MX2011004785A - Plantas que tienen mejor tolerancia al estres abiotico y/o mejores rasgos relacionados con el rendimiento y un metodo para producirlas. - Google Patents

Plantas que tienen mejor tolerancia al estres abiotico y/o mejores rasgos relacionados con el rendimiento y un metodo para producirlas.

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Abstract

Métodos para mejorar: la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla de citocromo c oxidasa (COX) (subunidad Vlla COX); varias características de crecimiento de la planta mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF; la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica una PKT (proteína quinasa con repetición TPR); varias características de crecimiento de la planta mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA (asociado a óxido nítrico); varios rasgos relacionados con el rendimiento en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo factor de anti-silenciamiento 1 (ASF1); la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un dedo del homeodominio de la planta (PHDF); y para aumentar varios rasgos relacionados con el rendimiento de las plantas mediante el aumento de la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido del factor 1 de unión a multiproteínas (MBF1) del grupo l; La invención también provee constructos útiles en los métodos de la invención, secuencias de ácidos nucleicos, constructos de ácidos nucleicos, vectores y plantas que contienen dichas secuencias de ácidos nucleicos.

Description

PLANTAS QUE TIENEN MEJOR TOLERANCIA AL ESTRÉS ABIÓTICO Y/O MEJORES RASGOS RELACIONADOS CON EL RENDIMIENTO Y UN MÉTODO PARA PRODUCIRLAS La presente invención se refiere, en general, al campo de la biología molecular y se relaciona con un método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la de citocromo c oxidasa (COX) (subunidad VI la COX). La presente invención también se refiere a plantas que tienen expresión modulada de un ácido nucleico que codifica una subunidad VI la COX, en donde dichas plantas tienen mejor tolerancia al estrés abiótico en relación con las correspondientes plantas de tipo silvestre u otras plantas de control. La invención también provee constructos útiles en los métodos de la invención.
Asimismo, la presente invención se refiere, en general, al campo de la biología molecular y se relaciona con un método para mejorar varias características de crecimiento dé la planta mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF. La presente Invención también se refiere a plantas que tienen expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF, en donde dichas plantas tienen mejores características de crecimiento en relación con las correspondientes plantas de tipo silvestre u otras plantas de control. La invención también provee constructos útiles en los métodos de la invención.
Asimismo, la presente invención se refiere, en general, al campo de la biología molecular y se relaciona con un método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica una PKT (proteína quinasa con repetición TPR). La presente invención también se refiere a plantas que tienen expresión modulada de un ácido nucleico que codifica una PKT, en donde dichas plantas tienen mejor tolerancia al estrés abiótico en relación con las correspondientes plantas de tipo silvestre u otras plantas de control. La invención también provee constructos útiles en los métodos de la invención.
Asimismo, la presente invención se refiere, en general, al campo de la biología molecular y se relaciona con un método para mejorar varias características de crecimiento de la planta mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA (asociado a óxido nítrico). La presente invención también se refiere a plantas que tienen expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA, en donde dichas plantas tienen mejores características de crecimiento en relación con las correspondientes plantas de tipo silvestre u otras plantas de control. La invención también provee constructos útiles en los métodos de la invención.
Asimismo, la presente invención se refiere, en general, al campo de la biología molecular y se relaciona con un método para mejorar varios rasgos relacionados con el rendimiento en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo factor de anti-silenciamiento 1 (ASF1). La presente invención también se refiere a plantas que tienen expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 , en donde dichas plantas tienen mejores rasgos relacionados con el rendimiento en relación con las correspondientes plantas de tipo silvestre u otras plantas de control. La invención también provee constructos útiles en los métodos de la invención.
Asimismo, la presente invención se refiere, en general, al campo de la biología molecular y se relaciona con un método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un dedo del homeodominio de la planta (PHDF). La presente invención también se refiere a plantas que tienen expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un PHDF, en donde dichas plantas tienen mejor tolerancia al estrés abiótico en relación con las correspondientes plantas de tipo silvestre u otras plantas de control. La invención también provee constructos útiles en los métodos de la invención.
Asimismo, la presente invención se refiere, en general, al campo de la biología molecular y se relaciona con un método para aumentar varios rasgos relacionados con el rendimiento de las plantas mediante el aumento de la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido del factor 1 de unión a multiproteínas (MBF1) del grupo I. La presente invención también se refiere a plantas que tienen mayor expresión de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, en donde dichas plantas tienen rasgos aumentados relacionados con el rendimiento en relación con las plantas de control. La invención también se refiere a secuencias de ácidos nucleicos, constructos de ácidos nucleicos, vectores y plantas que contienen dichas secuencias de ácidos nucleicos.
La población mundial en constante crecimiento y la disminución del suministro de tierras arables disponibles para la agricultura estimulan la investigación tendiente a incrementar la eficacia de la agricultura. Los medios convencionales para mejorar los cultivos y la horticultura utilizan técnicas de reproducción selectivas a fin de identificar plantas que tengan características deseables. Sin embargo, dichas técnicas de reproducción selectivas tienen varios inconvenientes, a saber, que estas técnicas generalmente son laboriosas y dan como resultado plantas que, a menudo, contienen componentes genéticos heterogéneos que no siempre resultarán en que el rasgo deseable sea heredado de las plantas progenitoras. Los avances en biología molecular han permitido que el hombre modifique el germoplasma de animales y plantas. La manipulación genética de plantas implica el aislamiento y la manipulación del material genético (típicamente en la forma de ADN o ARN) y la posterior introducción de ese material genético en una planta. Dicha tecnología tiene la capacidad de producir cultivos o plantas que tengan varios rasgos mejorados desde el punto de vista económico, agronómico u hortícola.
Un rasgo de particular interés económico es el aumento del rendimiento. Normalmente, el rendimiento se define como el producto medible de valor económico de un cultivo. Esto se puede definir en términos de cantidad y/o calidad. El rendimiento depende directamente de diversos factores, por ejemplo, la cantidad y el tamaño de los órganos, la arquitectura de la planta (por ejemplo, la cantidad de ramas), la producción de semillas, la senectud de las hojas y otros. El desarrollo de la raíz, la absorción de nutrientes, la tolerancia al estrés y el vigor temprano también pueden ser factores importantes para determinar el rendimiento. En consecuencia, la optimización de los factores antes mencionados puede contribuir a aumentar el rendimiento del cultivo.
El rendimiento de las semillas es un rasgo particularmente importante debido a que las semillas de muchas plantas son importantes para la nutrición de humanos y animales. Los cultivos tales como maíz, arroz, trigo, cañóla y soja representan más de la mitad de la ingesta calórica total de los humanos, ya sea por consumo directo de las semillas mismas o por consumo de productos cárnicos obtenidos de semillas procesadas. También son fuente de azúcares, aceites y muchos tipos de metabolitos que se utilizan en procesos industriales. Las semillas contienen un embrión (fuente de nuevos brotes y raíces) y un endosperma (fuente de nutrientes para el crecimiento del embrión durante la germinación y durante el crecimiento temprano de las plántulas). El desarrollo de una semilla incluye muchos genes y requiere la transferencia de metabolitos desde raíces, hojas y tallos hasta la semilla en crecimiento. El endosperma, en particular, asimila los precursores metabólicos de hidratos de carbono, aceites y proteínas y los sintetiza en macromoléculas de almacenamiento para llenar el grano.
La biomasa de la planta es el rendimiento de los cultivos de forraje como alfalfa, ensilaje de maíz y heno. Se han utilizado muchos sustitutos (proxies) del rendimiento en los cultivos de granos. Los principales son los cálculos del tamaño de la planta. El tamaño de la planta se puede medir de varias maneras según las especies y la etapa de desarrollo, pero incluyen peso seco total de la planta, peso seco aéreo, peso fresco aéreo, área de la hoja, volumen del tallo, altura de la planta, diámetro de la roseta, longitud de la hoja, longitud de la raíz, masa de la raíz, cantidad de vástagos y cantidad de hojas. Muchas especies mantienen una relación conservadora entre el tamaño de las diferentes partes de la planta en una determinada etapa del desarrollo. Estas relaciones alométricas se utilizan para extrapolar de una de estas mediadas de tamaño a otra (por ejemplo, Tittonell et al 2005 Agrie Ecosys & Environ 105: 213). El tamaño de la planta en una etapa temprana del desarrollo normalmente será correlativo con el tamaño de la planta en una etapa posterior del desarrollo. Una planta más grande con una mayor área de hoja normalmente puede absorber más luz y dióxido de carbono que una planta más pequeña y, por lo tanto, probablemente gane más peso durante el mismo período (Fasoula & Tollenaar 2005 Maydica 50:39). Esto se suma a la posible continuación de la ventaja microambiental o genética que la planta tenía para lograr el mayor tamaño inicialmente. Hay un fuerte componente genético en la proporción entre el tamaño y la tasa de crecimiento de la planta (por ejemplo, ter Steege et al 2005 Plant Physiology 139:1078), y, de este modo, es posible que, para diversos genotipos, el tamaño de la planta en una condición ambiental sea correlativo con el tamaño en otra condición ambiental (Hittalmani et al 2003 Theoretical Applied Genetics 107:679). De esta manera, se utiliza un ambiente estándar como sustituto de los diversos ambientes dinámicos que enfrentan los cultivos en el campo en diferentes lugares y momentos.
Otro rasgo importante para muchos cultivos es el vigor temprano. Mejorar el vigor temprano es un objetivo importante de los programas modernos de reproducción de arroz en cultivares de arroz templados y tropicales. Las raíces largas son importantes para un adecuado anclaje al suelo en el caso del arroz sembrado en agua. Cuando el arroz se siembra directamente en campos inundados y cuando las plantas deben emerger rápidamente del agua, los brotes más largos se asocian con el vigor. Cuando se practica la siembra mecánica, los mesocotilos y coleóptilos más largos son importantes para el buen surgimiento de las plántulas. La capacidad de manipular por ingeniería genética el vigor temprano en las plantas sería de gran importancia en agricultura. Por ejemplo, el escaso vigor temprano ha sido una limitación a la introducción de híbridos de maíz (Zea mays L.) basados en el germoplasma del cinturón maizero en el Atlántico Europeo.
El índice de cosecha, la relación entre el rendimiento de las semillas y el peso seco aéreo, es relativamente estable en varias condiciones ambientales y, por lo tanto, con frecuencia se puede obtener una fuerte correlación entre el tamaño de la planta y el rendimiento del grano (por ejemplo, Rebetzke et al 2002 Crop Science 42:739). Estos procesos están intrínsecamente ligados debido a que la mayoría de la biomasa del grano depende de la productividad fotosintética actual o almacenada por las hojas y el tallo de la planta (Gardener et al 1985 Physiology of Crop Plants. lowa State University Press, pp68-73). Por lo tanto, se ha utilizado la selección del tamaño de la planta, incluso en etapas tempranas del desarrollo, como un indicador del futuro rendimiento potencial (por ejemplo, Tittonell et al 2005 Agrie Ecosys & Environ 105: 213). Cuando se examina el impacto de las diferencias genéticas en la tolerancia al estrés, la capacidad de estandarizar las propiedades del suelo, la temperatura, la disponibilidad de agua y nutrientes y la intensidad de la luz es una ventaja intrínseca de los ambientes en invernaderos o cámaras de crecimiento de las plantas en comparación con el campo. Sin embargo, las limitaciones artificiales al rendimiento debido a la escasa polinización por la ausencia de viento o insectos, o espacio insuficiente para el crecimiento del follaje o raíz madura, pueden restringir el uso de estos ambientes controlados para examinar diferencias de rendimiento. En consecuencia, las mediciones del tamaño de la planta en el desarrollo temprano, en condiciones estandarizadas en una cámara de crecimiento o invernadero, son prácticas estándar para proveer una indicación de las potenciales ventajas genéticas del rendimiento.
Otro rasgo importante es una mejor tolerancia al estrés abiótico. El estrés abiótico es una causa principal de la pérdida de cultivos a nivel mundial, lo cual reduce en más del 50% el rendimiento promedio de la mayoría de las plantas de cultivo importantes (Wang et al., Planta (2003) 218: 1-14). El estrés abiótico puede ser causado por estrés por sequía, salinidad, temperaturas extremas, toxicidad química y estrés oxidativo. La capacidad de mejorar la tolerancia de las plantas al estrés abiótico sería de gran ventaja económica para los agricultores en todo el mundo y permitiría la plantación de cultivos en condiciones adversas y en territorios en los cuales la plantación de cultivos no puede ser posible de otra manera.
En consecuencia, se puede aumentar el rendimiento de los cultivos mediante la optimización de uno de los factores antes mencionados.
Según el uso final, se puede favorecer la modificación de ciertos rasgos del rendimiento con respecto a otros. Por ejemplo, para aplicaciones tales como producción de forraje o madera, o recursos de biocombustibles, puede ser deseable un aumento de las partes vegetativas de una planta y, para aplicaciones tales como producción de harina, almidón o aceite, puede ser particularmente deseable un aumento en los parámetros de la semilla. Aun entre los parámetros de semilla, se pueden favorecer algunos con respecto a otros, según la aplicación. Diversos mecanismos pueden contribuir a aumentar el rendimiento de las semillas, ya sea aumentando el tamaño de las semillas o aumentado la cantidad de semillas.
Un enfoque para aumentar el rendimiento (biomasa y/o rendimiento de semilla) en plantas puede ser mediante la modificación de los mecanismos de crecimiento inherentes de una planta, tales como el ciclo celular o varias vías de señalización involucradas en el crecimiento de las plantas o en los mecanismos de defensa.
Ahora se ha descubierto que se puede mejorar la tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica una subunidad Vlla COX.
Ahora se ha descubierto que se pueden mejorar varios rasgos relacionados con el rendimiento en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF.
Ahora se ha descubierto que se puede mejorar la tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica una PKT.
Ahora se ha descubierto que se pueden mejorar varias características del rendimiento en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un NOA (asociado a óxido nítrico) en una planta.
Ahora se ha descubierto que se pueden mejorar varios rasgos relacionados con el rendimiento en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1.
Ahora se ha descubierto que se puede mejorar la tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF.
Ahora se ha descubierto que se pueden aumentar varios rasgos relacionados con el rendimiento en plantas con respecto a las plantas de control, mediante el aumento de la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido del factor 1 de unión a multiproteinas (MBF1). Los rasgos aumentados relacionados con el rendimiento comprenden uno o más de los siguientes: mayor biomasa aérea, mayor vigor temprano, mayor rendimiento de semillas por planta, mayor tasa de llenado de semillas, mayor cantidad de semillas llenas o mayor cantidad de panículas primarios.
Antecedentes 1. PoliPéPtidos NOA Tanto en animales como en plantas, el óxido nítrico (NO) tiene una función importante como molécula de señalización. En las plantas, el óxido nítrico juega un rol en varios procesos fisiológicos y del desarrollo, tales como respuestas a hormonas, respuesta al estrés abiótico, respiración, muerte celular, expansión de la hoja, desarrollo de la raíz, germinación de la semilla, maduración del fruto, senectud y resistencia a las enfermedades. Se cree que la síntesis del óxido nítrico en las plantas ocurre mediante dos rutas: reducción de nitrito en óxido nítrico mediante nitrito reductasa, mediante nitrito unido a membrana del plasma:NO reductasa, mediante reductasa dependiente del transporte del electrón mitocondrial o simplemente en una reacción catalizada de manera no enzimática en un ambiente reductor ácido. La segunda ruta abarca oxidación de arginina a citrulina mediante óxido nítrico sintasa. Un mutante de Arabidopsis (Atnosl) incapacitado para la producción de NO exhibió primeras hojas verdaderas amarillas, menor crecimiento de biomasa vegetativa y menor fertilidad (Guo et al., Science 302, 100-103, 2003). La sobreexpresión de Atnosl en el mutante dio como resultado solamente un rescate parcial del fenotipo del mutante: las plantas continuaron siendo enanas en comparación con las plantas de tipo silvestre y también permaneció inhabilitado el funcionamiento del estoma. Luego se demostró que AtNOSI no era una óxido nítrico sintasa, sino una GTPasa (Flores-Pérez et al., Plant Cell 20, 1303-1315, 2008; Moreau et al., J. Biol. Chem. 2008, M804838200 (impreso)). 2. Polipéptidos tipo ASF1 La unión cromosómica comienza cuando ocho subunidades de histona se juntan y una doble cadena de ADN gira alrededor de ellas dos veces— más precisamente, un tercio y dos tercios— como un hilo alrededor de un carrete. El resultado es un nucleosoma. La cadena continua de ADN conecta los nucleosomas como esferas en una cuerda, y esta cuerda con esferas de ADN-proteína se enrolla en una estructura cilindrica tipo cuerda, cromatina, que a su vez se pliega y gira en la masa compacta del cromosoma. La función principal de Asf1 es un acompañante de histona, que ayuda a depositar proteínas de histona en las cadenas de ADN para formar nucleosomas, las unidades de proteína-ADN que cuando se unen forman la cromatina.
Asf1 se identificó por primera vez en Saccharomyces cerevisiae y, desde entonces, se ha identificado en muchos otros eucariotas. Todos los eucariotas tienen por lo menos una versión del gen y algunos, incluso los humanos, tienen dos. Los primeros 155 residuos de aminoácidos de Asf1 , a contar desde el extremo del grupo amino expuesto de la cuerda (el N-terminal), son altamente conservados en casi todos los organismos. El resto de la secuencia (el C-terminal) varía ampliamente según los organismos y, al menos en uno, el parásito Leishmania major, falta completamente. 3. PolipéPtidos PHDF El dedo PHD, un dedo de zinc Cys4-His-Cys3, se halla en varias proteínas reguladoras desde plantas hasta animales que están frecuentemente asociadas con la regulación transcripcional mediada por cromatina. Se ha demostrado que el dedo PHD activa la transcripción en células de levadura, plantas y animales (Halbach et al., Nucleic Acids Res. 2000 September 15; 28(18): 3542-3550). 4. PolipéPtidos MBF1 del grupo I Los coactivadores transcripcionales tienen una función importante en la expresión de genes eucarióticos mediante la comunicación entre factores de transcripción y/u otros componentes reguladores y la maquinaria de transcripción basal. Se dividen en dos clases: coactivadores transcripcionales que incorporan o poseen actividades enzimáticas que modifican la estructura de cromatina (por ejemplo, acetilación de histona) y coactivadores transcripcionales que incorporan la maquinaria transcripcional general a un promotor donde hay un factor o varios factores de transcripción unido(s). El factor 1 de unión a multiproteínas (MBF1) es un coactivador transcripcional altamente conservado que participa en la regulación de diversos procesos en diferentes organismos. La planta modelo Arabidopsis thaliana contiene tres genes diferentes que codifican MBF1.
Los ensayos funcionales demuestran que los tres genes de Arabidopsis pueden complementar la deficiencia de MBF1 en la levadura (Tsuda et al., 2004). MBF1a (At2g42680) y MBF1 b (At3g58680) son regulados por el desarrollo (Tsuda K, Yamazaki K (2004) Biochim Biophys Acta 1680: 1-10) y ambos pertenecen al MBF1 del grupo I de las plantas. Por el contrario, el nivel dé estado estacionario de los transcriptos que codifican BF1c (At3g24500) es específicamente elevado en Arabidopsis en respuesta a la infección por patógenos, salinidad, sequía, calor, peróxido de hidrógeno, y aplicación de las hormonas vegetales ácido abscísico o ácido salicílico (Tsuda, Yamazaki (2004) supra). MBF1c pertenece a MBF1 del grupo II de la planta.
Las plantas transgénicas de Arabidopsis que sobreexpresaban MBF1c mediante un promotor constitutivo 35S CaMV parecían similares a las plantas de tipo silvestre en cuanto a su crecimiento y desarrollo. Sin embargo, las plantas transgénicas que expresaban MBF1c fueron 20% más grandes que las plantas de control y produjeron más semillas (Suzuki et al. (2005) Plant Physiol 139(3): 1313-1322).
La solicitud de patente estadounidense US2007214517 describe secuencias de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos MBF1 de clase I (con referencia SEQ ID 40130) y clase II, y constructos que los comprenden. La solicitud internacional WO 2008/064341 "Nucleotide sequences and corresponding polypeptides conferring enhanced heat tolerance in plants" describe secuencias de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos MBF1 de clase I y clase II, y métodos y materiales para modular los niveles de tolerancia al calor en las plantas.
Síntesis 1. Polipéptidos de la subunidad Vlla COX Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX produce plantas que tienen mejor tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico con respecto a las plantas de control.
De acuerdo con una forma de realización, se provee un método para mejorar la tolerancia en plantas a diversos tipos de estrés abiótico, con respecto a la tolerancia en las plantas de control, que comprende modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX en una planta. 2. Polipéptidos YLD-ZnF Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF produce plantas que tienen rasgos mejorados relacionados con el rendimiento, en particular mayor rendimiento, con respecto a las plantas de control.
De acuerdo con una forma de realización, se provee un método para mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento de una planta con respecto a las plantas de control, que comprende modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF en una planta. 3. Polipéptidos PKT.
Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT produce plantas que tienen mejor tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico con respecto a las plantas de control.
De acuerdo con una forma de realización, se provee un método para mejorar la tolerancia en plantas a diversos tipos de estrés abiótico, con respecto a la tolerancia en las plantas de control, que comprende modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT en una planta. 4. Polipéptidos NOA Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA produce plantas que tienen rasgos mejorados relacionados con el rendimiento, en particular mayor rendimiento, con respecto a las plantas de control.
De acuerdo con una forma de realización, se provee un método para mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento de una planta con respecto a las plantas de control, que comprende modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA en una planta. 5. Polipéptidos tipo ASF1 Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 produce plantas que tienen rasgos mejorados relacionados con el rendimiento con respecto a las plantas de control.
De acuerdo con una forma de realización, se provee un método para mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento de una planta con respecto a las plantas de control, que comprende modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 en una planta. 6. PoliDéPtidos PHDF Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF produce plantas que tienen mejor tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico con respecto a las plantas de control.
De acuerdo con una forma de realización, se provee un método para mejorar la tolerancia en plantas a diversos tipos de estrés abiótico, con respecto a la tolerancia en las plantas de control, que comprende modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF en una planta. 7. Polipéptidos MBF1 del grupo I Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que aumentar la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, como se define en la presente, produce plantas que tienen rasgos aumentados relacionados con el rendimiento con respecto a las plantas de control.
De acuerdo con una forma de realización, se provee un método para aumentar los rasgos relacionados con el rendimiento de una planta con respecto a las plantas de control, que comprende aumentar la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, como se define en la presente. Los rasgos aumentados relacionados con el rendimiento comprenden uno o más de los siguientes: mayor biomasa aérea, mayor vigor temprano, mayor rendimiento de semillas por planta, mayor tasa de llenado de semillas, mayor cantidad de semillas llenas o mayor cantidad de panículas primarios.
Definiciones Polipéptido(s)/Proteína(s) Los términos "polipéptido" y "proteína" se usan en forma indistinta en la presente y se refieren a los aminoácidos en una forma polimérica de cualquier longitud, ligados por enlaces peptídicos.
Polinucleótido(s)/Ácido(s) nucleico(s)/Secuencia(s) de ácidos nucleicos/Secuencia(s) de nucleótídos Los términos "polinucleótido(s)", "secuencia(s) de ácidos nucleicos", "secuencia(s) de nucleótídos", "ácido(s) nucleico(s)", "molécula de ácido nucleico" se usan en forma indistinta en la presente y se refieren a nucleótídos, sean ribonucleótidos o desoxirnbonucleótidos o una combinación de ambos, en una forma polimérica no ramificada de cualquier longitud.
Plantáis) de control La elección de plantas de control adecuadas es una parte rutinaria en la preparación experimental y puede incluir las correspondientes plantas de tipo silvestre o las correspondientes plantas sin el gen de interés. Generalmente, la planta de control es de la misma especie de planta o incluso de la misma variedad que la planta a evaluar. La planta de control también puede ser un nulicigota de la planta a evaluar. Los nulicigotas son individuos que carecen del transgen por segregación. Una "planta de control", como se utiliza en la presente, se refiere no sólo a las plantas completas, sino también a las partes de las plantas, incluso semillas y partes de semillas.
Homóloao(s) Los "homólogos" de una proteína abarcan los péptidos, oligopéptidos, polipéptidos, proteínas y enzimas que tienen sustituciones, eliminaciones y/o inserciones de aminoácidos con respecto a la proteína en cuestión no modificada y que tienen actividad biológica y funcional similar a la proteína no modificada de la cual derivan.
Una eliminación se refiere a la supresión de uno o más aminoácidos de una proteína.
Una inserción se refiere a la introducción de uno o más residuos de aminoácidos en un sitio predeterminado de una proteína. Las inserciones pueden comprender fusiones N-terminal y/o C-terminal y también inserciones intrasecuencia de aminoácidos únicos o múltiples. Generalmente, las inserciones en la secuencia de aminoácidos serán más pequeñas que las fusiones N- o C-terminal, en el orden de alrededor de 1 a 10 residuos. Los ejemplos de péptidos o proteínas de fusión N- o C-terminal incluyen el dominio de unión o dominio de activación de un activador de la transcripción como se usa en el sistema de dos híbridos de levadura, proteínas de recubrimiento de fagos, (histidina)-6-tag, glutatíón S-transferasa-tag, proteína A, proteína de unión a maltosa, dihidrofolato reductasa, epitopo Tag»100, epitopo c-myc, epitopo FLAG®, lacZ, CMP (péptido de unión a calmoduiina), epitopo HA, epitopo de proteína C y epitopo VSV.
Una sustitución se refiere al reemplazo de aminoácidos de la proteína con otros aminoácidos que tienen propiedades similares (tales como hidrofobicidad, hidrofilicidad, antigenicidad, propensión similar a formar o romper estructuras helicoidales a o estructuras de hoja ß). Las sustituciones de aminoácidos son típicamente de residuos únicos, pero se pueden agrupar según las restricciones funcionales del polipéptido; generalmente, las inserciones serán del orden de alrededor de 1 a 10 residuos de aminoácidos. Preferentemente, las sustituciones de aminoácidos son sustituciones conservadoras de aminoácidos. Las tablas de sustituciones conservadoras son conocidas en el arte (véase, por ejemplo, Creighton (1984) Proteins. W.H. Freeman and Company (Eds) y la siguiente Tabla 1).
Tabla 1 : Ejemplos de sustituciones conservadoras de aminoácidos Las sustituciones, eliminaciones y/o inserciones de aminoácidos se pueden realizar fácilmente mediante las técnicas de síntesis de péptidos conocidas en el arte, tales como síntesis de péptidos en fase sólida y similares, o mediante la manipulación de ADN recombinante. Los métodos para la manipulación de secuencias de ADN para producir sustitución, inserción o eliminación de variantes de una proteína son muy conocidos en el arte. Por ejemplo, las técnicas para realizar mutaciones por sustitución en sitios predeterminados del ADN son muy conocidas por los expertos en el arte e incluyen mutagénesis M13, mutagénesis de T7-Gen in vitro (USB, Cleveland, OH), mutagénesis dirigida al sitio QuickChange (Stratagene, San Diego, CA), mutagénesis dirigida al sitio mediada por PCR u otros protocolos de mutagénesis dirigida al sitio.
Derivados Los "derivados" incluyen péptidos, oligopéptidos, polipéptidos que pueden comprender, en comparación con la secuencia de aminoácidos de la forma natural de la proteína tal como la proteína de interés, sustituciones de aminoácidos por residuos de aminoácidos no naturales o adiciones de residuos de aminoácidos no naturales. Los "derivados'' de una proteína también abarcan péptidos, oligopéptidos, polipéptidos que comprenden residuos de aminoácidos alterados de forma natural (glucosilados, adiados, prenilados, fosforilados, miristoilados, sulfatados, etc.) o alterados de forma no natural, en comparación con la secuencia de aminoácidos de una forma natural del polipéptido. Un derivado también puede comprender uno o más sustituyentes o adiciones de no aminoácidos, en comparación con la secuencia de aminoácidos de la cual deriva, por ejemplo una molécula informadora u otro ligando, unido de forma covalente o no covalente a la secuencia de aminoácidos, tal como una molécula indicadora que se liga para facilitar su detección y residuos de aminoácidos no naturales, con respecto a la secuencia de aminoácidos de una proteína natural. Además, los "derivados" también incluyen fusiones de la forma natural de la proteína con péptidos rotuladores tales como FLAG, HIS6 o tiorredoxina (para una reseña sobre péptidos rotuladores, véase Terpe, Appl. Microbiol. Biotechnol. 60, 523-533, 2003).
Ort6loao(sVParáloao(s^ Los ortólogos y parálogos abarcan conceptos evolutivos que se utilizan para describir las relaciones ancestrales de los genes. Los parálogos son genes dentro de la misma especie que han sido originados por duplicación de un gen ancestral; los ortólogos son genes que provienen de diferentes organismos que han sido originados por especiación y también derivan de un gen ancestral común.
Dominio El término "dominio" se refiere a un conjunto de aminoácidos conservados en posiciones específicas a lo largo de un alineamiento de secuencias de proteínas relacionadas en la evolución. Mientras que los aminoácidos en otras posiciones pueden variar entre homólogos, los aminoácidos altamente conservados en posiciones específicas indican aminoácidos que probablemente son esenciales para la estructura, estabilidad o función de una proteína. Si se los identifica por su alto grado de conservación en secuencias alineadas de una familia de homólogos de proteínas, se los puede utilizar como identificadores para determinar si cualquier polipéptido en cuestión pertenece a una familia de polipéptidos previamente identificada.
Motivo/Secuencia de consenso/Característica El término "motivo" o "secuencia de consenso" o "característica" se refiere a una región corta conservada en la secuencia de proteínas relacionadas en la evolución. Con frecuencia, los motivos son partes altamente conservadas de dominios, pero también pueden incluir sólo parte del dominio, o pueden estar ubicados fuera del dominio conservado (si todos los aminoácidos del motivo están fuera de un dominio definido).
Hibridación El término "hibridación", como se define en la presente, es un proceso en el cual las secuencias de nucleótidos complementarias sustancialmente homologas se aparean entre sí. El proceso de hibridación se puede producir por completo en solución, es decir, ambos ácidos nucleicos complementarios están en solución. El proceso de hibridación también se puede producir con uno de los ácidos nucleicos complementarios inmovilizados en una matriz tal como esferas magnéticas, esferas de sefarosa o cualquier otra resina. El proceso de hibridación también se puede producir con uno de los ácidos nucleicos complementarios inmovilizados en un soporte sólido tal como una membrana de nitrocelulosa o nylon o inmovilizado, por ejemplo, por fotolitografía, por ejemplo, en un soporte de vidrio silíceo (este último se conoce como arreglos o microarreglos de ácido nucleico o como chips de ácido nucleico). Con el fin de permitir que se produzca la hibridación, las moléculas de ácido nucleico generalmente se desnaturalizan en forma térmica o química para fundir una doble cadena en dos cadenas simples y/o eliminar las horquillas u otras estructuras secundarias de los ácidos nucleicos monocatenarios.
El término "rigurosidad" se refiere a las condiciones en las cuales tiene lugar la hibridación. La rigurosidad de hibridación está influenciada por condiciones tales como temperatura, concentración salina, fuerza iónica y composición del buffer de hibridación. Generalmente, las condiciones de baja rigurosidad se seleccionan para que sean de alrededor de 30 °C por debajo del punto de fusión térmico (Tm) de la secuencia específica con una fuerza iónica y pH definidos. Las condiciones de rigurosidad media son aquellas en que la temperatura es 20 °C por debajo de Tm y las condiciones de rigurosidad alta son aquellas en que la temperatura es 10 °C por debajo de Tm. Las condiciones de rigurosidad alta se utilizan típicamente para aislar secuencias de hibridación que tienen mucha similitud de secuencia con la secuencia de ácidos nucleicos blanco. Sin embargo, los ácidos nucleicos se pueden desviar en secuencia y aún así codificar un polipéptido sustancialmente idéntico, debido a la degeneración del código genético. En consecuencia, algunas veces las condiciones de hibridación de rigurosidad media pueden ser necesarias para identificar dichas moléculas de ácido nucleico.
La Tm es la temperatura con una fuerza iónica y pH definidos, a la cual el 50% de la secuencia blanco se híbrida a una sonda perfectamente apareada. La Tm depende de las condiciones de la solución y la composición base y la longitud de la sonda. Por ejemplo, las secuencias más largas se hibridan específicamente a temperaturas más elevadas. La tasa máxima de hibridación se obtiene de alrededor de 16 °C a 32 °C por debajo de Tm. La presencia de cationes monovalentes en la solución de hibridación reduce la repulsión electroestática entre las dos cadenas de ácido nucleico, promoviendo de este modo la formación de híbridos; este efecto es visible para las concentraciones de sodio de hasta 0,4 M (para mayores concentraciones, este efecto se puede ignorar). La formamida reduce la temperatura de fusión de los dúplex de ADN-ADN y ADN-ARN con 0,6 a 0,7°C para cada porcentaje de formamida, y la adición de 50% de formamida permite que la hibridación se realice de 30 a 45 °C, si bien se reducirá la tasa de hibridación. Los errores de apareamiento de los pares de bases reducen la tasa de hibridación y la estabilidad térmica de los dúplex. En promedio y para sondas grandes, la Tm disminuye alrededor de 1 °C por % de errores de apareamiento de las bases. La Tm se puede calcular con las siguientes ecuaciones, según los tipos de híbridos: 1) Híbridos de ADN-ADN (Meinkoth and Wahl, Anal. Biochem., 138: 267-284, 1984): Tm= 81 ,5°C + 16,6xlog10[Na+]a + 0,41x%[G/Cb] - 500x[Lc]"1 - 0,61x% de formamida 2) Híbridos de ADN-ARN o ARN -ARN: Tm= 79,8 + 18,5 (log10[Na+]a) + 0,58 (%G/C ) + 11 ,8 (%G/Cb)2 - 820/L° 3) Híbridos de oligo-ADN u oligo-ARNd: Para <20 nucleotidos: Tm= 2 (ln) Para 20-35 nucleotidos: Tm= 22 + 1 ,46 (ln) a o para otro catión monovalente, pero sólo exacto en el rango 0,01-0,4 M. b sólo exacto para el % de GC en el rango de 30% a 75%. c L = longitud del dúplex en pares de bases. d oligo, oligonucleótidos; ln, = longitud efectiva del cebador = 2*(No. de G/C)+(No. de ATT).
La unión no específica se puede controlar mediante cualquiera de las numerosas técnicas conocidas tales como, por ejemplo, bloqueo de la membrana con soluciones que contienen proteínas, adiciones de ARN, ADN y SDS heterólogos al buffer de hibridación y tratamiento con Rnasa. En las sondas no homologas, se puede realizar una serie de hibridaciones mediante la variación de uno de las siguientes (i) reducir progresivamente la temperatura de apareamiento (por ejemplo, de 68°C a 42°C) o (ii) reducir progresivamente la concentración de formamida (por ejemplo, de 50% a 0%). El experto en el arte conoce varios parámetros que se pueden alterar durante la hibridación y que mantendrán o cambiarán las condiciones de rigurosidad.
Además de las condiciones de hibridación, la especificidad de la hibridación generalmente también depende de la función de los lavados posteriores a la hibridación. Para retirar el fondo que resulta de la hibridación no específica, las muestras se lavan con soluciones salinas diluidas. Los factores críticos de dichos lavados incluyen la fuerza iónica y la temperatura de la solución de lavado final: a menor concentración salina y mayor temperatura del lavado, mayor rigurosidad del lavado. Las condiciones de lavado se realizan típicamente con la rigurosidad de la hibridación o con una rigurosidad inferior a ésta. Una hibridación positiva produce una señal que es por lo menos el doble de la del fondo. Generalmente, las condiciones de rigurosidad adecuadas para los ensayos de hibridación de ácido nucleico o procedimientos de detección de amplificación génica son como se indicaron anteriormente. También se pueden seleccionar condiciones más o menos rigurosas. El experto en el arte conoce varios parámetros que se pueden alterar durante el lavado y que mantendrán o cambiarán las condiciones de rigurosidad.
Por ejemplo, las condiciones de hibridación de alta rigurosidad típicas para los híbridos de ADN mayores de 50 nucleotidos comprenden hibridación a 65°C en 1x SSC o a 42°C en 1x SSC y 50% de formamida, seguida de lavados a 65°C en 0,3x SSC. Los ejemplos de condiciones de hibridación de rigurosidad media para híbridos de ADN mayores de 50 nucleótidos comprenden hibridación a 50°C en 4x SSC o a 40°C en 6x SSC y 50% de formamida, seguida de lavados a 50°C en 2x SSC. La longitud del híbrido es la longitud prevista para el ácido nucleico de hibridación. Cuando los ácidos nucleicos de secuencia conocida se hibridan, se puede determinar la longitud del híbrido mediante el alineamiento de las secuencias y la identificación de las regiones conservadas descritas en la presente. 1 *SSC es NaCI 0,15 M y citrato de sodio 15 mM; la solución de hibridación y las soluciones de lavado también pueden incluir reactivo de Denhardt 5x, 0,5-1 ,0% de SDS, 100 pg/ml de ADN de espenma de salmón fragmentado, desnaturalizado, 0,5% de pirofosfato de sodio.
A fin de definir el nivel de rigurosidad, se puede hacer referencia a Sambrook et al. (2001) Molecular Cloning: a laboratory manual, 3rd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, CSH, New York o a Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989 y las actualizaciones anuales).
Variante de empalme El término "variante de empalme", como se utiliza en la presente, abarca variantes de una secuencia de ácidos nucleicos en la cual se han escindido, reemplazado, desplazado o agregado intrones y/o exones seleccionados, o en cual se han acortado o alargado intrones. Dichas variantes serán aquellas en las que la actividad biológica de la proteína es sustancialmente retenida; esto se puede obtener mediante la retención selectiva de segmentos funcionales de la proteína. Dichas variantes de empalme se pueden hallar en la naturaleza o pueden ser fabricadas por el hombre. Los métodos para predecir y aislar dichas variantes de empalme son muy conocidos en el arte (véase, por ejemplo, Foissac and Schiex (2005) BMC Bioinformatics 6: 25).
Variante alélica Los alelos o las variantes alélicas son formas alternativas de un gen determinado, ubicado en la misma posición del cromosoma. Las variantes alélicas abarcan polimorfismos de nucleótido único (SNP) y también polimorfismos de inserción/eliminación pequeña (INDEL). Usualmente, el tamaño de los INDEL es menor a 100 pb. Los SNP e INDEL forman el mayor conjunto de variantes de secuencia en las cepas polimórficas naturales de la mayoría de los organismos.
Transposición génica/Evolución dirigida El trasbordo génico o la evolución dirigida consiste en iteraciones de trasbordo de ADN seguido del barrido y/o selección adecuada para generar variantes de ácidos nucleicos o porciones de éstos que codifican proteínas que tienen actividad biológica modificada (Castle et al., (2004) Science 304(5674): 1151-4; patentes estadounidenses 5.811.238 y 6.395.547).
Elemento regulador/Secuencia de control/Promotor Los términos "elemento regulador", "secuencia de control" y "promotor" se utilizan en forma indistinta en la presente y se deben interpretar en un contexto amplio para referirse a secuencias de ácidos nucleicos reguladoras capaces de efectuar la expresión de las secuencias a las cuales están ligadas. El término "promotor" típicamente se refiere a una secuencia de ácidos nucleicos de control ubicada corriente arriba del inicio de la transcripción de un gen y que participa en el reconocimiento y la unión de ARN polimerasa y otras proteínas, dirigiendo de este modo la transcripción de un ácido nucleico ligado operativamente. Los términos antes mencionados abarcan las secuencias reguladoras transcripcionales derivadas de un gen genómico eucariótico clásico (incluso la caja TATA que es necesaria para la iniciación precisa de la transcripción, con o sin una secuencia de la caja CCAAT) y elementos reguladores adicionales (es decir, secuencias de activación corriente arriba, potenciadores y silenciadores) que alteran la expresión génica en respuesta a los estímulos del desarrollo y/o externos, o de manera específica de tejido. El término también incluye una secuencia reguladora transcripcional de un gen procariótico clásico, en cuyo caso puede incluir una secuencia de la caja -35 y/o secuencias reguladoras transcripcionales de la caja -10. El término "elemento regulador" también abarca una molécula de fusión sintética o derivado que confiere, activa o mejora la expresión de una molécula de ácido nucleico en una célula, un tejido u un órgano.
Un "promotor de planta" comprende elementos reguladores que median la expresión de un segmento de una secuencia codificadora en las células de las plantas. En consecuencia, un promotor de planta no necesita ser de origen vegetal, pero se puede originar a partir de virus o microorganismos, por ejemplo de virus que atacan las células de las plantas. El "promotor de planta" también se puede originar a partir de una célula de planta, por ejemplo, de la planta que se transforma con la secuencia de ácidos nucleicos expresada en el proceso de la invención y que se describe en la presente. Esto también se aplica a otras señales reguladoras de "planta", tales como terminadores de "planta". Los promotores corriente arriba de las secuencias de nucleótidos útiles en los métodos de la presente invención se pueden modificar mediante una o más sustituciones, inserciones y/o supresiones de nucleótidos sin interferir con la funcionalidad o actividad de cualquiera de los promotores, el marco de lectura abierto (ORF) o la región reguladora 3' tal como terminadores u otras regiones reguladoras 3' que se localizan fuera del ORF. Además, es posible que la actividad de los promotores aumente mediante la modificación de su secuencia o que sean reemplazados por completo por promotores más activos, incluso promotores de organismos heterólogos. Para la expresión en plantas, la molécula de ácido nucleico, como se describió anteriormente, debe estar ligada operativamente o comprender un promotor adecuado que exprese el gen en el punto temporal correcto y con el patrón de expresión espacial requerido.
Para la identificación de promotores funcionalmente equivalentes, la potencia del promotor y/o el patrón de expresión de un promotor candidato se pueden analizar, por ejemplo, mediante la unión operativa del promotor a un gen indicador y el análisis del nivel de expresión y patrón del gen indicador en varios tejidos de la planta. Los genes indicadores conocidos y adecuados incluyen, por ejemplo, beta-glucuronidasa o beta-galactosidasa. La actividad del promotor se analiza al medir la actividad enzimática de la beta-glucuronidasa o beta-galactosidasa. La potencia del promotor y/o el patrón de expresión luego se pueden comparar con los de un promotor de referencia (tal como el que se utiliza en los métodos de la presente invención). Alternativamente, la potencia del promotor se puede analizar mediante la cuantificación de los niveles de mARN o mediante la comparación de los niveles de mARN del ácido nucleico utilizado en los métodos de la presente invención, con niveles de mARN de genes housekeeping tales como rARN 18S, con los métodos conocidos en el arte, tales como Northern blotting con análisis densitométrico de autorradiogramas, PCR cuantitativo en tiempo real o RT-PCR (Heid et al., 1996 Genome Methods 6: 986-994). Generalmente, por "promotor débil" se entiende un promotor que dirige la expresión de una secuencia codificadora a un nivel bajo. Por "nivel bajo" se entienden niveles de alrededor de 1/10.000 transcriptos a alrededor de 1/100.000 transcriptos, a alrededor de 1/500.0000 transcriptos por célula. Por el contrario, un "promotor fuerte" dirige la expresión de una secuencia codificadora a un nivel alto o de alrededor de 1/10 transcriptos a alrededor de 1/100 transcriptos a alrededor de 1/1000 transcriptos por célula. En general, por "promotor de potencia media" se entiende un promotor que dirige la expresión de una secuencia codificadora a un nivel más bajo que un promotor fuerte, en particular a un nivel que es, en todos los casos, inferior al obtenido bajo el control de un promotor 35S CaMV.
Ligado operativamente El término "ligado operativamente", como se utiliza en la presente, se refiere a una unión funcional entre la secuencia del promotor y el gen de interés, de modo tal que la secuencia del promotor puede iniciar la transcripción del gen de interés.
Promotor constitutivo Un "promotor constitutivo" se refiere a un promotor que es activo en la transcripción durante la mayoría, pero no necesariamente todas, las fases de crecimiento y desarrollo y en la mayoría de las condiciones ambientales, en al menos una célula, un tejido o un órgano. La siguiente Tabla 2a provee ejemplos de promotores constitutivos.
