WO2013137490A1 - 植物の形態形成および／または環境ストレス耐性に関与するポリペプチド - Google Patents
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Abstract
所望の表現型および／または所望のストレス耐性を有する植物の提供。 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを過剰発現する形質転換植物であって、該ポリペプチドが配列番号1～317で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチドより選択される一または複数のポリペプチドである、上記形質転換植物。
Description
本発明は、所望の表現型および／または所望の環境ストレス耐性を有する植物、ならびに、所望の表現型および／または所望の環境ストレス耐性を植物に付与するための方法に関する。
植物ホルモンは、植物の生長の促進や抑制、果実肥大などの機能を有しており、従来的に、農作物の栽培などに広く利用されている。
近年、植物において発現される、比較的小さな遺伝子によってコードされる低分子ペプチドが、ホルモン様の生理活性を示し、植物の発生や形態形成に重要な役割を果たすことが明らかにされ、注目されている。
しかしながら、植物の低分子ペプチドの機能についての研究はあまり進んでおらず、当該分野においては有用な低分子ペプチドの開発、およびそれを利用した新農法の開発が望まれている。
近年、植物において発現される、比較的小さな遺伝子によってコードされる低分子ペプチドが、ホルモン様の生理活性を示し、植物の発生や形態形成に重要な役割を果たすことが明らかにされ、注目されている。
しかしながら、植物の低分子ペプチドの機能についての研究はあまり進んでおらず、当該分野においては有用な低分子ペプチドの開発、およびそれを利用した新農法の開発が望まれている。
本発明は、所望の表現型および／または所望の環境ストレス耐性を有する植物を提供すること、ならびに、所望の表現型および／または所望のストレス耐性を植物に付与するための方法を提供することを目的とする。
本願発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、植物の形態制御および植物の環境ストレス耐性に関与する７５種のポリペプチドをシロイヌナズナ等の植物より見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］ 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子を宿主植物に導入して過剰発現させることを含む、形質転換植物の作出方法であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記方法：
（ａ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［２］ ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［１］の方法：
（ｅ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。
［３］ ポリペプチドが、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［１］の方法：
（ｉ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［４］ 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを過剰発現する形質転換植物であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記形質転換植物：
（ａ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［５］ ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［４］の形質転換植物：
（ｅ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。
［６］ ポリペプチドが、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［４］の形質転換植物：
（ｉ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［７］ 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを含む農業用組成物であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記組成物：
（ａ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［８］ ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［７］の組成物：
（ｅ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。
［９］ ポリペプチドが、植物のストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［７］の組成物：
（ｉ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［１０］ 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを植物に施用することを含む、植物の育成方法であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記方法：
（ａ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［１１］ ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［１０］の方法：
（ｅ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。
［１２］ ポリペプチドが、植物のストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［１０］の方法：
（ｉ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
本発明によれば、所望の表現型および所望の環境ストレス耐性を有する植物を得ることができる。
また、本発明によれば、所望の表現型および所望の環境ストレス耐性を植物に付与することができる。
本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願２０１２−０５９４１５号の明細書および／または図面に記載される内容を包含する。
本願発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、植物の形態制御および植物の環境ストレス耐性に関与する７５種のポリペプチドをシロイヌナズナ等の植物より見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］ 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子を宿主植物に導入して過剰発現させることを含む、形質転換植物の作出方法であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記方法：
（ａ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［２］ ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［１］の方法：
（ｅ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。
［３］ ポリペプチドが、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［１］の方法：
（ｉ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［４］ 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを過剰発現する形質転換植物であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記形質転換植物：
（ａ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［５］ ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［４］の形質転換植物：
（ｅ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。
［６］ ポリペプチドが、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［４］の形質転換植物：
（ｉ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［７］ 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを含む農業用組成物であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記組成物：
（ａ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［８］ ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［７］の組成物：
（ｅ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。
［９］ ポリペプチドが、植物のストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［７］の組成物：
（ｉ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［１０］ 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを植物に施用することを含む、植物の育成方法であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記方法：
（ａ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号１~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
［１１］ ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［１０］の方法：
（ｅ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号１~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。
［１２］ ポリペプチドが、植物のストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、［１０］の方法：
（ｉ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号１５，２１，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
本発明によれば、所望の表現型および所望の環境ストレス耐性を有する植物を得ることができる。
また、本発明によれば、所望の表現型および所望の環境ストレス耐性を植物に付与することができる。
本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願２０１２−０５９４１５号の明細書および／または図面に記載される内容を包含する。
図１−１は、シロイヌナズナ（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）、ハクサイ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａｖａｒ．ｇｌａｂｒａ）、ダイズ（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ）、トマト（Ｓｏｌａｎｕｍ ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ）、イネ（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ）、およびトウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙｓ）に由来する、ポリペプチドのアミノ酸配列を示す。グループ（１~７５）は、各グループに含まれるポリペプチドが同等の機能を有するホモログの関係にあることを示す。シロイヌナズナの欄に記載する遺伝子名は、Ｔｈｅ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ（ＴＡＩＲ）のデータベースにおいて登録された名称を示す。
図１−２は、図１−１の続きである。
図１−３は、図１−２の続きである。
図１−４は、図１−３の続きである。
図１−５は、図１−４の続きである。
図１−６は、図１−５の続きである。
図１−７は、図１−６の続きである。
図２は、実施例２にて作製された各種過剰発現体において観察された代表的な表現型を示す写真図である。
図３Ａは、ｆｌｃ３９（配列番号２１）過剰発現体およびＡＴ３３（配列番号１５）過剰発現体の乾燥ストレス耐性試験における生存率を示す。３５Ｓ：：ＮＣＥＤ３とは、ＮＣＥＤ３遺伝子を過剰発現する乾燥耐性を有する、遺伝子組換えシロイヌナズナである。
図３Ｂは、ＡＴ４（配列番号７０）過剰発現体およびＡＴ３５（配列番号７３）過剰発現体の高温ストレス耐性試験における生存率を示す。
図３Ｃは、ＡＴ１３（配列番号７１）過剰発現体およびＡＴ１９（配列番号７２）過剰発現体の塩ストレス耐性試験における生存率を示す。
図４は、各種過剰発現体の葉および長角果におけるＧＵＳ染色の結果を示す。
図５は、ＲＮＡｉによるｆｌｃ３９（配列番号２１）発現阻害株において観察された代表的な表現型を示す写真図と、当該株の開花までの日数を示す表図である。ＲＮＡｉ２，４，５はいずれもｆｌｃ３９をコードするｍＲＮＡを標的とするＲＮＡｉ分子である。
図６は、ＡＴ３２過剰発現体の液体培地を添加した培地を用いたシロイヌナズナの生育試験の結果を示す。
図７は、ＡＴ３２過剰発現体の液体培地成分を添加した培地を用いたイネの生育試験の結果を示す。
図１−２は、図１−１の続きである。
図１−３は、図１−２の続きである。
図１−４は、図１−３の続きである。
図１−５は、図１−４の続きである。
図１−６は、図１−５の続きである。
図１−７は、図１−６の続きである。
図２は、実施例２にて作製された各種過剰発現体において観察された代表的な表現型を示す写真図である。
図３Ａは、ｆｌｃ３９（配列番号２１）過剰発現体およびＡＴ３３（配列番号１５）過剰発現体の乾燥ストレス耐性試験における生存率を示す。３５Ｓ：：ＮＣＥＤ３とは、ＮＣＥＤ３遺伝子を過剰発現する乾燥耐性を有する、遺伝子組換えシロイヌナズナである。
