NL2005620C2

NL2005620C2 - Plants with increased tolerance to metal ions.

Info

Publication number: NL2005620C2
Application number: NL2005620A
Authority: NL
Inventors: Francesca Quattrocchio; Ronald Koes
Original assignee: Vereniging Voor Christelijk Hoger Onderwijs
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2012-05-07
Also published as: WO2012060705A1

Claims

1. Transgene plant, een genconstruct, een fragment, een homoloog, of een variant daarvan 5 omvattende dat of die codeert voor PH1 en PH5 zoals hiervoor beschreven, waarbij het genconstruct werkzaam verbonden is met een plantpromotor, en wel op een zodanige wijze dat het PH1 en PH5 ectopisch of in een of meerdere plantendelen uitdrukt, en dat daarbij de plant een verhoogde tolerantie vertoont ten opzichte van een of meerdere metaalzouten in vergelijking met een overeenstemmende oorspronkelijke stamplant die 10 het genconstruct niet bevat, waarbij de tolerantie ten opzichte van het metaalzout wordt gedefinieerd als een lagere vervormingsnelheid en/of morbiditeit dan die van de oorspronkelijke stamplant in identieke omstandigheden voor wat betreft de groeibeperking naar aanleiding van het metaalzout.

2. Plant volgens conclusie 1, verder een genconstruct, een fragment, een homoloog, of een variant daarvan omvattende die of dat codeert voor een vacuolaire metaalkation-antidrager die wordt geactiveerd door een protongradiënt over een tonoplast van een vacuole van een planted.

3. Plant volgens conclusie 1 of conclusie 2, waarbij de proteïnen die gecodeerd worden door PHI, PH5 en het metaalkation-antidrager genconstruct aanwezig zijn in het membraan van de vacuole.

4. Plant volgens een der conclusies 1-3, waarbij PH1 codeert voor een vacuolaire P3BATP- 25 ase.

5. Plant volgens een der conclusies 1-4, waarbij PH5 codeert voor een vacuolaire Ρ3ΑΑΤΡ-ase protonpomp.

6. Plant volgens een der conclusies 1-5, waarbij de metaalkationen natrium-, magnesium-, koper-, ijzer-, zink-, kobalt-, nikkel-, en/of mangaanmetaalkationen omvatten, bij voorkeur in aanwezigheid van cadmium, kwik, zilver, en/of lood.

7. Plant volgens een der conclusies 1-6, waarbij de vacuolaire metaalkation-antidrager wordt geselecteerd uit een vacuolaire natrium/proton antidrager (NHX), een koperdrager (CTR), een kationdiffusie-bemiddelaar (CDF), een zink-ijzer permease (ZIP), en/of een kationenwisselaar (CAX).

8. Geïsoleerde cel, plant, of deel van plant, dan wel een afstammeling daarvan, van een plant volgens een der conclusies 1-7, waarbij de cel, de plant, het deel, of de afstammeling een verhoogde PHI of PH1-homoloog bevat, alsook een verhoogde PH5 of jP/YJ-homoloog, waarbij de concentratie van metaalzout in een vacuole van de cel of van cellen van de plant of van plantendelen gewijzigd is ten opzichte van een plant die 15 genetisch niet gemodificeerd werd.

9. Geïsoleerde cel, plant, of deel van een plant, dan wel een afstammeling daarvan, van een plant volgens conclusie 8, waarbij de cel, de plant, het deel, of de afstammeling bovendien een verhoogd genconstruct of homoloog bevat dat codeert voor een 20 vacuolaire metaalkation-antidrager.

10. Plantendeel volgens conclusie 8 of conclusie 9, geselecteerd uit een bloem, fruit, groente, noot, wortel, stam, en/of zaad.

11. Werkwijze voor het produceren van een plant met een verhoogde tolerantie ten opzichte van metaalzout, omvattende: a. het identificeren van een plant die ectopisch of in een of meerdere plantendelen een combinatie van PH1 en PH5 uitdrukt, uit planten die een genconstruct bezitten dat een gen omvat dat codeert voor PH1 en PH5, en dat werkzaam 30 verbonden is met een plantpromotor, en wel op een zodanige wijze dat zij overmatig worden uitgedrukt in planten, b. het screenen van de plant die PHI, PH5 overmatig uitdrukt op een verbeterde tolerantie ten opzichte van metaalzout, en dit in groeibeperkende omstandigheden, en c. het selecteren van de plant met een verhoogde zouttolerantie; 5 waarbij de tolerantie tegen metaalzout wordt gedefinieerd als een lagere vervormingsnelheid en/of morbiditeit dan die van de oorspronkelijke stamplant in identieke omstandigheden voor wat betreft de groeibeperking naar aanleiding van het metaalzout.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij de plant bovendien overmatig een vacuolaire metaalkation-antidrager uit drukt die werkzaam verbonden is met een plantpromotor zodat ook deze overmatig wordt uitgedrukt.

