中所示位于例如细胞质中，例如具有“ORF YPL249c-a”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生下述基因产物的活性赋予与野生型对照相比增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和增加的产量，所述基因产物由包含核酸序列SEQ ID NO.：3698的基因编码，具有“ORF YPL249c-a”的活性。
还观察到在拟南芥中增加或产生来自于表VIIIa中所示核酸分子的核酸分子的活性赋予与野生型对照相比增加的养分使用效率，例如增加的氮使用效率。因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中使用表VIIIa中所示核酸分子或表I中所示其同源物或表达产物，从而与野生型对照相比增加植物的养分使用效率，例如增加氮使用效率。
还观察到在拟南芥中增加或产生来自于表VIIIb中所示核酸分子的核酸分子的活性赋予与野生型对照相比增加的胁迫耐受性，例如增加的低温耐受性。因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中使用表VIIIb中所示核酸分子或表I中所示其同源物或表达产物，从而与野生型对照相比增加植物的胁迫耐受性，例如增加低温耐受性。
还观察到在拟南芥中增加或产生来自于表VIIIc中所示核酸分子的核酸分子的活性赋予与野生型对照相比增加的胁迫耐受性，例如增加的周期性干旱耐受性。因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中使用表VIIIc中所示核酸分子或表I中所示其同源物或表达产物，从而与野生型对照相比增加植物的胁迫耐受性，例如增加周期性干旱耐受性。
还观察到在拟南芥中增加或产生来自于表VIIId中所示核酸分子的核酸分子的活性赋予与野生型对照相比增加的内在产量，例如在标准条件下增加的生物量，例如在非缺乏或非胁迫条件下增加的生物量。因此，在一个实施方案中，在本发明的方法中使用表VIIId中所示核酸分子或表I中所示其同源物或表达产物，从而与野生型对照相比增加内在产量，例如在标准条件下增加产量，例如在非缺乏或非胁迫条件下增加生物量。
因此，根据本发明的方法，可以实现较之对照或野生型，在植物细胞、植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
术语“表达”指编码基因区段或基因的转录和/或翻译。通常，所得产物是mRNA或蛋白质。然而，表达产物还可包括功能性RNA，例如反义、核酸、tRNA、snRNA、rRNA、RNAi、siRNA、核酶等。表达可以是全身性的，局部的或时间性的，例如局限于某些细胞类型、组织器官或细胞器或时间段。
在一个实施方案中，本发明的方法包括以下步骤中的一个或多个：
(a)使蛋白质稳定，所述蛋白质赋予本发明核酸分子所编码蛋白质或本发明多肽增加的表达，所述本发明核酸分子所编码蛋白质或所述本发明多肽具有选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORFYPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白的本文所述活性，并且与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(b)使mRNA稳定，所述mRNA赋予本发明核酸分子或其同源物所编码的蛋白质或编码本发明多肽的mRNA增加的表达，所述本发明核酸分子或其同源物所编码蛋白质或所述本发明多肽具有选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chainhomolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白的本文所述活性，并且与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(c)增加蛋白质的比活性，所述蛋白质赋予本发明核酸分子所编码蛋白质或本发明多肽增加的表达，或者降低本发明多肽的抑制性调节；
(d)产生或增加介导蛋白质表达的内源或人工转录因子的表达，所述蛋白质赋予本发明核酸分子所编码蛋白质或本发明多肽增加的表达，所述本发明核酸分子所编码蛋白质或所述本发明多肽具有选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chainhomolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白的本文所述活性，并且与相应的例如未转化野生型植物细胞、植物或其部分相比赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(e)通过向生物或其部分添加一种或多种外源诱导因子来刺激蛋白质的活性，所述蛋白质赋予本发明核酸分子所编码蛋白质或本发明多肽增加的表达，所述本发明核酸分子所编码蛋白质或所述本发明多肽具有选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptinmedium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白的本文所述活性，并且与相应的例如未转化野生型植物细胞、植物或其部分相比赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(f)表达编码蛋白质的转基因，所述蛋白质赋予本发明核酸分子所编码多肽或本发明多肽增加的表达，所述本发明核酸分子所编码多肽或所述本发明多肽具有选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORFYPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白的本文所述活性，并且与相应的例如未转化野生型植物细胞、植物或其部分相比赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(g)增加基因的拷贝数，所述基因赋予编码本发明核酸分子所编码的多肽的核酸分子或本发明多肽增加的表达，所述本发明核酸分子所编码多肽或所述本发明多肽具有选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白的本文所述活性，并且与相应的例如未转化野生型植物细胞、植物或其部分相比赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(h)通过加入正表达元件或除去负表达元件来增加编码本发明多肽或其同源物的内源基因的表达，例如，可使用同源重组将正调节元件(例如用于植物的35S增强子)引入启动子中，或者从调节区中除去阻抑物元件。可以使用其他基因转换方法来破坏阻抑物元件或增强正元件的活性——可通过T-DNA或转座子诱变向植物中随机引入正元件，并鉴定其中正元件已整合进本发明基因附近从而增强其表达的株系；和/或
(i)调节植物的生长条件，以使编码本发明蛋白质的基因或该蛋白质本身的表达或活性被增强的方式来进行；
(j)从天然来源或从诱变来源中选择具有特别高活性的本发明蛋白质的生物，并将其培育成靶生物，例如良种作物。
优选地，所述mRNA是本发明的核酸分子和/或赋予本发明核酸分子所编码蛋白质增加表达的蛋白质，它们是单独的或者与转运核酸序列或转运肽编码核苷酸序列或者多肽相连，所述多肽具有本文所述活性(例如在增加所编码多肽的表达或活性后赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量)，或者具有下述多肽的活性，所述多肽具有表II第3列中所示蛋白质或其同源物的活性。
一般而言，生物的细胞或区室中mRNA或多肽的量与所编码蛋白质的量相关，因此与所述体积中所编码蛋白质的总体活性相关。所述相关性并不总是线性的，该体积中的活性取决于分子的稳定性或者激活或抑制性辅因子的存在情况。此外，酶的产物抑制和离析物抑制(educt inhibition)为本领域所熟知，并描述于教科书中，例如Stryer，Biochemistry。
一般而言，生物的细胞或区室中mRNA、多核苷酸或核酸分子的量与所编码蛋白质的量相关，因此与所述体积中所编码蛋白质的总体活性相关。所述相关性并不总是线性的，该体积中的活性取决于分子的稳定性、分子的降解或者激活或抑制性辅因子的存在情况。此外，酶的产物抑制和离析物抑制为本领域所熟知，例如Zinser等“Enzyminhibitoren”/”Enzymeinhibitors“。
可以多种方式增加上述本发明核酸分子所编码蛋白质和/或多肽的活性。例如，通过增加基因产物数(例如通过增加表达率，例如引入强启动子，或者通过增加所表达mRNA的稳定性，从而增加翻译率)和/或增加基因产物的稳定性从而减少被破坏的蛋白质，来增加生物或其部分(如细胞)中的活性。此外，可以实现降低或增加反应速率或改变(降低或增加)对所得底物的亲和力的方式影响酶的活性或更新。本发明多肽(例如酶)催化中心中的突变可改变酶的更新率，例如敲除必要氨基酸可导致降低或完全敲除酶活性，或者调节子结合位点的缺失或突变可降低负调节，如反馈抑制(或者底物水平也增加时的底物抑制)。可以增加本发明酶的比活性，从而增加更新率或改善辅因子结合。改善编码mRNA或蛋白质的稳定性也可增加基因产物的活性。对活性的刺激也在术语“增加的活性”的范围之内。
此外，可以改变对上述核酸序列的调节，从而增加基因表达。这可有利地通过异源调节序列或通过改变(例如突变)已有的天然调节序列来实现。有利的方法还可彼此组合。
一般而言，可以通过增加生物或其部分(特别是植物细胞或植物细胞细胞器、植物或植物组织或其部分或微生物)中特定编码mRNA或相应蛋白质的量来增加所述生物或其部分中基因产物的活性。“蛋白质或mRNA的量”应理解为指生物(特别是植物)、组织、细胞或细胞区室中多肽或mRNA分子的分子数。蛋白量的“增加”指与野生型、对照或参照相比，生物(特别是植物)、组织、细胞或细胞区室(例如细胞器如质体或线粒体或其部分)中所述蛋白质分子数的定量增加，例如通过下述方法之一增加。
分子数量的增加优选为至少1％，优选高于10％，更优选30％或更高，特别优选50％、70％或更高，非常特别优选100％，最优选500％或更高。然而从头产生的表达也认为是本发明的主题。
修饰(如增加)可通过内源或外源因子来实现。例如，生物或其部分中活性的增加可通过向培养基或养分中加入基因产物或前体或激活剂或激动剂来实现，或者可通过将所述对象瞬时或稳定地引入生物中来实现。此外，这样的增加可通过使用转化和/或靶向将本发明的核酸序列或所编码蛋白引入正确的细胞区室(例如分别引入核或胞质或引入质体)来实现。就本发明说明书的目的而言，术语“细胞质的”应表示在未加入非天然转运肽编码序列的情况下表达本发明的核酸。非天然转运肽编码序列是这样的序列，它不是本发明核酸的天然部分，而是通过分子操作步骤(例如“质体靶向表达”中所述)加入的。因此，术语“细胞质”不应排除通过其天然序列特性将本发明核酸序列的产物靶向定位至任何细胞区室。
在一个实施方案中，植物或其部分(例如细胞、组织、器官、细胞器、细胞质等)中与相应的例如未转化的野生型植物细胞相比产量增强，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量通过增加本发明多肽的内源水平来实现。因此，在本发明的一个实施方案中，本发明涉及一种方法，其中编码本发明多核苷酸或核酸分子的基因的基因拷贝数被增加。此外，可通过修饰多肽的转录或翻译调节来例如增加本发明多肽的内源水平。
在一个实施方案中，植物或其部分中增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量可通过对本发明内源基因进行靶向诱变或随机诱变来改变。例如，可使用同源重组将正调节元件(如用于植物的35S增强子)引入启动子中，或者从调节区中除去阻抑物元件。此外，可以使用Kochevenko和Willmitzer(Plant Physiol.132(1)，174(2003))及其参考文献中描述的类似于基因转换的方法来破坏阻抑物元件或者增强正调节元件的活性。
此外，可通过T-DNA或转座子诱变向(植物)基因组中随机引入正元件，并可筛选正元件整合进本发明基因附近从而增强其表达的株系。通过随机整合增强子元件来激活植物基因的方法描述于Hayashi等(Science258，1350(1992))或Weigel等(Plant Physiol.122，1003(2000))以及其中所引用的其他参考文献。
已在多种情况下描述了用于鉴定目的基因附近的插入(最终带有激活元件)的反向遗传策略，例如Krysan等(Plant Cell 11，2283(1999))；Sessions等(Plant Cell 14，2985(2002))；Young等(Plant Physiol.125，513(2001))；Koprek等(Plant J.24，253(2000))；Jeon等(Plant J.22，561(2000))；Tissier等(Plant Cell 11，1841(1999))；Speulmann等(Plant Cell11，1853(1999))。简言之，收获来自大T-DNA或转座子诱变植物群中所有植物的材料，并制备基因组DNA。接着按照Krysan等(Plant Cell 11，2283(1999))所述的特定结构合并基因组DNA。接着通过检测插入诱变剂(如T-DNA或转座子)与目的基因之组合的特异性多重PCR反应来筛选基因组DNA库。因此，用T-DNA或转座子边界引物与基因特异性引物的特定组合对DNA库进行PCR反应。引物设计的一般原则也可得自Krysan等(Plant Cell 11，2283(1999))。对低水平DNA库再次进行筛选，导致鉴定出目的基因被插入诱变剂激活的个体植物。
正调节元件的增强或者负调节元件的破坏或弱化也可通过常用诱变技术来实现：产生化学或放射诱变的群体是一种常用技术，并为本领域技术人员所知。用于植物的方法描述于Koorneef等(Mutat Res.Mar.93(1)(1982))及其参考文献，以及Lightner和Caspar“Methods in MolecularBiology”Vol.82。这些技术一般诱导点突变，可使用诸如TILLING(Colbert等，Plant Physiol，126，(2001))的方法在任何已知基因中鉴定所述点突变。
因此，如果通过同源重组、Tilling法或基因转换修饰了编码赋予编码本发明多肽表达增加之多肽的内源基因(特别是包含本发明核酸分子的基因)，则可增加表达水平。还可以如本文所述向本发明核酸序列中加入靶向序列。
需要时，除了靶向序列或其部分以外，调节序列也可与内源蛋白的编码区有效连接，并控制其转录和翻译或者编码mRNA或所表达蛋白的稳定性或衰退。为了修饰和控制表达，可以改变、加入或修改启动子、UTR、剪接位点、加工信号、多腺苷酸化位点、终止子、增强子、阻抑物、转录后或翻译后修饰位点。例如，Hayashi等(Science 258，1350(1992))或Weigel等(Plant Physiol.122，1003(2000))以及其中所引用的其他文献描述了通过随机整合增强子元件来激活植物基因。例如，可通过将内源启动子替换为更强的转基因启动子或通过将内源3’UTR替换为提供更高稳定性而不改变编码区的3’UTR来调节内源蛋白的表达水平。此外，可通过引入人工转录因子(如实施例中所述)来改变转录调节。替代性启动子、终止子和UTR描述于下文。
还可以通过引入与编码表II第3列之蛋白质的基因的编码区紧密结合并激活其转录的合成转录因子增加内源多肽的激活，所述内源多肽具有上述活性，例如具有表II第3列之蛋白质或本发明多肽的活性，例如在细胞质和/或细胞器(如质体)中增加表达或活性后赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比产量的增强，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。可以构建嵌合锌指蛋白，其包含特异性DNA结合结构域和激活结构域，例如单纯疱疹病毒的VP16结构域。特异性结合结构域可与编码表II第3列蛋白质之基因的调节区结合。嵌合转录因子在生物(特别是植物)中的表达导致表II第3列所示蛋白质的特异性表达。其方法为本领域技术人员所知和/或公开于例如WO01/52620，Oriz，Proc.Natl.Acad.Sci.USA，99，13290(2002)或Guan，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99，13296(2002)。
在本发明方法的另一实施方案中，使用这样的生物，其中上述基因之一或上述核酸之一被突变，以使得所编码基因产物的活性与未突变蛋白相比受细胞因子的影响较小，或者完全不受其影响。例如，熟知的酶活性调节机制是底物抑制或反馈调节机制。用于引入相应序列的一个或多个碱基、核苷酸或氨基酸的取代、缺失和添加的方法和技术描述于下文相应段落中以及列出的参考文献中，例如Sambrook等，Molecular Cloning，ColdSpring Habour，NY，1989。本领域技术人员能够通过将本发明核酸分子或其表达产物的序列与本领域现状进行比较来鉴定调节结构域和调节因子结合位点，这通过包含用于鉴定结合位点和调节结构域之算法的计算机软件方法来实现，或者通过向核酸分子或蛋白质中系统性地引入突变并测定导致比活性增加或每单位体积(特别是每细胞)中活性增加的突变来实现。
因此，在生物中表达来自在进化上关系较远的生物的本发明核酸分子或本发明多肽可能是有利的，例如在真核宿主中使用原核基因，因为在这些情况下宿主细胞的调节机制可能不会弱化该基因或其表达产物的活性(细胞活性或比活性)。
所述突变以下述方式引入，所述方式不会不良地影响增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量增加。
对基因或其基因产物的调节影响较低应理解为该降低的酶活性调节导致该基因或其产物的比活性或细胞活性增加。酶活性增加应理解为指酶活性与起始生物相比增加至少10％，有利地至少20、30或40％，特别有利地至少50、60或70％。这导致与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
本发明提供了，可以实施上述方法以增加植物产量，或增加对非生物性环境胁迫的耐受性或二者均增加，其中特别地增加植物产量(例如生物量产量)。在另一个实施方案中，本发明提供了，可以实施上述方法以增加产量相关性状。在另一个实施方案中，本发明提供了，可以进行上述方法，从而在不存在养分缺乏和不存在胁迫条件时增加产量。在另一个实施方案中本发明提供了，可以进行上述方法，从而在不存在养分缺乏和不存在胁迫条件时增加养分使用效率，特别是氮使用效率，和产量。在一个优选的实施方案中本发明提供了，可以进行上述方法，从而在不存在养分缺乏和不存在胁迫条件时增加对非生物性胁迫的耐受性，特别增加对低温的耐受性和/或水使用效率，同时增加养分使用效率，特别增加氮使用效率，和增加产量。
本发明不仅限于特定的核酸、特定多肽、特定细胞类型、特定宿主细胞、特定条件或特定方法等本身，而是可以改变，其多种修改和变化对本领域技术人员来说是很明显的。应该理解，本文使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，而不旨在限制。
本发明还涉及分离的核酸，其包含选自以下的核酸分子：
(a)编码表II B应用(application)号1第7列中所示多肽的核酸分子；
(b)表I B应用号1第7列中所示核酸分子；
(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性而源自表II应用号1第5列或第7列中所示多肽序列，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(d)核酸分子，其与包含表I应用号1第5列或第7列中所示核酸分子的多核苷酸的核酸分子序列具有至少30％同一性，优选至少40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％同一性，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(e)核酸分子，其编码与(a)、(b)、(c)或(d)核酸分子所编码多肽的氨基酸序列具有至少30％同一性、优选至少40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％同一性的多肽，并具有包含表I应用号1第5列中所示多核苷酸的核酸分子所代表的活性，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(f)核酸分子，其在严格杂交条件下与(a)、(b)、(c)、(d)或(e)的核酸分子杂交，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(g)核酸分子，其编码可借助于针对(a)、(b)、(c)、(d)、(e)或(f)核酸分子之一所编码多肽产生的单克隆或多克隆抗体来分离的多肽，并具有包含表I应用号1第5列中所示多核苷酸的核酸分子所代表的活性；
(h)核酸分子，其编码包含表IV应用号1第7列中所示共有序列或一种或多种多肽基序的多肽，并优选地具有包含表II或IV应用号1第5列中所示多核苷酸的核酸分子所代表的活性；
(i)核酸分子，其编码具有表II应用号1第5列中所示蛋白质所代表的活性的多肽，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(j)核酸分子，其包含可通过使用表III应用号1第7列中的引物扩增cDNA文库或基因组文库获得的多核苷酸，其在其5’末端不以核苷酸ATA起始并且优选具有包含表II或表IV应用号1第5列中所示多核苷酸的核酸分子所代表的活性；和
(k)核酸分子，其可通过严格杂交条件下筛选合适的核酸文库(特别是cDNA文库和/或基因组文库)获得，所述筛选中使用包含(a)或(b)核酸分子之互补序列的探针或者使用其片段，所述片段具有(a)至(e)所表征核酸分子序列之互补核酸分子的至少15nt，优选20nt、30nt、50nt、100nt、200nt、500nt、750nt或1000nt，并且上述核酸分子编码多肽，该多肽具有包含表II应用号1第5列中所示多肽的蛋白质所代表的活性；
其中，根据(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)、(j)和(k)的核酸分子至少在一个或多个核苷酸上不同于表I A应用号1第5列或第7列中所示序列，并优选地编码至少在一个或多个氨基酸上不同于表II A应用号1第5列或第7列中所示蛋白质序列的蛋白质。
在一个实施方案中，本发明涉及上述序列同源物，它们可有利地分离自酵母、真菌、病毒、藻类、细菌，例如醋化醋杆菌(Acetobacter aceti)，(醋杆菌亚属)；Acidithiobacillus ferrooxidans；不动杆菌属(Acinetobactersp.)；放线杆菌(Actinobacillus sp.)；杀鲑气单胞菌(Aeromonassalmonicida)；根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)；Aquifex aeolicus；化脓隐秘杆菌(Arcanobacterium pyogenes)；翠菊黄化植原体(Asteryellows phytoplasma)；芽孢杆菌(Bacillus sp.)；双岐杆菌(Bifidobacterium sp.)；布氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)；扩展短杆菌(Brevibacterium linens)；马尔他布鲁氏菌(Brucella melitensis)；巴克纳氏菌(Buchnera sp.)；溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisolvens)；空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)；新月柄杆菌(Caulobacter crescentus)；衣原体(Chlamydia sp.)；Chlamydophila sp.；泥生绿菌(栖泥绿菌)(Chlorobiumlimicola)；Citrobacter rodentium；梭菌(梭状芽孢杆菌)(Clostridium sp.)；睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)；棒杆菌(棒状菌)(Corynebacterium sp.)；伯氏考克斯氏体(Coxiella burnetii)；耐放射异常球菌(Deinococcus radiodurans)；节瘤偶蹄形菌(Dichelobacter nodosus)；鲶鱼爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)；肠杆菌(Enterobacter sp.)；猪红斑丹毒丝菌(Erysipelothrix rhusiopathiae)；大肠杆菌(E.coli)；黄杆菌(Flavobacterium sp.)；土拉热弗朗西丝氏菌(Francisella tularensis)；弗兰克氏菌(Frankia sp.)Cpl1；具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)；Geobacillus stearothermophilus；氧化葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans)；嗜血菌(Haemophilus sp.)；幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)；肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)；乳杆菌(Lactobacillus sp.)；乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)；利斯特氏菌(Listeria sp.)；Mannheimia haemolytica；Mesorhizobium loti；深海噬甲基菌(Methylophaga thalassica)；铜绿微囊蓝细菌(Microcystis aeruginosa)；微颤蓝细菌(Microscilla sp.)PRE1；莫拉氏菌(Moraxella sp.)TA144；分枝杆菌(Mycobacterium sp.)；枝原体(Mycoplasma sp.)；奈瑟氏球菌(Neisseria sp.)；亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.)；念珠蓝细菌(Nostoc sp.)PCC 7120；Novosphingobiumaromaticivorans；酒酒球菌(Oenococcus oeni)；柠檬泛菌(Pantoea citrea)；多杀巴斯德氏菌(Pasteurella multocida)；戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)；坑形席蓝细菌(Phormidium foveolarum)；Phytoplasma sp.；Plectonema boryanum；栖瘤胃普雷沃氏菌(Prevotella ruminicola)；丙酸杆菌(Propionibacterium sp.)；普通变形菌(Proteus vulgaris)；假单胞菌(Pseudomonas sp.)；Ralstonia sp.；根瘤菌(Rhizobium sp.)；马红球菌(Rhodococcus equi)；海洋红嗜热盐菌(Rhodothermus marinus)；立克次氏体(Rickettsia sp.)；鸭瘟立默氏菌(Riemerella anatipestifer)；生黄瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens)；沙门氏菌(Salmonella sp.)；反刍月形单胞菌(Selenomonas ruminantium)；嗜虫沙雷氏菌(Serratia entomophila)；希瓦氏菌(Shigella sp.)；苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)；葡萄球菌(Staphylococcus sp.)；链球菌(Streptococcus sp.)；链霉菌(Streptomycessp.)；聚球蓝细菌(Synechococcus sp.)；集胞藻(Synechocystis sp.)PCC6803；海栖热袍菌(Thermotoga maritima)；密螺旋体(Treponema sp.)；解脲鸟枝原体(Ureaplasma urealyticum)；霍乱弧菌(Vibrio cholerae)；副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)；苛养木杆菌(Xylella fastidiosa)；耶尔森氏菌(Yersinia sp.)；运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)，优选沙门氏菌(Salmonella sp.)或大肠杆菌或植物，优选分离自酵母，例如分离自酵母属(Saccharomyces)、毕赤酵母属(Pichia)、假丝酵母属(Candida)、汉逊酵母属(Hansenula)、球拟酵母属(Torulopsis)或裂殖酵母属(Schizosaccharomyces)或者植物，如拟南芥、玉米、小麦、黑麦、燕麦、黑小麦、稻、大麦、大豆、花生、棉花、琉璃苣、向日葵、亚麻子、报春花、油菜籽(rapeseed)、卡诺拉油菜(canola)和球茎甘蓝、木薯(manihot)、胡椒、向日葵、万寿菊；茄科植物包括马铃薯、烟草、茄子、西红柿；蚕豆属物种、豌豆、苜蓿；灌木植物如咖啡、可可、茶；柳属物种；树木如油棕、椰子；多年生草本植物如黑麦草和羊茅草；饲料作物如苜蓿和三叶草；以及分离自例如云杉、松或冷杉。更优选地，上述序列的同源物可分离自酿酒酵母、大肠杆菌或集胞藻(Synechocystis)或植物，优选欧洲油菜、大豆、玉米、棉花或稻。
本发明的蛋白质优选通过重组DNA技术产生。例如，将编码该蛋白的核酸分子克隆进表达载体中，例如克隆进双元载体中，将该表达载体引入宿主细胞，例如拟南芥野生型NASC N906或下文实施例中所述任何其他植物细胞，蛋白质在所述宿主细胞中表达。双元载体的实例为pBIN19，pBI101、pBinAR、pGPTV、pCAMBIA、pBIB-HYG、pBecks、pGreen或pPZP(Hajukiewicz，P.等，Plant Mol.Biol.25，989(1994)，和Hellens等，Trends in Plant Science 5，446(2000))。
在一个实施方案中，本发明蛋白质优选在细胞区室(更优选质体)中产生。将核酸引入质体并在该区室中产生蛋白质的方法为本领域技术人员已知，并也描述于本申请中。在一个实施方案中，本发明的多肽是在如表II第6列中所示表达(例如非靶向的)后定位于线粒体或质体中的蛋白质，例如其与上文所述用于质体定位的转运肽融合。
在另一实施方案中，本发明蛋白质优选在细胞的细胞质中产生。在细胞质中产生蛋白质的方法为本领域技术人员已知。生产没有人工靶向的蛋白质的方法为本领域技术人员已知。
有利地，本发明的核酸序列或基因构建体与至少一个报告基因一起克隆进表达盒中，该表达盒通过载体引入生物中，或者直接引入基因组中。该报告基因应允许通过生长、荧光、化学物质、生物发光或耐受性测定或通过光度测量而容易地进行检测。可以提到的报告基因的实例为抗生素或除草剂耐受性基因、水解酶基因、荧光蛋白基因、生物发光基因、糖或核苷酸代谢基因或生物合成基因，例如Ura3基因、Ilv2基因、萤光素酶基因、β-半乳糖苷酶基因、gfp基因、2-去氧葡萄糖-6-磷酸磷酸酶基因、β-葡糖醛酸糖苷酶基因、β-内酰胺酶基因、新霉素磷酸转移酶基因、潮霉素磷酸转移酶基因、突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)基因(也称为乙酰乳酸合酶(ALS)基因)、D-氨基酸代谢酶基因或BASTA(＝草铵膦耐受性)基因。这些基因允许容易地测量和定量转录活性，从而测量和定量基因表达。这样，可以鉴定显示不同生产力的基因组位置。
在一个优选的实施方案中，核酸构建体(例如表达盒)包含编码序列上游(即5’末端)的启动子和下游(即3’末端)的多腺苷酸化信号，以及任选的其他调节元件，它们与具有表I第5列和第7列中所示SEQ ID NO的核酸之一的间插编码序列有效连接。有效连接指启动子、编码序列、终止子和任选的其他调节元件依次排列，以使得每个调节元件可以正确的方式在编码序列的表达中发挥其功能。在一个实施方案中，优选用于有效连接的序列为确保亚细胞定位至质体的靶向序列。然而，也可以利用确保亚细胞定位至线粒体、内质网(＝ER)、细胞核、油小体或其他区室的靶向序列，以及翻译启动子例如烟草花叶病毒的5’前导序列(Gallie等，Nucl.Acids Res.158693(1987))。
例如，核酸构建体(例如表达盒)可以含有组成型启动子或组织特异性启动子(优选USP或油菜籽蛋白启动子)、待表达基因和ER滞留信号。就ER滞留信号而言，优选使用KDEL氨基酸序列(赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸)或KKX氨基酸序列(赖氨酸-赖氨酸-X-停止，其中X表示每一种其他已知的氨基酸)。
为在宿主生物(例如植物)中进行表达，有利地将表达盒插入载体中，例如质粒、噬菌体或其他允许该基因在宿主生物中最佳表达的DNA。合适的质粒的实例为：大肠杆菌中的pLG338、pACYC184、pBR系列如pBR322、pUC系列如pUC18或pUC19、M113mp系列、pKC30、pRep4、pHS1、pHS2、pPLc236、pMBL24、pLG200、pUR290、pIN-III113-B1、λgt11或pBdCI；链霉菌中的pIJ101、pIJ364、pIJ702或pIJ361；芽孢杆菌中的pUB110、pC194或pBD214；棒杆菌中的pSA77或pAJ667；真菌中的pALS1、pIL2或pBB116；其他有利的真菌载体描述于Romanos M.A.等，Yeast 8，423(1992)和van den Hondel，C.A.M.J.J.等[(1991)”Heterologousgene expression in filamentous fungi“]以及“More Gene Manipulations”in”Fungi”Bennet J.W.& Lasure L.L.编辑，396-428页，Academic Press，San Diego，和”Gene transfer systems and vector development forfilamentous fungi“[van den Hondel，C.A.M.J.J.& Punt，P.J.(1991)：Applied Molecular Genetics of Fungi，Peberdy，J.F.等编辑，1-28页，Cambridge University Press：Cambridge]。有利的酵母启动子的实例为2μM、pAG-1、YEp6、YEp13或pEMBLYe23。藻类或植物启动子的实例为pLGV23、pGHlac+、pBIN19、pAK2004、pVKH或pDH51(参阅Schmidt，R.和Willmitzer，L.，Plant Cell Rep.7，583(1988)))。上文指出的载体或者上文所指出载体的衍生物仅为可能的质粒中的一部分。其他质粒为本领域技术人员所熟知，并可见于例如”Cloning Vectors”(Pouwels P.H.等编辑Elsevier，Amsterdam-New York-Oxford，1985，ISBN 0 444 904018)。合适的植物载体描述于“Methods in Plant Molecular Biology andBiotechnology”(CRC Press，Ch.6/7，71-119页)等。有利的载体已知为能在大肠杆菌和农杆菌中复制的穿梭载体或双元载体。