図３Ｂは、ＡＴ４（配列番号７０）過剰発現体およびＡＴ３５（配列番号７３）過剰発現体の高温ストレス耐性試験における生存率を示す。
図３Ｃは、ＡＴ１３（配列番号７１）過剰発現体およびＡＴ１９（配列番号７２）過剰発現体の塩ストレス耐性試験における生存率を示す。
図４は、各種過剰発現体の葉および長角果におけるＧＵＳ染色の結果を示す。
図５は、ＲＮＡｉによるｆｌｃ３９（配列番号２１）発現阻害株において観察された代表的な表現型を示す写真図と、当該株の開花までの日数を示す表図である。ＲＮＡｉ２，４，５はいずれもｆｌｃ３９をコードするｍＲＮＡを標的とするＲＮＡｉ分子である。
図６は、ＡＴ３２過剰発現体の液体培地を添加した培地を用いたシロイヌナズナの生育試験の結果を示す。
図７は、ＡＴ３２過剰発現体の液体培地成分を添加した培地を用いたイネの生育試験の結果を示す。
本発明は、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子を宿主植物に導入して過剰発現させることを含む、形質転換植物の作出方法に関する。
さらに、本発明は、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを過剰発現する形質転換植物に関する。
本発明におけるポリペプチドは、植物の形態を制御する活性および／または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有する。
本発明におけるポリペプチドは、配列番号１~３１７で示されるいずれかのアミノ酸配列を含み、好ましくは当該アミノ酸配列からなる。
本発明におけるポリペプチドには、配列番号１~３１７で示されるいずれかのアミノ酸配列において、１または数個あるいは１または複数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有し、かつ当該配列番号１~３１７で示されるいずれかのポリペプチドと同様に、植物の形態を制御する活性および／または植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドも含まれる。ここで「１または複数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、２５個以内、２０個以内、１５個以内、１０個以内、さらに好ましくは５個以内、特に好ましくは４個以内、あるいは１個または２個である。
また本発明におけるポリペプチドには、配列番号１~３１７で示されるいずれかのアミノ酸配列とＢＬＡＳＴ（Ｂａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ ａｔ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（米国国立生物学情報センターの基本ローカルアラインメント検索ツール））など（例えば、デフォルトすなわち初期設定のパラメータ）を用いて計算したときに、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上、９９％以上、の同一性を有するアミノ酸配列を含み、好ましくは当該アミノ酸列からなり、かつ当該配列番号１~３１７で示されるいずれかのポリペプチドと同様に、植物の形態を制御する活性および／または植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドも含まれる。このようなポリペプチドには、配列番号１~３１７で示されるいずれかのポリペプチドのホモログ（オルソログやパラログ）を含む。さらに本発明におけるポリペプチドには、配列番号１~３１７で示されるいずれかのアミノ酸配列における連続する複数個のアミノ酸の配列と上記のような同一性を有するアミノ酸配列を含み、好ましくは当該アミノ酸列からなり、かつ当該配列番号１~３１７で示されるいずれかのポリペプチドと同様に、植物の形態を制御する活性および／または植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドも含まれる。ここで連続するアミノ酸の個数についての「複数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、１００個以内、９０個以内、８０個以内、７０個以内、６０個以内、５０個以内、４０個以内、３０個以内、２０個以内、１０個以内である。
さらに本発明におけるポリペプチドには、上記のポリペプチドの機能性部分からなるペプチド（機能性ペプチド）も含まれる。このような機能性ペプチドは、例えば、上記のポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させることによって得ることができる。あるいは、分泌シグナルの除去やプロセシングによる切断の位置を決定することによって機能性ペプチドを特定することもできる。例えば分泌シグナルの解析は以下のウェブサイトで提供されるプログラムを使用して行うことができる（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｂｓ．ｄｔｕ．ｄｋ／ｓｅｒｖｉｃｅｓ／ＳｉｇｎａｌＰ／）。
本発明におけるポリペプチドは、図１に示すとおり分類することができる。
すなわち、配列番号１~７５で示されるポリペプチドはシロイヌナズナ（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）に由来する。配列番号７６~１３７で示されるポリペプチドはハクサイ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａ ｖａｒ．ｇｌａｂｒａ）に由来する。配列番号１３８~１８３で示されるポリペプチドはダイズ（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ）に由来する。配列番号１８４~２２６で示されるポリペプチドはトマト（Ｓｏｌａｎｕｍ ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ）に由来する。配列番号２２７~２８４で示されるポリペプチドはイネ（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ）に由来する。配列番号２８５~３１７で示されるポリペプチドはトウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙｓ）に由来する。
そしてグループ（１~７５）は、各グループに含まれるポリペプチドが同等の機能を有する（少なくとも、各グループに含まれるシロイヌナズナに由来するポリペプチドと同等の機能を有する）ホモログの関係にあることを示す。すなわち、グループ１に含まれる配列番号１，７６，１３８，１８４，２２７および２８５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２に含まれる配列番号２，７７，１３９，１８５および２２８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３に含まれる配列番号３，７８，１４０，１８６，２２９および２８６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４に含まれる配列番号４，７９，１４１および２３０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６に含まれる配列番号６および８０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７に含まれる配列番号７，８１，１８７および２３１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ８に含まれる配列番号８，８２，１４２，１８８，２３２および２８７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ９に含まれる配列番号９および１４３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１０に含まれる配列番号１０，８３，１４４，１８９，２３３および２８８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１１に含まれる配列番号１１，８４，１４５，１９０，２３４および２８９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１２に含まれる配列番号１２，８５，１４６，１９１，２３５および２９０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１３に含まれる配列番号１３，８６，１４７，１９２および２３６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１４に含まれる配列番号１４，８７，１４８，１９３，２３７および２９１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１５に含まれる配列番号１５，８８，１４９，１９４，２３８および２９２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１６に含まれる配列番号１６，８９，１５０，１９５および２３９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１７に含まれる配列番号１７，９０，１５１および２９３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１９に含まれる配列番号１９，９１，１５２，１９７，２４０および２９４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２０に含まれる配列番号２０および９２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２１に含まれる配列番号２１，９３，１５３，１９８，２４１および２９５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２２に含まれる配列番号２２，９４，１５４，２４２および２９６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２４に含まれる配列番号２４，９５，１５５，１９９および２４３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２５に含まれる配列番号２５，９６および２４４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２６に含まれる配列番号２６，９７，１５６，および２４５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２７に含まれる配列番号２７，９８，１５７，２００，２４６および２９７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２８に含まれる配列番号２８，１５８および２４７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２９に含まれる配列番号２９，９９，１５９，２０１および２９８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３０に含まれる配列番号３０，１００および２４８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３１に含まれる配列番号３１，２０２，２４９および２９９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３２に含まれる配列番号３２，１０１，１６０，２５０および３００のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３３に含まれる配列番号３３，１０２，１６１，２０３，２５１および３０１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３４に含まれる配列番号３４，１０３，１６２，２０４および２５２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３５に含まれる配列番号３５，１０４，１６３，２０５，２５３および３０２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３６に含まれる配列番号３６，１０５および２５４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３７に含まれる配列番号３７，１０６，１６４，２０６および２５５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３８に含まれる配列番号３８，１０７，２０７，２５６および３０３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３９に含まれる配列番号３９，１０８，１６５，２０８および２５７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４０に含まれる配列番号４０，１０９，１６６，２０９および２５８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４１に含まれる配列番号４１，１１０，２５９および３０４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４２に含まれる配列番号４２，１１１，１６７，２１０および２６０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４３に含まれる配列番号４３，１１２，１６８，２６１および３０５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４４に含まれる配列番号４４，１１３，１６９および２６２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４５に含まれる配列番号４５，１１４，２１１および２６３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４６に含まれる配列番号４６，１１５，２１２，２６４および３０６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４７に含まれる配列番号４７，１１６，１７０，２１３および２６５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４８に含まれる配列番号４８，１１７，２１４および２６６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４９に含まれる配列番号４９，１１８および２６７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５０に含まれる配列番号５０および２６８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５１に含まれる配列番号５１，１１９，１７１，２１５，２６９および３０７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５２に含まれる配列番号５２，１２０，１７２，２１６，２７０および３０８