Tabla 2a: Ejemplos de promotores constitutivos Fuente géníca Referencia Actina McEIroy et al, Plant Cell, 2: 163-171 , 1990 HMGP WO 2004/070039 CAMV 35S Odell et al. Nature, 313: 810-812, 1985 CaM 19S Nilsson et al., Physiol. Plant. 100:456-462, 1997 GOS2 de Pater et al, Plant J Nov;2(6):837-44, 1992, WO 2004/065596 Ubiquitina Christensen et al, Plant Mol. Biol. 18: 675-689, 1992 Ciclofilina de arroz Buchholz et al, Plant Mol Biol. 25(5): 837-43, 1994 Histona H3 de maíz Lepetit et al, Mol. Gen. Genet. 231:276-285, 1992 Histona H3 de alfalfa Wu et al. Plant Mol. Biol. 11 :641-649, 1988 Actina 2 An et al, Plant J. 10(1); 107-121, 1996 34S FMV Sanger et al., Plant. Mol. Biol., 14, 1990: 433-443 Subunidad pequeña US 4962028 Rubisco oes Leisner (1988) Proc Nati Acad Sci USA 85(5): 2553 SAD1 Jain et al., Crop Science, 39 (6), 1999: 1696 SAD2 Jain et al., Crop Science, 39 (6), 1999: 1696 nos Shaw et al. (1984) Nucleic Acids Res. 12(20):7831-7846 V-ATPasa WO 01/14572 Superpromotor WO 95/14098 Proteínas de la caja G WO 94/12015 Promotor ubicuo Un promotor ubicuo es activo en casi todos los tejidos o células de un organismo, Promotor regulado por el desarrollo Un promotor regulado por el desarrollo es activo durante ciertas etapas del desarrollo o en partes de la planta que experimentan cambios del desarrollo.
Promotor inducible Un promotor inducible ha inducido o aumentado la iniciación de la transcripción en respuesta a un estímulo físico, ambiental o químico (para una reseña, véase Gatz 1997, Annu. ev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 48:89-108), o puede ser "inducible por estrés", es decir, activado cuando una planta es expuesta a varias condiciones de estrés, o "inducible por patógeno", es decir, activado cuando una planta es expuesta a varios patógenos.
Promotor específico de órgano/específico de tejido Un promotor específico de órgano o específico de tejido es un promotor capaz de iniciar preferentemente la transcripción en ciertos órganos o tejidos, tales como hojas, raíces, tejido de semilla, etc. Por ejemplo, un "promotor específico de raíz" es un promotor activo durante la transcripción predominantemente en las raíces de las plantas, excluyendo en gran medida cualquier otra parte de una planta, aun mientras permite cualquier expresión con pérdida en estas otras partes de la planta. Los promotores capaces de iniciar la transcripción sólo en ciertas células se denominan en la presente "específicos de célula".
Los ejemplos de promotores específicos de raíz se enumeran en la siguiente Tabla 2b: Tabla 2b: Ejemplos de promotores específicos de raíz Fuente génica Referencia RCc3 Plant Mol Biol. 1995 Jan;27(2):237-48 Arabidopsis PHT1 Kovama et al,, 2005; Mudge et al. (2002, Plant J. 31:341) Transportador de fosfato de Xiao et al., 2006 edicago Arabidopsis Pyk10 Nitz et al. (2001) Plant Sci 161(2): 337-346 Genes expresables en raíz Tingey et al., EMBO J. 6: 1 , 1987.
Gen inducible por auxina del Van der Zaal et al., Plant Mol. Biol. 16, 983, 1991.
Un promotor específico de semilla es activo durante la transcripción predominantemente en el tejido de semillas, pero no necesariamente en forma exclusiva en el tejido de las semillas (en casos de expresión con pérdida). El promotor específico de semilla puede ser activo durante el desarrollo de la semilla y/o durante la germinación. El promotor específico de semilla puede ser específico de endosperma/aleurona/embríón. Los ejemplos de promotores específicos de semilla (específicos de endosperma/aleurona/embríón) se indican en las siguientes Tabla 2c a Tabla 2f. Otros ejemplos de promotores específicos de semilla se proveen en Qing Qu and Takaiwa (Plant Biotechnol. J. 2, 113-125, 2004), cuya descripción se incorpora a la presente por referencia como si se indicara en su totalidad.
Tabla 2c: Ejemplos de promotores específicos de semilla Fuente génica Referencia Genes específicos de semilla Simón et al., Plant Mol. Biol. 5: 191, 1985; Scofield et al., J. Biol. Chem. 262: 12202, 1987.; Baszczynski et al., Plant Mol. Biol. 14: 633, 1990.
Albúmina del fruto seco de Pearson et al., Plant Mol. Biol. 18: 235-245, 1992.
Brasil legumina Ellis et al., Plant Mol. Biol. 10: 203-214, 1988. glutelina (arroz) Takaiwa et al., Mol. Gen. Genet. 208: 15-22, 1986; Takaiwa et al., FEBS Letts. 221 : 43-47, 1987. zeína Matzke et al Plant Mol Biol, 14(3):323-32 1990 napA Stalberg et al, Planta 199: 515-519, 1996.
Glutenina-1 HMW y LMW de Mol Gen Genet 216:81-90, 1989; NAR 17:461-2, 1989 trigo SPA de triqo Albani et al, Plant Cell, 9: 171-184, 1997 Trigo a, 3, ?-gliadins EMBO J. 3:1409-15, 1984 Promotor Itr1 de cebada Diaz et al. (1995) Mol Gen Genet 248(5):592-8 Hordeína, B1 , C, D de cebada Theor Appl Gen 98:1253-62, 1999; Plant J 4:343-55, 1993, Mol Gen Genet 250:750-60, 1996 DOF de cebada Mena et al, The Plant Journal, 16(1): 53-62, 1998 blz2 EP99106056.7 Promotor sintético Vicente-Carbajosa et al., Plant J. 13: 629-640, 1998.
Prolamina NRP33 de arroz Wu et al, Plant Cell Physiology 39(8) 885-889, 1998 a-globulina Glb-1 de arroz Wu et al, Plant Cell Physiology 39(8) 885-889, 1998 OSH1 de arroz Sato et al, Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 93: 8117-8122, 1996 a-globulina REB/OHP-1 de Nakase et al. Plant Mol. Biol. 33: 513-522, 1997 arroz ADP-glucosa pirofosforilasa de Trans Res 6:157-68, 1997 arroz Familia del gen ESR de maíz Plant J 12:235-46, 1997 a-kafirina de sorgo DeRose et al., Plant Mol. Biol 32:1029-35, 1996 KNOX Postma-Haarsma et al, Plant Mol. Biol. 39:257-71, 1999 Oleosina de arroz Wu et al, J. Biochem. 123:386, 1998 Oleosina de girasol Cummins et al., Plant Mol. Biol. 19: 873-876, 1992 PRO0117, proteína ribosómica WO 2004/070039 putativa 40S de arroz PRO0136, alanina No publicado aminotransferasa de arroz PRO01 7, inhibidor ITR1 de No publicado tripsina (cebada) PRO0151. WSI18 de arroz WO 2004/070039 PRO0175, RAB21 de arroz WO 2004/070039 PRO005 WO 2004/070039 PRO0095 WO 2004/070039 a-amilasa (Amy32b) Lañaban et al, Plant Cell 4:203-211, 1992; Skriver et al, Proc Nati Acad Sci USA 88:7266-7270, 1991 Gen tipo catepsina ß Cejudo et al, Plant Mol Biol 20:849-856, 1992 Ltp2 de cebada Kalla et al., Plant J. 6:849-60. 1994 Chi26 Leah et al., Plant J. 4:579-89, 1994 Maíz B-Perú Selinger et al., Genetics 149; 1125-38,1998 Tabla 2d: Ejemplos de promotores específicos de endosperma Fuente génica Referencia glutelina (arroz) Takaiwa et al. (1986) Mol Gen Genet 208:15-22; Takaiwa et al. (1987) FEBS Letts. 221:43-47 zeína Matzke et al., (1990) Plant Mol Biol 14(3): 323-32 Glutenina-1 HMW y LMW de trigo Colot et al. (1989) Mol Gen Genet 216:81-90, Anderson et al. (1989) NAR 17:461-2 SPA de trigo Albani et al. (1997) Plant Cell 9:171-184 Gliadinas de trigo Rafalski et al. (1984) EMBO 3:1409-15 Promotor Itr1 de cebada Diaz et al. (1995) Mol Gen Genet 248(5):592-8 Hordeína, B1, C, D de cebada Cho et al. (1999) Theor Appl Genet 98:1253-62; Muller et al. (1993) Plant J 4:343-55; Sorenson et al. (1996) Mol Gen Genet 250:750-60 DOF de cebada Mena et al, (1998) Plant J 116(1): 53-62 blz2 Onate et al. (1999) J Biol Chem 274(14):9175-82 Promotor sintético Vicente-Carbajosa et al. (1998) Plant J 13:629-640 Prolamina NRP33 de arroz Wu et al, (1998) Plant Cell Physiol 39(8) 885-889 Globulina Glb-1 de arroz Wu et al. (1998) Plant Cell Physiol 39(8) 885-889 Globulina REB/OHP-1 de arroz Nakase et al. (1997) Plant Molec Biol 33: 513-522 ADP-glucosa pirofosforilasa de arroz Russell et al. (1997) Trans Res 6:157-68 Familia del gen ESR de maíz Opsahl-Ferstad et al. (1997) Plant J 12:235-46 Kafirina de sorgo DeRose et al. (1996) Plant Mol Biol 32:1029-35 Tabla 2e: Ejemplos de promotores específicos de embrión: Tabla 2f: Ejemplos de promotores específicos de aleurona: Un promotor específico de tejido verde, como se define en la presente, es un promotor que es activo durante la transcripción predominantemente en el tejido verde, excluyendo en gran medida cualquier otra parte de una planta, aun mientras permite cualquier expresión con pérdida en estas otras partes de la planta.
Los ejemplos de promotores específicos de tejido verde que se pueden utilizar para llevar a cabo los métodos de la invención se indican en la siguiente Tabla 2g.
Tabla 2g: Ejemplos de promotores específicos de tejido verde Otro ejemplo de un promotor específico de tejido es un promotor específico de meristema, que es activo durante la transcripción predominantemente en tejido meristemático, excluyendo en gran medida cualquier otra parte de una planta, aun mientras permite cualquier expresión con pérdida en estas otras partes de la planta. Los ejemplos de promotores específicos de meristema verde que se pueden utilizar para llevar a cabo los métodos de la invención se indican en la siguiente Tabla 2h.
Tabla 2h: Ejemplos de promotores específicos de meristema Terminador El término "terminador" abarca una secuencia de control que es una secuencia de ADN en el extremo de una unidad de transcripción que señala el procesamiento 3' y la poliadenilación de un transcripto primario y la terminación de la transcripción. El terminador puede derivar del gen natural, de una variedad de otros genes de planta o de T-ADN. El terminador a agregar puede derivar, por ejemplo, de los genes de nopalina sintasa u octopina sintasa o, alternativamente, de otro gen de planta o, con menor preferencia, de cualquier otro gen eucariótico.
Modulación El término "modulación" significa, con respecto a la expresión o expresión génica, un proceso en el que el nivel de expresión es cambiado por dicha expresión génica en comparación con la planta de control, el nivel de expresión se puede aumentar o disminuir. La expresión original no modulada puede ser de cualquier tipo de expresión de un ARN (rARN, tARN) o mARN estructural con la posterior traducción. El término "modulación de la actividad" significará cualquier cambio de expresión de las secuencias de ácidos nucleicos de la invención o proteínas codificadas, que conduce a mayor rendimiento y/o mayor crecimiento de las plantas.
Expresión El término "expresión" o "expresión génica" significa la transcripción de un gen específico o genes específicos o constructo genético específico. El término "expresión" o "expresión génica" significa, en particular, la transcripción de un gen o genes o constructo genético en ARN (rARN, tARN) o mARN estructural con o sin la posterior traducción de la última en una proteína. El proceso incluye la transcripción de ADN y el procesamiento del producto de mARN resultante.
Mayor expresión/sobreexpresión El término "mayor expresión" o "sobreexpresion", como se utiliza en la presente, significa cualquier forma de expresión que es adicional al nivel de expresión original del tipo silvestre.
Los métodos para aumentar la expresión de los genes o productos génicos están documentados en el arte e incluyen, por ejemplo, la sobreexpresion dirigida por promotores adecuados, el uso de mejoradores de la transcripción o mejoradores de la traducción. Los ácidos nucleicos aislados que actúan como elementos promotores o mejoradores se pueden introducir en una posición adecuada (típicamente corriente arriba) de una forma no heteróloga de un polinucleótido a fin de regular en forma ascendente la expresión de un ácido nucleico que codifica el polipéptido de interés. Por ejemplo, los promotores endógenos se pueden alterar in vivo mediante mutación, eliminación y/o sustitución (véase, Kmiec, US 5.565.350; Zarling et al., W09322443) o se pueden introducir promotores aislados en una célula de planta en la orientación y distancia adecuadas de un gen de la presente invención a fin de controlar la expresión del gen.
Si se desea la expresión de un polipéptido, generalmente es deseable incluir una región de poliadenilación en el extremo 3* de una región codificadora de polinucleótidos. La región de poliadenilación puede derivar del gen natural, de una variedad de otros genes de planta o de T-ADN. La secuencia del extremo 3' a agregar puede derivar, por ejemplo, de los genes de nopalina sintasa u octopina sintasa o, alternativamente, de otro gen de planta o, con menor preferencia, de cualquier otro gen eucariótico.
También se puede agregar una secuencia intrónica a la región 5' no traducida (UTR) o la secuencia codificadora de la secuencia codificadora parcial para aumentar la cantidad de mensaje maduro que se acumula en el citosol. Se ha demostrado que la inclusión de un intrón empalmable en la unidad de transcripción tanto en los constructos de expresión vegetales y animales aumenta la expresión génica a nivel del ARNm y de las proteínas hasta 1000 veces (Buchman and Berg (1988) Mol. Cell biol. 8: 4395-4405; Callis et al. (1987) Genes Dev 1 :1183-1200). Dicha mejora intrónica de la expresión génica es típicamente mayor cuando se coloca cerca del extremo 5' de la unidad de transcripción. El uso de los intrones del maíz intrón Adh1-S 1 , 2 y 6, el intrón Bronze-1 es conocido en el arte. Para información general véase: The Maize Handbook, Chapter 116, Freeling and Walbot, Eds., Springer, N.Y. (1994).
Gen endógeno La referencia en la presente a un gen "endógeno" no sólo se refiere al gen en cuestión como se encuentra en una planta en su forma natural (es decir, sin que medie intervención humana), sino que también se refiere a ese mismo gen (o a un gen/ácido nucleico sustancialmente homólogo) en forma aislada que es (re)introducido posteriormente en una planta (un transgen). Por ejemplo, una planta transgénica que contiene dicho transgen puede presentar una reducción sustancial de la expresión del transgen y/o una reducción sustancial de la expresión del gen endógeno. El gen aislado se puede aislar de un organismo o puede ser preparado por el hombre, por ejemplo, mediante síntesis química.
Menor expresión La referencia en la presente a "menor expresión" o "reducción o eliminación sustancial" de la expresión significa una disminución en la expresión de un gen endógeno y/o en los niveles de polipéptidos y/o en la actividad de polipéptidos en relación con las plantas de control. La reducción o sustancial eliminación es, en orden creciente de preferencia, al menos 10%, 20%, 30%, 40% o 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90% ó 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o más de reducción en comparación con las plantas de control. Los métodos para disminuir la expresión son conocidos en el arte y el experto en el arte podrá fácilmente adaptar los métodos conocidos de silenciamiento a fin de lograr la reducción de expresión de un gen endógeno en una planta entera o en sus partes, por ejemplo, mediante el uso de un promotor adecuado.
Para la reducción o sustancial eliminación de la expresión de un gen endógeno en una planta, es necesario que los nucleotidos sustancialmente contiguos de una secuencia de ácidos nucleicos tengan una longitud suficiente. A fin de realizar el silenciamiento génico, ésta puede tener tan pocos como 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11 , 10 o menos nucleotidos, alternativamente ésta puede ser igual al gen entero (incluso UTR 5' y/o 3', ya sea total o parcialmente). La porción de nucleotidos sustancialmente contiguos puede derivar del ácido nucleico que codifica la proteína de interés (gen blanco) o de cualquier ácido nucleico capaz de codificar un ortólogo, parálogo u homólogo de la proteína de interés. Preferentemente, la porción de nucleotidos sustancialmente contiguos es capaz de formar uniones de hidrógeno con el gen blanco (ya sea cadena sentido o antisentido), más preferentemente, la porción de nucleotidos sustancialmente contiguos tiene, en orden creciente de preferencia, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 100% de identidad de secuencia con el gen blanco (ya sea cadena sentido o antisentido). Una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido (funcional) no es un requisito de los diversos métodos analizados en la presente para la reducción o sustancial eliminación de la expresión de un gen endógeno.
Los ejemplos de varios métodos para la reducción o sustancial eliminación de la expresión en una planta de un gen endógeno o para disminuir los niveles y/o la actividad de una proteína son conocidos por el experto en el arte. Un experto en el arte podrá fácilmente adaptar los métodos conocidos de silenciamiento a fin de lograr la reducción de expresión de un gen endógeno en una planta entera o en sus partes, por ejemplo, mediante el uso de un promotor adecuado.
Esta reducción o eliminación sustancial de la expresión se puede lograr mediante herramientas y técnicas de rutina. Un método preferido para la reducción o eliminación sustancial de la expresión del gen endógeno es mediante la introducción y expresión en una planta de un constructo genético en el cual el ácido nucleico (en este caso una porción de nucleótidos sustancialmente contiguo derivados del gen de interés o de cualquier ácido nucleico capaz de codificar un ortólogo, paralogo u homólogo de cualquiera de las proteinas de interés) se clona como una repetición invertida (total o parcialmente), separada por un espaciador (ADN no codificador).
En dicho método preferido, la expresión del gen endógeno se reduce o elimina sustancialmente mediante el silenciamiento mediado por ARN utilizando una repetición invertida de un ácido nucleico o una parte de éste (en este caso una porción de nucleótidos sustancialmente contiguos derivados del gen de interés o de cualquier ácido nucleico capaz de codificar un ortólogo, parálogo u homólogo de la proteína de interés), preferentemente capaz de formar una estructura de horquilla. La repetición invertida se clona en un vector de expresión que comprende secuencias de control. Una secuencia de ácidos nucleicos de ADN no codificadora (un separador, por ejemplo un fragmento de la región de unión a la matriz (MAR), un intrón, un poliligador, etc.) se ubica entre los dos ácidos nucleicos invertidos que forman la repetición invertida. Luego de la transcripción de la repetición invertida, se forma un ARN quimérico con una estructura autocomplementaria (parcial o completa). Esta estructura de ARN bicatenario se denomina ARN horquilla (hpARN). El hpARN es procesado por la planta en siARN que se incorpora en un complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC). El RISC además diva los transcriptos de mARN, reduciendo sustancialmente de este modo la cantidad de transcriptos de mARN a ser traducidos en polipéptidos. Para más detalles generales véase, por ejemplo, Grierson et al. (1998) WO 98/53083; Waterhouse et al. (1999) WO 99/53050).
La realización de los métodos de la invención no depende de la introducción y expresión en una planta de un constructo genético en el cual se clona el ácido nucleico como una repetición invertida, sino que se pueden utilizar uno o más de los diversos métodos de "silenciamiento génico" conocidos para lograr los mismos efectos.
Uno de dichos métodos para reducir la expresión del gen endógeno es el silenciamiento de la expresión génica mediado por ARN (regulación descendente). En este caso, el silenciamiento es activado en una planta por una secuencia de ARN bicatenario (dsARN) que es sustancialmente similar al gen endógeno blanco. Este dsARN es procesado adicionalmente por la planta en alrededor de 20 a alrededor de 26 nucleótidos denominados ARN cortos de interferencia (siARN). Los siARN se incorporan en un complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC) que escinde el transcripto de mARN del gen endógeno blanco, reduciendo sustancialmente de este modo la cantidad de transcriptos de mARN a ser traducidos en un polipéptido. Preferentemente, la secuencia de ARN bicatenario corresponde a un gen blanco.
Otro ejemplo de un método de silenciamiento de ARN incluye introducir secuencias de ácidos nucleicos o sus partes (en este caso, una porción de nucleótidos sustancialmente contiguos derivados del gen de interés o de cualquier ácido nucleico capaz de codificar un ortólogo, parálogo u homólogo de la proteína de interés) en una orientación sentido en una planta. "Orientación sentido" se refiere a una secuencia de ADN que es homologa de uno de sus transcripto de mARN. Por lo tanto, se introduciría en una planta al menos una copia de la secuencia de ácidos nucleicos. La secuencia de ácidos nucleicos adicional reducirá la expresión del gen endógeno, generando un fenómeno conocido como cosupresión. La reducción de la expresión génica será más pronunciada si se introducen varias copias adicionales de una secuencia de ácidos nucleicos en la planta, ya que existe una correlación positiva entre los altos niveles de transcriptos y la activación de la cosupresión.
Otro ejemplo de un método de silenciamiento de ARN incluye el uso de secuencias de ácidos nucleicos antisentido. Una secuencia de ácidos nucleicos "antisentido" comprende una secuencia de nucleótidos que es complementaria de una secuencia de ácidos nucleicos "sentido" que codifica una proteína, es decir, complementaria de la cadena codificadora de una molécula de cADN bicatenario o complementaria de una secuencia de transcriptos de mARN. La secuencia de ácidos nucleicos antisentido es preferentemente complementaria del gen endógeno a ser silenciado. La complementariedad puede estar ubicada en la "región codificadora" y/o en la "región no codificadora" de un gen. El término "región codificadora" se refiere a una región de la secuencia de nucleótidos que comprende codones que se traducen en residuos de aminoácidos. El término "región no codificadora" se refiere a secuencias 5' y 3' que flanquean la región codificadora que se transcriben pero no se traducen en aminoácidos (también denominadas regiones 5' y 3' no traducidas).
Las secuencias de ácidos nucleicos antisentido se pueden diseñar de acuerdo con las reglas de formación de pares de bases de Watson y Crick. La secuencia de ácidos nucleicos antisentido puede ser complementaria de la secuencia entera de ácidos nucleicos (en este caso, una porción de nucleótidos sustancialmente contiguos derivados del gen de interés o de cualquier ácido nucleico capaz de codificar un ortólogo, parálogo u homólogo de la protelna de interés), pero también puede ser un oligonucleótido que es antisentido con respecto a sólo una parte de la secuencia de ácidos nucleicos (incluso UTR 5' y 3' de mARN). Por ejemplo, la secuencia de oligonucleótidos antisentido puede ser complementaria de la región que rodea al sitio de inicio de la traducción de un transcripto de mARN que codifica un polipéptido. La longitud de una secuencia de oligonucleótidos antisentido adecuada es conocida en el arte y puede comenzar desde alrededor de 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15 ó 10 nucleótidos de longitud o menos. Una secuencia de ácidos nucleicos antisentido de acuerdo con la invención se puede construir mediante síntesis química y reacciones de ligadura enzimática utilizando los métodos conocidos en el arte. Por ejemplo, una secuencia de ácidos nucleicos antisentido (por ejemplo, una secuencia de oligonucleótidos antisentido) se puede sintetizar químicamente con nucleótidos naturales o nucleótidos modificados de distintas maneras diseñados para aumentar la estabilidad biológica de las moléculas o para aumentar la estabilidad física del dúplex formado entre las secuencias de ácidos nucleicos sentido y antisentido, por ejemplo, se pueden utilizar derivados de fosforotioato y nucleótidos sustituidos por acridina. Los ejemplos de nucleótidos modificados que se pueden utilizar para generar las secuencias de ácidos nucleicos antisentido son muy conocidos en el arte. Las modificaciones conocidas de nucleótidos incluyen metilación, delación y "caps" y sustitución de uno o más de los nucleótidos naturales por un análogo, tal como inosina. Otras modificaciones de nucleótidos son muy conocidas en el arte.
La secuencia de ácidos nucleicos antisentido se puede producir de forma biológica usando un vector de expresión en el cual se ha subclonado una secuencia de ácidos nucleicos en orientación antisentido (es decir, el ARN transcripto desde el ácido nucleico insertado tendrá orientación antisentido con respecto al ácido nucleico blanco de interés). Preferentemente, la producción de secuencias de ácidos nucleicos antisentido en las plantas ocurre mediante un constructo de ácido nucleico integrada de forma estable que comprende un promotor, un oligonucleótido antisentido ligado operativamente y un terminador.
Las moléculas de ácido nucleico utilizadas para el silenciamiento en los métodos de la invención (ya sea introducidas en una planta o generadas in sitü) se hibridan o se unen a transcriptos de mARN y/o ADN genómico que codifica un polipéptido para inhibir de este modo la expresión de la proteína, por ejemplo, mediante la inhibición de la transcripción y/o traducción. La hibridación puede ser mediante complementariedad convencional de nucleótidos para formar un dúplex estable o, por ejemplo en el caso de una secuencia de ácidos nucleicos antisentido que se une a dúplex de ADN, mediante interacciones específicas en la cavidad principal de la hélice doble. Las secuencias de ácidos nucleicos antisentido se pueden introducir en una planta mediante transformación o inyección directa en un sitio de tejido específico. Alternativamente, las secuencias de ácidos nucleicos antisentido se pueden modificar para que se dirijan a células seleccionadas y luego administrarlas de forma sistémica. Por ejemplo, para la administración sistémica, las secuencias de ácidos nucleicos antisentido se pueden modificar de manera tal que se unan específicamente a receptores o antígenos expresados en una superficie celular seleccionada, por ejemplo, mediante la unión de la secuencia de ácidos nucleicos antisentido a péptidos o anticuerpos que se unen a antígenos o receptores de la superficie celular. Las secuencias de ácidos nucleicos antisentido también se pueden dirigir a células utilizando los vectores descritos en la presente.
De acuerdo con otro aspecto, la secuencia de ácidos nucleicos antisentido es una secuencia de ácidos nucleicos a-anomérica. Una secuencia de ácidos nucleicos a-anómérica forma híbridos bicatenarios específicos con ARN complementario en los cuales, a diferencia de las unidades b habituales, las cadenas corren de forma paralela entre sí (Gaultier et al. (1987) Nucí Ac Res 15: 6625-6641). La secuencia de ácidos nucleicos antisentido también puede comprender un 2'-o-met¡lrr¡bonucleótido (Inoue et al. (1987) Nucí Ac Res 15, 6131-6148) o un análogo de ARN-ADN quimérico (Inoue et al. (1987) FEBS Lett. 215, 327-330).
La reducción o sustancial eliminación de la expresión del gen endógeno también se puede realizar utilizando ribozimas. Las ribozimas son moléculas de ARN catalíticas con actividad de ribonucleasa capaces de clivar una secuencia de ácidos nucleicos monocatenarios, tal como un mARN, con la cual tienen una región complementaria. De este modo, las ribozimas (por ejemplo, ribozimas hammertiead (descritas en Haselhoff and Gerlach (1988) Nature 334, 585-591) se pueden utilizar para clivar de forma catalítica transcriptos de mARN que codifican un polipéptido, reduciendo sustancialmente de este modo la cantidad de transcriptos de mARN a ser traducidos en un polipéptido. Se puede diseñar una ribozima con especificidad para una secuencia de ácidos nucleicos (véase, por ejemplo: Cech et al. Patente estadounidense No. 4.987.071 ; y Cech et al. Patente estadounidense No. 5.116.742). Alternativamente, se pueden utilizar transcriptos de mARN que corresponden a una secuencia de ácidos nucleicos para seleccionar un ARN catalítico que tiene actividad de ribonucleasa específica de un conjunto de moléculas de ARN (Bartel and Szostak (1993) Science 261 , 1411-1418). El uso de ribozimas para el silenciamiento génico en plantas es conocido en el arte (por ejemplo, Atkins et al. (1994) WO 94/00012; Lénne et al. (1995) WO 95/03404; Lutziger et al. (2000) WO 00/00619; Prinsen et al. (1997) WO 97/13865 y Scott et al. (1997) WO 97/38116).
El silenciamiento génico también se puede lograr mediante mutagénesis de inserción (por ejemplo, inserción de T-ADN o inserción de transposón) o mediante estrategias como las que describen, entre otros, Angelí and Baulcombe ((1999) Plant J 20(3): 357-62), (Amplicon VIGS WO 98/36083), o Baulcombe (WO 99/15682).
El silenciamiento génico también puede ocurrir si hay una mutación en un gen endógeno y/o una mutación en un ácido nucleico/gen aislado que se introduce posteriormente en una planta. La reducción o sustancial eliminación puede ser causada por un polipéptido no funcional. Por ejemplo, el polipéptido se puede unir a varias proteínas que ¡nteractúan; por lo tanto, una o más mutaciones y/o truncamientos pueden generar un polipéptido que aún es capaz de unirse a proteínas que interactúan (tales como proteínas receptoras) pero que no puede exhibir su función normal (tal como un ligando de señalización).
Otro enfoque del silenclamiento génico consiste en hacer blanco en secuencias de ácidos nucleicos complementarías de la región reguladora del gen (por ejemplo, promotor y/o mejoradores) para formar estructuras helicoidales triples que evitan la transcripción del gen en las células blanco. Véase Helene, C, Anticancer Drug Res. 6, 569-84, 1991 ; Helene et al., Ann. N.Y. Acad. Sci. 660, 27-36 1992; and Maher, LJ. Bioassays 14, 807-15, 1992.
Otros métodos, tales como el uso de anticuerpos dirigidos a un polipéptido endógeno para inhibir su función en la planta o la interferencia en la vía de señalización en la cual participa un polipéptido, son muy conocidos por el experto en el arte. En particular, se puede prever que las moléculas obtenidas por el hombre pueden ser útiles para inhibir la función biológica de un polipéptido blanco o para interferir en la vía de señalización en la que participa el polipéptido blanco.
Alternativamente, se puede establecer un programa de control para identificar en la población de una planta las variantes naturales de un gen, cuyas variantes codifican polipéptidos con actividad reducida. Dichas variantes naturales también se pueden utilizar, por ejemplo, para realizar recombinación homologa.
Se pueden utilizar microARN (miARN) artificiales y/o naturales para realizar el knock out de la expresión génica y/o la traducción de mARN. Los miARN endógenos son ARN pequeños monocatenarios que generalmente tienen 19-24 nucleótidos de longitud. Su función consiste principalmente en regular la expresión génica y/o la traducción de mARN. La mayoría de los microARN (miARN) de plantas tienen una complementariedad perfecta o casi perfecta con sus secuencias blanco. Sin embargo, existen blancos naturales con hasta cinco faltas de coincidencias. Se procesan a partir de ARN no codificadores más largos con estructuras de replegamiento características mediante RNasas específicas bicatenarias de la familia Dicer. Luego del procesamiento, se incorporan en el complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC) mediante la unión a su componente principal, una proteína Argonauta. MiARN sirve como componente de especificidad de RISC debido a que forma pares de bases con los ácidos nucleicos blanco, en su mayoría mARN, en el citoplasma. Los posteriores eventos reguladores incluyen el clivaje de mARN blanco y la destrucción y/o inhibición de la traducción. De este modo, los efectos de la sobreexpresión de miARN a menudo se ven reflejados en niveles más bajos de mARN de genes blanco.
Los microARN artificiales (amiARN), que típicamente tienen 21 nucleótidos de longitud, se pueden modificar mediante ingeniería genética específicamente para regular en forma negativa la expresión génica de un único gen de interés o de múltiples genes de interés. Los determinantes de la selección de microARN blanco de planta son bien conocidos en el arte. Los parámetros empíricos para el reconocimiento de blancos han sido definidos y se pueden utilizar para ayudar en el diseño de amiARN específico (Schwab et al., Dev. Cell 8, 517-527, 2005). Las herramientas adecuadas para el diseño y la generación de amiARN y sus precursores también están disponibles al público (Schwab et al., Plant Cell 18, 1121-1133, 2006).
Para un rendimiento óptimo, las técnicas de silenciamiento génico utilizadas para reducir la expresión en una planta de un gen endógeno requiere el uso de secuencias de ácidos nucleicos provenientes de plantas monocotiledóneas para la transformación de plantas monocotiledóneas y provenientes de plantas dicotiledóneas para la transformación de plantas dicotiledóneas. Preferentemente, se introduce una secuencia de ácidos nucleicos de cualquier especie vegetal determinada en esa misma especie. Por ejemplo, una secuencia de ácidos nucleicos del arroz se transforma en una planta de arroz. Sin embargo, no es un requisito indispensable que la secuencia de ácidos nucleicos a ser introducida se origine a partir de la misma especie vegetal que la planta en la cual será introducida. Es suficiente que haya homología sustancial entre el gen endógeno blanco y el ácido nucleico a ser introducido.
Anteriormente se describieron ejemplos de diversos métodos para la reducción o sustancial eliminación de la expresión en una planta de un gen endógeno. Un experto en el arte podrá fácilmente adaptar los métodos de silenciamiento antes mencionados a fin de lograr la reducción de expresión de un gen endógeno en una planta entera o en sus partes, por ejemplo, mediante el uso de un promotor adecuado.
(Gen) marcador selecciónatele /Gen indicador "Marcador seleccionable", "gen marcador seleccionable" o "gen indicador" incluyen cualquier gen que confiere un fenotipo a una célula en la cual se expresa para facilitar la identificación y/o selección de las células que son transfectadas o transformadas con un constructo de ácido nucleico de la invención. Estos genes marcadores permiten la identificación de una transferencia exitosa de las moléculas de ácido nucleico mediante una serie de diferentes principios. Los marcadores adecuados se pueden seleccionar a partir de marcadores que confieren resistencia a antibióticos o herbicidas, que introducen un nuevo rasgo metabólico o que permiten la selección visual. Los ejemplos de genes marcadores seleccionabas incluyen los genes que confieren resistencia a antibióticos (tales como nptll que fosforita neomicina y canamicina, o hpt que fosforila higromicina, o genes que confieren resistencia, por ejemplo, a bleomicina, estreptomicina, tetraciclina, cloramfenicol, ampicilina, gentamicina, geneticina (G418), espectinomicina o blasticidina), a herbicidas (por ejemplo, bar que provee resistencia a Basta®; aroA o gox que provee resistencia al glifosato o los genes que confieren resistencia, por ejemplo, a imidazolinona, fosfinotricina o sulfonilurea), o genes que proveen un rasgo metabólico (tales como manA que le permite a las plantas utilizar mañosa como única fuente de carbono o xilosa isomerasa para la utilización de xilosa o marcadores antinutritivos tales como la resistencia a 2-desoxiglucosa). La expresión de genes marcadores visuales da como resultado la formación de color (por ejemplo, ß-glucuronidasa, GUS o ß-galactosidasa con sus sustratos con color, por ejemplo X-Gal), luminiscencia (tales como el sistema de luciferina/luciferasa) o fluorescencia (proteína fluorescente verde, GFP, y sus derivados). Esta lista representa sólo una pequeña cantidad de posibles marcadores. El trabajador experto está familiarizado con dichos marcadores. Se prefieren diferentes marcadores según el organismo y el método de selección.
Se sabe que luego de la integración estable o transitoria de los ácidos nucleicos en las células vegetales, sólo una minoría de las células absorbe el ADN extraño y, si se desea, lo integra en su genoma, dependiendo del vector de expresión y la técnica de transfección utilizados. Para identificar y seleccionar estos integrantes, usualmente se introduce un gen que codifica un marcador seleccionable (tal como los descritos anteriormente) en las células huésped junto con el gen de interés. Estos marcadores se pueden utilizar, por ejemplo, en mutantes en los cuales estos genes no son funcionales, por ejemplo, mediante eliminación por métodos convencionales. Asimismo, las moléculas de ácidos nucleicos que codifican un marcador selecciónatele se pueden introducir en una célula huésped en el mismo vector que comprende la secuencia que codifica los polipéptidos de la invención o usados en los métodos de la invención, o sino en un vector separado. Se pueden identificar las células que fueron transfectadas de forma estable con el ácido nucleico introducido, por ejemplo, mediante selección (por ejemplo, las células que integraron el marcador seleccionable sobreviven, mientras que las otras células mueren). Los genes marcadores se pueden retirar o eliminar de la célula transgénica cuando dejan de ser necesarios. Las técnicas para retirar genes marcadores son conocidas en el arte, las técnicas útiles se describieron anteriormente en la sección definiciones.
Debido a que los genes marcadores, en particular los genes de resistencia a antibióticos y herbicidas, ya no son necesarios o son indeseados en la célula huésped transgénica, una vez que los ácidos nucleicos han sido introducidos con éxito, el proceso de acuerdo con la invención para introducir los ácidos nucleicos utiliza en forma ventajosa técnicas que permiten la eliminación o escisión de estos genes marcadores. Uno de dichos métodos es conocido como cotransformación. El método de cotransformación utiliza dos vectores simultáneamente para la transformación, un vector que porta el ácido nucleico de acuerdo con la invención y un segundo que porta el/los gen(es) marcadores). Una gran proporción de transformantes recibe o, en el caso de las plantas, comprende (hasta 40% o más de los transformantes), ambos vectores. En el caso de la transformación con Agrobacterias, los transformantes usualmente reciben sólo una parte del vector, es decir, la secuencia flanqueada por el T-ADN, que usualmente representa el cásete de expresión. Los genes marcadores luego se pueden eliminar de la planta transformada mediante la realización de cruzas. En otro método, los genes marcadores integrados en un transposón se utilizan para la transformación junto con el ácido nucleico deseado (conocido como tecnología Ac/Ds). Los transformantes se pueden cruzar con una fuente de transposasa o los transformantes se transforman con un constructo de ácido nucleico que confiere expresión de una transposasa, en forma transitoria o estable. En algunos casos (aprox. 10%), el transposón sale del genoma de la célula huésped una vez que se ha producido con éxito la transformación y se pierde. En otros casos, el transposón salta a una ubicación diferente. En estos casos, el gen marcador se debe eliminar mediante la realización de cruzas. En microbiología, se desarrollaron técnicas que posibilitan o facilitan la detección de dichos eventos. Otro método ventajoso es lo que se conoce como sistemas de recombinación, cuya ventaja es que se puede prescindir de la eliminación por cruza. El sistema más conocido de este tipo es el denominado sistema Cre/lox. Creí es una recombinasa que elimina las secuencias ubicadas entre las secuencias loxP. Si el gen marcador se integra entre las secuencias loxP, se lo elimina una vez que se ha producido con éxito la transformación mediante la expresión de la recombinasa. Otros sistemas de recombinación son los sistemas HIN/HIX, FLP/FRT y REP/STB (Tribble et al., J. Biol. Chem., 275, 2000: 22255-22267; Velmurugan et al., J. Cell Biol., 149, 2000: 553-566). Es posible una integración específica de sitio en el genoma de la planta de las secuencias de ácidos nucleicos de acuerdo con la invención. Obviamente, estos métodos también se pueden aplicar a microorganismos tales como levadura, hongos o bacterias.
Transgénico rransgen /Recombinante A los fines de la invención, "transgénico", "transgen" o "recombinante" significa, en relación por ejemplo a una secuencia de ácidos nucleicos, un cásete de expresión, constructo génico o un vector que comprende la secuencia de ácidos nucleicos o un organismo transformado con las secuencias de ácidos nucleicos, casetes de expresión o vectores de acuerdo con la invención, todas aquellas construcciones obtenidas por métodos recombinantes en los cuales (a) las secuencias de ácidos nucleicos que codifican proteínas útiles en los métodos de la invención, o (b) secuencia(s) de control genético que está ligada operativamente a la secuencia de ácidos nucleicos de acuerdo con la invención, por ejemplo un promotor, o (c) a) y b) no se encuentran en su ambiente genético natural o fueron modificadas por métodos recombinantes, en donde es posible que la modificación sea, por ejemplo, una sustitución, adición, eliminación, inversión o inserción de uno o más residuos de nucleótidos. Ambiente genético natural significa el locus cromosómico o genómico natural en la planta original o la presencia en una biblioteca genómica. En el caso de una biblioteca genómica, preferentemente se retiene, al menos en parte, el ambiente genético natural de la secuencia de ácidos nucleicos. El ambiente flanquea la secuencia de ácidos nucleicos al menos en un lado y tiene una longitud de secuencia de al menos 50 bp, preferentemente al menos 500 bp, preferentemente en especial al menos 1000 bp, con máxima preferencia al menos 5000 bp.
Un cásete de expresión natural - por ejemplo la combinación natural del promotor natural de las secuencias de ácidos nucleicos con la correspondiente secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido útil en los métodos de la presente invención, como se definió anteriormente - se convierte en un cásete de expresión transgénica cuando este cásete de expresión es modificado por métodos de síntesis no naturales ("artificiales") tales como, por ejemplo, tratamiento mutagénico. Los métodos adecuados se describen, por ejemplo, en US 5565350 o WO 00/15815.
Por lo tanto, a los fines de la invención, una planta transgénica significa, como se indicó anteriormente, que los ácidos nucleicos utilizados en el método de la invención no se encuentran en su locus natural en el genoma de dicha planta, siendo posible que los ácidos nucleicos se expresen de manera homóloga o heteróloga. Sin embargo, como se mencionó, transgénico también significa que, mientras que los ácidos nucleicos de acuerdo con la invención o utilizados en el método de la invención se encuentran en su posición natural en el genoma de una planta, la secuencia fue modificada con respecto a la secuencia natural y/o que las secuencias reguladoras de las secuencias naturales fueron modificadas. Preferentemente, transgénico significa la expresión de los ácidos nucleicos de acuerdo con la invención en un locus no natural en el genoma, es decir que tiene lugar la expresión homóloga o, preferentemente, heteróloga de los ácidos nucleicos. Las plantas transgénicas preferidas se mencionan en la presente.
Transformación El término "introducción" o "transformación", como se indica en la presente, abarca la transferencia de un polinucleótido exógeno a una célula huésped, independientemente del método utilizado para la transferencia. El tejido de planta capaz de propagación clonal posterior, sea por organogénesis o por embriogénesis, se puede transformar con un constructo genético de la presente invención y regenerar una planta completa a partir de ella. El tejido particular elegido variará según los sistemas de propagación clonal disponibles y más adecuados para la especie particular a transformar. Los ejemplos de tejidos blanco incluyen discos de hoja, polen, embriones, cotiledones, hipocotilos, megagametofitos, tejido de callo, tejido meristemático existente (por ejemplo, meristema apical, brotes axilares y meristemas de raíz) y tejido del meristema inducido (por ejemplo, meristema de cotiledón y meristema de hipocotilo). El polinucleótido se puede introducir en forma transitoria o estable en una célula huésped y se puede mantener no integrado, por ejemplo, como un plásmido. Alternativamente, se lo puede integrar en el genoma del huésped. La célula vegetal transformada resultante luego se puede utilizar para regenerar una planta transformada en una forma conocida por los expertos en el arte.