载体指除质粒以外本领域技术人员已知的所有其他载体，例如噬菌体；病毒如SV40、CMV、杆状病毒、腺病毒；转座子；IS元件；噬粒；噬菌粒；粘粒；线性或环状DNA。这些载体可在宿主生物中自主复制或随染色体复制，优选随染色体复制。
在载体的另一实施方案中，本发明的表达盒还可有利地以线性DNA的形式引入生物中，并通过异源或同源重组整合进宿主生物的基因组中。这种线性DNA可由线性化的质粒构成，或者仅由作为载体的表达盒或本发明核酸序列构成。
在另一有利的实施方案中，本发明的核酸序列还可以其自身引入生物中。
如果除了本发明核酸序列外还向生物中引入其他基因，则在单个载体与报告基因一起或者每个基因在载体中带有一个报告基因均可引入，其中不同载体可同时或连续引入。
所述载体有利地含有至少一个拷贝的本发明核酸序列和/或本发明的表达盒(＝基因构建体)。
本发明还提供分离的重组表达载体，其包含编码表II第5列或第7列中所示多肽的核酸，其中该载体在宿主细胞中的表达导致与宿主细胞的野生型品种相比增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量。
本文使用的术语“载体”指能运输与其相连的其他核酸的核酸分子。载体的一种类型是“质粒”，指其中可连接其他DNA区段的双链DNA环。另一种类型的载体是病毒载体，其中其他DNA区段可连接到病毒基因组中。某些载体能在其所引入的宿主细胞中自主复制(例如，具有细菌复制起点的细菌载体和附加型哺乳动物载体)。其他载体(例如非附加型哺乳动物载体)在引入宿主细胞后整合进宿主细胞或细胞器的基因组中，从而与宿主或细胞器的基因组一起复制。此外，某些载体能知道与其有效连接的基因表达。这样的载体称为“表达载体”。一般而言，重组DNA技术中使用的表达载体一般为质粒形式。在本说明书中，“质粒”和“载体”可互换使用，因为质粒是最普遍使用的载体形式。然而，本发明旨在包括发挥等同功能的这些其他形式表达载体，例如病毒载体(例如复制缺陷型逆转录病毒、腺病毒和腺伴随病毒)。
本发明的重组表达载体包含本发明的核酸，其为适于在宿主细胞中表达该核酸的形式，这意味着，重组表达载体包含基于用于表达的宿主细胞选择的与待表达核酸序列有效连接的一个或多个调节序列。在本文中涉及重组表达载体使用时，“有效连接”旨在表示目的核苷酸序列与调节序列以允许表达该核苷酸序列(例如，在体外转录/翻译系统中或当该载体引入宿主细胞的情况下为在宿主细胞中)的方式连接。术语“调节序列”旨在包括启动子、增强子和其他表达控制元件(例如多腺苷酸化信号)。这些调节序列描述于例如Goeddel，Gene Expression Technology：Methods inEnzymology 185，Academic Press，San Diego，CA(1990)以及Gruber和Crosby，：Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology，Glick和Thompson编辑，第7章，89-108，CRC Press；Boca Raton，Florida，包括其参考文献。调节序列包括指导核苷酸序列在许多宿主细胞类型中组成型表达的调节序列以及指导核苷酸序列仅在某些宿主细胞或在某些条件下表达的调节序列。本领域技术人员应该理解，表达载体的设计可取决于诸如待转化宿主细胞的选择、期望的多肽表达水平等因素。本发明的表达载体可引入宿主细胞中，从而产生本文所述核酸所编码的多肽或肽，包括融合多肽或肽(例如YIP、YIP的突变体形式、融合多肽、“产量相关蛋白”或“YIP”等)。
本发明的重组表达载体可设计成在植物细胞中表达本发明的多肽。例如可在植物细胞中表达YIP基因(参阅Schmidt R.，和Willmitzer L.，PlantCell Rep.7(1988)；Plant Molecular Biology and Biotechnology，C Press，Boca Raton，Florida，第6/7章，71-119页(1993)；White F.F.，Jenes B.等，Techniques for Gene Transfer，：Transgenic Plants，Vol.1，Engineeringand Utilization，Kung和Wu R.编辑，128-43，Academic Press：1993；Potrykus，Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Molec.Biol.42，205(1991)，及其参考文献)。合适的宿主细胞还讨论于Goeddel，Gene ExpressionTechnology：Methods in Enzymology 185，Academic Press：San Diego，CA(1990)。或者，重组表达载体可以体外转录和翻译，例如使用T7启动子调节序列和T7聚合酶。
经常使用含有指导融合或非融合多肽表达的组成型或诱导型启动子的载体在原核生物中表达多肽。融合载体在其中所编码多肽中加入多个氨基酸，一般在重组多肽的氨基端加入，但也可在C端加入，或者融合进多肽的合适区域中。这些融合载体一般用于三个目的：1)增加重组多肽的表达；2)增加重组多肽的溶解度；和3)通过作为亲和纯化中的配体而帮助纯化重组多肽。在融合表达载体中，经常在融合部分与重组多肽的连接处引入蛋白酶切割位点，以允许在纯化融合多肽后将重组多肽与融合部分分离。这些酶及其相应的识别序列包括因子Xa、凝血酶和肠激酶。
例如，可将植物表达盒装入pRT转化载体中((a)Toepfer等，MethodsEnzymol.217，66(1993)，(b)Toepfer等，Nucl.Acids.Res.15，5890(1987))。或者，还可以在体外转录和翻译重组载体(＝表达载体)，例如使用T7启动子和T7 RNA聚合酶。
用于原核生物的表达载体经常利用含有或不含融合蛋白或融合寡肽的诱导型系统，其中这些融合可同时以N端和C端方式发生，或者在蛋白质的其他有用结构域中发生。这些融合载体一般具有以下目的：1)增加RNA的表达率；2)增加可获得的蛋白质合成率；3)增加蛋白质的溶解度；4)或通过可用于亲和层析的结合序列来简化纯化。还经常通过融合蛋白引入蛋白酶切割位点，这允许切割融合蛋白部分和纯化。这些蛋白酶识别序列是已知的，例如因子Xa、凝血酶和肠激酶。
典型的有利融合物和表达载体为pGEX(Pharmacia Biotech Inc；Smith D.B.和Johnson K.S.，Gene 67，31(1988))、pMAL(New EnglandBiolabs，Beverly，MA)和pRIT5(Pharmacia，Piscataway，NJ)，其含有谷胱甘肽S-转移酶(GST)、麦芽糖结合蛋白或蛋白A。
在一个实施方案中，将本发明多肽的编码序列克隆进pGEX表达载体中，以产生编码融合多肽的载体，所述融合多肽从N端到C端包含GST-凝血酶切割位点-X多肽。该融合多肽可使用谷胱甘肽-琼脂糖树脂通过亲和层析来纯化。可通过用凝血酶切割融合多肽来回收不融合GST的重组YIP。
大肠杆菌表达载体的其他实例为pTrc(Amann等，Gene 69，301(1988))和pET载体(Studier等，Gene Expression Technology：Methods inEnzymology 185，Academic Press，San Diego，California(1990)60-89；Stratagene，Amsterdam，The Netherlands)。
从pTrc载体表达靶基因依赖于从杂合trp-lac融合启动子转录宿主RNA聚合酶。从pET 11d载体表达靶基因依赖于由共表达的病毒RNA聚合酶(T7 gn1)介导的从T7 gn10-lac融合启动子的转录。该病毒聚合酶由宿主菌株BL21(DE3)或HMS174(DE3)从固有的l原噬菌体提供，其带有lacUV 5启动子转录控制之下的T7 gn1基因。
在本发明的优选实施方案中，在植物和植物细胞例如单细胞植物细胞(如藻类)(参阅Falciatore等，Marine Biotechnology 1(3)，239(1999)及其参考文献)和来自高等植物(例如种子植物，如作物植物)的植物细胞中表达YIP。可通过任何方法将编码表II第5列或第7列中所示YIP的核酸分子“引入”植物细胞中，所述方法包括转染、转化或转导、电穿孔、微粒轰击、农杆菌感染等。本领域技术人员已知的一种转化方法是将开花植物浸入农杆菌溶液中(其中所述农杆菌含有本发明的核酸)，然后对转化配子进行育种。
用于转化或转染宿主细胞(包括植物细胞)的其他合适方法可见于Sambrook等，Molecular Cloning：A Laboratory Manual.第二版，ColdSpring Harbor Laboratory，Cold Spring Harbor Laboratory Press，ColdSpring Harbor，NY，1989以及其他实验手册如Methods in MolecularBiology，1995，Vol.44，Agrobacterium protocols，Gartland和Davey编辑，Humana Press，Totowa，New Jersey。因为增加的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量是希望在多种植物中遗传的一种一般性状，所述植物例如玉米、小麦、黑麦、燕麦、黑小麦、稻、大麦、大豆、花生、棉花、油菜籽和卡诺拉油菜、木薯(manihot)、胡椒、向日葵和万寿菊；茄科植物如马铃薯、烟草、茄子和番茄；蚕豆属物种、豌豆、苜蓿；灌木植物(咖啡、可可、茶)；柳属物种；树木(油棕、椰子)；多年生草本植物和饲料作物，这些作物植物也是本发明另一实施方案中遗传改造的优选靶植物。饲料作物包括但不仅限于冰草(wheatrass)、草(Canarygrass)、雀麦草(Bromegrass)、披碱草(Wildrye Grass)、早熟禾(Bluegrass)、鸭茅(Orchardgrass)、苜蓿、Salfoin、百脉根(Birdsfoot Trefoil)、杂三叶(Alsikeclover)、红三叶(red clover)和草木樨(Sweet clover)。
在本发明的一个实施方案中，通过农杆菌介导的基因转移将编码表II第5列或第7列中所示YIP的核酸分子转染进植物中。农杆菌介导的植物转化可使用例如GV3101(pMP90)(Koncz和Schell，Mol.Gen.Genet.204，383(1986))或LBA4404(Clontech)根癌农杆菌菌株来进行。转化可通过标准转化和再生技术来进行(Deblaere等，Nucl.Acids Res.13，4777(1994)，Gelvin，Stanton B.和Schilperoort Robert A，Plant Molecular BiologyManual，第二版-Dordrecht：Kluwer Academic Publ.，1995.-Sect.，Ringbuc Zentrale Signatur：BT11-P ISBN 0-7923-2731-4；Glick BernardR.，Thompson John E.，Methods in Plant Molecular Biology andBiotechnology，Boca Raton：CRC Press，1993360S.，ISBN 0-8493-5164-2)。例如，可通过子叶或下胚轴转化来转化油菜籽(Moloney等，Plant CellReport 8，238(1989)；De Block等，Plant Physiol.91，694(1989))。用于农杆菌和植物选择的抗生素的使用取决于用于转化的双元载体和农杆菌菌株。一般使用卡那霉素作为植物选择标记来进行油菜籽的选择。可使用如Mlynarova等，Plant Cell Report 13，282(1994)所述技术通过农杆菌介导基因转移进亚麻中。此外，可以使用如欧洲专利号424 047、美国专利号5,322,783、欧洲专利号397 687、美国专利号5,376,543或美国专利号5,169,770所述的技术来转化大豆。可通过微粒轰击、聚乙二醇介导的DNA摄取或通过碳化硅纤维技术来实现玉米转化(参阅如Freeling和Walbot“The maize handbook”Springer Verlag：New York(1993)ISBN3-540-97826-7)。玉米转化的具体实例可见于美国专利号5,990,387，小麦转化的具体实例可见于PCT申请号WO 93/07256。
根据本发明，如果整合进非染色体自主复制子或整合进植物染色体或细胞器基因组中，则所引入的编码表II第5列或第7列所示YIP的核酸分子可在植物细胞中稳定维持。或者，所引入的YIP可存在于染色体外的非复制型载体中，并瞬时表达或具有瞬时活性。
在一个实施方案中，可以产生其中YIP已整合进染色体中的同源重组微生物，制备载体，其含有编码表II第5列或第7列所示YIP的核酸分子的至少一部分，其中引入了缺失、添加或取代，以改变(例如功能性破坏)YIP基因。优选地，所述YIP基因是酵母基因、大肠杆菌基因，但也可以是来自相关植物或甚至来自哺乳动物或昆虫来源的同源物。载体可设计成使得在同源重组时编码表II第5列或第7列所示YIP的内源核酸分子被突变或以其他方式改变，但仍编码功能性多肽(例如，可以改变上游调节区，从而改变内源YIP的表达)。在一个优选的实施方案中，本发明蛋白质的生物活性在同源重组后增加。为了通过同源重组产生点突变，可以在称为嵌合修复术(chimeraplasty)的技术中使用DNA-RNA杂交体(Cole-Strauss等，Nucleic Acids Research 27(5)，1323(1999)和Kmiec，Gene TherapyAmerican Scientist.87(3)，240(1999))。展叶剑叶藓(Physcomitrella paten)中的同源重组操作也是本领域技术人员所熟知的，并考虑用于本文中。
而在同源重组载体中，编码表II第5列或第7列中所示YIP的核酸分子中改变的部分在其5’和3’末端的侧翼为额外的YIP基因核酸分子，以允许在该载体所携带的外源YIP基因与微生物或植物中的内源YIP基因之间发生同源重组。所述额外的侧翼YIP核酸分子为足以与内源基因发生成功的同源重组的长度。载体中一般包含数百个碱基对至数千碱基对的侧翼DNA(5’和3’端都是如此)。对同源重组载体的描述参阅如Thomas K.R.，和Capecchi M.R.，Cell 51，503(1987)，或者对展叶剑叶藓中基于cDNA的重组参阅Strepp等，PNAS，95(8)，4368(1998)。将该载体引入微生物或植物细胞中(例如通过聚乙二醇介导的DNA)，并使用本领域已知的技术选择所引入YIP基因已与内源YIP基因发生同源重组的细胞。
无论是存在于染色体外非复制型载体中还是存在于整合进染色体的载体中，编码表II第5列或第7列中所示YIP的核酸分子均优选存在于植物表达盒中。植物表达盒优选地含有调节序列，所述调节序列能在植物细胞中驱动与其有效连接的基因表达，以使每个序列可发挥其功能，例如通过聚腺苷酸化信号来终止转录。优选的多腺苷酸化信号是来源于根癌农杆菌t-DNA(例如Ti质粒pTiACH5中称为章鱼碱合酶的基因3)的那些(Gielen等，EMBO J.3，835(1984))或其功能等价物，但在植物中具有功能活性的其他终止子也是合适的。由于植物基因表达经常不仅受限于转录水平，因此植物表达盒优选含有其他有效连接的序列，如翻译增强子，如含有增加多肽/RNA比值的烟草花叶病毒5’非翻译前导序列的超驱动序列(Gallie等，Nucl.Acids Research 15，8693(1987))。植物表达载体的实例包括Becker D.等，Plant Mol.Biol.20，1195(1992)以及Bevan M.W.，Nucl.Acid.Res.12，8711(1984)；和“Vectors for Gene Transfer in Higher Plants”TransgenicPlants，Vol.1，Engineering and Utilization，Kung和Wu R.，AcademicPress，1993，S.15-38中详细描述的那些。
“转化”在本文中定义为将异源DNA引入植物细胞、植物组织或植物的方法。这可在天然或人工条件下使用本领域熟知的多种方法来进行。转化可依赖于将外源核酸序列插入原核或真核宿主细胞的任何已知方法。基于所转化的宿主细胞来选择方法，包括但不仅限于病毒感染、电穿孔、脂转染和微粒轰击。这些“转化”细胞包括稳定转化的细胞，其中所插入的DNA能作为自主复制质粒复制，或作为宿主染色体的一部分复制。它们包括在有限的时间内瞬时表达所插入DNA或RNA的细胞。转化的植物细胞、植物组织或植物应理解为不仅包括转化方法的终产物，而且还包括其转基因后代。
术语“转化的”、“转基因的”和“重组的”指已引入异源核酸分子的宿主生物，例如细菌或植物。所述核酸分子可稳定整合进宿主的基因组中，或者该核酸分子也可作为染色体外的分子存在。这样的染色体外分子可以自主复制。转化的细胞、组织或植物应理解为不仅包括转化方法的终产物，而且还包括其转基因后代。“非转化的”、“非转基因的”或“非重组的”宿主指不含有异源核酸分子的野生型生物，例如细菌或植物。
本文使用的“转基因植物”指含有插入其核基因组或细胞器基因组的外源核苷酸序列的植物。其还包括后代，例如T1、T2和后续世代，或者BC1、BC2和后续世代，及其与非转基因植物或其他转基因植物的杂种。
宿主生物(＝转基因生物)有利地含有至少一个拷贝的本发明核酸和/或本发明的核酸构建体。
原则上，所有植物均可用作宿主生物。优选的转基因植物为例如选自以下科：槭树科(Aceraceae)、漆树科(Anacadiaceae)、伞形科(Apiaceae)、菊科(Asteraceae)、十字花科(Brassicaceae)、仙人掌科(Cactaceae)、葫芦科(Cucurbitaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、豆科(Fabaceae)、锦葵科(Malvaceae)、睡莲科(Nymphaeaceae)、罂粟科(Papaveraceae)、蔷薇科(Rosaceae)、杨柳科(Salicaceae)、茄科(Solanaceae)、棕榈科(Arecaceae)、凤梨科(Bromeliaceae)、莎草科(Cyperaceae)、鸢尾科(Iridaceae)、百合科(Liliaceae)、兰科(Orchidaceae)、龙胆科(Gentianaceae)、唇形科(Labiaceae)、木兰科(Magnoliaceae)、毛莨科(Ranunculaceae)、Carifolaceae、茜草科(Rubiaceae)、玄参科(Scrophulariaceae)、石竹科(Caryophyllaceae)、杜鹃花科(Ericaceae)、蓼科(Polygonaceae)、堇菜科(Violaceae)、灯心草科(Juncaceae)或禾本科(Poaceae)并优选来源于选自槭树科、漆树科、十字花科、葫芦科、豆科、罂粟科、蔷薇科、茄科、百合科或禾本科植物。优选作物植物，如有利地选自如下属的植物：花生、油菜(oilseed rape)、卡诺拉油菜(canola)、向日葵属、红花、橄榄(olive)、芝麻(sesame)、榛子(hazelnut)、扁桃(almond)、鳄梨(avocado)、月桂(bay)、南瓜(pumpkin/squash)、胡麻、大豆(soya)、阿月混子(pistachio)、琉璃苣、玉米、小麦、黑麦、燕麦、高粱(sorghum)和粟(millet)、黑小麦、稻、大麦、木薯(cassava)、马铃薯、甜菜、茄子、苜蓿和多年生草本和饲用植物、油棕、蔬菜(芸苔属植物、根用蔬菜、块茎类蔬菜、荚果蔬菜、果类蔬菜、葱蒜类蔬菜、叶用蔬菜和茎用蔬菜)、荞麦(buckwheat)、菊芋(Jerusalemartichoke)、蚕豆(broad bean)、野豌豆(vetches)、小扁豆(lentil)、四季豆(dwarf bean)、羽扇豆、三叶草和紫花苜蓿，此处仅提到它们中的某些。
在本发明的一个实施方案中，转基因植物选自谷类、大豆、油菜籽(包括油菜(oil seed rape)，特别是卡诺拉油菜和冬油菜)、棉花、甘蔗和马铃薯，特别是玉米、大豆、油菜籽(包括油菜，特别是卡诺拉油菜和冬油菜)、棉花、小麦和稻。
在本发明的另一实施方案中，转基因植物为裸子植物，特别是云杉、松树或冷杉。
在一个优选的实施方案中，宿主植物选自槭树科、漆树科、伞形科、菊科、十字花科、仙人掌科、葫芦科、大戟科、豆科、锦葵科、睡莲科、罂粟科、蔷薇科、杨柳科、茄科、棕榈科、凤梨科、莎草科、鸢尾科、百合科、兰科、龙胆科、唇形科、木兰科、毛莨科、Carifolaceae、茜草科、玄参科、石竹科、杜鹃花科、蓼科、堇菜科、灯心草科或禾本科并优选来源于选自槭树科、漆树科、十字花科、葫芦科、豆科、罂粟科、蔷薇科、茄科、百合科或禾本科植物。优选作物植物并且特别是本文中以上提到的植物作为宿主植物，如以上提到的科和属，例如优选的物种是腰果(Anacardium occidentale)、金盏花(Calendula offieinalis)、红花(Carthamustinctorius)、菊芋(Cichorium intybus)、洋蓟(Cynara scolymus)、向日葵(Helianthus annus)、香叶万寿菊(Tagetes lucida)、万寿菊(Tagetes erecta)、细叶万寿菊(Tagetes tenuifolia)；胡萝卜(Daucus carota)；欧洲榛(Corylusavellana)、土耳其榛(Corylus colurna)、琉璃苣(Borago officinalis)；欧洲油菜、芜青(Brassica rapa ssp.)、野欧白芥(Sinapis arvensis)、芥菜(Brassicajuncea)、芥菜原变种(Brassica juncea var.juncea)、皱叶芥菜(Brassicajuncea var.crispifolia)、大叶芥菜(Brassica juncea var.foliosa)、黑芥(Brassica nigra)、Brassica sinapioides、Melanosinapis communis)、甘蓝(Brassica oleracea)、拟南芥、凤梨(Anana comosus)、Ananas ananas、Bromelia comosa、番木瓜(Carica papaya)、大麻(Cannabis sative)、甘薯(Ipomoea batatus)、提琴叶牵牛花(Ipomoea pandurata)、Convolvulusbatatas、Convolvulus tiliaceus、lpomoea fastigiata、Ipomoea tiliacea、三裂叶薯(Ipomoea triloba)、Convolvulus panduratus、甜菜(Beta vulgaris)、甜萝卜(Beta vulgaris var.altissima)、甜菜(原变种)(Beta vulgaris var.vulgaris)、沿海甜菜(Beta maritima)、Beta vulgaris var.perennis、Betavulgaris var.conditiva、Beta vulgaris var.esculenta、笋瓜(Cucurbitamaxima)、灰籽南瓜(Cucurbita mixta)、西葫芦(Cucurbita pepo)、南瓜(Cucurbita moschata)、油橄榄(Olea europaea)、木薯(Manihot utilissima)、Janipha Manihot、Jatropha manihot、Manihot aipil、Manihot dulcis、Manihot manihot、Manihot melanobasis、木薯(Manihot esculenta)、蓖麻(Ricinus communis)、豌豆(Pisum sativum)、饲料豌豆(Pisum arvense)、早生矮豌豆(Pisum humile)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、野苜蓿(Medicagofalcata)、杂交苜蓿(Medicago varia)、大豆、Dolichos soja、宽叶蔓豆(Glycinegracilis)、Glycine hispida、Phaseolus max、Soja hispida、Soja max、椰子(Cocos nucifera)、茶簏子天竺葵(Pelargonium grossularioides)、Oleumcocoas、月桂(Laurus nobilis)、鳄梨(Persea americana)、花生(Arachishypogaea)、亚麻(linum usitatissimum)、linum humile、奥地利亚麻(linumaustriacum)、linum bienne、窄叶亚麻(linum angustifolium)、泻亚麻(linumcatharticum)、金黄亚麻(linum flavum)、大花亚麻(linum grandiflorum)、Adenolinum grandiflorum、刘易斯亚麻(linum lewisii)、那旁亚麻(linumnarbonense)、宿根亚麻(linum perenne)、刘易斯宿根亚麻(linum perennevar.lewisii)、linum pratense、linum trigynum、石榴(Punica granatum)、陆地棉(Gossypium hirsutum)、树棉(Gossypium arboreum)、海岛棉(Gossypium barbadense)、草棉(Gossypium herbaceum)、瑟伯氏棉(Gossypium thurberi)、香蕉(Musa nana)、小果野蕉(Musa acuminata)、大蕉(Musa paradisiaca)、芭蕉(Musa spp.)、油棕(Elaeis guineensis)、东方罂粟(Papaver orientale)、虞美人(Papaver rhoeas)、Papaver dubium、胡麻(Sesamum indicum)、树胡椒(Piper aduncum)、Piper amalago、狭叶胡椒(Piper angustifolium)、Piper auritum、萎叶(Piper betel)、毕澄茄(Pipercubeba)、荜菝(Piper longum)、胡椒(Piper nigrum)、假荜菝(Piperretrofractum)、Artanthe adunca、Artanthe elongata、Peperomia elongata、Piper elongatum、Steffensia elongata、大麦(Hordeum vulgare)、芒颖大麦草(Hordeum jubatum)、鼠大麦(Hordeum murinum)、黑麦状大麦草(Hordeum secalinum)、栽培二棱大麦(Hordeum distichon)、三叉大麦(Hordeum aegiceras)、栽培六棱大麦(Hordeum hexastichon.、Hordeumhexastichum)、Hordeum irregulare、大麦(Hordeum sativum)、黑麦状大麦草(Hordeum secalinum)、燕麦(Avena sativa)、野燕麦(Avena fatua)、比赞燕麦(Avena byzantina)、野燕麦(原变种)(Avena fatua var.sativa)、杂种野燕麦(Avena hybrida)、双色高粱(Sorghum bicolor)、石茅高粱(Sorghumhalepense)、甜高粱(Sorghum saccharatum)、高粱(Sorghum vulgare)、Andropogon drummondii、Holcus bicolor、Holcus sorghum、Sorghumaethiopicum、Sorghum arundinaceum、卡佛尔高粱(Sorghum caffrorum)、垂穗高粱草(Sorghum cernuum)、甜高粱(Sorghum dochna)、Sorghumdrummondii、硬高粱草(Sorghum durra)、Sorghum guineense、Sorghumlanceolatum、多脉高粱草(Sorghum nervosum)、甜高粱(Sorghumsaccharatum)、Sorghum subglabrescens、Sorghum verticilliflorum、高粱(Sorghum vulgare)、石茅高粱(Holcus halepensis)、黍(Sorghummiliaceum)(谷子(millet))、稷(Panicum militaceum)、玉米、普通小麦(Triticum aestivum)、硬粒小麦(Triticum durum)、圆柱小麦(Triticumturgidum)、Triticum hybernum、马卡小麦(Triticum macha)、普通小麦(Triticum sativum)或普通小麦(Triticum vulgare)、咖啡(Cofea spp.)、小果咖啡(Coffea arabica)、中果咖啡(Coffea canephora)、大果咖啡(Coffealiberica)、辣椒(Capsicum annuum)、Capsicum annuum var.glabriusculum、小米椒(Capsicum frutescens)、辣椒(Capsicum annuum)、烟草(Nicotiana tabacum)、马铃薯(Solanum tuberosum)、茄(Solanummelongena)、番茄(Lycopersicon esculentum)、番茄(Lycopersiconlycopersicum.)、梨形番茄(Lycopersicon pyriforme)、红茄(Solanumintegrifolium)、番茄(Solanum lycopersicum)、可可树(Theobroma cacao)或大叶茶(Camellia sinensis)。