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５３に含まれる配列番号５３，１２１，１７３，２１７，２７１および３０９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５５に含まれる配列番号５５，１２２，１７４，２１８および２７２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５６に含まれる配列番号５６および１２３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５８に含まれる配列番号５８，１２４および２７３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５９に含まれる配列番号５９，１２５，１７５，２１９，２７４および３１０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６０に含まれる配列番号６０および１２６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６１に含まれる配列番号６１および１２７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６２に含まれる配列番号６２，１２８，１７６，２２０，２７５および３１１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６３に含まれる配列番号６３，１２９，１７７，２２１，２７６および３１２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６４に含まれる配列番号６４，１３０および２７７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６６に含まれる配列番号６６，１７８および２７８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６８に含まれる配列番号６８および２７９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６９に含まれる配列番号６９および１３１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７０に含まれる配列番号７０および１３２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７１に含まれる配列番号７１，１３３，１７９，２２２，２８０および３１３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７２に含まれる配列番号７２，１３４，１８０，２２３，２８１および３１４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７３に含まれる配列番号７３，１３５，１８１，２２４，２８２および３１５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７４に含まれる配列番号７４，１３６，１８２，２２５，２８３および３１６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７５に含まれる配列番号７５，１３７，１８３，２２６，２８４および３１７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。
本発明において「植物」には、双子葉植物および単子葉植物が含まれ、また、草本および樹木が含まれ、アブラナ科、ナス科、イネ科、マメ科、ウリ科、ヒルガオ科、ユリ科、セリ科、キク科、バラ科、ミカン科、フトモモ科、アカザ科、リンドウ科、ナデシコ科など（これらに限定はされない）に属する野菜、果樹、園芸作物などのいわゆる有用植物より選択される一または複数の植物を意味する。より詳細には、例えば、シロイヌナズナ（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）、アブラナ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ Ｌ．）、キャベツ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．ｖａｒ．ｃａｐｉｔａｔａ Ｌ．）、ブロッコリー（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．ｖａｒ．ｂｏｔｒｙｔｉｓ Ｌ．）、ハクサイ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ Ｌ．ｖａｒ．ａｍｐｌｅｘｉｃａｕｌｉｓ）、ナス（Ｓｏｌａｎｕｍ ｍｅｌｏｎｇｅｎａ Ｌ．）、タバコ（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）、トマト（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎ ｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍ Ｍｉｌｌ）、ピーマン（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．ｖａｒ．ｇｒｏｓｓｕｍ）、ジャガイモ（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｏｓｕｍ Ｌ．）、ペチュニア（Ｐｅｔｕｎｉａ ｈｙｂｒｉｄａ Ｖｉｌｍ．）、イネ（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）、トウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）、コムギ（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）、オオムギ（Ｈｏｒｄｅｕｍ ｖｕｌｇａｒｅ Ｌ．）、ダイズ（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ Ｌ．）、アズキ（Ｖｉｇｎａ ａｎｇｕｌａｒｉｓ Ｗｉｌｌｄ．）、キュウリ（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｓａｔｉｖｕｓ Ｌ．）、メロン（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｍｅｌｏ Ｌ．）、サツマイモ（Ｉｐｏｍｏｅａ ｂａｔａｔａｓ）、ネギ（Ａｌｌｉｕｍ ｆｉｓｔｕｌｏｓｕｍ Ｌ．）、ニンジン（Ｄａｕｃｕｓ ｃａｒｏｔａ Ｌ．）、キク（Ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ ｍｏｒｉｆｏｌｉｕｍ）、レタス（Ｌａｃｔｕｃａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）、バラ（Ｒｏｓｅ ｈｙｂｒｉｄａ Ｈｏｒｔ．）、モモ（Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ）、リンゴ（Ｍａｌｕｓ ｐｕｍｉｌａ Ｍｉｌｌ）、ミカン（Ｃｉｔｒａｓ ｕｎｓｈｉｕ）、ホウレンソウ（Ｓｐｉｎａｃｉａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．）、リンドウ（Ｇｅｎｔｉａｎａ ｓｃａｂｒａ Ｂｕｎｇｅ ｖａｒ．ｂｕｅｒｇｅｒｉ Ｍａｘｉｍ．）、カーネーション（Ｄｉａｎｔｈｕｓ ｃａｒｙｏｐｈｙｌｌｕｓ Ｌ．）などが挙げられるがこれらに限定はされない。
本発明において「植物の形態を制御する活性」とは、植物自体の大きさ、植物の器官（例えば、葉やロゼット、茎やシュート、根、花、花弁、果実、球根、種子など）の大きさ（巨大化もしくは矮化）、形状、色調（暗色化もしくは淡色化など）、数（増加もしくは減少）に影響を及ぼす活性を意味する。
グループ１~６９に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の形態を制御する活性を有する。
詳細には、グループ３，４，５，６，７，８，９，１１，１２，１４，１７，１８，１９，２１，２３，２７，２９，３０，３１，３２，３４，３７，３９，４４，５０，５１，５２，５６，５８，５９，６０，６２，６３，６４，６６に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物またはその器官のサイズを制御する活性を有する。より詳細には、グループ３，４，５，６，７，１７，１８，１９，２１，３１，３７，３９，４４，５０，５１，５２，５６，５８，５９，６０，６６に含まれるポリペプチドは植物またはその器官を巨大化する活性を有する。さらに詳細には、配列番号３，４，５，６，７，１７，１８，１９，２１，３１，３７，３９，４４，５０，５１，５２，５６，５８，５９，６０，６６のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物またはその器官を巨大化する活性を有する。また、グループ８，９，１１，１２，１４，２３，２７，２９，３０，３２，３４，６２，６３，６４に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物またはその器官を矮化する活性を有する。さらに詳細には、配列番号８，９，１１，１２，１４，２３，２７，２９，３０，３２，３４，６２，６３，６４のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物またはその器官を矮化する活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物またはその器官のサイズが変化する。
また、グループ２，２０，３６，４７，５４，６９に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の開花を制御する活性を有する。より詳細には、グループ２，２０，３６，４７，５４，６９に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の開花を抑制する活性を有する。さらに詳細には、配列番号２，２０，３６，４７，５４，６９のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の開花を抑制する活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の開花時期が遅くなる。
また、グループ１，１０，１３，１５，１６，２２，２４，２８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの形状を制御する活性を有する。より詳細には、グループ１，１０，１３，１５，１６，２２，２４，２８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの形状を変化（例えば、葉長や葉幅の増減、表面の凹凸化、捻れを生じるなど）させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号１，１０，１３，１５，１６，２２，２４，２８のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の葉やロゼットの形状を変化させる活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の葉やロゼットの形状が変化する。
また、グループ２５，３５，４３，４６，４９，３８，６７に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの色調を制御する活性を有する。より詳細には、グループ２５，３５，４６，６７に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの色調を暗色化させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号２５，３５，４６，６７のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の葉やロゼットの色調を暗色化させる活性を有する。また、グループ３８，４３，４９に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの色調を淡色化させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号３８，４３，４９のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の葉やロゼットの色調を淡色化させる活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の葉やロゼットの色調が変化する。
また、グループ４１，４５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の茎の形状を制御する活性を有する。より詳細には、グループ４１，４５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の茎の形状を変化（例えば、太さや長さの増減、分岐、湾曲、捻れを生じるなど）させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号４１，４５のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の茎の形状を変化させる活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の茎の形状が変化する。
また、グループ４８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の花の形状を制御する活性を有する。より詳細には、グループ４８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の花の形状を変化（例えば、巨大化、矮化、花弁数の増減、色調の変化など）させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号４８で示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の花の形状を変化させる活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の花の形状が変化する。
また、グループ２６，３３，４０，４２，５３，５５，５７，６１，６５，６８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の果実の形成および／または成熟を制御する活性を有する。より詳細には、グループ６５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の果実の形状を変化（例えば、表面の凹凸化、巨大化、矮化、色調の変化など）させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号６５で示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の果実の形状を変化させる活性を有する。また、グループ６１，６８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の果実の形成を阻害する活性を有する。より詳細には、配列番号６１，６８で示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の果実の形成を阻害する活性を有する。また、グループ２６，３３，４０，４２，５３，５５，５７に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の果実の成熟を阻害する活性を有する。より詳細には、配列番号２６，３３，４０，４２，５３，５５，５７で示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の果実の成熟を阻害する活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の果実の形成および／または成熟が変化する。