La transferencia de genes extraños al genoma de una planta se denomina transformación. La transformación de especies de plantas es actualmente una técnica bastante rutinaria. Ventajosamente, se puede utilizar cualquiera de los diversos métodos de transformación para introducir el gen de interés en una célula ancestral adecuada. Los métodos descritos para la transformación y regeneración de las plantas a partir de tejidos de planta o células de planta se pueden utilizar para la transformación transitoria o estable. Los métodos de transformación incluyen el uso de liposomas, electroporación, productos químicos que aumentan la absorción de ADN libre, inyección del ADN directamente en la planta, bombardeo con pistola de partículas, transformación con virus o polen y microproyección. Los métodos se pueden seleccionar del método de calcio/polietilenglicol para protoplastos (Krens, F.A. et al., (1982) Nature 296, 72-74; Negrutiu I et al. (1987) Plant Mol Biol 8: 363-373); electroporación de protoplastos (Shillito R.D. et al. (1985) Bio/Technol 3, 1099-1102); microinyección en material de planta (Crossway A et al., (1986) Mol. Gen Genet 202: 179-185); bombardeo de partículas recubiertas con ADN o ARN (Klein TM et al., (1987) Nature 327: 70) infección con virus (no integrativos) y similares. Las plantas transgénicas, incluso plantas de cultivo transgénicas, se producen preferentemente mediante transformación mediada por Agrobacterium. Un método de transformación ventajoso es la transformación en la planta. Con este fin, es posible, por ejemplo, permitir que las agrobacterias actúen en las semillas de la planta o inocular el meristema de la planta con agrobacterias. Se ha demostrado que es particularmente oportuno de acuerdo con la invención permitir que una suspensión de agrobacterias transformadas actúe en la planta intacta o al menos en los primordios de la flor. La planta se cultiva posteriormente hasta que se obtienen las semillas de la planta tratada (Clough and Bent, Plant J. (1998) 16, 735-743). Los métodos para la transformación de arroz mediada por Agrobacterium incluyen métodos muy conocidos para la transformación del arroz, tales como los descritos en cualquiera de los siguientes: solicitud de patente europea EP 1 198985 A1 , Aldemita and Hodges (Planta 199: 612-617, 1996); Chan et al. (Plant Mol Biol 22 (3): 491-506, 1993), Hiei et al. (Plant J 6 (2): 271-282, 1994), cuyas descripciones se incorporan a la presente por referencia como si se indicaran en su totalidad. En el caso de la transformación del maíz, el método preferido es como se describe en Ishida et al. (Nat. Biotechnol 14(6): 745-50, 1996) o Frame et al. (Plant Physiol 129(1): 13-22, 2002), cuyas descripciones se incorporan a la presente por referencia como si se indicaran en su totalidad. Dichos métodos se describen también a modo de ejemplo en B. Jenes et al., Techniques for Gene Transfer, en: Transgenic Plants, Vol. 1 , Engineering and Utilization, eds. S.D. Kung and R. Wu, Academic Press (1993) 28-143 y en Potrykus Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Molec. Biol. 42 (1991) 205-225). Los ácidos nucleicos o el constructo a expresar preferentemente se clona en un vector que es adecuado para la transformación de Agrobacterium tumefaciens, por ejemplo pBin19 (Bevan et al., Nucí. Acids Res. 12 (1984) 8711). Las agrobacterias transformadas por dicho vector luego se pueden utilizar de la manera conocida para la transformación de plantas, tales como plantas utilizadas como modelo, como Arabidopsis (dentro del alcance de la presente invención, Arabidopsis thaliana no se considera una planta de cultivo) o plantas de cultivo tales como, por ejemplo, las plantas de tabaco, por ejemplo mediante la inmersión de hojas machacadas u hojas picadas en una solución de agrobacterias y luego el cultivo en un medio adecuado. La transformación de plantas por medio de Agrobacterium tumefaciens se describe, por ejemplo, en Hófgen and Willmitzer en Nucí. Acid Res. ( 988) 16, 9877 o se conoce, entre otros, de F.F. White, Vectors for Gene Transfer in Higher Plants; en Transgenic Plants, Vol. 1 , Engineering and Utilization, eds. S.D. Kung and R. Wu, Academic Press, 1993, pp. 15-38.
Además de la transformación de células somáticas, que luego se deben regenerar en plantas intactas, también es posible transformar las células de meristemas de plantas y, en particular, las células que se desarrollan en gametos. En este caso, los gametos transformados siguen el desarrollo natural de la planta, produciendo las plantas transgénicas. De este modo, por ejemplo, las semillas de Arabidopsis se tratan con agrobacterias y las semillas se obtienen a partir de las plantas en desarrollo, de las cuales cierta proporción es transformada y, por lo tanto, transgénica [Feldman, KA and Marks MD (1987). Mol Gen Genet 208:274-289; Feldmann K (1992). En. C Koncz, N-H Chua and J Shell, eds, Methods in Arabidopsis Research. Word Scientific, Singapore, pp. 274-289]. Los métodos alternativos se basan en la eliminación reiterada de las inflorescencias y la incubación del sitio de escisión en el centro de la roseta con las agrobacterias transformadas, por la cual las semillas transformadas también se pueden obtener en un momento posterior (Chang (1994). Plant J. 5: 551-558; Katavic (1994). Mol Gen Genet, 245: 363-370). Sin embargo, un método especialmente eficaz es el método de infiltración con vacio con sus modificaciones, tal como el método de "inmersión floral". En el caso de infiltración con vacío de Arabidopsis, las plantas intactas bajo presión reducida se tratan con una suspensión de agrobacterias [Bechthold, N (1993). C R Acad Sci París Life Sci, 316: 1194-1199], mientras que en el caso del método de "inmersión floral" el tejido floral en desarrollo se incuba por poco tiempo con una suspensión de agrobacterias tratada con tensioactivos [Clough, SJ and Bent AF (1998) The Plant J. 16, 735-743]. En ambos casos se cosecha una cierta proporción de semillas transgénicas y estas semillas se pueden distinguir de las semillas no transgénicas por el cultivo en las condiciones selectivas antes descritas. Además, la transformación estable de los plástidos es ventajosa porque los plástidos se heredan por vía materna en la mayoría de los cultivos, lo cual reduce o elimina el riesgo de flujo de transgenes mediante polen. La transformación del genoma del cloroplasto generalmente se obtiene mediante un proceso que se representa en forma esquemática en Klaus et al., 2004 [Nature Biotechnology 22 (2), 225-229]. En síntesis, las secuencias a transformar se clonan junto con un gen marcador seleccionare entre las secuencias flanqueadoras homólogas del genoma del cloroplasto. Estas secuencias flanqueadoras homólogas dirigen la integración específica de sitio en el plastoma. La transformación de los plástidos ha sido descrita para diferentes especies de plantas y se provee una reseña en Bock (2001) Transgenic plastids in basic research and plant biotechnology. J Mol Biol. 2001 Sep 21 ; 312 (3):425-38 or Malíga, P (2003) Progress towards commercialization of plastid transformation technology. Trends Biotechnol. 21 , 20-28. Recientemente se ha informado otro progreso biotecnológico en forma de transformantes de plástidos libres de marcadores, que se pueden producir mediante un gen marcador cointegrado transitorio (Klaus et al., 2004, Nature Biotechnology 22(2), 225-229).
Marcación por activación de T-ADN La marcación por activación de T-ADN (Hayashi et al. Science (1992) 1350-1353), incluye la inserción de T-ADN, que usualmente contiene un promotor (también puede ser un mejorador de la traducción o un intrón), en la región genómica del gen de interés o 10 kb corriente arriba o corriente abajo de la región codificadora de un gen en una configuración tal que el promotor dirige la expresión del gen blanco. En general, la regulación de la expresión del gen blanco por su promotor natural se altera y el gen cae bajo el control del promotor recién introducido. El promotor está típicamente incluido en un T-ADN. Este T-ADN se inserta en forma aleatoria en el genoma de la planta, por ejemplo, mediante infección con Agrobacterium, y conduce a la expresión modificada de los genes cerca del T-ADN insertado. Las plantas transgenicas resultantes muestran fenotipos dominantes debido a la expresión modificada de los genes cercanos al promotor introducido.
TILLING El término "TILLING" es la abreviatura de "Targeted Induced Local Lesions In Genomes" (Lesiones locales inducidas dirigidas en genomas) y se refiere a una tecnología de mutagénesis útil para generar y/o identificar ácidos nucleicos que codifican proteínas con expresión y/o actividad modificada. TILLING también permite la selección de plantas que portan dichos variantes mutantes. Estas variantes mutantes pueden exhibir expresión modificada, ya sea en potencia o ubicación o duración (por ejemplo, si las mutaciones afectan al promotor). Estas variantes mutantes pueden exhibir mayor actividad que la exhibida por el gen en su forma natural. TILLING combina mutagénesis de alta densidad con métodos de detección de alto rendimiento. Las etapas que habitualmente se siguen en TILLING son: (a) mutagénesis E S (Redei GP and Koncz C (1992) In Methods in Arabidopsis Research, Koncz C, Chua NH, Schell J, eds. Singapore, World Scientific Publishing Co, pp. 16-82; Feldmann et al., (1994) In Meyerowitz EM, Somerville CR, eds, Arabidopsis. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, pp 137-172; Lightner J and Caspar T (1998) In J Martinez-Zapater, J Salinas, eds, Methods on Molecular Biology, Vol. 82. Humana Press, Totowa, NJ, pp 91-104); (b) preparación de ADN y agrupamiento de individuos; (c) amplificación por PCR de una región de interés; (d) desnaturalización y apareamiento para permitir la formación de heterodúplex; (e) DHPLC, cuando se detecta la presencia de un heterodúplex en un pool como un pico extra en el cromatograma; (f) identificación del individuo muíante; y (g) secuenciación del producto de PCR muíante. Los métodos para TILLING son muy conocidos en el arte (McCallum et al., (2000) Naí Biofechnol 18: 455-457; reseñado por Síemple (2004) Naí Rev Geneí 5(2): 145-50).
Recombinación homologa La recombinación homologa permite la introducción en un genoma de un ácido nucleico seleccionado en una posición seleccionada definida. La recombinación homóloga es una tecnología estándar que se utiliza en forma rutinaria en las ciencias biológicas para organismos inferiores tales como levadura o musgo Physcomitrella. Los métodos para realizar la recombinación homologa en las plantas han sido descritos no sólo para las plantas modelo (Offringa et al. (1990) EMBO J 9(10): 3077-84) sino también para las plantas de cultivo, por ejemplo arroz (Terada et al. (2002) Nat Biotech 20(10): 1030-4; lida and Terada (2004) Curr Opin Biotech 15(2): 132-8) y hay enfoques que son aplicables en general, independientemente del organismo blanco (Miller et al, Nature Biotechnol. 25, 778-785, 2007).
Rendimiento En general, término "rendimiento" significa un producto mensurable de valor económico, típicamente relacionado con un cultivo, área y período de tiempo específicos. Las partes individuales de las plantas contribuyen directamente al rendimiento sobre la base de su cantidad, tamaño y/o peso, o el rendimiento real es el rendimiento por metro cuadrado para un cultivo y año, el cual se determina dividiendo la producción total (incluye tanto la producción cosechada como la producción calculada) por metro cuadrado plantado. El término "rendimiento" de una planta se puede referir a la biomasa vegetal (biomasa de raíz y/o brote), a los órganos reproductivos y/o a los propágulos (tales como semillas) de esa planta.
Vigor temprano "Vigor temprano" se refiere al crecimiento activo, sano y equilibrado, especialmente durante las etapas tempranas del crecimiento de la planta, y puede ser el resultado de un mejor estado físico de la planta debido, por ejemplo, a que las plantas se adaptan mejor a su medio ambiente (es decir, optimizan el uso de recursos de energía y los reparten entre los brotes y las raíces). Las plantas que tienen vigor temprano también muestran mayor supervivencia de las plántulas y mejor establecimiento del cultivo, lo que habitualmente da como resultado campos muy uniformes (en donde el cultivo crece de manera uniforme, es decir, la mayoría de las plantas alcanza los diversos estadios del desarrollo sustancialmente al mismo tiempo), y a menudo mejor y mayor rendimiento. Por lo tanto, el vigor temprano se puede determinar al medir varios factores, tales como peso de mil granos, porcentaje de germinación, porcentaje de plantas que emergen, crecimiento de las plántulas, altura de las plántulas, longitud de las raíces, biomasa de las raíces y de los brotes y muchas otros.
Incremento/ ejora/Aumento Los términos "incremento", "mejora" o "aumento" son indistintos y significan, en el sentido de la solicitud, al menos 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% ó 10%, preferentemente al menos 15% ó 20%, más preferentemente 25%, 30%, 35% ó 40% más de rendimiento y/o crecimiento en comparación con las plantas de control como se definen en la presente.
Rendimiento de las semillas Un mayor rendimiento de las semillas se puede manifestar como uno o más de los siguientes: a) mayor biomasa de semilla (peso total de la semilla) que puede ser en base a cada semilla y/o por planta y/o por metro cuadrado; b) mayor cantidad de flores por planta; c) mayor cantidad de semillas (llenas); d) mayor tasa de llenado de semillas (que se expresa como la proporción entre la cantidad de semillas llenas dividido por la cantidad total de semillas); e) mayor índice de cosecha, que se expresa como la proporción del rendimiento de las partes cosechables, tales como semillas, dividido por la biomasa total; y f) mayor peso de mil granos (TKW), y g) mayor cantidad de panículas primarias, que se extrapola a partir de la cantidad de semillas llenas contadas y su peso total. Un mayor TKW puede ser el resultado de un mayor tamaño de las semillas y/o peso de las semillas, y también puede ser el resultado de un mayor tamaño del embrión y/o endosperma.
Un mayor rendimiento de las semillas también se puede manifestar como un mayor tamaño de las semillas y/o volumen de las semillas. Asimismo, un mayor rendimiento de las semillas también se puede manifestar como una mayor área de la semilla y/o longitud de la semilla y/o ancho de la semilla y/o perímetro de la semilla. Un mayor rendimiento de las semillas también puede dar como resultado una arquitectura modificada o puede ocurrir debido a una arquitectura modificada. índice de verdor El "índice de verdor", como se utiliza en la presente, se calcula a partir de imágenes digitales de plantas. Para cada píxel que pertenece a la planta objeto de la imagen, se calcula la proporción del valor de verde con respecto al valor de rojo (en el modelo RGB para la codificación de color). El índice de verdor se expresa como el porcentaje de pixeles para los cuales la proporción verde-rojo excede un umbral determinado. En condiciones normales de crecimiento, en condiciones de crecimiento con estrés salino y en condiciones de crecimiento con disponibilidad reducida de nutrientes, el índice de verdor de las plantas se mide en la última formación de imágenes antes de la floración. Por el contrario, en condiciones de crecimiento con estrés por sequía, el índice de verdor de las plantas se mide en la primera formación de imágenes después de la sequía.
Planta El término "planta", como se utiliza en la presente, abarca plantas enteras, antecesores y progenie de las plantas y partes de plantas, incluso semillas, brotes, tallos, hojas, raíces (incluso tubérculos), flores y tejidos, y órganos, en donde cada uno de los antes mencionados comprende el gen/ácido nucleico de interés. El término "planta" también abarca células de plantas, cultivos en suspensión, tejidos de callos, embriones, regiones meristemáticas, gametofitos, esporofitos, polen y microesporas, en donde cada uno de los antes mencionados comprende el gen/ácido nucleico de interés.
Las plantas que son particularmente útiles en los métodos de la invención incluyen todas las plantas que pertenecen a la superfamilia Viridiplantae, en particular plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas que incluyen forraje o legumbres forrajeras, plantas ornamentales, cultivos alimenticios, árboles o arbustos seleccionados de la lista que comprende Acer spp., Actinidia spp., Abelmoschus spp., Agave sisalana, Agropyron spp., Agrostis stolonifera, Allium spp., Amaranthus spp., Ammophila arenaría, Ananas comosus, Annona spp., Apium graveolens, Arachis spp, Artocarpus spp., Asparagus officinalis, Avena spp. (por ejemplo, Avena sativa, Avena fatua, Avena byzantina, Avena fatua var. sativa, Avena hybrída), Averrhoa carambola, Bambusa sp., Benincasa hispida, Bertholletia excelsea, Beta vulgarís, Brassica spp. fpor ejemplo, Brassica napus, Brassica rapa ssp. [cañóla, colza oleaginosa, nabo]), Cadaba farinosa, Camellia sinensis, Canna indica, Cannabis sativa, Capsicum spp., Carex elata, Carica papaya, Caríssa macrocarpa, Carya spp., Carthamus tinctorius, Castanea spp., Ceiba pentandra, Cichorium endivia, Cinnamomum spp., Citrullus lanatus, Citrus spp., Cocos spp., Coffea spp., Colocasia esculenta, Cola spp., Corchorus sp., Coriandrum sativum, Corylus spp., Crataegus spp., Crocus sativus, Cucúrbita spp., Cucumis spp., Cynara spp., Daucus carota, Desmodium spp., Dimocarpus longan, Dioscorea spp., Diospyros spp., Echinochloa spp., Elaeis (por ejemplo, Elaeis guineensis, Elaeis oleífera), Eleusine coracana, Eragrostis tef, Erianthus sp., Eríobotrya japónica, Eucalyptus sp., Eugenia uniflora, Fagopyrum spp., Fagus spp., Festuca arundinacea, Ficus carica, Fortunella spp., Fregaría spp., Ginkgo biloba, Glycine spp. (por ejemplo, Glycine max, Soja hispida o Soja max), Gossypium hirsutum, Helianthus spp. (por ejemplo, Helianthus annuus), Hemerocallis fulva, Hibiscus spp., Hordeum spp. (por ejemplo, Hordeum vulgare), Ipomoea batatas, Juglans spp., Lactuca sativa, Lathyrus spp., Lens cuiinaris, Linum usitatissimum, Litchi chinensis, Lotus spp., Luffa acutangula, Lupinus spp., Luzula sylvatica, Lycopersicon spp. (por ejemplo, Lycopersicon esculentum, Lycopersicon lycopersicum, Lycopersicon pyriforme), Macrotyloma spp., Malus spp., Malpighia emarginata, Mammea americana, Mangifera indica, Manihot spp., Manilkara zapota, Medicago sativa, Melilotus spp., Mentha spp., Miscanthus sinensis, Momordica spp., Morus nigra, Musa spp., Nicotiana spp., Olea spp., Opuntia spp., Ornithopus spp., Oryza spp. (por ejemplo, Oryza sativa, Oryza latifolia), Panicum miliaceum, Panicum virgatum, Passiflora edulis, Pastinaca sativa, Pennisetum sp., Persea spp., Petroselinum crispum, Phalarís arundinacea, Phaseolus spp., Phleum pratense, Phoenix spp., Phragmites australis, Physalis spp., Pinus spp., Pistacia vera, Pisum spp., Poa spp., Populus spp., Prosopis spp., Prunus spp., Psidium spp., Púnica granatum, Pyrus communis, Quercus spp., Raphanus sativus, Rheum rhabarbarum, Ribes spp., Ricinus communis, Rubus spp., Saccharum spp., Sa// sp., Sambucus spp., Sécale cereale, Sesamum spp., Sinapis sp., Solanum spp. (por ejemplo, Solanum tuberosum, Solanum integrífolium o Solanum lycopersicum), Sorghum bicolor, Spinacia spp., Syzygium spp., Tagetes spp., Tamaríndus indica, Theobroma cacao, Trífolium spp., Trípsacum dactyloides, Tríticale sp., Tríticosecale rimpaui, Triticum spp. Cpor ejemplo, Tríticum aestivum, Tríticum durum, Triticum turgidum, Tríticum hybemum, Triticum macha, Tríticum sativum, Tríticum monococcum o Triticum vulgare), Tropaeolum minus, Tropaeolum majus, Vaccinium spp., Wc/a spp., V/gwa spp., Viola odorata, Vitis spp., Zea mays, Zizania palustrís, Ziziphus spp., entre otros.
Descripción detallada de la invención Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX produce plantas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico con respecto a las plantas de control. De acuerdo con una primera forma de realización, la presente invención provee un método para mejorar la tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico en plantas con respecto a plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX y opcionalmente seleccionar plantas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico.
Además, sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF produce plantas que tienen rasgos mejorados relacionados en el rendimiento con respecto a las plantas de control. De acuerdo con una primera forma de realización, la presente invención provee un método para mejorar rasgos relacionados con el rendimiento en plantas con respecto a plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF y opcionalmente seleccionar plantas que tienen rasgos mejorados relacionados con el rendimiento.
Además, sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT produce plantas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico con respecto a las plantas de control. De acuerdo con una primera forma de realización, la presente invención provee un método para mejorar la tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico en plantas con respecto a plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT y opcionalmente seleccionar plantas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico.
Además, sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA produce plantas que tienen rasgos mejorados relacionados en el rendimiento con respecto a las plantas de control. De acuerdo con una primera forma de realización, la presente invención provee un método para mejorar rasgos relacionados con el rendimiento en plantas con respecto a plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA y opcionalmente seleccionar plantas que tienen rasgos mejorados relacionados con el rendimiento.
Además, sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 produce plantas que tienen rasgos mejorados relacionados en el rendimiento con respecto a las plantas de control. De acuerdo con una primera forma de realización, la presente invención provee un método para mejorar rasgos relacionados con el rendimiento en plantas con respecto a plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1.
Además, sorprendentemente, ahora se ha descubierto que modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF produce plantas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico con respecto a las plantas de control. De acuerdo con una primera forma de realización, la presente invención provee un método para mejorar la tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico en plantas con respecto a plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF y opcionalmente seleccionar plantas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico.
Además, sorprendentemente, ahora se ha descubierto que aumentar la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, como se define en la presente, produce plantas que tienen rasgos aumentados relacionados con el rendimiento con respecto a las plantas de control. De acuerdo con una primera forma de realización, la presente invención provee un método para aumentar rasgos relacionados con el rendimiento en plantas con respecto a plantas de control, que comprende aumentar la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I.
Un método preferido para modular (preferentemente, aumentar) la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, es mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I.
Con respecto a los polipéptidos de la subunidad VI la COX, cualquier referencia de aquí en adelante a una "proteína útil en los métodos de la invención" significa un polipéptido de la subunidad Vlla COX, como se define en la presente. Cualquier referencia de aquí en adelante a un "ácido nucleico útil en los métodos de la invención" significa un ácido nucleico capaz de codificar dicho polipéptido de la subunidad Vlla COX. El ácido nucleico a introducir en una planta (y, por lo tanto, útil para realizar los métodos de la invención) es cualquier ácido nucleico que codifica el tipo de proteína que se describirá a continuación, en adelante también denominado "ácido nucleico de la subunidad Vlla COX" o "gen de la subunidad Vlla COX".
Con respecto a los polipéptidos YLD-ZnF, cualquier referencia de aquí en adelante a una "proteína útil en los métodos de la invención" significa un polipéptido YLD-ZnF, como se define en la presente. Cualquier referencia de aquí en adelante a un "ácido nucleico útil en los métodos de la invención" significa un ácido nucleico capaz de codificar dicho polipéptido YLD-ZnF. El ácido nucleico a introducir en una planta (y, por lo tanto, útil para realizar los métodos de la invención) es cualquier ácido nucleico que codifica el tipo de proteína que se describirá a continuación, en adelante también denominado "ácido nucleico YLD-ZnF o "gen YLD-ZnF.
Con respecto a los polipéptidos PKT, cualquier referencia de aquí en adelante a una "proteína útil en los métodos de la invención" significa un polipéptido PKT, como se define en la presente. Cualquier referencia de aquí en adelante a un "ácido nucleico útil en los métodos de la invención" significa un ácido nucleico capaz de codificar dicho polipéptido PKT. El ácido nucleico a introducir en una planta (y, por lo tanto, útil para realizar los métodos de la invención) es cualquier ácido nucleico que codifica el tipo de proteína que se describirá a continuación, en adelante también denominado "ácido nucleico PKT o "gen PKT.
Con respecto a los polipéptidos NOA, cualquier referencia de aquí en adelante a una "proteína útil en los métodos de la invención" significa un polipéptido NOA, como se define en la presente. Cualquier referencia de aquí en adelante a un "ácido nucleico útil en los métodos de la invención" significa un ácido nucleico capaz de codificar dicho polipéptido NOA. El ácido nucleico a introducir en una planta (y, por lo tanto, útil para realizar los métodos de la invención) es cualquier ácido nucleico que codifica el tipo de proteína que se describirá a continuación, en adelante también denominado "ácido nucleico NOA" o "gen NOA".
Con respecto a los polipéptidos tipo ASF1 , cualquier referencia de aquí en adelante a una "proteína útil en los métodos de la invención" significa un polipéptido tipo ASF1 , como se define en la presente. Cualquier referencia de aquí en adelante a un "ácido nucleico útil en los métodos de la invención" significa un ácido nucleico capaz de codificar dicho polipéptido tipo ASF1. El ácido nucleico a introducir en una planta (y, por lo tanto, útil para realizar los métodos de la invención) es cualquier ácido nucleico que codifica el tipo de proteina que se describirá a continuación, en adelante también denominado "ácido nucleico tipo ASF1" o "gen tipo ASF1 ".
Con respecto a los polipéptidos PHDF, cualquier referencia de aquí en adelante a una "proteína útil en los métodos de la invención" significa un polipéptido PHDF, como se define en la presente. Cualquier referencia de aquí en adelante a un "ácido nucleico útil en los métodos de la invención" significa un ácido nucleico capaz de codificar dicho polipéptido PHDF. El ácido nucleico a introducir en una planta (y, por lo tanto, útil para realizar los métodos de la invención) es cualquier ácido nucleico que codifica el tipo de proteína que se describirá a continuación, en adelante también denominado "ácido nucleico PHDF o "gen PHDF.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, cualquier referencia de aquí en adelante a una "proteina útil en los métodos de la invención" significa un polipéptido MBF1 del grupo I, como se define en la presente. Cualquier referencia de aquí en adelante a una "secuencia de ácidos nucleicos útil en los métodos de la invención" significa una secuencia de ácidos nucleicos capaz de codificar dicho polipéptido MBF1 del grupo I. La secuencia de ácidos nucleicos a introducir en una planta (y, por lo tanto, útil para realizar los métodos de la invención) es cualquier secuencia de ácidos nucleicos que codifica el tipo de polipéptido que se describirá a continuación, en adelante también denominado "secuencia de ácidos nucleicos MBF1 del grupo G o "gen MBF1 del grupo G.
Un "polipéptido de la subunidad Vlla COX", como se define en la presente, se refiere a cualquier polipéptido que comprende una subunidad Vlla COX o actividad de la subunidad Vlla COX.
Los ejemplos de dichos polipéptidos de la subunidad Vlla COX incluyen ortólogos y parálogos de las secuencias representadas por cualquiera de SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 y SEQ ID NO: 8.
Los polipéptidos de la subunidad Vlla COX y sus ortólogos y parálogos típicamente tienen, en orden creciente de preferencia, al menos 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51 %, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% de identidad de secuencia total con el aminoácido representado por cualquiera de SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 y SEQ ID NO: 8.
La identidad de secuencia total se determina usando un algoritmo de alineamiento global, tal como el algoritmo Needleman Wunsch en el programa GAP (GCG Wisconsin Package, Accelrys), preferentemente con parámetros predeterminados y preferentemente con secuencias de proteínas maduras (es decir, sin tener en cuenta las señales de secreción o los péptidos de tránsito). En comparación con la identidad de secuencia total, la identidad de secuencia generalmente será mayor cuando sólo se consideran dominios o motivos conservados.
Preferentemente, la secuencia de polipéptidos que, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos de la subunidad Vlla COX que comprende las secuencias de aminoácidos representadas por SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 y SEQ ID NO: 8, en lugar de con cualquier otro grupo. Las herramientas y técnicas para la construcción y el análisis de árboles filogenéticos son muy conocidas en el arte.
Un "polipéptido YLD-ZnF", como se define en la presente, se refiere a cualquier polipéptido que comprende un dominio zf-DNL (entrada Pfam PF05180) y que tiene el motivo 1 y/o el motivo 2: Motivo 1 (SEQ ID NO: 20): FTC(K/N)(V/S)C(E/D/G)(T/Q/E)R(SrT) Motivo 2 (SEQ ID NO: 21): (C/S/N)(R/K/P)(E/D/H)(S/A)Y(E/Dn (K/N/D)G(V/T/L)V(V/l/F)(AA/)(R/Q)C(G/C/A)GC( /V/K)(IJF/H)H(L/ )(I/M/L)(A/V)D(H/R/N)(UR)(G/N)(W/L)(F/I)(G/H/V) Preferentemente, el Motivo 1 es FTCKVC(E/D)TRS Preferentemente, el Motivo 2 es (C/S)(R/K)(E/D)SY(E/D)(K/N)GW(V/I)(A/V)RCGGC(N/D)NLHL(I/M)AD(H/R)(UR)GWFG Con mayor preferencia, el polipéptido YLD-ZnF útil en los métodos de la presente invención también comprende el Motivo 3 y/o el Motivo 4: Motivo 3 (SEQ ID NO: 22): K(R/K)G(S/D)XD(T7S)(UF/I)(N/S) En donde X en la posición 5 puede ser cualquier aminoácido, pero preferentemente uno de G, I, M, A, T Motivo 4 (SEQ ID NO: 23): T(L/F)(E/D)D(L/I)(A TVV)G Alternativamente, el homólogo de una proteína YLD-ZnF tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41 %, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%. 97%, 98% o 99% de identidad de secuencia total con el aminoácido representado por SEQ ID NO: 19, siempre que la proteína homologa comprenda los motivos conservados como se indicó anteriormente. La identidad de secuencia total se determina usando un algoritmo de alineamiento global, tal como el algoritmo Needleman Wunsch en el programa GAP (GCG Wisconsin Package, Accelrys), preferentemente con parámetros predeterminados y preferentemente con secuencias de proteínas maduras (es decir, sin tener en cuenta las señales de secreción o los péptidos de tránsito). En comparación con la identidad de secuencia total, la identidad de secuencia generalmente será mayor cuando sólo se consideran dominios o motivos conservados.
Preferentemente, la secuencia de polipéptidos que, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 4, se agrupa con el grupo de polipéptidos YLD-ZnF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 19 (TA25762) en lugar de con cualquier otro grupo.
Un "polipéptido PKT, como se define en la presente, se refiere a cualquier polipéptido que comprende un dominio de proteína quinasa (PK) y una o más repeticiones de tetratricopéptidos (TPR).
Los ejemplos de dichos polipéptidos PKT incluyen ortólogos y parálogos de las secuencias representadas por cualquiera de SEQ ID NO: 52 y SEQ ID NO: 54.
Los polipéptidos PKT y sus ortólogos y parálogos típicamente tienen, en orden creciente de preferencia, al menos 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41 %, 42%, 43%, .44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51 %, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% de identidad de secuencia total con el aminoácido representado por cualquiera de SEQ ID NO: 52 y SEQ ID NO: 54.
La identidad de secuencia total se determina usando un algoritmo de alineamiento global, tal como el algoritmo Needleman Wunsch en el programa GAP (GCG Wisconsin Package, Accelrys), preferentemente con parámetros predeterminados y preferentemente con secuencias de proteínas maduras (es decir, sin tener en cuenta las señales de secreción o los péptidos de tránsito). En comparación con la identidad de secuencia total, la identidad de secuencia generalmente será mayor cuando sólo se consideran dominios o motivos conservados.
Preferentemente, la secuencia de polipéptidos que, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PKT que comprende las secuencias de aminoácidos representadas por SEQ ID NO: 52 y SEQ ID NO: 54, en lugar de con cualquier otro grupo. Las herramientas y técnicas para la construcción y el análisis de árboles filogenéticos son muy conocidas en el arte.
Las repeticiones de TPR son conocidas en el arte como una secuencia degenerada de 34 aminoácidos presente en series tándem de 3-16 motivos, que forman armazones para mediar las interacciones de proteína-proteína y a menudo la unión de complejos de multiproteínas.
Un "polipéptido NOA", como se define en la presente, se refiere a un polipéptido que pertenece a la familia de GTPasa permutada en forma circular, que comprende un dominio relacionado con proteína unido a GTP (acceso a HMMPanther PTHR11089). Preferentemente, el polipéptido NOA comprende al menos uno de los siguientes motivos (secuencias de consenso de múltiples niveles identificadas por MEME 3.5.0): Motivo 5 (comienza en la posición 318 en SEQ ID NO: 59): LTEAPVPGTTLGIIRIXGVLGGGAKMYDTPGLLHPYQLT RLNREEQKLV PIQSA PLQV AF PAKKLLFTPGVH HH MSS T DLP MA S YD R AV como expresión regular (SEQ ID NO: 60): (UP)(T/l)(E/Q)(A/S)(P/A)VPGmG(l/P)(l^ L)(M/I Y)(Y/F/D)(D^(T/P)(P/G)(G/^ D)(E/L)(Q/P)K(IJM)(V/A) en donde X en la posición 17 puede ser cualquier aminoácido.
Motivo 6 (comienza en la posición 449 en SEQ ID NO: 59): LLQPPIGEERVXELGKWXEREV VSGESWDRSSVDIAIAGLGWFSVGL G RTP G P W L LQI D VNA VSVS IALEP I P G como expresión regular (SEQ ID NO: 61): (lJR)(L^(Q/P)PP(l/G)G(E/P)ERVX(E/W)LG(K/L)m S/N/P)(S/A)VD(I/V)(A S)(I/V)(A/S)GLGW(F/I)(S/A/G)(V/L)(G/E)(UP)KG en donde X en las posiciones 12 y 18 puede ser cualquier aminoácido.
Motivo 7 (comienza en la posición 194 en SEQ ID NO: 59): KLVDIVDFNGSFLARVRDLAGANPIILVITKVDLLPRDTDLNCVGDWVVE V FV V KG I como expresión regular (SEQ ID NO: 62): KLVD(IA/)VDFNGSFl^RVRD(IJF)(AA/)GANPMLV(l/V)TKVDLLP(R/K)(D/G)TDLNC(V/l)GDW WE Motivo 8 (comienza en la posición 130 en SEQ ID NO: 59): TYELKKKHHQLRTVLCGRCQLLSHGHMITAVGGHGGYPGGKQFVSAEELR R R K K N S IT DQ R como expresión regular (SEQ ID NO: 63): TYELKK(K/R)H(H/R)QL(R/K)TVLCGRC(Q/K/R)LLSHGHMITAVGG(H/N)GGY(P/S)GGKQF(V /l)(S T)A(E/D)(E/Q)LR Motivo 9: KMYDTPGLLHPYQLSMRLNREEQKMVEIRKELKPRTYRIKAGQSVHIGGL LF HLMTS TGD M L LPS RVQ SF V V TI T R V R L como expresión regular (SEQ ID NO: 64): K(M/L)(Y/F)DTPGLLHP(Y/H)(CÍ/L)(lJM)(S/T)(M/S T)RL(Nn^(R/G)(E/D)E(Q/M/R)K(M/L)V(E/L) (l/PA/)(PJS)K(E/R)(IJV)(K/Q/R)PR(T/S)(Y/F)R(I L)K(AA/)GQ(S r)(V/l)HIGGL Motivo 10: RLQPPIGEERVAELGKWEEREVKVSGTSWDVSSVDIAIAGLGWFGVGLKG Q T P MEQF VRK IE E AD NTM VSVS ISL C A F N VA como expresión regular (SEQ ID NO: 65): (Fl/Q)L(C^PPIG(E/P)ER(V/M/A)(A/E)(E/Q)(L/F)GKW(EA/)(E/R)(FVK)E(V/l/F)(K/E)V(S/E) /A7N)(S/D)WDV(S/N)(Sn (V/M)D(l/V)(A/S)(IA (A/S)GLGW(F/l/V)(G/S/A)(V/L)G(lJC)KG Con mayor preferencia, el polipéptido NOA comprende también uno o más de los siguientes motivos: Motivo 11 (SEQ ID NO: 66): CYGCGA Motivo 12 (SEQ ID NO: 67): KLVD(V/I)VDF<NS)GSFL Motivo 13 (SEQ ID NO: 68): VYI LG(S/A)AN VG KS AF I Motivo 14 (SEQ ID NO: 69): YDTPGVHLHHR Motivo 15 (SEQ ID NO: 70): D(V/ )AISGLGW(I/L M) Alternativamente, la proteína NOA tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61 %, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% de identidad de secuencia total con el aminoácido representado por SEQ ID NO: 59, siempre que la proteína homologa comprenda los motivos conservados como se indicó anteriormente. La identidad de secuencia total se determina usando un algoritmo de alineamiento global, tal como el algoritmo Needleman Wunsch en el programa GAP (GCG Wisconsin Package, Accelrys), preferentemente con parámetros predeterminados y preferentemente con secuencias de proteínas maduras (es decir, sin tener en cuenta las señales de secreción o los péptidos de tránsito). En comparación con la identidad de secuencia total, la identidad de secuencia generalmente será mayor cuando sólo se consideran dominios o motivos conservados. Preferentemente, los motivos en un polipéptido NOA tienen, en orden creciente de preferencia, al menos 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81 %, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% de identidad de secuencia con los motivos representados por SEQ ID NO: 60 a SEQ ID NO: 65 (Motivos 5 a 10).
Preferentemente, la secuencia de polipéptidos que, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 9, se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo NOA o NOA, preferentemente con los polipéptidos NOA que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 59 (AT3G47450) en lugar de con cualquier otro grupo.
Un "polipéptido tipo ASF1", como se define en la presente, se refiere a cualquier polipéptido que comprende los siguientes motivos: MOTIVO I: DLEWKL l T YVGSA, MOTIVO II: S/P P D/E P/V/T S/LJA/N K/R I R/P/Q E/A/D E/A D/E l/V l/L GVTV Ul LLTC S/A Y, MOTIVO III: Q/R EF V/I/UM R V/l GYYV N/S/Q N/Q, MOTIVO IV: V/l/L Q/R RNIL A T/S/V D/E KPRVT K/R F P/A I, o un motivo que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia con uno o más de los Motivos I a IV.
De manera alternativa o adicional, el polipéptido tipo ASF1 tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% o más de identidad de secuencia total con el aminoácido representado por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137.
Preferentemente, el polipéptido tipo ASF1 tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% o más de identidad de secuencia con la región N-terminal del aminoácido representado por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137. El experto en el arte sabe bien qué constituiría una región N-terminal de un polipéptido.
La identidad de secuencia total se determina usando un algoritmo de alineamiento global, tal como el algoritmo Needleman Wunsch en el programa GAP (GCG Wisconsin Package, Accelrys), preferentemente con parámetros predeterminados y preferentemente con secuencias de proteínas maduras (es decir, sin tener en cuenta las señales de secreción o los péptidos de tránsito). En comparación con la identidad de secuencia total, la identidad de secuencia generalmente será mayor cuando sólo se consideran dominios o motivos conservados.
Preferentemente, la secuencia de polipéptidos que, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 11 , se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo ASF1 que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137, en lugar de con cualquier otro grupo.
Un "polipéptido PHDF", como se define en la presente, se refiere a cualquier polipéptido que comprende un dedo de zinc Cys -His-Cys3.
Los ejemplos de dichos polipéptidos PHDF incluyen ortólogos y parálogos de las secuencias representadas por cualquiera de SEQ ID NO: 176 y SEQ ID NO: 178.
Los polipéptidos PHDF y sus ortólogos y parálogos típicamente tienen, en orden creciente de preferencia, al menos 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41 %, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51 %, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71 %, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81 %, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% de identidad de secuencia total con el aminoácido representado por cualquiera de SEQ ID NO: 176 y SEQ ID NO: 178.
La identidad de secuencia total se determina usando un algoritmo de alineamiento global, tal como el algoritmo Needleman Wunsch en el programa GAP (GCG Wisconsin Package, Accelrys), preferentemente con parámetros predeterminados y preferentemente con secuencias de proteínas maduras (es decir, sin tener en cuenta las señales de secreción o los péptidos de tránsito). En comparación con la identidad de secuencia total, la identidad de secuencia generalmente será mayor cuando sólo se consideran dominios o motivos conservados.
Preferentemente, la secuencia de polipéptidos que, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PHDF que comprende las secuencias de aminoácidos representadas por SEQ ID NO: 176 y SEQ ID NO: 178, en lugar de con cualquier otro grupo. Las herramientas y técnicas para la construcción y el análisis de árboles filogenéticos son muy conocidas en el arte.
Un "polipéptido BF1 del grupo I", como se define en la presente, se refiere a cualquier polipéptido que comprende (i) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácidos con el dominio de unión múltiple N-terminal con entrada InterPro IPR0013729 (entrada PFAM PF08523 MBF1) representado por SEQ ID NO: 250; y (ii) en orden creciente de preferencia, al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un dominio hélice-giro-hélice 3 con una entrada InterPro IPR001387 (entrada PFAM PF01381 ???_3).
De manera alternativa o adicional, un "polipéptido MBF1 del grupo I", como se define en la presente, se refiere a cualquier secuencia de polipéptidos que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un polipéptido representado por SEQ ID NO: 189, o como es presentado por SEQ ID NO: 191 , o como es presentado por SEQ ID NO: 193, o como es presentado por SEQ ID NO: 195.
De manera alternativa o adicional, un "polipéptido MBF1 del grupo I", como se define en la presente, se refiere a cualquier polipéptido que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 de la presente.
De manera alternativa o adicional, un "polipéptido MBF1 del grupo I", como se define en la presente, se refiere a cualquier secuencia de polipéptidos que, cuando se utiliza en la construcción de un árbol filogenético MBF1 , tal como el que se representa en la Figura 15, se agrupa con los polipéptidos MBF1 del grupo I que comprende las secuencias de polipéptidos representadas por SEQ ID NO: 189, SEQ ID NO: 191 , SEQ ID NO: 193, y SEQ ID NO: 195, en lugar de con cualquier otro grupo.
De manera alternativa o adicional, un "polipéptido MBF1 del grupo I", como se define en la presente, se refiere a cualquier secuencia de polipéptidos que complementa funcionalmente (es decir, restaura el crecimiento) una cepa de levadura deficiente en actividad MBF1 , como se describe en Tsuda et al. (2004) Plant Cell Physiol 45: 225-231.
Los términos "dominio", "característica" y "motivo" se definen en la sección "definiciones" de la presente. Existen bases de datos especializadas para la identificación de dominios, por ejemplo, SMART (Schultz et al. (1998) Proc. Nati. Acad. Sci. USA 95, 5857-5864; Letunic et al. (2002) Nucleic Acids Res 30, 242-244), InterPro (Mulder et al., (2003) Nucí. Acids. Res. 31 , 315-318), Prosite (Bucher and Bairoch (1994), A generalized profile syntax for biomolecular sequences motifs and its function in automatic sequence interpretation. (In) ISMB-94; Proceedings 2nd International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology. Altman R., Brutlag D., Karp P., Lathrop R., Searls D., Eds., pp53-61 , AAAI Press, Menlo Park; Hulo et al., Nucí. Acids. Res. 32:D134-D137, (2004)) o Pfam (Bateman et al., Nucleic Acids Research 30(1): 276-280 (2002)). Un conjunto de herramientas para el análisis in silico de secuencias proteicas se encuentra disponible en el servidor proteómico ExPASy (Swiss Institute of Bioinformatics (Gasteiger et al., ExPASy: the proteomics server for in-depth protein knowledge and analysis, Nucleic Acids Res. 31 :3784-3788(2003)). También se pueden identificar dominios o motivos mediante técnicas de rutina, tales como alineamiento de secuencias.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, en la Figura 17 se muestra un alineamiento de polipéptidos de la Tabla A7 de la presente. Dichos alineamientos son útiles para identificar los motivos o dominios más conservados entre los polipéptidos MBF1 del grupo I como se definen en la presente. Dos de dichos dominios son (1) un dominio del factor 1 de unión múltiple (MBF1) N-terminal con una entrada InterPro IPR013729 (y entrada PFAM PF08523 MBF1); y (2) un dominio hélice-giro-hélice tipo 3 con una entrada InterPro IPR001387 (y una entrada PFAM PF01381 HTH_3). Ambos dominios se marcan con X debajo de la secuencia de consenso.
Los métodos para el alineamiento de secuencias para la comparación son muy conocidos en el arte, dichos métodos incluyen GAP, BESTFIT, BLAST, FASTA y TFASTA. GAP utiliza el algoritmo de Needleman y Wunsch ((1970) J Mol Biol 48: 443-453) para hallar el alineamiento global (es decir, que abarca las secuencias completas) de dos secuencias que maximiza la cantidad de coincidencias y minimiza la cantidad de brechas. El algoritmo BLAST (Altschul et al. (1990) J Mol Biol 215: 403-10) calcula el porcentaje de identidad de secuencia y realiza un análisis estadístico de la similitud entre las dos secuencias. El software para realizar el análisis BLAST está disponible al público mediante National Centre for Biotechnology Information (NCBI). Se pueden identificar fácilmente homólogos mediante, por ejemplo, el algoritmo ClustalW de alineamiento de secuencia múltiple (versión 1.83), con los parámetros predeterminados de alineamiento de a pares y un método de calificación en porcentaje. Los porcentajes globales de similitud e identidad también se pueden determinar mediante uno de los métodos disponibles en el paquete de software MatGAT (Campanelia et al., BMC Bioinformatics. 2003 Jul 10;4:29. MatGAT: an application that generates similarity/identity matrices using protein or DNA sequences.). Se puede realizar edición manual menor para optimizar el alineamiento entre motivos conservados, como sería evidente para un experto en el arte. Además, en lugar de utilizar secuencias de longitud total para la identificación de homólogos, también se pueden utilizar dominios específicos. Los valores de identidad de secuencia se pueden determinar con respecto a la secuencia completa de ácidos nucleicos o aminoácidos, o con respecto a motivo(s) conservado(s) o dominios seleccionados, utilizando los programas antes mencionados con los parámetros predeterminados. Para los alineamientos locales, el algoritmo de Smith-Waterman es particularmente útil (Smith TF, Waterman MS (1981) J. Mol. Biol 147(1 );195-7). En algunos casos, los parámetros predeterminados se pueden ajusfar para modificar la rigurosidad de la búsqueda. Por ejemplo, si se utiliza BLAST, el umbral de significancia estadística (denominado valor "previsto") para informar coincidencias con las secuencias de la base de datos se puede aumentar para mostrar coincidencias menos rigurosas. De este modo, se pueden identificar coincidencias cortas casi exactas.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, el Ejemplo 3 de la presente describe en la Tabla B3 el porcentaje de identidad entre polipéptidos BF1 del grupo I representados por SEQ ID NO: 189 y polipéptidos BF1 del grupo I enumerados en la Tabla A7, que puede ser tan bajo como 74% de identidad de secuencia de aminoácidos.