漆树科如黄连木属(Pistacia)、芒果属(Mangifera)、腰果属(Anacardium)例如物种阿月混子(Pistacia vera)[pistachios、Pistazie]、芒果(Mangiferindica)[Mango]或腰果(Anacardium occidentale)[Cashew]；菊科如金盏花属(Calendula)、红蓝花属(Carthamus)、矢车菊属(Centaurea)、菊苣属(Cichorium)、菜蓟属(Cynara)、向日葵属(Helianthus)、莴苣属(Lactuca)、Locusta、万寿菊属、缬草属(Valeriana)例如物种金盏花[Marigold]、红花[safflower]、矢车菊(Centaurea cyanus)[cornflower]、菊苣(Cichoriumintybus)[blue daisy]、洋蓟[Artichoke]、向日葵[sunflower]、莴苣(Lactucasativa)、皱叶莴苣(Lactuca crispa)、Lactuca esculenta、Lactuca scariolaL.ssp.sativa、Lactuca scariola L.var.integrata、Lactuca scariola L.var.integrifolia、Lactuca sativa subsp.romana、Locusta communis、莴苣缬草(Valeriana locusta)[lettuce]、香叶万寿菊、万寿菊或细叶万寿菊[Marigold]；伞形科如胡萝卜属(Daucus)例如物种胡萝卜[carrot]；桦木科(Betulaceae)如榛属(Corylus)例如物种欧洲榛或土耳其榛[hazelnut]；紫草科(Boraginaceae)如琉璃苣属(Borage)例如物种琉璃苣[borage]；十字花科如芸苔属、Melanosinapis、白芥属(Slnapls)、拟南芥属例如物种欧洲油菜、芜青[卡诺拉油菜、油菜(oilseed rape)、甘蓝型油菜]、野欧白芥、芥菜、芥菜原变种、皱叶芥菜、大叶芥菜、黑芥、黑芥(Brassica sinapioides)、黑芥(Melanosinapis communis)[mustard]、甘蓝[fodder beet]或拟南芥；凤梨科如凤梨属(Anana)、Bromelia例如物种凤梨、Ananas ananas或Bromeliacomosa[菠萝]；番木瓜科如番木瓜属例如物种番木瓜[papaya]；大麻科(Cannabaceae)如大麻属例如物种大麻[hemp]、旋花科(Convolvulaceae)如番薯属、旋花属例如物种甘薯、提琴叶牵牛花、Convolvulus batatas、Convolvulus tiliaceus、Ipomoea fastigiata、Ipomoea tiliacea、三裂叶薯或Convolvulus panduratus[sweet potato、Man of the Earth、wild potato]、藜科(Chenopodiaceae)如甜菜属即物种甜菜、甜萝卜、甜菜(原变种)、沿海甜菜、Beta vulgaris var.perennis、Beta vulgaris var.conditiva或Betavulgaris var.esculenta[sugar beet]；葫芦科如南瓜属(Cucurbita)例如物种笋瓜、灰籽南瓜(Cucurbita mixta)、西葫芦或南瓜[pumpkin、squash]；胡颓子科(Elaeagnaceae)如胡颓子属例如物种油橄榄[olive]；杜鹃花科如山月桂属(Kalmia)例如物种宽叶山月桂(Kalmia latifolia)、窄叶山月桂(Kalmiaangustifolia)、小叶山月桂(Kalmia microphylla)、沼泽山月桂(Kalmiapolifolia)、Kalmia occidentalis、Cistus chamaerhodendros或Kalmialucida[American laurel、阔叶月桂、calico bush、spoon wood、sheep laurel、alpine laurel、bog laurel、western bog-laurel、swamp-laurel]；大戟科如木薯属、Janipha、麻疯树属(Jatropha)、蓖麻属(Ricinus)例如物种木薯、Janipha manihot、Jatropha manihot、Manihot aipil、Manihot dulcis、Manihot manihot、Manihot melanobasis、Manihot esculenta[Manihot、arrowroot、tapioca、cassava]或蓖麻[castor bean、Castor Oil Bush、CastorOil plant、Palma Christi、Wonder Tree]；豆科如豌豆属(Pisum)、合欢属(Albizia)、Cathormion、Feuillea、因加属(Inga)、围涎树属(Pithecolobium)、金合欢属(Acacia)、含羞草属(Mimosa)、苜蓿属(Medicago)、大豆属(Glycine)、扁豆属(Dolichos)、菜豆属(Phaseolus)、Soja例如物种豌豆、饲料豌豆、早生矮豌豆[pea]、Albizia berteriana、合欢(Albizia julibrissin)、大叶合欢(Albizia lebbeck)、Acacia berteriana、Acacia littoralis、Albiziaberteriana、Albizzia berteriana、Cathormion berteriana、Feuilleaberteriana、Inga fragrans、Pithecellobium berterianum、Pithecellobiumfragrans、Pithecolobium berterianum、Pseudalbizzia berteriana、Acaciajulibrissin、Acacia nemu、Albizia nemu、Feuilleea julibrissin、Mimosajulibrissin、Mimosa speciosa、Sericanrda julibrissin、Acacia lebbeck、Acacia macrohylla、Albizia lebbek、Feuilleea lebbeck、Mimosa lebbeck、Mimosa speciosa[bastard logwood、silk tree、East Indian Walnut]、紫花苜蓿、野苜蓿、杂交苜蓿[苜蓿]、大豆、Dolichos soja、宽叶蔓豆、Glycinehispida、Phaseolus max、Soja hispida或Soja max[大豆]；牻牛儿苗科如天竺葵属(Pelargonium)、椰子属(Cocos)、Oleum例如物种椰子、茶簏子天竺葵或Oleum cocois[椰子]；禾本科如甘蔗属例如物种甘蔗(Saccharumofficinarum)；核桃科(Juglandaceae)如核桃属、Wallia例如物种核桃(Juglans regia)、Juglans ailanthifolia、山核桃Juglans sieboldiana、灰核桃(Juglans cinerea)、Wallia cinerea、Juglans bixbyi、加州黑核桃(Juglanscalifornica)、印度黑核桃(Juglans hindsii)、Juglans intermedia、Juglansjamaicensis、大核桃(Juglans major)、Juglans microcarpa、黑核桃(Juglansnigra)或Wallia nigra[胡桃、黑胡桃、common walnut、Persian walnut、白胡桃、灰胡桃、黑胡桃]；樟科如鳄梨属、月桂属例如物种月桂[bay、laurel、bay laurel、sweet bay]、鳄梨、鳄梨(Persea gratissima)或鳄梨(Perseapersea)[avocado]；豆科如落花生属(Arachis)例如物种花生[peanut]；亚麻科(Linaceae)如亚麻属(Linum)、Adenolinum例如物种亚麻(linumusitatissimum)、linum humile、奥地利亚麻(linum austriacum)、linumbienne、窄叶亚麻(linum angustifolium)、泻亚麻(linum catharticum)、金黄亚麻(linum flavum)、大花亚麻(linum grandiflorum、Adenolinumgrandiflorum)、刘易斯亚麻(linum lewisii)、那旁亚麻(linum narbonense)、宿根亚麻(linum perenne)、刘易斯宿根亚麻(linum perenne var.lewisii)、linum pratense、linum trigynum[亚麻属、胡麻]；Lythrarieae如石榴属(Punica)例如物种石榴[pomegranate]；锦葵科如棉花属(Gossypium)例如物种陆地棉、树棉、海岛棉、草棉或瑟伯氏棉(Gossypium thurberi)[棉花]；芭蕉科(Musaceae)如芭蕉属(Musa)例如物种香蕉、小果野蕉、大蕉、芭蕉[banana]；柳叶菜科(Onagraceae)如Camissonia、月见草属(Oenothera)例如物种月见草(Oenothera biennis)或Camissonia brevipes[primose、eveningprimose]；棕榈科如油棕属(Elacis)例如物种油棕(Elaeis guineensis)[oilplam]；罂粟科如罂粟属(Papaver)例如物种东方罂粟、虞美人、长果罂粟(Papaver dubium)[poppy、oriental poppy、corn poppy、field poppy、shirleypoppies、field poppy、long-headed poppy、long-pod poppy]；胡麻科(Pedaliaceae)如胡麻属例如物种胡麻[sesame]；胡椒科(Piperaceae)如胡椒属(Piper)、Artanthe、草胡椒属(Peperomia)、Steffensia例如物种树胡椒、Piper amalago、狭叶胡椒、Piper auritum、萎叶、毕澄茄、荜菝、胡椒、假荜菝、Artanthe adunca、Artanthe elongata、Peperomia elongata、Piperelongatum、Steffensia elongata[Cayenne pepper、wild pepper]；禾本科如大麦属(Hordeum)、黑麦属(Secale)、燕麦属(Avena)、高粱属(Sorghum)、须芒草属(Andropogon)、绒毛草属(Holcus)、黍(Panicum)、稻属(Oryza)、玉蜀黍属、小麦属(Triticum)例如物种大麦、芒颖大麦草、鼠大麦、黑麦状大麦草、栽培二棱大麦、三叉大麦、栽培六棱大麦、栽培六棱大麦(Hordeumhexastichum)、Hordeum irregulare、大麦(Hordeum sativum)、黑麦状大麦草[barley、pearl barley、foxtail barley、wall barley、meadow barley]、黑麦(Secale cereale)[rye]、燕麦、野燕麦、比赞燕麦、野燕麦(原变种)、杂种野燕麦、双色高粱、石茅高粱(Sorghum halepense)、甜高粱(Sorghumsaccharatum)、高粱(Sorghum vulgare)、Andropogon drummondii、Holcusbicolor、Holcus sorghum、Sorghum aethiopicum、Sorghum arundinaceum、卡佛尔高粱、垂穗高粱草、甜高粱(Sorghum dochna)、Sorghumdrummondii、硬高粱草、Sorghum guineense、Sorghum lanceolatum、多脉高粱草、甜高粱、Sorghum subglabrescens、Sorghum verticilliflorum、高粱、石茅高粱(Holcus halepensis)、黍(Sorghum miliaceum millet)、稷(Panicum militaceum)[Sorghum、millet]、稻、玉米[corn、maize]、普通小麦(Triticum aestivum)、硬粒小麦、圆柱小麦、Triticum hybernum、马卡小麦、普通小麦(Triticum sativum)或普通小麦(Triticum vulgare)[wheat、bread wheat、common wheat]、山龙眼科(Proteaceae)如澳洲坚果黍(Macadamia)例如物种澳洲坚果(Macadamia intergrifolia)[macadamia]；茜草科如咖啡属例如物种咖啡(Cofea spp.)、小果咖啡(Coffea arabica)、中果咖啡(Coffea canephora)或大果咖啡(Coffea liberica)[coffee]；玄参科如毛蕊花属(Verbascum)例如物种毛瓣毛蕊花(Verbascum blattaria)、南欧毛蕊花(Verbascum chaixii)、Verbascum densiflorum、Verbascum lagurus、Verbascum longifolium、Verbascum lychnitis、Verbascum nigrum、奥林匹克毛蕊花(Verbascum olympicum)、Verbascum phlomoides、紫花毛蕊花(Verbascum phoenicum)、Verbascum pulverulentum或毛蕊花(Verbascum thapsus)[mullein、white moth mullein、nettle-leaved mullein、密花毛蕊花(dense-flowered mullein)、silver mullein、长叶毛蕊花、whitemullein、dark mullein、希腊毛蕊花(greek mullein)、橙色毛蕊花(orangemullein)、紫花毛蕊花(purple mullein)、hoary mullein、great mullein]；茄科如辣椒属、烟草属(Nicotiana)、茄属(Solanum)、番茄属(Lycopersicon)例如物种辣椒、Capsicum annuum var.glabriusculum、小米椒[辣椒]、辣椒[红辣椒(paprika)]、烟草、花烟草(Nicotiana alata)、Nicotiana attenuate、光烟草(Nicotiana glauca)、Nicotiana langsdorffii、Nicotiana obtusifolia、Nicotiana quadrivalvis、Nicotiana repanda、黄花烟草(Nicotiana rustica)、林烟草(Nicotiana sylvestris)[烟草]、马铃薯[potato]、茄[egg-plant]、番茄、番茄、梨形番茄、红茄或番茄[番茄]；梧桐科(Ste rculiaceae)如可可属例如物种可可树[可可]；山茶科(Theaceae)如山茶属(Camellia)例如物种茶(Camellia sinensis)[茶]。
原则上，可通过本领域技术人员已知的所有方法向生物(如植物)中引入本发明的核酸、表达盒或载体。核酸序列的引入产生了重组生物或转基因生物。
除非另外指明，否则术语“多核苷酸”、“核酸”和“核酸分子”在本文中可互换使用。除非另外指明，否则术语“肽”、“多肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用。术语“序列”可涉及多核苷酸、核酸、核酸分子、肽、多肽和蛋白质，这取决于使用术语“序列”的上下文。本文使用的术语“基因”、“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”或“核酸分子”指任何长度的核苷酸(核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸)的聚合形式。该术语仅涉及分子的一级结构。
因此，本文使用的术语“基因”、“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”或“核酸分子”包括双链和单链的DNA和RNA。它们还包括已知类型的修饰，例如甲基化、“加帽”、将一个或多个天然核苷酸取代为类似物。优选地，本发明的DNA或RNA序列包含编码本文所述多肽的编码序列。
编码下述活性的本发明基因也称为“YIP基因”，所述活性选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptinmedium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORF YPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。
“编码序列”是核苷酸序列，其在置于适当调节序列控制之下时转录成mRNA和/或翻译成多肽。编码序列的边界由5’端的翻译起始密码子和3’端的翻译终止密码子决定。编码序列可包括但不仅限于mRNA、cDNA、重组核苷酸序列或基因组DNA，在某些情况下也可存在内含子。
将外源基因转移进植物基因组中称为转化。为此，使用就转化植物组织或植物细胞并再生植物方面描述的方法进行瞬时或稳定转化。合适的方法是通过聚乙二醇诱导的DNA摄取进行的原生质体转化、使用基因枪进行的“生物射弹”法(称为微粒轰击法)电穿孔、干胚在DNA溶液中温育、显微注射和农杆菌介导的基因转移。所述方法描述于例如Jenes B.等，Techniques for Gene Transfer，Transgenic Plants，第一卷，Engineeringand Utilization，Kung S.D和Wu R.编辑，Academic Press(1993)128-143以及Potrykus，Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Molec.Biol.42，205(1991)。优选将待表达的核酸或构建体克隆进适用于转化根癌农杆菌的载体(例如pBin19)中(Bevan等，Nucl.Acids Res.12，8711(1984))。转化有这些载体的农杆菌接着可以已知方式用于转化植物，特别是作物植物，例如烟草植物，例如通过将擦伤或剪断的叶浸泡在农杆菌溶液中，接着在合适的培养基中培养它们。通过根癌农杆菌进行的植物转化描述于例如和Willmitzer Nucl.Acid Res.16，9877(1988)，或者可从White F.F.，Vectorsfor Gene Transfer in Higher Plants；in Transgenic Plants，Vol.1，Engineering and Utilization，Kung S.D.和Wu R.编辑，Academic Press，1993，15-38页等中获知。
通过本发明表达载体转化的农杆菌可类似地以已知方式(例如将擦伤或剪断的叶浸泡在农杆菌溶液中，接着在合适的培养基中培养它们)用于转化植物，例如实验植物如拟南芥，或者作物植物如谷类作物、玉米、燕麦、黑麦、大麦、小麦、大豆、稻、棉花、甜菜、卡诺拉油菜(canola)、向日葵、亚麻、大麻、马铃薯、烟草、番茄、胡萝卜、红辣椒、油菜、树薯、木薯、竹芋、万寿菊、苜蓿、莴苣和多种树木、坚果和藤本物种，特别是含油作物植物，例如大豆、花生、蓖麻植物、向日葵、玉米、棉花、亚麻、油菜、椰子、油棕、红花(Carthamus tinctorius)或可可豆，或者特别是玉米、小麦、大豆、稻、棉花和卡诺拉油菜。
可以通过本领域技术人员已知的所有方法产生经遗传修饰的植物细胞。合适的方法可见于上文提到的Kung S.D.和Wu R.，Potrykus或者和Willmitzer的出版物。
因此，本发明的另一方面涉及以至少一种本发明的核酸序列、表达盒或载体转化的转基因生物，以及来自这些生物的细胞、细胞培养物、组织、部分(例如对于植物生物的情况为叶、根等)或繁殖材料。术语“宿主生物”、“宿主细胞”、“重组(宿主)生物”和“转基因(宿主)细胞”可互换使用。当然，这些术语不仅涉及特定的宿主生物或具体的靶细胞，而且还涉及这些生物或细胞的后代或潜在后代。由于突变或环境效应，可以在后续世代中产生某些改变，因此这些后代不一定与亲本细胞相同，但仍包括在本文使用的该术语中。
就本发明目的而言，“转基因”或“重组”指例如含有本发明核酸序列的核酸序列、表达盒(＝基因构建体、核酸构建体)或载体，或者以本发明核酸序列、表达盒或载体转化的生物，所有这些构建通过遗传工程方法产生，其中
(a)表I应用号1第5列或第7列中所示核酸序列或其衍生物或部分；或
(b)与(a)所述核酸序列功能性连接的遗传控制序列，例如3’-和/或5’-遗传控制序列，例如启动子或终止子，和
(c)(a)和(b)
不在其天然遗传环境中，或者已通过遗传工程方法进行了修饰，所述修饰可以是例如取代、添加、缺失、倒位或插入一个或多个核苷酸残基。天然遗传环境指来源生物或宿主生物中的天然基因组或染色体基因座或者在基因组文库中存在。对于基因组文库的情况，核酸序列的天然遗传环境优选至少在一定程度上保留。该环境在核酸序列的至少一侧，并且序列长度为至少50bp，优选至少500bp，特别优选至少1000bp，最特别优选至少5000bp。天然发生的表达盒(例如本发明核酸序列的天然启动子与相应基因的天然组合)在所述基因经非天然合成(“人工”)方法(例如诱变)修饰时成为转基因表达盒。已经描述了这样的方法，例如US 5,565,350或WO00/15815；。
用于本发明核酸、表达盒或载体的合适的生物或宿主生物有利地为基本上所有适于表达上述重组基因的生物。可以提到的其他实例为植物，例如拟南芥，菊科例如金盏花属，或者作物植物如大豆、花生、蓖麻油植物、向日葵、亚麻、玉米、棉花、亚麻、油菜、椰子、油棕、红花(Carthamustinctorius)或可可豆。
在本发明的一个实施方案中，用于本发明核酸、表达盒或载体的宿主植物选自玉米、大豆、油菜(包括卡诺拉油菜和冬油菜(winter oil seedrape))、棉花、小麦和稻。
本发明的另一目的涉及核酸构建体(例如表达盒)用于转化植物细胞、组织或植物部分的用途，所述核酸构建体含有编码表II中所示多肽的DNA序列或者与其杂交的DNA序列。
为此，取决于启动子的选择，可以在叶、种子、根瘤、根、茎或其他植物部分中特异性表达表I所示序列。这些过量产生表I所示序列的转基因植物、其繁殖材料及其植物细胞、组织或部分是本发明的另一目的。
此外，含有根据表I的序列的本发明表达盒或核酸序列或构建体还可用于转化例如上文提到的生物，例如细菌、酵母、丝状真菌和植物。
在本发明的框架内，增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量表示例如，通过与非遗传修饰的原始植物相比，人工获得的增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的性状，其归因于至少在至少一代植物的时间内，在本发明生物(有利的为根据本发明的转基因植物)中对由表I第5列或第7列中所示相应核酸分子和/或同源物编码的表II的多肽序列的功能性过表达。
此外，组成型表达由表I第5列或第7列中所示相应核酸分子和/或同源物编码的表II多肽序列是有利的。然而，另一方面，也可能期望诱导型表达。本发明多肽序列的表达可导向宿主细胞(优选植物细胞)的细胞质或细胞器，优选质体。
可通过如枝条分生组织繁殖来体外测定由表I第5列或第7列中所示相应核酸分子和/或同源物编码的表II序列的表达效率。此外，可在温室试验中对测试植物测试在性质和水平上发生了改变的由表I第5列或第7列中所示相应核酸分子和/或同源物编码的表II序列的表达及其对代谢途径性能的影响。
本发明的另一目的包括转化有包含根据本发明的表I第5列或第7列中所示序列或与其杂交之DNA序列的表达盒的转基因生物，例如转基因植物，以及这些植物的转基因细胞、组织、部分和繁殖材料。这种情况下特别优选转基因作物植物，例如大麦、小麦、黑麦、燕麦、玉米、大豆、稻、棉花、甜菜、油菜和卡诺拉油菜、向日葵、亚麻、大麻、大蓟(thistle)、马铃薯、烟草、番茄、树薯(tapioca)、木薯(cassava)、竹芋(arrowroot)、苜蓿、莴苣以及多种树木、坚果和藤本物种。
在本发明的一个实施方案中，转化有含有根据本发明的表I第5列或第7列中所示序列或与其杂交之DNA序列的表达盒的转基因植物选自玉米、大豆、油菜(包括卡诺拉油菜和冬油菜)、棉花、小麦和稻。
就本发明的目的而言，植物是单子叶植物和双子叶植物、藓类或藻类，特别是植物，例如在一个实施方案中是单子叶植物，或者例如在另一个实施方案中是双子叶植物。本发明的另一改良是如上述的转基因植物，其含有本发明的核酸序列或构建体或者本发明的表达盒。
然而，转基因也指本发明的核酸位于其在生物基因组中的天然位置，但序列(例如编码序列或调节序列，例如启动子序列)与天然序列相比进行了修饰。优选地，转基因/重组应理解为指本发明的并且显示于表I中的一种或多种核酸或分子的转录存在于基因组中非天然的位置。在一个实施方案中，该核酸或分子的表达是同源的。在另一个实施方案中，该核酸或分子的表达是异源的。这种表达可以是瞬时的，或者是稳定整合进基因组的序列的表达。
本发明使用的术语“转基因植物”还指转基因植物的后代，例如T1、T2、T3和后续的植物世代或者BC1、BC2、BC3和后续的植物世代。因此，可以产生本发明的转基因植物，并且自交或者与其他个体杂交，以获得其他本发明的转基因植物。还可通过无性繁殖转基因植物细胞来获得转基因植物。本发明还涉及来自于本发明转基因植物群的转基因植物材料。这些材料包括植物细胞和某些组织、器官和植物部分的所有表现形式，例如种子、叶、花药、纤维、块茎、根、根毛、茎、胚、愈伤组织、子叶、叶柄、收获材料、植物组织、繁殖组织和细胞培养物，它们来自于实际的转基因植物和/或可用于产生转基因植物。
根据本发明获得的任何转化植物可用于常规育种方案或体外植物繁殖，以产生更多具有相同特征的转化植物和/或可用于将同一特征引入相同或相关物种的其他品种中。这些植物也可以是本发明的一部分。得自转化植物的种子一般也含有相同的特征，并且也是本发明的一部分。如上文所述，本发明基本上可用于可以本领域技术人员已知的任何转化方法进行转化的任何植物和作物。
有利的诱导型植物启动子为例如PRP1启动子(Ward等，Plant.Mol.Biol.22361(1993))、苯磺酰胺诱导型启动子(EP 0 388 186)、四环素诱导型启动子(Gatz等，Plant J.2，397(1992))、水杨酸诱导型启动子(WO95/19443)、脱落酸诱导型启动子(EP 335 528)和乙醇或环己酮诱导型启动子(WO 93/21334)。可以有利地使用的植物启动子的其他实例为来自马铃薯的细胞质FBPas启动子、来自马铃薯的ST-LSI启动子(Stockhaus等，EMBO J.8，2445(1989))、来自大豆的磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶启动子(还参阅gene bank登记号U87999)或EP 249 676所述的nodiene特异性启动子。
特别有利的是在非生物性胁迫条件开始时确保表达的启动子。特别有利的是在低温条件开始(例如开始严寒和/或冰冻温度，如上述)时确保表达，例如确保表VIIIb中所示核酸分子表达的启动子。有利的是在有限养分有效性条件下(例如在土壤氮的情况下开始有限氮源时)或养分耗尽时确保表达，例如确保表VIIIa中所示核酸分子或其基因产物表达的启动子。特别有利的是在开始缺水(如上文所述)时确保表达，例如确保表VIIIc中所示核酸分子或其基因产物表达的启动子。特别有利的是在开始标准生长条件时(例如在没有胁迫和不足养分供应的条件下)确保表达，例如确保表VIIId中所示核酸分子或其基因产物表达的启动子。
这类启动子是本领域技术人员已知的，或可从在上述条件下被诱导的基因中分离。
在一个实施方案中，可以对单子叶植物或双子叶植物使用种子特异性启动子。
原则上，所有带有其调节序列的天然启动子均可使用，例如上文针对本发明表达盒和本发明方法所描述的那些。除此以外，还可以有利地使用合成启动子。
在表达盒的制备中，可以操作多种DNA片段以获得核苷酸序列，其有用地以正确方向阅读并带有正确的读码框。为了将DNA片段(＝本发明核酸)彼此连接，可在片段上附着衔接头或接头。
启动子和终止子区可以有用地在转录方向上带有接头或多聚接头，其包含用于插入此序列中的一个或多个限制性位点。接头一般含有1至10个、常为1至8个、优选2至6个限制位点。一般而言，调节区中的接头的大小小于100bp，经常小于60bp，但至少为5bp。启动子可以与宿主生物(例如宿主植物)是天然或同源的，是外源或异源的也可。在5’-3’转录方向上，表达盒含有启动子、表I所示DNA序列以及用于终止转录的区域。不同的终止区可以任何期望的方式彼此交换。
本文使用的术语“核酸”和“核酸分子”旨在包括DNA分子(如cDNA或基因组DNA)和RNA分子(如mRNA)以及使用核苷酸类似物产生的DNA或RNA类似物。该术语还包括位于基因编码区3’和5’末端的非翻译序列——基因编码区5’末端上游至少约1000个核苷酸的序列以及编码区3’末端下游至少约200个核苷酸的序列。核酸分子可以是单链的或双链的，但优选双链DNA。
“分离的”核酸分子是与该核酸天然来源中存在的其他核酸分子基本分开的核酸分子。这意味着，所存在的其他核酸分子的量为所需核酸重量的少于5％，优选少于2％重量，更优选少于1％重量，最优选少于0.5％重量。优选地，“分离的”核酸不含该核酸来源生物的基因组DNA中天然位于该核酸侧翼的一些序列(即位于该核酸5’和3’末端的序列)。例如，在多个实施方案中，分离的产量增加蛋白质(YIP)的编码核酸分子可含有该核酸来源细胞的基因组DNA中天然位于该核酸分子侧翼的少于约5kb、4kb、3kb、2kb、1kb、0.5kb或0.1kb核苷酸序列。此外，“分离的”核酸分子(例如cDNA分子)可不含一些与其天然相关的其他细胞材料，或者在通过重组技术产生的情况下不含培养基，或者在化学合成的情况下不含化学前体或其他化学物质。
可以使用标准分子生物学技术和本文提供的序列信息来分离本发明的核酸分子，例如编码YIP或其部分的核酸分子，所述YIP或其部分在植物中赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。例如，可以使用表I所示序列之一的全部或部分，从拟南芥cDNA文库中分离拟南芥YIP的编码cDNA，或者从集胞藻、欧洲油菜、大豆、玉米或稻的cDNA文库中分别分离集胞藻、欧洲油菜、大豆、玉米或稻的YIP的编码cDNA。此外，可以使用基于表I序列设计的寡核苷酸引物，通过聚合酶链式反应分离包含表I序列之一的全部或部分的核酸分子。例如，可以从植物细胞中分离mRNA(例如通过Chirgwin等，Biochemistry 18，5294(1979)的硫氰酸胍提取法)，并可使用逆转录酶(例如Moloney MLV逆转录酶，可得自Gibco/BRL，Bethesda，MD；或者AMV逆转录酶，可得自SeikagakuAmerica，Inc.，St.Petersburg，FL)制备cDNA。可以基于表I所示核苷酸序列之一设计用于聚合酶链式反应扩增的合成的寡核苷酸引物。可以使用cDNA或基因组DNA作为模板，并使用适当的寡核苷酸引物根据标准PCR扩增技术来扩增本发明的核酸分子。这样扩增的核酸分子可克隆进适当的载体中，并通过DNA序列分析进行表征。此外，可以通过标准合成技术(如使用自动化DNA合成仪)来制备对应于YIP编码核苷酸序列的寡核苷酸。
在优选的实施方案中，本发明的分离的核酸分子包含编码YIP的表I所示核苷酸序列之一(即“编码区”)以及5’非翻译序列和3’非翻译序列。
此外，本发明的核酸分子可仅包含表I核酸序列之一的编码区的一部分，例如可用作探针或引物的片段或者编码YIP的生物活性部分的片段。
本发明的YIP编码核酸分子所编码的蛋白质的部分优选为本文所述的生物活性部分。本文使用的术语YIP的“生物活性部分”旨在包括产量增加蛋白质的部分(例如结构域/基序)，所述蛋白质参与植物中增强的对非生物性胁迫的耐受性和/或增加的产量。为了确定YIP或其生物活性部分是否导致植物中增强的对非生物性胁迫效率的耐受性和/或增加的产量，可对包含该YIP的植物进行分析。这些分析方法为本领域技术人员所熟知，并详细描述于实施例中。更具体地，可以如下制备编码YIP之生物活性部分的核酸片段：分离表I核酸序列之一的一部分，表达所编码的YIP或肽的部分(例如通过体外重组表达)，以及评估所编码的YIP或肽的部分的活性。
YIP的生物活性部分包括在本发明之中，并包括含有来自YIP编码基因之氨基酸序列的氨基酸序列或者与YIP同源之蛋白质的氨基酸序列的肽，其包含比全长YIP或与YIP同源的全长蛋白更少的氨基酸，并显示YIP的至少某种酶活性或生物活性。一般地，生物活性部分(例如长度为5，10，15，20，30，35，36，37，38，39，40，50，100或更多个氨基酸的肽)包含具有至少一种YIP活性的结构域或基序。此外，可以通过重组技术制备缺失了该蛋白质中其它区域的其他生物活性部分，并评估本文所述的一种或多种活性。优选地，YIP的生物活性部分包括其具有生物活性的一种或多种选定的结构域/基序或其部分。
术语“生物活性部分”或“生物活性”指表II第3列所示多肽，或者所述多肽中仍具有该天然或起始酶或蛋白之酶活性或生物活性的至少10％或20％，优选30％、40％、50％或60％，特别优选70％、75％、80％、90％或95％的部分。
在本发明的方法中，可以使用适当时含有可掺入DNA或RNA中的合成、非天然或修饰核苷酸碱基的核酸序列。例如，所述合成、非天然或修饰碱基可增加该核酸分子在细胞外或细胞内的稳定性。本发明的核酸分子可含有与上述相同的修饰。
本文使用的术语“核酸分子”还可包含位于基因编码区3’和5’末端的非翻译序列，例如编码区5’末端上游至少500个、优选200个、特别优选100个核苷酸的序列，以及基因编码区3’端下游至少100个、优选50个、特别优选20个核苷酸的序列。仅选择编码区用于克隆和表达目的经常是有利的。
优选地，用于本发明方法的核酸分子或本发明的核酸分子是分离的核酸分子。
“分离的”多核苷酸或核酸分子与该核酸分子天然来源中所存在的其他多核苷酸或核酸分子分开。分离的核酸分子可以是若干kb的染色体片段，或者优选是仅包含基因编码区的分子。因此，本发明的分离的核酸分子可包含5’和3’的相邻染色体区或其他相邻染色体区，但优选不包含该核酸来源生物的基因组或染色体环境中天然位于该核酸分子序列侧翼的这些序列(例如编码该核酸分子5’和3’UTR的区域附近的序列)。例如，在多个实施方案中，用于本发明方法的分离的核酸分子可以包含该核酸分子来源细胞的基因组DNA中天然位于该核酸分子侧翼的少于约5kb、4kb、3kb、2kb、1kb、0.5kb或0.1kb的核苷酸序列。
用于本方法的核酸分子(例如本发明的多核苷酸或其部分)可使用分子生物学标准技术和本文提供的序列信息来分离。还可以例如借助于比较算法来鉴定在DNA或氨基酸水平上的同源序列或同源保守序列区。前者可在标准杂交技术中用作杂交探针(例如Sambrook等，Molecular Cloning：ALaboratory Manual.第二版，Cold Spring Harbor Laboratory，ColdSpring Harbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，NY，1989所述)，用于分离可用于该方法的其他核酸序列。
还可以通过聚合酶链式反应分离包含本方法所用核酸分子(例如本发明的多核苷酸)的完整序列或其部分的核酸分子，其中使用基于该序列或其部分的寡核苷酸引物。例如，可以使用基于该特定序列产生的寡核苷酸引物，通过聚合酶链式反应分离包含完整序列或其部分的核酸分子。例如，可以从细胞中分离mRNA(例如通过Chirgwin等，Biochemistry 18，5294(1979)所述的硫氰酸胍提取法)，并可通过逆转录酶(例如MoloneyMLV逆转录酶，可得自Gibco/BRL，Bethesda，MD，或者AMV逆转录酶，可得自Seikagaku America，Inc.，St.Petersburg，FL)产生cDNA。
用于通过聚合酶链式反应进行扩增的合成寡核苷酸引物(例如表III第7列中所示)可基于本文所示序列产生，例如基于表I第5列和第7列中所示序列或者源自表II第5列和第7列的序列。
此外，可以通过与本发明核酸分子所编码多肽(特别是与表I第5列或第7列中所示核酸分子所编码的序列)进行蛋白质序列比对来鉴定保守蛋白，由此可以产生保守区并进而产生简并引物。
保守区是在来自不同来源的若干同源物中一个特定位置上的氨基酸极少显示变异的区域。表IV第7列中所示共有的序列和多肽基序来自于所述比对。此外，可以通过与本发明核酸所编码的多肽(特别是与表II第5列或第7列中所示多肽分子所编码的序列)进行蛋白质序列比对来从多种生物中鉴定保守区，由此可以产生保守区并进而产生简并引物。
在一个有利的实施方案中，在本发明方法中增加了多肽的活性，所述多肽包含表IV第7列中所示共有序列或多肽基序或者由其组成，在另一实施方案中，本发明涉及多肽，其包含表IV第7列中所示共有序列或多肽基序或者由其组成，其中所标明氨基酸位置中少于20个，优选少于15或10个，优选少于9、8、7或6个，更优选少于5或4个，甚至更优选少于3个，甚至更优选少于2个，甚至更优选0个可被任何氨基酸替换。在一个实施方案中，以字母标出的氨基酸位置中的不超过15％，优选10％，甚至更优选5％、4％、3％或2％，最优选1％或0％被另一氨基酸替换。在一个实施方案中，共有序列或蛋白质基序中插入了少于20个氨基酸，优选少于15或10个，优选少于9、8、7或6个，更优选少于5或4个，甚至更优选少于3个，甚至更优选少于2个，甚至更优选0个氨基酸。
共有序列来自于表II中所列序列的多重比对。字母代表单字母氨基酸代码并且指出氨基酸在至少80％的比对蛋白质中是保守的。字母X代表氨基酸，其在至少80％的序列中不是保守的。在一个例子中，如果仅少量选择的氨基酸亚组在某一位置是可能的，则这些氨基酸在括号中给出。给定的X数字指出保守氨基酸残基之间的距离，例如Y-x(21，23)-F表示保守的酪氨酸和苯丙氨酸残基在所有研究的序列中通过最少21最多23个氨基酸残基彼此隔开。
保守结构域从所有序列中鉴定，并且使用标准Prosite记法的子集描述，例如模式Y-x(21，23)-[FW]表示保守的酪氨酸与苯丙氨酸或色氨酸通过最少21最多23个氨基酸残基隔开。
保守性模式使用软件工具MEME3.5.1版鉴定，或者人工鉴定。MEME由美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校计算机科学与工程学院的Timothy L.Bailey和Charles Elkan开发，并由Timothy L.Bailey和Charles Elkan描述(Fitting a mixture model by expectation maximization to discover motifsin biopolymers，Proceedings of the Second International Conference onIntelligent Systems for Molecular Biology，28-36页，AAAI Press，MenloPark，California，1994)。公众可在圣地亚哥超级计算机中心(http://meme.sdsc.edu)获得该独立程序的源代码。
为了使用软件工具MEME鉴定所有序列中的共有基序，使用以下设置：-maxsize 500000，-nmotifs 15，-evt 0.001，-maxw 60，-distance 1e-3，-minsites分析中所用的序列数。MEME的输入序列是Fasta格式的非比对序列。其他参数可以本版软件中的默认设置使用。