上記ポリペプチドは、上にそれぞれ定義する「植物の形態を制御する活性」に加えて、さらに別の活性を有していても良い。
各ポリペプチドの活性は、当該ポリペプチドの発現量が増加された植物体（例えば、下記にて詳述する過剰発現体）や、当該ポリペプチドを施用された植物、における表現型を、野生型または未処理の植物の表現型と比較解析することによって評価することができる。
本発明において「環境ストレス」とは、植物が生育環境・条件から受けるストレスを意味し、例えば、乾燥、多湿、高温、低温、強光、弱光、塩、大気汚染物質、農薬、病害など（これらに限定はされない）により生じるストレスを意味する。
本発明において「植物の環境ストレス耐性を増強する活性」とは、環境ストレスの存在下における植物の生育および／または生存率を向上させる活性を意味する。
グループ１５，２１，７０−７５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有する。
詳細には、グループ１５，２１に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の乾燥ストレス耐性を増強する活性を有する。より詳細には、配列番号１５，２１のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の乾燥ストレス耐性を増強する活性を有する。「乾燥ストレス」とは、水が枯渇した状態が持続的または一時的に負荷されたときのストレスを意味する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、乾燥ストレス存在下における植物の生育および／または生存率を向上させることができる。
また、グループ７０，７３，７４に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の高温ストレス耐性を増強する活性を有する。より詳細には、配列番号７０，７３，７４のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の高温ストレス耐性を増強する活性を有する。「高温ストレス」とは、例えば３５℃以上の条件を数分以上、持続的または一時的に負荷されたときのストレスを意味する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、高温ストレス存在下における植物の生育および／または生存率を向上させることができる。
また、グループ７１，７２，７５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の塩ストレス耐性を増強する活性を有する。より詳細には、配列番号７１，７２，７５のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の塩ストレス耐性を増強する活性を有する。「塩ストレス」とは、土壌や培地中に蓄積した塩類により土壌などの水分ポテンシャルが低下して、植物が水分を吸収できなくなるなど、植物体の生理機能に損傷を与えるときのストレスを意味する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、塩ストレス存在下における植物の生育および／または生存率を向上させることができる。
上記ポリペプチドは、上にそれぞれ定義する「植物の環境ストレス耐性を増強する活性」に加えて、さらに別の活性を有していても良い。
各ポリペプチドの活性は、当該ポリペプチドの発現量が増加された植物体（例えば、下記にて詳述する過剰発現体）や、当該ポリペプチドを施用された植物、における各種ストレスの存在下での生育や生存率を、野生型または未処理の植物のそれらと比較解析することによって評価することができる。すなわち、各種ストレスの存在下において、当該ポリペプチドの発現量が増加された植物体（例えば、下記にて詳述する過剰発現体）や、当該ポリペプチドを施用された植物が、野生型または当該ポリペプチドを施用されていない植物と比べて、有意に生育した場合には、ストレス耐性を植物に付与できたと判断することができる。
本発明の形質転換植物は、公知のトランスジェニック法を用いて作出することができる（松橋通生ら監訳、ワトソン・組換えＤＮＡの分子生物学第２版１９９４年、丸善；モデル植物の実験プロトコール改訂３版（２００５年）島本・岡田・田畑監修、秀潤社）。すなわち、本発明の形質転換植物は、上記ポリペプチドをコードする遺伝子をプロモーターの制御下に連結して、ベクターに組み込み、当該ベクターを適当な植物細胞に導入することにより作製することができる。上記ポリペプチドをコードする遺伝子は、公開されたデータベース（ＲＩＫＥＮ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｆｕｌｌ−ｌｅｎｇｔｈ（ＲＡＦＬ）ｃＤＮＡ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＮＣＢＩ Ｇｅｎｂａｎｋ，Ｔｈｅ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ（ＴＡＩＲ）など）より検索可能であり、配列情報未知の植物に由来する遺伝子は、配列が既知の植物の遺伝子情報を利用し、クローニングにより取得することができる。所望の遺伝子をクローニングにより取得する方法は、分子生物学の分野において周知である。例えば、遺伝子配列が既知の場合、制限エンドヌクレアーゼ消化により適したゲノムライブラリを作り、所望の遺伝子配列に相補的なプローブを用いてスクリーニングすることができる。配列が単離されたら、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）のような標準的増幅法を用いてＤＮＡを増幅し、形質転換（遺伝子導入）に適した量の遺伝子（ＤＮＡ）を得ることができる。ベクターとしては、植物形質転換用として一般的に公知であるベクターであれば良く、例えば、バイナリーベクターまたはその他のベクターを使用できる。バイナリーベクターは、アグロバクテリウムＴ−ＤＮＡのライトボーダー（ＲＢ）とレフトボーダー（ＬＢ）の２つの約２５ｂｐボーダー配列を含み、両ボーダー配列の間に、上記ポリペプチドをコードする遺伝子が挿入される。バイナリーベクターは、例えばｐＢＩ系（例えば、ｐＢＩ１０１，ｐＢＩ１０１．２，ｐＢＩ１０１．３，ｐＢＩ１２１，ｐＢＩ２２１（以上Ｃｌｏｎｔｅｃｈ社））、ｐＧＡ４８２、ｐＧＡＨ、ｐＢＩＧなどである。その他のベクターには、例えば中間系プラスミドｐＬＧＶ２３Ｎｅｏ、ｐＮＣＡＴ、ｐＭＯＮ２００など、またはＧＡＴＥＷＡＹカセットを含むｐＨ３５ＧＳ（Ｋｕｂｏら，２００５，Ｇｅｎｅｓ ＆ Ｄｅｖ．１９：１８５５−１８６０）などが含まれる。プロモーターとしては、植物細胞内にて遺伝子発現を駆動できる限り、特に限定されず、例えば、カリフラワーモザイクウイルス３５Ｓプロモーター（ＣａＭＶ３５Ｓ）、各種アクチン遺伝子プロモーター、各種ユビキチン遺伝子プロモーター、ノパリン合成酵素遺伝子のプロモーター、タバコのＰＲ１ａ遺伝子プロモーター、ナピン遺伝子プロモーター、オレオシン遺伝子プロモーターなどを利用することができる（特にこれらに限定はされない）。ベクターにはさらに、形質転換細胞を選抜するために必要な選択マーカーが挿入される。選択マーカーの例は、薬剤耐性遺伝子であるカナマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子、ビアラホス耐性遺伝子などである。
上記のようにして構築したベクターを植物に導入する形質転換法としては、アグロバクテリウムを用いた方法を例示することができるが、それ以外にも、遺伝子銃、エレクトロポレーション、ウイルスベクター、フローラルディップ法、リーフディスク法などによっても、導入することができる。植物の形質転換技術や組織培養技術に関しては、例えば島本功、岡田清孝監修、植物細胞工学シリーズ１５、モデル植物の実験プロトコール、遺伝学的手法からゲノム解析まで、秀潤社（２００１年）に記載されている。
バイナリーベクター−アグロバクテリウム系を利用する方法では、植物細胞、カルスまたは植物組織片を準備し、これにアグロバクテリウムを感染させて、上記ポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞内に導入する。形質転換においては、培地にフェノール化合物（アセトシリンゴン）を添加してもよく、特に単子葉植物においては、該細胞は効率よく形質転換されうる。また、アグロバクテリウムとしては、Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ菌株（Ｃ５８，ＬＢＡ４４０４，ＥＨＡ１０１，ＥＨＡ１０５，Ｃ５８Ｃ１ＲｉｆＲ，ＧＶ３１０１など）を使用できる。
具体的には、アグロバクテリウムの菌液を暗所、約２５℃、約４日間での培養により調製し、この菌液に植物カルスまたは組織（例えば葉片、根、茎片、成長点など）を数分間浸漬し、水分を除いたのち、固体培地に置床して共存培養する。カルスは、植物細胞塊であり、植物組織片または完熟種子などからカルス誘導培地を用いて誘導することができる。形質転換されたカルスまたは組織片を選択マーカーに基づいて選択し、その後、カルスについては、再分化培地にて幼植物体に再分化させることができる。一方、植物片については、植物片からカルスを誘導して幼植物体に再分化させるか、あるいは植物片からプロトプラストを調製し、カルス培養を経て幼植物体に再分化させることができる。このようにして得られた幼植物体を発根後に土壌に移し植物体に再生する。
また、フローラルディップ法を使用する場合には、例えばＣｌｏｕｇｈとＢｅｎｔ（Ｐｌａｎｔ Ｊ．１６，７３５−７４３（１９９８））らによって記載されるように、例えばアグロバクテリウムの菌液を暗所、約２５℃、約４日間での培養により調製し、この菌液に未熟な花芽が発達するまで生育させた形質転換対象の植物宿主の花芽を１０秒間浸漬し、覆いをして一晩湿度を保つ；翌日覆いを取り、植物をそのまま生育させて種子を収穫する；形質転換された個体は、適切な選択マーカー例えば抗生物質を加えた固体培地上に収穫した種子を播種することで選択することができる；このようにして選択した個体を土壌に移し生育させることにより、トランスジェニック植物の次世代の種子を得ることができる。
さらに、トランスジェニック植物を野生型と交配させることによって、トランスジェニック植物と同様の新規形質をもつ後代を作出することができる。
宿主となる植物としては、上記ポリペプチドの影響を受ける植物であれば、いずれも用いることができる。このような植物としては、上に定義した植物が挙げられるが、これらに限定はされない。
形質転換植物は、上記ポリペプチドの一または複数を発現させることが可能であり、過剰発現される一または複数のポリペプチドの活性に応じて、表現型が変化、および／または環境ストレス耐性が増強している。
本発明を主にポリペプチドを過剰発現する形質転換植物について記載するが、当該ポリペプチドの発現を抑制することによって有用な形質を得ることもできる。抑制は遺伝子破壊、ＲＮＡｉ、アンチセンスＲＮＡ、リボザイムなど従来公知の方法に従って行うことができる。
なお、本発明において「形質転換植物」には、形質転換植物の植物体全体（芽生え、苗など）、植物の一部分（例えば器官、組織など）、種子、カルス、細胞、および／またはシュートなどを含む。
本発明はまた、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを含む農業用組成物に関する。
本発明の農業用組成物は、上記ポリペプチドの一または複数を有効成分として含む。
本発明において「農業」とは、穀類、野菜、果樹、園芸作物などの栽培・製造を意味し、本発明の農業用組成物は、様々な有用植物を対象とし得る。対象となる有用植物としては、上に定義した植物が挙げられるが、これらに限定はされない。
上記ポリペプチドは、当該ポリペプチドを過剰発現する上記形質転換植物より得ることができる。すなわち、目的のポリペプチドを過剰発現する形質転換植物を、超音波処理、フレンチプレス、石臼、乳鉢による粉砕、ホモジナイザーによる破砕、ガラスビーズによる破砕などの公知の方法により粉砕した後、タンパク質抽出に一般的に用いられる公知の方法、例えば、硫安塩析、有機溶媒（エタノール、メタノール、アセトン等）による沈殿分離、イオン交換クロマトグラフィー、等電点クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、吸着カラムクロマトグラフィー、基質または抗体などを利用したアフィニティークロマトグラフィー、逆相カラムクロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー、精密ろ過、限外ろ過、逆浸透ろ過等の濾過処理など、を１つまたは複数組み合わせて用いて抽出および／または精製することができる。
あるいは、目的のポリペプチドを過剰発現する形質転換植物を培地中にて培養することによって、培地中に分泌されたポリペプチドを回収することができる。培地は、液体培地および固体培地を使用できるが、好ましくは液体培地である。下記実施例に上述するとおり、形質転換植物を適当な植物培養用培地（例えば、ＭＳ培地など）中で培養し、続いて、当該培地を回収した後、回収した培地より目的のポリペプチドを抽出および／または精製することができる。培養は連続式であってもバッチ式であってもよい。
あるいは、上記ポリペプチドは、化学的手法（固相合成法や液相合成法など）や、目的のポリペプチドを発現するように形質転換された微生物細胞（例えば、Ｅ．ｃｏｌｉや酵母など）、昆虫細胞や動物細胞（例えば、ＳＦ９、ＳＦ２１、ＣＯＳ１、ＣＯＳ７、ＣＨＯやＨＥＫ２９３など）を使用する遺伝子組換え的手法を用いて製造することもできる。
得られたポリペプチドは適当な溶媒に溶解または懸濁した状態としても良いし、一般的な乾燥法（例えば、自然乾燥、熱乾燥、凍結乾燥等）を用いて乾燥し、乾燥粉末の状態としても良い。
本発明の組成物は、液剤、固形剤（錠剤、粉剤、粒剤など）など様々な形態をとることが可能であり、好ましくは液剤である。
当該組成物には、上記ポリペプチドに加えて、１種またはそれ以上の他の農業上許容される成分を含むことができる。このような成分としては、水、追加の栄養素物質、弱酸、植物油、精油、代謝刺激剤、乳化剤、増粘剤、着色剤、懸濁剤、分散剤、担体、賦形剤、湿潤剤などが挙げられるが、これらに限定はされない。また、本発明の組成物には、必要に応じてさらに、肥料、殺虫剤、殺菌剤、殺線虫剤などを含めることができる。
本発明の農業用組成物中には、上記ポリペプチドを、例えば０．０１~９５重量％の範囲から適宜選択される量をそれぞれ含めることができる。
本発明はさらに、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを植物に施用することを含む、植物の育成方法に関する。