La tarea de previsión de localización subcelular proteica es importante y muy estudiada. Saber la localización de una proteína ayuda a dilucidar su función. Los métodos experimentales para la localización de proteínas abarcan desde la inmunolocalización hasta la marcación de proteínas con proteína fluorescente verde (GFP) o beta-glucuronidasa (GUS). Dichos métodos son precisos aunque laboriosos en comparación con los métodos computacionales. Recientemente, se ha progresado considerablemente en la predicción computacional de la localización de proteínas a partir de datos de la secuencia. Entre los algoritmos conocidos por los expertos en el arte se encuentran disponibles en ExPASy Proteomics las herramientas albergadas por el Swiss Institute for Bioinformatics, por ejemplo, PSort, TargetP, ChloroP, LocTree, Predotar, LipoP, MITOPROT, PATS, PTS1 , SignalP, TMHMM y otras.
Además, los polipéptidos de la subunidad VI la COX (al menos en su forma nativa) típicamente tienen actividad de la subunidad VI la COX. Por otra parte, los polipéptidos de la subunidad Vlla COX, cuando se expresan en plantas, en particular en plantas de arroz, confieren mejor tolerancia al estrés abiótico a dichas plantas.
Asimismo, debido a que los polipéptidos YLD-ZnF (al menos en su forma nativa) típicamente tienen un dominio zf-DNL (entrada Pfam entry F05180), pueden estar involucrados en la importación de proteínas hacia la mitocondria. Las herramientas y técnicas para medir la importación de proteínas hacia la mitocondria son conocidas en el arte (véase, por ejemplo, Bürri et al., J. Biol. Chem. 279, 50243-50249, 2004).
Además, los polipéptidos YLD-ZnF, cuando se expresan en el arroz de acuerdo con los métodos de la presente invención como se indica en los Ejemplos 8 y 9, producen plantas que tienen rasgos aumentados relacionados con el rendimiento, en particular mayor rendimiento de semilla o mayor vigor temprano.
Además, los polipéptidos PKT (al menos en su forma nativa) típicamente tienen actividad de quinasa. Los métodos y materiales para medir la actividad de quinasa son muy conocidos en el arte. Por otra parte, los polipéptidos PKT, cuando se expresan en plantas, en particular en plantas de arroz, confieren mejor tolerancia al estrés abiótico a dichas plantas.
Además, los polipéptidos NOA (al menos en su forma nativa) típicamente tienen actividad de GTPasa. Las herramientas y técnicas para medir la actividad de GTPasa son muy conocidas en el arte (Moreau et al., 2008). Se proveen más detalles en el Ejemplo 7.
Además, los polipéptidos NOA, cuando se expresan en el arroz de acuerdo con los métodos de la presente invención como se indica en los Ejemplos 8 y 9, producen plantas que tienen rasgos aumentados relacionados con el rendimiento, en particular mayor rendimiento de semilla.
Además, los polipéptidos tipo ASF1 , cuando se expresan en el arroz de acuerdo con los métodos de la presente invención como se indica en la sección de Ejemplos en la presente, producen plantas que tienen rasgos aumentados relacionados con el rendimiento, tales como los descritos en la presente.
Los polipéptidos PHDF, cuando se expresan en plantas, en particular en plantas de arroz, confieren mejor tolerancia al estrés abiótico a dichas plantas.
En relación con los polipéptidos de la subunidad Vlla COX, la presente invención se puede llevar a cabo, por ejemplo, mediante la transformación de plantas con la secuencia de ácidos nucleicos representada por cualquiera de SEQ ID NO: 1 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 6 o SEQ ID NO: 7 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 8. Sin embargo, la realización de la invención no se encuentra restringida a estas secuencias; los métodos de la invención pueden llevarse a cabo ventajosamente mediante el uso de cualquier ácido nucleico que codifica subunidad Vlla COX o un polipéptido de la subunidad Vlla COX como se define en la presente.
En la Tabla A1 de la sección de Ejemplos de la presente, se brindan ejemplos de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad Vlla COX. Dichos ácidos nucleicos son útiles en la realización de los métodos de la invención. Los ortólogos y parálogos de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A1 pueden obtenerse fácilmente mediante técnicas y herramientas estándares, tales como búsqueda blast recíproca. En general, esto incluye un primer BLAST que implica someter a BLAST una secuencia incógnita (por ejemplo, usando cualquiera de las secuencias enumeradas en la Tabla A1 de la sección de Ejemplos) con respecto a cualquier base de datos de secuencias, tal como la base de datos disponible al público NCBI. Generalmente, se utiliza BLASTN o TBLASTX (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de nucleótidos y BLASTP o TBLASTN (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de proteínas. Los resultados de BLAST se pueden filtrar opcionalmente. Las secuencias de longitud total de los resultados filtrados o de los resultados no filtrados luego se someten de nuevo a BLAST (segundo BLAST) con respecto a secuencias provenientes del organismo del cual deriva la secuencia incógnita (cuando la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO: 2, el segundo BLAST sería, en consecuencia, con respecto a secuencias de Physcomitrella). Luego se comparan los resultados del primer y segundo BLAST. Se identifica un parálogo si una coincidencia de alto rango del primer blast proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita, entonces un nuevo blast idealmente daría como resultado que la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias; se identifica un ortólogo si una coincidencia de alto rango en el primer BLAST no proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita y preferentemente daría como resultado que el nuevo BLAST en la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias.
En relación con los polipéptidos YLD-ZnF, la presente invención se ilustra mediante la transformación de plantas con la secuencia de ácidos nucleicos representada por SEQ ID NO: 18 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 19. Sin embargo, la realización de la invención no se encuentra restringida a estas secuencias; los métodos de la invención pueden llevarse a cabo ventajosamente mediante el uso de cualquier ácido nucleico que codifica YLD-ZnF o un polipéptido YLD-ZnF como se define en la presente.
En la Tabla A2 de la sección de Ejemplos de la presente, se brindan ejemplos de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos YLD-ZnF. Dichos ácidos nucleicos son útiles en la realización de los métodos de la invención. Las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos son secuencias ejemplares de ortólogos y parálogos del polipéptido YLD-ZnF representado por SEQ ID NO: 19, los términos "ortólogos" y "parálogos" son como se definen en la presente. Se pueden identificar con facilidad otros ortólogos y parálogos al realizar la denominada búsqueda blast recíproca. En general, esto incluye un primer BLAST que implica someter a BLAST una secuencia incógnita (por ejemplo, usando cualquiera de las secuencias enumeradas en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos) con respecto a cualquier base de datos de secuencias, tal como la base de datos disponible al público NCBI. Generalmente, se utiliza BLASTN o TBLASTX (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de nucleótidos y BLASTP o TBLASTN (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de proteínas. Los resultados de BLAST se pueden filtrar opcionalmente. Las secuencias de longitud total de los resultados filtrados o de los resultados no filtrados luego se someten de nuevo a BLAST (segundo BLAST) con respecto a secuencias provenientes del organismo del cual deriva la secuencia incógnita (cuando la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 18 o SEQ ID NO: 19, el segundo BLAST sería, en consecuencia, con respecto a secuencias de Medicago truncatula). Luego se comparan los resultados del primer y segundo BLAST. Se identifica un parálogo si una coincidencia de alto rango del primer blast proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita, entonces un nuevo blast idealmente daría como resultado que la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias; se identifica un ortólogo si una coincidencia de alto rango en el primer BLAST no proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita y preferentemente daría como resultado que el nuevo BLAST en la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias.
En relación con los polipéptidos PKT, la presente invención puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante la transformación de plantas con la secuencia de ácidos nucleicos representada por cualquiera de SEQ ID NO: 51 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 52 o SEQ ID NO: 53 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 54. Sin embargo, la realización de la invención no se encuentra restringida a estas secuencias; los métodos de la invención pueden llevarse a cabo ventajosamente mediante el uso de cualquier ácido nucleico que codifica PKT o un polipéptido PKT como se define en la presente.
En la Tabla A3 de la sección de Ejemplos de la presente, se brindan ejemplos de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos PKT. Dichos ácidos nucleicos son útiles en la realización de los métodos de la invención. Los ortólogos y parálogos de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A3 pueden obtenerse fácilmente mediante técnicas y herramientas estándares, tales como búsqueda blast recíproca. En general, esto incluye un primer BLAST que implica someter a BLAST una secuencia incógnita (por ejemplo, usando cualquiera de las secuencias enumeradas en la Tabla A3 de la sección de Ejemplos) con respecto a cualquier base de datos de secuencias, tal como la base de datos disponible al público NCBI. Generalmente, se utiliza BLASTN o TBLASTX (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de nucleótidos y BLASTP o TBLASTN (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de proteínas. Los resultados de BLAST se pueden filtrar opcionalmente. Las secuencias de longitud total de los resultados filtrados o de los resultados no filtrados luego se someten de nuevo a BLAST (segundo BLAST) con respecto a secuencias provenientes del organismo del cual deriva la secuencia incógnita (cuando la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 51 o SEQ ID NO: 52, el segundo BLAST sería, en consecuencia, con respecto a secuencias de Populus). Luego se comparan los resultados del primer y segundo BLAST. Se identifica un parálogo si una coincidencia de alto rango del primer blast proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita, entonces un nuevo blast idealmente daría como resultado que la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias; se identifica un ortólogo si una coincidencia de alto rango en el primer BLAST no proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita y preferentemente daría como resultado que el nuevo BLAST en la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias.
En relación con los polipéptidos NOA, la presente invención se ilustra mediante la transformación de plantas con la secuencia de ácidos nucleicos representada por SEQ ID NO: 58 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 59. Sin embargo, la realización de la invención no se encuentra restringida a estas secuencias; los métodos de la invención pueden llevarse a cabo ventajosamente mediante el uso de cualquier ácido nucleico que codifica NOA o un polipéptido NOA como se define en la presente.
En la Tabla A4 de la sección de Ejemplos de la presente, se brindan ejemplos de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos NOA. Dichos ácidos nucleicos son útiles en la realización de los métodos de la invención. Las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos son secuencias ejemplares de ortólogos y parálogos del polipéptido NOA representado por SEQ ID NO: 59, los términos "ortólogos" y "parálogos" son como se definen en la presente. Se pueden identificar con facilidad otros ortólogos y parálogos al realizar la denominada búsqueda blast recíproca. En general, esto incluye un primer BLAST que implica someter a BLAST una secuencia incógnita (por ejemplo, usando cualquiera de las secuencias enumeradas en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos) con respecto a cualquier base de datos de secuencias, tal como la base de datos disponible al público NCBI. Generalmente, se utiliza BLASTN o TBLASTX (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de nucleótidos y BLASTP o TBLASTN (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de proteínas. Los resultados de BLAST se pueden filtrar opcionalmente. Las secuencias de longitud total de los resultados filtrados o de los resultados no filtrados luego se someten de nuevo a BLAST (segundo BLAST) con respecto a secuencias provenientes del organismo del cual deriva la secuencia incógnita (cuando la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 58 o SEQ ID NO: 59, el segundo BLAST sería, en consecuencia, con respecto a secuencias de Arabidopsis thaliana). Luego se comparan los resultados del primer y segundo BLAST. Se identifica un parálogo si una coincidencia de alto rango del primer blast proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita, entonces un nuevo blast idealmente daría como resultado que la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias; se identifica un ortólogo si una coincidencia de alto rango en el primer BLAST no proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita y preferentemente daría como resultado que el nuevo BLAST en la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias.
La presente invención se ilustra mediante la transformación de plantas con la secuencia de ácidos nucleicos representada por SEQ ID NO: 134 o SEQ ID NO: 136, que respectivamente codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 35 o SEQ ID NO: 137. Sin embargo, la realización de la invención no se encuentra restringida a estas secuencias; los métodos de la invención pueden llevarse a cabo ventajosamente mediante el uso de cualquier ácido nucleico que codifica tipo ASF1 o un polipéptido tipo ASF1 como se define en la presente.
En la Tabla A5 del Ejemplo 1 de la presente, se brindan ejemplos de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos tipo ASF1. Dichos ácidos nucleicos son útiles en la realización de los métodos de la invención. Las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A5 del Ejemplo 1 son secuencias ejemplares de ortólogos y parálogos del polipéptido tipo ASF1 representado por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137, los términos "ortólogos" y "parálogos" son como se definen en la presente. Se pueden identificar con facilidad otros ortólogos y parálogos al realizar la denominada búsqueda blast recíproca. En general, esto incluye un primer BLAST que implica someter a BLAST una secuencia incógnita (por ejemplo, usando cualquiera de las secuencias enumeradas en la Tabla A5 del Ejemplo 1 ) con respecto a cualquier base de datos de secuencias, tal como la base de datos disponible al público NCBI. Generalmente, se utiliza BLASTN o TBLASTX (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de nucleótidos y BLASTP o TBLASTN (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de proteínas. Los resultados de BLAST se pueden filtrar opcionalmente. Las secuencias de longitud total de los resultados filtrados o de los resultados no filtrados luego se someten de nuevo a BLAST (segundo BLAST) con respecto a secuencias provenientes del organismo del cual deriva la secuencia incógnita (cuando la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 134 o SEQ ID NO: 136, el segundo BLAST por lo tanto sería contra secuencias de arroz; donde la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137, el segundo BLAST sería, en consecuencia, con respecto a secuencias de Arabidopsis). Luego se comparan los resultados del primer y segundo BLAST. Se identifica un parálogo si una coincidencia de alto rango del primer blast proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita, entonces un nuevo blast idealmente daría como resultado que la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias; se identifica un ortólogo si una coincidencia de alto rango en el primer BLAST no proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita y preferentemente daría como resultado que el nuevo BLAST en la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias.
La presente invención puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante la transformación de plantas con la secuencia de ácidos nucleicos representada por cualquiera de SEQ ID NO: 175 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 176 o SEQ ID NO: 177 que codifica la secuencia de polipéptidos de SEQ ID NO: 178. Sin embargo, la realización de la invención no se encuentra restringida a estas secuencias; los métodos de la invención pueden llevarse a cabo ventajosamente mediante el uso de cualquier ácido nucleico que codifica PHDF o un polipéptido PHDF como se define en la presente.
En la Tabla A6 de la sección de Ejemplos de la presente, se brindan ejemplos de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos PHDF. Dichos ácidos nucleicos son útiles en la realización de los métodos de la invención. Los ortólogos y parálogos de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A6 pueden obtenerse fácilmente mediante técnicas y herramientas estándares, tales como búsqueda blast recíproca. En general, esto incluye un primer BLAST que implica someter a BLAST una secuencia incógnita (por ejemplo, usando cualquiera de las secuencias enumeradas en la Tabla A6 de la sección de Ejemplos) con respecto a cualquier base de datos de secuencias, tal como la base de datos disponible al público NCBI. Generalmente, se utiliza BLASTN o TBLASTX (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de nucleótidos y BLASTP o TBLASTN (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de proteínas. Los resultados de BLAST se pueden filtrar opcionalmente. Las secuencias de longitud total de los resultados filtrados o de los resultados no filtrados luego se someten de nuevo a BLAST (segundo BLAST) con respecto a secuencias provenientes del organismo del cual deriva la secuencia incógnita (cuando la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 175 o SEQ ID NO: 176, el segundo BLAST por lo tanto sería contra secuencias Solanum lycopersicum; donde la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 177 o SEQ ID NO. 178, el segundo BLAST sería, en consecuencia, con respecto a secuencias de Populus trichocarpa). Luego se comparan los resultados del primer y segundo BLAST. Se identifica un parálogo si una coincidencia de alto rango del primer blast proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita, entonces un nuevo blast idealmente daría como resultado que la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias; se identifica un ortólogo si una coincidencia de alto rango en el primer BLAST no proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita y preferentemente daría como resultado que el nuevo BLAST en la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias.
La presente invención se ilustra mediante la transformación de plantas con la secuencia de ácidos nucleicos representada por SEQ ID NO: 188, o como es presentado por SEQ ID NO: 190, o como es presentado por SEQ ID NO: 192, o como es presentado por SEQ ID NO: 194, que codifica una secuencia de polipéptido MBF1 del grupo I respectivamente de SEQ ID NO: 189, SEQ ID NO: 191 , SEQ ID NO: 193, y SEQ ID NO: 195. Sin embargo, la realización de la invención no se encuentra restringida a estas secuencias; los métodos de la invención pueden llevarse a cabo ventajosamente mediante el uso de cualquier secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I como se define en la presente.
En la Tabla A7 del Ejemplo 1 de la presente, se brindan ejemplos de secuencias de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos MBF1 del grupo I. Dichas secuencias de ácidos nucleicos son útiles en la realización de los métodos de la invención. Las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1 son secuencias ejemplares de ortólogos y parálogos del polipéptido MBF1 del grupo I representado por SEQ ID NO: 189, o por SEQ ID NO: 191 , o por SEQ ID NO: 193, o por SEQ ID NO: 195, los términos "ortólogos" y "parálogos" son como se definen en la presente. Se pueden identificar con facilidad otros ortólogos y parálogos al realizar la denominada búsqueda blast recíproca. En general, esto incluye un primer BLAST que implica someter a BLAST una secuencia incógnita (por ejemplo, usando cualquiera de las secuencias enumeradas en la Tabla A7 del Ejemplo 1) con respeqto a cualquier base de datos de secuencias, tal como la base de datos disponible al público NCBI. Generalmente, se utiliza BLASTN o TBLASTX (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de nucleótidos y BLASTP o TBLASTN (con valores predeterminados estándar) cuando se comienza desde una secuencia de proteínas. Los resultados de BLAST se pueden filtrar opcionalmente. Las secuencias de longitud total de los resultados filtrados o de los resultados no filtrados luego se someten de nuevo a BLAST (segundo BLAST) con respecto a secuencias provenientes del organismo del cual deriva la secuencia incógnita (cuando la secuencia incógnita es SEQ ID NO: 188 o SEQ ID NO: 189, el segundo BLAST sería, en consecuencia, con respecto a secuencias de Arabidopsis thaliana). Luego se comparan los resultados del primer y segundo BLAST. Se identifica un parálogo si una coincidencia de alto rango del primer blast proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita, entonces un nuevo blast idealmente daría como resultado que la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias; se identifica un ortólogo si una coincidencia de alto rango en el primer BLAST no proviene de la misma especie de la cual deriva la secuencia incógnita y preferentemente daría como resultado que el nuevo BLAST en la secuencia incógnita se encuentre entre las mayores coincidencias.
Las coincidencias de alto rango son aquellas que tienen bajo valor E. Cuanto más bajo es el valor E, más importante es la calificación (o, en otras palabras, menor es la probabilidad de hallar la coincidencia por azar). El cálculo del valor E es bien conocido en el arte. Además de los valores E, las comparaciones también se calificaron por porcentaje de identidad. El porcentaje de identidad se refiere a la cantidad de nucleótidos {o aminoácidos) idénticos entre las dos secuencias de ácidos nucleicos (o polipéptidos) comparadas a lo largo de una longitud particular. En el caso de grandes familias, se puede utilizar ClustalW, seguido por un árbol de unión cercana, para contribuir a visualizar la agrupación de genes relacionados e identificar ortólogos y parálogos.
Las variantes de ácidos nucleicos también pueden ser útiles para poner en práctica los métodos de la invención. Los ejemplos de dichas variantes incluyen ácidos nucleicos que codifican homólogos y derivados de cualquiera de las secuencias de aminoácidos de las Tabla A1 a A7 de la sección de Ejemplos, en donde los términos "homólogo" y "derivado" son como se definen en la presente. También son útiles en los métodos de la invención los ácidos nucleicos que codifican homólogos y derivados de ortólogos o parálogos de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la sección de Ejemplos. Los homólogos y derivados útiles en los métodos de la presente invención tienen sustancialmente la misma actividad biológica y funcional que la proteína no modificada de la cual derivan. Las variantes de ácidos nucleicos también incluyen variantes en las cuales el codón de uso se optimiza para una especie particular, o en la cual los sitios de direccionamiento a miARN se retiran o agregan, dependiendo del propósito.
Otras variantes de ácidos nucleicos útiles en la realización de los métodos de la invención incluyen porciones de ácidos nucleicos que codifican los polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I, ácidos nucleicos que se hibridizan a ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1, o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I, variantes de empalme de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad VI la COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos BF1 del grupo I, variantes alélicas de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad VI la COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I, y variantes de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad VI la COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I, obtenidos mediante trasbordo génico. Los términos secuencia de hibridación, variante de empalme, variante alélica y trasbordo génico son como se describen en la presente.
Los ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I, no necesitan ser ácidos nucleicos de longitud completa, ya que la realización de los métodos de la invención no depende del uso de secuencias de ácidos nucleicos de longitud completa.
De acuerdo con la presente invención, se provee un método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas, que comprende introducir y expresar en una planta una porción de cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la sección de Ejemplos, o una porción de un ácido nucleico que codifica un ortólogo, parálogo u homólogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la sección de Ejemplos.
Se puede preparar una porción de un ácido nucleico, por ejemplo, realizando una o más eliminaciones en el ácido nucleico. Las porciones se pueden utilizar en forma aislada o se pueden fusionar con otras secuencias codificadoras (o no codificadoras) a fin de producir, por ejemplo, una proteína que combine varias actividades. Cuando se fusiona con otras secuencias codificadoras, el polipéptido resultante producido luego de la traducción puede ser más grande que el previsto para la porción de proteína.
Con respecto a los polipéptidos de la subunidad Vlla COX, porciones útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido de la subunidad Vlla COX como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A1 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción es una porción de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A1 de la sección de Ejemplos, o es una porción de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A1 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción tiene al menos 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000 nucleótidos consecutivos de longitud, en donde los nucleótidos consecutivos son cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A1 de la sección de Ejemplos, o de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A de la sección de Ejemplos. Con máxima preferencia la porción es una porción del ácido nucleico de SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 o SEQ ID NO: 7. Preferentemente, la porción codifica un fragmento de una secuencia de aminoácidos que, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos de la subunidad Vlla COX que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 o SEQ ID NO: 8, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos YLD-ZnF, porciones útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido YLD-ZnF como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción es una porción de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A2 de la sección de Ejemplos, o es una porción de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción tiene al menos 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000 nucleótidos consecutivos de longitud, en donde los nucleótidos consecutivos son cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos, o de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos. Con máxima preferencia la porción es una porción del ácido nucleico de SEQ ID NO: 18. Preferentemente, la porción codifica un fragmento de una secuencia de aminoácidos que, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 4, se agrupa con el grupo de polipéptidos YLD-ZnF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO. 19 (TA25762) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PKT, porciones útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido PKT como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A3 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción es una porción de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A3 de la sección de Ejemplos, o es una porción de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A3 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción tiene al menos 1000, 1250, 1500, 2000, 2170 nucleótidos consecutivos de longitud, en donde los nucleótidos consecutivos son cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A3 de la sección de Ejemplos, o de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A3 de la sección de Ejemplos. Con máxima preferencia la porción es una porción del ácido nucleico de SEQ ID NO: 51 o SEQ ID NO. 53. Preferentemente, la porción codifica un fragmento de una secuencia de aminoácidos que, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PKT que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 52 o SEQ ID NO: 54, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos NOA, porciones útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido NOA como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción es una porción de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A4 de la sección de Ejemplos, o es una porción de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción tiene al menos 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 1900, 1950, 2000, 2050, 2100, 2150, 2200 nucleótidos consecutivos de longitud, en donde los nucleótidos consecutivos son cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos, o de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos. Con máxima preferencia la porción es una porción del ácido nucleico de SEQ ID NO: 58. Preferentemente, la porción codifica un fragmento de una secuencia de aminoácidos que, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 9, se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo NOA o NOA, preferentemente con los polipéptidos NOA que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 59 (AT3G47450) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos tipo ASF1 , porciones útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido tipo ASF1 como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A5 del Ejemplo 1. Preferentemente, la porción es una porción de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A5 del Ejemplo 1 , o es una porción de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A5 del Ejemplo 1. Preferentemente, la porción tiene al menos 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700 nucleótidos consecutivos de longitud, en donde los nucleótidos consecutivos son cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A5 del Ejemplo 1 , o de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A5 del Ejemplo 1. Con máxima preferencia la porción es una porción del ácido nucleico de SEQ ID NO: 134 o SEQ ID NO: 136. Preferentemente, la porción codifica un fragmento de una secuencia de aminoácidos que, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 11 , se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo ASF1 que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PHDF, porciones útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido PHDF como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A6 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción es una porción de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A6 de la sección de Ejemplos, o es una porción de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A6 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la porción tiene al menos 2500, 2750, 3000, 3250, 3500, 3750, 4000, 4250, 4500, 4750, 5000 o más nucleótidos consecutivos de longitud, en donde los nucleótidos consecutivos son cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A6 de la sección de Ejemplos, o de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A6 de la sección de Ejemplos. Con máxima preferencia la porción es una porción del ácido nucleico de SEQ ID NO: 175 o SEQ ID NO: 177. Preferentemente, la porción codifica un fragmento de una secuencia de aminoácidos que, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PHDF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 176 o SEQ ID NO: 178, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, porciones útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido MBF1 del grupo I como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1. Preferentemente, la porción es una porción de cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1 , o es una porción de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1. Preferentemente, la porción tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 250, 300, 350, 375, 400, 425 o más nucleótidos consecutivos de longitud, en donde los nucleótidos consecutivos son cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1 , o de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1. Preferentemente, la porción es una porción de una secuencia nucleica que codifica una secuencia de polipéptidos que comprende (i) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con el dominio de unión múltiple N-terminal con entrada InterPro IPR0013729 (entrada PFAM PF08523 MBF1) como es representado por SEQ ID NO: 250; y (ii) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un dominio hélice-giro-hélice 3 con una entrada InterPro IPR001387 (entrada PFAM PF01381 HTH_3). Con mayor preferencia, la porción es una porción de una secuencia nucleica que codifica una secuencia de polipéptidos que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con un polipéptido MBF1 del grupo I como es representado por SEQ ID NO: 189 o con cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 de la presente. Con máxima preferencia la porción es una porción de la secuencia de ácidos nucleicos de SEQ ID NO: 188, o de SEQ ID NO: 190, o de SEQ ID NO: 192, o de SEQ ID NO: 194.
Otra variante de ácido nucleico útil en los métodos de la invención es un ácido nucleico capaz de hibridarse, en condiciones de rigurosidad reducida, con preferencia en condiciones de rigurosidad, con un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, como se definen en la presente, o con una porción como se define en la presente.
De acuerdo con la presente invención, se provee un método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas y/o mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas, que comprende introducir y expresar en una planta un ácido nucleico capaz de hibridarse con cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A1 a A7 de la sección de Ejemplos, o que comprende introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un ortólogo, parálogo u homólogo de cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la sección de Ejemplos.
Con respecto a los polipéptidos de la subunidad VI la COX, las secuencias de hibridación útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido de la subunidad VI la COX como se define en la presente, y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A1 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A1 , o a una porción de cualquiera de estas secuencias, en donde una porción es como se definió con anterioridad, o la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A1. Con máxima preferencia, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico como es representado por SEQ ID NO: 1 o a una porción de este.
Preferentemente, la secuencia de hibridación codifica un polipéptido con una secuencia de aminoácidos que, cuando es de longitud total y se la usa en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos de la subunidad VI la COX que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 o SEQ ID NO: 8, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos YLD-ZnF, las secuencias de hibridación útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido YLD-ZnF como se define en la presente, y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A2 de la sección de Ejemplos, o a una porción de cualquiera de estas secuencias, en donde una porción es como se definió con anterioridad, o la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos. Con máxima preferencia, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico como es representado por SEQ ID NO: 18 o a una porción de este.
Preferentemente, la secuencia de hibridación codifica un polipéptido con una secuencia de aminoácidos que, cuando es de longitud total y se la usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 4, se agrupa con el grupo de polipéptidos YLD-ZnF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 19 (TA25762) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos P T, las secuencias de hibridación útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido PKT como se define en la presente, y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A3 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A3, o a una porción de cualquiera de estas secuencias, en donde una porción es como se definió con anterioridad, o la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A3. Con máxima preferencia, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico como es representado por SEQ ID NO: 51 o SEQ ID NO: 53 o a una porción de este.
Preferentemente, la secuencia de hibridación codifica un polipéptido con una secuencia de aminoácidos que, cuando es de longitud total y se la usa en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PKT que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 52 o SEQ ID NO: 54, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos NOA, las secuencias de hibridación útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido NOA como se define en la presente, y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A4 de la sección de Ejemplos, o a una porción de cualquiera de estas secuencias, en donde una porción es como se definió con anterioridad, o la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos. Con máxima preferencia, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico como es representado por SEQ ID NO: 58 o a una porción de este.
Preferentemente, la secuencia de hibridación codifica un polipéptido con una secuencia de aminoácidos que, cuando es de longitud total y se la usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 9, se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo NOA o NOA, preferentemente con los polipéptidos NOA que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 59 (AT3G47450) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos tipo ASF1 , las secuencias de hibridación útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido tipo ASF1 como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A5 del Ejemplo 1. Preferentemente, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A5 del Ejemplo 1 , o a una porción de cualquiera de estas secuencias, en donde una porción es como se definió con anterioridad, o la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A5 del Ejemplo 1. Con máxima preferencia, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico como es representado por SEQ ID NO: 134 o SEQ ID NO: 136 o a una porción de este.
Preferentemente, la secuencia de hibridación codifica un polipéptido con una secuencia de aminoácidos que, cuando es de longitud total y se la usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 11 , se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo ASF1 que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PHDF, las secuencias de hibridación útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido PHDF como se define en la presente, y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A6 de la sección de Ejemplos. Preferentemente, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A6, o a una porción de cualquiera de estas secuencias, en donde una porción es como se definió con anterioridad, o la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A6. Con máxima preferencia, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse al complemento de un ácido nucleico como es representado por SEQ ID NO: 175 o SEQ ID NO: 177 o a una porción de este.
Preferentemente, la secuencia de hibridación codifica un polipéptido con una secuencia de aminoácidos que, cuando es de longitud total y se la usa en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PHDF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 176 o SEQ ID NO: 178, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, las secuencias de hibridación útiles en los métodos de la invención codifican un polipéptido MBF1 del grupo I como se define en la presente y tienen sustancialmente la misma actividad biológica que las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1. Preferentemente, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse a cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1 , o a un complemento de esta, o a una porción de cualquiera de estas secuencias, en donde una porción es como se definió con anterioridad, o en donde la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse a una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1 o a un complemento de estas. Preferentemente, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse a una secuencia de ácidos nucleicos que codifica una secuencia de polipéptidos que comprende (i) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con el dominio de unión múltiple N-terminal con entrada InterPro IPR0013729 (entrada PFAM PF08523 MBF1) como es representado por SEQ ID NO: 250; y (ii) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un dominio hélice-giro-hélice 3 con una entrada InterPro IPR001387 (entrada PFAM PF01381 HTH_3). Con mayor preferencia, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse a una secuencia de ácidos nucleicos que codifica una secuencia de polipéptidos que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con un polipéptido MBF1 del grupo I como es representado por SEQ ID NO: 189 o con cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 de la presente. Con máxima preferencia, la secuencia de hibridación es capaz de hibridarse a una secuencia de ácidos nucleicos como es representado por SEQ ID NO: 188, o de SEQ ID NO: 190, o de SEQ ID NO: 192, o de SEQ ID NO: 194 o a una porción de esta.
Otra variante de ácido nucleico útil en los métodos de la invención es una variante de empalme que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, como se definieron en la presente anteriormente, en donde la variante de empalme es como se define en la presente.
De acuerdo con la presente invención, se provee un método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico y/o mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas, que comprende introducir y expresar en una planta una variante de empalme de cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la Sección de Ejemplos, o una variante de empalme de un ácido nucleico que codifica un ortólogo, parálogo u homólogo de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la Sección de Ejemplos.
Con respecto a los polipéptidos de la subunidad VI la COX, las variantes de empalme preferidas son las variantes de empalme de un ácido nucleico representado por cualquiera de SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 o SEQ ID NO: 7, o una variante de empalme de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 o SEQ ID NO: 8. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de empalme, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos de la subunidad Vlla COX que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 o SEQ ID NO: 8, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos YLD-ZnF, las variantes de empalme preferidas son las variantes de empalme de un ácido nucleico representado por SEQ ID NO: 18, o una variante de empalme de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 19. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de empalme, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 4, se agrupa con el grupo de polipéptidos YLD-ZnF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 19 (TA25762) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PKT, las variantes de empalme preferidas son las variantes de empalme de un ácido nucleico representado por cualquiera de SEQ ID NO: 51 o SEQ ID NO: 53, o una variante de empalme de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de SEQ ID NO: 52 o SEQ ID NO: 54. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de empalme, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PKT que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 52 o SEQ ID NO: 54, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos NOA, las variantes de empalme preferidas son las variantes de empalme de un ácido nucleico representado por SEQ ID NO: 58, o una variante de empalme de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 59. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de empalme, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 9, se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo NOA o NOA, preferentemente con los polipéptidos NOA que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 59 (AT3G47450) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos tipo ASF1 , las variantes de empalme preferidas son las variantes de empalme de un ácido nucleico representado por SEQ ID NO: 134 o SEQ ID NO: 136, o una variante de empalme de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de empalme, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 1 1 , se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo ASF1 que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PHDF, las variantes de empalme preferidas son las variantes de empalme de un ácido nucleico representado por cualquiera de SEQ ID NO: 175 o SEQ ID NO: 177, o una variante de empalme de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de SEQ ID NO: 176 o SEQ ID NO: 177. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de empalme, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PHDF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 176 o SEQ ID NO: 177, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, las variantes de empalme preferidas son las variantes de empalme de un ácido nucleico representado por SEQ ID NO: 188, o una variante de empalme de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 189. Preferentemente, la variante de empalme es una variante de empalme de una secuencia de ácido nucleico que codifica una secuencia de polipéptidos que comprende (i) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con el dominio de unión múltiple N-terminal con entrada InterPro IPR0013729 (entrada PFAM PF08523 MBF1) como es representado por SEQ ID NO: 250; y (ii) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un dominio hélice-giro-hélice 3 con una entrada InterPro IPR001387 (entrada PFAM PF01381 HTH_3). Con mayor preferencia, la variante de empalme es una variante de empalme de una secuencia nucleica que codifica una secuencia de polipéptidos que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con un polipéptido MBF1 del grupo I como es representado por SEQ ID NO: 189 o con cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 de la presente. Con máxima preferencia, la variante de empalme es una variante de empalme de una secuencia de ácidos nucleicos como es representada por SEQ ID NO: 188, o SEQ ID NO: 190, o SEQ ID NO: 192, o SEQ ID NO: 194, o una secuencia de ácidos nucleicos que codifica una secuencia de polipéptidos como se representa respectivamente en SEQ ID NO: 189, SEQ ID NO: 190, SEQ ID NO: 192, SEQ ID NO: 194.
Otra variante de ácido nucleico útil en la realización de los métodos de la invención es una variante alélica de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, como se define en la presente, en donde una variante alélica es como se define en la presente.
De acuerdo con la presente invención, se provee un método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas y/o mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas, que comprende introducir y expresar en una planta una variante alélica de cualquiera de los ácidos nucleicos de la Tabla A1 a A7 de la Sección de Ejemplos, o que comprende introducir y expresar en una planta una variante alélica de un ácido nucleico que codifica un ortólogo, parálogo u homólogo de cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la Sección de Ejemplos.
Con respecto a los polipéptidos de la subunidad Vlla COX, los polipéptidos codificados por las variantes alélicas útiles en los métodos de la presente invención tienen sustancialmente la misma actividad biológica que el polipéptido de la subunidad Vlla COX de cualquiera de SEQ ID NO: 2 o de cualquiera de los aminoácidos representados en la Tabla A1 de la sección de Ejemplos. Las variantes alélicas existen en la naturaleza, y el uso de estos alelos naturales está comprendido en los métodos de la presente invención. Preferentemente, la variante alélica es una variante alélica de cualquiera de SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 o SEQ ID NO: 7, o una variante alélica de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 o SEQ ID NO: 8. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante alélica se agrupa con los polipéptidos de la subunidad Vlla COX que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 o SEQ ID NO: 8, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos YLD-ZnF, los polipéptidos codificados por las variantes alélicas útiles en los métodos de la presente invención tienen sustancialmente la misma actividad biológica que el polipéptido YLD-ZnF de cualquiera de SEQ ID NO: 19 y cualquiera de los aminoácidos representados en la Tabla A2 de la sección de Ejemplos. Las variantes alélicas existen en la naturaleza, y el uso de estos alelos naturales está comprendido en los métodos de la presente invención. Preferentemente, la variante alélica es una variante alélica de SEQ ID NO: 18, o una variante alélica de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 19. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante alélica, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 4, se agrupa con el grupo de polipéptidos YLD-ZnF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 19 (TA25762) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PKT, los polipéptidos codificados por las variantes alélicas útiles en los métodos de la presente invención tienen sustancialmente la misma actividad biológica que el polipéptido PKT de cualquiera de SEQ ID NO: 52 o de cualquiera de los aminoácidos representados en la Tabla A3 de la sección de Ejemplos. Las variantes alélicas existen en la naturaleza, y el uso de estos alelos naturales está comprendido en los métodos de la presente invención. Preferentemente, la variante alélica es una variante alélica de cualquiera de SEQ ID NO: 51 o SEQ ID NO: 53, o una variante alélica de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 52 o SEQ ID NO: 54. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante alélica se agrupa con los polipéptidos PKT que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 52 o SEQ ID NO: 54, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos NOA, los polipéptidos codificados por las variantes alélicas útiles en los métodos de la presente invención tienen sustancialmente la misma actividad biológica que el polipéptido NOA de cualquiera de SEQ ID NO: 59 y cualquiera de los aminoácidos representados en la Tabla A4 de la sección de Ejemplos. Las variantes alélicas existen en la naturaleza, y el uso de estos alelos naturales está comprendido en los métodos de la presente invención. Preferentemente, la variante alélica es una variante alélica de SEQ ID NO: 58, o una variante alélica de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 59. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante alélica, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 9, se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo NOA o NOA, preferentemente con los polipéptidos NOA que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 59 (AT3G47450) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos tipo ASF1 , los polipéptidos codificados por las variantes alélicas útiles en los métodos de la presente invención tienen sustancialmente la misma actividad biológica que el polipéptido tipo ASF1 de cualquiera de SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137 y cualquiera de los aminoácidos representados en la Tabla A5 del Ejemplo 1. Las variantes alélicas existen en la naturaleza, y el uso de estos alelos naturales está comprendido en los métodos de la presente invención. Preferentemente, la variante alélica es una variante alélica de SEQ ID NO: 134 o SEQ ID NO: 136, o una variante alélica de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137.
Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante alélica, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 11 , se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo ASF1 que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PHDF, los polipéptidos codificados por las variantes alélicas útiles en los métodos de la presente invención tienen sustancialmente la misma actividad biológica que el polipéptido PHDF de cualquiera de SEQ ID NO: 176 o de cualquiera de los aminoácidos representados en la Tabla A6 de la sección de Ejemplos. Las variantes alélicas existen en la naturaleza, y el uso de estos alelos naturales está comprendido en los métodos de la presente invención. Preferentemente, la variante alélica es una variante alélica de cualquiera de SEQ ID NO: 175 o SEQ ID NO: 177, o una variante alélica de un ácido nucleico que codifica un ortólogo o parálogo de SEQ ID NO: 176 o SEQ ID NO: 178. Preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante alélica se agrupa con los polipéptidos PHDF que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 176 o SEQ ID NO: 178, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, los polipéptidos codificados por las variantes alélicas útiles en los métodos de la presente invención tienen sustancialmente la misma actividad biológica que un polipéptido MBF1 del grupo I de cualquiera de SEQ ID NO: 189 y cualquiera de las secuencias de polipéptidos representadas en la Tabla A7 del Ejemplo 1. Las variantes alélicas existen en la naturaleza, y el uso de estos alelos naturales está comprendido en los métodos de la presente invención. Preferentemente, la variante alélica es una variante de empalme de una secuencia de polipéptidos que comprende (i) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con el dominio de unión múltiple N-terminal con entrada InterPro IPR0013729 (entrada PFAM PF08523 MBF1) como es representado por SEQ ID NO: 250; y (ii) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un dominio hélice-giro-hélice 3 con una entrada InterPro IPR001387 (entrada PFAM PF01381 HTH_3). Con mayor preferencia, la variante alélica, es una variante alélica que codifica una secuencia de polipéptidos que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con un polipéptido MBF1 del grupo I como es representado por SEQ ID NO: 189 o con cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A de la presente. Con máxima preferente, la variante alélica es una variante alélica de SEQ ID NO: 188, o de SEQ ID NO: 190, o de SEQ ID NO: 192, o de SEQ ID NO: 194, o de una variante alélica de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica una secuencia de polipéptidos como se representa respectivamente en SEQ ID NO: 189, por SEQ ID NO: 191 , por SEQ ID NO: 193, por SEQ ID NO: 195.
También se pueden utilizar transposición génica o evolución dirigida para generar variantes de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad VI la COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos BF1 del grupo I, como se definió anteriormente; el término "trasbordo génico" es como se definió en la presente.
De acuerdo con la presente invención, se provee un método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas y/o mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas, que comprende introducir y expresar en una planta una variante de cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la Sección de Ejemplos, o que comprende introducir y expresar en una planta una variante de un ácido nucleico que codifica un ortólogo, parálogo u homólogo de cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos indicadas en la Tabla A1 a A7 de la Sección de Ejemplos, en donde la variante de ácido nucleico se obtiene mediante trasbordo génico.
Con respecto a los polipéptidos de la subunidad Vlla COX, preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de ácido nucleico obtenida por trasbordo génico, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos de la subunidad Vlla COX que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 o SEQ ID NO: 8, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos YLD-ZnF, preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de ácido nucleico que se obtiene por transposición génica, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 4, se agrupa con el grupo de polipéptidos YLD-ZnF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 19 (TA25762) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PKT, preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de ácido nucleico obtenida por trasbordo génico, cuando es usada en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PKT que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 52 o SEQ ID NO: 54, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos NOA, preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de ácido nucleico que se obtiene por transposición génica, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 9, se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo NOA o NOA, preferentemente con los polipéptidos NOA que comprenden la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 59 (AT3G47450) en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos tipo ASF1 , preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de ácido nucleico que se obtiene por transposición génica, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, tal como el que se representa en la Figura 11 , se agrupa con el grupo de polipéptidos tipo ASF1 que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 135 o SEQ ID NO: 137, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos PHDF, preferentemente, la secuencia de aminoácidos codificada por la variante de ácido nucleico obtenida por transposición génica, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético, se agrupa con el grupo de polipéptidos PHDF que comprende la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 176 o SEQ ID NO: 178, en lugar de con cualquier otro grupo.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, preferentemente, la variante de secuencia de ácidos nucleicos que se obtuvo mediante transposición génica codifica una secuencia de polipéptidos que tiene (i) en orden creciente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con el dominio de unión múltiple N-terminal con entrada InterPro IPR0013729 (entrada PFAM PF08523 BF1) como es representado por SEQ ID NO: 250; y (ii) en orden creciente de preferencia, al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un dominio hélice-giro-hélice 3 con una entrada InterPro IPR001387 (entrada PFAM PF01381 HTH_3). Con mayor preferencia, la variante de secuencia de ácidos nucleicos que se obtuvo mediante trasbordo génico codifica una secuencia de polipéptidos que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con un polipéptido MBF1 del grupo I como es representado por SEQ ID NO: 189 o con cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 de la presente. Con máxima preferencia, la secuencia de ácidos nucleicos que se obtuvo mediante trasbordo génico codifica una secuencia de polipéptidos como se representa en SEQ ID NO: 189, o por SEQ ID NO: 191 , o por SEQ ID NO: 193, o por SEQ ID NO: 195.
