MXPA06010701A - Plantas que tienen caracteristicas de crecimiento mejoradas y metodo para generar las mismas. - Google Patents

Plantas que tienen caracteristicas de crecimiento mejoradas y metodo para generar las mismas.

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Valerie Frankard
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Abstract

La presente invencion se refiere a un metodo para mejorar las caracteristicas de crecimiento de las plantas introduciendo y expresando en las plantas un acido nucleico que codifica una proteina S3a. La invencion tambien se refiere a plantas transgenicas que tienen introducido en las mismas un acido nucleico que codifica una proteina S3a, las cuales plantas tienen caracteristicas de crecimiento mejoradas con relacion a las plantas del tipo silvestre correspondientes. La presente invencion tambien se refiere a los constructos utiles en los metodos de la invencion.

Description

PLANTAS QUE TIENEN CARACTERÍSTICAS DE CRECIMIENTO MEJORADAS Y MÉTODO PARA GENERAR LAS MISMAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de manera generar al campo de la biología molecular y tiene que ver con un método para mejorar las características de crecimiento de las plantas. Más específicamente, la presente invención se refiere a un método para mejorar las características de crecimiento de las plantas, en particular el rendimiento, introduciendo y expresando en las plantas ácidos nucleicos que codifican una proteína ribosómica de subunidades pequeñas (S3a) . La presente invención también se refiere a plantas que tienen introducido en estas un ácido nucleico que codifica la S3a, las cuales plantas tienen características de crecimiento mejoradas con relación a las plantas del tipo silvestre correspondientes. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La población mundial cada vez mayor y el suministro de tierra cultivable cada vez más pequeño para la agricultura, incentiva la investigación agrícola hacia mejorar la eficiencia de la agricultura. Los medios convencionales para el cultivo y las mejoras hortícolas utilizan técnicas de reproducción selectiva para identificar las plantas que tienen características deseables. Sin embargo, tales técnicas de reproducción tienen varias desventajas, principalmente que estas técnicas típicamente son laboriosas y resultan en plantas que frecuentemente contienen componentes genéticos heterogéneos que pueden no resultar en los rasgos deseables que son pasados de las plantas progenitoras . Los avances en la biología molecular han permitido a la humanidad modificar el germoplasma de animales y plantas. La ingeniería genética de las plantas conlleva el aislamiento y la manipulación del material genético, típicamente en forma de ADN y ARN) y la introducción subsecuente de ese material genético en las plantas. Tal tecnología tiene la capacidad de suministrar cultivos y plantas que tienen varios rasgos económicos, agronómicos u hortícolas mejorados. Un rasgo de interés económico particular es el rendimiento. El rendimiento se define normalmente como la producción mesurable de valor económico de un cultivo. Esto se puede definir en términos de cantidad y/o calidad. El rendimiento depende directamente de varios factores, por ejemplo, el número, el tamaño y los órganos, la arquitectura de las plantas (por ejemplo, el número de ramas), la producción de semillas y más. El desarrollo de raíces, la asimilación de nutrientes y la resistencia a la tensión también son factores importantes para determinar el rendimiento . El rendimiento del cultivo se puede aumentar optimizando uno de los factores antes mencionados.
Una descripción de la vía de ensamblaje de ribosomas surgió del análisis de gradiente de sacarosa a principio de los años 1970. Estos estudios identifican tres partículas pre-ribosómicas. Una partícula temprana 90S (?S' es la velocidad de sedimentación) se procesa posteriormente en los pre-ribosomas 66S y 43S, los precursores de las subunidades 60S y 40S maduras, respectivamente. La subunidad 60S, después del procesamiento se compone del ARN ribosómico 25S, 5.8S y 5S. Varias proteínas habrán interactuado a lo largo del proceso de maduración para dar la estructura final. La subunidad 4OS se compone de un ARN ribosómico 18S, y otra ves varias proteína habrán interactuado antes que el complejo maduro este listo. Este ensamblaje de dos subunidades en un complejo grande en el cual la subunidad pequeña 4OS se une al ARNm y los ARNts, en tanto que la subunidad grande cataliza la formación de enlaces peptídicos. Aproximadamente 2/3 de la masa del ribosoma consiste de ARN y 1/3 de proteína. Las proteínas se nombran de acuerdo con la subunidad del ribosoma al cual pertenecen: la subunidad pequeña (SI a S31) y la subunidad grande (Ll a L44) . La mayoría de las proteínas interactúan con los múltiples elementos del ARN, frecuentemente de diferentes dominios, para organizar y estabilizar la estructura terciaria del ARNr. En tanto que las actividades circuyales de decodificación y transferencia peptídica son procesos basados en el ARN, las proteínas juegan un papel activo en las funciones que pueden haber evolucionado para acelerar el proceso de síntesis de proteínas. Además de sus funciones ribosómicas típicas, muchas proteínas ribosómicas también tienen funciones no-ribosómicas, tales como la reparación del ADN. El S3a (cyc07) se clonó primero en 1991. Este codifica una proteína ribosómica 4OS (subunidad pequeña) y es homologa a efector de transformación v-fos (codificado por el gen fte-1 en humanos y ratas) el gen TU-11 inducido por TNF-alfa en ratones, y es similar a PLC1 y PLC2 de levadura. Las expresiones de fte-1 de mamífero y cyc- 01 de plantas y PLC2 de levaduras han demostrado estar reguladas por los ciclos celulares e involucrados en la síntesis de proteínas a nivel ribosómico. La habilidad para mejorar varias características de las plantas tendría muchas aplicaciones en áreas tales como la mejora de cultivos, reproducción de plantas, en la producción de plantas ornamentales, arboricultura, horticultura, silvicultura, la producción de algas para usarse en birreactores (para la producción biotecnológica de substancias tales como fármacos, anticuerpos, o vacunas o para la conversión de desechos orgánicos) u otras de tales áreas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se ha descubierto ahora que la introducción y la expresión en plantas de un ácido nucleico que codifica una proteína ribosómica de subunidad pequeña (S3a) da plantas que tienen características de crecimiento mejoradas con relación a las plantas del tipo silvestre correspondientes. Por lo tanto, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, se proporciona un método para mejorar las características de crecimiento de plantas, el cual comprende la introducción y la expresión en las plantas de un ácido nucleico que codifica una S3a. Ventajosamente, la eficiencia de los métodos de acuerdo con la presente invención resulta en plantas que tienen una variedad de características de crecimiento mejoradas, en especial rendimiento aumentado, en particular rendimiento de semillas. El término "rendimiento aumentado" como se define aquí, se considera que significa un aumento en uno o más de los siguientes, cada uno con relación a las plantas del tipo salvaje correspondientes: (i) biomasa aumentada (peso) de una o más partes de las plantas, en particular las partes u órganos aéreos (cosechables) , biomasa de raíces aumentada y biomasa aumentada de cualquier otra parte cosechable; (ii) rendimiento aumentado de semillas, lo cual puede resultar de un aumento en la biomasa de las semillas (el peso de las semillas) y lo cual puede ser un aumento en el peso de las semillas por planta o en una base de las semillas individuales, y el cual incremento en el peso de las semillas se puede deber a dimensiones alteradas de las semillas, tales como la longitud de las semillas y/o la anchura de las semillas y/o el área de las semillas; (iii) número aumentado de semillas (rellenado) ; (iv) tamaño aumentado de las semillas, lo cual también puede influenciar la composición de las semillas; (v) volumen aumentado de las semillas, lo cual también puede influenciar la composición de las semillas; (vi) índice de cosecha aumentado, el cual se expresa como una relación del rendimiento de las partes cosechables, tales como las semillas, sobre la biomasa total; y (vii) peso por mil granos (TKW) , el cual se extrapola del número de semillas rellenadas, contabilizadas y su peso total. Un aumento en el TKW puede resultar de un tamaño y/o peso aumentado de las semillas . De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el aumento en el rendimiento abarca un aumento en el rendimiento a un nivel de las semillas como en define en uno o más de (ii) a (iv) de arriba. Tomando el maíz como ejemplo, un aumento del rendimiento se puede manifestar como uno o más de los siguientes: aumento en el número de plantas por hectárea o acre, un aumento en el número de mazorcas, un aumento en el número de hileras, el número de granos por hilera, el peso de los granos, el peso por millar de granos, la longitud/diámetro de las mazorcas, entre otros. Tomando el arroz como ejemplo, un aumento del rendimiento se puede manifestar por un aumento en uno o más de los siguientes: el número de plantas por hectárea o acre, el número de panículas por planta, el número de espiguillas por panícula, el número de flores por panícula, aumento en la velocidad de rellenado de las semillas, aumento en el peso por millar de granos, entre otros. Un aumento en el rendimiento también puede resultar en la arquitectura modificada, puede ocurrir como el resultado de una arquitectura modificada. De acuerdo con una característica preferida de la presente invención, la eficiencia de los métodos de la invención resulta en plantas que tienen rendimiento aumentado el cual se manifiesta por al menos uno de; TKW aumentado, número aumentado de semillas (rellenado) , peso aumentado de las semillas e índice de cosecha aumentado, cada uno con relación a plantas de control. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se proporciona aquí un método para aumentar el rendimiento de las plantas, el cual método comprende la introducción y la expresión en una plantas de un ácido nucleico que codifica un polipéptido S3a.