上記ポリペプチドの１または複数、あるいは上記農業用組成物を、植物に施用することによって、有効成分であるところの一または複数のポリペプチドの活性に応じて、植物の形態が制御され、および／または環境ストレス耐性を増強もしくは付与することができる。
本発明方法は、様々な有用植物を対象とし、対象となる有用植物としては、上に定義した植物が挙げられるが、これらに限定はされない。
施用方法は、上記ポリペプチドまたは上記農業用組成物の形態や、植物に応じて適宜選択することが可能であり、例えば、植物または土壌や培地に対して直接、高圧または低圧噴霧、注入、散布、塗布、浸透などにより行うことができる。土壌や培地には、保湿剤（例えば、ろ紙、繊維、木材などや、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、セロファン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、エチルセルロース、ポリエステルなどからなるゲルなど、水分を保持できるものであれば良く、特にこれらに限定されない）を含めることができ、上記ポリペプチドまたは上記農業用組成物を当該保湿剤に保持させても良い。施用は、植物体全体（芽生え、苗など）、植物の一部分（例えば器官、組織など）、種子、カルス、細胞、シュートなど様々な形態のものに対して行うことができる。施用濃度は、有効成分である上記ポリペプチドにして０．００１ｐｐｍ~１０００ｐｐｍ、０．０１ｐｐｍ~１００ｐｐｍ、または０．１ｐｐｍ~１００ｐｐｍの範囲より適宜選択される量を用いることができ、この量は当該範囲に限定されることなく、適宜調節することができる。
本発明を以下の実施例によってさらに具体的に説明する。しかし、本発明は、この実施例によって制限されないものとする。
さらに、本発明は、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを過剰発現する形質転換植物に関する。
本発明におけるポリペプチドは、植物の形態を制御する活性および／または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有する。
本発明におけるポリペプチドは、配列番号１~３１７で示されるいずれかのアミノ酸配列を含み、好ましくは当該アミノ酸配列からなる。
本発明におけるポリペプチドには、配列番号１~３１７で示されるいずれかのアミノ酸配列において、１または数個あるいは１または複数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有し、かつ当該配列番号１~３１７で示されるいずれかのポリペプチドと同様に、植物の形態を制御する活性および／または植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドも含まれる。ここで「１または複数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、２５個以内、２０個以内、１５個以内、１０個以内、さらに好ましくは５個以内、特に好ましくは４個以内、あるいは１個または２個である。
また本発明におけるポリペプチドには、配列番号１~３１７で示されるいずれかのアミノ酸配列とＢＬＡＳＴ（Ｂａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ ａｔ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（米国国立生物学情報センターの基本ローカルアラインメント検索ツール））など（例えば、デフォルトすなわち初期設定のパラメータ）を用いて計算したときに、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上、９９％以上、の同一性を有するアミノ酸配列を含み、好ましくは当該アミノ酸列からなり、かつ当該配列番号１~３１７で示されるいずれかのポリペプチドと同様に、植物の形態を制御する活性および／または植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドも含まれる。このようなポリペプチドには、配列番号１~３１７で示されるいずれかのポリペプチドのホモログ（オルソログやパラログ）を含む。さらに本発明におけるポリペプチドには、配列番号１~３１７で示されるいずれかのアミノ酸配列における連続する複数個のアミノ酸の配列と上記のような同一性を有するアミノ酸配列を含み、好ましくは当該アミノ酸列からなり、かつ当該配列番号１~３１７で示されるいずれかのポリペプチドと同様に、植物の形態を制御する活性および／または植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドも含まれる。ここで連続するアミノ酸の個数についての「複数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、１００個以内、９０個以内、８０個以内、７０個以内、６０個以内、５０個以内、４０個以内、３０個以内、２０個以内、１０個以内である。
さらに本発明におけるポリペプチドには、上記のポリペプチドの機能性部分からなるペプチド（機能性ペプチド）も含まれる。このような機能性ペプチドは、例えば、上記のポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させることによって得ることができる。あるいは、分泌シグナルの除去やプロセシングによる切断の位置を決定することによって機能性ペプチドを特定することもできる。例えば分泌シグナルの解析は以下のウェブサイトで提供されるプログラムを使用して行うことができる（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｂｓ．ｄｔｕ．ｄｋ／ｓｅｒｖｉｃｅｓ／ＳｉｇｎａｌＰ／）。
本発明におけるポリペプチドは、図１に示すとおり分類することができる。
すなわち、配列番号１~７５で示されるポリペプチドはシロイヌナズナ（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）に由来する。配列番号７６~１３７で示されるポリペプチドはハクサイ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａ ｖａｒ．ｇｌａｂｒａ）に由来する。配列番号１３８~１８３で示されるポリペプチドはダイズ（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ）に由来する。配列番号１８４~２２６で示されるポリペプチドはトマト（Ｓｏｌａｎｕｍ ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ）に由来する。配列番号２２７~２８４で示されるポリペプチドはイネ（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ）に由来する。配列番号２８５~３１７で示されるポリペプチドはトウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙｓ）に由来する。
そしてグループ（１~７５）は、各グループに含まれるポリペプチドが同等の機能を有する（少なくとも、各グループに含まれるシロイヌナズナに由来するポリペプチドと同等の機能を有する）ホモログの関係にあることを示す。すなわち、グループ１に含まれる配列番号１，７６，１３８，１８４，２２７および２８５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２に含まれる配列番号２，７７，１３９，１８５および２２８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３に含まれる配列番号３，７８，１４０，１８６，２２９および２８６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４に含まれる配列番号４，７９，１４１および２３０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６に含まれる配列番号６および８０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７に含まれる配列番号７，８１，１８７および２３１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ８に含まれる配列番号８，８２，１４２，１８８，２３２および２８７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ９に含まれる配列番号９および１４３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１０に含まれる配列番号１０，８３，１４４，１８９，２３３および２８８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１１に含まれる配列番号１１，８４，１４５，１９０，２３４および２８９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１２に含まれる配列番号１２，８５，１４６，１９１，２３５および２９０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１３に含まれる配列番号１３，８６，１４７，１９２および２３６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１４に含まれる配列番号１４，８７，１４８，１９３，２３７および２９１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１５に含まれる配列番号１５，８８，１４９，１９４，２３８および２９２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１６に含まれる配列番号１６，８９，１５０，１９５および２３９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１７に含まれる配列番号１７，９０，１５１および２９３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ１９に含まれる配列番号１９，９１，１５２，１９７，２４０および２９４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２０に含まれる配列番号２０および９２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２１に含まれる配列番号２１，９３，１５３，１９８，２４１および２９５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２２に含まれる配列番号２２，９４，１５４，２４２および２９６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２４に含まれる配列番号２４，９５，１５５，１９９および２４３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２５に含まれる配列番号２５，９６および２４４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２６に含まれる配列番号２６，９７，１５６，および２４５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２７に含まれる配列番号２７，９８，１５７，２００，２４６および２９７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２８に含まれる配列番号２８，１５８および２４７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ２９に含まれる配列番号２９，９９，１５９，２０１および２９８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３０に含まれる配列番号３０，１００および２４８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３１に含まれる配列番号３１，２０２，２４９および２９９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３２に含まれる配列番号３２，１０１，１６０，２５０および３００のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３３に含まれる配列番号３３，１０２，１６１，２０３，２５１および３０１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３４に含まれる配列番号３４，１０３，１６２，２０４および２５２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３５に含まれる配列番号３５，１０４，１６３，２０５，２５３および３０２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３６に含まれる配列番号３６，１０５および２５４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３７に含まれる配列番号３７，１０６，１６４，２０６および２５５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３８に含まれる配列番号３８，１０７，２０７，２５６および３０３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ３９に含まれる配列番号３９，１０８，１６５，２０８および２５７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４０に含まれる配列番号４０，１０９，１６６，２０９および２５８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４１に含まれる配列番号４１，１１０，２５９および３０４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４２に含まれる配列番号４２，１１１，１６７，２１０および２６０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４３に含まれる配列番号４３，１１２，１６８，２６１および３０５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４４に含まれる配列番号４４，１１３，１６９および２６２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４５に含まれる配列番号４５，１１４，２１１および２６３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４６に含まれる配列番号４６，１１５，２１２，２６４および３０６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４７に含まれる配列番号４７，１１６，１７０，２１３および２６５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４８に含まれる配列番号４８，１１７，２１４および２６６