ES2634187T3 - Proteínas relacionadas con la forma del grano y la forma de la hoja de arroz, genes codificadores y utilización de las mismas - Google Patents

Abstract

Método para aumentar el peso del grano de una planta, que incluye introducir un gen en una planta diana para obtener la planta transgénica con un mayor peso de grano en comparación con el de la planta diana, seleccionándose el gen entre cualquiera de los siguientes: a) un gen que codifica una proteína consistente en una secuencia de aminoácidos tal como se muestra en la SEQ ID NO 2 de la Lista de Secuencias; b) un gen que tiene una secuencia codificadora representada por las posiciones 106-870 desde el extremo 5' de la SEQ ID NO 1 de la Lista de Secuencias; c) un gen que tiene una secuencia codificadora representada por las posiciones 50-873 desde el extremo 5' de la SEQ ID NO 1 de la Lista de Secuencias; d) un gen que se hibrida con el gen definido en b) o c) bajo condiciones muy rigurosas y que codifica la proteína definida en a); e) un gen que tiene más de un 80% de identidad con el gen definido en b) o c), donde el gen codifica la proteína definida en a).

Description

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DESCRIPCION

Protemas relacionadas con la forma del grano y la forma de la hoja de arroz, genes codificadores y utilizacion de las mismas

Campo de la invencion

La presente invencion se refiere al campo de la biotecnologfa, mas espedficamente a un metodo para aumentar el peso del grano mediante la introduccion de un gen en una planta diana.

Descripcion del Estado de la Tecnica

El arroz es uno de los principales cultivos de cereales de los que depende la vida del ser humano, proporciona alimento basico a casi la mitad de la poblacion mundial. En China, el arroz es el primero de todos los cultivos de cereales en produccion y representa un 60% del consumo de raciones de cereales de los residentes chinos; aproximadamente la mitad de los agricultores se dedican a la produccion de arroz. Por consiguiente, el arroz desempena un papel principal en los cultivos alimentarios chinos. Con el crecimiento cada vez mayor de la poblacion mundial (la tasa de crecimiento de la poblacion de pafses consumidores de arroz es mayor que la tasa de crecimiento media de la poblacion mundial) y el rapido desarrollo de la industrializacion y la urbanizacion, asf como los danos causados por desastres naturales y similares, hay una tendencia de decrecimiento de los arrozales que provoca un conflicto apremiante entre la oferta y la demanda de arroz en el mundo. ^Como producir mas alimento en menores terrenos arroceros para asegurar la oferta segura de arroz? Este es un problema urgente al que nos estamos enfrentando y que debemos superar. Sin embargo, el rendimiento de arroz en la produccion a gran escala generalmente es muy bajo. De acuerdo con una investigacion dirigida por la Organizacion de las Naciones Unidas para la Alimentacion y la Agricultura (FAO) en 1999, la produccion de arroz media mundial por unidad de superficie es de solo 3,8 tha-1 (6,3 tha-1 en China). Con este fin, China ha presentado el proyecto de mejora selectiva del arroz para un rendimiento "superalto" (el proyecto de mejora selectiva de "superarroz") en los ultimos 30 anos para desarrollar el potencial de rendimiento de variedades de alto rendimiento y asf mejorar sustancialmente el rendimiento del arroz. El peso del grano y la cantidad de granos por pamcula son factores importantes que influyen en la produccion de los cultivos, y un aumento del tamano del grano, del peso del grano o de la cantidad de granos por pamcula es una estrategia eficaz para mejorar el rendimiento del arroz. Ademas, la longitud del grano es un caracter morfologico importante que determina la calidad del arroz. Para los biologos y los agronomos, uno de los objetivos que mas merecen la pena es aumentar tanto la produccion como la calidad del arroz.

El documento US 2004/0123343 describe polinucleotidos utiles para mejorar plantas. Las plantas transgenicas tienen propiedades mejoradas, como mayor tolerancia al fno de la planta, tasa de crecimiento, tolerancia a la seleccion de plantas, mayor resistencia a enfermedades, produccion de galactomanano, produccion de reguladores del crecimiento, mejor tolerancia de las plantas a herbicidas y condiciones osmoticas extremas y mejor uso de nitrogeno y/o absorcion de fosforo.

El documento JP 2005/185101 describe clones de ADNc de longitud completa de plantas y su uso. Las plantas de origen preferentes son plantas monocotiledoneas. Las entradas en la base de datos Uniport: Q6Z610, EMBL: AP004799 y EMBL: AP004997 dan a conocer secuencias que se parecen a las SEQ ID NO: 1 y 2 tal como se definen aqrn.

Tanto el documento US 2004/0123343 como el documento JP 2005/185101 dan a conocer proteinas identicas a la SEQ ID NO: 2 tal como se describe aqrn.

El documento CN 101161675 da a conocer un gen GW2 de grano largo de arroz y su aplicacion. El gen GW2 puede emplearse para controlar el tamano del grano del cultivo, mejorar su rendimiento o calidad, regular la duracion del ciclo de la mitosis celular y, utilizado como marcador molecular, identificar las especies del cultivo como especies de grano largo o de grano corto.

Descripcion de la invencion

Un objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo para aumentar el tamano del grano de una planta mediante una protema del arroz, denominada OsXCL, en una planta diana transgenica, que es la siguiente protema:

una protema que consiste en la secuencia de aminoacidos mostrada en la SEQ ID NO 2 en la Lista de Secuencias.