Como las plantas transgénicas de acuerdo con la presente invención tienen rendimiento aumentado, es probable que estas plantas exhiban una velocidad de crecimiento aumentada (durante al menos parte de su ciclo de vida) , con relación a la velocidad de crecimiento de las plantas de tipo silvestre correspondientes en una etapa correspondiente de su ciclo de vida. La velocidad de crecimiento aumentada puede ser específica de una o más partes de las plantas (incluyendo las semillas) o puede ser en substancialmente la planta completa. Las plantas que tienen una velocidad de crecimiento aumentada pueden exhibir incluso floración temprana. El aumento en la velocidad de crecimiento puede tener lugar en una o más etapas en el ciclo de vida de las plantas o durante substancialmente el ciclo de vida completo de las plantas o durante substancialmente el ciclo de vida completo de las plantas . La velocidad de crecimiento aumentada durante las etapas tempranas en el ciclo de vida de las plantas puede reflejar un vigor aumentado. El aumento en la velocidad de crecimiento puede alterar el ciclo de cosecha de una planta, permitiendo que las plantas sean sembradas más tarde y/o cosechadas más pronto de lo que seria de otro modo posible. Si la velocidad de crecimiento se aumenta suficientemente, esta puede permitir la siembra de más semillas de la misma especie de plantas (por ejemplo, la siembra y cosecha de plantas de arroz seguido por la siembra y cosecha de más plantas de arroz en un periodo de siembra convencional) . De manera similar, si la velocidad de crecimiento aumenta suficientemente, esto puede permitir la siembra de más semillas de especies de plantas diferentes (por ejemplo, la siembra y cosecha de plantas de arroz, seguido, por ejemplo, por la siembra y cosecha opcional de soya, papas, o cualquier otra planta adecuada) . También pueden ser posibles tiempos de cosecha adicionales del mismo rizoma en el caso de algunas plantas. Alterar el ciclo de cosecha de una planta puede llevar a un aumento en la producción anual de biomasa por acre (debido a un aumento en el número de veces (digamos en un año) en que se puede cultivar y cosechar una planta particular) . Un aumento en la velocidad de crecimiento también puede permitir el cultivo de plantas transgénicas en un área geográfica más amplia que sus contrapartes del tipo silvestre, dado que las limitaciones territoriales para cultivar una cosecha frecuentemente se determinan por las condiciones ambientales adversas, ya sea en el momento de la siembra (temporada temprana) o en el momento de la cosecha (temporada tardía) . Tales condiciones adversas se pueden evitar si se acorta el ciclo de cosecha. La velocidad de crecimiento se puede determinar deduciendo varios parámetros de las curvas de crecimiento que representan experimentos de crecimiento, tales parámetros pueden ser: T-mid (el tiempo tomado para que las plantas alcancen el 50% de su tamaño máximo) y T-90 (el tiempo tomado para que las plantas alcancen el 90% de si tamaño máximo), entre otros. La eficiencia de los métodos de la invención proporciona plantas que tienen una velocidad de crecimiento aumentada. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se proporciona aquí un método para aumentar la velocidad de crecimiento de las plantas, el cual método comprende la introducción y la expresión en las plantas de un ácido nucleico que codifica un polipéptido S3a. un aumento en la velocidad de crecimiento se ejemplifica aquí por un aumento en la TKW, número aumentado de semillas (rellenado) , peso aumentado de las semillas e ' índice de cosecha aumentado, cada uno con relación a las plantas de control/de tipo silvestre correspondientes. Un aumento en el rendimiento y/o la velocidad de crecimiento ocurre si las plantas están bajo condiciones sin tensión o si las plantas se exponen a varias tensiones, en comparación con las plantas de control . Las plantas típicamente responden a la exposición a la tensión creciendo más lentamente. En condiciones de tensión severa, las plantas pueden dejar de crecer del todo. La tensión moderada por otro lado se define como por ser cualquier tensión a la cual se exponen la plantas, la cual no resulta en el cese de crecimiento de las plantas enteramente. Debido a los avances en las practicas agrícolas (irrigación, fertilización, tratamientos pesticidas) varias tensiones no se encuentran frecuentemente en las plantas de cultivo desarrolladas, como consecuencia, el crecimiento comprometido inducido por la tensión moderada frecuentemente es una característica indeseable para la agricultura. Las tensiones moderadas son típicamente las tensiones a las cuales se pueden exponer las plantas. Estas tensiones pueden ser las tensiones bióticas y/o abióticas (ambientales) diarias a las cuales se exponen las plantas. Las tensiones abióticas o ambientales típicas incluyen las ~ tensiones por temperatura provocadas por temperatura calientes o frías/de congelación atípicas; tensión por sal; tensión por agua (sequía o exceso de agua) . Las tensiones abióticas también pueden ser provocadas por químicos. Las tensiones bióticas son aquellas tensiones típicas provocadas por patógenos, tales como bacterias, virus, hongos e insectos . Las características de crecimiento antes mencionadas se pueden modificar ventajosamente en cualquier planta. El término "planta" como se usa aquí, abarca plantas completas, ancestros y descendencia de las plantas y partes de plantas, incluyendo semillas, brotes, tallos, hojas, raíces (incluyendo tubérculos) , tejidos y órganos, en donde cada uno de los antes mencionados comprende el gen de interés. El término "planta" también abarca embriones, regiones meristemáticas, gametsfitos, esporofitos, polen, y microesporas, otra vez donde cada uno de los antes mencionados comprende el gen de interés . Las plantas que son particularmente útiles en los métodos de la invención incluyen todas las plantas las cuales pertenecen a la superfamilia Viridiplantae, en particular las plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas que incluyen pasto o leguminosas de forraje, plantas ornamentales, cultivos alimenticios, árboles o arbustos seleccionados de la lista que comprende Acacia spp., Acer spp., Actinidia spp., Aesculus spp., Agathis australis, Albizia amara, Alsophila tricolor, Andropogon spp., Arachis spp., Areca catechu, Astelia fragrans, Astragalus cicer, Balkiaea plurijuga, Betula spp., Brassica spp., Bruguiera gymnorrhiza, Burkea africana, Butea frondosa, Cadaba farinosa, Calliandra spp, Camellia sinensis, Canna indica, Capsicum spp., Cassia spp., Centroema pubescens, Chaenomeles spp., Cinnamomum cassia, Coffea arábica, Colophospermum mopane, Coronillia varia, Cotoneaster serótina, Crataegus spp., Cucumis spp., Cupressus spp., Cyathea dealbata, Cydonia oblonga, Cryptomeria japónica, Cymbopogon spp., Cynthea dealbata, Cydonia oblonga, Dalbergia monetaria, Davallia divaricata, Desmodium spp., Dicksonia squarosa, Diheteropogon amplectens, Dioclea spp., Dolichos spp., Dorycnium rectum, Echinochloa pyramidalis, Ehrartia spp., Eleusine coracana, Eragrestis spp., Erythrina spp., Eucalyptus spp., Euclea schimperi, Eulalia villosa, Fagopyrum spp., Feijoa sellowiana, Fragaria spp., Flemingia spp, Freycinetia banksii, Geranium thunbergii, Ginkgo biloba, Glycíne javanica, Gliricidia spp, Gossypium hirsutum, Grevillea spp., Guibourtia coleosperma, Hedysarum spp., Hemarthia altissima, Heteropogon contortus, Hordeum vulgare, Hyparrenia rufa, Hypericum erectum, Hyperthelia dissoluta, índigo incamata, Iris spp., Leptarrhena pyrolifolia, Lespediza spp., Lettuca spp., Leucaena leucocephala, Loudetia simplex, Lotonus bainesii, Lotus spp., Macrotyloma axillare, Malus spp., Manihot esculenta, Medicago sativa, Metasequoia glyptostroboides, Musa sapientum, Nicotianum spp., Onobrychis spp., Omithopus spp., Oryza spp., Peltophorum africanum, Pennisetum spp., Persea gratissima, Petunia spp., Phaseolus spp., Phoenix canariensis, Phormium cookianum, Photinia spp., Picea glauca, Pinus spp., Pisum sativum, Podocarpus totara, Pogonarlhria fleckii, Pogonarthria squarrosa, Populus spp., Prosopis cineraria, Pseudotsuga menziesii, Pterolobium stellatum, Pyrus communis, Quercus spp., Rhaphiolepsis umbellata, Rhopalostylis sápida, Rhus natalensis, Ribes grossularia, Ribes spp., Robinia pseudoacacia, Rosa spp., Rubus spp., Salix spp., Schyzachyrium sanguineum, Sciadopitys verticillata, Sequoia sempervirens, Sequoiadendron giganteum, Sorghum bicolor, Spinacia spp., Sporobolus fimbriatus, Stiburus alopecuroides, Stylosanthos humilis, Tadehagi spp, Taxodium distichum, Themeda triandra, Trifolium spp., Triticum spp., Tsuga heterophylla, Vaccinium spp., Vicia spp., Vitis vinifera, Watsonia pyramidata, Zantedeschia aethiopica, Zea mays, amaranto, alcachofa, espárrago, brócoli, col de Bruselas, repollo, cañóla, zanahoria, coliflor, apio, hojas verdes de berza, lino, col rizada, lenteja, colza para aceite, quingombó, cebolla, papa, arroz, soya, fresa, remolacha de azúcar, caña de azúcar, girasol, tomate, chayóte, té y algas, entre otros. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, las plantas son plantas de cultivo tales como soya, girasol, cañóla, alfalfa, colza, algodón, tomate, papa, o tabaco. Además, preferiblemente, las plantas son plantas monocotiledóneas, tales como caña de azúcar. Más preferiblemente, las plantas son cereales, tales como arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, centeno, sorgo o avena. El término S3a es bien conocido en la técnica. Los nombres alternativos para S3a se dan en la Tabla 1 de abajo, tomados de Naora y Naora (Immunology and Cell Biology (1999) 77, 197-205) .
Tabla 1 : Homólogos de S3a y Nomenclatura Una S3a se puede identificar fácilmente alineando una secuencia de interrogación (preferiblemente una secuencia proteica) con la proteína S3a conocida (véase, por ejemplo, las alineaciones mostradas en las Figuras 1 y 2) . La secuencia de interrogación se puede alinear (con las secuencias S3a conocidas) usando, por ejemplo, el programa de alineaciones múltiples VNTI AlignX (InforMax, Bethesda, MD) , con los ajustes por defecto para las penalizaciones de abertura de brechas de 10 y una extensión de brechas de 0.05. Como las secuencias de S3a están altamente conservadas, una persona experimentada en la técnica será capaz fácilmente de identificar otras secuencias de S3a comparando cualquier región conservada de la secuencia de interrogación con aquellas de las secuencias S3a conocidas. Estas regiones de alta conservación se ilustran en la Figura 2 por las tres regiones confinadas. Por lo tanto, una secuencia de interrogación que tiene las regiones de conservación correspondientes sería identificable como un S3a. También se ha demostrado que las S3as ciegan los factores de iniciación eucarióticos elF-2 y elF-3 (Westermann et al., (FEBS Letters Vol. 97, No. 1 (enero de 1979)). El término "S3a" como se define aquí se considera que significa una proteína, la cual cuando se usa en una alineación, tal como las que se muestran en las Figuras 1 o 2, se alinea con las secuencias de la proteína S3a conocida y comprende las regiones de conservación correspondientes las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura 2. La referencia de aquí a un ácido nucleico que codifica S3a es a un ácido nucleico que codifica una proteína, la cual cuando se usa en una alineación, tal como la mostrada en las Figuras 1 o 2, se alinea con las secuencias de proteína S3a y comprende las regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostrada sen la alineación de la Figura 2. Las S3as y los ácidos nucleicos que codifican a S3a como se definen arriba son útiles en los métodos de la invención.