Asimismo, las variantes de ácidos nucleicos también pueden obtenerse mediante mutagénesis dirigida a sitio. Se encuentran disponibles varios métodos para lograr la mutagénesis dirigida a sitio, en donde los más comunes son los métodos basados en PCR (Current Protocols in Molecular Biology. Wiley Eds.).
Los ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad VI la COX pueden derivar de cualquier fuente natural o artificial. El ácido nucleico puede modificarse de su forma nativa en composición y/o ambiente genómico mediante manipulación humana deliberada. Preferentemente el ácido nucleico que codifica el polipéptido de la subunidad VI la COX VI la es de una planta, con mayor preferencia de una planta monocotiledónea o dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Physcomitrella, Solahum, Hordeum o Populus.
Los ácidos nucleicos que codifican polipéptidos YLD-ZnF pueden derivar de cualquier fuente natural o artificial. El ácido nucleico puede modificarse de su forma nativa en composición y/o ambiente genómico mediante manipulación humana deliberada. Preferentemente el ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF es de una planta, con mayor preferencia de una planta dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Fabaceae, con máxima preferencia el ácido nucleico es de Medicago truncatula.
Los ácidos nucleicos que codifican poiipéptidos PKT pueden derivar de cualquier fuente natural o artificial. El ácido nucleico puede modificarse de su forma nativa en composición y/o ambiente genómico mediante manipulación humana deliberada. Preferentemente el ácido nucleico que codifica el polipéptido PKT es de una planta, con mayor preferencia de una planta monocotiledónea o dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Populus u Hordeum.
Los ácidos nucleicos que codifican poiipéptidos NOA pueden derivar de cualquier fuente natural o artificial. El ácido nucleico puede modificarse de su forma nativa en composición y/o ambiente genómico mediante manipulación humana deliberada. Preferentemente el ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA es de una planta, con mayor preferencia de una planta dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Brassicaceae, con máxima preferencia el ácido nucleico es de Arabidopsis thaliana.
Asimismo, la presente invención también provee poiipéptidos NOA y ácidos nucleicos que codifican NOA desconocidos hasta el momento. Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto de la invención, se provee una molécula de ácido nucleico aislada que comprende: (a) un ácido nucleico representado por SEQ ID NO: 125; (b) el complemento de un ácido nucleico representado por SEQ ID NO: 125; (c) un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia con la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 94; y un polipéptido aislado que comprende: (i) una secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 94; (ii) una secuencia de aminoácidos que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia con la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 94; (iii) derivados de cualquiera de las secuencias dadas en (i) o (ii) anteriores.
Los ácidos nucleicos que codifican polipéptidos tipo ASF1 pueden derivar de cualquier fuente natural o artificial. El ácido nucleico puede modificarse de su forma nativa en composición y/o ambiente genómico mediante manipulación humana deliberada. Preferentemente el ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 es de una planta, con mayor preferencia de una planta monocotiledónea o de una planta dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Poaceae o Brassicaceae, con máxima preferencia el ácido nucleico es de Oryza sativa o Arabidopsis thaliana.
Los ácidos nucleicos que codifican polipéptidos PHDF pueden derivar de cualquier fuente natural o artificial. El ácido nucleico puede modificarse de su forma nativa en composición y/o ambiente genómico mediante manipulación humana deliberada. Preferentemente el ácido nucleico que codifica el polipéptido PHDF es de una planta, con mayor preferencia de una planta monocotiledónea o dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Populus o Solanum.
Las secuencias de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos MBF1 del grupo I pueden derivar de cualquier fuente natural o artificial. La secuencia de ácidos nucleicos puede modificarse de su forma nativa en composición y/o ambiente genómico mediante manipulación humana deliberada. La secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I es de una planta, con mayor preferencia de una planta dicotiledónea, con mayor preferencia la secuencia de ácidos nucleicos es de Arabidopsis thaliana, o Medicago truncatula. Alternativamente, la secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I es de una planta monocotiledónea, con mayor preferencia la secuencia de ácidos nucleicos es de Tríticum aestivum.
Con respecto a los polipéptidos VI la COX, o polipéptidos PKT, o polipéptidos PHDF, la realización de los métodos de la invención genera plantas con mejor tolerancia al estrés abiótico.
Con respecto a los polipéptidos YLD-ZnF, la realización de los métodos de la invención genera plantas con mejores rasgos relacionados con el rendimiento. En particular, la realización de los métodos de la invención genera plantas con mayor rendimiento, especialmente mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control, y/o mayor vigor temprano. Los términos "rendimiento", "rendimiento de semilla" y "vigor temprano" se describen con mayor detalle en la sección "definiciones" de la presente.
La referencia en la presente a rasgos mejorados relacionados con el rendimiento significa un incremento de biomasa (peso) de una o más partes de una planta, que pueden incluir partes (cosechables) aéreas y/o partes (cosechables) subterráneas. En particular, dichas partes cosechables son semillas y la realización de los métodos de la invención da como resultado plantas con mayor rendimiento de semillas con respecto al rendimiento de semillas de las plantas de control. El término mejores rasgos relacionados con el rendimiento también abarca vigor temprano.
Si se toma maíz como ejemplo, el mayor rendimiento se puede manifestar como uno o más de los siguientes: mayor cantidad de plantas establecidas por metro cuadrado, mayor cantidad de mazorcas por planta, puede manifestarse como un incremento en la cantidad de hileras, cantidad de granos por hilera, peso del grano, peso de mil granos, longitud/diámetro de la mazorca, mayor tasa de llenado de semillas (que es la cantidad de semillas llenas dividido por la cantidad total de semillas y multiplicado por 100), entre otros. Si se toma el arroz como ejemplo, el mayor rendimiento se puede manifestar como el incremento de uno o más de los siguientes: cantidad de plantas por metro cuadrado, cantidad de panículas por planta, cantidad de espículas por panícula, cantidad de flores (inflorescencias) por panícula (que se expresa como la proporción entre la cantidad de semillas llenas y la cantidad de panículas primarios), incremento de la tasa de llenado de semillas (que es la cantidad de semillas llenas dividido por la cantidad total de semillas y multiplicado por 100), incremento del peso de mil granos, entre otros.
Con respecto a los polipéptidos NOA o polipéptidos tipo ASF1 , la realización de los métodos como se describen en la presente genera plantas con mejores rasgos relacionados con el rendimiento. En particular, la realización de los métodos de la invención genera plantas con mayor rendimiento, especialmente mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control. Los términos "rendimiento" y "rendimiento de semilla" se describen con mayor detalle en la sección "definiciones" de la presente.
La referencia en la presente a rasgos mejorados relacionados con el rendimiento significa un aumento de biomasa (peso) de una o más partes de una planta, que pueden incluir partes (cosechables) aéreas y/o partes (cosechables) subterráneas. En particular, dichas partes cosechables son semillas y la realización de los métodos de la invención da como resultado plantas con mayor rendimiento de semillas con respecto al rendimiento de semillas de las plantas de control.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, la realización de los métodos de la invención genera plantas con rasgos aumentados relacionados con el rendimiento en relación con plantas de control. Los términos "rendimiento" y "rendimiento de semilla" se describen con mayor detalle en la sección "definiciones" de la presente.
Con respecto a la tolerancia al estrés abiótico, la presente invención provee un método para mejorar la tolerancia al estrés en plantas, con respecto a plantas de control, en donde el método comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, un polipéptido PKT, un polipéptido PHDF, como se definió anteriormente.
Las plantas típicamente responden a la exposición al estrés mediante un crecimiento más lento. En condiciones de estrés severo, la planta puede incluso llegar a detener su crecimiento por completo. Por otra parte, el estrés leve se define en la presente como cualquier estrés al que está expuesta una planta que causa que ésta cese de crecer por completo sin la capacidad de reiniciar el crecimiento. El estrés leve, en el sentido de la invención, conduce a una reducción del crecimiento de las plantas estresadas de menos de 40%, 35% ó 25%, con mayor preferencia menos de 20% ó 15% en comparación con la planta de control en condiciones sin estrés. Debido a los adelantos en las prácticas agrícolas (irrigación, fertilización, tratamientos con pesticidas), no se encuentran a menudo distintos tipos de estrés severos en plantas de cultivo cultivadas. Como consecuencia, el crecimiento comprometido inducido por estrés leve es a menudo una característica indeseable en la agricultura. Los tipos de estrés leve son los tipos de estrés biótico y/o abiótico (ambiental) cotidianos a los cuales está expuesta una planta. Los tipos de estrés abiótico puede deberse a sequía o exceso de agua, estrés anaeróbico, estrés salino, toxicidad química, estrés oxidativo y temperaturas cálidas, frías o de congelación. El estrés abiótico puede ser estrés osmótico causado por estrés por agua (particularmente debido a sequía), estrés salino, estrés oxidativo o estrés iónico. El estrés biótico es típicamente el causado por patógenos, tales como bacteria, virus, hongos, nemátodos e insectos.
En particular, los métodos de la presente invención se pueden realizar en condiciones sin estrés o en condiciones de sequía (leve) para obtener plantas con mayor rendimiento con respecto a plantas de control. Como se informó en Wang et al. (Planta (2003) 218: 1-14), el estrés abiótico conduce a una serie de cambios morfológicos, fisiológicos, bioquímicos y moleculares que afectan de manera adversa el crecimiento y la productividad de la planta. Se sabe que el estrés por sequía, salinidad, temperaturas extremas y el estrés oxidativo están interconectados y pueden inducir daño celular y en el crecimiento a través de mecanismos similares. Rabbani et al. (Plant Physiol (2003) 133: 1755-1767) describe un grado particularmente alto de "comunicación cruzada" entre estrés por sequía y estrés por alta salinidad. Por ejemplo, la sequía y/o la salinización se manifiestan principalmente como estrés osmótico, lo cual da como resultado la interrupción de homeóstasis y la distribución iónica en la célula. El estrés oxidativo, que frecuentemente acompaña el estrés por temperatura alta o baja, por salinidad o por sequía, puede causar la desnaturalización de proteínas funcionales y estructurales. Como consecuencia, estos diversos tipos de estrés ambientales a menudo activan vías de señalización celular y respuestas celulares similares, tales como la producción de proteínas por estrés, la regulación en forma ascendente de antioxidantes, la acumulación de solutos compatibles y la detención del crecimiento. El término condiciones "sin estrés", como se utiliza en la presente, son aquellas condiciones ambientales que permiten el crecimiento óptimo de las plantas. Los expertos en el arte conocen las condiciones del suelo y las condiciones climáticas normales para cualquier ubicación determinada. Las plantas en condiciones óptimas de crecimiento, (que crecen en condiciones sin estrés) usualmente rinden en orden creciente de preferencia al menos 97%, 95%, 92%, 90%, 87%, 85%, 83%, 80%, 77% o 75% de la producción promedio de dicha planta en un ambiente dado. La producción promedio puede calcularse sobre la base de una cosecha y/o de una estación. Los expertos en el arte conocen el rendimiento promedio de la producción de un cultivo.
En particular, los métodos de la presente invención se pueden realizar en condiciones de sequía (leve) para obtener plantas con mejor tolerancia a la sequía en relación con las plantas de control, lo que puede manifestarse como un mayor rendimiento en relación con las plantas de control. Como se informó en Wang et al. (Planta (2003) 218: 1-14), el estrés abiótico conduce a una serie de cambios morfológicos, fisiológicos, bioquímicos y moleculares que afectan de manera adversa el crecimiento y la productividad de la planta. Se sabe que el estrés por sequía, salinidad, temperaturas extremas y el estrés oxidativo están interconectados y pueden inducir el crecimiento y daño celular mediante mecanismos similares. Rabbani et al. (Plant Physiol (2003) 133: 1755-1767) describe un grado particularmente alto de "comunicación cruzada" entre estrés por sequía y estrés por alta salinidad. Por ejemplo, la sequía y/o la salinización se manifiestan principalmente como estrés osmótico, lo cual da como resultado la interrupción de homeóstasis y la distribución iónica en la célula. El estrés oxidativo, que frecuentemente acompaña al estrés por alta o baja temperatura, por salinidad o por sequía, puede causar la desnaturalización de proteínas funcionales y estructurales. Como consecuencia, estos diversos tipos de estrés ambientales a menudo activan vías de señalización celular y respuestas celulares similares, tales como la producción de proteínas por estrés, la regulación en forma ascendente de antioxidantes, la acumulación de solutos compatibles y la detención del crecimiento. El término condiciones "sin estrés", como se utiliza en la presente, son aquellas condiciones ambientales que permiten el crecimiento óptimo de las plantas. Los expertos en el arte conocen las condiciones del suelo y las condiciones climáticas normales para una ubicación determinada. Las plantas en condiciones óptimas de crecimiento (que crecen en condiciones sin estrés) usualmente rinden, en orden creciente de preferencia, al menos 97%, 95%, 92%, 90%, 87%, 85%, 83%, 80%, 77% o 75% de la producción promedio de dicha planta en un ambiente determinado. La producción promedio se puede calcular sobre la base de una cosecha y/o de una estación. Los expertos en el arte conocen el rendimiento promedio de las producciones de un cultivo.
La realización de los métodos de la invención le brinda a las plantas cultivadas en condiciones de sequía (leve) mejor tolerancia a la sequía en relación con las plantas de control cultivadas en condiciones comparables. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se provee un método para mejorar la tolerancia a la sequía en las plantas cultivadas en condiciones de sequía (leve), cuyo método comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido PKT, o un polipéptido PHDF.
La realización de los métodos de la invención le brinda a las plantas cultivadas en condiciones de deficiencia de nutrientes, particularmente en condiciones de deficiencia de nitrógeno, mejor tolerancia a las condiciones de deficiencia de nutrientes con respecto a las plantas de control cultivadas en condiciones comparables. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, también se provee un método para mejorar la tolerancia a la deficiencia de nutrientes en plantas cultivadas en condiciones de deficiencia de nutrientes, cuyo método comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF o un polipéptido MBF1 del grupo I. La deficiencia de nutrientes puede ser el resultado de la falta de nutrientes tales como nitrógeno, fosfatos y otros compuestos que contienen fósforo, potasio, calcio, magnesio, manganeso, hierro y boro, entre otros.
La realización de los métodos de la invención le brinda a las plantas cultivadas en condiciones de estrés por salinidad, mejor tolerancia a la sal en relación con las plantas de control cultivadas en condiciones comparables. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, también se provee un método para mejorar la tolerancia a la sal en plantas cultivadas en condiciones de estrés por salinidad, cuyo método comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF o un polipéptido MBF1 del grupo I. El término estrés por salinidad no se encuentra restringido a la sal común (NaCI), pero puede ser uno o más de: NaCI, KCI, LiCI, MgCI2, CaCI2, entre otros.
Con respecto a los rasgos relacionados con el rendimiento, la presente invención provee un método para aumentar el rendimiento, especialmente el rendimiento de semillas de plantas, con respecto a plantas de control, cuyo método comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , como se definió anteriormente.
La presente invención también provee un método para aumentar los rasgos relacionados con el rendimiento de las plantas con respecto a las plantas de control, cuyo método comprende aumentar la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido BF1 del grupo I, como se define en la presente.
Debido a que las plantas transgénicas de acuerdo con la presente invención tienen mayor rendimiento y/o rasgos aumentados relacionados con el rendimiento, es probable que estas plantas exhiban una mayor tasa de crecimiento (durante al menos parte de su ciclo de vida), en relación con la tasa de crecimiento de las plantas de control, en una etapa correspondiente de su ciclo de vida.
El aumento de la tasa de crecimiento puede ser específica de una o más partes de una planta (incluso semillas) o puede ser de casi la totalidad de la planta. Las plantas con mayor tasa de crecimiento pueden tener un ciclo de vida más corto. El ciclo de vida de una planta puede significar el tiempo necesario para que se desarrolle desde la semilla madura seca hasta la etapa en la cual la planta produjo semillas maduras secas, similares al material de inicio. Este ciclo de vida puede estar influenciado por factores tales como vigor temprano, tasa de crecimiento, índice de verdor, tiempo de floración y velocidad de maduración de la semilla. El incremento de tasa de crecimiento puede ocurrir en una o más etapas del ciclo de vida de una planta o durante sustancialmente todo el ciclo de vida de la planta. El incremento de la tasa de crecimiento durante las etapas tempranas del ciclo de vida de una planta puede reflejar mayor vigor (temprano). El aumento de la tasa de crecimiento puede alterar el ciclo de cosecha de una planta, lo cual permite sembrar las plantas más tarde y/o cosecharlas antes de lo que sería posible de otro modo (se puede obtener un efecto similar con tiempo de floración más temprano; la floración tardía usualmente no es un rasgo deseado en los cultivos). Si se aumenta lo suficiente la tasa de crecimiento, esto también puede permitir la siembra adicional de semillas de la misma especie de planta (por ejemplo, sembrar y cosechar plantas de arroz seguido de la siembra y cosecha de otras plantas de arroz, todo dentro de un período de crecimiento convencional). De modo similar, si se aumenta lo suficiente la tasa de crecimiento, esto puede permitir la siembra adicional de semillas de distintas especies de plantas (por ejemplo, sembrar y cosechar plantas de maíz seguido, por ejemplo, de la siembra y cosecha opcional de soja, papa o cualquier otra planta adecuada). También pueden ser posibles cosechas adicionales de los mismos rizomas, en el caso de algunas plantas de cultivo. La alteración del ciclo de cosecha de una planta puede conducir a un aumento de la producción de biomasa anual por acre (debido a un aumento de la cantidad de veces (por ejemplo, por año) que se puede cultivar y cosechar cualquier planta particular). Un aumento de la tasa de crecimiento también puede permitir el cultivo de plantas transgénicas en un área geográfica más amplia que la de sus contrapartes de tipo silvestre, debido a que las limitaciones territoriales para el desarrollo de un cultivo con frecuencia están determinadas por condiciones ambientales adversas al momento de la plantación (estación temprana) o al momento de la cosecha (estación tardía). Dichas condiciones adversas se pueden evitar si se acorta el ciclo de cosecha. La tasa de crecimiento se puede determinar al derivar varios parámetros de las curvas de crecimiento, dichos parámetros pueden ser: T-Mid (el tiempo que tardan las plantas en alcanzar el 50% de su tamaño máximo) y T-90 (el tiempo que tardan las plantas en alcanzar el 90% de su tamaño máximo), entre otros.
De acuerdo con una característica preferida de la presente invención, la realización de los métodos de la invención genera plantas que tienen una mayor tasa de crecimiento con respecto a las plantas de control. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se provee un método para aumentar la tasa de crecimiento de las plantas, cuyo método comprende modular o aumentar la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido MBF1 del grupo I, como se define en la presente.
La realización de los métodos de la invención le brinda a las plantas cultivadas en condiciones sin estrés o en condiciones de sequía leve mayor rendimiento con respecto a las plantas de control cultivadas en condiciones comparables. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se provee un método para aumentar el rendimiento en las plantas cultivadas en condiciones sin estrés o en condiciones de sequía leve, cuyo método comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido MBF1 del grupo I.
La presente invención abarca plantas o sus partes (incluso semillas) que se pueden obtener mediante los métodos de acuerdo con la presente invención. Las plantas o sus partes comprenden un transgen de ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, como se definió anteriormente.
La invención también provee constructos genéticos y vectores para facilitar la introducción y/o expresión en plantas de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad VI la COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I. Los constructos génicos se pueden insertar en vectores, que pueden estar disponibles en el comercio, y pueden ser adecuados para la transformación en plantas y para la expresión del gen de interés en las células trasformadas. La invención también provee el uso de un constructo génico, como se define en la presente, en los métodos de la invención.
Más específicamente, la presente invención provee un constructo que comprende: (a) un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, como se definió anteriormente; (b) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (a); y opcionalmente (c) una secuencia de la terminación de la transcripción.
Preferentemente, el ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, es como se definió anteriormente. Los términos "secuencia de control" y "secuencia de terminación" son como se definen en la presente.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, preferentemente, una de las secuencias de control de un constructo es un promotor constitutivo aislado del genoma de una planta. Un ejemplo de un promotor constitutivo es un promotor GOS2, preferentemente un promotor GOS2 del arroz, con máxima preferencia una secuencia GOS2 representada por SEQ ID NO: 254. Alternativamente, un promotor constitutivo es un promotor HMG, preferentemente un promotor HMG del arroz, con máxima preferencia un promotor HMG representado por SEQ ID NO: 253.
Las plantas se transforman con un vector que comprende cualquiera de los ácidos nucleicos descritos anteriormente. El experto en el arte conoce los elementos genéticos que deben estar presentes en el vector a fin de transformar, seleccionar y propagar exitosamente las células huésped que contienen la secuencia de interés. La secuencia de interés está ligada operativamente a una o más secuencias de control (al menos a un promotor).
De forma ventajosa, se puede utilizar cualquier tipo de promotor, ya sea natural o sintético, para dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos, pero preferentemente el promotor es de origen vegetal. Un promotor constitutivo es particularmente útil en los métodos. Preferentemente, el promotor constitutivo es también un promotor ubicuo de intensidad media. Véase la sección "Definiciones" de la presente para las definiciones de los diversos tipos de promotores.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, ventajosamente, se puede utilizar cualquier tipo de promotor, ya sea natural o sintético, para aumentar la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos. Un promotor constitutivo es particularmente útil en los métodos, preferentemente un promotor constitutivo aislado del genoma de una planta. El promotor constitutivo vegetal dirige la expresión de una secuencia codificadora a un nivel que es, en todos los casos, inferior al que se obtiene bajo el control de un promotor viral 35S CaMV. Un ejemplo de dicho promotor es un promotor GOS2 representado por SEQ ID NO: 254. Otro ejemplo de dicho promotor es un promotor HMG representado por SEQ ID NO: 253.
En el caso de los genes MBF1 del grupo I, los promotores específicos de órganos, por ejemplo para expresión preferida en hojas, tallos, tubérculos, meristemas, semillas, son útiles para realizar los métodos de la invención. Los promotores inducibles y regulados por el desarrollo también son útiles para realizar los métodos de la invención. Véase la sección "Definiciones" de la presente para las definiciones de los diversos tipos de promotores.
Con respecto a los polipéptidos de la subunidad VI la COX, debe quedar claro que la aplicabilidad de la presente invención no está restringida al ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, representado por SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5 o SEQ ID NO: 7, ni a la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX cuando es dirigido por un promotor constitutivo.
Preferentemente, el promotor constitutivo es un promotor de intensidad media, más preferentemente seleccionado de un promotor derivado de una planta, tal como un promotor GOS2, más preferentemente el promotor es un promotor GOS2 del arroz. Más preferentemente, el promotor constitutivo es representado por una secuencia de ácidos nucleicos sustancialmente similar a SEQ ID NO: 9, con máxima preferencia el promotor constitutivo es representado por SEQ ID NO: 9. Véase la sección "Definiciones" de la presente para más ejemplos de promotores constitutivos.
Opcionalmente, se pueden utilizar una o más secuencias terminadoras en el constructo introducido en una planta. Preferentemente, el constructo comprende un cásete de expresión que comprende un promotor (GOS2), sustancialmente similar a SEQ ID NO: 9 y el ácido nucleico que codifica el polipéptido de la subunidad Vlla COX.
Con respecto a los polipéptidos YLD-ZnF, debe quedar claro que la aplicabilidad de la presente invención no está restringida al ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF, representado por SEQ ID NO: 18, ni a la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF cuando es dirigido por un promotor constitutivo.
El promotor constitutivo es preferentemente un promotor de intensidad media, con mayor preferencia seleccionado de un promotor derivado de planta, tal como un promotor GOS2, con mayor preferencia es el promotor GOS2 del arroz. Más preferentemente, el promotor constitutivo es representado por una secuencia de ácidos nucleicos sustancialmente similar a SEQ ID NO: 26, con máxima preferencia el promotor constitutivo es representado por SEQ ID NO: 26. Véase la sección "Definiciones" de la presente para más ejemplos de promotores constitutivos.
Opcionalmente, se pueden utilizar una o más secuencias terminadoras en el constructo introducido en una planta. Preferentemente, el constructo comprende un cásete de expresión que comprende un promotor GOS2, sustancialmente similar a SEQ ID NO: 26 y el ácido nucleico que codifica el polipéptido YLD-ZnF.
Con respecto a los polipéptidos PKT, debe quedar claro que la aplicabilidad de la presente invención no está restringida al ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT, representado por SEQ ID NO: 51 o SEQ ID NO: 53, ni a la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT cuando es dirigido por un promotor constitutivo.
El promotor constitutivo es preferentemente un promotor de intensidad media, con mayor preferencia seleccionado de un promotor derivado de planta, tal como un promotor GOS2, con mayor preferencia es el promotor GOS2 del arroz. Más preferentemente, el promotor constitutivo es representado por una secuencia de ácidos nucleicos sustancialmente similar a SEQ ID NO: 55, con máxima preferencia el promotor constitutivo es representado por SEQ ID NO: 55. Véase la sección "Definiciones" de la presente para más ejemplos de promotores constitutivos.
Opcionalmente, se pueden utilizar una o más secuencias terminadoras en el constructo introducido en una planta. Preferentemente, el constructo comprende un cásete de expresión que comprende un promotor (GOS2), sustancialmente similar a SEQ ID NO: 55, y el ácido nucleico que codifica el polipéptido PKT.
Con respecto a los polipéptidos NOA, debe quedar claro que la aplicabilidad de la presente invención no está restringida al ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA, representado por SEQ ID NO: 58, ni a la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA cuando es dirigido por un promotor constitutivo.
El promotor constitutivo es preferentemente un promotor de intensidad media, con mayor preferencia seleccionado de un promotor derivado de planta, tal como un promotor GOS2, con mayor preferencia es el promotor GOS2 del arroz. Más preferentemente, el promotor constitutivo es representado por una secuencia de ácidos nucleicos sustancialmente similar a SEQ ID NO: 71 , con máxima preferencia el promotor constitutivo es representado por SEQ ID NO: 71. Véase la sección "Definiciones" de la presente para más ejemplos de promotores constitutivos.
Opcionalmente, se pueden utilizar una o más secuencias terminadoras en el constructo introducido en una planta. Preferentemente, el constructo comprende un cásete de expresión que comprende un promotor GOS2 del arroz, sustancialmente similar a SEQ ID NO: 71 , y el ácido nucleico que codifica el polipéptido NOA.
Con respecto a los polipéptidos tipo ASF1 , debe quedar claro que la aplicabilidad de la presente invención no está restringida al ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 , representado por SEQ ID NO: 134 o SEQ ID NO: 136, ni a la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 cuando es dirigido por un promotor constitutivo.
El promotor constitutivo es preferentemente un promotor de intensidad media, tal como un promotor GOS2, preferentemente el promotor es un promotor GOS2 del arroz. Más preferentemente, el promotor constitutivo es representado por una secuencia de ácidos nucleicos sustancialmente similar a SEQ ID NO: 174, con máxima preferencia el promotor constitutivo es representado por SEQ ID NO: 174. Véase la sección "Definiciones" de la presente para más ejemplos de promotores constitutivos.
Opcionalmente, se pueden utilizar una o más secuencias terminadoras en el constructo introducido en una planta. Preferentemente, el constructo comprende un cásete de expresión que comprende un promotor GOS2, sustancialmente similar a SEQ ID NO: 174, y el ácido nucleico que codifica el polipéptido tipo ASF1.
Con respecto a los polipéptidos PHDF, debe quedar claro que la aplicabilidad de la presente invención no está restringida al ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF, representado por SEQ ID NO: 175 o SEQ ID NO: 177, ni a la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF cuando es dirigido por un promotor constitutivo.
El promotor constitutivo es preferentemente un promotor de intensidad media, con mayor preferencia seleccionado de un promotor derivado de planta, tal como un promotor GOS2, con mayor preferencia es el promotor GOS2 del arroz. Más preferentemente, el promotor constitutivo es representado por una secuencia de ácidos nucleicos sustancialmente similar a SEQ ID NO: 181 , con máxima preferencia el promotor constitutivo es representado por SEQ ID NO: 181. Véase la sección "Definiciones" de la presente para más ejemplos de promotores constitutivos.
Opcionalmente, se pueden utilizar una o más secuencias terminadoras en el constructo introducido en una planta. Preferentemente, el constructo comprende un cásete de expresión que comprende un promotor (GOS2), sustancialmente similar a SEQ ID NO: 181 , y el ácido nucleico que codifica el polipéptido PHDF.
Con respecto a los polipéptidos MBF1 del grupo I, debe ser claro que la aplicabilidad de la presente invención está restringida a una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, representado por SEQ ID NO: 188 o por SEQ ID NO: 190 o por SEQ ID NO: 192 o por SEQ ID NO: 194, ni a la expresión de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I cuando es dirigida por un promotor constitutivo.
Opcionalmente, se pueden utilizar una o más secuencias terminadoras en el constructo introducido en una planta.
Otros elementos reguladores pueden incluir mejoradores de la transcripción y de la traducción. Los expertos en el arte conocen las secuencias terminadoras y mejoradoras que pueden ser adecuadas para utilizar en la realización de la invención. También se puede agregar una secuencia intrónica a la región 5' no traducida (UTR) o en la secuencia codificadora para aumentar la cantidad de mensaje maduro que se acumula en el citosol, como se describe en la sección de definiciones. Otras secuencias de control (además de las secuencias promotoras, mejoradoras, silenciadoras, intrónicas, regiones 3'UTR y/o 5'UTR) pueden ser elementos estabilizadores de ARN y/o proteína. El experto en el arte conoce dichas secuencias o las puede obtener fácilmente.
Los constructos genéticos de la invención también pueden incluir una secuencia de origen de replicación que es necesaria para el mantenimiento y/o la replicación en un tipo de célula específica. Un ejemplo es cuando es necesario mantener un constructo genético en una célula bacteriana como elemento genético episomal (por ejemplo, una molécula de cósmido o plásmido) Los orígenes de replicación preferidos incluyen, pero no se limitan a, f 1 -orí y colEl Para detectar la transferencia exitosa de las secuencias de ácidos nucleicos como se usan en los métodos de la invención y/o la selección de plantas transgénicas que comprenden estos ácidos nucleicos, es ventajoso usar genes marcadores (o genes indicadores). Por lo tanto, el constructo genético puede comprender, opcionalmente, un gen marcador seleccionable. Los marcadores seleccionares se describen en mayor detalle en la sección "definiciones" de la presente. Los genes marcadores se pueden retirar o eliminar de la célula transgénica cuando dejan de ser necesarios. Las técnicas para retirar marcadores son conocidas en el arte, se describieron técnicas útiles en la sección de definiciones.
Se sabe que luego de la integración estable o transitoria de las secuencias de ácidos nucleicos en las células vegetales, sólo una minoría de las células absorbe el ADN extraño y, si se desea, lo integra en su genoma, según el vector de expresión y la técnica de transfección utilizados. Para identificar y seleccionar estos integrantes, usualmente se introduce un gen que codifica un marcador seleccionable (tales como aquellos descritos anteriormente) en las células huésped junto con el gen de interés. Estos marcadores pueden usarse, por ejemplo, en mutantes en los cuales estos genes no sean funcionales mediante, por ejemplo, eliminación por métodos convencionales. Asimismo, las moléculas de secuencias de ácidos nucleicos que codifican un marcador seleccionable se pueden introducir en una célula huésped en el mismo vector que comprende la secuencia que codifica los polipéptidos de la invención o usados en los métodos de la invención, o d otro modo en un vector separado. Se pueden identificar células que fueron transfectadas de forma estable con la secuencia de ácidos nucleicos introducida, por ejemplo, mediante selección (por ejemplo, las células que integraron el marcador seleccionable sobreviven, mientras que las otras células mueren). Los genes marcadores se pueden retirar o eliminar de la célula transgénica cuando dejan de ser necesarios. Las técnicas para retirar genes marcadores son conocidas en el arte, se describieron técnicas útiles en la sección de definiciones.
La invención también provee un método para la producción de plantas transgénicas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico y/o mejores rasgos relacionados con el rendimiento en relación con las plantas de control, que comprende introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o a un polipéptido MBF1 del grupo I, como se describió en la presente con anterioridad.
Más específicamente, la presente invención provee un método para la producción de plantas transgénicas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico, en particular mayor tolerancia a la sequía (leve), donde el método comprende: (i) introducir y expresar en una planta o célula vegetal un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido PKT, o un polipéptido PHDF; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones de estrés abiótico.
El ácido nucleico de (i) puede ser cualquiera de los ácidos nucleicos capaces de codificar un polipéptido de la subunidad VI la COX, o un polipéptido PKT, o un polipéptido PHDF, como se define en la presente.
Más específicamente, la presente invención también provee un método para la producción de plantas transgénicas que tienen mejores rasgos relacionados con el rendimiento, en particular mayor rendimiento (de semilla) y/o vigor temprano, donde el método comprende: (i) introducir y expresar en una planta o célula vegetal un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido tipo ASF1 ; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el desarrollo y el crecimiento de la planta.
El ácido nucleico de (i) puede ser cualquiera de los ácidos nucleicos capaces de codificar un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido tipo ASF1 , como se define en la presente.
Más específicamente, la presente invención también provee un método para la producción de plantas transgénicas que tienen mejores rasgos relacionados con el rendimiento, en particular mayor rendimiento, donde el método comprende: (i) introducir y expresar en una planta o célula vegetal un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el desarrollo y el crecimiento de la planta.
El ácido nucleico de (i) puede ser cualquiera de los ácidos nucleicos capaces de codificar un polipéptido NOA, como se define en la presente.
Más específicamente, la presente invención también provee un método para la producción de plantas transgénicas que tienen mayores rasgos relacionados con el rendimiento en relación con las plantas de control, donde el método comprende: (i) introducir y expresar en una planta, parte de planta o célula vegetal una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I; y (ii) cultivar la célula vegetal, parte de la planta o planta en condiciones que promuevan el desarrollo y el crecimiento de la planta.
La secuencia de ácidos nucleicos de (i) puede ser cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos capaces de codificar un polipéptido MBF1 del grupo I, como se define en la presente.
El ácido nucleico se puede introducir directamente en una célula vegetal o en la planta misma (incluso introducirlo en un tejido, órgano o cualquier otra parte de la planta). De acuerdo con una característica preferida de la presente invención, el ácido nucleico se introduce preferentemente en una planta mediante transformación. El término "transformación" se describe en mayor detalle en la sección "definiciones" de la presente.
Las células vegetales modificadas genéticamente se pueden regenerar mediante todos los métodos conocidos por el experto en el arte. Se pueden encontrar métodos adecuados en las publicaciones antes mencionadas de S.D. Kung and R. Wu, Potrykus o Hófgen and Willmitzer.
Generalmente, después de la transformación, las células vegetales o los agrupamientos de células se seleccionan para determinar la presencia de uno o más marcadores que son codificados por genes expresables en plantas cotransferidos con el gen de interés, luego de lo cual el material transformado se regenera en una planta entera. Para seleccionar las plantas transformadas, el material de planta obtenido en la transformación es, como regla, sometido a condiciones selectivas a fin de que las plantas transformadas se puedan distinguir de las plantas no transformadas. Por ejemplo, las semillas obtenidas del modo antes descrito se pueden plantar y, luego de un período de crecimiento inicial, se pueden someter a una selección adecuada mediante pulverización. Otra posibilidad consiste en cultivar las semillas, en caso de ser adecuado, luego de su esterilización, en placas de agar mediante el uso de un agente de selección adecuado a fin de que sólo las semillas transformadas puedan crecer hasta ser plantas. De modo alternativo, las plantas transformadas se controlan para detectar la presencia de un marcador seleccionable, tales como aquellos descritos anteriormente.
Luego de la regeneración y transferencia de ADN, las plantas posiblemente transformadas también se pueden evaluar, por ejemplo, mediante el uso de análisis Southern, para determinar la presencia del gen de interés, la cantidad de copias y/o la organización genómica. De modo alternativo o adicional, se pueden controlar los niveles de expresión del nuevo ADN introducido mediante el uso de análisis Northern y/o Western, ambas técnicas son bien conocidas por los expertos en el arte.
Las plantas transformadas generadas se pueden propagar mediante diversos medios, tales como mediante propagación clonal o técnicas de reproducción clásicas. Por ejemplo, se puede autocruzar una planta transformada de primera generación (o T1) y seleccionar transformantes homocigotas de segunda generación (o T2), y las plantas T2 se pueden propagar además mediante técnicas de reproducción clásicas. Los organismos transformados generados pueden adoptar diversas formas. Por ejemplo, pueden ser quimeras de células transformadas y células no transformadas; transformantes clónales (por ejemplo, todas las células transformadas para contener el cásete de expresión); injertos de tejidos transformados y no transformados (por ejemplo, en plantas, un rizoma transformado injertado en un acodo no transformado).
La presente invención se extiende claramente a cualquier célula vegetal o planta producida mediante cualquiera de los métodos descritos en la presente y a todas las partes de la planta y sus propágulos. La presente invención también abarca la progenie de una célula, tejido, órgano o planta entera primaria transformada o transfectada que fue producida mediante cualquiera de los métodos antes mencionados, en donde el único requisito es que la progenie exhiba la(s) misma(s) característica(s) genotípica(s) y/o fenotípica(s) que las producidas por el progenitor en los métodos de acuerdo con la invención.
La invención también incluye células huésped que contienen un ácido nucleico aislado que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, como se definió en la presente con anterioridad. Las células huésped preferidas de acuerdo con la invención son células vegetales. Las plantas huésped para los ácidos nucleicos o el vector usado en el método de acuerdo con la invención, el cásete de expresión o constructo o vector son, en principio, ventajosamente, todas las plantas que son capaces de sintetizar los polipéptidos usados en el método de la invención.
Los métodos de la invención se pueden aplicar de forma ventajosa a cualquier planta. Las plantas que son particularmente útiles en los métodos de la invención incluyen todas las plantas que pertenecen a la superfamilia Viridiplantae, en particular plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas que incluyen forraje o legumbres forrajeras, plantas ornamentales, cultivos alimenticios, árboles o arbustos De acuerdo con una forma de realización preferida de la presente invención, la planta es una planta de cultivo. Los ejemplos de plantas de cultivo incluyen soja, girasol, cañóla, alfalfa, colza, linaza, algodón, tomate, papa y tabaco Con mayor preferencia, la planta es una planta monocotiledónea. Los ejemplos de plantas monocotiledóneas incluyen caña de azúcar. Con mayor preferencia, la planta es un cereal. Los ejemplos de cereales incluyen arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena.
Los métodos de la invención se pueden aplicar de forma ventajosa a cualquier planta. Las plantas que son particularmente útiles en los métodos de la invención incluyen todas las plantas que pertenecen a la superfamilia Viridiplantae, en particular plantas mono-cotiledóneas y dicotiledóneas que incluyen forraje o legumbres forrajeras, plantas ornamentales, cultivos alimenticios, árboles o arbustos De acuerdo con una forma de realización preferida de la presente invención, la planta es una planta de cultivo. Los ejemplos de plantas de cultivo incluyen soja, girasol, cañóla, alfalfa, colza, linaza, algodón, tomate, papa y tabaco Con mayor preferencia, la planta es una planta monocotiledonea. Los ejemplos de plantas monocotiledóneas incluyen caña de azúcar. Con mayor preferencia, la planta es un cereal. Los ejemplos de cereales incluyen arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena.
La invención también se extiende a las partes cosechables de una planta tales como, pero sin limitación, semillas, hojas, frutos, flores, tallos, raíces, rizomas, tubérculos y bulbos, cuyas partes cosechables comprenden un ácido nucleico recombinante que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I. La invención además se refiere a productos derivados, con preferencia derivados directamente, de una parte cosechable de dicha planta, tal como pellets secos o polvos, aceite, grasa y ácidos grasos, almidón o proteínas.
De acuerdo con una característica preferida de la invención, la expresión modulada es mayor expresión. Los métodos para aumentar la expresión de ácidos nucleicos o genes, o productos génicos, están documentados en el arte y se proporcionan ejemplos en la sección de definiciones Como se mencionó anteriormente, un método preferido para modular la expresión de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I, es mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I; sin embargo, también se pueden lograr los efectos de la realización del método, es decir, mejorar la tolerancia al estrés abiótico, mediante otras técnicas muy conocidas en el arte, que incluyen pero no se limitan a rotulado por activación de T-ADN, TILLING, recombinación homologa. En la sección de definiciones se provee una descripción de estas técnicas.
La presente invención también abarca el uso de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos PKT, o polipéptidos PHDF, como se describe en la presente y el uso de estos polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos PKT, o polipéptidos PHDF para mejorar cualquiera de los tipos de estrés abióticos antes mencionados en plantas.
La presente invención también abarca el uso de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , como se describe en la presente y el uso de estos polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 para mejorar cualquiera de los rasgos relacionados con el rendimiento antes mencionados en plantas.
La presente invención también abarca el uso de secuencias de ácidos nucleicos que codifican polipéptidos MBF1 del grupo I como se describe en la presente y el uso de estos polipéptidos MBF1 del grupo I para aumentar cualquiera de los rasgos relacionados con el rendimiento antes mencionado en plantas, en condiciones de crecimiento normales, en condiciones de crecimiento con estrés abiótico (preferentemente, condiciones de crecimiento con estrés osmótico) y en condiciones de crecimiento con disponibilidad reducida de nutrientes, preferentemente en condiciones de disponibilidad reducida de nitrógeno.
Los ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I, descritos en la presente, o los mismos polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o plipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I pueden ser útiles en programas de reproducción en los cuales se identifica un marcador de ADN que puede estar ligado genéticamente a un gen que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o polipéptido YLD-ZnF, o polipéptido PKT, o polipéptido NOA, o polipéptido tipo ASF1 , o polipéptido PHDF, o polipéptido MBF1 del grupo I. Para definir un marcador molecular se pueden usar ácidos nucleicos/genes o los mismos polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I. Este marcador de ADN o proteína luego se puede usar en programas de reproducción para seleccionar plantas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico y/o mejores rasgos relacionados con el rendimiento como se definió en la presente en los métodos de la invención Las variantes alélicas de un ácido nucleico/gen que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I también puede ser útil en los programas de reproducción asistidos por marcador. Dichos programas de reproducción algunas veces requieren la introducción de variaciones alélicas mediante el tratamiento mutagénico de las plantas, utilizando, por ejemplo, mutagénesis EMS; alternativamente, el programa puede comenzar con una colección de variantes alélicas del denominado origen "natural" causado de manera no intencional. Luego se lleva a cabo la identificación de variantes alélicas, por ejemplo, mediante PCR. Luego sigue una etapa de selección de variantes alélicas superiores de la secuencia en cuestión y que produce mayor rendimiento. Generalmente, la selección se realiza mediante el control del crecimiento de las plantas que contienen diferentes variantes alélicas de la secuencia en cuestión. El crecimiento se puede controlar en un invernadero o en el campo. Otras etapas opcionales incluyen la cruza de plantas en las cuales la variante alélica superior se identificó con otra planta. Esto se puede usar, por ejemplo, para realizar una combinación de características fenotípicas de interés.
Los ácidos nucleicos que codifican polipéptidos de la subunidad Vlla COX, o polipéptidos YLD-ZnF, o polipéptidos PKT, o polipéptidos NOA, o polipéptidos tipo ASF1 , o polipéptidos PHDF, o polipéptidos MBF1 del grupo I también se pueden usar como sondas para mapear de forma genética y física los genes de los cuales son parte, y como marcadores para los rasgos ligados a dichos genes. Dicha información puede ser útil para la reproducción de plantas a fin de desarrollar líneas con los fenotipos deseados. Dicho uso de ácidos nucleicos que codifican un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I sólo requiere una secuencia de ácidos nucleicos de al menos 15 nucleótidos de longitud. Los ácidos nucleicos que codifican un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I también se pueden utilizar como marcadores de polimorfismos de longitud del fragmento de restricción (RFLP). Los Southern blots (Sambrook J, Fritsch EF and Maniatis T (1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual) de ADN genómico vegetal digerido por restricción se pueden sondar con los ácidos nucleicos que codifican un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I. Los patrones de banda resultantes luego se pueden someter a análisis genéticos mediante el uso de programas de computación tales como MapMaker (Lander et al. (1987) Genomics 1 : 174-181) a fin de construir un mapa genético. Además, los ácidos nucleicos se pueden usar para sondear Southern blots que contienen ADN genómico tratado con endonucleasa de restricción de un conjunto de individuos que representan los progenitores y la progenie de una cruza genética definida Se observa la segregación de los polimorfismos de ADN y se usa para calcular la posición del ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o un polipéptido YLD-ZnF, o un polipéptido PKT, o un polipéptido NOA, o un polipéptido tipo ASF1 , o un polipéptido PHDF, o un polipéptido MBF1 del grupo I en el mapa genético que se obtuvo previamente con esta población (Botstein et al. (1980) Am. J. Hum. Genet. 32:314-331).