13. Werkwijze voor het produceren van een transgene plant met een verhoogde tolerantie 15 ten opzichte van metaalzout, omvattende: a. het transformeren van ten minste een plantencel met een exogeen nucleïnezuur dat codeert voor een verhoogde PHI of PHl-homoloog, een verhoogde PB5 of Pi/5-homoloog, waarbij de concentratie van het metaalzout in een vacuole van de cel of van cellen van de plant of van plantendelen wordt gewijzigd ten opzichte 20 van een plant die genetisch niet gemodificeerd werd, en b. het regenereren van de getransformeerde cel in een plant met een grote tolerantie ten opzichte van metaalzout, waarbij de tolerantie ten opzichte van het metaalzout wordt gedefinieerd als een lagere vervormingsnelheid en/of morbiditeit dan die van de oorspronkelijke stamplant in identieke omstandigheden voor wat betreft de 25 groeibeperking naar aanleiding van het metaalzout.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarbij de plantencel wordt getransformeerd met een exogeen nucleïnezuur dat codeert voor een verhoogd genconstruct of een verhoogde homoloog dat of die coderen voor een vacuolaire metaalkation-antidrager die 30 geactiveerd wordt door een protongradiënt.

15. Werkwijze voor het kweken van plant met een verhoogde tolerantie ten opzichte van metaalzout, omvattende: a. het voorzien van een plant volgens een der conclusies 1-9, of geselecteerd of gekweekt volgens conclusies 11 tot 14, en 5 b. het kweken van de plant in aarde en/of met water onder concentraties van metaalzout die groeibeperkend zijn voor een overeenstemmende oorspronkelijke stamplant die het genconstruct niet bevat.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, verder het ten minste gedeeltelijk oogsten omvattende 10 van het plantenmateriaal dat bekomen werd in stap b.

17. Werkwijze volgens conclusie 15, verder het extraheren omvattende van de metaalzouten uit het geoogste plantenmateriaal.

18. Werkwijze voor het moduleren van de concentraties van metaalzout in een vacuole van een plantencel, waarbij de werkwijze het introduceren omvat in de plantencel of in een ouder of verwante van de plantencel, of het moduleren van de proteïneniveaus van PH1 en PH5, met het oog op het verhogen van de resistentie van de plantencel ten opzichte van metaalzout, en het kweken van de plantencel of van de plant die de cel of de ouder 20 of verwante van de cel bevat, in omstandigheden die de uitdrukking mogelijk maken van de proteïnen.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, het introduceren omvattende van een vacuolaire metaalkation-antidrager in de plantencel of een ouder of verwante van de plantencel, of 25 het moduleren van een proteïneniveau van de vacuolaire metaalkation-antidrager, met het oog op het verhogen van de resistentie van de plantencel ten opzichte van metaalzout.

20. Werkwijze voor het produceren van een plant die bestand is tegen verhoogde niveaus 30 metaalzouten, het stabiel transformeren omvattende van een cel van een geschikte plant met behulp van een nucleïnezuursequentie volgens een der conclusies 1-9, in omstandigheden die de uiteindelijke uitdrukking mogelijk maken van de nucleïnezuursequentie, het regenereren van een transgene plant uit de cel, en het kweken van de transgene plant gedurende een welbepaald tijd en in omstandigheden die voldoende zijn om de uitdrukking mogelijk te maken van de nucleïnezuursequentie, en 5 het eventueel genereren van genetisch gemodificeerde afstammelingen daarvan.

21. Werkwijze voor het produceren van een plant met gereduceerde eigen of bestaande pH-modulerende of wijzigende activiteit, waarbij de werkwijze het stabiel transformeren omvat van een cel van een geschikte plant met behulp van een nucleïnezuurmolecule 10 volgens een der conclusies 1-9, die antisense of sense is aan een sequentie die codeert voor PHI, PH5, en eventueel de sequentie die codeert voor de vacuolaire metaalkation-antidrager, het regenereren van een transgene plant uit de cel, en, waar nodig, het kweken van de transgene plant in omstandigheden die voldoende zijn om de uitdrukking mogelijk te maken van het nucleïnezuur, en het eventueel genereren van genetisch 15 gemodificeerde afstammelingen daarvan.

22. Genconstruct, fragment, homoloog, of varianten daarvan die of dat coderen voor PH1 en PH5, en die de Seq. ID. nr. 94 en 96 omvatten.

23. Gebruik van het genconstruct volgens conclusie 22, met oog op het verhogen van de tolerantie van plantencellen ten opzichte van metaalzout.