El ácido nucleico a ser introducido en las plantas puede ser cualquier secuencia que codifica a S3a como se define aquí más arriba. Preferiblemente el ácido nucleico se representa por la SEC ID NO.l. El ácido nucleico a ser introducido en las plantas preferiblemente de enlaza operativamente a un promotor constitutivo para su sobre-expresión en plantas. El promotor constitutivo es preferiblemente un promotor G0S2. Además, preferiblemente un promotor GOS de arroz. Debe ser claro que la aplicabilidad de la presente invención no se restringe a la S3a representada por la SEC ID NO:l, ni se restringe la aplicabilidad de la invención a la expresión de un gen/ácido nucleico activado por un promotor GOS2. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se vislumbra la expresión mejorada o aumentada de ácido nucleico S3a. Los métodos para obtener la expresión mejorada o aumentada de los genes o los productos génicos también se documentan en la técnica e incluyen, por ejemplo, sobreexpresión activada por un promotor fuerte, el uso de mejoradores de transcripción o mejoradores de traducción. El ácido nucleico que codifica una S3a se puede derivar de cualquier fuente. El ácido nucleico/gen que codifica una S3a se puede aislar de una fuente microbiana, tales como bacterias, levaduras u hongos, o de una fuente vegetal, alga o animal (incluyendo humanos) . Este ácido nucleico puede ser modificado de su forma nativa en un composición y/o en ambiente genómico a través de manipulación deliberada humana. El ácido nucleico es preferiblemente un ácido nucleico homologo, es decir, un ácido nucleico obtenido de plantas, ya sea de la misma especie de planta en la cual se debe introducir o ya sea de una especie de planta diferente . El ácido nucleico se puede aislar de una especie dicotiledónea, preferiblemente de la familia Brassicaceae, preferiblemente de Arabidopsis thaliana. Más preferiblemente, la S3a aislada de Arabidopsis thaliana se representa por la SEC ID NO:l y la secuencia de aminoácidos como se representa por la SEC ID NO : 2. La secuencia representada por la SEC ID NO: 1 representa un S3a de Arabidopsis thaliana con la SEC ID NO: 2 que es la secuencia de aminoácidos correspondiente. Ventajosamente, la aplicabilidad de la presente invención no se restringe al uso de una S3a de Arabidopsis thaliana, como se representa por la SEC ID NO:l. Los métodos de acuerdo con la presente invención también se pueden practicar usando cualquier S3a o secuencia codificante de S3a como se define aquí más arriba. Las S3a o los ácidos nucleicos que codifican la S3a, útiles al practicar el método de acuerdo con la invención pueden ser: (i) porciones de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente porciones de un S3a ácido nucleico que codifica a S3a como se representa por la SEC ID N0:1; (ii) secuencias capaces de hibridarse con el ácido nucleico codificante de S3a, preferiblemente las secuencias capaces de hibridarse con un ácido nucleico que codifica a S3a como se representa por la SEC ID N0:1; (iii) variantes de empalme alternativas de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente las variantes de empalme alternativas de un ácido nucleico que codifica S3a como se representa por la SEC ID NO:l; (iv) variantes alélicas de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente variantes alélicas de un ácido nucleico que codifica a S3a, representado por la SEC ID N0:1; y (v) homólogos y derivados de proteínas/aminoácidos S3a, preferiblemente homólogos y derivados de una proteína S3a representada por la SEC ID N0:2. Las porciones, secuencias de hibridación, variantes de empalme, y variantes alélicas, homólogos y derivados antes mencionados, son aquellos que caen en la definición de una S3a o el ácido nucleido que codifica S3a, como se define aquí más arriba, es decir, en el caso de una proteína que es una secuencia que se alinea con las secuencias de proteína S3a conocidas y que comprende las regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura 2, y en el caso de un ácido nucleico que codifica una proteína que se alinea con las secuencias de proteína S3a conocida y comprende las regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura 2. Será aparente para una persona experimentada en la técnica que el uso de la secuencia de ADN de S3a de longitud completa no será un prerrequisito para llevar a cabo los métodos de acuerdo con la invención. Los métodos de acuerdo con la invención se pueden practicar ventajosamente usando las porciones del ADN/ácido nucleico que codifica a S3a, tal como se representa por la SEC ID NO:l. Una porción se refiere a un fragmento de ADN derivado o preparado de una molécula de ADN original (más grande) . Una porción se puede preparar, por ejemplo, haciendo una o más eliminaciones a la secuencia de ácido nucleico de la SEC ID NO:l, usando las técnicas bien conocidas en la técnica. Las porciones adecuadas para usarse el llevar a cabo los métodos de la invención son aquellas que codifican las proteínas S3a que se alinean con las secuencias de proteína S3a conocidas y que comprenden las regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura 2.
Por lo tanto, de acuerdo con la invención, se proporciona aquí un método para mejorar las características de crecimiento de plantas, que comprende la introducción y expresión en las plantas de una porción de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente una porción de un ácido nucleico representado por la SEC ID N0:1. También útiles para llevar a cabo los métodos de la invención son los ácidos nucleicos capaces de hibridarse con un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente los ácidos nucleicos capaces de hibridarse con una secuencia de ácido nucleico que codifica a S3a como se representa por la SEC ID NO: 1. Tales secuencias de hibridación son aquellas que codifican las proteínas S3a que se alinean con las secuencias de proteína S3a conocidas y que comprenden las regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura 2. El término "hibridación" como se define aquí, es un proceso en donde las secuencias de nucleótidos complementarias substancialmente homologas se hibridizan entre si. El proceso de hibridación puede ocurrir completamente en solución, es decir, ambos ácidos nucleicos complementarios están en solución. Las herramientas de la biología molecular que se basan en tal proceso incluyen la reacción en cadena de polimerasa (PCR; y todos los métodos basados en esta) , hibridación substractiva, extensión de cebador aleatoria, mapeo de nucleasa SI, extensión de cebador, transcripción inversa, síntesis de ADNc, despliegue diferencial de ARNs y determinación de la secuencia del ADN. El proceso de hibridación también puede ocurrir con uno de los ácidos nucleicos complementarios inmovilizados en una matriz tal como cuentas magnéticas, perlas de Sefarosa o cualquier otra resina. Las herramientas en la biología molecular que se basan en tal proceso incluyen el aislamiento del poli (A+) ARNm. El proceso de hibridación puede ocurrir además con uno de los ácidos nucleicos inmovilizados en un soporte sólido tal como nitro-celulosa o membrana de nylon o inmovilizado, por ejemplo, por fotolitografía a, por ejemplo, un soporte de vidrio silíceo (lo último se conoce como arreglos de ácido nucleico o microarreglos o como microcircuitos de ácido nucleico) . Las herramientas en la biología moléculas que se basan en tal proceso incluyen análisis de transferencia en gel de ARN y ADN, hibridación de colonias, hibridación en placas, hibridación in situ, hibridación por microarreglos. Con el fin de permitir que ocurra la hibridación, las moléculas de ácido nucleico se desnaturalizan térmicamente o químicamente por lo general para fundir una doble hebra en dos hebras individuales y/o para remover las horquillas u otras estructuras secundarias de los ácidos nucleicos de hebra individual . La severidad de la hibridación se ve influenciada por condiciones tales como la temperatura, la concentración de sales y la composición del amortiguador de hibridación. La hibridación ocurre preferiblemente bajo condiciones severas. Las condiciones severas son aquellas que (1) emplean fuerza iónica baja y temperatura alta para el lavado, por ejemplo, amortiguador de fosfato de sodio 0.5M pH 7.2, EDTA 1 mM pH 8.0 en SDS al 7% ya sea a 65°C o 55°C o (2) emplean durante la hibridación un agente desnaturalizante tal como formamida, por ejemplo, formamida 50% (vol/vol) con albúmina de suero de bovino al 0.1%, 0.1% de Ficoll, 0.1% de polivinilpirrolidona, amortiguador de fosfato de sodio 0.05M a pH 6.5 con NaCl 0.75 M, citrato de sodio 0.075M a 42°C. Un ejemplo específico incluye el uso de 50% de formamida, 5xSSX (NaCl 0.75 M, citrato de sodio 0.075 M) , fosfato de sodio 50 M (pH 6.8), pirofosfato de sodio 0.1%, solución de Denhard 5X, ADN de esperma de salmón sometido a tratamiento por sonido (50 nm/ml) , 0.1 SDS y 10% sulfato de dextran a 55°C, con lavados a 55°C en 0.2XSSC y 0.1% SDS. Una persona experimentada en la técnica puede determinar y variar fácilmente las condiciones de severidad apropiadamente, para obtener una señal de hibridación clara y detectable. Por lo tanto de acuerdo con la invención, se proporciona aquí un método para mejorar las características de crecimiento de las plantas, el cual comprende la introducción y la expresión en las plantas de una secuencia capaz de hibridarse preferiblemente bajo condiciones severas a una secuencia de ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente a un ácido nucleico que codifica a S3a como se representa por la SEC ID N0:1. También útiles para llevar a cabo los métodos de la invención son las variantes de empalme alternativas de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente una variante de empalme alternativa de un ácido nucleico que codifica a S3a, como se representa por la secuencia de la SEC ID NO : 1. Las variantes de empalme adecuadas para usarse para llevar a cabo los métodos de la invención son aquellos que codifican proteínas S3a que se alinean con las secuencias de proteína S3a conocidas y que comprenden regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura 2. El término "variante de empalme alternativa" como se usa aquí, abarca las variantes de una secuencia de ácido nucleico en las cuales los intrones y/o los exones seleccionados han sido cortados, reemplazados o agregados . Tales variantes serán una en las cuales la actividad biológica de la proteína queda sin afectar, lo cual se puede lograr reteniendo selectivamente los segmentos funcionales de la proteína. Tales