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ４９に含まれる配列番号４９，１１８および２６７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５０に含まれる配列番号５０および２６８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５１に含まれる配列番号５１，１１９，１７１，２１５，２６９および３０７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５２に含まれる配列番号５２，１２０，１７２，２１６，２７０および３０８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５３に含まれる配列番号５３，１２１，１７３，２１７，２７１および３０９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５５に含まれる配列番号５５，１２２，１７４，２１８および２７２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５６に含まれる配列番号５６および１２３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５８に含まれる配列番号５８，１２４および２７３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ５９に含まれる配列番号５９，１２５，１７５，２１９，２７４および３１０のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６０に含まれる配列番号６０および１２６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６１に含まれる配列番号６１および１２７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６２に含まれる配列番号６２，１２８，１７６，２２０，２７５および３１１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６３に含まれる配列番号６３，１２９，１７７，２２１，２７６および３１２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６４に含まれる配列番号６４，１３０および２７７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６６に含まれる配列番号６６，１７８および２７８のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６８に含まれる配列番号６８および２７９のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ６９に含まれる配列番号６９および１３１のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７０に含まれる配列番号７０および１３２のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７１に含まれる配列番号７１，１３３，１７９，２２２，２８０および３１３のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７２に含まれる配列番号７２，１３４，１８０，２２３，２８１および３１４のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７３に含まれる配列番号７３，１３５，１８１，２２４，２８２および３１５のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７４に含まれる配列番号７４，１３６，１８２，２２５，２８３および３１６のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。グループ７５に含まれる配列番号７５，１３７，１８３，２２６，２８４および３１７のポリペプチドは、上記ホモログの関係にある。
本発明において「植物」には、双子葉植物および単子葉植物が含まれ、また、草本および樹木が含まれ、アブラナ科、ナス科、イネ科、マメ科、ウリ科、ヒルガオ科、ユリ科、セリ科、キク科、バラ科、ミカン科、フトモモ科、アカザ科、リンドウ科、ナデシコ科など（これらに限定はされない）に属する野菜、果樹、園芸作物などのいわゆる有用植物より選択される一または複数の植物を意味する。より詳細には、例えば、シロイヌナズナ（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）、アブラナ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ Ｌ．）、キャベツ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．ｖａｒ．ｃａｐｉｔａｔａ Ｌ．）、ブロッコリー（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．ｖａｒ．ｂｏｔｒｙｔｉｓ Ｌ．）、ハクサイ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ Ｌ．ｖａｒ．ａｍｐｌｅｘｉｃａｕｌｉｓ）、ナス（Ｓｏｌａｎｕｍ ｍｅｌｏｎｇｅｎａ Ｌ．）、タバコ（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）、トマト（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎ ｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍ Ｍｉｌｌ）、ピーマン（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．ｖａｒ．ｇｒｏｓｓｕｍ）、ジャガイモ（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｏｓｕｍ Ｌ．）、ペチュニア（Ｐｅｔｕｎｉａ ｈｙｂｒｉｄａ Ｖｉｌｍ．）、イネ（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）、トウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）、コムギ（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）、オオムギ（Ｈｏｒｄｅｕｍ ｖｕｌｇａｒｅ Ｌ．）、ダイズ（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ Ｌ．）、アズキ（Ｖｉｇｎａ ａｎｇｕｌａｒｉｓ Ｗｉｌｌｄ．）、キュウリ（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｓａｔｉｖｕｓ Ｌ．）、メロン（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｍｅｌｏ Ｌ．）、サツマイモ（Ｉｐｏｍｏｅａ ｂａｔａｔａｓ）、ネギ（Ａｌｌｉｕｍ ｆｉｓｔｕｌｏｓｕｍ Ｌ．）、ニンジン（Ｄａｕｃｕｓ ｃａｒｏｔａ Ｌ．）、キク（Ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ ｍｏｒｉｆｏｌｉｕｍ）、レタス（Ｌａｃｔｕｃａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）、バラ（Ｒｏｓｅ ｈｙｂｒｉｄａ Ｈｏｒｔ．）、モモ（Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ）、リンゴ（Ｍａｌｕｓ ｐｕｍｉｌａ Ｍｉｌｌ）、ミカン（Ｃｉｔｒａｓ ｕｎｓｈｉｕ）、ホウレンソウ（Ｓｐｉｎａｃｉａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．）、リンドウ（Ｇｅｎｔｉａｎａ ｓｃａｂｒａ Ｂｕｎｇｅ ｖａｒ．ｂｕｅｒｇｅｒｉ Ｍａｘｉｍ．）、カーネーション（Ｄｉａｎｔｈｕｓ ｃａｒｙｏｐｈｙｌｌｕｓ Ｌ．）などが挙げられるがこれらに限定はされない。
本発明において「植物の形態を制御する活性」とは、植物自体の大きさ、植物の器官（例えば、葉やロゼット、茎やシュート、根、花、花弁、果実、球根、種子など）の大きさ（巨大化もしくは矮化）、形状、色調（暗色化もしくは淡色化など）、数（増加もしくは減少）に影響を及ぼす活性を意味する。
グループ１~６９に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の形態を制御する活性を有する。
詳細には、グループ３，４，５，６，７，８，９，１１，１２，１４，１７，１８，１９，２１，２３，２７，２９，３０，３１，３２，３４，３７，３９，４４，５０，５１，５２，５６，５８，５９，６０，６２，６３，６４，６６に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物またはその器官のサイズを制御する活性を有する。より詳細には、グループ３，４，５，６，７，１７，１８，１９，２１，３１，３７，３９，４４，５０，５１，５２，５６，５８，５９，６０，６６に含まれるポリペプチドは植物またはその器官を巨大化する活性を有する。さらに詳細には、配列番号３，４，５，６，７，１７，１８，１９，２１，３１，３７，３９，４４，５０，５１，５２，５６，５８，５９，６０，６６のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物またはその器官を巨大化する活性を有する。また、グループ８，９，１１，１２，１４，２３，２７，２９，３０，３２，３４，６２，６３，６４に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物またはその器官を矮化する活性を有する。さらに詳細には、配列番号８，９，１１，１２，１４，２３，２７，２９，３０，３２，３４，６２，６３，６４のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物またはその器官を矮化する活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物またはその器官のサイズが変化する。
また、グループ２，２０，３６，４７，５４，６９に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の開花を制御する活性を有する。より詳細には、グループ２，２０，３６，４７，５４，６９に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の開花を抑制する活性を有する。さらに詳細には、配列番号２，２０，３６，４７，５４，６９のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の開花を抑制する活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の開花時期が遅くなる。
また、グループ１，１０，１３，１５，１６，２２，２４，２８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの形状を制御する活性を有する。より詳細には、グループ１，１０，１３，１５，１６，２２，２４，２８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの形状を変化（例えば、葉長や葉幅の増減、表面の凹凸化、捻れを生じるなど）させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号１，１０，１３，１５，１６，２２，２４，２８のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の葉やロゼットの形状を変化させる活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の葉やロゼットの形状が変化する。
また、グループ２５，３５，４３，４６，４９，３８，６７に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの色調を制御する活性を有する。より詳細には、グループ２５，３５，４６，６７に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの色調を暗色化させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号２５，３５，４６，６７のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の葉やロゼットの色調を暗色化させる活性を有する。また、グループ３８，４３，４９に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の葉やロゼットの色調を淡色化させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号３８，４３，４９のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の葉やロゼットの色調を淡色化させる活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の葉やロゼットの色調が変化する。
また、グループ４１，４５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の茎の形状を制御する活性を有する。より詳細には、グループ４１，４５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の茎の形状を変化（例えば、太さや長さの増減、分岐、湾曲、捻れを生じるなど）させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号４１，４５のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の茎の形状を変化させる活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の茎の形状が変化する。
また、グループ４８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の花の形状を制御する活性を有する。より詳細には、グループ４８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の花の形状を変化（例えば、巨大化、矮化、花弁数の増減、色調の変化など）させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号４８で示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の花の形状を変化させる活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の花の形状が変化する。