保守性结构域的Prosite图谱使用软件工具Pratt 2.1版产生，或者人工产生。Pratt由挪威Bergen大学信息学院的Inge Jonassen开发，并由Jonassen等描述(I.Jonassen，J.F.Collins和D.G.Higgins，Finding flexiblepatterns in unaligned protein sequences，Protein Science 4(1995)，1587-1595页；I.Jonassen，Efficient discovery of conserved patterns using apattern graph，Submitted to CABIOS Febr.1997]。该独立程序的源代码(ANSI C)是公众可获得的，例如在已建立的生物信息学中心如EBI(欧洲生物信息学研究所)。
为了使用软件工具Pratt产生图谱，使用以下设置：PL(最大Pattern长度)：100，PN(最大图谱标记数)：100，PX(最大连续x数)：30，FN(最大柔性间隔区数)：5，FL(最高柔性)：30，FP(最高柔性产物)：10，ON(最大图谱数)：50。Pratt的输入序列是由软件工具MEME鉴定的显示高度相似性的蛋白质序列的不同区域。必须与所产生图谱匹配的最小序列数(CM，最小匹配序列数)设置为所提供序列的至少80％。此处未提及的参数以其默认设置使用。
可以使用保守性结构域的Prosite图谱来检索与该图谱匹配的蛋白质序列。多个已建立的生物信息学中心提供在数据库检索中使用这些图谱的公众互联网入口(例如PIR(Protein Information Resource，位于乔治城大学医学中心)或ExPASy(Expert Protein Analysis System))。或者，有独立软件可以使用，如Fuzzpro程序，它是EMBOSS软件包的一部分。例如，Fuzzpro程序不仅允许检索准确的图谱-蛋白质匹配，还允许在所进行的检索中设置多种模糊度。
比对使用ClustalW软件(1.83版)进行，并描述于Thompson等(Nucleic Acids Research 22，4673(1994))。公众可从德国海德堡的欧洲分子生物学实验室获得该独立程序的源代码。使用ClustalW v1.83的默认参数进行分析(缺口罚分：10.0；缺口延伸罚分：0.2；蛋白质矩阵：Gonnet；蛋白质/DNA endgap：-1；蛋白质/DNA gapdist：4)。
接着可以使用简并引物通过PCR扩增新的蛋白质的片段，所述蛋白质具有上述活性，例如在增加表达或活性后与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，或者具有表II第3列中所示蛋白质或来自其他生物的其他本发明多肽功能同源物的活性。
接着，这些片段可作为杂交探针用于分离完整基因序列。或者，可以通过RACE-PCR分离缺少的5’和3’序列。可以使用cDNA或基因组DNA作为模板，使用合适的引物，按照标准PCR扩增技术来扩增本发明的核酸分子。这样扩增的核酸分子可克隆进合适的载体中，并通过DNA序列分析进行表征。可以通过标准合成法(例如使用自动化DNA合成仪)产生对应于本方法所用核酸分子之一的寡核苷酸。
有利地用于本发明方法的核酸分子可基于其与本文所述核酸分子的同源性来分离，其中使用该序列或其部分作为杂交探针，并遵循标准杂交技术在严格杂交条件下进行。在这种情况下，可以使用例如在严格条件下与上述核酸分子杂交(特别是与这样的核酸分子杂交：其包含本发明方法所用核酸分子的核苷酸序列，或者编码本发明所用蛋白质的核苷酸序列，或者本发明核酸分子的核苷酸序列)的长度为至少15、20、25、30、35、40、50、60或更多个核苷酸(优选至少15、20或25个核苷酸)的分离的核酸分子。还可以使用含有30、50、100、250或更多个核苷酸的核酸分子。
术语“同源性”指各个核酸分子或所编码的蛋白质在功能和/或结构上是等同的。例如，与上述核酸分子同源或者作为所述核酸分子之衍生物的核酸分子是所述核酸分子的变异，其中代表具有相同生物功能(特别是编码具有相同或基本相同的生物功能的蛋白质)的修饰。它们可以是天然的变异，例如来自其他植物品种或物种的序列，或者是突变。这些突变可天然发生，或者可通过诱变技术获得。等位基因变异可以天然的等位基因变异以及合成产生的或遗传工程产生的变体。例如，结构等价物可通过测试所述多肽与抗体的结合或者通过基于计算机的预测来鉴定。结构等价物具有相似的免疫学特征，例如包含相似的表位。
“杂交”指这些核酸分子在常规杂交条件下杂交，优选在严格条件下杂交，如Sambrook(Molecular Cloning；A Laboratory Manual，第二版，ColdSpring Harbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，NY(1989))或Current Protocols in Molecular Biology，John Wiley & Sons，N.Y.(1989)，6.3.1-6.3.6所述。
根据本发明，可使用本发明核酸的DNA和RNA分子作为探针。此外，作为用于鉴定功能同源物的模板，可以进行Northern印迹测定和Southern印迹测定。Northern印迹测定有利地提供了关于所表达基因产物的进一步信息：例如表达谱、加工步骤(如剪接和加帽)的存在情况等。Southern印迹测定提供了关于编码本发明核酸分子之基因染色体定位和组织的进一步信息。
严格杂交条件的一个优选的非限制性实例为在约45℃下在6×氯化钠/柠檬酸钠(＝SSC)中杂交，然后在50至65℃(例如50℃、55℃或60℃)下在0.2×SSC、0.1％SDS中进行一次或多次洗涤步骤。本领域技术人员了解，这些杂交条件作为核酸类型的函数而变化，并且例如在存在有机溶剂时随温度和缓冲液浓度而变化。例如，“标准杂交条件”下的温度作为核酸类型的函数在0.1×、0.5×、1×、2×、3×、4或5×SSC(pH 7.2)浓度的水性缓冲液中可为42℃至58℃不等，优选45℃和50℃。如果上述缓冲液中存在有机溶剂，例如50％甲酰胺，则标准条件下的温度约为40℃、42℃或45℃。DNA:DNA杂交分子的杂交条件优选为0.1×SSC和20℃、25℃、30℃、35℃、40℃或45℃，优选30℃至45℃。DNA:RNA杂交分子的杂交条件优选为例如0.1xSSC和30℃、35℃、40℃、45℃、50℃或55℃，优选45℃到55℃。上述杂交温度是在例如不存在甲酰胺的情况下对长度约100bp(＝碱基对)且G+C含量为50％的核酸确定的。本领域技术人员了解借助于教科书来确定杂交条件，所述教科书为例如上文提到的那些，或者以下教科书：Sambrook等，”Molecular Cloning”，Cold Spring Harbor Laboratory，1989；Hames和Higgins编辑1985，”Nucleic Acids Hybridization：A PracticalApproach”，IRL Press at Oxford University Press，Oxford；Brown编辑1991，”Essential Molecular Biology：A Practical Approach”，IRL Press atOxford University Press，Oxford。
一个这种严格杂交条件的另一实例是在65℃下在4×SSC中杂交，其后在65℃下以0.1×SSC洗涤1小时。或者，一个示例性严格杂交条件为50％甲酰胺、4×SSC，42℃。此外，洗涤步骤过程中的条件可以在划分为低严格条件(约2×SSC，50℃)至高严格条件(约0.2×SSC，50℃，优选65℃)的范围内选择(20×SSC：0.3M柠檬酸钠、3M NaCl，pH 7.0)。此外，洗涤步骤过程中的温度可从室温(约22℃)下的低严格条件增加至约65℃的高严格条件。盐浓度和温度这两个参数可同时改变，或者可将这两个参数之一保持恒定而改变另一个。杂交过程中还可以使用变性剂，例如甲酰胺或SDS。在50％甲酰胺存在下，杂交优选在42℃下进行。可在各个情况下组合相关的因素例如1)处理的长度、2)盐条件、3)洗涤剂条件、4)竞争DNA、5)温度和6)探针的选择，因此本文无法提及所有的可能性。
因此，在一个优选的实施方案中，在68℃下将Northern印迹在Rothi-Hybri-Quick缓冲液(Roth，Karlsruhe)中预杂交2小时。与放射性标记探针的杂交在68℃进行过夜。其后在68℃下用1×SSC进行洗涤步骤。对于Southern印迹测定，在68℃下将膜在Rothi-Hybri-Quick缓冲液(Roth，Karlsruhe)中预杂交2小时。与放射性标记探针的杂交在68℃进行过夜。其后弃去杂交缓冲液，并用2×SSC、0.1％SDS短暂地洗涤滤器。弃去洗涤缓冲液后，加入新的2×SSC、0.1％SDS缓冲液并在68℃下孵育15分钟。将该洗涤步骤进行两次，其后在68℃下使用1×SSC、0.1％SDS进行10分钟的额外洗涤步骤。
用于DNA杂交(Southern印迹测定)和洗涤步骤的一些条件实例在下文给出：
(1)杂交条件可选自例如以下条件：
(a)4×SSC，65℃，
(b)6×SSC，45℃，
(c)6×SSC，100mg/ml变性的片段化鱼精DNA，68℃，
(d)6×SSC，0.5％SDS，100mg/ml变性的鲑精DNA，68℃，
(e)6×SSC，0.5％SDS，100mg/ml变性的片段化鲑精DNA，50％甲酰胺，42℃，
(f) 50％甲酰胺，4×SSC，42℃，
(g)50％(v/v)甲酰胺，0.1％牛血清白蛋白，0.1％Ficoll，0.1％聚乙烯吡咯烷酮，50mM磷酸钠缓冲液pH 6.5，750mM NaCl，75mM柠檬酸钠，42℃，
(h)2×或4×SSC，50℃(低严格条件)，或
(i)30到40％甲酰胺，2×或4×SSC，42℃(低严格条件)。
(2)洗涤步骤可选自例如以下条件：
(a)0.015M NaCl/0.0015M柠檬酸钠/0.1％SDS，50℃。
(b)0.1×SSC，65℃。
(c)0.1×SSC，0.5％SDS，68℃。
(d)0.1×SSC，0.5％SDS，50％甲酰胺，42℃。
(e)0.2×SSC，0.1％SDS，42℃。
(f)2×SSC，65℃(低严格条件)。
来自其他生物的具有上述活性(即，赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增加的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量)的多肽可由其他DNA序列编码，所述DNA序列在宽松的杂交条件下与表I第5和7列中所示序列杂交，并且在表达时编码下述肽，所述肽赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的冷耐受性和/或增加的产量。
此外，一些应用必须在低严格杂交条件下进行，而对杂交特异性无任何影响。例如，可以用本发明核酸分子检测总DNA的Southern印迹分析，并低严格洗涤(55℃下，2×SSPE、0.1％SDS)。杂交分析可仅显示出编码本发明多肽或本发明方法所用多肽(例如具有本文所述与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强非生物性环境胁迫耐受性和/或增加产量的活性)的基因的简单模式。这些低严格杂交条件的另一实例是4×SSC，50℃，或者在42℃下用30至40％甲酰胺进行杂交。这些分子包括这样的分子：其为本发明多肽或本发明方法所用多肽的片段、类似物或衍生物，其差异为氨基酸和/或核苷酸的缺失、插入、取代、添加和/或重组或者本领域技术人员已知的单独或组合地对上述氨基酸序列或其内在核苷酸序列的任何其他修饰。然而，优选使用高严格杂交条件。
杂交应有利地以至少5、10、15、20、25、30、35或40bp的片段进行，有利地为至少50、60、70或80bp，优选至少90、100或110bp。最优选至少15、20、25或30bp的片段。还优选至少100bp或200bp、非常特别优选至少400bp长度的杂交。在一个特别优选的实施方案中，杂交应以上述条件用整个核酸序列进行。
术语“片段”、“序列片段”或“序列部分”表示所指代原始序列的截短序列。截短序列(核酸或蛋白质序列)的长度可广泛变化，最小尺寸是这样的序列，其大小足以为序列提供与所指代原始序列至少相当的功能和/或活性，或者在严格杂交条件下与本发明核酸分子或本发明方法所用核酸分子杂交，而最大尺寸则不是关键性的。在一些应用中，最大尺寸一般不显著大于提供原始序列的期望活性和/或功能所需的大小。
截短的氨基酸序列的长度一般为约5至约310个氨基酸。然而，更一般地，序列长度最高将约为250个氨基酸，优选最高约200或100个氨基酸。经常期望选择至少约10、12或15个氨基酸上至最高约20或25个氨基酸的序列。
术语“表位”涉及抗原中的特异性免疫反应性位点，也称为抗原决定簇。这些表位可以是多聚组合物中单体(如蛋白质中的氨基酸)的线性排列，或者包含更复杂的二级结构或三级结构或者由其组成。本领域技术人员会认识到，免疫原(即能引发免疫应答的物质)是抗原，但一些抗原(如半抗原)则不是免疫原，而是可能通过与载体分子偶联而具有免疫原性。术语“抗原”包括提及可对针对其产生抗体和/或抗体对其具有特异免疫反应性的物质。
在一个实施方案中，本发明涉及本发明的或本发明方法中所用的多肽的表位，并且赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量。
术语“一个或数个氨基酸”指至少一个氨基酸，但不多于将导致同源性低于50％同一性的氨基酸数。优选地，同一性高于70％或80％，更优选为85％、90％、91％、92％、93％、94％或95％，甚至更优选96％、97％、98％或99％的同一性。
此外，本发明的核酸分子包括作为上述核酸分子的核苷酸序列之一或其部分之互补序列的核酸分子。与表I第5列和第7列中所示核苷酸序列之一互补的核酸分子是这样的，其与表I第5列和第7列中所示核苷酸序列之一充分互补，以使其能与表I第5列和第7列中所示核苷酸序列之一杂交，从而形成稳定的双链体。优选地，所述杂交在严格条件下进行。然而，本文所述序列之一的互补序列优选是根据本领域技术人员熟知的核酸分子的碱基配对与其互补的序列。例如，碱基A和G分别与碱基T以及U或C碱基配对，反之亦然。对碱基的修饰可能影响碱基配对的配偶体。
本发明的核酸分子包括这样的核苷酸序列，其与表I第5列和第7列中所示核苷酸序列或其部分具有至少约30％、35％、40％或45％的同源性，优选至少约50％、55％、60％或65％，更优选至少约70％、80％或90％，甚至更优选至少约95％、97％、98％、99％或更高的同源性，并且优选地具有上述活性，特别是通过例如在细胞溶胶或细胞器(如质体或线粒体或这两者，优选质体)中表达而增加活性或增加表II第3列中所示基因产物的活性后具有对非生物性环境胁迫的耐受性增强的活性和/或产量增加活性。
本发明的核酸分子包括这样的核苷酸序列，其与表I第5列和第7列中所示核苷酸序列之一或其部分杂交，优选在本文所定义的严格条件下杂交，并且编码具有上述活性的蛋白质，例如通过在细胞溶胶或细胞器(如质体或线粒体或这两者，优选质体)中表达而赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，并且任选地，该活性选自30S核糖体蛋白S11、60S核糖体蛋白、衔接蛋白中链同源物APM2(Adaptin medium chain homolog APM2)、B0252-蛋白、BRICK1-样蛋白、Cav1蛋白、叶绿体陪伴蛋白、DNA聚合酶、鞭毛蛋白、G2/有丝分裂特异性周期蛋白、GRE1-蛋白(Hydrophilin)、膜蛋白、ORFYPL249c-a、RNA聚合酶II全酶细胞周期蛋白样亚基、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶、短链脱氢酶、固醇-C-甲基转移酶、转录调节蛋白(farR)、Ykr015c-蛋白和YPL167C_2-蛋白。
此外，本发明的核酸分子可以仅包含表I第5列和第7列中所示序列之一的一部分编码区，例如可用作探针或引物的片段或者编码本发明多肽或本发明方法中所用多肽的生物活性部分的片段，即具有上述活性，例如如果其活性例如通过在细胞溶胶或细胞器(如质体或线粒体或这两者，优选质体)中表达而增加，而赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量。从本发明蛋白质编码基因的克隆中测定的核苷酸序列允许产生设计用于在其他细胞类型和生物中鉴定和/或克隆其同源物的探针和引物。所述探针/引物一般包含基本纯化的寡核苷酸。该寡核苷酸一般包含这样的核苷酸序列区域，其在严格条件下与(例如表I第5列和第7列中)所示序列之一的有义链、(例如表I第5列和第7列中)所示序列之一的反义链、或其天然存在的突变体的至少约12、15个、优选约20或25个、更优选约40、50或75个连续核苷酸杂交。基于本发明核苷酸的引物可用于PCR反应中来克隆本发明多肽或本发明方法所用多肽的同源物，例如作为本发明实施例中所述的引物，例如实施例中所示。用表III第7列中所示引物进行的PCR将产生表II第3列中所示基因产物的片段。
引物组可互换。本领域技术人员了解组合所述引物来产生期望的产物，例如全长克隆或部分序列。基于本发明核酸分子或本发明方法中所用核酸分子的探针可用于检测编码相同或同源蛋白质的转录物或基因组序列。探针还可包含其上附着的标记基团，例如所述标记基团可以是放射性同位素、荧光化合物、酶或酶辅因子。这些探针可作为基因组标记物试剂盒的一部分，用于鉴定表达本发明多肽或本发明方法中所用多肽的细胞(例如通过测量细胞样品中编码核酸分子的水平(例如检测mRNA水平))，或者用于确定包含本发明多核苷酸序列或本发明方法中所用多核苷酸序列的基因组基因是否已突变或缺失。
本发明的核酸分子编码多肽或其部分，其包括与表II第5列和第7列中所示氨基酸序列充分同源的氨基酸序列，从而该蛋白质或其部分保持参与与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加产量的能力，特别包括在所述植物中增加上文所述活性或实施例中所述活性。
本文使用的术语“充分同源”指蛋白质或其部分，其具有这样的氨基酸序列，其包含最少数目的与表II第5列和第7列中所示氨基酸序列相同或等同的氨基酸残基(例如与本发明多肽序列之一中的氨基酸残基具有相似侧链的氨基酸残基)，以使该蛋白质或其部分能参与与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加产量。例如，具有表II第3列中所示和本文所述的蛋白质的活性。
在一个实施方案中，本发明的核酸分子包括编码本发明蛋白质的一部分的核酸。所述蛋白质与表II第5列和第7列中完整氨基酸序列具有至少约30％、35％、40％、45％或50％的同源性，优选至少约55％、60％、65％或70％，更优选至少约75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％或94％，最优选至少约95％、97％、98％、99％或更高的同源性，并且具有上述活性，例如通过如在细胞溶胶或细胞器(如质体或线粒体或这两者，优选质体)中表达而赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
本发明核酸分子所编码蛋白质的部分优选具有生物活性，优选具有上述生物活性，例如在增加活性后赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量增加。
如本文所述，术语“生物活性部分”旨在包括这样的部分(例如结构域/基序)，其赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量，或者具有免疫活性从而与抗体结合，所述抗体特异性结合本发明多肽或本发明方法中使用的多肽，所述多肽用于与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
本发明还涉及这样的核酸分子，其由于遗传密码的简并性而不同于表I A第5列和第8列中所示核苷酸序列之一(及其部分)，并因而编码本发明的多肽，特别是具有上述活性的多肽，例如表II第5列和第7列中所示序列表示的多肽或其功能同源物。有利地，本发明的核酸分子包含(或在另一些方案中具有)编码蛋白质的核苷酸序列，所述蛋白质包含(或在另一些实施方案中具有)表II第5列和第7列所示氨基酸序列或其功能同源物。在另一些实施方案中，本发明的核酸分子编码全长蛋白，其与表II第5列和第7列中所示氨基酸序列或功能同源物基本同源。然而，在优选的实施方案中，本发明的核酸分子不由表I(优选表IA第5列和第7列)中所示序列组成。
此外，本领域技术人员会理解，在种群中可能存在导致氨基酸序列改变的DNA序列多态性。编码本发明多肽或包含本发明核酸分子的基因中的这种遗传多态性可由于天然变异而在种群的个体中存在。
本文使用的术语“基因”和“重组基因”指这样的核酸分子，其包含编码本发明多肽的可读框，或者包含本发明的核酸分子，或者编码本发明方法中所用的多肽，优选来自作物植物或者来自可用于本发明方法的微生物。这些天然变异一般可导致基因的核苷酸序列中1至5％的变异。本发明范围中旨在包括编码本发明多肽或包含本发明核酸分子的基因中的任何及所有核苷酸变异及其引起的氨基酸多态性，这些变异和多态性由于天然变异而产生，并且不改变所述功能活性。
可以基于其与本文所述核酸分子的同源性，使用本发明核酸分子或其部分作为杂交探针，根据标准杂交技术在严格杂交条件下分离与本发明核酸分子同源之天然变体的相应核酸分子，其也可以是cDNA。
因此，在另一实施方案中，本发明的核酸分子长度至少为15、20、25或30个核苷酸。优选地，其在严格条件下与包含本发明核酸分子或本发明方法中所用核酸分子之核苷酸序列(例如包含表I第5列和第7列中所示序列)的核酸分子杂交。所述核酸分子的长度优选为至少20、30、50、100、250或更多个核苷酸。
上文定义了术语“在严格条件下杂交”。在一个实施方案中，术语“在严格条件下杂交”旨在描述这样的杂交和洗涤条件，在所述条件下彼此具有至少30％、40％、50％或65％同一性的核苷酸序列一般保持彼此杂交。优选地，该条件使得彼此具有至少约70％、更优选至少约75％或80％、甚至更优选至少约85％、90％或95％或更高同一性的序列一般保持彼此杂交。
优选地，在严格条件下与表I第5列和第7列中所示序列杂交的本发明核酸分子对应于本发明的天然核酸分子。本文使用的“天然(存在/发生)的”核酸分子指具有在自然界中存在的核苷酸序列(例如编码天然蛋白质)的RNA或DNA分子。优选地，该核酸分子编码具有上述活性的天然蛋白质，所述活性为例如通过如在细胞溶胶和/或细胞器(如质体或线粒体，优选质体)中表达基因产物的核酸序列增加其表达或活性或者本发明蛋白质或本发明方法中所用蛋白质之活性后赋予增加产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
除了本发明多肽或核酸分子以及本发明方法中所用多肽或核酸分子之序列的天然变体以外，本领域技术人员会认识到，可通过突变向编码本发明多肽或本发明方法中所用多肽的核酸分子的核苷酸序列中引入改变，从而导致所编码所述多肽的氨基酸序列改变，而不改变该多肽的功能能力，优选不降低所述活性。
例如，可以在本发明核酸分子或本发明方法中所用核酸分子(例如表I第5列和第7列中所示)的序列中产生导致在“非关键”氨基酸残基处发生氨基酸取代的核苷酸取代。
“非关键”氨基酸残基是在野生型序列中发生变化而不改变所述多肽之活性的残基，而“关键”氨基酸残基是上述活性(例如在增加该多肽的活性后导致与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比对非生物性环境胁迫耐受性的增强和/或产量增加)所需的氨基酸残基。然而，其他氨基酸残基(例如在具有所述活性的结构域中不保守或仅半保守的残基)可能不是活性所必需的，因此很可能适于进行改变而不改变所述活性。
此外，本领域技术人员了解，生物之间的密码子使用可能不同。因此，可以使本发明核酸分子中的密码子使用适用于表达所述多核苷酸或多肽的生物或细胞区室(例如质体或线粒体)中的密码子使用。
因此，本发明涉及编码多肽的核酸分子，所述多肽通过如在细胞溶胶或细胞器(如质体或线粒体或这两者，优选质体)中表达而在生物或其部分中具有上述活性，并在所述活性的非关键氨基酸残基中含有改变。这些多肽在氨基酸序列上不同于表II第5列和第7列中所示序列中含有的序列，但仍保留本文所述活性。所述核酸分子可包含编码多肽的核苷酸序列，其中所述多肽包含与表II第5列和第7列中所示氨基酸序列具有至少约50％同一性的氨基酸序列，并且能在通过如在细胞溶胶或细胞器(如质体或线粒体或这两者，优选质体)中表达而增加其活性(例如其表达)后参与与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比对非生物性环境胁迫耐受性的增强和/或产量增加。优选地，该核酸分子所编码的蛋白质与表II第5列和第7列中所示序列具有至少约60％的同一性，更优选与表II第5列和第7列中所示序列之一具有至少约70％的同一性，甚至更优选与表II第5列和第7列所示序列具有至少约80％、90％、95％的同源性，最优选与表II第5列和第7列中所示序列具有至少约96％、97％、98％或99％的同一性。
为了测定两氨基酸序列或两核酸分子之间的百分比同源性(＝同一性，本文中可互换使用)，将序列一个写在另一个下方用于最佳比较(例如，可以向蛋白质或核酸中插入缺口，以产生与另一蛋白质或另一核酸的最佳比对)。
接着比较相应氨基酸位置或核苷酸位置上的氨基酸残基或核酸分子。如果一个序列中的位置被与另一序列中相应位置上相同的氨基酸残基或相同的核酸分子占据，则所述分子在此位置上是同源的(即，本文中使用的氨基酸或核酸“同源性”对应于氨基酸或核酸“同一性”)。两序列间的百分比同源性是所述序列间共有的相同位置数的函数(即，％同源性＝相同位置数/总位置数×100)。因此，术语“同源性”和“同一性”应认为是同义的。
为了确定两个或更多个氨基酸或者两个或更多个核苷酸序列之间的百分比同源性(＝同一性)，已经开发了若干计算机软件程序。两个或更多个序列的同一性可以使用例如fasta软件来计算，该软件目前使用的版本是fasta3(W.R.Pearson和D.J.Lipman，PNAS 85，2444(1988)；W.R.Pearson，Methods in Enzymology 183，63(1990)；W.R.Pearson和D.J.Lipman，PNAS 85，2444(1988)；W.R.Pearson，Enzymology 183，63(1990))。另一种可用于计算不同序列间同源性的程序是标准blast程序，其包括在Biomax pedant软件中(Biomax，Munich，Federal Republic ofGermany)。遗憾的是，这有时产生非最优的结果，因为blast不总是包括主题和查询的完整序列。尽管如此，该程序非常高效，可用于比较大量序列。一般在这样的序列比较中使用以下设置：
-p程序名[字符串]；-d数据库[字符串]；默认＝nr；-i检索文件[FileIn]；默认＝stdin；-e期望值(E)[实数]；默认＝10.0；-m比对视图选项：0＝配对；1＝查询固定，显示名称；2＝查询固定，无名称；3＝平查询固定，显示名称；4＝平查询固定，无名称；5＝查询固定，无名称，平末端；6＝平查询固定，无名称，平末端；7＝XML Blast输出；8＝列表；9有注解行的表[整数]；默认＝0；-o BLAST报告输出文件[File Out]可选；默认＝stdout；-F过滤查询序列(DUST使用blastn，SEG使用其他)[字符串]；默认＝T；-G打开缺口的消耗(0调用默认行为)[整数]；默认＝0；-E延伸缺口的消耗(0调用默认行为)[整数]；默认＝0；-X X缺口比对的降低值(比特)(0调用默认行为)；blastn 30，megablast 20，tblastx 0，其他均为15[整数]；默认＝0；-I Show GI′s in deflines[T/F]；默认＝F；-q核苷酸错配罚分(仅用于blastn)[整数]；默认＝-3；-r  核苷酸匹配奖分(仅用于blastn)[整数]；默认＝1；-v对(V)显示一行描述的数据库序列数[整数]；默认＝500；-b对(B)显示比对的数据库序列数[整数]；默认＝250；-f延伸命中的阈值，0为默认；blastp 11，blastn 0，blastx 12，tblastn 13；tblastx13，megablast 0[整数]；默认＝0；-g进行缺口比对(tblastx不提供)[T/F]；默认＝T；-Q使用的查询遗传密码[整数]；默认＝1；-D DB遗传密码(仅用于tblast[nx])[整数]；默认＝1；-a使用的处理器数[整数]；默认＝1；-O序列比对文件[File Out]可选；-J相信查询defline[T/F]；默认＝F；-M矩阵[字符串]；默认＝BLOSUM62；-W  字号，0为默认(blastn 11，megablast 28，其他均为3)[整数]；默认＝0；-z数据库有效长度(实际大小使用0)[实数]；默认＝0；-K  区域中保留的最佳命中数(默认关闭，如果使用则推荐值为100)[整数]；默认＝0；-P多个命中使用0，单个命中使用1[整数]；默认＝0；-Y检索空间有效长度(实际大小使用0)[实数]；默认＝0；-S针对数据库检索的查询链(用于blast[nx]和tblastx)；3为都是，1为上，2为下[整数]；默认＝3；-T  产生HTML输出[T/F]；默认＝F；-l将数据库检索限制在GI列表[字符串]可选；-U使用FASTA序列的小写过滤[T/F]可选；默认＝F；-y无缺口延伸的X降低值(比特)(0.0调用默认行为)；blastn 20，megablast 10，其他均为7[实数]；默认＝0.0；-Z最终缺口比对的X降低值(比特)(0.0调用默认行为)；blastn/megablast 50，tblastx 0，其他均为25[整数]；默认＝0；-R PSI-TBLASTN checkpoint file[File In]可选；-n MegaBlast search[T/F]；默认＝F；-L  查询序列上的位置[字符串]可选；-A多重命中的窗口大小，0为默认(blastn/megablast 0，其他均为40[整数]；默认＝0；-w移码罚分(blastx使用OOF算法)[整数]；默认＝0；-t tblastn中用于连接HSP的最大允许内含子长度(0不进行连接)[整数]；默认＝0。
使用Needleman和Wunsch或者Smith或Waterman的算法得到了高质量的结果。因此，优选基于所述算法的程序。有利地，序列比较可以使用PileUp程序(J.Mol.Evolution.，25，351(1987)，Higgins等，CABIOS 5，151(1989))或优选使用“Gap”和“Needle”程序来进行，它们都基于Needleman和Wunsch的算法(J.Mol.Biol.48；443(1970))，还有“BestFit”，它基于Smith和Waterman的算法(Adv.Appl.Math.2；482(1981))。“Gap”和“BestFit”是GCG软件包的一部分(Genetics Computer Group，575 Science Drive，Madison，Wisconsin，USA 53711(1991)；Altschul等，(Nucleic Acids Res.25，3389(1997))，“Needle”是The European MolecularBiology Open Software Suite(EMBOSS)的一部分(Trends in Genetics 16(6)，276(2000))。因此，优选地，在完整序列范围内使用“Gap”或“Needle”程序进行用于确定序列同源性百分比的计算。对“Needle”使用以下标准调整用于核酸序列比较：矩阵：EDNAFULL，缺口罚分：10.0，延伸罚分：0.5。对“Gap”使用以下标准调整用于核酸序列比较：缺口权重：50，长度权重：3，评价匹配：10.000，评价错配：0.000。
例如，在核酸水平上与SEQ ID NO：39具有80％同源性的序列应理解为在以上述参数通过上述程序“Needle”与序列SEQ ID NO：39比较后具有80％的同一性。
两多肽间的同源性应理解为完整序列长度上氨基酸序列的同一性，通过借助上述程序“Needle”进行比较来计算，其中使用矩阵：EBLOSUM62，缺口罚分：8.0，延伸罚分：2.0。
例如，在蛋白质水平上与序列SEQ ID NO：40具有80％同源性的序列应理解为在以上述参数通过上述程序“Needle”与序列SEQ ID NO：40比较后具有80％的同一性。
通过对根据本发明表I第5列和第7列中所示核酸序列进行取代、插入或缺失而产生的功能等价物与根据本发明表II第5列和第7列中所示多肽之一具有至少30％、35％、40％、45％或50％，优选至少55％、60％、65％或70％，优选至少80％，特别优选至少85％或90％、91％、92％、93％或94％，非常特别优选至少95％、97％、98％或99％的同源性，并且编码与表II第5列和第7列中所示多肽具有基本相同特性的多肽。
通过对根据本发明的表II第5列和第7列中所示多肽之一进行取代、插入或缺失而产生的功能等价物与根据本发明的表II第5列和第7列中所示多肽之一具有至少30％、35％、40％、45％或50％，优选至少55％、60％、65％或70％，优选至少80％，特别优选至少85％或90％、91％、92％、93％或94％，非常特别优选至少95％、97％、98％或99％的同源性，并且与表II第5列和第7列中所示多肽具有基本相同特性。
功能等价物的“基本相同的特性”首先应理解为指该功能等价物具有上述活性，例如在细胞溶胶或细胞器(如质体或线粒体或这两者，优选质体)中表达而增加所述功能等价物在生物(如微生物、植物或植物组织或动物组织、植物或动物细胞或其部分)中的蛋白量、活性或功能。
可以这样产生编码表II第5列和第7列之蛋白质序列的同源物的核酸分子：向本发明核酸分子(特别是表I第5列和第7列)的核苷酸序列中引入一个或多个核苷酸取代、添加或缺失，以使所编码蛋白质中引入一个或多个氨基酸取代、添加或缺失。可以通过标准技术(如定点诱变和PCR介导的诱变)向表I第5列和第7列的编码序列中引入突变。
优选地，在一个或多个预测的非关键氨基酸残基处产生保守性氨基酸取代。“保守性氨基酸取代”是这样的氨基酸取代，其中氨基酸残基被具有相似侧链的氨基酸残基取代。具有相似测量的氨基酸残基家族已在本领域中定义。这些家族包括带有以下侧链的氨基酸：碱性侧链(例如赖氨酸、精氨酸、组氨酸)、酸性侧链(例如天冬氨酸、谷氨酸)、不带电的极性侧链(例如甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸)、非极性侧链(例如丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸)、β-分支侧链(例如苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸)和芳香侧链(例如酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、组氨酸)。