variantes de empalme se pueden encontrar en la naturaleza o ser hechas por el hombre . Los métodos para generar tales variantes de empalme son bien conocidos en la técnica. Por lo tanto, la invención también proporciona un método para mejorar las características de crecimiento de las plantas, los cuales comprenden la introducción y la expresión en las plantas de una variante de empalme alternativa de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente una variante de empalme alternativa de un ácido nucleico que codifica S3a como se representa por la SEC ID NO.l. También útiles para llevar a cabo los métodos de la invención son las variantes alélicas de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente una variante alélica de un ácido nucleico que codifica a S3a como se representa por la SEC ID NO:l. Las variantes alélicas adecuadas para usarse al llevar a cabo los métodos de la invención son aquellas que codifican proteínas que se alinean con las secuencias de la proteína S3a conocidas y las cuales comprenden regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura 2. Las variantes alélicas existen en la naturaleza y dentro de los métodos de la presente invención se abarca el uso de estos alelos naturales. Las variantes alélicas abarcan los Polimorfismos de Nucleótidos Individuales (SNPs) también conocidos como Polimorfismos de Inserción/Eliminación Pequeña (INDELs) . El tamaño de los INDELs es usualmente menor de 100 bp. Los SNPs e INDELS formal el grupo más grande de variantes de la secuencia en las cepas polimorfitas de formación natural de la mayoría de los organismos. Por lo tanto, la invención también proporciona un método para mejorar las características de crecimiento de las plantas, que comprende la introducción y la expresión en las plantas, de una variante alélica de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente una variante alélica de un ácido nucleico que codifica a S3a como se representa por la SEC ID NO:l. Además, ventajosamente, los métodos de acuerdo con la presente invención también se pueden practicar usando homólogos, derivados o fragmentos activos de una S3a, tal como una S3a representada por la SEC ID NO:2. Los ácidos nucleicos que codifican los homólogos o derivados de S3a pueden ser determinados fácilmente usando las técnicas de rutina bien conocidas por las personas experimentadas en la técnica. "Homólogos" de una proteína abarcan los péptidos, oligopéptidos, polipéptidos, proteínas y enzimas que tienen las substituciones, eliminaciones y/o inserciones de aminoácidos con relación a la proteína no modificada en cuestión y que tienen actividad biológica y funcional similar a la proteína no modificada de la cual se derivan estos. Para producir tales homólogos, los secuencia de aminoácidos de la proteína de pueden reemplazar por otros aminoácidos que tienen propiedades similares (tales como hidrofobicidad, hidrofilicidad, antigenicidad, propensión a formar o romper estructuras a-helicoidales o estructuras ß-laminares, similares) . Las tablas de substituciones conservativas son bien conocidas en la técnica (véase, por ejemplo, Creighton (1984) Proteins. W.H. Freeman and Company) . Los homólogos útiles en el método de acuerdo con la invención tiene en orden creciente de preferencia, al menos 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% de identidad de la secuencia con la secuencia de aminoácidos como se representa por la SEC ID NO: 2. además, los homólogos útiles en los métodos de la invención son aquellos que se alinean con las secuencias de proteína S3a conocida y que comprenden las regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura 2. También abarcadas por el término "homólogos" están dos formas especiales de homología, las cuales incluyen las secuencias ortólogas y las secuencias paralogas, las cuales abarcan conceptos evolutivos usados para describir relaciones ancestrales de genes. El término "paralogo" se refiere a duplicaciones de genes dentro del genoma de una especie, que lleva a genes paralogos . El término "ortólogo" se refiere a los genes homólogos en diferentes organismos debido a la relación ancestral . Los ortólogos en, por ejemplo, especies de plantas monocotiledóneas se puede encontrar fácilmente llevando a cabo una así llamada búsqueda por BLAST reciproco. Esto se puede hacer mediante un primer BLAST que involucra formar una comparación por BLAST de la secuencia en cuestión (por ejemplo, la SEC ID NO: 1 o la SEC ID NO: 2) contra cualquier base de datos de secuencias, tal como la base de datos NCBl disponible públicamente la cual se puede encontrar en: http//www. ncbi .nlm.nih.gov. Si se buscaran los ortólogos en el arroz, la secuencia en cuestión sería comparada por BLAST contra, por ejemplo, los 28,468 clones de ADNc de longitud completa de Oryza sativa Nipponbare disponible en la NCBl . BLASTn se puede usar cuando se inicia desde los nucleótidos o TBASTX cuando se inicia desde las proteínas, con los valores por defectos estándar (expectación 10, alineación 50) . Los resultados de la comparación por BLAST se pueden filtrar. Las secuencias de longitud completa de ya sea los resultados filtrados o los resultados no filtrados se comparan por BLAST entonces otra vez (segundo BLAST) contra la secuencia en cuestión (SEC ID N0:1 o 2) . Los resultados en el primero y el segundo BLAST se comparan después. En el caso de familias grandes, se usa ClustalW seguido por árbol de unión de vecinos para ayudar a visualizar los agrupamientos. Un homologo puede estar en la forma de una "variante substitucional" de una proteína, es decir, donde al menos un residuo en una secuencia de aminoácidos ha sido removida y se inserta un residuo diferente en su lugar. Las substituciones se aminoácidos son típicas de los residuos individuales, pero se pueden agrupar dependiendo de las restricciones funciones sobre el polipéptidos; las inserciones usualmente serán del orden de 1 a 10 residuos de aminoácidos, y las eliminaciones variaran de 1 a 20 residuos. Preferiblemente, las sustituciones de aminoácidos comprenden substituciones de aminoácidos conservativas . Un homologo también puede estar en forma de una "variante insercional" e una proteína, es decir, cuando uno o más residuos de aminoácidos se introducen en un sitio predeterminado en una proteína. Las inserciones pueden comprender fusiones de amino-terminal y/o de la carboxi-terminal así como inserciones intra-secuencia de amino ácidos individuales o múltiples. Por lo general, las inserciones en la secuencia de aminoácidos serán más pequeñas que las fusiones de la amino- o la carboxi-terminal, del orden de aproximadamente 1 a 10 residuos. Los ejemplos de proteínas o péptidos de fusión de amino- o carboxi-terminal incluyen el dominio de enlace o el dominio de activación de un activador transcripción como se usa en el sistema de levadura de dos híbridos, las proteínas de revestimiento del fago, (histidin) 6-tag, glutationa S-transferasa-tag, proteína A, proteína de unión a maltosa, dihidrofolato reductasa, el epitope Tag-100, el epitope c-myc, el epitope FLAG®, lacZ, CMP (péptido de enlace a calmodulina) , el epitope AH, el epitope de proteína C y el epitope VSV. Los homólogos en forma de "variantes de eliminación" de una proteína se caracterizan por la remoción de uno o más aminoácidos de una proteína. Las variantes de aminoácidos de una proteína se pueden preparar fácilmente usando técnicas sintéticas de péptidos bien conocidas en la técnica, tales como síntesis de péptidos en fase sólida y los similares, o por manipulaciones de ADN recombinante. Los métodos para la manipulación de las secuencias de ADN para producir variantes de substitución, inserción o eliminación de una proteína son bien conocidos en la técnica. Por ejemplo, las técnicas para hacer mutaciones de substitución en sitios predeterminados en el ADN son bien conocidas por aquellas personas experimentadas en la técnica e incluyen mutagénesis M13, mutagénesis in vitro del gen T7 (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. Los "derivados" incluyen péptidos, oligopéptidos, polipéptidos, proteínas y enzimas las cuales pueden comprender substituciones, eliminaciones o adiciones de residuos de aminoácidos que no son de formación natural, en comparación con la secuencia de aminoácidos de una forma de formación natural de la proteína S3a, por ejemplo, como se representa en la SEC ID NO: 2. Los "derivados" de una proteína abarcan péptidos, oligopéptidos, polipéptidos, proteínas y enzimas las cuales pueden comprender residuos de aminoácidos alterados, glicosilados, acilados de formación natural, o que no son de formación natural, en comparación con la secuencia de aminoácidos de una forma de formación natural del polipéptido. Un derivado también puede comprender uno o más substituyentes no aminoácidos en comparación con la secuencia de amino ácidos de la cual este se deriva, por ejemplo, una molécula reportera y otro ligando, enlazado covalentemente o no covalentemente a la secuencia de aminoácidos, tal como una molécula reportera la cual se enlaza para facilitar su detección, y residuos de aminoácidos que no son de formación natural, con relación a la secuencia de amino ácidos de una proteína de formación natural .
Los métodos para la búsqueda y la identificación de los homólogos de S3a también estarían en el dominio de una persona experimentada en la técnica. Los métodos para la alineación de las secuencias para su comparación son bien conocidas en la técnica, tales métodos incluyen GAP, BESFIT, BLAST, FASTA y TFASTA. GAP usa el algoritmo de Needleman y Wunsch (J. Mol. Biol. 48: 443-453, 1970) para encontrar la alineación de dos secuencias completas que maximice el número de correspondencias y minimice el números de huecos. Al algoritmo BLAST calcula la identidad de la secuencia por ciento y lleva cabo un análisis estadístico de la similitud entre las dos secuencias. El conjunto de programas para llevar a cabo el análisis BLAST esta disponible públicamente a través del Nacional Centre for Biotechnology Information. Los homólogos adecuados para usarse en los métodos de la invención, es decir aquellos que tienen al menos 55% de identidad de la secuencia con la secuencia de aminoácidos representada por la SEC ID N0:2, pueden ser identificados tomando las secuencia proteicas de longitud completa y alineándolas usando el programa de alineaciones múltiples VNTI AlignX (InforMax, Bethesda, MD) , con los ajustes por defecto para penalizaciones de abertura de huecos de 10 y una extensión de hueco del 0.05. Véase por ejemplo, la Figura 1.