La producción y el uso de sondas derivadas de genes vegetales para usar en el mapeo genético se describen en Bernatzky and Tanksley (1986) Plant Mol. Biol. Repórter 4: 37-41. Numerosas publicaciones describen el mapeo genético de clones de cADN específicos mediante la metodología descrita anteriormente o sus variaciones Por ejemplo, para el mapeo se pueden usar poblaciones de intercruza F2, poblaciones de retrocruza, poblaciones apareadas al azar, líneas isogénicas cercanas y otros conjuntos de individuos. Tales metodologías son muy conocidas por los expertos en el arte.
Las sondas de ácidos nucleicos también se pueden usar para el mapeo físico (es decir, la ubicación de secuencias en mapas físicos; véase Hoheisel et al. In: Non-mammalian Genomic Analysis: A Practical Guide, Academic press 1996, pp. 319-346, y las referencias allí citadas).
En otra forma de realización, las sondas de ácidos nucleicos se pueden usar en el mapeo de hibridación in situ por fluorescencia directa (FISH) (Trask (1991) Trends Genet. 7:149-154). Si bien los métodos actuales de mapeo FISH favorecen el uso de clones grandes (varios kb a varios cientos de kb; véase Laan et al. (1995) Genome Res. 5:13-20), las mejoras en la sensibilidad pueden permitir la realización del mapeo FISH con sondas más cortas.
Se pueden realizar diversos métodos basados en la amplificación de ácidos nucleicos para el mapeo genético y físico mediante el uso de ácidos nucleicos. Los ejemplos incluyen la amplificación especifica de alelos (Kazazian (1998) J. Lab. Clin. Med 1 1 :95-96), polimorfismo de fragmentos amplificados por PCR (CAPS; Sheffield et al. (1993) Genomics 16:325-332), ligadura específica de alelo (Landegren et al. (1988) Science 241 :1077-1080), reacciones de extensión de nucleótidos (Sokolov (1990) Nucleic Acid Res. 18:3671), mapeo de híbrido por radiación (Walter et al. (1997) Nat. Genet. 7:22-28) y mapeo Happy (Dear and Cook (1989) Nucleic Acid Res. 17: 6795-6807). Para estos métodos, se utiliza la secuencia de un ácido nucleico para diseñar y producir pares de cebadores para utilizar en la reacción de amplificación o en las reacciones de extensión de cebadores. El diseño de dichos cebadores es muy conocido por los expertos en el arte. En los métodos que utilizan mapeo genético basado en PCR, puede ser necesario identificar diferencias de secuencias de ADN entre los progenitores de la cruza por mapeo en la región correspondiente con la secuencia de ácidos nucleicos de la presente. Sin embargo, esto generalmente no es necesario para los métodos de mapeo.
Los métodos de acuerdo con la presente invención dan como resultado plantas que tienen mejor tolerancia al estrés abiótico y/o mejores rasgos relacionados con el rendimiento, como se describió en la presente con anterioridad. Estos rasgos también se pueden combinar con otros rasgos ventajosos económicamente, tales como otros rasgos que mejoran la tolerancia al estrés abiótico o biótico y/o rasgos que mejoran el rendimiento, mejores rasgos relacionados con el rendimiento y/o mejor tolerancia a otros tipos de estrés abiótico y biótico, rasgos que modifican varias características arquitectónicas y/o características bioquímicas y/o fisiológicas. ítems I . Polipéptidos de la subunidad Vlla COX 6. Método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla de citocromo c oxidasa (COX) (subunidad Vlla COX) o su ortólogo o parálogo. 7. Método de acuerdo con el ítem 1 , en donde dicha expresión modulada se lleva a cabo mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla de citocromo c oxidasa (COX). 8. Método de acuerdo con los ítems 2 o 3, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX codifica cualquiera de las proteínas enumeradas en la Tabla A1 o es una porción de dicho ácido nucleico, o un ácido nucleico capaz de hibridarse con dicho ácido nucleico. 9. Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 4, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de la proteínas indicadas en la Tabla A1. 10. Método de acuerdo con los ítems 3 o 4, en donde dicho ácido nucleico está ligado operativamente a un promotor constitutivo, con preferencia a un promotor GOS2, con máxima preferencia a un promotor GOS2 del arroz.
I I . Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 5, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX es de Physcomitrella patens. 12. Planta o parte de ésta, incluso semillas, que se puede obtener mediante un método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 6, en donde dicha planta o parte de ésta comprende un ácido nucleico recombinante que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX. 13. Constructo que comprende: (i) ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX como se define en los ítems 1 o 2; (ii) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (a); y opcionalmente (iii) una secuencia de la terminación de la transcripción. 14. Constructo de acuerdo con el ítem 9, en donde una de dichas secuencias de control es un promotor constitutivo, preferentemente un promotor GOS2, con máxima preferencia un promotor GOS2 del arroz. 15. Uso de un constructo de acuerdo con el ítem 8 o 9 en un método para producir plantas que tienen mayor tolerancia al estrés abiótico en relación con las plantas de control. 16. Planta, parte de planta o célula vegetal transformada con un constructo de acuerdo con el ítem 8 o 9. 17. Método para la producción de una planta transgénica que tiene mayor tolerancia al estrés abiótico en relación con las plantas de control, que comprende: (i) introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el estrés abiótico. 18. Planta transgénica que tiene tolerancia al estrés abiótico, en relación con las plantas de control, que es el resultado de la expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla COX, o una célula vegetal transgénica derivada de dicha planta transgénica. 19. Planta transgénica de acuerdo con el ítem 7, 11 o 13, o una célula vegetal transgénica derivada de ésta, en donde dicha planta es una planta de cultivo o una monocotiledónea o un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, caña de azúcar, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena.
Partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 14, en donde dichas partes cosechables son preferentemente biomasa de brote y/o semillas.
Productos derivados de una planta de acuerdo con el ítem 14 y/o de partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 15.
Uso de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad VI la COX para aumentar el rendimiento, en particular para aumentar la tolerancia al estrés abiótico, en relación con las plantas de control. ipéPtidos YLD-ZnF Un método para mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas en relación con las plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF, en donde dicho polipéptido YLD-ZnF comprende un dominio zf-DNL.
Método de acuerdo con el ítem 1 , en donde dicho polipéptido YLD-ZnF comprende uno o más de los siguientes motivos: (i) Motivo 1 , SEQ ID NO: 20, (¡i) Motivo 2, SEQ ID NO: 21 , (iii) Motivo 3, SEQ ID NO: 22, (iv) Motivo 4, SEQ ID NO: 23.
Método de acuerdo con el ítem 1 o 2, en donde dicha expresión modulada se lleva a cabo mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 3, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF codifica cualquiera de las proteínas enumeradas en la Tabla A2 o es una porción de dicho ácido nucleico, o un ácido nucleico capaz de hibridarse con dicho ácido nucleico. 5. Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 4, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de la proteínas indicadas en la Tabla A2. 6. Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento comprenden mayor rendimiento, preferentemente mayor rendimiento de semilla y/o mayor vigor temprano en relación con las plantas de control. 7. Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 6, en donde dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento se obtienen en condiciones sin estrés. 8. Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 6, en donde dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento se obtienen en condiciones de deficiencia de nitrógeno. 9. Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 3 a 8, en donde dicho ácido nucleico está ligado operativamente a un promotor constitutivo, preferentemente a un promotor GOS2, con máxima preferencia a un promotor GOS2 del arroz. 10. Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 9, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF es de origen vegetal, preferentemente de una planta dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Fabaceae, con mayor preferencia del género Medicago, con máxima preferencia de Medicago truncatula. 11. Planta o parte de ésta, incluso semillas, que se puede obtener mediante un método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 10, en donde dicha planta o parte de ésta comprende un ácido nucleico recombinante que codifica un polipéptido YLD-ZnF. 12. Constructo que comprende: (i) ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF como se define en los ítems 1 o 2; (¡i) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (a); y opcionalmente (iii) una secuencia de la terminación de la transcripción. 13. Constructo de acuerdo con el ítem 12, en donde una de dichas secuencias de control es un promotor constitutivo, preferentemente un promotor GOS2, con máxima preferencia un promotor GOS2 del arroz. 14. Uso de un constructo de acuerdo con el ítem 12 o 13 en un método para producir plantas que tienen mayor rendimiento, en particular mayor rendimiento de semillas y/o mayor vigor temprano en relación con las plantas de control. 15. Planta, parte de planta o célula vegetal transformada con un constructo de acuerdo con el ítem 12 o 13. 16. Método para la producción de una planta transgénica que tiene mayor rendimiento, en particular mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control, que comprende: (i) introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF como se define en el ítem 1 o 2; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el desarrollo y el crecimiento de la planta. 17. Planta transgénica con mayor rendimiento, en particular mayor rendimiento de semillas y/o mayor vigor temprano, en relación con las plantas de control, que es el resultado de la expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF como se define en el ítem 1 o 2, o una célula vegetal transgénica derivada de dicha planta transgénica. 18. Planta transgénica de acuerdo con el ítem 11 , 15 o 17, o una célula vegetal transgénica derivada de ésta, en donde dicha planta es una planta de cultivo o una monocotiledónea o un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena.
Partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 18, en donde dichas partes cosechables son preferentemente biomasa de brote y/o semillas.
Productos derivados de una planta de acuerdo con el ítem 18 y/o de partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 19.
Uso de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF para aumentar el rendimiento, en particular para aumentar el rendimiento de semillas y/o el vigor temprano en plantas, en relación con las plantas de control. ipéptidos PKT Método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT o su ortólogo o parálogo.
Método de acuerdo con el ítem 1 , en donde dicha expresión modulada se lleva a cabo mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT.
Método de acuerdo con los ítems 2 o 3, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT codifica cualquiera de las proteínas enumeradas en la Tabla A3 o es una porción de dicho ácido nucleico, o un ácido nucleico capaz de hibridarse con dicho ácido nucleico.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 4, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de la proteínas indicadas en la Tabla A3.
Método de acuerdo con los ítems 3 o 4, en donde dicho ácido nucleico está ligado operativamente a un promotor constitutivo, preferentemente a un promotor GOS2, con máxima preferencia a un promotor GOS2 del arroz. 6. Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 5, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT es de Populus tríchocarpa. 7. Planta o parte de ésta, incluso semillas, que se puede obtener mediante un método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 6, en donde dicha planta o parte de ésta comprende un ácido nucleico recombinante que codifica un polipéptido PKT. 8. Constructo que comprende: (i) ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT como se define en los ítems 1 o 2; (ii) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (a); y opcionalmente (iii) una secuencia de la terminación de la transcripción. 9. Constructo de acuerdo con el ítem 9, en donde una de dichas secuencias de control es un promotor constitutivo, preferentemente un promotor GOS2, con máxima preferencia un promotor GOS2 del arroz. 10. Uso de un constructo de acuerdo con el ítem 8 o 9 en un método para producir plantas que tienen mayor tolerancia al estrés abiótico en relación con las plantas de control. 11. Planta, parte de planta o célula vegetal transformada con un constructo de acuerdo con el ítem 8 o 9. 12. Método para la producción de una planta transgénica que tiene mayor tolerancia al estrés abiótico en relación con las plantas de control, que comprende: (i) introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el estrés abiótico. 13. Planta transgénica que tiene tolerancia al estrés abiótico, en relación con las plantas de control, que es el resultado de la expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT, o una célula vegetal transgénica derivada de dicha planta transgénica.
Planta transgénica de acuerdo con el ítem 7, 11 o 13, o una célula vegetal transgénica derivada de ésta, en donde dicha planta es una planta de cultivo o una monocotiledonea o un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, caña de azúcar, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena.
Partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 14, en donde dichas partes cosechables son preferentemente biomasa de brote y/o semillas.
Productos derivados de una planta de acuerdo con el ítem 14 y/o de partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 15.
Uso de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PKT para aumentar el rendimiento, en particular para aumentar la tolerancia al estrés abiótico, en relación con las plantas de control. ipéptidos NOA Un método para mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas en relación con las plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido asociado a óxido nítrico (NOA), en donde dicho polipéptido asociado a óxido nítrico comprende un dominio PTHR11089.
Método de acuerdo con el ítem 1 , en donde dicho polipéptido NOA comprende uno o más de los siguientes motivos: Motivo 5 (SEQ ID NO: 60), Motivo 6 (SEQ ID NO: 61), Motivo 7 (SEQ ID NO 62), Motivo 8 (SEQ ID NO: 63), Motivo 9 (SEQ ID NO: 64) y Motivo 10 (SEQ ID NO: 65).
Método de acuerdo con el ítem 1 o 2, en donde dicha expresión modulada se lleva a cabo mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 3, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA codifica cualquiera de las proteínas enumeradas en la Tabla A4 o es una porción de dicho ácido nucleico, o un ácido nucleico capaz de hibridarse con dicho ácido nucleico.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 4, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de la proteínas indicadas en la Tabla A4.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento comprenden mayor rendimiento, preferentemente mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semilla en relación con las plantas de control.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 6, en donde dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento se obtienen en condiciones sin estrés.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 3 a 7, en donde dicho ácido nucleico está ligado operativamente a un promotor constitutivo, preferentemente a un promotor GOS2, con máxima preferencia a un promotor GOS2 del arroz.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 8, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA es de origen vegetal, preferentemente de una planta dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Brassicaceae, con mayor preferencia del género Arabidopsis, con máxima preferencia de Arabidopsis thaliana.
Planta o parte de ésta, incluso semillas, que se puede obtener mediante un método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 9, en donde dicha planta o parte de ésta comprende un ácido nucleico recombinante que codifica un polipéptido NOA.
Constructo que comprende: (i) ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA como se define en los ítems 1 o 2; (i¡) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (a); y opcionalmente (iii) una secuencia de la terminación de la transcripción. 12. Constructo de acuerdo con el ítem 1 1 , en donde una de dichas secuencias de control es un promotor constitutivo, preferentemente un promotor GOS2, con máxima preferencia un promotor GOS2 del arroz. 13. Uso de un constructo de acuerdo con el ítem 11 o 12 en un método para producir plantas que tienen mayor rendimiento, en particular mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control. 14. Planta, parte de planta o célula vegetal transformada con un constructo de acuerdo con el ítem 11 o 12. 15. Método para la producción de una planta transgénica que tiene mayor rendimiento, en particular mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control, que comprende: (i) introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA como se define en el ítem 1 o 2; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el desarrollo y el crecimiento de la planta. 16. Planta transgénica que tiene mayor rendimiento, en particular mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semilla, en relación con las plantas de control, que es el resultado de la expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA como se define en el ítem 1 o 2, o una célula vegetal transgénica derivada de dicha planta transgénica. 17. Planta transgénica de acuerdo con el ítem 10, 14 o 16, o una célula vegetal transgénica derivada de ésta, en donde dicha planta es una planta de cultivo o una monocotiledónea o un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena.
Partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 17, en donde dichas partes cosechables son preferentemente biomasa de brote y/o semillas.
Productos derivados de una planta de acuerdo con el ítem 17 y/o de partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 18.
Uso de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA para aumentar el rendimiento, en particular para aumentar el rendimiento de semillas y/o la biomasa de brotes en plantas, en relación con las plantas de control.
Una molécula de ácido nucleico aislada que comprende: (i) un ácido nucleico representado por SEQ ID NO: 125; (ii) el complemento de un ácido nucleico representado por SEQ ID NO: 125; (iii) un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia con la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 94.
Un polipéptido aislado que comprende: (i) una secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 94; (¡i) una secuencia de aminoácidos que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia con la secuencia de aminoácidos representada por SEQ ID NO: 94; (iii) derivados de cualquiera de las secuencias de aminoácidos indicadas en (i) o (ii) anteriores. péptidos tipo ASF1 Un método para mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas en relación con las plantas de control, que comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1.
Método de acuerdo con el ítem 1 , en donde dicho polipéptido tipo ASF1 comprende uno o más de los siguientes motivos: MOTIVO I: DLEWKL l/T YVGSA, MOTIVO II: S/P P D/E P/V/T S/IJA/N K/R I R/P/Q E/A/D E/A D/E l/V l/L GVTV L/l LLTC S/A Y, MOTIVO III: Q/R EF V/l/L/M R V/l GYYV N/S/Q N/Q, MOTIVO IV: V/l/L Q/R RNIL A T/S/V D/E KPRVT K/R F P/A I, o un motivo que tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 51 %, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71 %, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia con uno o más de los Motivos I a IV.
Método de acuerdo con el ítem 1 o 2, en donde dicha expresión modulada se lleva a cabo mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 codifica cualquiera de las proteínas enumeradas en la Tabla A5 o es una porción de dicho ácido nucleico, o un ácido nucleico capaz de hibridarse con dicho ácido nucleico.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de la proteínas indicadas en la Tabla A5.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento comprenden mayor rendimiento, preferentemente mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 6, en donde dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento se obtienen en condiciones sin estrés.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 3 a 8, en donde dicho ácido nucleico está ligado operativamente a un promotor constitutivo, preferentemente a un promotor GOS2, con máxima preferencia a un promotor GOS2 del arroz.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 es de origen vegetal, preferentemente de una planta monocotiledónea o dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Poaceae o Brassicaceae, con mayor preferencia del género Arabidopsis, con máxima preferencia de Arabidopsis thaliana o del género Oryza u Oryza sativa.
Planta o parte de ésta, incluso semillas, que se puede obtener mediante un método de acuerdo con cualquiera de los ítems precedentes, en donde dicha planta o parte de ésta comprende un ácido nucleico recombinante que codifica un polipéptido tipo ASF1.
Constructo que comprende: (iv) ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 como se define en los ítems 1 o 2; (v) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (i); y opcionalmente (vi) una secuencia de la terminación de la transcripción.
Constructo de acuerdo con el ítem 11 , en donde una de dichas secuencias de control es un promotor constitutivo, preferentemente un promotor GOS2, con máxima preferencia un promotor GOS2 del arroz.
Uso de un constructo de acuerdo con el ítem 11 o 12 en un método para producir plantas que tienen mayor rendimiento, en particular mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control.
Planta, parte de planta o célula vegetal transformada con un constructo de acuerdo con el ítem 11 o 12. 15. Método para la producción de una planta transgénica que tiene mayor rendimiento, en particular mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control, que comprende: (i) introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 como se define en el ítem 1 o 2; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el desarrollo y el crecimiento de la planta. 16. Planta transgénica con mayor rendimiento, en particular mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semilla, en relación con las plantas de control, que es el resultado de la expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 como se define en el ítem 1 o 2, o una célula vegetal transgénica derivada de dicha planta transgénica. 17. Planta transgénica de acuerdo con el ítem 10, 14 o 16, o una célula vegetal transgénica derivada de ésta, en donde dicha planta es una planta de cultivo o una monocotiledónea o un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena. 18. Partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 17, en donde dichas partes cosechables son preferentemente biomasa de brote y/o semillas. 19. Productos derivados de una planta de acuerdo con el ítem 17 y/o de partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 18. 20. Uso de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 para aumentar el rendimiento, en particular para aumentar el rendimiento de semillas y/o la biomasa de brotes en plantas, en relación con las plantas de control. 6. Polipéptidos PHDF 1. Método para mejorar la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF o su ortólogo o parálogo.
Método de acuerdo con el ítem 1 , en donde dicha expresión modulada se lleva a cabo mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF.
Método de acuerdo con los ítems 2 o 3, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF codifica cualquiera de las proteínas enumeradas en la Tabla A6 o es una porción de dicho ácido nucleico, o un ácido nucleico capaz de hibridarse con dicho ácido nucleico.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 4, en. donde dicha secuencia de ácidos nucleicos codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de la proteínas indicadas en la Tabla A6.
Método de acuerdo con los ítems 3 o 4, en donde dicho ácido nucleico está ligado operativamente a un promotor constitutivo, preferentemente a un promotor GOS2, con máxima preferencia a un promotor GOS2 del arroz.
Método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 5, en donde dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF es de Solanum lycopersicum.
Planta o parte de ésta, incluso semillas, que se puede obtener mediante un método de acuerdo con cualquiera de los ítems 1 a 6, en donde dicha planta o parte de ésta comprende un ácido nucleico recombinante que codifica un polipéptido PHDF.
Constructo que comprende: (i) ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF como se define en los ítems 1 o 2; (ii) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (a); y opcionalmente (iii) una secuencia de la terminación de la transcripción.
Constructo de acuerdo con el ítem 9, en donde una de dichas secuencias de control es un promotor constitutivo, preferentemente un promotor GOS2, con máxima preferencia un promotor GOS2 del arroz.
Uso de un constructo de acuerdo con el ítem 8 o 9 en un método para producir plantas que tienen mayor tolerancia al estrés abiótico en relación con las plantas de control.
Planta, parte de planta o célula vegetal transformada con un constructo de acuerdo con el ítem 8 o 9.
Método para la producción de una planta transgénica que tiene mayor tolerancia al estrés abiótico en relación con las plantas de control, que comprende: (i) introducir y expresar en una planta, un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el estrés abiótico.
Planta transgénica que tiene tolerancia al estrés abiótico, en relación con las plantas de control, que surge como resultado de la expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF, o una célula vegetal transgénica derivada de dicha planta transgénica.
Planta transgénica de acuerdo con el ítem 7, 11 o 13, o una célula vegetal transgénica derivada de ésta, en donde dicha planta es una planta de cultivo o una monocotiledónea o un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, caña de azúcar, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena.
Partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 14, en donde dichas partes cosechables son preferentemente biomasa de brote y/o semillas.
Productos derivados de una planta de acuerdo con el ítem 14 y/o de partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 15.
Uso de un ácido nucleico que codifica un polipéptido PHDF para aumentar el rendimiento, en particular para aumentar la tolerancia al estrés abiótico, en relación con las plantas de control. 7. Polipéptidos MBF1 del grupo I 1. Un método para aumentar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas en relación con las plantas de control, que comprende aumentar la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido del factor 1 de unión a multiproteínas (MBF1) del grupo I, en donde dicho polipéptido MBF1 del grupo I comprende (i) en orden ascendente de preferencia al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácido con el dominio de unión múltiple N-terminal con entrada InterPro IPR0013729 (entrada PFAM PF08523 MBF1) como es representado por SEQ ID NO: 250; y (ii) en orden creciente de preferencia, al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un dominio hélice-giro-hélice 3 con una entrada InterPro IPR001387 (entrada PFAM PF01381 HTH_3). 2. Método de acuerdo con el ítem 1 , en donde dicho polipéptido MBF1 del grupo I comprende, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con un polipéptido representado por SEQ ID NO: 189, o como es presentado por SEQ ID NO: 191 , o como es presentado por SEQ ID NO: 193, o como es presentado por SEQ ID NO: 195. 3. Método de acuerdo con el ítem 1 , en donde dicho polipéptido MBF1 del grupo I comprende, en orden creciente de preferencia, al menos 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más de identidad de secuencia de aminoácidos con cualquiera de las secuencias de polipéptidos indicadas en la Tabla A7 de la presente. 4. Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicho polipéptido MBF1 del grupo I que, cuando se usa en la construcción de un árbol filogenético MBF1 , tal como el representado en la Figura 15, se agrupa con los polipéptidos MBF1 del grupo I que comprenden las secuencias de polipéptidos representadas por SEQ ID NO: 189, SEQ ID NO: 191 , SEQ ID NO: 193, y SEQ ID NO: 195, en lugar de con cualquier otro grupo.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicho polipéptido MBF1 del grupo I complementa una cepa de levadura deficiente en actividad de MBF1.
Método de acuerdo con cualquier ítem antecedente, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I es representado por cualquier secuencia de ácidos nucleicos SEQ ID NO indicada en la Tabla A7 o una porción de ésta, o una secuencia capaz de hibridarse con cualquiera de las secuencias de ácidos nucleicos SEQ ID NO indicadas en la Tabla A7, o a un complemento de éstas.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de las secuencias de polipéptidos SEQ ID NO indicadas en la Tabla A7.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicha mayor expresión se lleva a cabo mediante uno o más de los siguientes: rotulado por activación de T-ADN, TILLING o recombinación homóloga.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicha expresión modulada se lleva a cabo mediante la introducción y expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I.
Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dichos rasgos aumentados relacionados con el rendimiento es uno o más de los siguientes: mayor biomasa aérea, mayor vigor temprano, mayor rendimiento de semillas por planta, mayor tasa de llenado de semillas, mayor cantidad de semillas llenas o mayor cantidad de panículas primarias. 11. Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dichos rasgos aumentados relacionados con el rendimiento se obtienen en plantas cultivadas en condiciones de disponibilidad reducida de nutrientes, preferentemente de disponibilidad reducida de nitrógeno. 12. Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos está ligada operativamente a un promotor constitutivo. 13. Método de acuerdo con el ítem 12, en donde dicho promotor constitutivo es un promotor GOS2, preferentemente un promotor GOS2 del arroz, con máxima preferencia una secuencia GOS2 representada por SEQ ID NO: 254. 14. Método de acuerdo con el ítem 12, en donde dicho promotor constitutivo es un promotor HMG, preferentemente un promotor HMG del arroz, con máxima preferencia una secuencia HMG representada por SEQ ID NO: 253. 15. Método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I es de una planta. 16. Método de acuerdo con 15, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I es de una planta dicotiledónea, con mayor preferencia de Arabidopsis thaliana o Medicago truncatula. 17. Método de acuerdo con 15, en donde dicha secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I es de una planta monocotiledónea, con mayor preferencia de Tríticum aestivum. 18. Plantas, partes de éstas (incluso semillas) o células vegetales que se pueden obtener mediante un método de acuerdo con cualquier ítem precedente, en donde dicha planta, su parte o célula comprende un transgen de ácido nucleico aislado que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I. 19. Constructo que comprende: (a) una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I como se define en cualquiera de los ítems 1 a 7; (b) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (a); y opcionalmente (c) una secuencia de la terminación de la transcripción.
Constructo de acuerdo con el ítem 19, en donde dicha secuencia de control es un promotor constitutivo.
Constructo de acuerdo con el ítem 20, en donde dicho promotor constitutivo es un promotor GOS2, preferentemente un promotor GOS2 del arroz, con máxima preferencia una secuencia GOS2 representada por SEQ ID NO: 254.
Constructo de acuerdo con el ítem 20, en donde dicho promotor constitutivo es un promotor HMG, preferentemente un promotor HMG del arroz, con máxima preferencia una secuencia HMG representada por SEQ ID NO: 254.
Uso de un constructo de acuerdo con cualquiera de los ítems 19 a 22 en un método para producir plantas que tienen rasgos aumentados relacionados con el rendimiento en relación con las plantas de control, en donde dichos rasgos aumentados relacionados con el rendimiento son uno o más de los siguientes: mayor biomasa aérea, mayor vigor temprano, mayor rendimiento de semilla por planta, mayor tasa de llenado de semilla, mayor cantidad de semillas llenas o mayor cantidad de panículas primarias.
Planta, parte de planta o célula vegetal transformada con un constructo de acuerdo con cualquiera de los ítems 19 a 22.
Método para la producción de plantas transgénicas que tienen mejores rasgos relacionados con el rendimiento en relación con plantas de control, que comprende: (i) introducir y expresar en una planta, parte de planta o célula vegetal una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I como se define en cualquiera de los ítems 1 a 7; y (ii) cultivar la célula vegetal, parte de planta o planta en condiciones que promuevan el desarrollo y el crecimiento de la planta. 26. Planta transgénica que tiene rasgos aumentados relacionados con el rendimiento en relación con las plantas de control, que es el resultado de una mayor expresión de una secuencia de ácidos nucleicos aislada que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I como se define en cualquiera de los ítems 1 a 7, o una célula vegetal transgénica o una parte de planta transgénica derivada de dicha planta transgénica. 27. Planta transgénica de acuerdo con el ítem 18, 24 o 26, en donde dicha planta es una planta de cultivo o una monocotiledónea o un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo y avena, o una célula vegetal transgénica derivada de dicha planta transgénica. 28. Partes cosechables que comprenden una secuencia de ácidos nucleicos aislada que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, de una planta de acuerdo con el ítem 27, en donde dichas partes cosechables son preferentemente semillas. 29. Productos derivados de una planta de acuerdo con el ítem 27 y/o de partes cosechables de una planta de acuerdo con el ítem 28. 30. Uso de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I como se define en cualquiera de los ítems 1 a 7, para aumentar los rasgos relacionados con el rendimiento, que comprende uno o más de los siguientes: mayor biomasa aérea, mayor vigor temprano, mayor rendimiento de semilla por planta, mayor tasa de llenado de semilla, mayor cantidad de semillas llenas o mayor cantidad de panículas primarias.
Descripción de las Figuras La presente invención se describirá a continuación con referencia a las siguientes figuras en las cuales: Figura 1 representa el vector binario que se utiliza para una mayor expresión en Oryza sativa de un ácido nucleico que codifica una subunidad VI la COX bajo el control de un promotor GOS2 (pGOS2) del arroz.
Figura 2 representa la estructura de dominio de SEQ ID NO: 19 con el dominio zf-DNL (Pfam PF05180 se muestra en negrita. Los motivos 1 a 4 están subrayados.
Figura 3 representa un alineamiento múltiple de varias secuencias de proteínas YLD-ZnF. Figura 4 muestra un árbol filogenético de varias secuencias de proteínas YLD-ZnF. Los identificadores corresponden a los utilizados en la Figura 3.
Figura 5 representa el vector binario que se utiliza para una mayor expresión en Oryza sativa de un ácido nucleico que codifica YLD-ZnF bajo el control de un promotor GOS2 (pGOS2) del arroz Figura 6 representa el vector binario que se utiliza para una mayor expresión en Oryza sativa de un ácido nucleico que codifica PKT bajo el control de un promotor GOS2 (pGOS2) del arroz.
Figura 7 representa SEQ ID NO: 59 con motivos conservados 11 a 15 que se muestran en negrita y subrayados.
Figura 8 representa un alineamiento múltiple de varios polipéptidos NOA. SEQ ID NO: 59 está representada por At3g47450.
Figura 9 muestra un árbol filogenético de varios polipéptidos NOA.
Figura 10 representa el vector binario que se utiliza para una mayor expresión en Oryza sativa de un ácido nucleico que codifica NOA bajo el control de un promotor GOS2 (pGOS2) del arroz.
Figura 11 muestra un árbol filogenético que comprende las secuencias representadas por SEQ ID NO: 135 y SEQ ID NO: 137. El árbol se realizó como se describe en el Ejemplo 2. Las secuencias incógnitas que se agrupan con SEQ ID NO: 135 o 137 son adecuadas para utilizar en los métodos de la presente invención.
Figura 12 representa un alineamiento múltiple de secuencias de polipéptidos tipo ASF1 donde los Motivos I a IV están enmarcados. El alineamiento múltiple se realizó como se describe en el Ejemplo 2.
Figura 13 representa el vector binario usado para una mayor expresión en Oryza sativa de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo ASF1 bajo el control de un promotor GOS2 (pGOS2) del arroz.
Figura 14 representa el vector binario que se utiliza para una mayor expresión en Oryza sativa de un ácido nucleico que codifica PHDF bajo el control de un promotor GOS2 (pGOS2) del arroz.
Figure 15 representa un árbol filogenético no enraizado para las secuencias de aminoácidos deducidas de MBF1 de 30 organismos y comparaciones de secuencias de aminoácidos de polipéptidos BF1 de plantas, como se describe en Tsuda and Yamazaki (2004) Biochem Biophys Acta 1680: 1-10. Las secuencias de aminoácidos deducidas de MBF1 se alinearon con el programa ClustalX, el árbol se construyó con el método de unión a vecino y el programa TreeView. La barra de escala indica la distancia genética para 0,1 sustituciones de aminoácidos por sitio. Los polipéptidos útiles en la realización de los métodos de la invención se agrupan con MBF1 del grupo I, marcado con una flecha negra.
Figura 16 representa un dibujo de un polipéptido MBF1 del grupo I representado por SEQ ID NO: 189, que comprende las siguientes características: (i) un dominio del factor 1 de unión múltiple (MBF1) N-terminal con una entrada InterPro IPR013729 (y entrada PFAM PF08523 MBF1); (ii) un dominio hélice-giro-hélice tipo 3 con una entrada InterPro IPR001387 (y una entrada PFAM PF01381 HTH_3).
Figura 17 muestra un alineamiento de secuencia múltiple AlignX (de Vector NTI 10.3, Invitrogen Corporation) de polipéptidos MBF1 del grupo I de la Tabla A. Un dominio del factor 1 de unión múltiple (MBF1) N-terminal con entrada InterPro IPR013729 (y entrada PFAM PF08523 MBF1) y un dominio hélice-giro-hélice tipo 3 con entrada InterPro IPR001387 (y entrada PFAM PF01381 HTH_3) se marcan con X debajo de la secuencia de consenso. SEQ ID NO: 250 representa la secuencia de polipéptidos que corresponde a PF08523 de SEQ ID NO: 189, SEQ ID NO: 251 representa la secuencia de polipéptidos que corresponde a PF01381 de SEQ ID NO: 189.
Figura 18 muestra el vector binario para la expresión aumentada en plantas de Oryza sativa de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I bajo el control de un promotor constitutivo que funciona en plantas.
Ejemplos La presente invención se describirá a continuación con referencia a los siguientes ejemplos, que se proveen solamente a modo ilustrativo. Los siguientes ejemplos no pretenden definir completamente o, de otro modo, limitar el alcance de la invención.
Manipulación de ADN: a menos que se indique de otro modo, las técnicas de ADN recombinante se realizan de acuerdo con los protocolos estándar descritos en (Sambrook (2001) Molecular Cloning: a laboratory manual, 3rd Edition Coid Spring Harbor Laboratory Press, CSH, New York) o en los Volúmenes 1 y 2 de Ausubel et al. ( 994), Current Protocols in Molecular Biology, Current Protocols. Los materiales y métodos estándar para el trabajo molecular en plantas se describen en Plant Molecular Biology Labfax (1993) de R.D.D. Croy, publicado por BIOS Scientific Publications Ltd (UK) y Blackwell Scientific Publications (UK).
Ejemplo 1: Identificación de secuencias relacionadas con la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la invención 1.1. Polipéptidos de la subunidad VI la COX Se identifican secuencias (de cADN de longitud total, EST o genómicas) relacionadas con la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la presente invención entre aquellas que se mantienen en la base de datos Entrez Nucleotides en el National Center for Biotechnology Information (NCBI) mediante el uso de herramientas de búsqueda de secuencias en base de datos, tales como Basic Local Alignment Tool (BLAST) (Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403-410; y Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402). El programa se utiliza para encontrar regiones de similitud local entre secuencias mediante la comparación de secuencias de ácidos nucleicos o polipéptidos con bases de datos de secuencias y mediante el cálculo de la importancia estadística de las coincidencias Por ejemplo, el polipéptido codificado por el ácido nucleico de SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 se usa para el algoritmo TBLASTN, con parámetros predeterminados y se activó el filtro para ignorar las secuencias de baja complejidad. El resultado del análisis se examinó mediante comparación de a pares y se lo calificó de acuerdo con el puntaje de probabilidad (valor E), donde el puntaje refleja la probabilidad de que un alineamiento en particular se produzca al azar (cuanto menor es el valor E, más significativa es la coincidencia). Además de los valores E, las comparaciones también se calificaron por porcentaje de identidad. El porcentaje de identidad se refiere a la cantidad de nucleótidos (o aminoácidos) idénticos entre las dos secuencias de ácidos nucleicos (o polipéptidos) comparadas a lo largo de una longitud particular. En algunos casos, los parámetros predeterminados se ajustan para modificar la exactitud de la búsqueda. Por ejemplo, se aumenta el valor E para mostrar coincidencias menos exactas. De este modo, se pueden identificar coincidencias cortas casi exactas.
La Tabla A1 provee una lista de las secuencias de ácidos nucleicos de la subunidad VI la COX.
Tabla A1 : Ejemplos de polipéptidos de la subunidad VI la COX: En algunos casos, las secuencias relacionadas son unidas tentativamente y reveladas al público mediante institutos de investigación, tales como The Institute for Genomic Research (TIGR; comenzando con TA). La base de datos Eukaryotic Gene Orthologs (EGO) se usa para identificar dichas secuencias relacionadas, ya sea por búsqueda de palabra clave o usando el algoritmo BLAST con la secuencia de ácidos nucleicos o secuencia de polipéptidos de interés. En otros casos, se crean bases de datos especiales de secuencias de ácidos nucleicos para organismos particulares, como por ejemplo, mediante el Joint Genome Institute. 1.2. Polipéptidos YLD-ZnF Se identifican secuencias (de cADN de longitud total, EST o genómicas) relacionadas con la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la presente invención entre aquellas que se mantienen en la base de datos Entrez Nucleotides en el National Center for Biotechnology Information (NCBI) mediante el uso de herramientas de búsqueda de secuencias en base de datos, tales como Basic Local Alignment Tool (BLAST) (Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403-410; and Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402). El programa se utiliza para encontrar regiones de similitud local entre secuencias mediante la comparación de secuencias de ácidos nucleicos o polipéptidos con bases de datos de secuencias y mediante el cálculo de la importancia estadística de las coincidencias Por ejemplo, el polipéptido codificado por el ácido nucleico usado en la presente invención se usó para el algoritmo TBLASTN, con parámetros predeterminados y se activó el filtro para ignorar las secuencias de baja complejidad. El resultado del análisis se analizó mediante comparación de a pares y se lo calificó de acuerdo con el puntaje de probabilidad (valor E), donde el puntaje refleja la probabilidad de que un alineamiento en particular se produzca al azar (cuanto menor es el valor E, más significativa es la coincidencia). Además de los valores E, las comparaciones también se calificaron por porcentaje de identidad. El porcentaje de identidad se refiere a la cantidad de nucleotidos (o aminoácidos) idénticos entre las dos secuencias de ácidos nucleicos (o polipéptidos) comparadas a lo largo de una longitud particular. En algunos casos, los parámetros predeterminados se pueden ajustar para modificar la rigurosidad de la búsqueda. Por ejemplo, se puede aumentar el valor E para mostrar coincidencias menos exactas. De este modo, se pueden identificar coincidencias cortas casi exactas.
La Tabla A2 provee una lista de secuencias de ácidos nucleicos relacionadas con la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la presente invención.
Tabla A2: Son ejemplos de polipéptidos YLD-ZnF: En algunos casos, las secuencias relacionadas son unidas tentativamente y reveladas al público mediante institutos de investigación, tales como The Institute for Genomic Research (TIGR; comenzando con TA). La base de datos Eukaryotic Gene Orthologs (EGO) se puede usar para identificar dichas secuencias relacionadas, ya sea por búsqueda de palabra clave o usando el algoritmo BLAST con la secuencia de ácidos nucleicos o secuencia de polipéptidos de interés. En otros casos, se han creado bases de datos especiales de secuencias de ácidos nucleicos para organismos particulares, como por ejemplo, mediante el Joint Genome Institute. Asimismo, el acceso a bases de datos propietarias permite la identificación de nuevas secuencias de polipéptidos y ácidos nucleicos. 1.3. Polipéptidos PKT Secuencias (de cADN de longitud total, EST o genómicas) relacionadas con SEQ ID NO: 51 y SEQ ID NO: 53, se identifican entre aquellas que se mantienen en la base de datos Entrez Nucleotides en el National Center for Biotechnology Information (NCBI) mediante el uso de herramientas de búsqueda de secuencias en base de datos, tales como Basic Local Alignment Tool (BLAST) (Altschul et al (1990) J. Mol. Biol. 215:403-410; and Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402). El programa se utiliza para encontrar regiones de similitud local entre secuencias mediante la comparación de secuencias de ácidos nucleicos o polipéptidos con bases de datos de secuencias y mediante el cálculo de la importancia estadística de las coincidencias Por ejemplo, el polipéptido codificado por el ácido nucleico de SEQ ID NO: 51 y SEQ ID NO: 53 se usa en el algoritmo TBLASTN, con parámetros predeterminados y se activó el filtro para ignorar las secuencias de baja complejidad. El resultado del análisis se analizó mediante comparación de a pares y se lo calificó de acuerdo con el puntaje de probabilidad (valor E), donde el puntaje refleja la probabilidad de que un alineamiento en particular se produzca al azar (cuanto menor es el valor E, más significativa es la coincidencia). Además de los valores E, las comparaciones también se calificaron por porcentaje de identidad. El porcentaje de identidad se refiere a la cantidad de nucleótidos (o aminoácidos) idénticos entre las dos secuencias de ácidos nucleicos (o polipéptidos) comparadas a lo largo de una longitud particular. En algunos casos, los parámetros predeterminados se ajustan para modificar la exactitud de la búsqueda. Por ejemplo, se aumenta el valor E para mostrar coincidencias menos exactas. De este modo, se pueden identificar coincidencias cortas casi exactas.
La Tabla A3 provee una lista de las secuencias de ácidos nucleicos PKT.
Tabla A3: Ejemplos de polipéptidos PKT: En algunos casos, las secuencias relacionadas son unidas tentativamente y reveladas al público mediante institutos de investigación, tales como The Institute for Genomic Research (TIGR; comenzando con TA). La base de datos Eukaryotic Gene Orthologs (EGO) se usa para identificar dichas secuencias relacionadas, ya sea por búsqueda de palabra clave o usando el algoritmo BLAST con la secuencia de ácidos nucleicos o secuencia de polipéptidos de interés. En otros casos, se crean bases de datos especiales de secuencias de ácidos nucleicos para organismos particulares, como por ejemplo, mediante el Joint Genome Institute. 1.4. Polipéptidos NOA Se identifican secuencias (de cADN de longitud total, EST o genómicas) relacionadas con la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la presente invención entre aquellas que se mantienen en la base de datos Entrez Nucleotides en el National Center for Biotechnology Information (NCBI) mediante el uso de herramientas de búsqueda de secuencias en base de datos, tales como Basic Local Alignment Tool (BLAST) (Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403-410; and Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402). El programa se utiliza para encontrar regiones de similitud local entre secuencias mediante la comparación de secuencias de ácidos nucleicos o polipéptidos con bases de datos de secuencias y mediante el cálculo de la importancia estadística de las coincidencias Por ejemplo, el polipéptido codificado por el ácido nucleico usado en la presente invención se usó para el algoritmo TBLASTN, con parámetros predeterminados y se activó el filtro para ignorar las secuencias de baja complejidad. El resultado del análisis se analizó mediante comparación de a pares y se lo calificó de acuerdo con el puntaje de probabilidad (valor E), donde el puntaje refleja la probabilidad de que un alineamiento en particular se produzca al azar (cuanto menor es el valor E, más significativa es la coincidencia). Además de los valores E, las comparaciones también se calificaron por porcentaje de identidad. El porcentaje de identidad se refiere a la cantidad de nucleótidos (o aminoácidos) idénticos entre las dos secuencias de ácidos nucleicos (o polipéptidos) comparadas a lo largo de una longitud particular. En algunos casos, los parámetros predeterminados se pueden ajustar para modificar la rigurosidad de la búsqueda. Por ejemplo, se puede aumentar el valor E para mostrar coincidencias menos exactas. De este modo, se pueden identificar coincidencias cortas casi exactas.
La Tabla A4 provee una lista de secuencias de ácidos nucleicos relacionadas con la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la presente invención.