また、グループ２６，３３，４０，４２，５３，５５，５７，６１，６５，６８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の果実の形成および／または成熟を制御する活性を有する。より詳細には、グループ６５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の果実の形状を変化（例えば、表面の凹凸化、巨大化、矮化、色調の変化など）させる活性を有する。さらに詳細には、配列番号６５で示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の果実の形状を変化させる活性を有する。また、グループ６１，６８に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の果実の形成を阻害する活性を有する。より詳細には、配列番号６１，６８で示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の果実の形成を阻害する活性を有する。また、グループ２６，３３，４０，４２，５３，５５，５７に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の果実の成熟を阻害する活性を有する。より詳細には、配列番号２６，３３，４０，４２，５３，５５，５７で示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の果実の成熟を阻害する活性を有する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、顕著に植物の果実の形成および／または成熟が変化する。
上記ポリペプチドは、上にそれぞれ定義する「植物の形態を制御する活性」に加えて、さらに別の活性を有していても良い。
各ポリペプチドの活性は、当該ポリペプチドの発現量が増加された植物体（例えば、下記にて詳述する過剰発現体）や、当該ポリペプチドを施用された植物、における表現型を、野生型または未処理の植物の表現型と比較解析することによって評価することができる。
本発明において「環境ストレス」とは、植物が生育環境・条件から受けるストレスを意味し、例えば、乾燥、多湿、高温、低温、強光、弱光、塩、大気汚染物質、農薬、病害など（これらに限定はされない）により生じるストレスを意味する。
本発明において「植物の環境ストレス耐性を増強する活性」とは、環境ストレスの存在下における植物の生育および／または生存率を向上させる活性を意味する。
グループ１５，２１，７０−７５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有する。
詳細には、グループ１５，２１に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の乾燥ストレス耐性を増強する活性を有する。より詳細には、配列番号１５，２１のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の乾燥ストレス耐性を増強する活性を有する。「乾燥ストレス」とは、水が枯渇した状態が持続的または一時的に負荷されたときのストレスを意味する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、乾燥ストレス存在下における植物の生育および／または生存率を向上させることができる。
また、グループ７０，７３，７４に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の高温ストレス耐性を増強する活性を有する。より詳細には、配列番号７０，７３，７４のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の高温ストレス耐性を増強する活性を有する。「高温ストレス」とは、例えば３５℃以上の条件を数分以上、持続的または一時的に負荷されたときのストレスを意味する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、高温ストレス存在下における植物の生育および／または生存率を向上させることができる。
また、グループ７１，７２，７５に含まれるポリペプチドは少なくとも、植物の塩ストレス耐性を増強する活性を有する。より詳細には、配列番号７１，７２，７５のいずれかで示されるアミノ酸配列を含むか、当該アミノ酸配列からなるポリペプチドは、植物の塩ストレス耐性を増強する活性を有する。「塩ストレス」とは、土壌や培地中に蓄積した塩類により土壌などの水分ポテンシャルが低下して、植物が水分を吸収できなくなるなど、植物体の生理機能に損傷を与えるときのストレスを意味する。したがって、これらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを発現する形質転換体ならびにこれらポリペプチドのいずれかまたは複数の組合せを施用された植物は、野生型または未処理の植物と比べて、塩ストレス存在下における植物の生育および／または生存率を向上させることができる。
上記ポリペプチドは、上にそれぞれ定義する「植物の環境ストレス耐性を増強する活性」に加えて、さらに別の活性を有していても良い。
各ポリペプチドの活性は、当該ポリペプチドの発現量が増加された植物体（例えば、下記にて詳述する過剰発現体）や、当該ポリペプチドを施用された植物、における各種ストレスの存在下での生育や生存率を、野生型または未処理の植物のそれらと比較解析することによって評価することができる。すなわち、各種ストレスの存在下において、当該ポリペプチドの発現量が増加された植物体（例えば、下記にて詳述する過剰発現体）や、当該ポリペプチドを施用された植物が、野生型または当該ポリペプチドを施用されていない植物と比べて、有意に生育した場合には、ストレス耐性を植物に付与できたと判断することができる。
本発明の形質転換植物は、公知のトランスジェニック法を用いて作出することができる（松橋通生ら監訳、ワトソン・組換えＤＮＡの分子生物学第２版１９９４年、丸善；モデル植物の実験プロトコール改訂３版（２００５年）島本・岡田・田畑監修、秀潤社）。すなわち、本発明の形質転換植物は、上記ポリペプチドをコードする遺伝子をプロモーターの制御下に連結して、ベクターに組み込み、当該ベクターを適当な植物細胞に導入することにより作製することができる。上記ポリペプチドをコードする遺伝子は、公開されたデータベース（ＲＩＫＥＮ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｆｕｌｌ−ｌｅｎｇｔｈ（ＲＡＦＬ）ｃＤＮＡ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＮＣＢＩ Ｇｅｎｂａｎｋ，Ｔｈｅ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ（ＴＡＩＲ）など）より検索可能であり、配列情報未知の植物に由来する遺伝子は、配列が既知の植物の遺伝子情報を利用し、クローニングにより取得することができる。所望の遺伝子をクローニングにより取得する方法は、分子生物学の分野において周知である。例えば、遺伝子配列が既知の場合、制限エンドヌクレアーゼ消化により適したゲノムライブラリを作り、所望の遺伝子配列に相補的なプローブを用いてスクリーニングすることができる。配列が単離されたら、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）のような標準的増幅法を用いてＤＮＡを増幅し、形質転換（遺伝子導入）に適した量の遺伝子（ＤＮＡ）を得ることができる。ベクターとしては、植物形質転換用として一般的に公知であるベクターであれば良く、例えば、バイナリーベクターまたはその他のベクターを使用できる。バイナリーベクターは、アグロバクテリウムＴ−ＤＮＡのライトボーダー（ＲＢ）とレフトボーダー（ＬＢ）の２つの約２５ｂｐボーダー配列を含み、両ボーダー配列の間に、上記ポリペプチドをコードする遺伝子が挿入される。バイナリーベクターは、例えばｐＢＩ系（例えば、ｐＢＩ１０１，ｐＢＩ１０１．２，ｐＢＩ１０１．３，ｐＢＩ１２１，ｐＢＩ２２１（以上Ｃｌｏｎｔｅｃｈ社））、ｐＧＡ４８２、ｐＧＡＨ、ｐＢＩＧなどである。その他のベクターには、例えば中間系プラスミドｐＬＧＶ２３Ｎｅｏ、ｐＮＣＡＴ、ｐＭＯＮ２００など、またはＧＡＴＥＷＡＹカセットを含むｐＨ３５ＧＳ（Ｋｕｂｏら，２００５，Ｇｅｎｅｓ ＆ Ｄｅｖ．１９：１８５５−１８６０）などが含まれる。プロモーターとしては、植物細胞内にて遺伝子発現を駆動できる限り、特に限定されず、例えば、カリフラワーモザイクウイルス３５Ｓプロモーター（ＣａＭＶ３５Ｓ）、各種アクチン遺伝子プロモーター、各種ユビキチン遺伝子プロモーター、ノパリン合成酵素遺伝子のプロモーター、タバコのＰＲ１ａ遺伝子プロモーター、ナピン遺伝子プロモーター、オレオシン遺伝子プロモーターなどを利用することができる（特にこれらに限定はされない）。ベクターにはさらに、形質転換細胞を選抜するために必要な選択マーカーが挿入される。選択マーカーの例は、薬剤耐性遺伝子であるカナマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子、ビアラホス耐性遺伝子などである。
上記のようにして構築したベクターを植物に導入する形質転換法としては、アグロバクテリウムを用いた方法を例示することができるが、それ以外にも、遺伝子銃、エレクトロポレーション、ウイルスベクター、フローラルディップ法、リーフディスク法などによっても、導入することができる。植物の形質転換技術や組織培養技術に関しては、例えば島本功、岡田清孝監修、植物細胞工学シリーズ１５、モデル植物の実験プロトコール、遺伝学的手法からゲノム解析まで、秀潤社（２００１年）に記載されている。
バイナリーベクター−アグロバクテリウム系を利用する方法では、植物細胞、カルスまたは植物組織片を準備し、これにアグロバクテリウムを感染させて、上記ポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞内に導入する。形質転換においては、培地にフェノール化合物（アセトシリンゴン）を添加してもよく、特に単子葉植物においては、該細胞は効率よく形質転換されうる。また、アグロバクテリウムとしては、Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ菌株（Ｃ５８，ＬＢＡ４４０４，ＥＨＡ１０１，ＥＨＡ１０５，Ｃ５８Ｃ１ＲｉｆＲ，ＧＶ３１０１など）を使用できる。
具体的には、アグロバクテリウムの菌液を暗所、約２５℃、約４日間での培養により調製し、この菌液に植物カルスまたは組織（例えば葉片、根、茎片、成長点など）を数分間浸漬し、水分を除いたのち、固体培地に置床して共存培養する。カルスは、植物細胞塊であり、植物組織片または完熟種子などからカルス誘導培地を用いて誘導することができる。形質転換されたカルスまたは組織片を選択マーカーに基づいて選択し、その後、カルスについては、再分化培地にて幼植物体に再分化させることができる。一方、植物片については、植物片からカルスを誘導して幼植物体に再分化させるか、あるいは植物片からプロトプラストを調製し、カルス培養を経て幼植物体に再分化させることができる。このようにして得られた幼植物体を発根後に土壌に移し植物体に再生する。
また、フローラルディップ法を使用する場合には、例えばＣｌｏｕｇｈとＢｅｎｔ（Ｐｌａｎｔ Ｊ．１６，７３５−７４３（１９９８））らによって記載されるように、例えばアグロバクテリウムの菌液を暗所、約２５℃、約４日間での培養により調製し、この菌液に未熟な花芽が発達するまで生育させた形質転換対象の植物宿主の花芽を１０秒間浸漬し、覆いをして一晩湿度を保つ；翌日覆いを取り、植物をそのまま生育させて種子を収穫する；形質転換された個体は、適切な選択マーカー例えば抗生物質を加えた固体培地上に収穫した種子を播種することで選択することができる；このようにして選択した個体を土壌に移し生育させることにより、トランスジェニック植物の次世代の種子を得ることができる。
さらに、トランスジェニック植物を野生型と交配させることによって、トランスジェニック植物と同様の新規形質をもつ後代を作出することができる。
宿主となる植物としては、上記ポリペプチドの影響を受ける植物であれば、いずれも用いることができる。このような植物としては、上に定義した植物が挙げられるが、これらに限定はされない。
形質転換植物は、上記ポリペプチドの一または複数を発現させることが可能であり、過剰発現される一または複数のポリペプチドの活性に応じて、表現型が変化、および／または環境ストレス耐性が増強している。
本発明を主にポリペプチドを過剰発現する形質転換植物について記載するが、当該ポリペプチドの発現を抑制することによって有用な形質を得ることもできる。抑制は遺伝子破壊、ＲＮＡｉ、アンチセンスＲＮＡ、リボザイムなど従来公知の方法に従って行うことができる。
なお、本発明において「形質転換植物」には、形質転換植物の植物体全体（芽生え、苗など）、植物の一部分（例えば器官、組織など）、種子、カルス、細胞、および／またはシュートなどを含む。
本発明はまた、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを含む農業用組成物に関する。
本発明の農業用組成物は、上記ポリペプチドの一または複数を有効成分として含む。
本発明において「農業」とは、穀類、野菜、果樹、園芸作物などの栽培・製造を意味し、本発明の農業用組成物は、様々な有用植物を対象とし得る。対象となる有用植物としては、上に定義した植物が挙げられるが、これらに限定はされない。
上記ポリペプチドは、当該ポリペプチドを過剰発現する上記形質転換植物より得ることができる。すなわち、目的のポリペプチドを過剰発現する形質転換植物を、超音波処理、フレンチプレス、石臼、乳鉢による粉砕、ホモジナイザーによる破砕、ガラスビーズによる破砕などの公知の方法により粉砕した後、タンパク質抽出に一般的に用いられる公知の方法、例えば、硫安塩析、有機溶媒（エタノール、メタノール、アセトン等）による沈殿分離、イオン交換クロマトグラフィー、等電点クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、吸着カラムクロマトグラフィー、基質または抗体などを利用したアフィニティークロマトグラフィー、逆相カラムクロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー、精密ろ過、限外ろ過、逆浸透ろ過等の濾過処理など、を１つまたは複数組み合わせて用いて抽出および／または精製することができる。
あるいは、目的のポリペプチドを過剰発現する形質転換植物を培地中にて培養することによって、培地中に分泌されたポリペプチドを回収することができる。培地は、液体培地および固体培地を使用できるが、好ましくは液体培地である。下記実施例に上述するとおり、形質転換植物を適当な植物培養用培地（例えば、ＭＳ培地など）中で培養し、続いて、当該培地を回収した後、回収した培地より目的のポリペプチドを抽出および／または精製することができる。培養は連続式であってもバッチ式であってもよい。
あるいは、上記ポリペプチドは、化学的手法（固相合成法や液相合成法など）や、目的のポリペプチドを発現するように形質転換された微生物細胞（例えば、Ｅ．ｃｏｌｉや酵母など）、昆虫細胞や動物細胞（例えば、ＳＦ９、ＳＦ２１、ＣＯＳ１、ＣＯＳ７、ＣＨＯやＨＥＫ２９３など）を使用する遺伝子組換え的手法を用いて製造することもできる。
得られたポリペプチドは適当な溶媒に溶解または懸濁した状態としても良いし、一般的な乾燥法（例えば、自然乾燥、熱乾燥、凍結乾燥等）を用いて乾燥し、乾燥粉末の状態としても良い。
本発明の組成物は、液剤、固形剤（錠剤、粉剤、粒剤など）など様々な形態をとることが可能であり、好ましくは液剤である。