Por lo tanto, la invención también proporciona un método para mejorar las características de crecimiento de plantas, el cual comprende introducir y expresión en las plantas de un ácido nucleico que codifica un homologo o derivado de una S3a como se representa por la SEC ID NO: 2, el cual homologo, derivado o fragmento activo tiene, en orden creciente de preferencia, al menos 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% de identidad de la secuencia con una secuencia de aminoácidos representada por la SEC ID NO: 2, y el cual homologo, o derivado se alinea con las secuencias de proteína S3a conocidas y comprende regiones de conservación correspondientes a las regiones acotadas en la alineación de la Figura 2. La invención también comprende contractos genéticos y vectores para facilitar la introducción y/o la expresión de las secuencias de nucleótidos útiles en los métodos de acuerdo con la invención. Por lo tanto, se proporciona aquí un constructo genético que comprende : (i) un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente como se representa por la SEC ID N0:1; (ii) una o más secuencias de control capaces de conducir la expresión de la secuencia de ácido nucleico de (i) ; y opcionalmente (iii) una secuencia de terminación de la transcripción. Los constructos útiles en los métodos de acuerdo con la presente invención se pueden construir usando las tecnologías de ADN recombinante bien conocidas por las personas experimentadas en la técnica. Los constructos genéticos pueden ser insertados en vectores, los cuales pueden estar disponibles comercialmente, adecuados para la transformación en plantas y adecuados para la expresión del gen de interés en las células transformadas . Las plantas se transforman con un constructo genético que comprende la secuencia de interés (es decir, un ácido nucleico que codifica a S3a como se define aquí más arriba. La secuencia de interés se enlaza operativamente a una o más secuencias de control (al menos a un promotor) . Los términos "elemento regulador" , "secuencia de control" y "promotor" se usan todos de manera intercambiable aquí y se deben considerar en un contexto amplio para referirse a las secuencias de ácidos nucleicos reguladores capaces de efectuar la expresión de las secuencias a las cuales estos se ligan. Abarcado por los términos antes mencionados están las secuencias reguladoras transcripcionales, derivadas de un gen genómico eucariótico clásico (incluyendo la caja TATA la cual se requiere para el inicio preciso de la transcripción, con o sin una secuencia de caja CCAT) y los elementos reguladores adicionales (es decir, las secuencias de activación corriente arriba, mejoradores y silenciadores) , los cuales alteran la expresión genética en respuesta a estímulos evolutivos y externos, o en una manera específica del tejido. También se incluye dentro del termina una secuencia reguladora transcripcional de un gen procariótico clásico, en cuyo caso este puede incluir una secuencia de caja -35 y/o las secuencias reguladoras de la transcripción -10. El término "elemento regulador" también abarca una molécula de fusión sintética o derivado el cual confiere, activa o mejora la expresión de una molécula de ácido nucleico en las células, tejidos, u órganos. El término "enlazado operativamente" como se usa aquí, se refiere a un enlace funcional entre la secuencia promotora y el gen de interés, de tal manera que la secuencia promotora es capaz de iniciar la transcripción del gen de interés . Ventajosamente, se puede usar cualquier tipo de promotor para dirigir la expresión del ácido nucleico que codifica a S3a. Preferiblemente, el ácido nucleico que codifica a S3a se enlaza operativamente a un promotor constitutivo. El término "constitutivo" como se define aquí, se refiere a un promotor que se expresa predominantemente en más de un tej ido u órgano y predominantemente en cualquier etapa del ciclo de vida de las plantas, preferiblemente, el promotor constitutivo se expresa predominantemente por toda la planta. Preferiblemente, el promotor constitutivo es el promotor GOS2 de arroz. Los ejemplos de otros promotores constitutivos adecuados para usarse en los métodos de la invención se listan en la Tabla A de abajo.
Tabla A: Ejemplos de promotores constitutivos para usarse en la ejecución de la invención Opcionalmente, también se pueden usar en el constructo introducido en la plantas una o más secuencias terminadoras. El término "terminador" abarca una secuencia de control la cual es una secuencia de ADN al final de la unidad de transcripción la cual señala el procesamiento de 3' y la poliadenilación de un transcripto primario y la terminación de la transcripción. Los elementos reguladores adicionales pueden incluir mejoradores de transcripción así como de traducción. Aquellas personas experimentadas en la técnica estarán concientes de las secuencias terminadoras y mejoradoras que pueden ser adecuadas para usarse al llevar a cabo la invención. Tales secuencias serían conocidas o pueden ser obtenidas fácilmente por una persona experimentada en la técnica. Los constructos genéticos de la invención pueden incluir además una secuencia de origen de replicación la cual se requiere para el mantenimiento y/o la replicación en un tipo de células específico. Un ejemplo es cuando se requiere que el constructo genético sea mantenido en células bacterianas como un elemento genético episómico (por ejemplo, una molécula de plásmido, o cósmido) . Los orígenes de replicación preferidos incluyen, pero no se limitan a fl-ori y colEl. El constructo genético puede comprender opcionalmente un gen marcador seleccionable. Como se usa aquí, el término "gen marcador seleccionable" incluye cualquier gen el cual confiere un fenotipo en las células en las cuales se expresa para facilitar la identificación y/o la selección de las células que se transfectan o se transforman con un constructo de ácido nucleico de la invención. Los marcadores adecuados se pueden seleccionar de los marcadores que confieren resistencia a antibióticos o herbicidas, que introducen un nuevo rasgo metabólico o que permiten la detección visual. Los ejemplos de genes marcadores seleccionables incluyen los genes que confieren resistencia a antibióticos (tales como nptll que somete a fosforilación a la neomicina y la canamicina, o hpt, que somete a fosforilación a la higromicina) , a herbicidas (por ejemplo, bar el cual proporciona resistencia a Basta; aroA o gox que proporciona resistencia contra el glifosato) , o los genes que proporcionan un rasgo metabólico (tales como manA que permite a las plantas usar la mañosa como la única fuente de carbono) . Los genes marcadores visibles resultan en la formación de colores (por ejemplo, la ß-glucoronidasa, GUS) , luminiscencia (tales como la luciferasa) , o fluorescencia (Proteína Fluorescente Verde, GFP, y derivados de esta) . La presente invención también abarca plantas que se pueden obtener por los métodos de acuerdo con la presente invención. La presente invención por lo tanto proporciona plantas que se pueden obtener por el método de acuerdo con la presente invención, las cuales plantas tienen introducido y expresado en estas un ácido nucleico que codifica una proteína S3a, como se define aquí más arriba. La invención también proporciona un método para la producción de plantas transgénicas que tienen características de crecimiento mejoradas, el cual comprende la introducción y la expresión en plantas de un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente como se representa por la SEC ID N0:1. Más específicamente, la presente invención proporciona un método para la producción de plantas transgénicas que tienen características de crecimiento mejoradas, el cual método comprende : (i) introducir en las plantas o células de plantas un ácido nucleico que codifica a S3a, preferiblemente como se representa por la SEC ID N0:1. (ii) cultivar las células de plantas bajo condiciones que promuevan la regeneración y al crecimiento de plantas maduras . El ácido nucleico puede ser introducido directamente en células de plantas o en las plantas en si (incluyendo la introducción en un tejido, órgano, u otra partes de las plantas) . De acuerdo con una característica preferida de la presente invención, el ácido nucleico se introduce preferiblemente en plantas mediante transformación. El término "transformación" como se llama aquí, abarca la transferencia de un polinucleótido exógeno en células hospederas, sin importar el método usado para la transferencia. Los tejidos de plantas capaces de propagación clónica subsecuente, ya sea por organogénesis o embriogénesis, se pueden transformar con un constructo genético de la presente invención y se regeneran plantas completas a partir de estos. Los tejidos particulares elegidos variaran dependiendo de los sistemas de propagación clónica disponibles para, e idóneos para, las especies particulares a ser transformadas. Los objetivos de tejidos ejemplificantes incluyen discos de hojas, polen, embriones, cotiledones, hipocotilos, megagametofitos, tejido de callos, tejido meristematico existente (por ejemplo, meristemos apicales, brotes asilares, y meristemos de raíces) , y tejido meristemico inducido (por ejemplo, meristemos de cotiledones y meritemos de hipocotilos) . El polinucleótido se puede introducir transitoriamente o establemente en las células hospederas y se pueden mantener sin integración, por ejemplo, como un plásmido. Alternativamente, este se puede integrar en el genoma anfitrión. Las células de plantas transformadas resultantes se pueden usar entonces para regenerar plantas transformadas en una manera conocida por las personas experimentadas en la técnica. La transformación de especies de plantas es actualmente una técnica bastante rutinaria. Ventajosamente, cualquiera de los varios métodos de transformación se puede usar para introducir el gen de interés en las células progenitoras adecuadas . Los métodos de transformación incluyen el uso de liposomas, electoporación, quicios que aumentan la asimilación de ADN, inyección del ADN directamente en las plantas, bombardeo por cañón de partículas, transformación usando virus o polen y microinyección. Se pueden seleccionar los métodos del método de calcio/polietilenglicol para protoplastos (Krens, F.A. et al., 1882, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., junio de 1997, Plant Mol. Biol. 8, 363-373) electroporación de protoplastos (Shillito R.D. et al., 1985 Bio/Technol 3, 1099-1102); microinyección en material vegetal (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen Genet 202, 179-185); bombardeo de partículas revestidas de ADN o ARN (Klein T.M. et al., 1987, Nature 327, 70) infección (no integrativa) con virus y los similares . Las plantas de arroz transgénicas que expresan una S3a se producen preferiblemente vía transformación mediada por Agrobacterium usando algunos de los métodos bien conocidos para la transformación de arroz, tal como se describe en alguna de las siguientes: solicitud de patente Europea publicada EP 1198985 Al, Aldemita y 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) , las cuales descripciones se incorporan aquí como referencia, como si se expusieran completamente. En el caso de la transformación del maíz, el método preferido es como se describe ya sea en Ishida et al., (Nat. Biotechnol. Jun de 1996; 14(6): 745-50) o