Tabla A4: Ejemplos de polipéptidos NOA: En algunos casos, las secuencias relacionadas son unidas tentativamente y reveladas al público mediante institutos de investigación, tales como The Institute for Genomic Research (TIGR; comenzando con TA). La base de datos Eukaryotic Gene Orthologs (EGO) se puede usar para identificar dichas secuencias relacionadas, ya sea por búsqueda de palabra clave o usando el algoritmo BLAST con la secuencia de ácidos nucleicos o secuencia de polipéptidos de interés. En otros casos, se han creado bases de datos especiales de secuencias de ácidos nucleicos para organismos particulares, como por ejemplo, mediante el Joint Genome Institute. Asimismo, el acceso a bases de datos propietarias permite la identificación de nuevas secuencias de polipéptidos y ácidos nucleicos. 1.5. Polipéptidos tipo ASFI Secuencias (genómicas, EST o de cADN de longitud total) relacionadas con la secuencia de ácido nucleico tipo ASF1 de SEQ ID NO: 134 y SEQ ID NO: 136, se identifican en la base de datos Entrez Nucleotides en el National Center for Biotechnology Information (NCBI) mediante el uso de herramientas de búsqueda de secuencias en base de datos, tales como Basic Local Alignment Tool (BLAST) (Altschul et al (1990) J. Mol. Biol. 2 5:403-410; and Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402). El programa se utiliza para encontrar regiones de similitud local entre secuencias mediante la comparación de secuencias de ácidos nucleicos o polipéptidos con bases de datos de secuencias y mediante el cálculo de la importancia estadística de las coincidencias Por ejemplo, los polipéptidos de SEQ ID NO: 135 y SEQ ID NO: 137 se usaron para el algoritmo TBLASTN, con parámetros predeterminados y se activó el filtro para ignorar las secuencias de baja complejidad. El resultado del análisis se analizó mediante comparación de a pares y se lo calificó de acuerdo con el puntaje de probabilidad (valor E), donde el puntaje refleja la probabilidad de que un alineamiento en particular se produzca al azar (cuanto menor es el valor E, más significativa es la coincidencia). Además de los valores E, las comparaciones también se calificaron por porcentaje de identidad. El porcentaje de identidad se refiere a la cantidad de nucleótidos (o aminoácidos) idénticos entre las dos secuencias de ácidos nucleicos (o polipéptidos) comparadas a lo largo de una longitud particular. En algunos casos, los parámetros predeterminados se pueden ajustar para modificar la rigurosidad de la búsqueda. Por ejemplo, se puede aumentar el valor E para mostrar coincidencias menos exactas. De este modo, se pueden identificar coincidencias cortas casi exactas.
La Tabla A5 provee una lista de secuencias de ácidos nucleicos relacionadas con las secuencias tipo ASF1 de SEQ ID NO: 134 y SEQ ID NO: 136 Tabla A5: Ejemplos de secuencias de polipéptidos y ácidos nucleicos tipo ASF1: En algunos casos, las secuencias relacionadas son unidas tentativamente y reveladas al público medianet institutos de investigación, tales como The Institute for Genomic Research (TIGR). La base de datos Eukaryotic Gene Orthologs (EGO) se puede usar para identificar dichas secuencias relacionadas, ya sea por búsqueda de palabra clave o usando el algoritmo BLAST con la secuencia de polipéptidos o ácidos nucleicos de interés. 1.6. Polipéptidos PHDF Secuencias (de cADN de longitud total, EST o genómicas) relacionadas con SEQ ID NO: 175 y SEQ ID NO: 177 se identifican entre aquellas que se mantienen en la base de datos Entrez Nucleotides en el National Center for Biotechnology Information (NCBI) mediante el uso de herramientas de búsqueda de secuencias en base de datos, tales como Basic Local Alignment Tool (BLAST) (Altschul et al (1990) J. Mol. Biol. 215:403^410; and Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402). El programa se utiliza para encontrar regiones de similitud local entre secuencias mediante la comparación de secuencias de ácidos nucleicos o polipéptidos con bases de datos de secuencias y mediante el cálculo de la importancia estadística de las coincidencias Por ejemplo, el polipéptido codificado por el ácido nucleico de SEQ ID NO: 175 y SEQ ID NO: 177 se usa en el algoritmo TBLASTN, con parámetros predeterminados y se activó el filtro para ignorar las secuencias de baja complejidad. El resultado del análisis se analizó mediante comparación de a pares y se lo calificó de acuerdo con el puntaje de probabilidad (valor E), donde el puntaje refleja la probabilidad de que un alineamiento en particular se produzca al azar (cuanto menor es el valor E, más significativa es la coincidencia). Además de los valores E, las comparaciones también se calificaron por porcentaje de identidad. El porcentaje de identidad se refiere a la cantidad de nucleótidos (o aminoácidos) idénticos entre las dos secuencias de ácidos nucleicos (o polipéptidos) comparadas a lo largo de una longitud particular. En algunos casos, los parámetros predeterminados se ajustan para modificar la exactitud de la búsqueda. Por ejemplo, se aumenta el valor E para mostrar coincidencias menos exactas. De este modo, se pueden identificar coincidencias cortas casi exactas.
La Tabla A6 provee una lista de las secuencias de ácidos nucleicos PHDF.
Tabla A6: Ejemplos de polipéptidos PHDF: En algunos casos, las secuencias relacionadas son unidas tentativamente y reveladas al público mediante institutos de investigación, tales como The Institute for Genomic Research (TIGR; comenzando con TA). La base de datos Eukaryotic Gene Orthologs (EGO) se usa para identificar dichas secuencias relacionadas, ya sea por búsqueda de palabra clave o usando el algoritmo BLAST con la secuencia de ácidos nucleicos o secuencia de polipéptidos de interés. En otros casos, se crean bases de datos especiales de secuencias de ácidos nucleicos para organismos particulares, como por ejemplo, mediante el Joint Genome Institute. 1.7. Polipéptidos MBF1 del grupo I Se identifican secuencias (de cADN de longitud total, EST o genómicas) relacionadas con la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la presente invención entre aquellas que se mantienen en la base de datos Entrez Nucleotides en el National Center for Biotechnology Information (NCBI) mediante el uso de herramientas de búsqueda de secuencias en base de datos, tales como Basic Local Alignment Tool (BLAST) (Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403-410; and Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402). El programa se utiliza para encontrar regiones de similitud local entre secuencias mediante la comparación de secuencias de ácidos nucleicos o secuencias de polipéptidos con bases de datos de secuencias y mediante el cálculo de la importancia estadística de las coincidencias Por ejemplo, el polipéptido codificado por la secuencia de ácido nucleico usada en la presente invención se usó para el algoritmo TBLASTN, con parámetros predeterminados y se activó el filtro para ignorar las secuencias de baja complejidad. El resultado del análisis se analizó mediante comparación de a pares y se lo calificó de acuerdo con el puntaje de probabilidad (valor E), donde el puntaje refleja la probabilidad de que un alineamiento en particular se produzca al azar (cuanto menor es el valor E, más significativa es la coincidencia). Además de los valores E, las comparaciones también se calificaron por porcentaje de identidad. El porcentaje de identidad se refiere a la cantidad de nucleótidos (o aminoácidos) idénticos entre las dos secuencias de ácidos nucleicos (o de polipéptidos) comparadas a lo largo de una longitud particular. En algunos casos, los parámetros predeterminados se pueden ajusfar para modificar la rigurosidad de la búsqueda. Por ejemplo, se puede aumentar el valor E para mostrar coincidencias menos exactas. De este modo, se pueden identificar coincidencias cortas casi exactas.
La Tabla A7 provee una lista de secuencias de ácidos nucleicos relacionadas con la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la presente invención.
Tabla A7: Ejemplos de secuencias de polipéptidos MBF1 del grupo I y secuencias de ácidos nucleicos codificadoras.
En algunos casos, las secuencias relacionadas son unidas tentativamente y reveladas al público mediante institutos de investigación, tales como The Institute for Genomic Research (TIGR; comenzando con TA). La base de datos Eukaryotic Gene Orthologs (EGO) se puede usar para identificar dichas secuencias relacionadas, ya sea por búsqueda de palabra clave o usando el algoritmo BLAST con la secuencia de ácidos nucleicos o secuencia de polipéptidos de interés. En otros casos, se han creado bases de datos especiales de secuencias de ácidos nucleicos para organismos particulares, como por ejemplo, mediante el Joint Genome Institute. Asimismo, el acceso a bases de datos propietarias permite la identificación de nuevas secuencias de polipéptidos y ácidos nucleicos.
Ejemplo 2: Alineamiento de secuencias relacionadas con las secuencias de polipéptidos usadas en los métodos de la invención 2.1. Polipéptidos de la subunidad VI la COX El alineamiento de secuencias de polipéptidos se lleva a cabo con el algoritmo ClustalW 2.0 de alineamiento progresivo (Thompson et al. (1997) Nucleic Acids Res 25:4876-4882; Chenna et al. (2003). Nucleic Acids Res 31 :3497-3500) con parámetros estándar (alineamineto lento, matriz de similitud: Gonnet (o Blosum 62 (si los polipéptidos están alineados), penalidad por apertura de brecha 10, penalidad por extensión de brecha: 0,2). Se lleva a cabo edición manual menor para optimizar adicionalmente el alineamiento.
Se construye un árbol filogenético de polipéptidos de la SUBUNIDAD VIIA COX con un algoritmo de agrupamiento por unión a vecino como el que se provee en el programa AlignX de Vector NTI (Invitrogen).
El alineamiento de las secuencias de polipéptidos se lleva a cabo con el algoritmo ClustalW 2.0 de alineamiento progresivo (Thompson et al. (1997) Nucleic Acids Res 25:4876-4882; Chenna et al. (2003). Nucleic Acids Res 31 :3497-3500) con parámetros estándar (alineamineto lento, matriz de similitud: Gonnet, penalidad por apertura de brecha 10, penalidad por extensión de brecha: 0,2). Se lleva a cabo edición manual menor para optimizar adicionalmente el alineamiento. 2.2. Polipéptidos YLD-ZnF El alineamiento de secuencias de polipéptidos se llevó a cabo con el algoritmo ClustalW 2.0 de alineamiento progresivo (Thompson et al. (1997) Nucleic Acids Res 25:4876-4882; Chenna et al. (2003). Nucleic Acids Res 31 :3497-3500) con parámetros estándar (alineamineto lento, matriz de similitud: Gonnet, penalidad por apertura de brecha 10, penalidad por extensión de brecha: 0,2). Se llevó a cabo edición manual menor para optimizar adicionalmente el alineamiento. Los polipéptidos YLD-ZnF se alinean en la Figura 3.
Se construyó un árbol filogenético de polipéptidos YLD-ZnF (Figura 4) con un algoritmo de agrupamiento por unión a vecino como el que se provee en el programa AlignX de Vector NTI (Invitrogen). 2.3. PolipéPtidos PKT El alineamiento de secuencias de polipéptidos se lleva a cabo con el algoritmo ClustalW 2.0 de alineamiento progresivo (Thompson et al. (1997) Nucleic Acids Res 25:4876-4882; Chenna et al. (2003). Nucleic Acids Res 31 :3497-3500) con parámetros estándar (alineamineto lento, matriz de similitud: Gonnet (o Blosum 62 (si los polipéptidos están alineados), penalidad por apertura de brecha 10, penalidad por extensión de brecha: 0,2). Se lleva a cabo edición manual menor para optimizar adicionalmente el alineamiento.
Se construye un árbol filogenético de polipéptidos PKT con un algoritmo de agrupamiento por unión a vecino como el que se provee en el programa AlignX de Vector NTI (Invitrogen).
El alineamiento de las secuencias de polipéptidos se lleva a cabo con el algoritmo ClustalW 2.0 de alineamiento progresivo (Thompson et al. (1997) Nucleic Acids Res 25:4876-4882; Chenna et al. (2003). Nucleic Acids Res 31 :3497-3500) con parámetros estándar (alineamineto lento, matriz de similitud: Gonnet, penalidad por apertura de brecha 10, penalidad por extensión de brecha: 0,2). Se lleva a cabo edición manual menor para optimizar adicionalmente el alineamiento. 2.4. Polipéptidos NOA Se alinearon las proteínas con MUSCLE (Edgar (2004), Nucleic Acids Research 32(5): 1792-97). Se calculó un árbol de unión a vecino con QuickTree (Howe et al. (2002), Bioinformatics 18(1 1): 1546-7). Se indica el soporte de las ramificaciones principales luego de 100 repeticiones bootstrap. Se dibujó un filograma circular mediante el uso de Dendroscope (Huson et al. (2007), BMC Bioinformatics 8(1):460). El alineamiento se muestra en la Figura 8, el árbol filogenético se muestra en la Figura 9. 2.5. Polipéptidos tipo ASF1 Se llevó a cabo el alineamiento de secuencias de polipéptidos mediante el uso del programa AlignX del Vector NTI (Invitrogen) que se basa en el popular algoritmo Clustal W de alineamiento progresivo (Thompson et al. (1997) Nucleic Acids Res 25:4876-4882; Chenna et al. (2003). Nucleic Acids Res 31 :3497-3500). Los valores predeterminados son para la penalidad por apertura de brecha de 10, para la penalidad por extensión de brecha de 0,1 y la matriz de peso seleccionada es Blosum 62 (si los polipéptidos están alineados). Se llevó a cabo edición manual menor para optimizar adicionalmente el alineamiento. La conservación de secuencia entre los polipéptidos tipo ASF1 se encuentra esencialmente en el dominio N-terminal de los polipéptidos, en donde el dominio C-termihal usualmente varía más en composición y longitud de secuencia. Los polipéptidos tipo ASF1 se alinean en la Figura 12.
Se construyó un árbol filogenético de polipéptidos tipo ASF1 (Figura 11) con un algoritmo de agrupamiento por unión a vecino como el que se provee en el programa AlignX de Vector NTI (Invitrogen). 2.6. Polipéptidos PHDF El alineamiento de secuencias de polipéptidos se lleva a cabo con el algoritmo ClustalW 2.0 de alineamiento progresivo (Thompson et al. (1997) Nucleic Acids Res 25:4876-4882; Chenna et al. (2003). Nucleic Acids Res 31 :3497-3500) con parámetros estándar (alineamineto lento, matriz de similitud: Gonnet (o Blosum 62 (si los polipéptidos están alineados), penalidad por apertura de brecha 10, penalidad por extensión de brecha: 0,2). Se lleva a cabo edición manual menor para optimizar adicionalmente el alineamiento.
Se construye un árbol filogenético de polipéptidos PHDF con un algoritmo de agrupamiento por unión a vecino como el que se provee en el programa AlignX de Vector NTI (Invitrogen).
El alineamiento de las secuencias de polipéptidos se lleva a cabo con el algoritmo ClustalW 2.0 de alineamiento progresivo (Thompson et al. (1997) Nucleic Acids Res 25:4876-4882; Chenna et al. (2003). Nucleic Acids Res 31 :3497-3500) con parámetros estándar (alineamineto lento, matriz de similitud: Gonnet, penalidad por apertura de brecha 10, penalidad por extensión de brecha: 0,2). Se lleva a cabo edición manual menor para optimizar adicionalmente el alineamiento. 2.7. Polipéptidos MBF1 del grupo I Se llevó a cabo un alineamiento múltiple de secuencia de todas las secuencias de polipéptidos MBF1 del grupo I en la Tabla A7, así como de unas pocas secuencias MBF1 del grupo II con el algoritmo AlignX (de Vector NTI 10.3, Invitrogen Corporation). Se muestran los resultados del alineamiento en la Figura 3 de la presente solicitud. Un dominio del factor 1 de unión múltiple (MBF1) N-terminal con entrada InterPro IPR013729 (y entrada PFAM PF08523 MBF1) y un dominio hélice-giro-hélice tipo 3 con entrada InterPro IPR001387 (y entrada PFAM PF01381 HTH_3) se marcan con X debajo de la secuencia de consenso. SEQ ID NO: 250 representa la secuencia de polipéptidos que corresponde a PF08523 de SEQ ID NO: 189, SEQ ID NO: 251 representa la secuencia de polipéptidos que corresponde a PF01381 de SEQ ID NO: 189.
Ejemplo 3: Cálculo del porcentaje de identidad global entre las secuencias de polipéptidos útiles para la realización de los métodos de la invención 3.1. Polipéptidos de la subunidad Vlla COX Los porcentajes globales de similitud e identidad entre las secuencias de polipéptidos de longitud total se determinan utilizando uno de los métodos disponibles en el arte, el software MatGAT (Matrix Global Alignment Tool) (BMC Bioinformatics. 2003 4:29. MatGAT: an application that generates similarity/identity matrices using protein or DNA sequences. Campanella JJ, Bitincka L, Smalley J; software albergado por Ledion Bitincka). El software MatGAT genera matrices de similitud/identidad para las secuencias de ADN o proteínas sin necesidad de prealineamiento de los datos. El programa realiza una serie de alineamientos de a pares usando el algoritmo de alineamiento global de Myers y Miller (con una penalidad por apertura de brecha de 12 y una penalidad por extensión de brecha de 2), calcula la similitud e identidad usando, por ejemplo, Blosum 62 (para polipéptidos) y luego ingresa los resultados en una matriz de distancia. Se muestra la similitud de secuencia en la mitad inferior de la línea divisoria y se muestra la identidad de secuencia en la mitad superior de la línea divisoria diagonal.
Los parámetros usados en la comparación son: Matriz de calificación: Blosum62 Primera brecha: 12 Brecha de extensión: 2 También se puede realizar una tabla MATGAT para el alineamiento local de un dominio específico o datos en % de identidad/similitud entre dominios específicos. 3.2. Polipéptidos YLD-ZnF Los porcentajes globales de similitud e identidad entre las secuencias de polipéptidos de longitud total útiles en la realización de los métodos de la invención se determinan utilizando uno de los métodos disponibles en el arte, el software MatGAT (Matrix Global Alignment Tool) (BMC Bioinformatics. 2003 4:29. MatGAT: an application that generates similarity/identity matrices using protein or DNA sequences. Campanella JJ, Bitincka L, Smalley J; software albergado por Ledion Bitincka). El software MatGAT genera matrices de similitud/identidad para las secuencias de ADN o proteínas sin necesidad de prealineamiento de los datos. El programa realiza una serie de alineamientos de a pares usando el algoritmo de alineamiento global de Myers y Miller (con una penalidad por apertura de brecha de 12 y una penalidad por extensión de brecha de 2), calcula la similitud e identidad usando, por ejemplo, Blosum 62 (para polipéptidos) y luego ingresa los resultados en una matriz de distancia. Se muestra la similitud de secuencia en la mitad inferior de la línea divisoria y se muestra la identidad de secuencia en la mitad superior de la línea divisoria diagonal.
Los parámetros usados en la comparación fueron: Matriz de calificación: Blosum62 Primera brecha: 12 Brecha de extensión: 2 Los resultados del análisis de software se muestran en la Tabla B1 para la similitud e identidad global de la longitud completa de las secuencias de polipéptidos. El porcentaje de identidad se muestra en negrita por encima de la diagonal y el porcentaje de similitud se muestra por debajo de la diagonal (letra normal).
El porcentaje de identidad entre las secuencias de polipéptidos YLD-ZnF útiles para llevar a cabo los métodos de la invención puede ser tan bajo como 19% de identidad de aminoácidos en comparación con SEQ ID NO: 19 (TA25762).
Tabla B1 : Resultados de MatGAT para similitud e identidad global a lo largo de la longitud total de las secuencias de polipéptidos.
También puede incluirse una tabla MATGAT para el alineamiento local de un dominio específico, o datos en % de identidad/similitud entre dominios específicos. 3.3. Polipéptidos PKT Los porcentajes globales de similitud e identidad entre las secuencias de polipéptidos de longitud total se determinan utilizando uno de los métodos disponibles en el arte, el software MatGAT (Matrix Global Alignment Tool) (BMC Bioinformatics. 2003 4:29. MatGAT: an application that generates similarity/identity matrices using protein or DNA sequences. Campanella JJ, Bitincka L, Smalley J; software albergado por Ledion Bitincka). El software MatGAT genera matrices de similitud/identidad para las secuencias de ADN o proteínas sin necesidad de prealineamiento de los datos. El programa realiza una serie de alineamientos de a pares usando el algoritmo de alineamiento global de Myers y Miller (con una penalidad por apertura de brecha de 12 y una penalidad por extensión de brecha de 2), calcula la similitud e identidad usando, por ejemplo, Blosum 62 (para polipéptidos) y luego ingresa los resultados en una matriz de distancia. Se muestra la similitud de secuencia en la mitad inferior de la línea divisoria y se muestra la identidad de secuencia en la mitad superior de la línea divisoria diagonal.
Los parámetros usados en la comparación son: Matriz de calificación: Blosum62 Primera brecha: 12 Brecha de extensión: 2 También puede llevarse a cabo una tabla MATGAT para el alineamiento local de un dominio específico, o datos en % de identidad/similitud entre dominios específicos. 3.4. Polipéptidos NOA Los porcentajes globales de similitud e identidad entre las secuencias de polipéptidos de longitud total útiles en la realización de los métodos de la invención se determinan utilizando uno de los métodos disponibles en el arte, el software MatGAT (Matrix Global Alignment Tool) (BMC Bioinformatics. 2003 4:29. MatGAT: an application that generates similarity/identity matrices using protein or DNA sequences. Campanella JJ, Bitincka L, Smalley J; software albergado por Ledion Bitincka). El software MatGAT genera matrices de similitud/identidad para las secuencias de ADN o proteínas sin necesidad de prealineamiento de los datos. El programa realiza una serie de alineamientos de a pares usando el algoritmo de alineamiento global de Myers y Miller (con una penalidad por apertura de brecha de 12 y una penalidad por extensión de brecha de 2), calcula la similitud e identidad usando, por ejemplo, Blosum 62 (para polipéptidos) y luego ingresa los resultados en una matriz de distancia. Se muestra la similitud de secuencia en la mitad inferior de la línea divisoria y se muestra la identidad de secuencia en la mitad superior de la línea divisoria diagonal.
Los parámetros usados en la comparación fueron: Matriz de calificación: Blosum62 Primera brecha: 12 Brecha de extensión: 2 Los resultados del análisis de software se muestran en la Tabla B2 para la similitud e identidad global de la longitud completa de las secuencias de polipéptidos. El porcentaje de identidad se muestra en negrita por encima de la diagonal y el porcentaje de similitud se muestra por debajo de la diagonal (letra normal).
El porcentaje de identidad entre las secuencias de polipéptidos NOA útiles para llevar a cabo los métodos de la invención puede ser tan bajo como yy% de identidad de aminoácidos en comparación con SEQ ID NO: 59.
Tabla B2: Resultados de MatGAT para similitud e identidad global a lo largo de la longitud total de las secuencias de polipéptidos.
También puede incluirse una tabla MATGAT para el alineamiento local de un dominio específico, o datos en % de identidad/si 5 entre dominios específicos. 3.5. Polipéptidos tipo ASF1 Los porcentajes globales de similitud e identidad entre las secuencias de polipéptidos tipo ASF1 de longitud total se determinan utilizando uno de los métodos disponibles en el arte, el software MatGAT (Matrix Global Alignment Tool) (BMC Bioinformatics. 2003 4:29. MatGAT: an application that generates similarity/identity matrices using protein or DNA sequences. Campanella JJ, Bitincka L, Smalley J; software albergado por Ledion Bitincka). El software MatGAT genera matrices de similitud/identidad para las secuencias de ADN o proteínas sin necesidad de prealineamiento de los datos. El programa realiza una serie de alineamientos de a pares usando el algoritmo de alineamiento global de Myers y Miller (con una penalidad por apertura de brecha de 12 y una penalidad por extensión de brecha de 2), calcula la similitud e identidad usando, por ejemplo, Blosum 62 (para polipéptidos) y luego ingresa los resultados en una matriz de distancia.
Los parámetros usados en la comparación son: Matriz de calificación: Blosum62 Primera brecha: 12 Brecha de extensión: 2 También se puede realizar una tabla MATGAT para el alineamiento local de un dominio específico o datos en % de identidad/similitud entre dominios específicos. 3.6. Polipéptidos PHDF Los porcentajes globales de similitud e identidad entre las secuencias de polipéptidos de longitud total se determinan utilizando uno de los métodos disponibles en el arte, el software MatGAT (Matrix Global Alignment Tool) (BMC Bioinformatics. 2003 4:29. MatGAT: an application that generates similarity/identity matrices using protein or DNA sequences. Campanella JJ, Bitincka L, Smalley J; software albergado por Ledion Bitincka). El software MatGAT genera matrices de similitud/identidad para las secuencias de ADN o proteínas sin necesidad de prealineamiento de los datos. El programa realiza una serie de alineamientos de a pares usando el algoritmo de alineamiento global de Myers y Miller (con una penalidad por apertura de brecha de 12 y una penalidad por extensión de brecha de 2), calcula la similitud e identidad usando, por ejemplo, Blosum 62 (para polipéptidos) y luego ingresa los resultados en una matriz de distancia. Se muestra la similitud de secuencia en la mitad inferior de la línea divisoria y se muestra la identidad de secuencia en la mitad superior de la línea divisoria diagonal.
Los parámetros usados en la comparación son: Matriz de calificación: Blosum62 Primera brecha: 12 Brecha de extensión: 2 También se puede realizar una tabla MATGAT para el alineamiento local de un dominio específico o datos en % de identidad/similitud entre dominios específicos. 3.7. PolipéPtidos MBF1 del grupo I Los porcentajes globales de similitud e identidad entre las secuencias de polipéptidos de longitud total útiles en la realización de los métodos de la invención se determinan utilizando uno de los métodos disponibles en el arte, el software MatGAT (Matrix Global Alignment Tool) (BMC Bioinformatics. 2003 4:29. MatGAT: an application that generates similarity/identity matrices using protein or DNA sequences. Campanella JJ, Bitincka L, Smalley J; software albergado por Ledion Bitincka). El software MatGAT genera matrices de similitud/identidad para las secuencias de ADN o proteínas sin necesidad de prealineamiento de los datos. El programa realiza una sene de alineamientos de a pares usando el algoritmo de alineamiento global de Myers y Miller (con una penalidad por apertura de brecha de 12 y una penalidad por extensión de brecha de 2), calcula la similitud e identidad usando, por ejemplo, Blosum 62 (para polipéptidos) y luego ingresa los resultados en una matriz de distancia. Se muestra la similitud de secuencia en la mitad inferior de la línea divisoria y se muestra la identidad de secuencia en la mitad superior de la línea divisoria diagonal.
Los parámetros usados en la comparación fueron: Matriz de calificación: Blosum62 Primera brecha: 12 Brecha de extensión: 2 Los resultados del análisis de software se muestran en la Tabla B3 para la similitud e identidad global de la longitud completa de las secuencias de polipéptidos (excluyendo las secuencias de polipéptidos parciales).
El porcentaje de identidad entre las secuencias de polipéptidos de longitud total útiles para llevar a cabo los métodos de la invención puede ser tan bajo como 74% de identidad de aminoácidos en comparación con SEQ ID NO: 189.
Tabla B3: Resultados de MatGAT para similitud e identidad global a lo largo de la longitud total de las secuencias de polipéptid Tabla A7.
Se puede aumentar significativamente el porcentaje de identidad de aminoácidos si se compara la región más conservada de los polipéptidos. Por ejemplo, cuando se compara la secuencia de aminoácidos de un dominio del factor 1 de unión múltiple (MBF1) N-terminal con una entrada InterPro IPR013729 (y una entrada PFAM PF08523 MBF1) como se representa en SEQ ID NO: 250, o de un dominio hélice-giro-hélice tipo 3 con una entrada InterPro IPR001387 (y una entrada PFAM PF01381 HTH_3) como se representa en SEQ ID NO: 251 , con los dominios correspondientes respectivos de los polipéptidos de la Tabla A7, el porcentaje de identidad de aminoácido aumenta significativamente (en orden de preferencia al menos 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más identidad de secuencia de aminoácidos).
Ejemplo 4: Identificación de dominios comprendidos en secuencias de polipéptidos útiles en la realización de los métodos de la invención 4.1. Polipéptidos de la subunidad VI la COX La base de datos Integrated Resource of Protein Families, Domains and Sites (InterPro) es una interfaz integrada para las bases de datos de firmas usadas comúnmente para búsquedas basadas en texto y secuencias La base de datos InterPro combina estas bases de datos, que usan diferentes metodologías y diversos grados de información biológica sobre proteínas bien caracterizadas para derivar firmas de proteínas Bases de datos que colaboran incluyen SWISS-PROT, PROSITE, TrEMBL, PRINTS, ProDom y Pfam, Smart y TIGRFAMs. Pfam es una gran colección de alineamiento múltiples de secuencias y modelos Markov escondidos que abarcan muchos dominios y familias de proteínas comunes Pfam se encuentra en el servidor de Sanger Institute en el Reino Unido InterPro se encuentra en el European Bioinformatics Institute en el Reino Unido. 4.2. Polipéptidos YLD-ZnF La base de datos Integrated Resource of Protein Families, Domains and Sites (InterPro) es una interfaz integrada para las bases de datos de firmas usadas comúnmente para búsquedas basadas en texto y secuencias La base de datos InterPro combina estas bases de datos, que usan diferentes metodologías y diversos grados de información biológica sobre proteínas bien caracterizadas para derivar firmas de proteínas Bases de datos que colaboran incluyen SWISS-PROT, PROSITE, TrEMBL, PRINTS, ProDom y Pfam, Smart y TIGRFAMs. Pfam es una gran colección de alineamiento múltiples de secuencias y modelos Markov escondidos que abarcan muchos dominios y familias de proteínas comunes Pfam se encuentra en el servidor de Sanger Institute en el Reino Unido InterPro se encuentra en el European Bioinformatics Institute en el Reino Unido.
Los resultados de la búsqueda por InterPro de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 19 se representan en la Tabla C1.
Tabla C1 : Resultados de la búsqueda por InterPro (números de acceso principales) de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 19. 4.3. Polipéptidos PKT- polipéptidos tipo ASF1- polipéptidos PHDF La base de datos Integrated Resource of Protein Families, Domains and Sites (InterPro) es una interfaz integrada para las bases de datos de firmas usadas comúnmente para búsquedas basadas en texto y secuencias La base de datos InterPro combina estas bases de datos, que usan diferentes metodologías y diversos grados de información biológica sobre proteínas bien caracterizadas para derivar firmas de proteínas Bases de datos que colaboran incluyen SWISS-PROT, PROSITE, TrEMBL, PRINTS, ProDom y Pfam, Smart y TIGRFAMs. Pfam es una gran colección de alineamiento múltiples de secuencias y modelos Markov escondidos que abarcan muchos dominios y familias de proteínas comunes Pfam se encuentra en el servidor de Sanger Institute en el Reino Unido InterPro se encuentra en el European Bioinformatics Institute en el Reino Unido. 4.4. Polipéptidos NOA La base de datos Integrated Resource of Protein Families, Domains and Sites (InterPro) es una interfaz integrada para las bases de datos de firmas usadas comúnmente para búsquedas basadas en texto y secuencias La base de datos InterPro combina estas bases de datos, que usan diferentes metodologías y diversos grados de información biológica sobre proteínas bien caracterizadas para derivar firmas de proteínas Bases de datos que colaboran incluyen SWISS-PROT, PROSITE, TrEMBL, PRINTS, ProDom y Pfam, Smart y TIGRFAMs. Pfam es una gran colección de alineamiento múltiples de secuencias y modelos Markov escondidos que abarcan muchos dominios y familias de proteínas comunes Pfam se encuentra en el servidor de Sanger Institute en el Reino Unido InterPro se encuentra en el European Bioinformatics Institute en el Reino Unido.
Los resultados de la búsqueda por InterPro de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 59 se representan en la Tabla C2.
Tabla C2: Resultados de la búsqueda por InterPro (números de acceso principales) de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 59. 4.5. Polipéptidos MBF1 del grupo I La base de datos Integrated Resource of Protein Families, Domains and Sites (InterPro) es una interfaz integrada para las bases de datos de firmas usadas comúnmente para búsquedas basadas en texto y secuencias La base de datos InterPro combina estas bases de datos, que usan diferentes metodologías y diversos grados de información biológica sobre proteínas bien caracterizadas para derivar firmas de proteínas Bases de datos que colaboran incluyen SWISS-PROT, PROSITE, TrEMBL, PRINTS, ProDom y Pfam, Smart y TIGRFAMs. InterPro se encuentra en el European Bioinformatics Institute en el Reino Unido.
Los resultados de la búsqueda por InterPro de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 89 se representan en la Tabla C3.
Tabla C3: Resultados de la búsqueda por InterPro de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 189 Ejemplo 5: Predicción de la topología de las secuencias de polipéptidos útiles para llevar a cabo los métodos de la invención 5.1. Polipéptidos de la subunidad Vlla COX- polipéptidos PKT- polipéptidos PHDF TargetP 1.1 predice la ubicación subcelular de proteínas eucariotas. La asignación de ubicación se basa en la presencia que se predice de cualquiera de las pre-secuencias N- terminal: péptido de transito a cloroplasto (cTP), péptido de direccionamiento a mitocondria (mTP) o péptido de señal de la vía secretora (SP). Los puntajes sobre los cuales se basa la predicción final no son realmente probabilidades, y no necesariamente suman uno. Sin embargo, la ubicación con el puntaje más alto es el más probable de acuerdo con TargetP, y la relación entre los puntajes (la clase de confiabilidad) puede ser una indicación de que tan certera es la predicción La clase de confianza (RC) está en el rango de 1 a 5, donde 1 indica la predicción más factible. TargetP se conserva en el servidor de Technical University of Denmark. Para las secuencias que se prevee contienen una pre-secuencia N-terminal, también se puede predecir un potencial sitio de clivaje.
Se seleccionan varios parámetros, tales como grupo de organismo (no planta o planta), conjuntos de límites (ninguno, conjunto de límites predefinido o conjunto de límites especificados por el usuario) y el cálculo de predicción de sitios de clivaje (sí o no).
Se pueden usar muchos otros algoritmos para realizar dichos análisis, incluso: • ChloroP 1 ,1 alojado en el servidor de la Universidad Técnica de Dinamarca; • Protein Prowler Subcellular Localisation Predictor versión 1.2 alojado en el servidor del Institute for Molecular Bioscience, Universidad de Queensland, Brisbane, Australia; · PENCE Proteome Analyst PA-GOSUB 2,5 alojado en el servidor de la Universidad de Alberta, Edmonton, Alberta, Canadá; • TMHMM, alojada en el servidor de la Universidad Técnica de Dinamarca • PSORT (URL: psort.org) • PLOC (Park and Kanehisa, Bioinformatics, 19, 656- 663, 2003). 5.2. Polipéptidos YLD-ZnF TargetP 1.1 predice la ubicación subcelular de proteínas eucariotas. La asignación de ubicación se basa en la presencia que se predice de cualquiera de las pre-secuencias N-terminal: péptido de transito a cloroplasto (cTP), péptido de direccionamiento a mitocondria (mTP) o péptido de señal de la vía secretora (SP). Los puntajes sobre los cuales se basa la predicción final no son realmente probabilidades, y no necesariamente suman uno. Sin embargo, la ubicación con el puntaje más alto es el más probable de acuerdo con TargetP, y la relación entre los puntajes (la clase de confiabilidad) puede ser una indicación de que tan certera es la predicción La clase de confianza (RC) está en el rango de 1 a 5, donde 1 indica la predicción más factible. TargetP se conserva en el servidor de Technical University of Denmark.
Para las secuencias que se prevé que contienen una pre-secuencia N-terminal, también se puede predecir un posible sitio de clivaje.
Se seleccionaron varios parámetros, tales como grupo de organismo (no planta o planta), conjuntos de límites (ninguno, conjunto de límites predefinido o conjunto de límites especificados por el usuario) y el cálculo de predicción de sitios de clivaje (sí o no).
Los resultados del análisis TargetP 1.1 de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 19 se representan en la Tabla D1. Se selecciona el grupo de organismos "planta", no se definen límites y se solicita la longitud prevista del péptido de tránsito. La localización subcelular de la secuencia de polipéptidos como se representa en SEQ ID NO: 2 puede ser la mitocondria.
Tabla D1 : Análisis TargetP 1.1 de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 19. Abreviaturas: Len, Longitud; cTP, Péptido de tránsito a cloroplasto; mTP, Péptido de tránsito a mitocondria, SP, Péptido de señal de la vía secretora, other, otros direccionamientos subcelulares, Loe, Ubicación prevista; RC, Clase de Confiabilidad; TPIen, Longitud del péptido de tránsito previsto.
Nombre Len cTP mTP SP other Loe RC TPIen SEQIDNO:19 199 0,186 0,890 0,001 0,040 M 2 13 límite 0,000 0,000 0,000 0,000 Se pueden usar muchos otros algoritmos para realizar dichos análisis, incluso: • ChloroP 1 ,1 alojado en el servidor de la Universidad Técnica de Dinamarca; · Protein Prowler Subcellular Localisation Predictor versión 1.2 alojado en el servidor del Institute for Molecular Bioscience, Universidad de Queensland, Brisbane, Australia; • PENCE Proteome Analyst PA-GOSUB 2,5 alojado en el servidor de la Universidad de Alberta, Edmonton, Alberta, Canadá; · TMHMM, alojada en el servidor de la Universidad Técnica de Dinamarca • PSORT (URL: psort.org) • PLOC (Park and Kanehisa, Bioinformatics, 19, 1656-1663, 2003). 5.3. Polipéptidos OA TargetP 1.1 predice la ubicación subcelular de proteínas eucariotas. La asignación de ubicación se basa en la presencia que se predice de cualquiera de las pre-secuencias N- terminal: péptido de transito a cloroplasto (cTP), péptido de direccionamiento a mitocondria (mTP) o péptido de señal de la vía secretora (SP). Los puntajes sobre los cuales se basa la predicción final no son realmente probabilidades, y no necesariamente suman uno. Sin embargo, la ubicación con el puntaje más alto es el más probable de acuerdo con TargetP, y la relación entre los puntajes (la clase de confiabilidad) puede ser una indicación de que tan certera es la predicción La clase de confianza (RC) está en el rango de 1 a 5, donde 1 indica la predicción más factible. TargetP se conserva en el servidor de Technical University of Denmark.
Para las secuencias que se prevé que contienen una pre-secuencia N-terminal, también se puede predecir un posible sitio de clivaje.
Se seleccionaron varios parámetros, tales como grupo de organismo (no planta o planta), conjuntos de límites (ninguno, conjunto de límites predefinido o conjunto de límites especificados por el usuario) y el cálculo de predicción de sitios de clivaje (sí o no).
Los resultados del análisis TargetP 1.1 de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 59 se representan en la Tabla D2. Se selecciona el grupo de organismos "planta", no se definen límites y se solicita la longitud prevista del péptido de tránsito. La localización subcelular de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 59 puede ser la mitocondria. SEQ ID NO: 59 se describe como proteína mitocondrial (Guo & Crawford, Plant Cell 17, 3436-3450, 2005) y como proteína plastídica (Flores-Pérez et al., 2008).
Tabla D2: Análisis TargetP 1.1 de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 59. Abreviaturas: Len, Longitud; cTP, Péptido de tránsito a cloroplasto; mTP, Péptido de tránsito a mitocondria, SP, Péptido de señal de la vía secretora, other, otros direccionamientos subcelulares, Lo , Ubicación prevista; RC, Clase de Confiabilidad; TPIen, Longitud del péptido de tránsito previsto.
Nombre Len cTP mTP SP other Loe RC TPlen _: . N0A1 561 0,398 0,779 0,010 0,025 M 4 6 límite 0,000 0,000 0,000 0,000 Se pueden usar muchos otros algoritmos para realizar dichos análisis, incluso: • ChloroP 1 ,1 alojado en el servidor de la Universidad Técnica de Dinamarca; • Protein Prowler Subcellular Localisation Predictor versión 1.2 alojado en el servidor del Institute for Molecular Bioscience, Universidad de Queensland, Brisbane, Australia; • PENCE Proteome Analyst PA-GOSUB 2,5 alojado en el servidor de la Universidad de Alberta, Edmonton, Alberta, Canadá; • TMHMM, alojada en el servidor de la Universidad Técnica de Dinamarca • PSORT (URL: psort.org) • PLOC (Park and Kanehisa, Bioinformatics, 19, 1656-1663, 2003). 5.4. Polipéptidos tipo ASF1 TargetP 1.1 predice la ubicación subcelular de proteínas eucariotas. La asignación de ubicación se basa en la presencia que se predice de cualquiera de las pre-secuencias N-terminal: péptido de transito a cloroplasto (cTP), péptido de direccionamiento a mitocondria (mTP) o péptido de señal de la vía secretora (SP). Los puntajes sobre los cuales se basa la predicción final no son realmente probabilidades, y no necesariamente suman uno. Sin embargo, la ubicación con el puntaje más alto es el más probable de acuerdo con TargetP, y la relación entre los puntajes (la clase de confiabilidad) puede ser una indicación de que tan certera es la predicción La clase de confianza (RC) está en el rango de 1 a 5, donde 1 indica la predicción más factible. TargetP se conserva en el servidor de Technical University of Denmark.
Para las secuencias que se prevé que contienen una pre-secuencia N-terminal, también se puede predecir un posible sitio de clivaje.
Se seleccionan varios parámetros, tales como grupo de organismo (no planta o planta), conjuntos de límites (ninguno, conjunto de límites predefinido o conjunto de límites especificados por el usuario) y el cálculo de predicción de sitios de clivaje (sí o no).
Se pueden usar muchos otros algoritmos para realizar dichos análisis, incluso: • ChloroP 1 ,1 alojado en el servidor de la Universidad Técnica de Dinamarca; • Protein Prowler Subcellular Localisation Predictor versión 1.2 alojado en el servidor del Institute for Molecular Bioscience, Universidad de Queensland, Brisbane, Australia; • PENCE Proteome Analyst PA-GOSUB 2,5 alojado en el servidor de la Universidad de Alberta, Edmonton, Alberta, Canadá; • TMHMM, alojada en el servidor de la Universidad Técnica de Dinamarca • PSO T (URL: psort.org) • PLOC (Park and Kanehisa, Bioinformatics, 19, 1656-1663, 2003).
Ejemplo 6: Predicción de la localización subcelular de las secuencias de polipéptidos útiles para llevar a cabo los métodos de la invención 6.1. Polipéptidos MBF1 del grupo I Los métodos experimentales para la localización de proteínas abarcan desde inmunolocalización hasta marcación de proteínas utilizando una proteína fluorescente verde (GFP) o beta-glucuronidasa (GUS). Dichos métodos para identificar la compartimentación subcelular de los polipéptidos MBF1 del grupo I son bien conocidos en el arte.
Se llevó a cabo la predicción computacional de la localización de proteínas a partir de datos de la secuencia. Entre los algoritmos conocidos por el experto en el arte se encuentran disponibles en ExPASy Proteomics las herramientas albergadas por el Swiss Institute for Bioinformatics, por ejemplo, PSort, TargetP, ChloroP, LocTree, Predotar, LipoP, MITOPROT, PATS, PTS1 , SignalP, TMHMM y otras.
TargetP 1.1 predice la ubicación subcelular de proteínas eucariotas. La asignación de ubicación se basa en la presencia que se predice de cualquiera de las pre-secuencias N-terminal: péptido de transito a cloroplasto (cTP), péptido de direccionamiento a mitocondria (mTP) o péptido de señal de la vía secretora (SP). Los puntajes sobre los cuales se basa la predicción final no son realmente probabilidades, y no necesariamente suman uno. Sin embargo, la ubicación con el puntaje más alto es el más probable de acuerdo con TargetP, y la relación entre los puntajes (la clase de confiabilidad) puede ser una indicación de que tan certera es la predicción La clase de confianza (RC) está en el rango de 1 a 5, donde 1 indica la predicción más factible. TargetP se conserva en el servidor de Technical University of Denmark.
Para las secuencias que se prevé que contienen una pre-secuencia N-terminal, también se puede predecir un posible sitio de clivaje.
Se seleccionaron varios parámetros, tales como grupo del organismo (no planta o planta), conjuntos de límites (ninguno, conjunto de límites predefinido o conjunto de límites especificados por el usuario) y el cálculo de predicción de sitios de clivaje (sí o no).
Los resultados del análisis TargetP 1.1 de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 189 se representan en la siguiente Tabla. Se seleccionó el organismo "planta" y no se definieron límites. La localización subcelular prevista de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 189 no es en el cloroplasto, ni en la mitocondria y ni en la vía secretora, sino con mayor probabilidad en el núcleo.
Tabla que muestra el análisis TargetP 1.1 de la secuencia de polipéptidos representada por SEQ ID NO: 189 Ejemplo 7: Ensayo relacionado con las secuencias de polipéptidos útiles para llevar cabo los métodos de la invención 7.1. Polipéptidos NOA Un ensayo GTPasa para AtNOSI se describe en Moreau et al. (2008). En resumen, se incuban 20 o 40 µ? de proteína AtNOSI con 500 µ? de GTP, 2 mM de MgCI2, 200 mM de KCI en tampón B (50 mM Tris HCI pH 7,5, 150 mM NaCI, 10 % de glicerol y 2 mM de DTT) a 37°C durante la noche. Las muestras se hierven durante 5 minutos para detener la reacción y precipitar las proteínas y luego se centrifugan durante 5 minutos. El sobrenadante se analiza por HPLC de fase inversa en una columna Waters Sunfire Ci8 5 µ? (4,5 ? 250 mm). Los nucleótidos se separan con una condición ¡socrática a 1 ml/min de 100 mM KH2P04 a pH 6,5, 10 mM de bromuro de tetra-butil amonio, 0,2 mM de NaN3 y 7,5 % de acetonitrilo. Las reacciones de control en ausencia de proteínas se analizan con el mismo procedimiento.