因此，本发明多肽或本发明方法所用多肽中预测的非关键氨基酸残基优选被来自同一家族的另一氨基酸残基取代。或者，在另一实施方案中，可在本发明核酸分子或本发明方法所用核酸分子的编码序列的全部或部分中随机引入突变，例如通过饱和诱变引入，并可在所得突变体中筛选本文所述活性，以鉴定保留或甚至增加上述活性(例如赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量)的突变体。
在诱变本文所示序列之一后，可以重组表达所编码的蛋白质并可使用如本文所述的测定(见实施例)来测定蛋白质的活性。
通过Gap检索在以下数据库条目中发现本发明方法所用核酸分子的最高同源性。
具有表I第5列和第7列中所示序列的所用核酸序列的同源物还包括等位基因变体，其与所示核苷酸序列之一或上述衍生的核酸序列或其同源物、衍生物或类似物或其部分具有至少约30％、35％、40％或45％，优选至少约50％、60％或70％，更优选至少约90％、91％、92％、93％、94％或95％，甚至更优选至少约96％、97％、98％或99％的同源性。特别地，等位基因变体包括功能变体，其可通过在所示序列(优选表I第5列和第7列中所示或衍生的核酸序列)中缺失、插入或取代核苷酸来获得，然而，其目的是所合成的蛋白质的酶活性或生物活性有利地被保留或增加。
在本发明的一个实施方案中，本发明的核酸分子或本发明方法所用核酸分子包含表I第5列和第7列任何中所示序列。优选地，该核酸分子包含尽可能少的在表I第5列和第7列任一中未显示的其他核苷酸。在一个实施方案中，所述核酸分子包含少于500、400、300、200、100、90、80、70、60、50或40个其他核苷酸。在另一实施方案中，所述核酸分子包含少于30、20或10个其他核苷酸。在一个实施方案中，本发明方法所用的所述核酸分子与表I第5列和第7列中所示序列相同。
还优选本发明方法所用核酸分子编码包含表II第5列和第7列中所示序列的多肽。在一个实施方案中，所述核酸分子编码少于150、130、100、80、60、50、40或30个其他氨基酸。在另一实施方案中，所编码的多肽包含少于20、15、10、9、8、7、6或5个其他氨基酸。在用于本发明方法的一个实施方案中，所编码的多肽与表II第5列和第7列中所示序列相同。
在一个实施方案中，本发明的核酸分子或者方法中所用核酸分子编码包含表II第5列和第7列中所示序列的多肽，并包含少于100个其他核苷酸。在另一实施方案中，所述核酸分子包含少于30个其他核苷酸。在一个实施方案中，方法中所用核酸分子与表I第5列和第7列中所示序列的编码序列相同。
仍具有本发明多肽赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量(例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量)之必要生物活性或酶活性(即，其活性基本未降低)的多肽(＝蛋白质)是具有野生型生物活性或酶活性的至少10％或20％、优选30％或40％、特别优选50％或60％、非常特别优选80％或90或更高的多肽，有利地，该活性与在相同条件下表达的表II第5列和第7列中所示多肽之活性相比基本未降低。
表I第5列和第7列的同源物或者表II第5列和第7列中所示衍生序列的同源物还指编码和非编码DNA序列的截短序列、cDNA、单链DNA或RNA。所述序列的同源物还应理解为指衍生物，其包含非编码区，例如UTR、终止子、增强子或启动子变体。所述核苷酸序列上游的启动子可通过一个或多个核苷酸取代、插入和/或缺失进行修饰，但却不干扰该启动子、可读框(＝ORF)或远离ORF的3’调节区(如终止子或其他3’调节区)的功能或活性。还可以如下增加启动子的活性：修饰其序列，或者将其完全取代为活性更高的启动子，甚至来自异源生物的启动子。合适的启动子为本领域技术人员已知，并在下文提及。
除了上述编码YIP的核酸分子以外，本发明的另一方面涉及对选自根据表I第5列和/或第7列(优选第7列)的核酸分子之活性的负调节物。认为其反义多核苷酸抑制这些负调节物的下调活性，这是通过与靶标多核苷酸特异性结合以及干扰靶标多核苷酸的转录、剪接、转运、翻译和/或稳定性来实现的。本领域中描述了用于将反义多核苷酸靶向至染色体DNA、初级RNA转录物或经加工mRNA的方法。优选地，靶标区包括剪接位点、翻译起始密码子、翻译终止密码子和可读框中的其他序列。
就本发明目的而言，术语“反义”指这样的核酸，其包括多核苷酸，上述多核苷酸与基因、初级转录物或经加工mRNA的全部或部分充分互补，从而干扰内源基因的表达。“互补”多核苷酸是能根据标准Watson-Crick互补原则碱基配对的多核苷酸。具体而言，嘌呤与嘧啶碱基配对，形成鸟嘌呤与胞嘧啶配对(G:C)和腺嘌呤与胸腺嘧啶(A:T)(DNA的情况)或者腺嘌呤与尿嘧啶(A:U)(RNA的情况)的组合。应该理解，两个多核苷酸即便不彼此完全互补也能彼此杂交，只要各自具有彼此基本互补的至少一个区域即可。术语“反义核酸”包括单链RNA以及能转录产生反义RNA的双链DNA表达盒。“活性”反义核酸是能与核酸分子活性的负调节物选择性杂交的反义RNA分子，所述核酸分子编码与选自根据表II第5列和/或第7列(优选第7列)的多肽具有至少80％序列同一性的多肽。
反义核酸可以与完整的负调节物链互补，或者仅与其一部分互补。在一个实施方案中，反义核酸分子与编码YIP的核苷酸序列的编码链中的“非编码区”反义。术语“非编码区”指编码区侧翼不翻译成氨基酸的5’和3’序列(即，也称为5’和3’非翻译区)。反义核酸分子可以仅与YIP mRNA的非编码区的一部分互补。例如，反义寡核苷酸可以与YIP mRNA翻译起始位点周围的区域互补。例如，反义寡核苷酸的长度可以为约5、10、15、20、25、30、35、40、45或50个核苷酸。本发明的反义分子一般包含与表I的核酸之一的非编码区中至少14个连续核苷酸具有60-100％序列同一性的RNA。优选地，所述序列同一性将为至少70％，更优选至少75％、80％、85％、90％、95％、98％，最优选99％。
可以使用本领域已知的方法，使用化学合成和酶连接反应来构建本发明的反义核酸。例如，反义核酸(例如反义寡核苷酸)可以使用天然核苷酸或多种修饰核苷酸来化学合成，所述修饰核苷酸设计用于增加分子的生物稳定性或增加反义与有义核酸之间所形成双链体的物理稳定性，例如，可以使用硫代磷酸酯衍生物和吖啶取代的核苷酸。可用于产生反义核酸的修饰核苷酸的实例包括5-氟尿嘧啶、5-溴尿嘧啶、5-氯尿嘧啶、5-碘尿嘧啶、次黄嘌呤、黄嘌呤、4-乙酰胞嘧啶、5-(羧基羟甲基)-尿嘧啶、5-羧甲基氨基甲基-2-硫代尿苷、5-羧甲基氨甲基尿嘧啶、二氢尿嘧啶、β-D-半乳糖基queosine、肌苷、N6-异戊烯基腺嘌呤、1-甲基鸟嘌呤、1-甲基肌苷、2，2-二甲基鸟嘌呤、2-甲基腺嘌呤、2-甲基鸟嘌呤、3-甲基胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、N6-腺嘌呤、7-甲基鸟嘌呤、5-甲基氨甲基尿嘧啶、5-甲氧基氨甲基-2-硫尿嘧啶、β-D-甘露糖基queosine、5’-甲氧基羧甲基尿嘧啶、5-甲氧基尿嘧啶、2-甲硫基-N6-异戊烯基腺嘌呤、尿嘧啶-5-氧乙酸(v)、wybutoxosine、假尿嘧啶、queosine、2-硫代胞嘧啶、5-甲基-2-尿嘧啶、2-硫尿嘧啶、4-硫尿嘧啶、5-甲基尿嘧啶、尿嘧啶-5-氧乙酸甲酯、5-甲基-2-硫尿嘧啶、3-(3-氨基-3-N-2-羧基丙基)-尿嘧啶、acp3和2，6-二氨基嘌呤。或者，可以使用已经将核酸以反义方向亚克隆(即，从所插入核酸转录的RNA将为目的靶核酸的反义取向，以下章节中进一步描述)的表达载体通过生物方法产生反义核酸。
在另一实施方案中，本发明的反义核酸分子是α-端基异构核酸分子。α-端基异构效应核酸分子与互补RNA形成特定的双链杂交体，其中与通常的b单元相反，链彼此平行排列(Gaultier等，Nucleic Acids.Res.15，6625(1987))。反义核酸分子还可包含2’-o-甲基核糖核苷酸(Inoue等，NucleicAcids Res.15，6131(1987))或嵌合RNA-DNA类似物(Inoue等，FEBS Lett.215，327(1987))。
本发明的反义核酸分子一般对细胞施用或者原位产生，以使其与细胞mRNA和/或基因组DNA杂交或结合。杂交可通过常规核苷酸互补性进行，以形成稳定双链体，或者例如对于与DNA双链体结合的反义核酸分子的情况，通过双螺旋大沟中的特异性相互作用进行。可以修饰反义分子，以使其特异性结合选定细胞表面上表达的受体或抗原，例如将该反义核酸分子与结合细胞表面受体或抗原的肽或抗体连接在一起。也可以使用本文所述载体将反义核酸分子递送至细胞中。为了实现足够的反义分子胞内浓度，优选其中将反义核酸分子置于强原核、病毒或真核(包括植物)启动子控制之下的载体构建体。
作为反义多核苷酸的备选，可以使用核酶、有义多核苷酸或双链RNA(dsRNA)以减少YIP多肽表达。“核酶”意指具有核糖核酸酶活性的基于催化性RNA的酶，其能够切割与之具有互补区域的单链核酸如mRNA。可以使用核酶(例如Haselhoff和Gerlach，Nature 334，585(1988)所述的锤头状核酶)以催化性切割YIP mRNA转录物以便因此抑制YIP mRNA的翻译。对编码YIP的核酸呈特异性的核酶可以基于如本文中所公开的YIPcDNA的核苷酸序列或基于根据本发明中已教授的方法而分离的异源序列设计。例如，可以构建四膜虫(Tetrahymena)L-19IVS RNA的衍生物，在其中活性位点的核苷酸序列与编码YIP的mRNA中待受到切割的核苷酸序列互补。参见例如Cech等的美国专利号4,987,071和5,116,742。备选地，可以使用YIP mRNA以在RNA分子库内选择具有特异性核糖核酸酶活性的催化性RNA。。参阅如Bartel D.和Szostak J.W.，Science 261，1411(1993)。在优选的实施方案中，核酶将含有具备至少7、8、9、10、12、14、16、18或20个核苷酸并且更优选地7或8个核苷酸的与靶RNA的部分具有100％互补性的部分。用于产生核酶的方法对本领域技术人员为已知。例如参见美国专利号6,025,167；5,773,260和5,496,698。
本文使用的术语“dsRNA”指包含两个RNA链的RNA杂交体。dsRNA的结构可以是线性或环状的。在一个优选的实施方案中，dsRNA对多核苷酸具有特异性，所述多核苷酸编码根据表II的多肽，或者编码与根据表II的多肽具有至少70％序列同一性的多肽。杂交的RNA可以是基本互补或完全互补。“基本互补”意指当使用如上所述的BLAST程序优化比对两种杂交的RNA时，杂交的部分至少95％互补。优选地，dsRNA的长度将是至少100个碱基对。一般地，杂交的RNA长度相同，没有突出的5′或3′端并且没有缺口。然而，达100个核苷酸的具有5′或3′突出端的dsRNA可以用于本发明的方法中。
dsRNA可以包含核糖核苷酸或核糖核苷酸类似物如2′-O-甲基核糖基或其组合。例如，参见美国专利号4,130,641和4,024,222。dsRNA聚核糖次黄苷酸：聚核糖胞苷酸在美国专利4,283,393中描述。用于产生和使用dsRNA的方法在本领域已知。一个方法包括在体内或在体外单个反应混合物内同时转录两条互补的DNA链。例如，参见美国专利号5,795,715。在一个实施方案中，dsRNA可以通过标准技术直接引入植物或植物细胞。或者，dsRNA可以在植物细胞中通过转录两种互补的RNA得到表达。
用于抑制内源基因表达的其他方法如三螺旋形成(Moser等，Science238，645(1987)，以及Cooney等，Science 241，456(1988))和共抑制(Napoli等，The Plant Cell 2，279，1990，)为本领域已知。已经将部分或全长的cDNA用于共抑制内源植物基因。参阅如美国专利号4,801,340、5,034,323、5,231,020和5,283,184；Van der Kroll等，The Plant Cell 2，291，(1990)；Smith等，Mol.Gen.Genetics 224，477(1990)，以及Napoli等，The PlantCell 2，279(1990)。
对于有义抑制，认为引入有义多核苷酸封闭相应靶基因的转录。有义多核苷酸具有与靶植物基因或靶RNA至少65％的序列同一性。优选地，同一性百分数是至少80％、90％、95％或更高。引入的有义多核苷酸不必在全长上与靶基因或转录物相关。优选地，有义多核苷酸与中表I应用号1所示核酸之一的至少100个连续核苷酸具有至少65％的序列同一性。同一性的区域可以包含内含子和/或外显子和非翻译区域。引入的有义多核苷酸可以短暂存在于植物细胞中，或可以稳定整合至植物染色体或染色体外复制子。
此外，本发明的目的是包含核酸分子的表达载体，所述核酸分子包含选自以下的核酸分子：
(a)编码表II应用号1第5或7列中所示多肽的核酸分子；
(b)表I应用号1第5或7列中所示核酸分子；
(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性而源自表II第5列或第7列中所示多肽序列，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(d)核酸分子，其与包含表I第5列或第7列中所示核酸分子的多核苷酸的核酸分子序列具有至少30％同一性，优选至少40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％同一性，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(e)核酸分子，其编码与(a)、(b)、(c)或(d)核酸分子所编码多肽的氨基酸序列具有至少30％同一性、优选至少40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％同一性的多肽，并具有包含表I第5列中所示多核苷酸的核酸分子所代表的活性，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(f)核酸分子，其在严格杂交条件下与(a)、(b)、(c)、(d)或(e)的核酸分子杂交，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(g)核酸分子，其编码可借助于针对(a)、(b)、(c)、(d)、(e)或(f)核酸分子之一所编码多肽产生的单克隆或多克隆抗体来分离的多肽，并具有包含表I应用号1第5列中所示多核苷酸的核酸分子所代表的活性；
(h)核酸分子，其编码包含表IV第7列中所示共有序列或一种或多种多肽基序的多肽，并优选地具有包含表II或IV应用号1第5列中所示多肽的蛋白质所代表的活性；
(i)核酸分子，其编码具有表II第5列中所示蛋白质所代表的活性的多肽，并赋予与相应的例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量；
(j)核酸分子，其包含可通过使用表III第7列中的引物扩增cDNA文库或基因组文库获得的多核苷酸，并优选具有包含表II或表IV应用号1第5列中所示多肽的蛋白质所代表的活性；和
(k)核酸分子，其可通过严格杂交条件下筛选合适的核酸文库(特别是cDNA文库和/或基因组文库)获得，所述筛选中使用包含(a)或(b)核酸分子之互补序列的探针或者使用其片段，所述片段具有(a)至(e)所表征核酸分子序列之互补核酸分子的至少15nt，优选20nt、30nt、50nt、100nt、200nt、500nt、750nt或1000nt，并且上述核酸分子编码多肽，该多肽具有包含表II应用号1第5列中所示多肽的蛋白质所代表的活性。
本发明还提供分离的重组表达载体，其包含如上述的YIP编码核酸，其中该载体或YIP编码核酸分别在宿主细胞中的表达导致与宿主细胞的相应例如未转化的野生型相比增强的对非生物性环境胁迫的耐受性。如本文中所用，术语“载体”指能够转运与之连接的另一种核酸分子的核酸分子。一个类型的载体是“质粒”，其指向其中可以连接额外DNA区段的环状双链DNA环。另一类型的载体是病毒载体，其中可以将额外DNA区段连接至病毒的基因组内。其它类型的载体可以是线性化的核酸序列，如转座子，其是可以拷贝并自我插入的DNA片段。存在两种类型的已知转座子：称作插入序列的简单转座子以及复合转座子，其可以具有数种基因以及为转座所需要的基因。
某些载体能够在引入这些载体的宿主细胞内自主复制(例如具有细菌复制起点的细菌载体和附加型哺乳动物载体)。其它载体(非附加型哺乳动物载体)在引入宿主细胞后整合至宿主细胞基因组，并且因此随宿主基因组一起复制。此外，某些载体能够指导与它们有效连接的基因表达。此类载体在本文中称为“表达载体”。通常，用于DNA重组技术的表达载体通常是质粒的形式。在本说明书中，“质粒”和“载体”可互换使用，因为质粒是载体的最常用形式。然而，本发明意图包含表达载体的其它形式，如病毒载体(例如复制缺陷型逆转录病毒、腺病毒和腺相关病毒)，其发挥等效功能。
植物表达盒优选地包含调节序列，此类调节序列能够在植物细胞中驱动基因表达并有效地连接以至每一序列可以充分实现它的功能，如通过聚腺苷酸化信号终止转录。优选的聚腺苷酸化信号不但是源自根瘤农杆菌t-DNA如Ti质粒pTiACH5(Gielen等(1984)EMBO J 3：835)中称作章鱼碱合酶的基因3或其功能等价物的那些聚腺苷酸化信号，而且在植物中呈功能活性的所有其它终止子也适合。
由于植物基因表达并不总是在翻译水平受限，因此植物表达盒优选地含有有效连接的其它序列，如转录增强子，如含有来自烟草花叶病毒的5’非翻译前导序列的增强每RNA对多肽比率的超驱动序列(Gallie等，Nucl.Acids Research 15，8693(1987))。
植物基因表达必须有效地连接至赋予基因以时间、细胞或组织特异性方式表达的适宜启动子。优选的启动子是驱动组成型表达的启动子(Benfey等，EMBO J.8，2195(1989))，如那些源自植物病毒如35S CaMV((Franck等，Cell 21，285(1980))、19S CaMV(还参阅美国专利号5,352,605和PCT申请号WO 84/02913)的启动子，或植物启动子，如那些在美国专利号4,962,028中所述来自Rubisco小亚基的启动子。
额外有利的调节序列例如包含在植物启动子如CaMV/35S(Franck等，Cell 21 285(1980))、PRP1(Ward等，Plant.Mol.Biol.22，361(1993))、SSU、OCS、Iib4、usp、STLS1、B33、LEB4、nos中或者包含在泛素、油菜籽蛋白或菜豆蛋白启动子内。诱导型启动子在本上下文中也有利，如在EP-A-O 388 186(苯磺酰胺诱导型)、Plant J.2，1992：397-404(Gatz等，四环素诱导型)、EP-A-O 335 528(脱落酸诱导型)或WO 93/21334(乙醇或环己酮诱导型)中描述的启动子。额外有利的植物启动子是马铃薯的胞浆FBP酶启动子或马铃薯的ST-LSI启动子(Stockhaus等，EMBO J.8(1989)2445-245)、大豆的磷酸核糖焦磷酸酰胺转移酶启动子(还参见Genebank登录号U87999)或如EP-A-O 249 676中所述节特异性启动子。额外特别有利的启动子是可以用于单子叶植物或双子叶植物并且在US5,608,152(来自油菜籽的油菜籽蛋白启动子)、WO 98/45461(来自拟南芥属的油质蛋白启动子)、US 5,504,200(来自菜豆的菜豆蛋白启动子)、WO91/13980(来自芸苔属的Bce4启动子)和Baeumlein等，Plant J.，2，2，1992：233-239(来自豆科植物的LEB4启动子)中描述的种子特异性启动子。所述启动子用于双子叶植物中。如下启动子用于例如单子叶植物：来自大麦中Ipt2或Ipt1启动子(WO 95/15389和WO 95/23230)或来自大麦的大麦醇溶蛋白启动子。其它有用的启动子在WO99/16890中描述。
原则上，可以使用具有其调节序列的所有天然启动子，如以上提及的用于新方法的那些天然启动子。除此之外，还可能并且可以有利地使用合成性启动子。
基因构建体还可含有待插入生物中并例如参与胁迫耐受性和产量增加的其他基因。在宿主生物中插入并表达调节基因是可能的并且是有利的，例如编码诱导物、阻遏物或通过其酶活性干预调节作用的酶的基因，或者生物合成途径中一种或多种或全部酶的基因。这些基因在来源上可以是异源或同源的。插入的基因可以具有它们自己的启动子或处于如与表I核酸序列或其同源物的相同启动子控制下。
为了表达存在的其它基因，基因构建体有利地包含根据已选择的宿主生物和基因选择用于最佳表达的3′和/或5′末端调节序列以增强表达。
这些调节序列用于使如上所述的基因特异性表达和蛋白质表达成为可能。根据宿主生物，这可以意指例如仅在诱导后基因才得以表达或过量表达或基因立即得以表达和/或过量表达。
调节序列或因子还可以优选地有益影响引入的基因的表达并且因此增加表达。有可能通过使用强转录信号，如启动子和/或增强子以这种方式有利地在转录水平增强调节元件。然而，除此之外，还有可能例如通过改善mRNA的稳定性增强翻译。
优选用于植物基因表达盒的其它序列是指导基因产物进入适宜细胞区室所需要的靶向序列(综述参阅Kermode，Crit.Rev.Plant Sci.15(4)，285(1996)及其参考文献)，如进入液泡、细胞核、所有类型的质粒如淀粉体、叶绿体、细胞外空间、线粒体、色质体、内质网、油体、过氧化物酶体和植物细胞的其它区室。
植物基因表达还可以通过诱导型启动子进行促进(综述参阅Gatz，Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.48，89(1997))。当基因表达需要以时间特异性方式发生时，化学诱导型启动子特别合适。
表VI列出了可用于调节本发明核酸编码序列的转录的一些启动子实例。
表VI：植物中组织特异性启动子和诱导型启动子的实例
其他启动子例如超级启动子(Ni等，.Plant Journal 7，661(1995))、泛素启动子(Callis等，J.Biol.Chem.，265，12486(1990)；US 5,510,474；US6,020,190；Kawalleck等，Plant.Molecular Biology，21，673(1993))或34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)可类似地用于本发明，并为本领域技术人员已知。
发育阶段优选的启动子在发育的某个阶段优先受到表达。组织和器官优选的启动子包括在特定组织或器官如叶、根、种子或木质部中优先受到表达的那些启动子。组织优选的启动子包括但不限于果实优选的、胚珠优选的、雄性组织优选的、种子优选的、珠被优选的、块茎优选的、柄优选的、果皮优选的和叶优选的、柱头优选的、花粉优选的、花药优选的、花瓣优选的、萼片优选的、花梗优选的、长角果优选的、茎优选的、根优选的启动子等。种子优选的启动子在种子繁育和/或萌发期间优先受到表达。例如，种子优选地启动子可以是胚优选的、胚乳优选和种衣优选的启动子。参阅Thompson等，BioEssays 10，108(1989)。种子优选的启动子实例包括但不限于纤维素合成酶(celA)、Cim1、γ-玉米醇溶蛋白、球蛋白-1、玉米19kD玉米醇溶蛋白(cZ19B1)等。
其它在本发明表达盒中有用的启动子包括但不限于主要叶绿素a/b结合蛋白启动子、组蛋白启动子、Ap3启动子、β-伴大豆球蛋白启动子、油菜籽蛋白启动子，大豆凝集素启动子、玉米15kD玉米醇溶蛋白启动子、22kD玉米醇溶蛋白启动子、27kD玉米醇溶蛋白启动子、g-玉米醇溶蛋白启动子、蜡质、萎缩1、萎缩2和青铜色启动子、Zm13启动子(美国专利号5,086,169)、玉米多聚半乳糖醛酸酶启动子(PG)(美国专利号5,412,085和5,545,546)和SGB6启动子(美国专利号5,470,359)以及合成性或其它的天然启动子。
额外在植物中控制异源基因表达的灵活性可以通过使用来自异源的DNA结合结构域和反应元件(即来自非植物的DNA结合结构域)达到。异源DNA结合结构域的实例是LexA DNA结合结构域(Brent和Ptashne，Cell43，729(1985))。
本发明还提供包含以反义方向克隆至该表达载体的本发明YIP DNA分子的重组表达载体。即DNA分子以如此方式有效连接至调节序列，该方式允许(通过DNA分子转录)与YIP mRNA呈反义的RNA分子表达。可以选择有效地连接至以反义方向克隆的核酸分子的调节序列，其指导反义RNA分子在多种细胞类型中连续表达。例如，可以选择指导反义RNA组成型、组织特异性或细胞类型特异性表达的病毒启动子和/或增强子，或调节序列。反义表达载体可以是重组质粒、噬菌粒或减毒病毒的形式，在其中反义核酸在高效调节区域的控制下产生。调节区域的活性可以通过向其中引入载体的细胞类型加以测定。对于使用反义基因调节基因表达的讨论，参阅Weintraub H.等，Reviews-Trends in Genetics，Vol.1(1)，23(1986)和Mol等，FEBS Letters 268，427(1990)。
本发明的另一方面涉及分离的YIP、及其生物活性部分。“分离的”或“纯化的”多肽或其生物活性部分在通过重组DNA技术产生时基本不含某些细胞性材料，或在通过化学合成时基本不含化学前体或其它化学品。词组“基本不含细胞性材料”包括这样的YIP制品，在所述YIP制品中该多肽与从其中天然或重组地产生此多肽的细胞的某些细胞器分开。在一个实施方案中，词组“基本不含细胞材料”包括这样的YIP制品，其具有少于大约30％(干重)的非YIP材料(本文中也称作“杂质多肽”)、优选地少于大约20％的非YIP材料、仍更优选地少于大约10％的非YIP材料并且最优选地少于大约5％的非YIP材料。
当重组产生YIP或其生物学活性部分时，它还优选地基本不含培养基，即培养基占蛋白质制品的体积少于大约20％、更优选地少于大约10％并且最优选地少于大约5％。词组“基本不含化学前体或其它化学品”包括YIP制品，在其中该多肽与参与合成此多肽的化学前体或其它化学品分开。词组“基本不含化学前体或其它化学品”包括YIP制品，其具有少于大约30％(干重)的化学性前体或非YIP化学品、更优选地少于大约20％的化学性前体或非YIP化学品、仍更优选地少于大约10％的化学性前体或非YIP化学品并且最优选地少于大约5％的化学性前体或非YIP化学品。在优选的实施方案中，分离的多肽或其生物活性部分没有来自在其中衍生YIP的同一生物的杂质多肽。这样的多肽一般通过重组表达来产生，例如酿酒酵母、大肠杆菌或欧洲油菜、大豆、玉米或稻的YIP在微生物(如酿酒酵母、大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌、纤毛虫、藻类、真菌)或植物中的重组表达，只要该多肽在与其来源生物不同的生物中重组表达即可。
本文所述的核酸分子、多肽、多肽同源物、融合多肽、引物、载体和宿主细胞可用于一种或多种以下方法：鉴定酿酒酵母、大肠杆菌或欧洲油菜、大豆、玉米或稻及相关生物；对酿酒酵母、大肠杆菌相关生物的基因组进行作图；鉴定和定位酿酒酵母、大肠杆菌或欧洲油菜、大豆、玉米或稻的目的序列；进化研究；确定功能所需的YIP区；调节YIP活性；调节一个或多个细胞功能的代谢；调节一种或多种化合物的跨膜转运；调节对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量；以及调节YIP核酸的表达。
本发明的YIP核酸分子还用于进化和多肽结构研究。本发明分子所参与的代谢过程和转运过程由种类广泛的原核细胞和真核细胞所利用；通过将本发明核酸分子的序列与来自其它生物的编码类似酶的核酸分子的序列比较，可以评估生物的进化相关性。类似地，此类比较研究允许评估序列的哪些区域保守而哪些区域不保守，这可能有助于确定多肽的哪个区域对酶的功能关键。这种类型的确定对于多肽工程研究极有意义并且可以提供多肽可以耐受何种诱变而不丧失功能的线索。
对本发明YIP核酸分子的操作可导致产生与野生型YIP有功能差异的SRP。这些多肽可具有改进的效率或活性，可以比通常更高的数量存在于细胞中，或者可以具有降低的效率或活性。
本发明YIP的改变可通过多种机制直接影响对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量。
可以如下评估植物中的遗传修饰在对非生物性环境胁迫的耐受性方面的效果：在比合适更差的条件下培养修饰的植物，接着分析该植物的生长特征和/或代谢。此类分析技术对本领域技术人员而言众所周知，并且包括干重、鲜重、多肽合成、糖合成、脂类合成、蒸发蒸腾速率、整体的植物和/或作物产量、开花、繁殖、结种、根生长、呼吸速率、光合作用速率等(Applications of HPLC in Biochemistry：Laboratory Techniques inBiochemistry and Molecular Biology，Vol.17；Rehm等，1993Biotechnology，Vol.3，Chapter III：Product recovery and purification，469-714页，VCH：Weinheim；Belter P.A.等，1988，Bioseparations：downstream processing for biotechnology，John Wiley and Sons；KennedyJ.F.，和Cabral J.M.S.，1992，Recovery processes for biological materials，John Wiley and Sons；Shaeiwitz J.A.和Henry J.D.，1988，Biochemicalseparations，Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，Vol.B3，Chapter 11，page 1-27，VCH：Weinheim；以及Dechow F.J.，1989，Separation and purification techniques in biotechnology，NoyesPublications)。
例如，可以使用标准方法构建包含本文所述核酸或其片段的酵母表达载体并转化进酿酒酵母中。接着对所得转基因细胞测定其对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的产生或改变。类似地，可以使用标准方法构建包含本文所述核酸或其片段的植物表达载体并转化进适当的植物细胞中，例如拟南芥、大豆、油菜、玉米、棉花、稻、小麦、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)等。接着对所得转基因细胞和/或由其产生的植物测定其对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的产生或改变。
对根据表I并编码本发明表II的YIP的一个或多个基因进行的改造还可产生改变了活性的YIP，其间接和/或直接影响藻类、植物、纤毛虫、真菌或其它微生物如谷氨酸棒杆菌对非生物性环境胁迫的耐受性。
此外，本文所述序列或其片段可用于在多种生物(如细菌、哺乳动物细胞、酵母细胞和植物细胞)的基因组中产生敲除突变(Girke，T.，The PlantJournal 15，39(1998))。接着可对所得的敲除细胞评估其耐受针对其生长的非生物性环境胁迫条件的能力或能量、它们对多种非生物性环境胁迫条件的应答以及对该突变的表型和/或基因型的影响。基因失活的其他方法参阅美国专利号6,004,804和Puttaraju等，Nature Biotechnology 17，246(1999)。
导致增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量的上述用于YIP的诱变策略并不意在限制，这些策略的修改对于本领域技术人员来说是很明显的。使用这些策略并结合本文公开的机制，本发明的核酸及多肽分子可用于产生表达突变的YIP核酸及多肽分子从而改进对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的藻类、纤毛虫、植物、真菌或其它微生物如谷氨酸棒杆菌。
本发明还提供特异性结合至如由本文中所述的核酸编码的YIP或其部分的抗体。抗体可以通过众多众所周知的方法产生(参见例如Harlow和Lane，“Antibodies；A Laboratory Manual”，Cold Spring HarborLaboratory，Cold Spring Harbor，New York，(1988))。简而言之，可以将纯化的抗原以足以激发免疫反应的量和间隔期注射至动物。可以直接纯化抗体，或可以自该动物获得脾脏细胞。随后将此细胞与永生细胞系融合并对抗体分泌进行筛选。抗体可用于对核酸克隆文库筛选针分泌抗原的细胞。随后可以将那些阳性克隆测序。参阅如Kelly等，Bio/Technology 10，163(1992)；Bebbington等，Bio/Technology 10，169(1992)。
短语与多肽“选择性结合”和“特异性结合”指可确定多肽在异源多肽群体和其它生物中存在的结合反应。因此，在指定的免疫分析条件下，结合至特定多肽的指定抗体不以显著量结合至样品中存在的其它多肽。抗体在如此条件下的选择性结合可能需要因其对特定多肽的特异性而选择的抗体。多种免疫方法可以用于选择与特定多肽选择性结合的抗体。例如固相ELISA免疫分析常规地用于选择与多肽发生选择性免疫反应的抗体。对于可以用于测定选择性结合的免疫方法和条件的描述，参见Harlow和Lane，“Antibodies，A Laboratory Manual，”Cold Spring Harbor Publications，New York，(1988)。
在某些情况下，需要制备来自多种宿主的单克隆抗体。用于制备此类单克隆抗体的技术的描述可以在Stites等编辑，“Basic和ClinicalImmunology，”(Lange Medical Publications，Los Altos，Calif.，第五版和及其中引用的参考文献，和在Harlow和Lane，“Antibodies，A LaboratoryManual，”Cold Spring Harbor Publications，New York，(1988)中找到。
植物中的基因表达受蛋白质转录因子与基因调节区域内特定核苷酸序列相互作用的调节。转录因子的一个实例是含有锌指(ZF)基序的多肽。每一ZF模块的长度是大约30个氨基酸，在锌离子周围折叠。ZF蛋白质的DNA识别结构域是插入DNA双螺旋大沟内的α-螺旋结构。模块含有结合至DNA的三个氨基酸，每一氨基酸接触靶DNA序列中的单个碱基对。ZF基序以模块重复方式排列以形成一套识别连续DNA序列的指。例如，三指ZF基序将识别DNA的9个bp。已证实数百个蛋白质含有ZF基序，每一蛋白质中有2至37个ZF模块(Isalan M.等，Biochemistry 37(35)，12026(1998)；Moore M.等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98(4)，1432(2001)以及Moore M.等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 98(4)，1437(2001)；美国专利US6,007,988和US 6,013,453)。
植物基因的调节区域含有众多起到识别包括ZF蛋白在内的转录因子的短DNA序列(顺式作用元件)。不同基因中类似的识别结构域允许通过常见转录因子在代谢途径中协同表达数个编码酶的基因。基因家族成员的识别结构域中的变化有利于同一基因家族内部在基因表达的差异，例如在组织和发育阶段以及对环境条件的反应中。