Frame et al., (Plant Physiol. mayo del 2002; 129 (1) :13-22) , las cuales descripciones se incorporan aquí como referencia como si se expusieran completamente. En general después de la transformación, las células de plantas o los agrupamientos de células se seleccionan por la presencia de uno o más marcadores los cuales se codifican por genes expresables en plantas co-transferidos con el gen de interés, enseguida de los cual el material transformado se regenera en plantas completas . Enseguida de la transferencia de ADN y la regeneración, las plantas se pueden evaluar en forma de suposición, por ejemplo, usando análisis Southern, en cuanto a la presencia del gen de interés, el número de copias y/o la organización genómica. Alternativamente o adicionalmente, los niveles de expresión del ADN recién introducido se puede monitorear usando análisis Northern y/o Western, ambas técnicas son bien conocidas por las personas que tienen experiencia ordinaria en la técnica. Las plantas transformadas generadas se pueden propagar mediante una variedad de medios, tales como propagación clónica o técnicas de reproducción clásica. Por ejemplo, las plantas transformadas de una primera generación (o TI) pueden ser auto-fertilizadas para dar los transformantes de la segunda generación (o T2) de la segunda generación, y las plantas T2 se propagan posteriormente a través de técnicas de reproducción clásica. Los organismos transformados generados pueden tomar una variedad de formas. Por ejemplo, estos pueden ser quimeras de células transformadas y células no transformadas; transformantes clónicos (por ejemplo, todas las células transformadas contienen el cartucho de expresión) ; injertos de tejidos transformados y no trasformados (por ejemplo, en las plantas, un rizoma transformado, injertado a un retoño no transformado) . La presente invención se extiende claramente a cualquier célula de planta o plantas producidas mediante cualquiera de los métodos descritos aquí, y a todas las partes de plantas y propágulos de las mismas. La presente invención se extiende además para abarcar la descendencia de células, tejidos, órganos o plantas completas primarias transformadas o transfectadas que han sido producidos mediante alguno de los métodos antes mencionados, el único requerimiento es que la progenie exhiba el mismo genotipo y/o la(s) características fenotípicas que aquellos producidos en los padres por los métodos de acuerdo con la invención. La invención también incluye células hospederas que contienen un ácido nucleico aislado que codifica a S3a. Las células hospederas preferidas de acuerdo con la invención son células de plantas. La invención también se extiende a las partes cosechables de una planta, tales como, pero no limitadas a, semillas, hojas, frutos, flores, cultivos de tallos, rizomas, tubérculos y bulbos . Los métodos de acuerdo con la invención también se pueden llevar a cabo sin introducir un ácido nucleico que codifica una S3a en la suplantas. Esto se puede lograr introduciendo una modificación genética (preferiblemente en el locus de un gen que codifica S3a) . El locus de un gen como se define aquí se considera que significa una región genómica, la cual incluye el gen de interés y 10 KB corriente arriba y corriente debajo de la región codificante. La modificación genética se puede introducir, por ejemplo, mediante uno (o más) de los siguientes métodos: activación de TDNA, TILLING, mutagénesis dirigida al sitio, recombinación homologa, evolución directa, o como se discute aquí más arriba, introduciendo y expresando en plantas (células) un ácido nucleico que codifica a S3a. El etiquetado por activación de T-ADN (Hayashi et al., Science (1992) 1350-1353) involucra la inserción de T-ADN que usualmente contiene un promotor (también puede ser un mejorador de traducción o un intrón) , en la región genómica del gen de interés o 10KB corriente arriba o debajo de la región codificante de un gen en una configuración tal que el promotor dirige la expresión del gen buscado como objetivo. Típicamente, la regulación de la expresión del gen buscado como objetivo es mediante su promotor natural que se desestabiliza y el gen cae bajo el control del promotor recién introducido. El promotor típicamente se integra en un T-ADN. Este T-ADN se inserta al azar en el genoma de las plantas, por ejemplo, a través de infección de Agrobacterium y lleva a la sobreexpresión de los genes cerca del T-ADN insertado. Las plantas transgénicas resultantes muestran fenotipos dominantes debidos a la sobreexpresión de los genes cerca del promotor introducido . El promotor a ser introducir puede ser cualquier promotor capaz de dirigir la expresión de un gen en el organismo deseado, en este caso, una planta. Por ejemplo, los promotores constitutivos, preferidos del tejido, preferidos del tipo de células e inducibles son todos adecuados para usarse en la activación del T-ADN. También se puede introducir una modificación genética en el locus de un ácido nucleico/gen que codifica a S3a usando la técnica de TILLING (Lesiones Locales Inducidas Dirigidas En los Genomas) . Esta es una tecnología de mutagénesis útil para generar y/o identificar, y eventualmente aislar las variantes mutagenizadas de un ácido nucleico que codifica a S3a, capaz de exhibir actividad biológica de S3a. TILLING también permite la selección de plantas que contienen tales variantes mutantes . Estas variantes mutantes pueden exhibir mayor actividad de S3a que la exhibida por el gen en su forma natural . TILLNG combina la mutagénesis de alta densidad con los métodos de selección de alta eficiencia. Los pasos seguidos típicamente en TILLING son (a) mutagénesis EMS (Redei y Koncz, 1992; Feldman et al., 1994; Lightner y Caspar, 1998); (b) preparación y combinación de ADN de individuos; (c) amplificación PCR de una región de interés; (d) desnaturalización hibridación para permitir la formación de heteroduplos; (e) DHPLC, donde la presencia de los heteroduplos en un conjunto se detecta como un pico extra en el cromatograma; (f) identificación de los individuos mutantes; y (g) secuenciación del producto PCR mutante: los métodos para TILLING son bien conocidos en la técnica (McCallum Nat Biotechnol. abril del 2000; 18(4):455-7, revisado por Stemple 2004 (TILLING-a high-throughput harvest for functional genomics . Nat Reivindicación Genet . Feb del 2004; 5 (2) :145-50) . La mutagénesis dirigida al sitio se puede usar para generar variantes de ácido nucleicos que codifican a S3a o porciones de los mismos. Se encuentran disponibles varios métodos para lograr la mutagénesis dirigida al sitio, los más comunes son los métodos basados en PCR (current protocols in molecular biology. Wiley Eds. http : //www.4ulr . com/products/currentprotocols/inde .html) . La evolución dirigida se puede usar también para generar variantes de ácidos nucleicos que codifican a S3a. Esta consiste de iteraciones de reorganización de ADN seguido por detección y/o selección apropiada para generar las variantes de ácidos nucleicos que codifican a S3a (Castle et al., (2004) Science 304 (5674) : 1151-4; Patentes Norteamericanas 5,811,238 y 6,395,547) . La activación de T-ADN, TILLING, mutagénesis dirigida al sitio y evolución dirigida son ejemplos de tecnologías que permiten la generación de nuevos alelos y variantes SYT. La recombinación homologa permite la introducción en un genoma de un ácido nucleico seleccionado en una posición seleccionada, definida. La recombinación homologa es una tecnología estándar usado rutinariamente en las ciencias biológicas para los organismos inferiores tales como levaduras o el musgo physcomitrella. Los métodos para llevar a cabo la recombinación homologa en plantas se han descrito no sólo para plantas modelo (Offringa et al . , Extrachromosomal homologous recombination and gene targeting in plant cells after Agrobacterium-mediated transformation. 1990 EMBO J. oct 1990; 9 (10) :3077-84) sino también para plantas de cultivo, por ejemplo, el arroz (Terada R, Uruwa H, Inagaki Y, Tsugane K, Iida S. Efficient targeting by homologous recombination in rice. Nat Biotechnol. 2002. Iida y Terada: A tale of two integrations , transgene and T-DNA: gene targeting by homologous recombination in rice. Curr Opin Biotechnol. 2004 Abr 2004; 15 (2) : 132-8) . El acido nucleico a ser dirigido (el cual puede ser un acido nucleico que codifica a S3a como se define aquí más arriba) no necesita ser dirigido al locus de un gen codifica a S3a, sino que puede ser introducido en, por ejemplo, las regiones de alta expresión. El ácido nucleico a ser dirigido puede ser un alelo mejorado usado para reemplazar el gen endógeno o se puede introducir además del gen endógeno.
La presente invención también abarca el uso de ácidos nucleicos que codifican S3as y el uso de polipéptidos de S3a.
Uno de tales usos por supuesto, se refiere a uso de un S3a como se define aquí más arriba para mejorar las características de crecimiento de plantas, en particular para mejorar el rendimiento de las semillas. El rendimiento de las semillas puede incluir uno o más de los siguientes: número aumentado de semillas (rellenado) , peso aumentado de las semillas, índice de cosecha aumentado y TKW aumentada, entre otros. El ácido nucleico que codifica la S3a puede ser como se representa por la SEC ID NO:l y la proteína S3a puede ser un aminoácido como se representa por la SEC ID NO: 2.
Los ácidos nucleicos que codifican las S3as, y los polipéptidos de S3a, como se definen aquí más arriba también pueden encontrar uso en programas de reproducción. El ácido nucleico que codifica la S3a puede ser representado por la SEC ID N0:1; o la S3a puede ser un aminoácido como se representa por la SEC ID N0:2. Por ejemplo, el ácido nucleico que codifica la S3a o una parte del mismo puede están en un cromosoma (o parte del mismo) , preferiblemente junto con uno o más miembros de la familia relacionada. En un ejemplo de tal programa de reproducción, se identifica un marcador de ADN el cual se puede enlazar genéticamente a un gen capaz de modular la expresión de un ácido nucleico que codifica la proteína S3a en las plantas, el cual gen puede ser un gen que codifica la proteína S3a en si o cualquier otro gen el cual pueda influenciar directamente o indirectamente la expresión de un gen que codifica una proteína S3a y/o la actividad de la proteína S3a en si. Este marcador de ADN se puede usar entonces en programas de reproducción para seleccionar las plantas que tienen características de crecimiento mejoradas. Las variantes alélicas de una S3a también se pueden usar en los programas de reproducción convencionales, tales como en reproducción asistida por marcadores. Tales programas de reproducción requieren algunas veces la introducción de variaciones alélicas en las plantas por tratamiento mutagénico de las plantas . Un método mutagénico adecuado es la mutagénesis EMS. La identificación de las variantes alélicas tiene lugar, por ejemplo, por PCR. Esto es seguido por un paso de selección para la selección de las variantes alélicas superiores de la secuencia en cuestión y lo cual da características de crecimiento mejoradas a las plantas. La selección se lleva a cabo típicamente monitoreando el desempeño de crecimiento de las plantas que contienen diferentes variantes alélicas de la secuencia en cuestión, por ejemplo, las diferentes variantes alélicas de la SEC ID NO:l.