Las tasas de hidrólisis GTP se cuantifican al medir la liberación de fosfato [32P] (Majumdar et al., J. Biol. Chem. 279, 40137-40145, 2004). Se preparan reacciones que contienen 1 nM [?-32P]GTP (2 pCi) y cantidades variables de GTP frío en 300 µ? de tampón B complementado con 5 mM de MgCI2 y 200 mM de KCI . Se inicia la reacción mediante la adición de la proteína. En varias ocasiones, se mezclan alícuotas de 50 µ? con 1 mi de carbón vegetal activado (5 % en 50 mM de NaH2P04). Luego de 1 min de centrifugación, se cuentan fosfatos [?32-?] en el sobrenadante en un contador de centelleo líquido. Se marcan los conteos por minuto (cpm) como una función de tiempo para las diferentes concentraciones de GTP. Se llevan a cabo reacciones en ausencia de proteínas para controlar la hidrólisis espontánea. Los valores Vmax y Km se determinan mediante el marcado de la velocidad inicial de hidrólisis GTP (v0) como una función de la concentración del sustrato. Se adecúan curvas a la ecuación v0=(Vmaxx[GTP])/(Km+[GTP]) con software Origin Pro 7.5. 7.2. Polipéptidos MBF1 del grupo I Los polipéptidos MBF1 del grupo I útiles en la realización de los métodos de la presente invención (al menos en su forma nativa) típicamente, pero no necesariamente, tienen actividad reguladora de la transcripción y capacidad para interactuar con otras proteínas. La actividad de unión a ADN y las interacciones proteína-proteína se pueden determinar fácilmente in vitro o in vivo mediante el uso de técnicas conocidas en el arte (por ejemplo, en Current Protocols in Molecular Biology, Volumes 1 and 2, Ausubel et al. (1994), Current Protocols). Los polipéptidos MBF1 del grupo I contienen un dominio hélice-giro-hélice tipo 3.
Asimismo, los polipéptidos MBF1 del grupo I útiles en la realización de los métodos de la invención pueden complementar una cepa mutante de levadura que no tiene actividad MBF1 , como se describe en Tsuda et al. (2004) Plant Cell Physiol 45: 225-231.
Ejemplo 8: Clonación de la secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la invención 8.1. Polipéptidos de la subunidad VI la COX Se amplifica la secuencia de ácidos nucleicos por PCR usando como molde una biblioteca de cADN (en pCMV Sport 6.0; Invitrogen, Paisley, UK). Se realiza PCR usando ADN polimerasa Hifi Taq en condiciones estándar, con 200 ng de molde en 50 µ? de mezcla PCR.
Los cebadores incluyen los sitios AttB para la recombinación Gateway. El fragmento de PCR amplificado se purifica también mediante métodos estándar. Entonces se lleva a cabo la primera etapa del procedimiento Gateway, la reacción BP, durante la cual el fragmento PCR se recombina in vivo con el plásmido pDONR201 para producir, de acuerdo con la terminología de Gateway, un "clon de entrada". El plásmido pDONR201 se compró a Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®.
El clon de entrada que comprende SEQ ID NO: 1 , 3, 5 o 7 luego se usa como en una reacción LR con un vector de destino usado para la transformación de Oryza sativa. Este vector contiene como elementos funcionales dentro de los límites de T-ADN: un marcador seleccionare vegetal; un cásete de expresión del marcador controlable; y un cásete Gateway para la recombinación LR in vivo con la secuencia de ácidos nucleicos de interés ya clonada en el clon de entrada Un promotor GOS2 de arroz (SEQ ID NO: 9) para la expresión especifica de la raíz se ubicó corriente arriba de este cásete de Gateway Después de la etapa de recombinación LR, el vector de expresión resultante pGOS2::subunidad Vlla COX (Figura 1) se transformó en la cepa Agrobacteríum LBA4044 de acuerdo con los métodos conocidos en el arte. 8.2. Polipéptidos YLD-ZnF La secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la invención se amplificó mediante PCR usando como molde una biblioteca de cADN de plántulas de Medicago truncatula hecha a medida (en pCMV Sport 6.0; Invitrogen, Paisley, UK). Se llevó a cabo PCR usando ADN polimerasa Hifi Taq en condiciones estándar, con 200 ng de molde en 50 µ? de mezcla PCR. Los cebadores utilizados fueron prm11653 (SEQ ID NO: 24; sentido, codón de inicio en negrita): 5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggc ttaaacaatgtcggcgttggcgagg-3' y prm11654 (SEQ ID NO: 25; inverso, complementario): 5'- ggggaccactttgtacaagaaagctgggtcccttccaatatctcagtgctaccc-3', que incluye los sitios AttB para la recombinación Gateway. El fragmento de PCR amplificado se purificó también mediante métodos estándar. Entonces se lleva a cabo la primera etapa del procedimiento Gateway, la reacción BP, durante la cual el fragmento PCR se recombinó in vivo con el plásmido pDONR201 para producir, de acuerdo con la terminología de Gateway, un "clon de entrada", pYLD-ZnF. El plásmido pDONR201 se compró a Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®.
El clon de entrada que comprende SEQ ID NO: 18 luego se usó en una reacción LR con un vector de destino usado para la transformación deOr za sativa. Este vector contenía como elementos funcionales dentro de los límites de T-ADN: un marcador seleccionable vegetal; un cásete de expresión del marcador controlable; y un cásete Gateway para la recombinación LR in vivo con la secuencia de ácidos nucleicos de interés ya clonada en el clon de entrada Un promotor GOS2 de arroz (SEQ ID NO: 29) para la expresión especifica constitutiva se ubicó corriente arriba de este cásete de Gateway.
Después de la etapa de recombinación LR, el vector de expresión resultante pGOS2::YLD-ZnF (Figura 5) se transformó en la cepa Agrobacterium LBA4044 de acuerdo con los métodos conocidos en el arte. 8.3. Polipéptidos PKT Se amplifica la secuencia de ácidos nucleicos por PCR usando como molde una biblioteca de cADN (en pCMV Sport 6.0; Invitrogen, Paisley, UK). Se realiza PCR usando ADN polimerasa Hifi Taq en condiciones estándar, con 200 ng de molde en 50 µ? de mezcla PCR. Los cebadores incluyen los sitios AttB para la recombinación Gateway. El fragmento de PCR amplificado se purifica también mediante métodos estándar. Entonces se lleva a cabo la primera etapa del procedimiento Gateway, la reacción BP, durante la cual el fragmento PCR se recombinó in vivo con el plásmido pDONR201 para producir, de acuerdo con la terminología de Gateway, un "clon de entrada". El plásmido pDONR201 se compró a Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®.
El clon de entrada que comprende SEQ ID NO: 51 o SEQ ID NO: 53 luego se usa en una reacción LR con un vector de destino usado para la transformación deOryza sativa. Este vector contiene como elementos funcionales dentro de los límites de T-ADN: un marcador seleccionable vegetal; un cásete de expresión del marcador controlable; y un cásete Gateway para la recombinación LR in vivo con la secuencia de ácidos nucleicos de interés ya clonada en el clon de entrada Un promotor GOS2 de arroz (SEQ ID NO: 55) para la expresión especifica de la raíz se ubicó corriente arriba de este cásete de Gateway Después de la etapa de recombinación LR, el vector de expresión resultante pGOS2::PKT (Figura 6) se transforma en la cepa Agrobacterium LBA4044 de acuerdo con los métodos conocidos en el arte. 8.4. Polipéptidos NOA La secuencia de ácidos nucleicos usada en los métodos de la invención se amplificó mediante PCR usando como molde una biblioteca de cADN de plántulas de Arabidopsis thaliana hecha a medida (en pCMV Sport 6.0; Invitrogen, Paisley, UK). Se llevó a cabo PCR usando ADN polimerasa Hifi Taq en condiciones estándar, usando 200 ng de molde en 50 pl de mezcla PCR. Los cebadores utilizados fueron prm0951 1 (SEQ ID NO: 72; sentido, codón de inicio en negrita): 5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggct taaacaatggcgctacgaacactct-3' y prm09512 (SEQ ID NO: 73; inverso, complementario): 5 -ggggaccactttgtacaagaaagctgggttaagccgatatttttgcatct-3', que incluye los sitios AttB para la recombinación Gateway. El fragmento de PCR amplificado se purificó también mediante métodos estándar. Entonces se lleva a cabo la primera etapa del procedimiento Gateway, la reacción BP, durante la cual el fragmento PCR se recombinó in vivo con el plásmido pDONR201 para producir, de acuerdo con la terminología de Gateway, un "clon de entrada", pNOA. El plásmido pDONR201 se compró a Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®.
El clon de entrada que comprende SEQ ID NO: 58 luego se usó en una reacción LR con un vector de destino usado para la transformación deOryza sativa. Este vector contenía como elementos funcionales dentro de los límites de T-ADN: un marcador seleccionable vegetal; un cásete de expresión del marcador controlable; y un cásete Gateway para la recombinación LR in vivo con la secuencia de ácidos nucleicos de interés ya clonada en el clon de entrada Un promotor GOS2 de arroz (SEQ ID NO: 71) para la expresión especifica constitutiva se ubicó corriente arriba de este cásete de Gateway.
Después de la etapa de recombinación LR, el vector de expresión resultante pGOS2::NOA (Figura 10) se transformó en la cepa Agrobacterium LBA4044 de acuerdo con los métodos conocidos en el arte. 8.5. Polipéptidos tipo ASF1 Se amplificó la secuencia de ácidos nucleicos tipo ASF1 por PCR usando como molde una biblioteca de cADN (en pCMV Sport 6.0; Invitrogen, Paisley, UK). Se llevó a cabo PCR usando ADN polimerasa Hifi Taq en condiciones estándar, con 200 ng de molde en 50 µ? de mezcla PCR. Para la secuencia tipo ASF1 del arroz, los cebadores usados fueron prm41 (SEQ ID NO: 170; sentido, codón de inicio en negrita): 5'-aaaaagcaggctcacaatggagaatgggaaaagagac-3' y prm41x (SEQ ID NO: 171 ; inverso, complementario): 5'-agaaagctgggttggttttaactagttccaccg-3', que incluye los sitios AttB para la recombinación Gateway. El fragmento de PCR amplificado se purificó también mediante métodos estándar. Entonces se llevó a cabo la primera etapa del procedimiento Gateway, la reacción BP, durante la cual el fragmento PCR se recombina in vivo con el plásmido pDONR201 para producir, de acuerdo con la terminología de Gateway, un "clon de entrada", tipo pASF1. El plásmido pDONR201 se compró a Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®.
Para la secuencia tipo ASF1 de Arabidopsis thaliana, los cebadores usados fueron prm41 (SEQ ID NO: 172; sentido, codón de inicio en negrita): 5"-aaaaagcaggctcacaatggagaatgggaaaagagac-3' y prm41x (SEQ ID NO: 173; inverso, complementario): 5 -agaaagctgggttggttttaac tagttccaccg-3'.
El clon de entrada que comprende SEQ ID NO: 134 o SEQ ID NO: 136 luego se usó en una reacción LR con un vector de destino usado para la transformación deOryza sativa. Este vector contenía como elementos funcionales dentro de los límites de T-ADN: un marcador seleccionable vegetal; un cásete de expresión del marcador controlable; y un cásete Gateway para la recombinación LR in vivo con la secuencia de ácidos nucleicos de interés ya clonada en el clon de entrada Un promotor GOS2 de arroz (SEQ ID NO: 174) para la expresión especifica de la raíz se ubicó corriente arriba de este cásete de Gateway Después de la etapa de recombinación LR, el vector de expresión resultante pGOS2::tipo ASF1 (Figura 13) se transformó en la cepa Agrobacterium LBA4044 de acuerdo con los métodos conocidos en el arte. 8.6. Polipéptidos PHDF Se amplifica la secuencia de ácidos nucleicos por PCR mediante el uso, como molde, de una biblioteca de cADN (en pCMV Sport 6.0; Invitrogen, Paisley, UK). Se llevó a cabo PCR usando ADN polimerasa Hifi Taq en condiciones estándar, usando 200 ng de molde en 50 µ? de mezcla PCR. Los cebadores incluyen los sitios AttB para la recombinación Gateway. El fragmento de PCR amplificado se purifica también mediante métodos estándar. Entonces se lleva a cabo la primera etapa del procedimiento Gateway, la reacción BP, durante la cual el fragmento PCR se recombinó in vivo con el plásmido pDONR201 para producir, de acuerdo con la terminología de Gateway, un "clon de entrada". El plásmido pDONR201 se compró a Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®.
El clon de entrada que comprende SEQ ID NO: 175 o SEQ ID NO: 177 luego se usa en una reacción LR con un vector de destino usado para la transformación deOryza sativa. Este vector contiene como elementos funcionales dentro de los límites de T-ADN: un marcador seleccionable vegetal; un cásete de expresión del marcador controlable; y un cásete Gateway para la recombinación LR in vivo con la secuencia de ácidos nucleicos de interés ya clonada en el clon de entrada Un promotor GOS2 de arroz (SEQ ID NO: 181) para la expresión especifica de la raíz se ubicó corriente arriba de este cásete de Gateway Después de la etapa de recombinación LR, el vector de expresión resultante pGOS2::PHDF (Figura 14) se transforma en la cepa Agrobacterium LBA4044 de acuerdo con los métodos conocidos en el arte. 8.7. Polipéptidos MBF1 del grupo I A menos que se indique de otro modo, las técnicas de ADN recombinante se realizaron de acuerdo con los protocolos estándar descritos en (Sambrook (2001) Molecular Cloning: a laboratory manual, 3rd Edition Cold Spring Harbor Laboratory Press, CSH, New York) o en los Volúmenes 1 y 2 de Ausubel et al. (1994), Current Protocols in Molecular Biology, Current Protocols. Los materiales y métodos estándar para trabajo molecular en plantas se describen en Plant Molecular Biology Labfax (1993) by R.D.D. Croy, published by BIOS Scientific Publications Ltd (UK) y Blackwell Scientific Publications (UK).
Los siguientes cebadores, que incluyen los sitios AttB para la recombinación Gateway, se usaron para la amplificación PCR, usando como molde un banco de cADN construido con ARN de plantas en diferentes etapas del desarrollo: SEQ ID NO: 255 prm09335 directo para SEQ ID NO: 188 y SEQ ID NO: 190 Ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttaaacaatggccggaattggac SEQ ID NO. 256 prm09336 inverso para SEQ ID NO: 188 , ggggaccactttgtacaagaaagctgggttgttgttacctttaagagctttg SEQ ID NO: 257 prm09337 inverso para SEQ ID NO: 190 Ggggaccactttgtacaagaaagctgggtagaacttggctcacttctttc SEQ ID NO: 258 prm 10242 directo para SEQ ID NO: 194 ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttaaacaatggctgggattgg.ee SEQ ID NO: 259 prm 0243 inverso para SEQ ID NO: 194 Ggggaccactttgtacaagaaagctgggtgtaaggcaaatagacagggct SEQ ID NO: 260 prm10244 directo para SEQ ID NO: 192 Ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttaaacaatgtcaggtctaggccatatt SEQ ID NO: 261 prm10245 inverso para SEQ ID NO: 192 ggggaccactttgtacaagaaagctgggtattaggtcttcatttcttgcc Se llevó a cabo PCR mediante el uso de ADN polimerasa Hifi Taq en condiciones estándar. Se amplificó y purificó un fragmento PCR de la longitud prevista (incluso sitios attB) también mediante métodos estándar. Entonces se llevó a cabo la primera etapa del procedimiento Gateway, la reacción BP, durante la cual el fragmento PCR se recombinó in vivo con el plásmido pDONR201 para producir, de acuerdo con la terminología de Gateway, un "clon de entrada". El plásmido pDONR201 se compró a Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®.
El clon de entrada que comprende SEQ ID NO: 188 o SEQ ID NO: 190 o SEQ ID NO: 192 o SEQ ID NO: 194 de modo subsiguiente se usó en una reacción LR con un vector de destino usado para la transformación óeOryza sativa. Este vector contenía como elementos funcionales dentro de los límites de T-ADN: un marcador seleccionable vegetal; un cásete de expresión del marcador controlable; y un cásete Gateway para la recombinación de LR in vivo con la secuencia de ácidos nucleicos de interés ya clonada en el clon de entrada Un promotor constitutivo del arroz (SEQ ID NO: 253 o SEQ ID NO: 254) para la expresión constitutiva se ubicó corriente arriba de este cásete de Gateway Luego de la etapa de recombinación LR, el vector de expresión resultante pConstitutivo:: MBF1 del grupo I (donde pConstitutivo es cualquiera de SEQ ID NO: 253 o SEQ ID NO: 254; donde MBF1 del grupo I es cualquiera de SEQ ID NO. 188 o SEQ ID NO: 190 o SEQ ID NO: 192 o SEQ ID NO: 194; Figura 18) para la expresión constitutiva, se transformó en la cepa Agrobacterium LBA4044 de acuerdo con los métodos conocidos en el arte.
Ejemplo 9: Transformación de plantas Transformación de arroz El Agrobacteríum que contiene el vector de expresión se utilizó para transformar plantas de Oryza sativa. Se quitaron las cáscaras de las semillas secas maduras del cultivar de arroz japonés Nipponbare. Se realizó la esterilización mediante la incubación durante un minuto en 70% de etanol, seguido por 30 minutos en 0,2% de HgCI2, seguido por 6 lavados de 15 minutos con agua destilada estéril. Las semillas estériles luego se germinaron en un medio que contiene 2,4-D (medio de inducción de callos). Después de la incubación en la oscuridad durante cuatro semanas, se extrajeron callos embriogénicos, derivados de escutelo, y se propagaron en el mismo medio. Después de dos semanas, los callos se multiplicaron o se propagaron por subcultivo en el mismo medio durante otras 2 semanas. Las piezas de callos embriogénicos se subcultivaron en medio fresco 3 días antes del cocultivo (para estimular la actividad de división celular).
La cepa LBA4404 de Agrobacteríum que contiene el vector de expresión se utilizó para el cocultivo. Se inoculó Agrobacteríum en un medio AB con los antibióticos apropiados y se cultivó durante 3 días a 28°C. Luego se recogieron las bacterias y se suspendieron en un medio de cocultivo líquido a una densidad (OD60o) de alrededor de 1. La suspensión luego se transfirió a una placa de Petri y se sumergen los callos en la suspensión durante 15 minutos. Los tejidos de los callos luego se secaron en un papel de filtro y se transfirieron a un medio de cocultivo solidificado, y se incubaron durante 3 días en la oscuridad a 25 °C. Los callos cocultivados se cultivaron en un medio que contiene 2,4-D durante 4 semanas en la oscuridad a 28 °C en presencia de un agente de selección. Durante este período, se desarrollan islas de callos resistentes que crecen rápidamente. Después de transferir este material a un medio de regeneración e incubación a la luz, se liberó el potencial embriogénico y se desarrollaron brotes en las siguientes cuatro a cinco semanas. Se retiraron los brotes de los callos y se incubaron durante 2 a 3 semanas en un medio que contenía auxina, desde el cual se transfirieron al suelo. Los brotes endurecidos se cultivaron en condiciones de alta humedad y días cortos en un invernadero.
Se generaron aproximadamente 35 transformantes de arroz TO independientes para una construcción. Los transformantes primarios se transfirieron de una cámara de cultivo de tejidos a un invernadero. Después de un análisis de PCR cuantitativo para verificar la cantidad de copias del inserto de T-ADN, sólo se conservaron las plantas transgénicas de única copia que presentan tolerancia al agente de selección para cosechar la semilla T1. Las semillas luego se cosecharon de tres a cinco meses después del transplante. El método produjo transformantes de único locus en una proporción de más de 50 % (Aldemita and Hodges1996, Chan et al. 1993, Hiei et al. 1994).
Transformación de maíz La transformación del maíz (Zea mays) se realiza con una modificación del método descrito por Ishida et al. (1996) Nature Biotech 14(6): 745-50. La transformación depende del genotipo en el maíz y sólo genotipos específicos pueden ser transformados y regenerados. La línea endogámica A188 (Universidad de Minnesota) o los híbridos con A188 como progenitor son buenas fuentes de material donante para la transformación, pero también se pueden usar exitosamente otros genotipos. Las espigas se cosechan de la planta de maíz aproximadamente 11 días después de la polinización (DAP) cuando el embrión inmaduro tiene una longitud de alrededor de 1 a 1 ,2 mm. Los embriones inmaduros se cocultivan con Agrobacterium tumefaciens que contiene el vector de expresión, y las plantas transgénicas se recuperan por medio de organogénesis. Los embriones extraídos se cultivan en medio de inducción de callos, luego en medio de regeneración de maíz, que contiene el agente de selección (por ejemplo, imidazolinona, pero se pueden utilizar varios marcadores de selección). Las placas de Petri se incuban a la luz a 25 °C durante 2-3 semanas o hasta que se desarrollan los brotes. Los brotes verdes se transfieren de cada embrión al medio de enraizamiento de maíz y se incuban a 25 °C durante 2-3 semanas, hasta que se desarrollan las raíces. Los brotes con raíces se transplantan a suelo en el invernadero. Las semillas T1 se producen a partir de plantas que exhiben tolerancia al agente de selección y que contienen una única copia del inserto de T-ADN.
Transformación de trigo La transformación del trigo se realiza con el método descrito por Ishida et al. (1996) Nature Biotech 14(6): 745-50. El cultivar Bobwhite (disponible de CIMMYT, Méjico) se utiliza comúnmente en la transformación. Los embriones inmaduros se cocultivan con Agrobacterium tumefaciens que contiene el vector de expresión y las plantas transgénicas se recuperan por medio de organogénesis. Después de la incubación con Agrobacterium, los embriones se cultivan in vitro en medio de inducción de callos, luego en medio de regeneración, que contiene el agente de selección (por ejemplo, imidazolinona, pero se pueden utilizar varios marcadores de selección). Las placas de Petri se incuban a la luz a 25 °C durante 2-3 semanas o hasta que se desarrollan los brotes. Los brotes verdes se transfieren de cada embrión al medio de enraizamiento y se incuban a 25 °C durante 2-3 semanas, hasta que se desarrollan las raíces. Los brotes con raíces se transplantan a suelo en el invernadero. Las semillas T1 se producen a partir de plantas que exhiben tolerancia al agente de selección y que contienen una única copia del inserto de T-ADN.
Transformación de soja La soja se transforma de acuerdo con una modificación del método descrito en la patente US 5.164.310 de Texas A&M. Diversas variedades de soja comercial son susceptibles de transformación con este método. El cultivar Jack (disponible de Illinois Seed foundation) se utiliza comúnmente para la transformación. Las semillas de soja se esterilizan para la siembra in vitro. Se extraen el hipocotilo, la radícula y un cotiledón de plántulas jóvenes de siete días. El epicotilo y el cotiledón restante se cultivan adicionalmente para que desarrollen nodulos axilares. Estos nodulos axilares se extraen y se incuban con Agrobacterium tumefaciens que contiene el vector de expresión. Después del tratamiento de cocultivo, los explantes se lavan y se transfieren al medio de selección. Se extraen los brotes regenerados y se los coloca en un medio de alargamiento de brotes. Los brotes cuya longitud no excede 1 cm se colocan en medio de enraizamiento hasta que se desarrollan las raíces. Los brotes con raíces se transplantan a suelo en el invernadero. Las semillas T1 se producen a partir de plantas que exhiben tolerancia al agente de selección y que contienen una única copia del inserto de T-ADN.
Transformación de colza/canola Los pecíolos cotiledonarios y los hipocotilos de plántulas jóvenes de 5-6 días se utilizan como explantes para el cultivo de tejido y se transforman de acuerdo con Babic et al. (1998, Plant Cell Rep 17: 183-188). El cultivar comercial Westar (Agriculture Canadá) es la variedad estándar usada para la transformación, pero también se pueden utilizar otras variedades. Las semillas de cañóla se esterilizan en superficie para la siembra in vitro. Los explantes de pecíolos cotiledonarios con el cotiledón unido se extraen de las plántulas in vitro y se inoculan con Agrobacterium (que contiene el vector de expresión) sumergiendo el extremo cortado del explante del pecíolo en la suspensión bacteriana. Los explantes luego se cultivan durante 2 días en medio MSBAP-3 que contiene 3 mg/l de BAP, 3 % de sacarosa, 0,7 % de Phytagar a 23 °C, 16 hs de luz. Después de dos días de cocultivo con Agrobacterium, los explantes de pecíolos se transfieren a medio MSBAP-3 que contiene 3 mg/l de BAP, cefotaxima, carbenicilina o timentina (300 mg/l) durante 7 días, y luego se cultivan en medio MSBAP-3 con cefotaxima, carbenicilina o timentina y agente de selección hasta la regeneración de los brotes. Cuando los brotes tienen 5 - 10 mm de longitud, se los corta y transfiere a medio de alargamiento de brotes (MSBAP-0,5, que contiene 0,5 mg/l de BAP). Los brotes de alrededor de 2 cm de longitud se transfieren al medio de enraizamiento (MSO) para la inducción de raíces. Los brotes con raíces se transplantan a suelo en el invernadero. Las semillas T1 se producen a partir de plantas que exhiben tolerancia al agente de selección y que contienen una única copia del inserto de T-ADN.
Transformación de alfalfa Se transforma un clon regenerador de alfalfa (Medicago sativa) con el método de (McKersie et al., 1999 Plant Physiol 119: 839-847). La regeneración y transformación de alfalfa dependen del genotipo y, por lo tanto, se requiere una planta regeneradora. Se han descrito métodos para obtener plantas regeneradoras. Por ejemplo, éstas se pueden seleccionar del cultivar Rangelander (Agriculture Canadá) o de cualquier otra variedad de alfalfa comercial como describen Brown DCW y A Atanassov (1985. Plant Cell Tissue Organ Culture 4: 1 l il i 2). Alternativamente, se seleccionó la variedad RA3 (Universidad de Wisconsin) para utilizar en el cultivo de tejidos (Walker et al., 1978 Am J Bot 65:654-659). Los explantes de pecíolos se cocultivan, durante la noche, con un cultivo de Agrobacterium tumefaciens C58C1 pMP90 (McKersie et al., 1999 Plant Physiol 119: 839-847) o LBA4404 que contiene el vector de expresión. Los explantes se cocultivan durante 3 días en la oscuridad en medio de inducción SH que contiene 288 mg/L de Pro, 53 mg/L de tioprolina, 4,35 g/L de K2S04 y 100 pm de acetosiringinona. Los explantes se lavan en medio Murashige-Skoog de concentración media (Murashige and Skoog, 1962) y se colocan en placas en el mismo medio de inducción SH sin acetosiringinona pero con un agente de selección adecuado y antibiótico adecuado para inhibir el crecimiento de Agrobacterium. Después de varias semanas, los embriones somáticos se transfieren a medio de desarrollo BOÍ2Y que no contiene reguladores del crecimiento, ni antibióticos y 50 g/L de sacarosa. Posteriormente, los embriones somáticos se germinan en medio Murashige-Skoog de concentración media. Las plántulas con raices se transplantan a macetas y se cultivan en un invernadero. Las semillas T1 se producen a partir de plantas que exhiben tolerancia al agente de selección y que contienen una única copia del inserto de T-ADN.
Transformación de algodón El algodón se transforma utilizando Agrobacterium tumefaciens de acuerdo con el método descrito en US 5.159.135. Las semillas de algodón se esterilizan en superficie en 3% de solución de hipoclorito de sodio durante 20 minutos y se lavan en agua destilada con 500 pg/ml de cefotaxima. Luego se transfieren las semillas al medio SH con 50 pg/ml de benomilo para la germinación. Se extraen los hipocotilos de las plántulas que tienen de 4 a 6 días, se los corta en trozos de 0,5 cm y se los coloca en 0,8% de agar. Se utiliza una suspensión de Agrobacterium (aprox. 108 células por mi, diluidas de un cultivo de toda la noche transformado con el gen de interés y marcadores de selección adecuados) para la inoculación de los explantes de hipocotilos. Luego de 3 días a temperatura ambiente y luz, los tejidos se transfieren a un medio sólido (1 ,6 g/l de Gelrite) con sales Murashige y Skoog con vitaminas B5 (Gamborg et al., Exp. Cell Res. 50:151-158 (1968)), 0,1 mg/l de 2,4-D, 0,1 mg/l de 6-furfurilaminopurina y 750 pg/ml de MgCL2, y con 50 a 100 pg/ml de cefotaxima y 400-500 pg/ml de carbenicilina para eliminar las bacterias residuales. Se aislan las líneas celulares individuales luego de dos a tres meses (con subcultivos cada cuatro a seis semanas) y se cultivan adicionalmente en un medio selectivo para la amplificación del tejido (30°C, fotoperíodo de 16 hs). Posteriormente, los tejidos transformados se cultivan adicionalmente en medio no selectivo durante 2 a 3 meses para que se generen embriones somáticos. Los embriones de aspecto saludable de al menos 4 mm de longitud se transfieren a tubos con medio SH en vermiculita fina, suplementado con 0,1 mg/l de ácido indol acético, 6 furfurilaminopurina y ácido giberélico. Los embriones se cultivan a 30°C con un fotoperíodo de 16 hs, y los plantines en la etapa de 2 a 3 hojas se transfieren a macetas con vermiculita y nutrientes. Las plantas se vuelven más resistentes y posteriormente se las transfiere al invernadero para continuar el cultivo.
Ejemplo 10: Procedimiento de evaluación fenotípica 10.1 Preparación de la evaluación Se generan aproximadamente 35 transformantes de arroz T0 independientes. Los transformantes primarios se transfieren de una cámara de cultivo de tejidos a un invernadero para el cultivo y la cosecha de la semilla T1. Se retienen seis eventos, de los cuales la progenie de T1 segregó 3:1 para la presencia/ausencia del transgen. Para cada uno de estos eventos, se seleccionan aproximadamente 10 plántulas T1 que contienen el transgen (hetero— y homocigotas) y aproximadamente 10 plántulas T1 que no tienen el transgen (nulicigotas) monitoreando la expresión del marcador visual. Las plantas transgénicas y los correspondientes nulicigotas se cultivan lado a lado en posiciones al azar. Las condiciones del invernadero son de días cortos (12 horas de luz), 28°C a la luz y 22°C en la oscuridad y humedad relativa de 70%.
Se evaluaron adicionalmente cuatro eventos T1 en la generación de T2 siguiendo el mismo procedimiento de evaluación que para la generación T1 pero con más individuos por evento. Desde la etapa de siembra hasta la etapa de madurez, las plantas se pasan varias veces a través de un gabinete de formación de imágenes digitales. En cada punto de tiempo se toman imágenes digitales (2048x1536 píxeles, 16 millones de colores) de cada planta desde por lo menos 6 ángulos diferentes.
Control de sequía Se cultivaron plantas de semillas T2 en tierra para maceta en condiciones normales hasta que alcanzaron la etapa de espigazón. Luego se las transfirió a una sección "seca" donde dejaron de recibir irrigación. Se insertaron sondas de humedad en macetas elegidas aleatoriamente para controlar el contenido de agua en el suelo (SWC). Cuando el SWC es inferior a cierto umbral, las plantas se riegan nuevamente de forma automática y continua hasta alcanzar de nuevo un nivel normal. A continuación, las plantas se transfieren nuevamente a condiciones normales. El resto del proceso de cultivo (maduración de la planta, cosecha de semillas) fue igual que para las plantas no cultivadas en condiciones de estrés abiótico. Los parámetros de crecimiento y rendimiento se registraron tal como se detalló para el crecimiento en condiciones normales.
Control de la eficiencia en el uso de nitrógeno Se cultivan las plantas de arroz de semillas T2 en tierra para maceta en condiciones normales excepto por la solución de nutrientes. Las macetas se riegan, desde que son transplantadas hasta su maduración, con una solución de nutrientes específica con contenido reducido de nitrógeno (N) N, usualmente de 7 a 8 veces menos. El resto del proceso de cultivo (maduración de la planta, cosecha de semillas) fue igual que para las plantas no cultivadas en condiciones de estrés abiótico. Los parámetros de crecimiento y rendimiento se registraron tal como se detalló para el crecimiento en condiciones normales.
Control de estrés salino Se cultivan plantas en un substrato hecho de fibras de coco y argex (proporción de 3 a 1). Se utiliza una solución normal de nutrientes durante las primeras dos semanas luego de transplantar los plantines al invernadero. Luego de las dos primeras semanas, se añaden 25 mM de sal (NaCI) a la solución de nutrientes hasta que se cosechan las plantas. Luego se midieron los parámetros relacionados con las semillas. 10.2 Análisis estadístico: Prueba F Se utilizó ANOVA (análisis de variantes) de dos factores como modelo estadístico para la evaluación general de las características fenotípicas de la planta. Se realizó una prueba F en todos los parámetros medidos de todas las plantas de todos los eventos transformados con el gen de la presente invención. La prueba F se realizó para controlar el efecto del gen sobre todos los eventos de transformación y para verificar el efecto general del gen, también conocido como efecto global del gen. El umbral de significancia para un efecto global y verdadero del gen se fijó en un nivel de probabilidad de 5% para la prueba F. Un valor significativo de la prueba F indica un efecto del gen, lo cual significa que no es sólo la simple presencia o posición del gen lo que causa las diferencias en el fenotipo. 10.3 Parámetros medidos Medición de parámetros relacionados con la biomasa Desde la etapa de siembra hasta la etapa de madurez, las plantas se pasaron varias veces a través de un gabinete de formación de imágenes digitales. En cada punto de tiempo se tomaron imágenes digitales (2048x1536 pixeles, 16 millones de colores) de cada planta desde por lo menos 6 ángulos diferentes.
Se determinó el área aérea de la planta (o biomasa del follaje) contando la cantidad total de pixeles en las imágenes digitales de las partes aéreas de las plantas diferenciadas del fondo. Este valor se promedió para las fotos tomadas en el mismo punto de tiempo desde los diferentes ángulos y se convirtió a un valor de superficie física expresado en mm cuadrados por calibración. Los experimentos muestran que el área aérea de la planta medida de este modo se correlaciona con la biomasa de las partes aéreas de la planta. El área aérea es el área medida en el punto de tiempo en el cual la planta ha alcanzado su máxima biomasa de follaje. El vigor temprano es el área aérea de la planta (plántula) tres semanas posteriores a la germinación. El aumento en la biomasa de la raíz se expresa como un aumento en la biomasa total de la raíz (medida como la biomasa máxima de las raíces observada durante el ciclo de vida de una planta); o como un aumento en el índice de raíz/brote (medido como la relación entre la masa de la raíz y la masa del brote durante el período de crecimiento activo de la raíz y del brote).
El vigor temprano se determinó contando la cantidad total de píxeles de las partes aéreas de las plantas diferenciadas del fondo. Este valor se promedió para las fotos tomadas en el mismo punto de tiempo desde los diferentes ángulos y se convirtió a un valor de superficie física expresado en mm cuadrados por calibración. Los resultados descritos más adelante son para plantas tres semanas después de la germinación.
Medición de parámetros relacionados con la semilla Las panículas primarias maduras se cosecharon, se contaron, se embolsaron, se rotularon con códigos de barras y luego se secaron durante tres días en un horno a 37°C. Luego se trillaron las panículas, y se recogieron y contaron todas las semillas. Las cáscaras llenas se separaron de las vacías con un dispositivo de soplado de aire. Las cáscaras vacías se descartaron y la fracción restante se contó nuevamente. Las cáscaras llenas se pesaron en una balanza analítica. La cantidad de semillas llenas se determinó contando la cantidad de cáscaras llenas que permanecieron después de la etapa de separación. El rendimiento total de las semillas se midió pesando todas las cáscaras llenas cosechadas de una planta. La cantidad total de semillas por planta se midió contando la cantidad de cáscaras cosechadas de una planta. El peso de mil granos (TKW) se extrapola a partir de la cantidad de semillas llenas contadas y su peso total. El índice de cosecha (Hl) en la presente invención se define como la relación entre el rendimiento total de la semilla y el área aérea (mm2), multiplicado por un factor 106. La cantidad total de flores por panículo, como se define en la presente invención, es la relación entre la cantidad total de semillas y la cantidad de panículos primarios maduros. La tasa de llenado de semilla, como se define en la presente invención, es la proporción (expresada como %) de la cantidad de semillas llenas con respecto a la cantidad total de semillas (o florcillas).
Ejemplo 11: Resultados de la evaluación fenotípica de las plantas transgénicas 11.1. Polipéptidos YLD-ZnF Las plantas de arroz transgénicas que expresan un ácido nucleico YLD-ZnF y se cultivan en condiciones sin estrés mostraron mayor rendimiento de semilla, en particular mayor peso de mil granos. Cuatro de seis líneas tienen un mayor T W total de 3,2% con un valor p de 0,0000. Además, cuando se cultivan con limitación de nitrógeno, las plantas transgénicas de arroz que expresan un ácido nucleico YLD-ZnF mostraron mayor vigor temprano: dos de las seis líneas evaluadas tuvieron un aumento promedio de 8,2% (valor p 0,017). 11.2. Polipéptidos NOA La evaluación de plantas transgénicas de arroz que expresan un ácido nucleico NOA en condiciones sin estrés mostró mayor rendimiento en comparación con las plantas de control. Se observó un aumento total de 7,5% en el peso total de las semillas (valor p < 0,05) para las plantas de generación T1 , y este aumento de rendimiento se observó nuevamente para las plantas T2 (9,2% de aumento total en el peso total de las semillas, valor p= 0,05). Además, también se observó un incremento de la biomasa aérea, índice de cosecha y peso de mil granos, en la cantidad de semillas llenas y en la cantidad de flores por panícula. 1 .3. Polipéptidos tipo ASF1 A continuación se presentan los resultados de la evaluación de las plantas transgénicas de arroz que expresan un ácido nucleico tipo ASF1 del arroz o Arabidopsis thaliana en condiciones sin estrés. Se muestra un porcentaje de diferencia entre las plantas transgénicas en comparación con las nulas (control).
Secuencia tipo ASF1 del arroz Secuencia tipo ASF1 de Arabidopsis thaliana Los resultados anteriores para la secuencia tipo ASF1 de Arabidopsis thaliana es para la generación T1. Se observaron resultados comparables en la generación T2, que además incluye una tendencia positiva al índice de verdor. 11.4. Polipéptidos MBF1 del grupo I Los resultados de la evaluación de las plantas transgénicas de arroz de la generación T1 o T2 que expresan una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, bajo el control de un promotor constitutivo, y cultivadas en condiciones normales de crecimiento, se presentan en la siguiente Tabla E1.
Tabla E1 : Resultados de la evaluación de las plantas transgénicas de arroz de la generación T1 o T2 que expresan la secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, bajo el control de un promotor para la expresión constitutiva, y cultivadas en condiciones normales de crecimiento.
Los resultados de la evaluación de las plantas transgénicas de arroz de la generación T1 o T2 que expresan una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, bajo el control de un promotor constitutivo, y cultivadas en condiciones de disponibilidad reducida de nutrientes, se presentan en la siguiente Tabla E2.
Tabla E2: Resultados de la evaluación de las plantas transgénicas de arroz de la generación T1 o T2 que expresan la secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido MBF1 del grupo I, bajo el control de un promotor para la expresión constitutiva, y cultivadas en condiciones de disponibilidad reducida de nutrientes.
Secuencia de ácidos Secuencia Parámetros positivos nucleicos promotora SEQ ID NO: 190 SEQ ID NO: 253 Vigor temprano, biomasa aérea, cantidad de panículas primarias SEO. ID NO: 194 SEQ ID NO: 253 Vigor temprano, biomasa aérea, cantidad de panículas primarias

Claims (16)

  1. REIVINDICACIONES Un método para mejorar los rasgos relacionados con el rendimiento en plantas en relación con las plantas de control, caracterizado porque comprende modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF, en donde dicho polipéptido YLD-ZnF comprende un dominio zf-DNL. Método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho polipéptido YLD-ZnF comprende uno o más de los siguientes motivos: (i) Motivo 1, SEQ ID NO: 3, (ii) Motivo 2, SEQ ID NO: 4, (iii) Motivo 3, SEQ ID NO: 5, (iv) Motivo 4, SEQ ID NO: 6. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha expresión modulada se lleva a cabo mediante la introducción y expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF codifica cualquiera de las proteínas enumeradas en la Tabla A o es una porción de dicho ácido nucleico, o un ácido nucleico capaz de hibridarse con dicho ácido nucleico. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicha secuencia de ácidos nucleicos codifica un ortólogo o parálogo de cualquiera de la proteínas indicadas en la Tabla A2. Método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento comprenden mayor rendimiento, preferentemente mayor rendimiento de semilla y/o mayor vigor temprano en relación con las plantas de control. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento se obtienen en condiciones sin estrés. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dichos rasgos mejorados relacionados con el rendimiento se obtienen en condiciones de deficiencia de nitrógeno. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque dicho ácido nucleico está ligado operativamente a un promotor constitutivo, preferentemente a un promotor GOS2, con máxima preferencia a un promotor GOS2 del arroz. 10. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicho ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF es de origen vegetal, preferentemente de una planta dicotiledónea, con mayor preferencia de la familia Fabaceae, con mayor preferencia del género Medicago, con máxima preferencia de Medicago truncatula. 11. Planta o parte de ésta, incluso semillas, caracterizada porque se puede obtener mediante un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde dicha planta o parte de ésta comprende un ácido nucleico recombinante que codifica un polipéptido YLD-ZnF. 12. Constructo caracterizado porque comprende: (iv) ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF como se define en las reivindicaciones 1 o 2; (v) una o más secuencias de control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácidos nucleicos de (a); y opcionalmente (vi) una secuencia de la terminación de la transcripción. 13. Constructo de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque una de dichas secuencias de control es un promotor constitutivo, preferentemente un promotor GOS2, con máxima preferencia un promotor GOS2 del arroz. 14. Uso de un constructo de acuerdo con la reivindicación 12 o 13 caracterizado porque se aplica en un método para producir plantas que tienen mayor rendimiento, en particular mayor rendimiento de semillas y/o mayor vigor temprano en relación con las plantas de control. 15. Planta, parte de planta o célula vegetal caracterizada porque ha sido transformada con un constructo de acuerdo con la reivindicación 12 o 13. 16. Método para la producción de una planta transgénica que tiene mayor rendimiento, en particular mayor biomasa y/o mayor rendimiento de semillas en relación con las plantas de control, caracterizado porque comprende: (i) introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF como se define en la reivindicación 1 o 2; y (ii) cultivar la célula vegetal en condiciones que promuevan el desarrollo y el crecimiento de la planta. Planta transgénica que tiene mayor rendimiento, en particular mayor rendimiento de semillas y/o mayor vigor temprano, en relación con las plantas de control, caracterizada porque que es el resultado de la expresión modulada de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF como se define en la reivindicación 1 o 2, o una célula vegetal transgénica derivada de dicha planta transgénica. Planta transgénica de acuerdo con la reivindicación 11 , 15 o 17, o una célula vegetal transgénica derivada de ésta, caracterizada porque dicha planta es una planta de cultivo o una monocotiledónea o un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, triticale, sorgo, emmer, espelta, sécale, trigo einkorn, teff, sorgo milo y avena. Partes cosechables de una planta de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizadas porque dichas partes cosechables son preferentemente biomasa de brote y/o semillas. Productos caracterizados porque son derivados de una planta de acuerdo con la reivindicación 18 y/o de partes cosechables de una planta de acuerdo con la reivindicación 19. Uso de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF caracterizado porque es para aumentar el rendimiento, en particular para aumentar el rendimiento de semillas y/o el vigor temprano en plantas, en relación con las plantas de control. RESUMEN Métodos para mejorar: la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de la subunidad Vlla de citocromo c oxidasa (COX) (subunidad Vlla COX); varias características de crecimiento de la planta mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido YLD-ZnF; la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica una PKT (proteína quinasa con repetición TPR); varias características de crecimiento de la planta mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido NOA (asociado a óxido nítrico); varios rasgos relacionados con el rendimiento en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un polipéptido tipo factor de anti-silenciamiento 1 (ASF1); la tolerancia al estrés abiótico en plantas mediante la modulación de la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica un dedo del homeodominio de la planta (PHDF); y para aumentar varios rasgos relacionados con el rendimiento de las plantas mediante el aumento de la expresión en una planta de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido del factor 1 de unión a multiproteínas (MBF1 ) del grupo I; La invención también provee constructos útiles en los métodos de la invención, secuencias de ácidos nucleicos, constructos de ácidos nucleicos, vectores y plantas que contienen dichas secuencias de ácidos nucleicos.
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