典型ZF蛋白不仅含有DNA识别结构域，还含有使ZF蛋白激活或抑制特定基因转录的功能域。实验上，已经将激活域用于激活靶基因转录(美国专利5,789,538和专利申请WO 95/19431)，不过还有可能将转录阻遏物域连接至ZF并且因而抑制转录(专利申请WO 00/47754和WO01/002019)。已报道酶的功能如核酸切割可以与ZF联合(专利申请WO00/20622)。
本发明提供了使得本领域技术人员能够从植物细胞基因组中分离一种或多种YIP编码基因的调节区，并能设计与功能结构域连接的锌指转录因子的方法，所述功能结构域与该基因的调节区相互作用。可以以改变该基因表达的方式来设计锌指蛋白与植物基因的相互作用，并优选由此赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
具体地，本发明提供了产生含有YIP编码核酸的转基因植物的方法，其中该核酸在该植物中的表达导致与野生型植物相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，该方法包括：(a)用包含YIP编码核酸的表达载体转化植物细胞，和(b)从该植物细胞产生与野生型植物相比具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量的转基因植物。就这样的植物转化而言，可以使用双元载体，如pBinAR(和Willmitzer，Plant Science 66，221(1990))。其他合适的双元载体为例如pBIN19、pBI101、pGPTV或pPZP(Hajukiewicz P.等，Plant Mol.Biol.，25，989(1994))。
双元载体的构建可以通过将cDNA连接至T-DNA进行。位于该cDNA5′端的植物启动子激活cDNA的转录。聚腺苷酸化序列位于cDNA的3′端。组织特异性表达可以通过使用如上所列的组织特异性启动子实现。此外，可以使用任何其它启动子元件。对于在完整植物中的组成型表达，可以使用CaMV 35S启动子。可以使用信号肽将表达的蛋白质靶向至细胞区室例如质体、线粒体或内质网(Kermode，Crit.Rev.Plant Sci.4(15)，285(1996))。将信号肽以符合cDNA读框方式克隆至5’端以实现融和蛋白的亚细胞定位。本领域技术人员认识到所用的启动子应当有效地连接至核酸以至该启动子引起核酸的转录，导致合成编码多肽的mRNA。
另一种转染方法包括通过电穿孔或农杆菌介导的基因转移将DNA直接转移至发育的花中。农杆菌介导的植物转化可以使用例如GV3101(pMP90)(Koncz and Schell，Mol.Gen.Genet.204，383(1986))或LBA4404(Ooms等，Plasmid，7，15(1982)；Hoekema等，Nature，303，179(1983))根瘤农杆菌菌株开展。转化可以通过标准转化和再生技术(Deblaere等，Nucl.Acids.Res.13，4777(1994)；Gelvin和Schilperoort，PlantMolecular Biology Manual，第二版.-Dordrecht：Kluwer Academic Publ.，1995.-in Sect.，Ringbuc Zentrale Signatur：BT11-P ISBN 0-7923-2731-4；Glick B.R.和Thompson J.E.，Methods in Plant Molecular Biology andBiotechnology，Boca Raton：CRC Press，1993.-360 S.，ISBN0-8493-5164-2)开展。例如，油菜籽可以通过子叶或下胚轴转化作用加以转化(Moloney等，Plant Cell Reports 8，238(1989)；De Block等，PlantPhysiol.91，694(1989))。用于农杆菌的抗生素以及植物选择取决于转化所用的双元载体和农杆菌菌株。油菜籽的选择通常使用作为可选择植物标记的卡那霉素开展。农杆菌介导至亚麻属植物的基因转移可以使用例如由Mlynarova等，Plant Cell Report 13，282(1994)描述的技术开展。此外，大豆的转化可以使用例如由欧洲专利号424 047、美国专利号5,322,783、欧洲专利号397 687、美国专利号5,376,543或美国专利号5,169,770描述的技术开展。玉米的转化可以通过粒子轰击、聚乙二醇介导的DNA摄取或碳化硅纤维技术(参阅如Freeling和Walbot“The maize handbook”SpringerVerlag：New York(1993)ISBN 3-540-97826-7)实现。转化玉米的具体实例在美国专利号5,990,387中找到并且转化小麦的具体实例在PCT申请号WO 93/07256中找到。
在确定的N条件下(在一个特别的实施方案中在非生物性环境胁迫条件下)培养修饰植物，接着筛选和分析生长特征和/或代谢活性，这评估了植物中基因修饰对增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量的影响。这些分析技术为本领域技术人员所熟知。它们包括筛选( LexikonBiotechnologie，Stuttgart/New York：Georg Thieme Verlag  1992，″screening″701页)干重、鲜重、蛋白质合成、碳水化合物合成、脂类合成、蒸发蒸腾速率、总体植物和/或作物产量、开花、繁殖、结籽、根生长、呼吸速率、光合作用速率等。(Applications of HPLC in Biochemistry，Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology，Vol.17；Rehm等，1993 Biotechnology，Vol.3，Chapter III：Product recovery andpurification，469-714页，VCH：Weinheim；Belter，P.A.等，1988Bioseparations：downstream processing for biotechnology，John Wiley andSons；Kennedy J.F.和Cabral J.M.S.，1992 Recovery processes forbiological materials，John Wiley and Sons；Shaeiwitz J.A.和Henry J.D.，1988 Biochemical separations，Ullmann’s Encyclopedia of IndustrialChemistry，Vol.B3，Chapter 11，1-27页，VCH：Weinheim；以及DechowF.J.(1989)Separation and purification techniques in biotechnology，NoyesPublications)。
在一个实施方案中，本发明涉及用于在生物(例如植物)的细胞中鉴定基因产物的方法，所述基因产物赋予与相应例如未转化的野生型细胞相比增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量，特别是增加的生物量，该方法包括以下步骤：
(a)将含有编码赋予增强的对非生物性环境胁迫效率的耐受性和/或增加产量的基因产物的候选基因的样品(例如细胞、组织、植物或微生物或核酸文库)的一些或全部核酸分子与表I A或B第5列或第7列中所示核酸分子或其功能同源物接触(例如杂交)；
(b)鉴定在宽松的严格条件下与所述核酸分子(特别是表I第5列或第7列中所示核酸分子序列)杂交的核酸分子，并任选地分离全长cDNA克隆或完整的基因组克隆；
(c)在宿主细胞(优选植物细胞)中鉴定该候选核酸分子或其片段；
(d)在期望增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量的宿主细胞中增加所鉴定核酸分子的表达；
(e)测定该宿主细胞的增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量的水平；和
(f)鉴定核酸分子及其基因产物，所述基因产物增加的表达在宿主细胞中赋予与野生型相比增加的产量，例如增加的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性，例如增加的干旱耐受性和/或低温耐受性和/或增加的养分使用效率，增加的内在产量和/或另一提到的产量相关性状。
宽松的杂交条件为：在标准杂交操作之后，洗涤步骤可在低至中等严格条件下进行，通常使用这样的洗涤条件：40℃-55℃，盐浓度为2×SSC至0.2×SSC以及0.1％SDS，相比之下，严格洗涤条件为例如60℃至68℃以及0.1％SDS。严格杂交条件的其他实例可见于上文列出的参考文献。通常以增加的严格度和长度重复洗涤步骤，直至检测到有用的信噪比，这取决于许多因素，例如靶标(例如其纯度、GC含量、大小等)、探针(例如其长度，是RNA还是DNA探针)、盐条件、洗涤或杂交温度、洗涤或杂交时间等。
在另一实施方案中，本发明涉及用于鉴定基因产物的方法，所述基因产物的表达在细胞中赋予增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，该方法包括以下步骤：
(a)在生物中鉴定核酸分子(例如通过在数据库中进行同源性检索来鉴定)，该核酸分子与编码以下蛋白质的核酸分子具有至少20％的同源性，优选25％，更优选30％，甚至更优选35％、40％或50％，甚至更优选60％、70％或80％，最优选90％或95％或更高同源性，所述蛋白质包含表II第5列或第7列中所示多肽分子，或者包含表IV第7列中所示共有序列或多肽基序，或由包含表I应用号1第5列或第7列中所示多核苷酸的核酸分子或其同源物编码，如本文所述；
(b)增强所鉴定核酸分子在宿主细胞中的表达；
(c)评价宿主细胞中产量增强，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量的水平；和
(d)鉴定宿主细胞，其中所述增强的表达在该宿主细胞中赋予与野生型相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
此外，本文所述核酸分子(特别是表I A或B第5列或第7列中所示核酸分子)可与相关物种的序列充分同源，从而这些核酸分子可作为标记物用于在相关生物中构建基因组图谱或用于关联作图。此外，本文所述核酸(特别是表I A或B第5列或第7列中所示核酸分子或其同源物)相应的基因组区中的天然变异可导致本文所述蛋白质活性的变异，并由此导致对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的天然变异，所述蛋白质特别是这样的蛋白质，其包含表II A或B第5列或第7列中所示多肽，或者包含表IV第7列中所示共有序列或多肽基序及其同源物。
因此，天然变异最终也以更具活性的等位基因变体的形式存在，其已经导致对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的增强的相对增加。可以鉴定对应于对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量水平的不同增强的本文所述核酸分子(特别是包含表I A或B第5列或第7列所示核酸分子的核酸)的不同变体，并用于标记物辅助的育种，用于增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量。
因此，本发明涉及用于培育具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量的植物的方法，包括
(a)基于本文所述的本发明核酸(特别是包含表I A或B第5列或第7列中所示核酸分子的核酸分子)或者多肽的表达增加来选择具有增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量的第一种植物品种，所述多肽包含表II A或B第5列或第7列中所示多肽，或包含表IV第7列中所示共有序列或多肽基序，或如本文所述的其同源物，如本文所述；
(b)将对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的增强水平与编码所述多肽或所述核酸分子的基因的表达水平或基因组结构相关联；
(c)将所述第一种植物品种与对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的增强水平存在显著差异的第二种植物品种杂交；和
(d)通过所述多肽或所述核酸分子的表达水平或者编码所述多肽或本发明核酸分子的基因的基因组结构来鉴定哪种后代品种获得了增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或产量的增加的水平。
在一个实施方案中，步骤(b)的基因的表达水平是增加的。
本发明的另一实施方案涉及用于鉴定化合物的方法，所述化合物赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比在植物细胞、植物或其部分、植物或其部分中增加的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量，该方法包括以下步骤：
(a)培养植物细胞；植物或其部分(其维持下述植物，所述植物表达表II第5列或第7列中所示多肽，或者由包含表I第5列或第7列中所示多核苷酸或如本文所述的其同源物的核酸分子编码的多肽，或者表达编码所述多肽并赋予与相应例如未转化的野生型植物细胞、植物或其部分相比增强的产量，例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量的多核苷酸)；未转化的野生型植物或其部分；并且提供读出系统，该读出系统能在允许该多肽在化合物或包含多种化合物的样品存在下与此读出系统发生相互作用的合适条件下与该多肽相互作用，并能在一定条件下应答于化合物与所述多肽的结合而提供检测信号，该条件允许表达所述读出系统和蛋白质，该蛋白质如表II第5列或第7列中所示，或者由包含表I应用号1第5列或第7列中所示多核苷酸或如本文所述的其同源物的核酸分子编码；和
(b)通过检测所述读出系统所产生信号的存在与否或者升降情况来鉴定该化合物是否是有效的激动剂。
所述化合物可以是化学合成的或者是微生物产生的和/或包含于例如来自如植物、动物或微生物(如病原体)的样品(如细胞提取物)中。此外，所述化合物可以是本领域已知的，但还不了解其能够抑制本发明的多肽。反应混合物可以是无细胞提取物，或者可包含细胞或组织培养物。用于鉴定本发明化合物的方法的合适设置为本领域技术人员已知，并且一般性地描述于例如Alberts等，Molecular Biology of the Cell，第三版(1994)，特别是第17章。所述化合物可以例如添加到反应混合物、培养基中，注射到细胞中或者喷洒到植物上。
如果在该方法中鉴定含有化合物的样品，则可以从鉴定为含有与相应例如未转化的野生型相比能激活或增强产量(例如改善的产量相关性状，例如增强的对非生物性环境胁迫的耐受性和/或增加的产量如生物量)的化合物的原始样品中分离该化合物，或者可以将原始样品进一步细分(例如如果由多种不同化合物组成)，从而减少每个样品中的不同物质数，并以原始样品的细分重复该方法。取决于样品的复杂度，上述步骤可以进行若干次，优选直至根据所述方法鉴定的样品仅含有数目有限的物质或仅含一种物质。优选地，所述样品含有具有相似化学和/或物理特性的物质，最优选地，所述物质是相同的。优选地，将根据上述方法鉴定的化合物或其衍生物进一步配制成适于在植物育种或植物细胞和组织培养中应用的形式。
可根据所述方法测试和鉴定的化合物可以是表达文库(例如cDNA表达文库)、肽、蛋白质、核酸、抗体、小有机化合物、激素、拟肽、PNA等(Milner，Nature Medicine 1，879(1995)；Hupp，Cell 83，237(1995)；Gibbs，Cell 79，193(1994)，及上文引用的参考文献)。所述化合物也可以是已知抑制剂或激活剂的功能衍生物或类似物。用于制备化学衍生物和类似物的方法为本领域技术人员所熟知，并描述于例如Beilstein，Handbook ofOrganic Chemistry，Springer，New York Inc.，175 Fifth Avenue，New York，N.Y.10010 U.S.A.以及Organic Synthesis，Wiley，New York，USA。此外，可根据本领域已知的方法测试所述衍生物和类似物的效果。此外，可以使用拟肽和/或计算机辅助设计合适的衍生物或类似物，例如根据上文所述的方法。该方法中可使用的细胞或组织优选为上文实施方案中所述的本发明宿主细胞、植物细胞或植物组织。
因此，在另一实施方案中，本发明涉及可根据用于鉴定本发明激动剂的方法获得或鉴定的化合物，所述化合物是本发明多肽的拮抗剂。
因此，在一个实施方案中，本发明还涉及通过用于鉴定本发明化合物的方法鉴定的化合物。
在一个实施方案中，本发明涉及特异性识别本发明化合物或激动剂的抗体。
本发明还涉及诊断组合物，其包含至少一种上述本发明核酸分子、反义核酸分子、RNAi、snRNA、dsRNA、siRNA、miRNA、ta-siRNA、共抑制分子、核酶、载体、蛋白质、抗体或化合物，并任选地包含合适的检测手段。
本发明的诊断组合物适用于从细胞中分离mRNA，并在杂交条件下使这样获得的mRNA接触包含上述核酸探针的探针，检测与该探针杂交的mRNA的存在情况，从而检测细胞中该蛋白质的表达。检测本发明蛋白质存在与否的其他方法包括本领域熟知的免疫技术，例如酶联免疫吸附测定。此外，可以在植物育种中使用本发明的核酸分子作为分子标记或引物。合适的检测方法为本领域技术人员所熟知，例如，描述于Sambrook等的用于杂交测定的缓冲液和溶液(例如上述溶液和缓冲液)以及用于Southern、Western、Northern等印迹的方法是已知的。在一个实施方案中，诊断组合物含有PCR引物，其设计成特异性检测待在本发明方法中降低的核酸分子(例如本发明的核酸分子)的存在或表达水平，或者设计成区分本发明核酸分子的不同变体或等位基因或者待在本发明方法中降低其活性的变体或等位基因。
在另一实施方案中，本发明涉及试剂盒，其包含核酸分子、载体、宿主细胞、多肽或反义、RNAi、snRNA、dsRNA、siRNA、miRNA、ta-siRNA、共抑制分子或核酶分子或病毒核酸分子、抗体、植物细胞、植物或植物组织、可收获部分、繁殖材料和/或根据本发明方法鉴定的化合物和/或激动剂。
本发明试剂盒中的化合物可包装在容器(例如小瓶)中，任选地与缓冲液和/或溶液一起或者在缓冲液和/或溶液中。如果合适，所述组分的一种或多种可以包装在一个和相同的容器中。作为补充或替代，可将一种或多种所述组分吸附至固相支持体，例如硝酸纤维素滤膜、玻璃板、芯片或尼龙膜或其微量滴定板的孔。该试剂盒可用于任何本文所述方法和实施方案，例如用于产生宿主细胞、转基因植物、药物组合物；检测同源序列；鉴定拮抗剂或激动剂；作为食品或饲料或其补充剂；或者作为处理植物的补充剂等。
此外，该试剂盒可包含将该试剂盒用于任何所述实施方案的说明书。
在一个实施方案中，所述试剂盒还包含编码一种或多种所述蛋白质的核酸分子，和/或抗体、载体、宿主细胞、反义核酸、植物细胞或植物组织或植物。在另一实施方案中，所述试剂盒包含用于检测和区分待在本发明方法中降低的核酸分子(例如本发明核酸分子)的PCR引物。
在另一实施方案中，本发明涉及用于产生农业组合物的方法，所述农业组合物提供用于本发明方法的核酸分子，本发明的核酸分子，本发明的载体，本发明的反义、RNAi、snRNA、dsRNA、siRNA、miRNA、ta-siRNA、共抑制分子、核酶或抗体，本发明的病毒核酸分子或本发明的多肽；或者包含用于鉴定所述化合物或激动剂的本发明方法的步骤；以及制备本发明的核酸分子、载体或多肽，或者根据本发明方法鉴定或可用于本发明主题的激动剂或化合物，它们均为可用作植物农业组合物的形式。
在另一实施方案中，本发明涉及用于产生植物培养组合物的方法，其包括本发明方法的步骤，以及将所鉴定的化合物制备成可用作农业组合物的形式。
“可用作农业组合物”应理解为这样的组合物符合规定杀真菌剂、植物养分、除草剂等含量的法律。优选地，这样的组合物对所保护的植物和所喂饲的动物(包括人)无任何害处。
在本申请中，参考了多篇出版物。这些出版物以及这些出版物中引用的参考文献的公开内容作为参考整体并入本文，以更完整地描述本发明所属领域的现状。
应该理解，上文涉及本发明的一些优选实施方案，可对其进行大量改变和更改，而不偏离本发明的范围。还通过以下实施例展示本发明，它们不应理解为以任何方式进行限制。相反，应该清楚地理解，本领域技术人员在阅读本说明书后能提出多种其他实施方案、其修改和等同方案，而不偏离本发明的构思和/或权利要求的范围。
此外，在一个实施方案中，本发明的方法包括收获产生或种植的植物或植物部分，以及产生具有或来自可收获植物或其部分的燃料。此外，在一个实施方案中，本发明的方法包括收获用于淀粉分离的植物部分以及从该植物部分中分离淀粉，其中该植物是用于淀粉产生的植物，例如马铃薯。此外，在一个实施方案中，本发明的方法包括收获用于油分离的植物部分以及从该植物部分中分离油，其中该植物是用于油产生的植物，例如油菜或卡诺拉油菜、棉花、大豆或向日葵。
例如，在一个实施方案中，玉米种子中的油含量增加。因此，本发明涉及产生具有每英亩增加的油含量的植物(可收获的油)。
例如，在一个实施方案中，大豆种子中的油含量增加。因此，本发明涉及产生具有每英亩增加的油含量的大豆植物(可收获的油)。
例如，在一个实施方案中，OSR种子中的油含量增加。因此，本发明涉及产生具有每英亩增加的油含量的OSR植物(可收获的油)。
例如，本发明涉及产生具有每英亩增加的油含量的棉花植物(可收获的油)。
通过参考并入的还有下述申请：2007年12月19日递交的EP07150175.3，该申请已被本申请要求优先权。
本发明通过下列实施例进行示例，而非旨在限制实施例的公开内容。
实施例1：通过过表达产量增加蛋白质(YIP)基因，例如表达本发明的基因，改造拟南芥植物，使其具有增强的环境胁迫耐受性和/或增加的产量。
CHECK：手册：当在此处使用过去式时，仅指第5列
克隆表I的栏5和7中显示的本发明的序列，用于在植物中表达。
除非另外说明，使用在Sambrook等人，Molecular Cloning：Alaboratory manual，Cold Spring Harbor 1989，Cold Spring HarborLaboratory Press中描述的标准方法。
通过PCR扩增表I的栏5和7中显示的本发明的序列，如Pfu Ultra、Pfu Turbo或Herculase DNA聚合酶(Stratagene)的规程中描述的。
用于Pfu Ultra、Pfu Turbo或Herculase DNA聚合酶的规程的组合物如下：1x PCR缓冲液(Stratagene)、0.2mM的各种dNTP、100ng的酿酒酵母(菌株S288C；Research Genetics，Inc.，现Invitrogen)、大肠杆菌(菌株MG1655；E.coli Genetic Stock Center)、集胞藻(菌株PCC6803)、维涅兰德固氮菌(Azotobacter vinelandii)(菌株N.R.Smith，16)的基因组DNA，或50ng来自拟南芥(Columbia生态型)或大豆(Resnick品种)的不同组织和发育阶段的cDNA、50pmol正向引物、50pmol反向引物、添加或不添加1M甜菜碱、2.5u Pfu Ultra、Pfu Turbo或HerculaseDNA聚合酶。
扩增循环如下：
在94-95℃2-3分钟1个循环，
然后在94-95℃30-60秒，在50℃45秒，在50-60℃30秒和在72℃210-480秒，25-36个循环
然后在72℃5-10分钟1个循环，
然后4-16℃——对大肠杆菌、集胞藻、维涅兰德固氮菌和酿酒酵母是优选的。
在拟南芥或大豆的情况下，扩增循环如下：
94℃，2分钟，1个循环
在94℃30秒，61℃30秒，72℃15分钟1个循环，
然后在94℃30秒，60℃30秒，72℃15分钟2个循环，
然后在94℃30秒，59℃30秒，72℃15分钟3个循环，
然后在94℃30秒，58℃30秒，72℃15分钟4个循环，
然后在94℃30秒，57℃30秒，72℃15分钟25个循环，
然后在72℃10分钟1个循环，
最后4-16℃。
出于克隆的目的，向酿酒酵母ORF特异性引物(参见表III)中添加下列接头(adapter)序列：
i)正向引物：5′-GGAATTCCAGCTGACCACC-3′
SEQ ID NO：7
ii)反向引物：5′-GATCCCCGGGAATTGCCATG-3′
SEQ ID NO：8
出于克隆的目的，向大肠杆菌、集胞藻、维涅兰德固氮菌、拟南芥、酿酒酵母和大豆的ORF特异性引物中添加下列接头序列：
iii)正向引物：5′-TTGCTCTTCC-3′
SEQ ID NO：9
iiii)反向引物：5`-TTGCTCTTCG-3′
SEQ ID NO：10
因此，酿酒酵母SEQ ID NO：2341的扩增和克隆，使用了由接头序列i)和ORF特异性序列SEQ ID NO：2343组成的引物，和由接头序列ii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：2344组成的第二引物。
酿酒酵母SEQ ID NO：2645的扩增和克隆，使用了由接头序列iii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：2655组成的引物，和由接头序列iiii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：2656组成的第二引物。
大肠杆菌SEQ ID NO：1225的扩增和克隆，使用了由接头序列iii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：1319组成的引物，和由接头序列iiii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：1320组成的第二引物。
拟南芥SEQ ID NO：39的扩增和克隆，使用了由接头序列iii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：131组成的引物，和由接头序列iiii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：132组成的第二引物。
维涅兰德固氮菌SEQ ID NO：137的扩增和克隆，使用了由接头序列iii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：977组成的引物，和由接头序列iiii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：978组成的第二引物。
集胞藻SEQ ID NO：2214的扩增和克隆，使用了由接头序列iii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：2332组成的引物，和由接头序列iiii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：2333组成的第二引物。
大豆SEQ ID NO：2172的扩增和克隆，使用了由接头序列iii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：2210组成的引物，和由接头序列iiii)和ORF特异性序列SEQ ID NO：2211组成的第二引物。
按上述实例，表I中，优选的栏5中公开的每一序列，都可以通过将接头序列与表III栏7中公开的各特异性引物序列融合进行克隆。
构建用于蛋白质的非靶向表达和靶向表达的双元载体
对于非靶向表达而言，用于克隆的双元载体是VC-MME220-1 SEQ IDNO：1(图1a)或VC-MME220-1qcz SEQ ID NO：2902(图1b)，VC-MME221-1SEQ ID NO：2(图2a)或VC-MME221-1qcz SEQ ID NO：2905(图2b)，VC-MME489-1p SEQ ID NO：15(图5a)或VC-MME489-1QCZ SEQ ID NO：2906(图5b)以及载体VC-MME0289-1qcz SEQ ID NO：38(图7)。
用于克隆靶向序列的双元载体是VC-MME489-1p SEQ ID NO：15(图5a)或VC-MME489-1QCZ SEQ ID NO：2906(图5b)，VC-MME221-1qczSEQ ID NO：2905(图2b)以及pMTX0270p SEQ ID NO：16(图6)。
其它有效的双元载体是熟练的技术人员已知的，双元载体及其用途的综述可见于Hellens R.，Mullineaux P.和Klee H.，(Trends in Plant Science，5(10)，446(2000))。需要用合适的启动子和靶向序列均等的配置此类载体。
从菠菜中扩增基因FNR的靶向序列
为了从菠菜中扩增FNR基因的靶向序列，从4周龄的菠菜植物的叶中提取基因组DNA(DNeasy Plant Mini Kit，Qiagen，Hilden)。使用gDNA作为PCR的模板。
为了将转运序列克隆至载体VC-MME0489-1p或VC-MME489-1QCZ中，将EcoRI限制性酶识别序列添加至正向和反向引用，而对于在载体pMTX0270p中的克隆，将PmeI限制性酶识别序列添加至正向引物且将NcoI位点添加至反向引物。
FNR5EcoResgen  ATA GAA TTC GCA TAA ACT TAT CTT CAT AGT TGC C
               SEQ ID NO：11
FNR3EcoResgen  ATA GAA TTC AGA GGC GAT CTG GGC CCT
               SEQ ID NO：12
FNR5PmeColic   ATA GTT TAA ACG CAT AAA CTT ATC TTC ATA GTT GCC SEQ
               ID NO：13
FNR3NcoColic   ATA CCA TGG AAG AGC AAG AGG CGA TCT GGG CCC T
               SEQ ID NO：14
获得的序列SEQ ID NO：36从基因组菠菜DNA中扩增，包含5′UTR(bp 1-165)，以及编码区((bp 166-273和351-419)。编码序列被从bp274至bp350的内含子序列打断：
gcataaacttatcttcatagttgccactccaatttgctccttgaatctcctccacccaatacataatccactcctccatcacccacttcactactaaatcaaacttaactctgtttttctctctcctcctttcatttcttattcttccaatcatcgtactccgccatgaccaccgctgtcaccgccgctgtttctttcccctctaccaaaaccacctctctctccgcccgaagctcctccgtcatttcccctgacaaaatcagctacaaaaaggtgattcccaatttcactgtgttttttattaataatttgttattttgatgatgagatgattaatttgggtgctgcaggttcctttgtactacaggaatgtatctgcaactgggaaaatgggacccatcagggcccagatcgcctct(SEQ ID NO：36)
用EcoRI消化用引物FNR5EcoResgen和FNR3EcoResgen获得的PCR片段，并且将其连接进载体VC-MME0489-1p中，所述载体已经用EcoRI消化。FNR靶向序列的正确定向通过测序来测试。在该连接步骤中产生的载体是VC-MME354-1SEQ ID NO：3。
用SmaI和NcoI消化用引物FNR5PmeColi和FNR3NcoColi获得的PCR片段，并且将其连接进载体pMTX0270p(图6)SEQ ID NO：16中，所述载体已经用PmeI和NcoI消化。在该连接步骤中产生的载体是VC-MME432-1 SEQ ID NO：5(图4a)或VC-MME432-1qcz SEQ ID NO：2903(图4b)。
构建用于蛋白质的线粒体靶向表达的双元载体：从拟南芥中扩增基因IVD的线粒体靶向序列，并且构建优先在绿色组织或优先在种子中用于线粒体靶向表达的载体。
为了从拟南芥中扩增IVD基因的靶向序列，从拟南芥植物的叶中提取基因组DNA(DNeasy Plant Mini Kit，Qiagen，Hilden)。使用gDNA作为PCR模板。
为了将转运序列克隆到VC-MME221-1qcz，将PmeI限制性酶识别序列添加到正向引物，将NcoI位点添加到反向引物。
IVD5PmeColic
ATA gTT TAA ACA TgC AgA ggT TTT TCT CCg C
SEQ ID NO：3754
IVD3NcoColic
ATA CCA Tgg AAg AgC AAA ggA gAg ACg AAg AAC gAg
SEQ ID NO：3755
获得的序列(SEQ ID NO：3756)用IVD5PmeColic和IVD3NcoColic从基因组拟南芥DNA中扩增，包括89bp：
atgcagaggtttttctccgccagatcgattctcggttacgccgtcaagacgcggaggaggtctttctcttctcgttcttcgtctctcct
SEQ ID NO：3756
用PmeI和NcoI消化用引物IVD5PmeColic和IVD3NcoColic获得的PCR片段，并且将其连接进载体VC-MME221-1qcz中，所述载体已经用SmaI和NcoI消化。在该连接步骤中产生的载体是VC-MME445-1qcz SEQID NO 3752(图8)。
对于优先在绿色组织和种子中的线粒体靶向组成型表达，针对来自酿酒酵母、大肠杆菌、集胞藻、维涅兰德固氮菌、拟南芥、大豆的ORF，在载体VC-MME445-1qcz的背景中使用PcUbi启动子，在每种情形中获得“符合读框的”IVD序列和各个ORF之间的融合。
对于克隆来自酿酒酵母的SEQ ID NO：2341的ORF，用限制性酶NcoI处理载体DNA。对于克隆来自大肠杆菌、维涅兰德固氮菌、拟南芥、大豆和集胞藻的ORF，根据标准规程(MBI Fermentas)用限制性酶PacI和NcoI处理载体DNA。通过在70℃失活20分钟来终止反应，并根据标准规程(Qiagen)，在QIAquick柱上纯化。
然后，根据标准规程(MBI Fermentas)，用T4 DNA聚合酶处理PCR-产物和载体DNA，产生单链突出端，所述PCR-产物表示扩增ORF，使用参数1单位T4 DNA聚合酶在37℃处理载体2-10分钟，1个单位的T4 DNA聚合酶在15℃处理代表SEQ ID NO：2341的PCR产物10-60分钟。
通过添加高盐缓冲液终止反应，根据标准规程(Qiagen)，在QIAquick柱上纯化。
根据该实施例，熟练的技术人员能够克隆表I中公开的所有序列，优选的栏5中的序列。
混合约30ng制备的载体和定义的量的制备的扩增产物，在65℃杂交15分钟，然后37℃ 0.1℃/1秒，然后37℃10分钟，然后0.1℃/1秒，然后4℃。
在相同反应容器中通过添加感受态的大肠杆菌细胞(菌株DH5α)，转化所连接的构建体，在1℃孵育20分钟，然后在42℃热激90秒，并冷却至4℃。然后，加入完全培养基(SOC)，在37℃孵育混合物45分钟。然后将全部混合物涂板至具有0.05mg/ml卡那霉素的琼脂平板上，在37℃孵育过夜。