El monitoreo del desempeño de crecimiento se puede hacer en un invernadero o en el campo. Otros pasos opcionales incluyen el cruzamiento de las plantas, en las cuales se identificaron las variantes alélicas superiores, con otras plantas. Esto se podría usar, por ejemplo, para hacer una combinación de características fenotípicas interesantes. Un ácido nucleico que codifica la S3a se puede usar como sonda para mapear genéticamente y químicamente los genes que son parte de, y como marcadores para los rasgos vinculados con esos genes . Tal información puede ser útil en la reproducción de plantas con el fin de desarrollar líneas con los fenotipos deseados. Tal uso de un ácido nucleico que codifica la S3a requiere sólo una secuencia de ácido nucleico de al menos 15 nucleótidos de longitud. El ácido nucleico que codifica la S3a se puede usar como marcador de polimorfismo en las longitudes de los fragmentos de restricción. Las transferencias Southern (Maniatis) de ADN genómico de plantas digerido por restricción puede ser sondeado con el ácido nucleico que codifica la S3a. Los patrones de formación de bandas se pueden someter entonces a análisis genéticos usando programas de computadora tales como MapMaker (Lander et al., (1987) Genomics 1:174-181) con el fin de construir un mapa genético. Además, los ácidos nucleicos se pueden usar para sondear transferencias Southern que contienen ADNs genómicos tratados por endonucleasa de restricción de un grupo de individuos que representan los padres y la progenie de una cruza genética definida. La segregación de los polimorfismos de ADN se señala y se usa para calcular la posición del ácido nucleico que codifica la S3a en el mapa genético obtenido previamente usando esta población (Botstein et al., (1980) Am. J. Hum Genet. 32.314-331) . La producción y el uso de sondas derivadas de genes de plantas para usarse en el mapeo genético se describe en Bematzky y Tanksley (1986) Plant Mol. Biol. Repórter 4:37-41. Varias publicaciones describen el mapeado genético de clones de ADNc específicos usando la metodología resumida arriba o variaciones de esta. Por ejemplo, poblaciones intercruzadas F2, poblaciones de retro-cruzamiento, poblaciones apareadas al azar, líneas isogénicas cercanas, y otros grupos de individuos, se pueden usar para el mapeado. Tales metodologías son bien conocidas por aquellas personas con experiencia en la técnica. Las sondas de ácido nucleico también se pueden usar para el mapeado físico (es decir, la colocación de las secuencias en mapas físicos; véase Hoheisel et al., En: Non-mammalian Genomic Analysis: A Practical Guide, Academic Press 1996, p . 319-346, y las referencias citadas ahí) . En otra modalidad, las sondas de ácido nucleico se pueden usar en el mapeado por hibridación in situ fluorescente (FISH) directa (Trask (2992) Trenes Genet. 7:149-154). Aunque los métodos actuales de mapeado FISH favorecen el uso de clones grandes (varios a varios cientos de KB; véase Laan et al., (1995) Genome Res. 5:13-20), las mejoras en la sensibilidad puede permitir la ejecución de mapeado FISH usando sondas más cortas . Una variedad de métodos basados en amplificación de ácido nucleico para el mapeado genético y físico, se pueden llevar a cabo usando los ácidos nucleicos. Los ejemplos incluyen amplificación específica del alelo (Kazazian (1989) J. Lab. Clin. Med 11:95-96), polimorfismo de fragmentos amplificados por PCR (CAPS; Sheffield et al., (1993) Genomics 16:325-332), ligación específica del alelo (Landegren et al., (1988) Science 241:1077-1080), reacciones de extensión de nucleótidos (Sokolov (1990) Nucleic Acid Res. 18:3671), Mapeado de Híbridos por Radiación (Walter et al., (1997) Nat. Genet. 7:22-28) y Mapeado Happy (Dear- y Cook (1989) Nucleic Acid Res. 17:6795-6807). Para estos métodos, se usa la secuencia de un ácido nucleico para diseñar un producir pared de cebadores para usarse en la reacción de amplificación o en reacciones de extensión de cebadores. El diseño de tales cebadores es bien conocido por aquellas personas experimentadas en la técnica. En los métodos que emplean mapeado genético basado en PCR, puede ser necesario identificar las diferencias de la secuencia de ADN entre los progenitores de la cruza de mapeado en la región correspondiente a la secuencia de ácido nucleico instantánea. Esto, sin embargo generalmente no es necesario para los métodos de mapeado . Los ácidos nucleicos que codifican las S3as y los polipéptidos de S3a pueden encontrar uso como reguladores del crecimiento. El ácido nucleico que' codifica la S3a puede ser un ácido nucleico como se representa por la SEC ID NO.l y la proteína/polipéptido S3a puede ser un aminoácido representado por la SEC ID N0:2. Ya que estas S3as son útiles para mejorar las características de crecimiento de las plantas, las S3as también serían reguladores del crecimiento útiles, tales como herbicidas o estimulantes del crecimiento. La presente invención por lo tanto, proporciona una composición que comprende una S3a un ácido nucleico que codifica la S3a, junto con un portador, diluyente o excipiente adecuado, para usarse como un regulador del crecimiento . Los métodos de acuerdo con la presente invención resultan en plantas que tienen características de crecimiento mejoradas como se describe aquí más arriba. Estas características de crecimiento mejoradas también se pueden combinar con otros rasgos ventajosos económicamente, tales como rasgos de mejora del rendimiento adicional, tolerancia a varias tensiones, rasgos que modifican las características arquitectónicas y/o características bioquímicas y/o fisiológicas . DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente invención se describirá ahora con referencia a las siguientes Figuras en las cuales : La Fig. 1 muestra una alineación de las secuencias de la proteína S3a realizadas usando el programa de alineación múltiple VNTI ALignX (Informas, Bethesda, MD) , con los ajustes por defecto de penalización de la abertura de hueco de 10 y una extensión del hueco de 0.05. Los residuos que aparecen en blanco contra un fondo negro son idénticos, los residuos que aparecen en blanco contra un fondo gris son conservativos o bien bloques de residuos similares, como se define por las opciones VNTI . La Fig. 2 muestra una alineación tomada de Lyamouri et al., (Gene 294 (2002) 147-156 la cual muestra el alto grado de conservación en las proteínas S3a de varias especies: H. sapiens (Hs) , M. musculus (Mm) , T. rubripes (Tr) , X. lavéis (XI), D. melanogaster (Dm) , D. viriles (Dv) , C. elegans (ce), S. cerevisiae (Se), A. thaliana (At) , O. sativa (Os) y H. holobium (Hh) . El sombreado negro representa amino ácidos idénticos, en tanto que el gris claro representa substituciones de aminoácidos conservadas . Los huecos se indican por guiones . Las regiones de mayor conservación están en un recuadro . La Fig. 3 muestra un vector binario para la expresión en Oryza sativa del gen de proteína ribosómica 4OS S3a específico de fase S cyc07 putativo de Arabidopsis thaliana (referencia interna CDS0730) bajo el control del promotor GOS2 de arroz (referencia interna PRO0 129) . La FIG. 4 detalla los ejemplos de secuencias para llevar a cabo los métodos de acuerdo con la presente invención. EJEMPLOS La presente invención se describirá ahora con referencia a los siguientes ejemplos, los cuales son a manera de ilustración solamente.
Manipulación del ADN: a menos que se establezca de otra manera, las técnicas de ADN recombinante se llevaron a cabo de acuerdo con los protocolos estándar descritos en (Sambrook (2001) Molecular Cloning: a laboratory manual, 3ra Edición Cold Spring Harbor Laboratory Press, CSH, Nueva York) o en los volúmenes 1 y 2 de Ausubel et al., (1994), Current protocols in Molecular Biology, Current Protocols. Los materiales y los métodos estándar para el trabajo molecular en plantas se describen en Plant Molecular Biology Labrase (1993) por R.D.D. Croy, publicado por BIOS Scientific Publications Ltd (UK) y Blackwell Scientific Publications (UK) . Ejemplo 1: Clonación de genes La S3a de Arabidopsis thaliana (40S cyc07 específica de fase S) se amplificó por PCR usando como plantilla una genoteca de ADNc de plantones de Arabidopsis thaliana (Invitrogen, Paisley, UK) . Después de la transcripción inversa del ARN extraído de los plantones, los ADNcs se clonaron en pCMV Sport 6. El tamaño promedio del banco fue de 1.5 kb y el número original de clones fue de 1.59xl07 cfu. Se determinó que el título original era de 9.6xl05 cfu/ml, y después de una amplificación se volvió 6x1o11 cfu/ml. Después de la extracción del plásmido, 200 ng de la plantilla se usaron en una mezcla de PCR 50 µl . Los cebadores prm02255 (sentido, codón inicial en negritas, sitio AttBl en itálica: 5' GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTTCACAATGGCTGTCGGGAAGAA 3 ' ) y prm02256 (invertido, complementario, codón de detención en negritas, sitio AttB2 en itálicas: 5' GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTCCTAAGCTCCGATGATTTCT 3 ' ) , los cuales incluyen los sitios para la recombinación Gateway, se usaron para la amplificación PCR. La PCR se llevó a cabo usando Hifi Taq ADN polimerasa bajo las condiciones estándar. Un fragmento PCR de 789 bp se amplificó y se purificó también usando los métodos estándar. El primer paso del procedimiento Gateway, la reacción BP, se llevó a cabo entonces, 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", p2728. El plásmido pDONR201 se compro de Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®. Ejemplo 2: Construcción del Vector El clon de entrada p2728 se usó subsecuentemente en una reacción LR con p0640, un vector de destino usado para la transformación de Oryza sativa. Este vector contiene como elementos funcionales dentro de los limites del T-7ADN: un marcador seleccionable de planta; un marcador detectable de planta; y un cartucho de Gateway destinado a la recombinación LR in vivo con la secuencia de interés ya clonada en el clon de entrada. Un promotor GOS2 de arroz para la expresión constitutiva (PRO0129) se localiza corriente arriba de este cartucho de Gateway. Después del paso de recombinación LR, el vector de expresión resultante como se muestra en la Figura 3 se transformó en Agrobacterium y subsecuentemente en plantas de Oryza sativa. Se permitió que las plantas de arroz transformadas crecieran y después de examinaron por los parámetros descritos en el Ejemplo 3. Ejemplo 3: Evaluación y Resultados Se generaron aproximadamente 15 a 20 transformantes de arroz TO independientes . Los transformantes primarios se transfirieron de las cámaras de cultivo de tejidos a un invernadero para el cultivo y cosecha de semillas TI. Se retuvieron 6 eventos, de los cuales se segregó la descendencia TI 3:1 por la presencia/ausencia del transgen. Para cada uno de estos eventos, aproximadamente 10 plantones TI que contenían el transgen (hetero y homocigotos) , y aproximadamente 10 plantones TI que carecían del transgen (nulicigotos) , se seleccionaron monitoreando la expresión del marcador visual . Algunos eventos TI se evaluaron adicionalmente en la generación T2 siguiendo el mismo procedimiento de evaluación como para la generación TI. Análisis estadístico: prueba P Se uso un ANOVA (análisis de variantes) de dos factores, como un modelo estadístico para la evaluación global de las características fenotípicas de las plantas. Se llevó a cabo una prueba F sobre todos los parámetros medidos de todas las plantas de todos los eventos con el gen de la presente invención. La prueba F se llevó a cabo para verificar un efecto del gen sobre todos los eventos de transformación y para verificar un efecto global del gen, también conocido como un efecto global del gen. El umbral de significancia para un efecto global del gen verdadero se fijó en un nivel de probabilidad del 5% para la prueba F. Un valor significativo de la prueba F, señala a un efecto génico, lo que significa que no es sólo la presencia o la posición del gen lo que esta provocando las diferencias en el fenotipo. 3.1 Mediciones de los parámetros relacionados con las semillas Los panículos primarios maduros se cosecharon, se embolsaron, se etiquetaron con código de barras y después se secaron por tres días en el horno a 37°C. Los panículos se trillaron y todas las semillas se recolectaron y se contabilizaron. Las cascarillas rellenadas se separaron de las vacías usando un dispositivo de soplador de aire. Las cascarillas vacías se desecharon y la fracción restante se contabilizó otra vez. Las cascarillas rellenas se pesaron en una balanza analítica. Este procedimiento resultó en el grupo de parámetros relacionados con las semillas, descritos abajo.