Este objetivo se resuelve mediante el objeto de la reivindicacion 1.

La SEQ ID NO 2 es una secuencia de aminoacidos de OsXCL que comprende 255 aminoacidos, donde hay 72 aminoacidos hidrofobos (incluyendo prolina), 183 aminoacidos hidrofilos, 34 aminoacidos acidos y 38 aminoacidos basicos. La protema tiene un peso molecular de 26,73 Kda y un punto isoelectrico de 9,8. Es una nueva protema que no ha sido descrita.

Claims (8)

1. 5

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   Reivindicaciones

   Metodo para aumentar el peso del grano de una planta, que incluye introducir un gen en una planta diana para obtener la planta transgenica con un mayor peso de grano en comparacion con el de la planta diana, seleccionandose el gen entre cualquiera de los siguientes:

   a) un gen que codifica una protema consistente en una secuencia de aminoacidos tal como se muestra en la SEQ ID NO 2 de la Lista de Secuencias;

   b) un gen que tiene una secuencia codificadora representada por las posiciones 106-870 desde el extremo 5' de la SEQ ID NO 1 de la Lista de Secuencias;

   c) un gen que tiene una secuencia codificadora representada por las posiciones 50-873 desde el extremo 5' de la SEQ ID NO 1 de la Lista de Secuencias;

   d) un gen que se hibrida con el gen definido en b) o c) bajo condiciones muy rigurosas y que codifica la protema definida en a);

   e) un gen que tiene mas de un 80% de identidad con el gen definido en b) o c), donde el gen codifica la protema definida en a).

   Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el gen se introduce en la planta diana con un vector recombinante que comprende un gen seleccionado entre cualquiera de los siguientes:

   a) un gen que codifica una protema consistente en una secuencia de aminoacidos tal como se muestra en la SEQ ID NO 2 de la Lista de Secuencias;

   b) un gen que tiene una secuencia codificadora representada por las posiciones 106-870 desde el extremo 5' de la SEQ ID NO 1 de la Lista de Secuencias;

   c) un gen que tiene una secuencia codificadora representada por las posiciones 50-873 desde el extremo 5' de la SEQ ID NO 1 de la Lista de Secuencias;

   d) un gen que se hibrida con el gen definido en b) o c) bajo condiciones muy rigurosas y que codifica la protema definida en a);

   e) un gen que tiene mas de un 80% de identidad con el gen definido en b) o c), donde el gen codifica la protema definida en a).

   Metodo segun la reivindicacion 2, caracterizado porque el vector recombinante es un vector recombinante obtenido insertando el gen tal como se define en la reivindicacion 1 en los puntos (a), (b), (c), (d) o (e), en un sitio de clonacion multiple del vector de expresion 163-1300; consistiendo el metodo de construccion del vector de expresion 163-1300 en: ligar una banda de ADN que contiene promotor Doble 35S producido mediante division enzimatica de pJIT163 con Kpnl y Xhol con un fragmento grande producido mediante division enzimatica de pCAMBIA1300 con Kpnl y Sall para obtener el vector de expresion.

   Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la planta es una planta dicotiledonea o una planta monocotiledonea; la planta es preferiblemente arroz o Arabidopsis thaliana.

   800 bp

   800 bp

   1 2 3

   imagen1

   Figura 1

   1 2 3 4 5

   imagen2

   Figura 2

   OsXCL cDNA

   imagen3

   Figura 3

   1 Kpri (12)

   % /imilll (752)

   Ned (761)

   IT163 1 SaA(774)

   I Bantil (786)

   ’27 bp /

   / S?7!(i (793)

   / /x'oRI (804)

   CaMV term

   \

   \^hd (1547)

   Figura 4

   /

   Eco RI(l) KpnI (17)

   promotor LacZ CaMV35S

   Xhul (7929)

   ft

   gen hptll

   Xhol (6835)

   CaMV 3'UTR (senal poli-A) repeticion ADN-T limite izquierdo

   imagen4

   I

   PCAMBIA1300

   8958 bp

   imagen5

   a/i(34)

   gen de resistencia a la kanamicina

   origen de replicacion pBR322

   sitio bom de pBR322

   Figura 5

   HmdIII (52)

   repeticion ADN-T Kmite derecho

   region STA del plasmido pVS1

   imagen6

   pVSI-REP

   A6»I(3 3)( /Ml(21) |

   vector OsXCL-T

   Figura 6

   /

   &z*HI(872)

   -RmHI(887)

   :.*Ul(892)

   ; ;l,l»K<2l(892) |,!S»£2l(894)

   ; 3 Xval(900)

   w

   D2000

   imagen7

   Marcador 1 2 3 4 5

   aproximadamente 1600 bp

   Figura 7

   D2000

   imagen8

   aproximadamente 1600 bp

   Figura 8

   imagen9

   imagen10

   Figura 10

   1500bp____^

   Figura 9
2. 350.00 r
3. 300.00
4. 250.00
5. 200.00
6. 150.00
7. 100.00 50.00
8. 0.00

   Figura 11

   imagen11

   imagen12

   imagen13

   TO T2 T2

   Figura 13

   imagen14

   9311 transgenico OsXCL Control 9311 vector vacio

   Figura 14

   imagen15

   Arroz 9311 c Control 9311

   transgenico OsXCL vector vado

   Figura 15

   imagen16

   Arabidopsis thaliana transgenico OsXCL

   Arabidopsis thaliana transformado con vector vacio

   Figura 16