通过引物帮助扩增来验证克隆步骤的结果，所述引物与整合位点的上游和下游结合，从而能够扩增插入物。按Taq DNA聚合酶(Gibco-BRL)的规程中的描述进行扩增。
扩增循环如下：
在94℃5分钟1个循环，然后在94℃15秒、在50-66℃15秒和在72℃5分钟(每种情形)35个循环，然后在72℃10分钟1个循环，然后4℃。
检测了一些菌落，但在下列步骤中只使用了检测到预期大小的PCR产物的一个菌落。
将该阳性菌落的一部分转移到装有补充了卡那霉素的完全培养基(LB)的反应容器中，在37℃孵育过夜。
按Qiaprep标准规程(Qiagen)中说明的进行质粒制备。
产生表达SEQ ID NO：2341或表I中，优选的栏5中公开的任何其它序列的转基因植物。
通过电穿孔，将分离的1-5ng质粒DNA转化到根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌株GV 3101 pMP90的感受态细胞中(Koncz和Schell，Mol.Gen.Gent.204，383(1986))。然后，加入完全培养基(YEP)，将混合物转移到新鲜的反应容器中，在28℃下3小时。然后，将所有的反应混合物涂板到补充了相应抗生素的YEP琼脂平板上，例如利福平(0.1mg/ml)，庆大霉素(0.025mg/ml)和卡那霉素(0.05mg/ml)，并在28℃孵育48小时。
然后，将含有质粒的农杆菌用于植物的转化。
在移液器枪头的帮助下，从琼脂平板上挑取菌落，并在3ml的液体TB培养基中培养(take up)，所述TB培养基也含有上述合适的抗生素。预培养物在28℃和120rpm下生长48小时。
主培养物使用400ml含有上述相同抗生素的LB培养基。将预培养物转移到主培养物中。在28℃和120rpm下生长18小时。在4000rpm离心后，沉淀物重悬在渗入培养基(MS培养基，10％蔗糖)中。
为了生长用于转化的植物，培养皿(Piki Saat 80，绿色，提供筛底(screen bottom)，30x20x4.5cm，来自Wiesauplast，Kunststofftechnik，Germany)半装填GS 90底物(标准土壤，Werkverband E.V.，Germany)。用0.05％Proplant溶液(Chimac-Apriphar，Belgium)浇灌培养皿过夜。在培养皿中播种拟南芥C24种子(Nottingham Arabidopsis Stock Centre，UK；NASC Stock N906)，约1000粒种子/皿。用盖子覆盖培养皿，置于分层设备(8h，110μmol/m2s1，22℃；16h，黑暗，6℃)中。5天后，将培养皿置于短日照受控环境室中(8h，130μmol/m2s1，22℃；16h，黑暗，20℃)，保留约10天直到形成第一片真叶。
将幼苗转移到含有相同底物的盆中(Teku盆，7cm，LC series，GmbH & Co，Germany生产)。每个盆挑取5株植物。然后将盆重新放入短日照受控环境室中，让植物继续生长。
10天后，将植物转移到温室柜中(补充照明，16h，340μmol/m2s1，22℃；8h，黑暗，20℃)，使其再生长17天。
对于转化，将已经开始开花的6周龄拟南芥植物浸入上述农杆菌悬浮液中10秒，所述悬浮液已经先用10μl Silwett L77(Crompton S.A.，OsiSpecialties，Switzerland)处理过。Clough J.C.和Bent A.F.(Plant J.16，735(1998))中描述了讨论的方法。
然后将植物在潮湿的室内放置18小时。然后，将盆重置于温室内，让植物继续生长。植物再留在温室内10周，直至种子准备用于收获。
根据用于筛选转化植物的耐受性标记物，将收获的种子种植在温室中，接受喷雾选择(spray selection)，或首先灭菌再在补充了相应的选择剂的琼脂平板上生长。由于载体含有bar基因作为耐受性标记物，用0.02％以2至3天的间隔对小植株喷雾4次，使转化的植物能够结籽。
转基因拟南芥植物的种子储存在冰箱中(-20℃)。
对植物筛选在标准生长条件下的产量增加。
在本实验中，进行了在无显著非生物性胁迫的标准生长条件下对产量增加(在本情况下为生物量产量增加)的植物筛选。在标准实验中，土壤制备成富营养土(GS90，Tantau，Wansdorf，Germany)与石英砂的3.5∶1(v/v)混合物。或者，在富营养土(GS90，Tantau，Ger-many)上培养植物。将盆中装满土壤混合物并置于盘中。向盘中加水，以使土壤混合物吸收足量的水用于播种步骤。将转基因拟南芥植物及其非转基因对照的种子播种在盆(6cm直径)中。然后将装满的盘用透明盖盖上，并转移至预冷(4℃至5℃)的黑暗培养箱中。在黑暗中在4℃至5℃3天或者在黑暗中4℃4天建立分层。在以下生长条件下起始种子萌发和生长：20℃，60％相对湿度，16小时光周期，用荧光灯200μmol/m2S或者220μmol/m2S下照明。播种后7-8天除去盖子。在播种后9天通过从上方向盆中对小植株进行喷洒来进行BASTA选择。在标准实验中，喷洒自来水中BASTA浓缩物(183g/l草铵膦)的0.07％(v/v)溶液一次，或者喷洒0.02％(v/v)的BASTA溶液3次。播种后13-14天通过除去多余的苗而在土壤中留下一个苗对植物进行分盆。将转基因事件和野生型对照植物均匀分布在培养箱中。
进行浇水，在标准实验中在除去盖子后每隔一天进行，或者每天进行。为了测量生物量性能，在收获时(播种后第26-27天)通过剪下枝条并称重来测定植物鲜重。或者，收获时间是播种后第24-25天。除了称重外，如果植物不同于野生型对照，则添加表型信息。植物在收获时为开花之前和长出花序之前的阶段。通过使用“student’s”t检验(参数：双侧，不等方差)来计算生物量改变的统计显著性的显著性值。
在标准方案中，进行三个连续实验。在第一个实验中，测试每个转化品系/事件的一个个体。在第二个实验中，根据相同的实验步骤，将下述事件进行确认筛选，所述事件已经被第一个实验中确定为与野生型相比高的生物量产出。每个高生物量产出事件最多10株植物被生长、处理和测量，如前所述。
在前两个实验中，将生物量产生与野生型植物相比较。
在第三个实验中(表1)，每个验证的耐受性事件(即已经在第二个实验中被评分为高产出的那些)的高达20个重复被生长、处理和评分，如前所述。
在可选的方案中，在第一个实验中，测试了每个转化的事件的一个个体和每个转化的构建体的三个事件。在第二个实验中(见表1)，根据相同的实验步骤，将下述转化构建体的事件和至少三个其他同胞事件进行确认筛选，所述转化构建体的事件已经被第一个实验中确定为高的生物量产出。生长、处理和测量每个事件的个体，如前所述。在两个实验中，将生物量产生与野生型植物相比较。
表VII：在环境生长条件下发育的转基因拟南芥的生物量产生
通过称重植物莲座来测量生物量产生。将生物量增加计算为转基因植物的平均重量与来自相同实验的野生型对照植物的平均重量的比例。针对所有事件显示出显著性值＜0.1和生物量增加＞10％(比例＞1.1)的基因座，给出了在转基因事件组中所观察到的最小和最大的生物量增加。
表VIIId对应于表VII。
表VII：
对植物在有限氮供应下的筛选(拟南芥)
每转基因构建体  测试了3-4株独立的转基因系(＝事件)(15-20株植物/构建体)。拟南芥种子播种在含有养分缺乏的土壤(“Einheitserde Typ0”，30％粘土，Tantau，Wansdorf Germany)和沙的1∶1(v/v)混合物的盆中。在4℃黑暗中诱导萌发4天。然后，植物生长在标准的生长条件下(光周期为16h光照和8h黑暗，20℃，大约60％相对湿度，和150-200μE m2s-1的光子流密度)。生长并培养植物，用不含氮的营养液每隔1天浇灌植物。不含氮的营养液含有例如深层水(beneath water)。
  矿物养分   终浓度
  KCl   3.00mM
  MgSO4x7H2O   0.5mM
  CaCl2x6H2O   1.5mM
  K2SO4   1.5mM
  NaH2PO4   1.5mM
  Fe-EDTA   40μM
  H3BO3   25μM
  MnSO4xH2O   1μM
  ZnSO4x7H2O   0.5μM
  Cu2SO4x5H2O   0.3μM
  Na2MoO4x2H2O   0.05μM
在9-10天后，分离单株植物。在总时间28-31天后，收获植物，并根据植物的地上部分的鲜重评级。以各转基因植物与非转基因的野生型植物的地上部分鲜重的比例来测量生物量增加。
针对在有限氮供应下的生长筛选的结果总结在表VIIIa中。
表VIIIa中显示了在有限氮供应下生长的转基因拟南芥的生物量产生：通过称重植物莲座来测量生物量产量。以来自同一实验的转基因植物的平均重量与野生型对照植物的平均重量的比例来计算生物量增加。给出了转基因构建体的平均生物量增加(显著性值＜0.3，且生物量增加＞5％(比例＞1.05))。
表VIIIa(NUE)
  SeqID   靶   基因座   生物量增加
  39   细胞质   AT3G60210   1.419
  137   细胞质   AVINDRAFT_2382   1.872
  982   细胞质   AVINDRAFT_2913   1.590
  1225   细胞质   B0252   1.617
  1327   细胞质   B0730   1.408
  1425   细胞质   B1926   1.741
  1449   细胞质   B2426   1.808
  2172   细胞质   GM02LC13630   1.994
  2214   线粒体   SLL0418   1.443
  2341   细胞质   YCR085W   1.620
  2345   细胞质   YDL155W   1.291
  2463   细胞质   YHL019C   1.343
  2510   细胞质   YJR066w   1.389
  2595   细胞质   YKR015C   1.160
  2599   细胞质   YNL025C   1.649
  2645   质体   YOL073C   1.778
  2661   细胞质   YPL167C   1.642
  2736   细胞质  YPL223C   1.268
  2742   细胞质  YPL249C-A   1.223
  2907   细胞质  B2426_2   1.808
  3632   细胞质  GM02LC13630_2   1.994
  3676   细胞质  YPL167C_2   1.642
  3698   细胞质  YPL249C-A_2   1.223
对植物筛选在低温条件下的生长
在标准实验中，土壤制备成富营养土(GS90，Tantau，Wansdorf，Germany)与沙子的3.5∶1(v/v)混合物。将盆中装满土壤混合物并置于盘中。向盘中加水，以使土壤混合物吸收足量的水用于播种步骤。将转基因拟南芥植物的种子播种在盆(6cm直径)中。在黑暗中在4℃至5℃3天建立分层。在以下生长条件下起始种子萌发和生长：20℃，大约60％相对湿度，16小时光周期，用荧光灯以150-200μmol/m2S照明。在播种后第9天通过从上方向盆中对小植株进行喷洒来进行BASTA选择。因此，喷洒自来水中BASTA浓缩物(183g/l草铵膦)的0.07％(v/v)溶液。野生型对照植物仅用自来水喷洒(而不用溶解于自来水中的BASTA喷洒)，其它方面一样处理。在室中转基因事件和野生型对照植物随机分布。将盖子从盘上取下后每两天浇一次水。播种后12-13天通过除去多余的苗而在每个盆中留下一个苗对植物进行分盆。在播种后14-16天施加低温(降温至11℃-12℃)至实验结束。为了测量生物量性能，通过切下枝条并称重而在收获时(播种后35-37天)测定植物鲜重。植物在收获时为开花之前和长出花序之前的阶段。将转基因植物与非转基因野生型对照植物进行比较。通过使用“student’s”t检验(参数：双侧，不等方差)来计算生物量改变的统计显著性的显著性值。
实施两种不同类型的实验程序：
-程序1)：每转基因构建体  如上述测试了3-4株独立的转基因系(＝事件)(25-28株植物/构建体)并且评估了生物量性能。
-程序2)：在连续实验层次(多达4次)中，每个转基因构建体测试多达5个品系。只有表现出阳性性能的构建体才进行下一实验层次。通常，在第一层次中，每个构建体测试5株植物，而在后续层次中测试25-60株植物。如上述评估生物量性能。显示该类型实验(程序2)中这样的构建体的数据，所述构建体在至少2个连续实验层次中表现出增加的生物量性能。
表VIIIb：在施加严寒胁迫后，转基因拟南芥的生物量产生。
通过称重植物莲座测量生物量产生。按转基因植物的平均重量与来自同一实验的野生型对照植物的平均重量相比的比例，来计算生物量增加。给出了转基因构建体的平均生物量增加(显著性值＜0.3和生物量增加＞5％(比例＞1.05))。
表VIIIb：(LT)
 SeqID   靶   基因座   生物量增加
 39   细胞质   AT3G60210   1.075
 137   细胞质   AVINDRAFT_2382   1.083
 1327   细胞质   B0730   1.221
 1425   细胞质   B1926   1.192
 2172   细胞质   GM02LC13630   1.126
 2341   细胞质   YCR085W   1.123
 2510   细胞质   YJR066w   1.227
 2661   细胞质   YPL167C   1.255
 2742   细胞质   YPL249C-A   1.230
 3632   细胞质   GM02LC13630_2   1.126
 3676   细胞质   YPL167C_2   1.255
 3698   细胞质   YPL249C-A_2   1.230
对植物筛选在周期性干旱条件下的生长
在周期性干旱测定中，对植物施加重复的胁迫而不导致脱水。在标准实验中，土壤制备成富营养土(GS90，Tantau，Wansdorf，Germany)与石英砂的1∶1(v/v)混合物。可将盆(6cm直径)中装满该混合物并置于盘中。可向盘中加水，以使土壤混合物吸收足量的水用于播种步骤(第1天)，然后可将转基因拟南芥植物和野生型对照的种子播种在盆中。然后可将装满的盘用透明盖盖上，并转移至预冷(4℃至5℃)的黑暗培养箱中。可在黑暗中在4℃至5℃3天建立分层，或者在黑暗中在4℃下4天进行分层。可在以下条件下起始种子萌发和生长：20℃，60％相对湿度，16小时光周期，用荧光灯以200μmol/m2S照明。播种后7-8天可除去盖子。在第10或11天(播种后第9或10天)通过从上方向盆中对小植株进行喷洒来进行BASTA选择。在标准实验中，可喷洒自来水中BASTA浓缩物(183g/l草铵膦)的0.07％(v∶v)溶液一次，或者可喷洒0.02％(v/v)的BASTA溶液3次。野生型对照植物可仅喷洒自来水(而不是喷洒溶于自来水中的BASTA)，但其他处理均相同。播种后13-14天可通过除去多余的苗而在土中留下一个苗对植物进行分盆。可将转基因事件和野生型对照植物均匀分布在培养箱中。
实验全程中的供水可以都是有限的，并且可对植物施加干旱与再浇水的循环。浇水可在第1天(播种前)、第14或15天、第21或22天以及最后第27或28天进行。为了测量生物量产生，在最后一次浇水(第28或第29天)之后一天，可通过剪下枝条并称重来测定植物鲜重。除了称重以外，在植物与野生型对照不同的情况下可加入表型信息。植物在收获时为开花之前和长出花序之前的阶段。可通过使用“student’s”t检验(参数：双侧，不等方差(unequal variance))来计算生物量改变的统计显著性的显著性值。
在连续实验层次(多达4次)中可测试每个转基因构建体的多达5个品系(事件)。可将显示阳性性能的构建体进行下一个层次的实验。通常，在第一层次中可测试每个构建体的5株植物，在后续层次中则可测试30-60株植物。如上述可评估生物量性能。显示了在至少两个连续实验层次中显示生物量性能增加的构建体的数据。
通过将植物莲座称重来测量生物量产生。可将生物量增加计算为转基因植物平均重量与来自同一实验的野生型对照植物平均重量的比值。
实施例2：
通过使用组织特异性启动子和/或胁迫诱导型启动子过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌的产量增加蛋白(YIP)编码基因来改造拟南芥植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
按实施例1产生转基因拟南芥植物来表达在组织特异性和/或胁迫诱导型启动子的控制下的产量增加蛋白(YIP)编码转基因。
产生T2代植物，并分别在胁迫和非胁迫条件下生长。在开始播种总计29-30天后，确定生物量产生。转基因拟南芥植物比非转基因的对照植物产生更多的生物量。
实施例3：
过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌的胁迫相关基因，提供对多种非生物性胁迫的耐受性。
为了确定盐耐受，灭菌拟南芥的种子(100％漂白剂，0.1％TritonX，5分钟2次，并用ddH2O润洗5次)。将种子置于非选择性培养基上(1/2MS，0.6％Phytagar，0.5g/L MES，1％蔗糖，2μg/ml苯菌灵(benamyl))。允许种子萌发约10天。在4-5叶阶段，将转基因植物装到5.5cm直径的盆中，使其生长约7天(22℃，持续光照)，按需要浇水。为了开始测定，向盆下的托盘中加入2升100mM NaCl和1/8MS。对于装有对照植物的托盘，加入3升1/8MS。逐步增加NaCl补充物的浓度，每4天增加50mM直至200mM。在用200mM盐处理后，确定植物的鲜重和存活和生物量产生。
为了确定干旱耐受，将转基因品系的种子发芽并生长约10天，至上述4-5叶阶段。将植物转移到干旱条件下，可以生长至发育的开花和结籽阶段。利用叶绿素荧光作为光合成适合度和光系统完整性的指示物，测量光合成。确定作为种子产量指示物的存活和植物生物量产生。
与易感植物相比，具有盐度或低温耐受性的植物具有更高的存活率和生物量产生，包括种子产量和干物质产生。
实施例4：
通过过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌的YIP基因，改造苜蓿植物，使其具有增强的非生物性环境胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
使用现有方法(例如McKersie等，Plant Physiol 119，839(1999))可以转化苜蓿(Medicago sativa)的再生克隆。苜蓿的再生和转化可以是基因型依赖性的，因此可需要再生植物。获得再生植物的方法已有描述。例如，它们可选自Rangelander栽培种(Agriculture Canada)或者Brown D.C.W.和Atanassov A.(Plant Cell Tissue Organ Culture 4，111(1985))描述的任何商品苜蓿品种。或者，可选择RA3品种(University of Wisconsin)用于组织培养(Walker等，Am.J.Bot.65，654(1978))。
可将叶柄外植体与含有双元载体的根癌农杆菌C58C1 pMP90(McKersie等，Plant Physiol 119，839(1999))或LBA4404的过夜培养物共培养。已经描述了用于植物转化的许多不同的双元载体系统(例如An G.，Agrobacterium Protocols，Methods in Molecular Biology，Vol 44，47-62页，Gartland K.M.A.和Davey M.R编辑.Humana Press，Totowa，NewJersey)。许多都是可基于Bevan(Nucleic Acid Research.12，8711(1984))所述的载体pBIN19，其包括侧翼为根癌农杆菌Ti质粒的左边界和右边界序列的植物基因表达盒。植物基因表达盒由至少两个基因组成——选择标记基因和调节性状基因的cDNA或基因组DNA转录的植物启动子。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的拟南芥基因(美国专利5,7673,666和6,225,105)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因，以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，可使用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
在含有288mg/L Pro、53mg/L硫代脯氨酸、4.35g/L K2SO4和100μm乙酰丁香酮的SH诱导培养基上在黑暗中可将外植体共培养3天。可以以半强度的Murashige-Skoog培养基(Murashige和Skoog，1962)洗涤外植体，并平板接种到相同的SH诱导培养基上，但其中不含乙酰丁香酮，而是含有合适的选择剂和合适的抗生素以抑制农杆菌生长。几周后，可将体细胞胚转移至无生长调节剂、无抗生素并含有50g/L蔗糖的BOi2Y发育培养基。其后可使体细胞胚在半强度的Murashige-Skoog培养基上萌发。可将生根的幼苗移植到盆中并在温室中培养。
可产生T1和T2代植株，并例如如实施例1或2所述进行产量增加和/或胁迫耐受性实验。对于产量增加或对环境胁迫耐受性的评估，将生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量与非转基因野生型植物进行比较。
实施例5：
通过过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌的YIP基因，改造黑麦草植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的产量/生物量产生。
可将来自若干不同黑麦草品种的种子作为外植体来源用于转化，包括商品品种Gunne(可得自Weibull种子公司)或者Affinity品种。可将种子依次用1％Tween-20表面灭菌1分钟，以100％漂白剂表面灭菌60分钟，用去离子水和蒸馏水漂洗3次(每次5分钟)，接着在黑暗中在湿润的无菌滤纸上萌发3-4天。可将幼苗再用1％Tween-20灭菌1分钟，以75％漂白剂灭菌5分钟，并用双蒸水漂洗3次，每次5分钟。
可将经表面灭菌的种子置于含有Murashige和Skoog基础盐和维生素、20g/L蔗糖、150mg/L天冬酰胺、500mg/L酪蛋白水解物、3g/LPhytagel、10mg/L BAP和5mg/二氯甲氧苯酸的愈伤组织诱导培养基上。可将平板在黑暗中以25℃孵育4天以进行种子萌发和胚胎发生愈伤组织诱导。
在愈伤组织诱导培养基上4周后，可剪去幼苗的枝条和根，可将愈伤组织转移至新鲜培养基，再培养4周，接着转移至MSO培养基在光照下培养2周。可将一些愈伤组织片(11-17周龄)通过10目筛并置于愈伤组织诱导培养基上，或者在250ml瓶中的100ml液体黑麦草愈伤组织诱导培养基(与用琼脂诱导愈伤组织的培养基相同)中培养。可将瓶用箔裹住，并在黑暗中在23℃下以175rpm摇动1周。用40目筛将液体培养基过筛来收集细胞。可将筛上收集的级分置于固体黑麦草愈伤组织诱导培养基并在黑暗中以25℃培养1周。接着可将愈伤组织转移至含有1％蔗糖的MS培养基并培养2周。
转化可通过农杆菌或微粒轰击法来实现。可产生在pUC载体中含有组成型植物启动子和基因cDNA的表达载体。使用Qiagen试剂盒，根据生产商的说明从大肠杆菌细胞中可制备质粒DNA。可将约2g胚胎发生愈伤组织涂在培养皿中无菌滤纸的中心。可在滤纸上添加含有10g/L蔗糖的液体MSO等分试样。根据Sanford等，1993的方法可用质粒DNA包裹金微粒(大小为1.0μm)，并使用以下参数递送至胚胎发生愈伤组织：每次轰击500μg微粒和2μgDNA，1300psi，挡板到愈伤组织平板的距离为8.5cm，每个愈伤组织平板轰击1次。
轰击后，可将愈伤组织转移回新鲜的愈伤组织发育培养基中，并在室温下在黑暗中维持1周时间。接着可将愈伤组织转移至25℃下光照的生长条件，以用合适的选择剂(例如250nM Arsenal、5mg/L PPT或50mg/L卡那霉素)起始胚分化。可出现了对选择剂有抗性的枝条，一旦枯萎就可转移至土壤中。
可通过PCR分析原代转基因植物(T0)的样品，以证实T-DNA的存在。可通过Southern杂交证实这些结果，其中可将DNA在1％琼脂糖凝胶上电泳并转移至带正电的尼龙膜(Roche Diagnostics)。可使用PCR DIGProbe Synthesis Kit(Roche Diagnostics)，通过PCR制备以洋地黄毒苷标记的探针，并如生产商的推荐来使用。
可通过剪下分蘖对转基因T0黑麦草植物进行无性繁殖。可将移植的分蘖在温室中维持2个月，直至已良好建立。可除下枝条并培养2周。
可产生T1和T2代植株，并例如如实施例1或2所述进行产量增加和/或胁迫耐受性实验。对于产量增加或对环境胁迫耐受性的评估，将生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量与非转基因野生型植物进行比较。
实施例6：
通过过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌的YIP基因，改造大豆植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
根据对Texas A&M专利US 5,164,310所述方法的以下修改来可转化大豆。一些商品大豆品种可适于通过该方法进行转化。可通常使用栽培种Jack(可得自Illinois Seed Foundation)进行转化。通过将种子浸入70％(v/v)乙醇6分钟和补充有0.1％(v/v)Tween的25％商业漂白剂(NaOCl)20分钟而进行消毒，然后用无菌双蒸水漂洗4次。可通过从每个幼苗上除去胚根、下胚轴和一个子叶来繁殖7日龄的幼苗。接着，可将带有一个子叶的上胚轴转移至培养皿中新鲜的萌发培养基，并在16小时光周期(约100μmol/m2s)下以25℃孵育3周。从3-4周龄植物上剪下叶腋节(约4mm长)。可切下叶腋节并在农杆菌LBA4404培养基中孵育。
已经描述了用于植物转化的许多不同的双元载体系统(例如An G.，Agrobacterium Protocols.Methods in Molecular Biology Vol.44，47-62页，Gartland K.M.A.和Davey M.R.编辑.Humana Press，Totowa，NewJersey)。许多都是可基于Bevan(Nucleic Acid Research.12，8711(1984))所述的载体pBIN19，其包括侧翼为根癌农杆菌Ti质粒的左边界和右边界序列的植物基因表达盒。植物基因表达盒由至少两个基因组成——选择标记基因和调节性状基因cDNA或基因组DNA转录的植物启动子。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的拟南芥基因(美国专利5,7673,666和6,225,105)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，可以用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
共培养处理后，可洗涤外植体并转移至补充有500mg/L泰门汀的选择培养基。可剪下枝条并置于枝条延长培养基上。在移植至土壤之前，可将长于1cm的嫩枝置于生根培养基上2至4周。
可通过PCR分析原代转基因植物(T0)，以证实T-DNA的存在。通过Southern杂交可证实这些结果，其中可将DNA在1％琼脂糖凝胶上电泳并转移至带正电的尼龙膜(Roche Diagnostics)。可使用PCR DIG ProbeSynthesis Kit(Roche Diagnostics)，通过PCR制备以洋地黄毒苷标记的探针，并如生产商的推荐来使用。
可产生T1和T2代植株，并例如如实施例1或2所述进行产量增加和/或胁迫耐受性实验。对于产量增加或对环境胁迫耐受性的评估，将生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量与非转基因野生型植物进行比较。
实施例7：
通过过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌的YIP相关基因，改造油菜籽/卡诺拉油菜植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
可使用5-6日龄幼苗的子叶柄和下胚轴作为外植体用于组织培养并根据Babic等(Plant Cell Rep 17，183(1998))转化。商品栽培种Westar(Agriculture Canada)可以是用于转化的标准品种，但也可使用其他品种。
可使用含有双元载体的根癌农杆菌LBA4404用于卡诺拉油菜转化。已经描述了用于植物转化的许多不同的双元载体系统(例如An G.，Agrobacterium Protocols.Methods in Molecular Biology Vol.44，47-62页，Gartland K.M.A.和Davey M.R.编辑.Humana Press，Totowa，NewJersey)。许多都是可基于Bevan(Nucleic Acid Research.12，8711(1984))所述的载体pBIN19，其包括侧翼为根癌农杆菌Ti质粒的左边界和右边界序列的植物基因表达盒。植物基因表达盒由至少两个基因组成——选择标记基因和调节性状基因cDNA或基因组DNA转录的植物启动子。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的拟南芥基因(美国专利5,7673,666和6,225,105)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，可以用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
卡诺拉油菜种子可在70％乙醇中表面灭菌2分钟，接着在含有一滴Tween-20的30％Clorox中表面灭菌10分钟，其后用无菌蒸馏水漂洗3次。接着可将种子在含有1％蔗糖、0.7％Phytagar的无激素的半强度MS培养基上以23℃、16小时光照体外萌发5天。从体外幼苗上剪下附有子叶的子叶柄外植体，并通过将叶柄外植体的切口末端浸入细菌悬液中来接种农杆菌。接着可将外植体在含有3mg/L BAP、3％蔗糖、0.7％Phytagar的MSBAP-3培养基上以23℃、16小时光照培养2天。与农杆菌共培养2天后，可将叶柄外植体转移至含有3mg/L BAP、头孢噻肟、羧苄青霉素或特美汀(300mg/L)的MSBAP-3培养基上7天，接着在含有头孢噻肟、羧苄青霉素或泰门汀以及选择剂的MSBAP-3培养基上培养，直至再生出枝条。当枝条为5-10mm长时，可将其剪下并转移至枝条延长培养基(MSBAP-0.5，含有0.5mg/L BAP)。可将长度约2cm的枝条转移至生根培养基(MSO)用于根诱导。
可通过PCR分析原代转基因植物(T0)的样品，以证实T-DNA的存在。可通过Southern杂交证实这些结果，其中可将DNA在1％琼脂糖凝胶上电泳并转移至带正电的尼龙膜(Roche Diagnostics)。可使用PCR DIGProbe Synthesis Kit(Roche Diagnostics)，通过PCR制备以洋地黄毒苷标记的探针，并如生产商的推荐来使用。
可产生T1和T2代植株，并例如如实施例1或2所述进行产量增加和/或胁迫耐受性实验。对于产量增加或对环境胁迫耐受性的评估，将生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量与非转基因野生型植物进行比较。
实施例8：
通过过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌的YIP基因，改造玉米植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
使用对Ishida等(Nature Biotech 14745(1996))所述方法的修改来进行玉米(Zea Mays L.)转化。玉米中的转化可以是基因型依赖性的，仅有特定的基因型可适于转化和再生。近交株系A188(University of Minnesota)或以A188为亲本的杂种可以是转化供体材料的良好来源(Fromm等Biotech 8，833(1990))，但也可成功地使用其他基因型。可在授粉后约11天(DAP)从玉米植物上收获穗，这时未成熟胚的长度可约为1至1.2mm。可将未成熟胚与带有“超级二元”载体的根癌农杆菌共培养，并可通过器官发生获得转基因植物。Japan Tobacco的超级双元载体系统描述于WO专利WO 94/00977和WO 95/06722。如所述构建载体。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的玉米基因(美国专利6,025,541)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因，以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，使用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
将剪下的胚在愈伤组织诱导培养基上培养，接着在含有咪唑啉酮作为选择剂的玉米再生培养基上培养。将培养皿在光照下以25℃孵育2-3周，或者直至发育出枝条。将绿色的枝条从每个胚上转移至玉米生根培养基，并以25℃孵育2-3周，直至发育出根。将生根的枝条移植到温室中的土壤里。从显示咪唑啉酮除草剂耐受性并对转基因为PCR阳性的植物产生T1种子。
可接着根据实施例1或2所述方法对T1转基因植物评价增加的产量能力或其增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。单基因座T-DNA插入的T1代将以3∶1的比例分离该转基因。含有1或2个转基因拷贝的后代对咪唑啉酮除草剂有耐受性，并显示出与缺少该转基因的后代相比增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
可产生T1和T2代植株，并例如如实施例1或2所述进行产量增加和/或胁迫耐受性实验。对于产量增加或对环境胁迫耐受性的评估，将生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量与非转基因野生型植物进行比较。
纯合的T2植株表现出相似的表型。纯合转基因植物的杂合植株(F1后代)以及非转基因植株也表现出增强的环境胁迫耐受性和/或增加的产量产生。
实施例9：
通过过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌的YIP基因，改造小麦植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