La Tabla de resultados de abajo muestra los valores p de la prueba F para las evaluaciones de TI, las evaluaciones de T2 y los valores p combinados de las pruebas F para las evaluaciones TI y T2. Un análisis combinado puede ser considerado cuando se han llevado a cabo dos experimentos en los mismos eventos. Esto puede ser útil para verificar la consistencia de los efectos sobre los dos experimentos y para aumentar la confianza en la conclusión. El método usado es una técnica de modelo mezclado que toma en cuanta la estructura multinivel de los datos (es decir, experimento- evento-segregantes) . Los valores P se obtienen comparando las pruebas de la razón de probabilidad con distribuciones ? cuadrada. Cada una de las tablas también da el % de diferencia entre los transgénicos y los nulicigotos correspondientes para cada generación. 3.1.1 Número de semillas llenas El número de semillas llenas se determino contabilizando el número de cascarillas llenas que permanecieron después del paso de separación. Como se muestra en la Tabla 1 de abajo, el valor p de la prueba F para la evaluación TI y T2 combinadas fue significativo (con un valor p de 0.0071) indicando que la presencia del constructo en las plantas tiene un efecto significativo sobre el número de semillas llenas de las plantas transgénicas . Tabla 1 3.2.1 Rendimiento total de semillas por planta El rendimiento total de semillas se midió pesando todas las cascarillas cosechadas de una planta. Como se muestra en la Tabla 1 de abajo, el valor p de la prueba F para la evaluación combinada de TI y T2 fue significativo (con un valor p de 0.0016) indicando que la presencia del constructo en las plantas tuvo un efecto significativo sobre el peso total de semillas de las platas transgénicas. Tabla 2 3.1.3 índice de cosecha de las plantas El índice de cosecha en la presente invención se define como la relación entre el rendimiento total de las semillas y el área de tierra arriba (mm2) , multiplicado por un factor 10s. Como se muestra en la Tabla 3 de abajo, el valor p de la prueba F para la evaluación combinada de TI y T2 (e individualmente) fue significativo (con un valor p de 0.0005) indicando que la presencia del constructo en las plantas tuvo un efecto significativo sobre el índice de cosecha de las plantas transgénicas. Tabla 3 3.1.4 Peso por millar de semillas (TKW) Este parámetro se extrapolo del número de semillas llenas contabilizadas, y su peso total. Como se muestra en la Tabla 4 de abajo, el valor p de la prueba F para la evaluación combinada de TI y T2 fue significativa (con un valor p de 0.0405) indicando que la presencia del constructo en las plantas tuvo un efecto significativo sobre el TKW de las plantas transgénicas . Tabla4

Claims (19)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para mejorar las características de crecimiento de las plantas, caracterizado porque comprende introducir y expresar en las plantas un ácido nucleico que codifica un polipéptido S3a de proteína ribosómica de subunidad pequeña. 2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende introducir y expresar en las plantas : (i) una porción de un ácido nucleico que codifica a S3a; (ii) una secuencia capaz de hibridarse con un ácido nucleico que codifica a S3a; (iii) una variante de empalme alternativa de un ácido nucleico que codifica a S3a; (iv) una variante alélica de un ácido nucleico que codifica a S3a; y (v) un ácido nucleico que codifica un homologo o derivado de una secuencia de aminoácido de S3a, caracterizado porque, las proteínas codificadas por (i) a (v) se alinean con las secuencias de proteína S3a conocidas y comprenden regiones de conservación correspondientes a las regiones confinadas mostradas en la alineación de la Figura
  2. 2.
  3. 3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 , caracterizado porque dicha característica de crecimiento de las plantas es el rendimiento aumentado con relación a las plantas del tipo silvestre correspondientes.
  4. 4. El método de acuerdo con la reivindicación 3 , caracterizado porque dicho rendimiento aumentado es el rendimiento de semillas aumentado.
  5. 5. El método de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque dicho rendimiento aumentado se selecciona de (i) biomasa de semillas aumentada; (ii) número aumentado de semillas (llenas) ; (iii) tamaño aumentado de las semillas, (iv) volumen aumentado de las semillas; (v) índice de cosecha aumentado; y (vi) peso por millar de semillas (TKW) aumentado.
  6. 6. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, dicha característica de crecimiento de las plantas mejorada es la velocidad de crecimiento.
  7. 7. El método de acuerdo con alguna de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho ácido nucleico que codifica una S3a se deriva de una planta, preferiblemente de una planta dicotiledónea, además preferiblemente de la familia Brasicaceae, más preferiblemente el ácido nucleico es de Arabidopsis thaliana.
  8. 8. El método de acuerdo con alguna de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicha secuencia de ácido nucleico que codifica una S3a se sobre-expresa en las plantas .
  9. 9. El método de acuerdo con alguna de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la expresión de dicho ácido nucleico que codifica una S3a es conducido por un promotor constitutivo, en particular el promotor G0S2.
  10. 10. El método para mejorar las características de crecimiento de las plantas, en particular el rendimiento, en particular el rendimiento de semillas, caracterizado porque comprende introducir una modificación genética en las plantas, en el locus de un gen que codifica un polipéptido de S3a o una variante del mismo.
  11. 11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque dicha modificación genética es afectada por uno de: mutagénesis dirigida al sitio, recombinación homologa, TILLING, evolución dirigida y activación de T-ADN.
  12. 12. Las plantas obtenibles por un método de acuerdo con alguna de las reivindicaciones 1 a 11.
  13. 13. El constructo que comprende : (i) un ácido nucleico que codifica a S3a; (ii) una o más secuencias de control capaces de conducir la expresión de la secuencia del ácido nucleico de (i) ; y opcionalmente (iii) una secuencia de terminación de la transcripción.
  14. 14. El constructo de acuerdo con la reivindicación 13 , caracterizado porque dichas secuencias de control comprenden al menos un promotor constitutivo, preferiblemente un promotor G0S2.
  15. 15. Las plantas transformadas con un constructo de acuerdo con la reivindicación 13 o 14,
  16. 16. El método para la producción de plantas transgénicas que tienen características de crecimiento mejoradas, el cual método, se caracteriza porque comprende: (i) introducir en las planta so células de plantas un ácido nucleico que codifica a S3a,- (ii) cultivar las células de plantas bajo condiciones que promuevan la regeneración y el crecimiento de plantas maduras .
  17. 17. Las plantas transgénicas que tienen características de crecimiento mejoradas, caracterizadas porque dichas plantas tienen introducido y expresado en las mismas una secuencia de ácido nucleico que codifica una proteína S3a.
  18. 18. Las plantas transgénicas de acuerdo con la reivindicación 12, 15 o la reivindicación 17, caracterizadas porque dichas plantas son plantas dicotiledóneas, tales como caña de azúcar o un cereal seleccionado de arroz, maíz, trigo, cebada, soya, sorgo, girasol, cañóla, caña de azúcar, alfalfa, mijo, cebada, colza y algodón.
  19. 19. Las partes cosechables de las plantas de acuerdo con alguna de las reivindicaciones 12, 15, 17, o 18. 20 Las partes cosechables de las plantas de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizadas porque dichas partes cosechables son semillas. 21. El uso de una S3a o de un ácido nucleico que codifica la S3a para mejorar las características de crecimiento de las plantas, en particular aumentar el rendimiento, en especial el rendimiento de semillas. 22. El uso de acuerdo con la reivindicación 21, en donde dicho rendimiento de semillas incluye uno o más de los siguientes: número aumentado de semillas (llenas), peso aumentado de las semillas, índice de cosecha aumentado, y TKW aumentado . 23. El uso de acuerdo con la reivindicación 21 o 22, en donde dicho ácido nucleico que codifica a S3a es como se representa por la SEC ID NO: 1 y en donde dicha S3a es un aminoácido como se representa por la SEC ID NO: 2. 24. El uso de una S3ao de un ácido nucleico que codifica la S3a como un marcador molecular.
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