以Ishida等(Nature Biotech.14745(1996))所述方法进行小麦转化。Bobwhite栽培种(可得自CYMMIT，Mexico)常用于转化。将未成熟胚与带有“超级二元”载体的根癌农杆菌共培养，并通过器官发生获得转基因植物。Japan Tobacco的超级双元载体系统描述于WO专利WO 94/00977和WO95/06722。如所述构建载体。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的玉米基因(美国专利6,025,541)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因，以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，使用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
与农杆菌孵育后，将胚在愈伤组织诱导培养基上培养，接着在含有咪唑啉酮作为选择剂的再生培养基上培养。将培养皿在光照下以25℃孵育2-3周，或者直至发育出枝条。将绿色的枝条从每个胚上转移至生根培养基，并以25℃孵育2-3周，直至发育出根。将生根的枝条移植到温室中的土壤里。从显示咪唑啉酮除草剂耐受性并对转基因为PCR阳性的植物产生T1种子。
可接着根据实施例1或2所述方法对T1转基因植物评价增加的产量/生物量产生和/或其增强的对环境胁迫的耐受性。单基因座T-DNA插入的T1代将以3∶1的比例分离该转基因。含有1或2个转基因拷贝的后代对咪唑啉酮除草剂有耐受性，并显示出与缺少该转基因的后代相比增强的胁迫耐受性和/或增加的产量/生物量产生。同源T2植物表现出类似的表型。可以产生与非转基因野生型植物相比时具有更高的对环境胁迫的耐受性和/或增加的生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量的植物。
实施例10
鉴定相同和异源的基因
可以使用基因序列从cDNA或基因组文库中鉴定相同或异源的基因。可以使用如cDNA文库，通过核酸杂交分离相同基因(例如全长cDNA克隆)。取决于目的基因的丰度，将100,000至1,000,000个重组噬菌体涂板并转移至尼龙膜。以碱变性后，通过如UV交联将DNA固定在膜上。杂交在高严格条件下进行。在水溶液中，杂交和洗涤以1M NaCl的离子强度和68℃的温度进行。通过如放射性(32P)缺口转录标记(High Prime，Roche，Mannheim，Germany)来产生杂交探针。通过放射自显影来检测信号。
可以与上述类似的方式使用低严格杂交和洗涤调节来鉴定相关但不相同的部分相同或异源基因。就水溶液杂交而言，离子强度一般保持在1MNaCl，而温度逐渐从68℃降低至42℃。
可以通过使用合成的放射性标记寡核苷酸探针来分离仅在不同结构域(例如10-20个氨基酸)中具有同源性(或序列同一性/相似性)的基因序列。通过用T4多核苷酸激酶将两个互补寡核苷酸的5’末端磷酸化来制备放射性标记的寡核苷酸。所述互补寡核苷酸退火并连接形成多联体。接着通过如缺口转录对双链多联体进行放射性标记。杂交一般使用高寡核苷酸浓度在低严格条件下进行。
寡核苷酸杂交液：
6×SSC
0.01M磷酸钠
1mM EDTA(pH 8)
0.5％SDS
100μg/ml变性鲑精DNA
0.1％脱脂奶粉
在杂交过程中，将温度逐渐降低至估计的寡核苷酸Tm以下5-10℃，或者降低至室温，然后进行洗涤步骤和放射自显影。洗涤以低严格度进行，例如使用4×SSC洗涤3次。其他细节描述于Sambrook J.等，1989，“Molecular Cloning：A Laboratory Manual，”Cold Spring HarborLaboratory Press或者Ausubel F.M.等，1994，“Current Protocols inMolecular Biology，”John Wiley & Sons。
实施例11
通过用抗体筛选表达文库来鉴定相同基因
cDNA克隆可用于产生重组多肽，例如在大肠杆菌中产生(例如QiagenQIAexpress pQE系统)。接着一般通过Ni-NTA亲和层析(Qiagen)对重组多肽进行亲和纯化。接着使用重组多肽产生特异性抗体，例如使用标准技术免疫兔子。如Gu等，BioTechniques 17，257(1994)所述，使用以重组抗原饱和的Ni-NTA柱对抗体进行亲和纯化。接着可使用抗体通过免疫筛选来筛选表达cDNA文库，以鉴定相同或异源的基因(Sambrook，J.等，1989，“Molecular Cloning：A Laboratory Manual，”Cold Spring HarborLaboratory Press或者Ausubel，F.M.等，1994，“Current Protocols inMolecular Biology”，John Wiley & Sons)。
实施例12：体内诱变
可通过以维持其遗传信息完整性之能力受损的大肠杆菌或其他微生物(例如芽孢杆菌或者酵母，如酿酒酵母)传代质粒(或其他载体)DNA来进行微生物的体内诱变。典型的增变菌株在其DNA修复系统的基因中含有突变(例如mutHLS、mutD、mutT等，参阅Rupp W.D.，DNA repairmechanisms，Escherichia coli and Salmonella，2277-2294页，ASM，1996，Washington)。这些菌株为本领域技术人员所熟知。这些菌株的使用展示于例如Greener A.和Callahan M.，Strategies 7，32(1994)。优选在微生物中选择并测试后将突变DNA分子转移进植物。根据本文实例的多个实施例产生转基因植物。
实施例13：
通过使用组织特异性或胁迫诱导型启动子，过表达YIP编码基因(例如，来自如欧洲油菜、大豆、玉米或稻)，改造拟南芥植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
按实施例1所述，产生了过表达来自例如欧洲油菜、大豆、玉米和稻的YIP编码基因的转基因拟南芥植物，从而在组织特异性或胁迫诱导型启动子的控制下表达编码YIP蛋白的转基因。在正常或胁迫条件下产生并生长T2代植物。具有更高产量和/或对环境胁迫的耐受性的植物，当与非转基因野生型植物相比时，表现出增加的生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量。
实施例14：
例如通过过表达例如来自欧洲油菜、大豆、玉米或稻的YIP基因，改造苜蓿植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
使用McKersie等(Plant Physiol.119，839(1999))的方法转化苜蓿(Medicago sativa)的再生克隆。苜蓿的再生和转化是基因型依赖性的，因此需要再生植物。已经描述了获得再生植物的方法。例如，可以如Brown和Atanassov(Plant Cell Tissue Organ Culture 4，111(1985))所述，从栽培种(Agriculture Canada)或任何其他商品苜蓿品种中对其进行选择。或者，选择RA3品种(University of Wisconsin)用于组织培养(Walker等，Am.J.Bot.65，54(1978))。
将叶柄外植体与含有双元载体的根癌农杆菌C58C1 pMP90(McKersie等，Plant Physiol 119，839(1999))或LBA4404的过夜培养物共培养。已经描述了将用于植物转化的许多不同的双元载体系统(例如An G.，Agrobacterium Protocols，Methods in Molecular Biology，Vol 44，47-62页，Gartland K.M.A.和Davey M.R编辑.Humana Press，Totowa，NewJersey)。许多都是基于Bevan(Nucleic Acid Research.12，8711(1984))所述的载体pBIN19，其包括侧翼为根癌农杆菌Ti质粒的左边界和右边界序列的植物基因表达盒。植物基因表达盒由至少两个基因组成——选择标记基因和调节性状基因的cDNA或基因组DNA转录的植物启动子。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的拟南芥基因(美国专利5,7673,666和6,225,105)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因，以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，使用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
在含有288mg/L Pro、53mg/L硫代脯氨酸、4.35g/L K2SO4和100μm乙酰丁香酮的SH诱导培养基上在黑暗中将外植体培养3天。以半强度的Murashige-Skoog培养基(Murashige和Skoog，1962)洗涤外植体，并涂板到相同的SH诱导培养基上，但其中不含乙酰丁香酮，而是含有合适的选择剂和合适的抗生素以抑制农杆菌生长。几周后，将体细胞胚转移至无生长调节剂、无抗生素并含有50g/L蔗糖的BOi2Y发育培养基。其后使体细胞胚在半强度的Murashige-Skoog培养基上萌发。将生根的幼苗移植到盆中并在温室中培养。
通过节切除和在Turface生长培养基中生根来繁殖T0转基因植物。产生T1或T2代植株，并如前面的实施例所述，进行包含正常或胁迫条件的实验。具有增加的产量产生和/或更高的胁迫耐受性的植物与对照例如非转基因野生型植物相比具有增加的生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量。
对于产量增加的评估，与例如相应的非转基因野生型植物比较例如低温耐受性、生物量产生、内在产量和/或干物质产生和/或种子产量。
例如，具有增加的产量，例如增加的产量相关性状，如更高的胁迫耐受性，如具有增加的养分使用效率或增加的内在产量，以及如具有更高的低温耐受性的植物，当与缺少该转基因的植物(例如，相应的非转基因野生型植物)相比时，在低温条件下表现出增加的生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量。
实施例15：
通过过表达例如来自欧洲油菜、大豆、玉米或稻的YIP基因，改造黑麦草植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
可将来自若干不同黑麦草品种的种子作为外植体来源用于转化，包括商品品种Gunne(可得自Weibull种子公司)或者Affinity品种。将种子依次用1％Tween-20表面灭菌1分钟，以100％漂白剂表面灭菌60分钟，用去离子水和蒸馏水漂洗3次(每次5分钟)，接着在黑暗中在湿润的无菌滤纸上萌发3-4天。将苗再用1％Tween-20灭菌1分钟，以75％漂白剂灭菌5分钟，并用双蒸水漂洗3次，每次5分钟。
将经表面灭菌的种子置于含有Murashige和Skoog基础盐和维生素、20g/L蔗糖、150mg/L天冬酰胺、500mg/L酪蛋白水解物、3g/L Phytagel、10mg/L BAP和5mg/二氯甲氧苯酸的愈伤组织诱导培养基上。将平板在黑暗中以25℃孵育4天以进行种子萌发和胚胎发生愈伤组织诱导。
在愈伤组织诱导培养基上4周后，剪去幼苗的枝条和根，将愈伤组织转移至新鲜培养基，再培养4周，接着转移至MSoMSO培养基在光照下培养2周。将一些愈伤组织片(11-17周龄)通过10目筛并置于愈伤组织诱导培养基上，或者在250ml瓶中的100ml液体黑麦草愈伤组织诱导培养基(与用琼脂诱导愈伤组织的培养基相同)中培养。将瓶用箔裹住，并在黑暗中在23℃下以175rpm摇动1周。用40目筛将液体培养基过筛来收集细胞。将筛上收集的级分置于固体黑麦草愈伤组织诱导培养基并在黑暗中以25℃培养1周。接着将愈伤组织转移至含有1％蔗糖的MS培养基并培养2周。
转化可通过农杆菌或微粒轰击法来实现。产生在pUC载体中含有组成型植物启动子和基因cDNA的表达载体。使用Qiagen试剂盒，根据生产商的说明从大肠杆菌细胞中制备质粒DNA。将约2g胚胎发生愈伤组织涂在培养皿中无菌滤纸的中心。在滤纸上添加含有10g/L蔗糖的液体MSO等分试样。根据Sanford等，1993的方法用质粒DNA包裹金微粒(大小为1.0μm)，并使用以下参数递送至胚胎发生愈伤组织：每次轰击500μg微粒和2μg DNA，1300psi，挡板到愈伤组织平板的距离为8.5cm，每个愈伤组织平板轰击1次。
轰击后，将愈伤组织转移回新鲜的愈伤组织发育培养基中，并在室温下在黑暗中维持1周时间。接着将愈伤组织转移至25℃下光照的生长条件，以用合适的选择剂(例如250nM Arsenal、5mg/L PPT或50mg/L卡那霉素)起始胚分化。出现了对选择剂有抗性的枝条，一旦枯萎就转移至土壤中。
通过PCR分析原代转基因植物(T0)的样品，以证实T-DNA的存在。通过Southern杂交证实这些结果，其中将DNA在1％琼脂糖凝胶上电泳并转移至带正电的尼龙膜(Roche Diagnostics)。使用The PCR DIG ProbeSynthesis Kit(Roche Diagnostics)，通过PCR制备以洋地黄毒苷标记的探针，并如生产商的推荐来使用。
通过切断分蘖来无性繁殖转基因的T0黑麦草植株。移植的分蘖维持在温室内2个月直至发育良好。产生T1或T2代植株，令其经受正常或胁迫实验，例如如上述实施例1或2所述。生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量可以与对照，例如非转基因野生型植物相比较。
对于产量增加的评估，与例如相应的非转基因野生型植物比较例如低温耐受性、生物量产生、内在产量和/或干物质产生和/或种子产量。
例如，具有增加的产量，例如增加的产量相关性状，如更高的胁迫耐受性，如具有增加的养分使用效率或增加的内在产量，以及如具有更高的低温耐受性的植物，当与缺少该转基因的植物(例如，相应的非转基因野生型植物)相比时，在低温条件下表现出增加的生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量。
实施例16：
通过过表达例如来自欧洲油菜、大豆、玉米或稻的YIP基因，改造大豆植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
根据对Texas A&M专利US 5,164,310所述方法的以下修改来转化大豆。一些商品大豆品种适于通过该方法进行转化。通常使用栽培种Jack(可得自Illinois Seed Foundation)进行转化。通过将种子浸入70％(v/v)乙醇6分钟和补充有0.1％(v/v)Tween的25％商业漂白剂(NaOCl)20分钟而进行消毒，然后用无菌双蒸水漂洗4次。通过从每个幼苗上除去胚根、下胚轴和一个子叶来繁殖7日龄的幼苗。接着，将带有一个子叶的上胚轴转移至培养皿中新鲜的萌发培养基，并在16小时光周期(约100μmol/m2s)下以25℃孵育3周。从3-4周龄植物上剪下叶腋节(约4mm长)。切下叶腋节并在农杆菌LBA4404培养基中孵育。
已经描述了用于植物转化的许多不同的双元载体系统(例如An G.，Agrobacterium Protocols.Methods in Molecular Biology Vol.44，47-62页，Gartland K.M.A.和Davey M.R.编辑.Humana Press，Totowa，NewJersey)。许多都是基于Bevan(Nucleic Acid Research.12，8711(1984))所述的载体pBIN19，其包括侧翼为根癌农杆菌Ti质粒的左边界和右边界序列的植物基因表达盒。植物基因表达盒由至少两个基因组成——选择标记基因和调节性状基因cDNA或基因组DNA转录的植物启动子。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的拟南芥基因(美国专利5,7673,666和6,225,105)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
共培养处理后，洗涤外植体并转移至补充有500mg/L泰门汀的选择培养基。剪下枝条并置于枝条延长培养基上。在移植至土壤之前，将长于1cm的枝条置于生根培养基上2至4周。
通过PCR分析原代转基因植物(T0)，以证实T-DNA的存在。通过Southern杂交证实这些结果，其中将DNA在1％琼脂糖凝胶上电泳并转移至带正电的尼龙膜(Roche Diagnostics)。使用PCR DIG Probe SynthesisKit(Roche Diagnostics)，通过PCR制备以洋地黄毒苷标记的探针，并如生产商的推荐来使用。
产生T1或T2代植株，令其经受实验，例如如上述实施例1或2所述。对于产量增加或胁迫耐受性的评估，生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量可以与对照，例如非转基因野生型植物相比较。
对于产量增加的评估，与例如相应的非转基因野生型植物比较例如低温耐受性、生物量产生、内在产量和/或干物质产生和/或种子产量。
例如，具有增加的产量，例如增加的产量相关性状，如更高的胁迫耐受性，如具有增加的养分使用效率或增加的内在产量，以及如具有更高的低温耐受性的植物，当与缺少该转基因的植物(例如，相应的非转基因野生型植物)相比时，在低温条件下表现出增加的生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量。
实施例17：
通过过表达YIP基因，改造油菜籽/卡诺拉油菜植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
使用5-6日龄幼苗的子叶柄和下胚轴作为外植体用于组织培养并根据Babic等(Plant Cell Rep 17，183(1998))转化。商品栽培种Westar(Agriculture Canada)是用于转化的标准品种，但也可使用其他品种。
可使用含有双元载体的根癌农杆菌LBA4404用于卡诺拉油菜转化。已经描述了用于植物转化的许多不同的双元载体系统(例如An G.，Agrobacterium Protocols.Methods in Molecular Biology Vol.44，47-62页，Gartland K.M.A.和Davey M.R.编辑.Humana Press，Totowa，NewJersey)。许多都是基于Bevan(Nucleic Acid Research.12，8711(1984))所述的载体pBIN19，其包括侧翼为根癌农杆菌Ti质粒的左边界和右边界序列的植物基因表达盒。植物基因表达盒由至少两个基因组成——选择标记基因和调节性状基因cDNA或基因组DNA转录的植物启动子。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的拟南芥基因(美国专利5,7673,666和6,225,105)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，可以用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
将卡诺拉油菜种子在70％乙醇中表面灭菌2分钟，接着在含有一滴Tween-20的30％Clorox中表面灭菌10分钟，其后用无菌蒸馏水漂洗3次。接着将种子在含有1％蔗糖、0.7％Phytagar的无激素的半强度MS培养基上以23℃、16小时光照体外萌发5天。从体外幼苗上剪下附有子叶的子叶柄外植体，并通过将叶柄外植体的切口末端浸入细菌悬液中来接种农杆菌。接着将外植体在含有3mg/L BAP、3％蔗糖、0.7％Phytagar的MSBAP-3培养基上以23℃、16小时光照培养2天。与农杆菌共培养2天后，将叶柄外植体转移至含有3mg/L BAP、头孢噻肟、羧苄青霉素或特美汀(300mg/L)的MSBAP-3培养基上7天，接着在含有头孢噻肟、羧苄青霉素或泰门汀以及选择剂的MSBAP-3培养基上培养，直至再生出枝条。当枝条为5-10mm长时，将其剪下并转移至枝条延长培养基(MSBAP-0.5，含有0.5mg/L BAP)。将长度约2cm的枝条转移至生根培养基(MSO)用于根诱导。
通过PCR分析原代转基因植物(T0)的样品，以证实T-DNA的存在。通过Southern杂交证实这些结果，其中将DNA在1％琼脂糖凝胶上电泳并转移至带正电的尼龙膜(Roche Diagnostics)。使用PCR DIG ProbeSynthesis Kit(Roche Diagnostics)，通过PCR制备以洋地黄毒苷标记的探针，并如生产商的推荐来使用。
产生T1或T2代植株，令其经受实验，例如如上述实施例1或2所述。对于产量增加或胁迫耐受性的评估，生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量可以与对照，例如非转基因野生型植物相比较。
对于产量增加的评估，与例如相应的非转基因野生型植物比较例如低温耐受性、生物量产生、内在产量和/或干物质产生和/或种子产量。
例如，具有增加的产量，例如增加的产量相关性状，如更高的胁迫耐受性，如具有增加的养分使用效率或增加的内在产量，以及如具有更高的低温耐受性的植物，当与缺少该转基因的植物(例如，相应的非转基因野生型植物)相比时，在低温条件下表现出增加的生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量。
实施例18：
通过过表达YIP基因，改造玉米植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
使用对Ishida等(Nature Biotech 14745(1996))所述方法的修改来进行玉米(Zea Mays L.)转化。玉米中的转化是基因型依赖性的，仅有特定的基因型适于转化和再生。近交株系A188(University of Minnesota)或以A188为亲本的杂种是转化供体材料的良好来源(Fromm等Biotech 8，833(1990))，但也可成功地使用其他基因型。在授粉后约11天(DAP)从玉米植物上收获穗，这时未成熟胚的长度约为1至1.2mm。将未成熟胚与带有“超级二元”载体的根癌农杆菌共培养，并通过器官发生获得转基因植物。Japan Tobacco的超级双元载体系统描述于WO专利WO 94/00977和WO95/06722。如所述构建载体。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的玉米基因(美国专利6,025,541)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因，以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，使用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
将剪下的胚在愈伤组织诱导培养基上培养，接着在含有咪唑啉酮作为选择剂的玉米再生培养基上培养。将培养皿在光照下以25℃孵育2-3周，或者直至发育出枝条。将绿色的枝条从每个胚上转移至玉米生根培养基，并以25℃孵育2-3周，直至发育出根。将生根的枝条移植到温室中的土壤里。从显示咪唑啉酮除草剂耐受性并对转基因为PCR阳性的植物产生T1种子。
然后，根据实施例1或2描述的方法评价T1转基因植物的增加的产量，或增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。单基因座插入T-DNA的T1代将以1∶2∶1的比例出现转基因分离。含有一份或两份转基因拷贝的后代(3/4的后代)对咪唑啉酮除草剂是耐受的，表现出与缺少转基因的后代相比，增强的胁迫耐受性和/或增加的产量/生物量产生。耐受性植株具有更高的种子产量。纯合的T2植株表现出相似的表型。纯合转基因植物的杂合植株(F1后代)以及非转基因植株也表现出增强的胁迫耐受性和/或增加的生物量产生。
实施例19：
通过过表达YIP基因，改造小麦植物，使其具有增强的胁迫耐受性和/或增加的产量/生物量产生。
以Ishida等(Nature Biotech.14745(1996))所述方法进行小麦转化。Bobwhite栽培种(可得自CYMMIT，Mexico)常用于转化。将未成熟胚与带有“超级二元”载体的根癌农杆菌共培养，并通过器官发生获得转基因植物。Japan Tobacco的超级双元载体系统描述于WO专利WO 94/00977和WO95/06722。如所述构建载体。可以使用多种选择标记基因，包括编码突变的乙酰羟酸合酶(AHAS)的玉米基因(美国专利6,025,541)。类似地，可以使用多种启动子来调节性状基因，以提供基因转录的组成型、发育、组织或环境型调节。在本实施例中，使用34S启动子(GenBank登记号M59930和X16673)来提供性状基因的组成型表达。
与农杆菌孵育后，将胚在愈伤组织诱导培养基上培养，接着在含有咪唑啉酮作为选择剂的再生培养基上培养。将培养皿在光照下以25℃孵育2-3周，或者直至发育出枝条。将绿色的枝条从每个胚上转移至生根培养基，并以25℃孵育2-3周，直至发育出根。将生根的枝条移植到温室中的土壤里。从显示咪唑啉酮除草剂耐受性并对转基因为PCR阳性的植物产生T1种子。
产生T1或T2代植株，令其经受实验，例如如上述实施例1或2所述。对于产量增加或胁迫耐受性的评估，生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量可以与对照，例如非转基因野生型植物相比较。
对于产量增加的评估，与例如相应的非转基因野生型植物比较例如低温耐受性、生物量产生、内在产量和/或干物质产生和/或种子产量。
例如，具有增加的产量，例如增加的产量相关性状，如更高的胁迫耐受性，如具有增加的养分使用效率或增加的内在产量，以及如具有更高的低温耐受性的植物，当与缺少该转基因的植物(例如，相应的非转基因野生型植物)相比时，在低温条件下表现出增加的生物量产生和/或干物质产生和/或种子产量。
实施例20：
通过过表达来自酿酒酵母或大肠杆菌或集胞藻属的胁迫相关基因，改造稻植物，使其在暂时的和重复的非生物性胁迫条件下具有增加的产量。
稻转化
使用含有本发明表达载体的农杆菌转化稻植物。将稻日本栽培种Nipponbare的成熟干种子脱皮。如下进行灭菌：在70％乙醇中孵育1分钟，随后在0.2％HgCl2中孵育30分钟，然后用无菌蒸馏水洗涤6次(各15分钟)。接着将灭菌的种子在含有2，4-D的培养基(愈伤组织诱导培养基)上萌发。在黑暗中诱导4周后，剪下胚胎发生的盾片来源愈伤组织，并在相同的培养基上繁殖。两周后，通过在相同培养基上传代培养2周来增殖或繁殖愈伤组织。在共培养之前，将胚胎发生愈伤组织片在新鲜培养基上传代培养3天(以增强细胞分裂活性)。
使用含有本发明表达载体的农杆菌菌株LBA4404进行共培养。以农杆菌接种含有适当抗生素的AB培养基并以28℃培养3天。接着收集细菌并悬浮于液体共培养培养基中，至密度(OD600)约为1。接着将悬液转移至培养皿，并将愈伤组织浸没在悬液中15分钟。接着将愈伤组织在滤纸上吸干并转移至固化的共培养培养基，并在黑暗中以25℃孵育3天。在选择剂存在下，将共培养的愈伤组织在含有2，4-D的培养基上在黑暗中以28℃培养4周。在此期间，发育出了迅速生长的抗性愈伤组织岛。将此材料转移至再生培养基并在光照下孵育后，在接下来的4至5周中释放胚胎发生势并发育出枝条。从愈伤组织上剪下枝条并在含有生长素的培养基上孵育2至3周，再转移至土壤里。将变硬的枝条在温室中以高湿度和短日照进行培养。
从一个构建体产生了约35个独立的T0稻转化体。将原代转化体从组织培养室转移至温室中。以定量PCR分析验证T-DNA插入片段的拷贝数后，保留显示选择剂耐受性的仅含有单个拷贝的转基因植物用于收获T1种子。接着在移植3至5个月后收获种子。该方法以超过50％的比率获得单基因座转化体(Aldemita和Hodges1996，Chan等1993，Hiei等1994)。
对于周期性干旱测定，向植物施与重复的胁迫但不导致脱水(desication)。在实验过程中，水供应是有限的，植物经历了干旱和复灌(re-watering)的循环。对于测量生物量产生，通过切除枝条并称重，在末次浇灌后1天确定植物鲜重。
实施例21：
例如通过过表达例如来自拟南芥、欧洲油菜、大豆、玉米或稻的产量和胁迫相关基因，改造稻植物，使其在暂时的和重复的非生物性胁迫条件下具有增加的产量。
稻转化
使用含有本发明表达载体的农杆菌转化稻植物。将稻日本栽培种Nipponbare的成熟干种子脱皮。如下进行灭菌：在70％乙醇中孵育1分钟，随后在0.2％HgCl2中孵育30分钟，然后用无菌蒸馏水洗涤6次(各15分钟)。接着将灭菌的种子在含有2，4-D的培养基(愈伤组织诱导培养基)上萌发。在黑暗中诱导4周后，剪下胚胎发生的盾片来源愈伤组织，并在相同的培养基上繁殖。两周后，通过在相同培养基上传代培养2周来增殖或繁殖愈伤组织。在共培养之前，将胚胎发生愈伤组织片在新鲜培养基上传代培养3天(以增强细胞分裂活性)。
使用含有本发明表达载体的农杆菌菌株LBA4404进行共培养。以农杆菌接种含有适当抗生素的AB培养基并以28℃培养3天。接着收集细菌并悬浮于液体共培养培养基中，至密度(OD600)约为1。接着将悬液转移至培养皿，并将愈伤组织浸没在悬液中15分钟。接着将愈伤组织在滤纸上吸干并转移至固化的共培养培养基，并在黑暗中以25℃孵育3天。在选择剂存在下，将共培养的愈伤组织在含有2，4-D的培养基上在黑暗中以28℃培养4周。在此期间，发育出了迅速生长的抗性愈伤组织岛。将此材料转移至再生培养基并在光照下孵育后，在接下来的4至5周中释放胚胎发生势并发育出枝条。从愈伤组织上剪下枝条并在含有生长素的培养基上孵育2至3周，再转移至土壤里。将变硬的枝条在温室中以高湿度和短日照进行培养。
从一个构建体产生了约35个独立的T0稻转化体。将原代转化体从组织培养室转移至温室中。以定量PCR分析验证T-DNA插入片段的拷贝数后，保留显示选择剂耐受性的仅含有单个拷贝的转基因植物用于收获T1种子。接着在移植3至5个月后收获种子。该方法以超过50％的比率获得单基因座转化体(Aldemita和Hodges1996，Chan等1993，Hiei等1994)。
对于周期性干旱测定，向植物施与重复的胁迫但不导致脱水(desication)。在实验过程中，水供应是有限的，植物经历了干旱和复灌(re-watering)的循环。对于测量生物量产生，通过切除枝条并称重，在末次浇灌后1天确定植物鲜重。在同等程度的干旱胁迫下，耐受性植物能够恢复正常生长，而易感植物则已干燥或遭受严重的损伤，导致较短的叶片和较少的干物质。
附图：
图1a载体VC-MME220-1 SEQ ID NO：1，其用于克隆用于非靶向表达的目的基因。
图1b载体VC-MME220-1qcz SEQ ID NO：2902，其用于克隆用于非靶向表达的目的基因。
图2a载体VC-MME221-1 SEQ ID NO：2，其用于克隆用于非靶向表达的目的基因。
图2b载体VC-MME221-1qcz SEQ ID NO：2905，其用于克隆用于非靶向表达的目的基因。
图3a载体VC-MME354-1 SEQ ID NO：3，其用于克隆用于靶向表达的目的基因。
图3b载体VC-MME354-1QCZ SEQ ID NO：2900，其用于克隆用于靶向表达的目的基因。
图4a载体VC-MME432-1 SEQ ID NO：5，其用于克隆用于靶向表达的目的基因。
图4b载体VC-MME432-1qcz SEQ ID NO：2903，其用于克隆用于靶向表达的目的基因。
图5a载体VC-MME0489-1p SEQ ID NO：15，其用于克隆用于非靶向表达的目的基因以及克隆靶向序列。
图5b载体VC-MME0489-1QCZ SEQ ID NO：2906，其用于克隆用于非靶向表达的目的基因以及克隆靶向序列。
图6载体pMTX0270p SEQ ID NO：16，其用于克隆靶向序列。
图7载体VC-MME0289-1qcz SEQ ID NO：38，其用于克隆用于非靶向表达的目的基因。
图8载体VC-MME445-1qz SEQ ID NO：3752，其用于线粒体靶向表达。

Claims (15)

1.生产较之相应野生型植物而言具有增加的产量的植物的方法，所述方法包括选自以下的至少一种步骤：
(i)增加或产生下述多肽的活性，所述多肽如SEQ IDNO：138所示；
(ii)增加或产生SEQ ID NO：137示出的核酸分子的表达产物的活性，
其中所述增加或产生的活性是30S核糖体蛋白S11的活性；
包括：
(i)增加或产生下述核酸分子的表达；和/或
(ii)增加或产生表达产物的表达；和/或
(iii)增加或产生下述核酸分子编码的表达产物的一种或多种活性；
所述核酸分子选自：
(a)编码SEQ ID NO：138所示的多肽的核酸分子；
(b)SEQ ID NO：137所示的核酸分子；
(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性的结果，源于SEQID NO：138示出的多肽序列，并且赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量。
2.用于生产较之相应未经转化的野生型植物而言具有增加的产量的转基因植物的方法，其包括用选自以下的核酸分子来转化植物细胞或植物细胞核或植物组织：
(a)编码SEQ ID NO：138所示的多肽的核酸分子；
(b)SEQ ID NO：137所示的核酸分子；
(c)核酸分子，其由于遗传密码的简并性的结果，源于SEQID NO：138示出的多肽序列，并且赋予较之相应未经转化的野生型植物细胞、转基因植物或其部分而言增加的产量；
并且从该经转化的植物细胞核、植物细胞或植物组织再生具有增加的产量的转基因植物，其中所述增加或产生的活性是30S核糖体蛋白S11的活性。
3.权利要求1或2的方法，其导致在标准生长条件下，与相应的未经转化野生型植物相比增加的产量。
4.权利要求1或2的方法，其中所述植物源自单子叶植物。
5.权利要求1或2的方法，其中所述植物源自双子叶植物。
6.权利要求1或2的方法，其中所述植物选自玉米、小麦、黑麦、燕麦、黑小麦、稻、大麦、大豆、花生、棉花、油菜、木薯、胡椒、向日葵、亚麻、琉璃苣、红花、亚麻子、报春花、油菜籽、球茎甘蓝、万寿菊、茄科植物、蚕豆属物种、豌豆、苜蓿、咖啡、可可、茶、柳属物种、油棕、椰子和拟南芥。
7.权利要求1或2的方法，其中所述植物为多年生草本植物。
8.权利要求1或2的方法，其中所述植物为饲料作物。
9.权利要求1或2方法，其中所述植物选自玉米、大豆、油菜、棉花、小麦和稻。
10.权利要求1或2的方法，其中所述植物选自卡诺拉油菜、冬油菜、马铃薯、烟草、茄子和西红柿。
11.权利要求2(a)至(c)中任一项所定义的核酸分子的用途，其用于制备与相应的未经转化的野生型植物相比具有增加的产量的植物。
12.权利要求2(a)至(c)中任一项所定义的核酸分子的用途，其作为标记物用于鉴定或选择与相应的未经转化的野生型植物相比具有增加的产量的植物。
13.权利要求2(a)至(c)中任一项所定义的核酸分子作为标记物用于检测植物或植物细胞中产量增加的用途。
14.权利要求1或2的方法，其中所述植物显示出改善的盐胁迫耐受性、低温耐受性、可收获产量的增加和/或改善的产量增加，其中产量增加是基于每株植物或涉及特定可耕地来计算的。
15.权利要求3的方法，其中所述植物显示出改善的盐胁迫耐受性、低温耐受性、可收获产量的增加和/或改善的产量增加，其中产量增加是基于每株植物或涉及特定可耕地来计算的。
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