当該組成物には、上記ポリペプチドに加えて、１種またはそれ以上の他の農業上許容される成分を含むことができる。このような成分としては、水、追加の栄養素物質、弱酸、植物油、精油、代謝刺激剤、乳化剤、増粘剤、着色剤、懸濁剤、分散剤、担体、賦形剤、湿潤剤などが挙げられるが、これらに限定はされない。また、本発明の組成物には、必要に応じてさらに、肥料、殺虫剤、殺菌剤、殺線虫剤などを含めることができる。
本発明の農業用組成物中には、上記ポリペプチドを、例えば０．０１~９５重量％の範囲から適宜選択される量をそれぞれ含めることができる。
本発明はさらに、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを植物に施用することを含む、植物の育成方法に関する。
上記ポリペプチドの１または複数、あるいは上記農業用組成物を、植物に施用することによって、有効成分であるところの一または複数のポリペプチドの活性に応じて、植物の形態が制御され、および／または環境ストレス耐性を増強もしくは付与することができる。
本発明方法は、様々な有用植物を対象とし、対象となる有用植物としては、上に定義した植物が挙げられるが、これらに限定はされない。
施用方法は、上記ポリペプチドまたは上記農業用組成物の形態や、植物に応じて適宜選択することが可能であり、例えば、植物または土壌や培地に対して直接、高圧または低圧噴霧、注入、散布、塗布、浸透などにより行うことができる。土壌や培地には、保湿剤（例えば、ろ紙、繊維、木材などや、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、セロファン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、エチルセルロース、ポリエステルなどからなるゲルなど、水分を保持できるものであれば良く、特にこれらに限定されない）を含めることができ、上記ポリペプチドまたは上記農業用組成物を当該保湿剤に保持させても良い。施用は、植物体全体（芽生え、苗など）、植物の一部分（例えば器官、組織など）、種子、カルス、細胞、シュートなど様々な形態のものに対して行うことができる。施用濃度は、有効成分である上記ポリペプチドにして０．００１ｐｐｍ~１０００ｐｐｍ、０．０１ｐｐｍ~１００ｐｐｍ、または０．１ｐｐｍ~１００ｐｐｍの範囲より適宜選択される量を用いることができ、この量は当該範囲に限定されることなく、適宜調節することができる。
本発明を以下の実施例によってさらに具体的に説明する。しかし、本発明は、この実施例によって制限されないものとする。
候補遺伝子の同定
候補遺伝子の同定は、Ｈａｎａｄａ ｅｔ ａｌ，ＢＩＯＩＮＦＯＲＭＡＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．２６，ｎｏ．３，２０１０，ｐａｇｅ３９９−４００に記載の方法に従って行い、シロイヌナズナ（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）に由来する９６３５８個の全長ｃＤＮＡ（ＲＩＫＥＮ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｆｕｌｌ−ｌｅｎｇｔｈ（ＲＡＦＬ）ｃＤＮＡ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｒｃ．ｒｉｋｅｎ．ｊｐ／ｌａｂ／ｅｐｄ／ｃａｔａｌｏｇ／ｃｄｎａｃｌｏｎｅ．ｈｔｍｌ）およびＮＣＢＩ Ｇｅｎｂａｎｋ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｇｅｎｂａｎｋ／））より３０~１００アミノ酸残基をコードする７９０１個の短い遺伝子を同定した後、これら遺伝子のＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａにおける発現をマイクロアレイを用いて解析した。
その結果、４６６４個の遺伝子について、発現が確認され、この内無作為に選んだ８９１個を以下の過剰発現体の作製に用いた。
候補遺伝子の同定は、Ｈａｎａｄａ ｅｔ ａｌ，ＢＩＯＩＮＦＯＲＭＡＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．２６，ｎｏ．３，２０１０，ｐａｇｅ３９９−４００に記載の方法に従って行い、シロイヌナズナ（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）に由来する９６３５８個の全長ｃＤＮＡ（ＲＩＫＥＮ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｆｕｌｌ−ｌｅｎｇｔｈ（ＲＡＦＬ）ｃＤＮＡ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｒｃ．ｒｉｋｅｎ．ｊｐ／ｌａｂ／ｅｐｄ／ｃａｔａｌｏｇ／ｃｄｎａｃｌｏｎｅ．ｈｔｍｌ）およびＮＣＢＩ Ｇｅｎｂａｎｋ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｇｅｎｂａｎｋ／））より３０~１００アミノ酸残基をコードする７９０１個の短い遺伝子を同定した後、これら遺伝子のＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａにおける発現をマイクロアレイを用いて解析した。
その結果、４６６４個の遺伝子について、発現が確認され、この内無作為に選んだ８９１個を以下の過剰発現体の作製に用いた。
遺伝子過剰発現体の作製および表現形によるスクリーニング
実施例１で得られた８９１個の遺伝子について、それぞれＰＣＲ法を用いて増幅した後、ダブル３５Ｓプロモータの制御下に連結して、ｐＭＤＣ３２ベクターに導入して遺伝子組換えバイナリーベクターを構築した。
続いて、当該ベクターをＡｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（ＧＶ３１０１株）に導入した後、得られたＡｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍをシロイヌナズナにフローラルディップ法を用いて感染させた。５０％ＭＳ培地（２０ｍｇ ｌ−１ハイグロマイシンＢ，１００ｍｇ ｌ−１セフォタキシム含有）上で形質転換された苗木を選抜し、土壌に移植した。そして各苗木の目立った表現形をモニタした。
各苗木の表現形と導入された遺伝子を以下の表１に示す。また、代表的な表現形の変化を図２に示す。
表１に示すとおり、６９個の遺伝子の各過剰発現体において、各表現形変化が観察された。
実施例１で得られた８９１個の遺伝子について、それぞれＰＣＲ法を用いて増幅した後、ダブル３５Ｓプロモータの制御下に連結して、ｐＭＤＣ３２ベクターに導入して遺伝子組換えバイナリーベクターを構築した。
続いて、当該ベクターをＡｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（ＧＶ３１０１株）に導入した後、得られたＡｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍをシロイヌナズナにフローラルディップ法を用いて感染させた。５０％ＭＳ培地（２０ｍｇ ｌ−１ハイグロマイシンＢ，１００ｍｇ ｌ−１セフォタキシム含有）上で形質転換された苗木を選抜し、土壌に移植した。そして各苗木の目立った表現形をモニタした。
各苗木の表現形と導入された遺伝子を以下の表１に示す。また、代表的な表現形の変化を図２に示す。
ストレス耐性試験によるスクリーニング
実施例２で作製した８９１個の遺伝子過剰発現体のうち４０個を、以下のストレス耐性試験に付した。
ストレス耐性試験によるスクリーニングは、乾燥、塩、高温の３つストレス耐性試験により行った。それぞれの試験は、野生型が１０~３０％程度の生存率を示すような条件を設定し、野生型と過剰発現体を比較することで、その生存率から耐性を評価した。具体的な各試験の方法を以下に示す。
・乾燥ストレス耐性試験
乾燥耐性試験ではＭＳプレートに播種後１０日間生育させた植物を土（ポット）に植替え、７日間生育させ、植物を定着させた。給水を停止し、徐々に乾燥処理を行い、１４日間の給水停止後、再び給水を開始し、７日間生育後生存率を観察した。
・塩ストレス耐性試験
塩耐性試験はＭＳプレートに播種後７日間生育させた植物を２００ｍＭのＮａＣｌ入りＭＳプレートに移すことで塩処理を行い、１４日間生育後、生存率と塩ストレスの影響を観察した。
・高ストレス温耐性試験
高温耐性試験はＭＳプレートに播種後１４日間生育させた植物を、４２度の気槽インキュベーターに移し３時間の高温処理を行い、その後７日間２２度で生育し、生存率を観察した。高温耐性試験では、野生型と過剰発現体を同プレートに播種し試験を行った。
各苗木のストレス耐性の表現形と導入された遺伝子を以下の表２に示す。また、各ストレスと各過剰発現体の致死率との関係を図３Ａ−Ｃに示す。
表２に示すとおり、８個の遺伝子の各過剰発現体において、各ストレス耐性が観察された。
実施例２で作製した８９１個の遺伝子過剰発現体のうち４０個を、以下のストレス耐性試験に付した。
ストレス耐性試験によるスクリーニングは、乾燥、塩、高温の３つストレス耐性試験により行った。それぞれの試験は、野生型が１０~３０％程度の生存率を示すような条件を設定し、野生型と過剰発現体を比較することで、その生存率から耐性を評価した。具体的な各試験の方法を以下に示す。
・乾燥ストレス耐性試験
乾燥耐性試験ではＭＳプレートに播種後１０日間生育させた植物を土（ポット）に植替え、７日間生育させ、植物を定着させた。給水を停止し、徐々に乾燥処理を行い、１４日間の給水停止後、再び給水を開始し、７日間生育後生存率を観察した。
・塩ストレス耐性試験
塩耐性試験はＭＳプレートに播種後７日間生育させた植物を２００ｍＭのＮａＣｌ入りＭＳプレートに移すことで塩処理を行い、１４日間生育後、生存率と塩ストレスの影響を観察した。
・高ストレス温耐性試験
高温耐性試験はＭＳプレートに播種後１４日間生育させた植物を、４２度の気槽インキュベーターに移し３時間の高温処理を行い、その後７日間２２度で生育し、生存率を観察した。高温耐性試験では、野生型と過剰発現体を同プレートに播種し試験を行った。
各苗木のストレス耐性の表現形と導入された遺伝子を以下の表２に示す。また、各ストレスと各過剰発現体の致死率との関係を図３Ａ−Ｃに示す。
ＧＵＳ解析
実施例２において表現形に変化が見られた苗木に導入された６９個の各遺伝子について、および実施例３においてストレス耐性に変化が見られた苗木に導入された８個の各遺伝子について、ＧＵＳ融合体を用いて各遺伝子の発現解析を行った。
各遺伝子の開始コドン上流約１Ｋｂと終止コドンを除いたＯＲＦを含むゲノム断片をＰＣＲにより増幅した。得られたＰＣＲ産物の末端に、ＧＡＴＥＷＡＹ（ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）クローニングに必要な配列を付加し、ＧＡＴＥＷＡＹ対応のベクター（ｐＤＯＮＲ２０７）にクローニングし、同じくＧＡＴＥＷＡＹ対応のベクター（ｐＭＤＣ１６２）にＯＲＦとＧＵＳ遺伝子が融合するように挿入した。作成したコンストラクトはアグロバクテリウム法によりシロイヌナズナに形質転換した。得られた形質転換体の各器官を用いてＧＵＳ染色法により解析した。
各遺伝子のＧＵＳ解析結果について、代表的なものを図４に示す。
図４に示すとおり、各形質転換体の各器官（例えば、葉、鞘、芽生え）においてＧＵＳが染色・検出され、これら遺伝子が植物体において発現していることが確認された。
実施例２において表現形に変化が見られた苗木に導入された６９個の各遺伝子について、および実施例３においてストレス耐性に変化が見られた苗木に導入された８個の各遺伝子について、ＧＵＳ融合体を用いて各遺伝子の発現解析を行った。
各遺伝子の開始コドン上流約１Ｋｂと終止コドンを除いたＯＲＦを含むゲノム断片をＰＣＲにより増幅した。得られたＰＣＲ産物の末端に、ＧＡＴＥＷＡＹ（ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）クローニングに必要な配列を付加し、ＧＡＴＥＷＡＹ対応のベクター（ｐＤＯＮＲ２０７）にクローニングし、同じくＧＡＴＥＷＡＹ対応のベクター（ｐＭＤＣ１６２）にＯＲＦとＧＵＳ遺伝子が融合するように挿入した。作成したコンストラクトはアグロバクテリウム法によりシロイヌナズナに形質転換した。得られた形質転換体の各器官を用いてＧＵＳ染色法により解析した。
各遺伝子のＧＵＳ解析結果について、代表的なものを図４に示す。
図４に示すとおり、各形質転換体の各器官（例えば、葉、鞘、芽生え）においてＧＵＳが染色・検出され、これら遺伝子が植物体において発現していることが確認された。
ＲＮＡｉによる遺伝子機能抑制試験
実施例２において表現形に変化が見られた苗木に導入された６９個の各遺伝子について、および実施例３においてストレス耐性に変化が見られた苗木に導入された８個の各遺伝子について、当該遺伝子を標的とするＲＮＡｉ分子を用いた遺伝子機能抑制試験を行った。
ＲＮＡｉ分子は従来公知の手法に基づいて作製した。すなわち、各遺伝子のセンス鎖およびアンチセンス鎖をループ配列（リンカー配列）を介して逆向き方向に連結してなるオリゴヌクレオチドを合成した。
各遺伝子に対するＲＮＡｉ分子をそれぞれＰＣＲで増幅し、得られたＰＣＲ産物の末端にＧＡＴＥＷＡＹクローニングに必要な配列を付加した。ＰＣＲ産物はＧＡＴＥＷＡＹ対応のベクター（ｐＤＯＮＲ２０７）にクローニングした。さらにこのＯＲＦをＧＡＴＥＷＡＹ対応の過剰発現ベクター（ｐＭＤＣ３２）に挿入し、上記実施例２と同様に形質転換を行い、ＲＮＡｉ分子によって標的遺伝子を抑制する形質転換植物を作製した。
各遺伝子のＲＮＡｉによる遺伝子機能抑制試験の結果について、代表的なものを図５に示す。図５に示すとおり、ｆｌｃ３９の遺伝子機能抑制を抑制することにより、植物体の成長や開花時期に変化が見られた。
実施例２において表現形に変化が見られた苗木に導入された６９個の各遺伝子について、および実施例３においてストレス耐性に変化が見られた苗木に導入された８個の各遺伝子について、当該遺伝子を標的とするＲＮＡｉ分子を用いた遺伝子機能抑制試験を行った。
ＲＮＡｉ分子は従来公知の手法に基づいて作製した。すなわち、各遺伝子のセンス鎖およびアンチセンス鎖をループ配列（リンカー配列）を介して逆向き方向に連結してなるオリゴヌクレオチドを合成した。
各遺伝子に対するＲＮＡｉ分子をそれぞれＰＣＲで増幅し、得られたＰＣＲ産物の末端にＧＡＴＥＷＡＹクローニングに必要な配列を付加した。ＰＣＲ産物はＧＡＴＥＷＡＹ対応のベクター（ｐＤＯＮＲ２０７）にクローニングした。さらにこのＯＲＦをＧＡＴＥＷＡＹ対応の過剰発現ベクター（ｐＭＤＣ３２）に挿入し、上記実施例２と同様に形質転換を行い、ＲＮＡｉ分子によって標的遺伝子を抑制する形質転換植物を作製した。
各遺伝子のＲＮＡｉによる遺伝子機能抑制試験の結果について、代表的なものを図５に示す。図５に示すとおり、ｆｌｃ３９の遺伝子機能抑制を抑制することにより、植物体の成長や開花時期に変化が見られた。
過剰発現体の液体培地を用いた添加試験
実施例２において表現形に変化が見られた６９個の過剰発現体および実施例３においてストレス耐性に変化が見られた８個の過剰発現体の各芽生えを、ハイグロマイシンが含まれたＭＳ寒天培地上で２週間生育させた。その後、ハイグロマイシンに耐性となった個体を、各過剰発現体につき約３０個、３００ｍｌ三角フラスコに入った１００ｍｌのＭＳ＋１％ショ糖液体培地に移し、１週間生育させた。その後、ＭＳ＋１％ショ糖液体培地を１００ｍｌのショ糖を含まない１／１０ ＭＳ液体培地と交換し、さらに１週間生育させた。
次に培地を回収して、凍結乾燥した後、１０ｍｌの滅菌水に溶解した。なお、この溶液のＭＳ濃度は通常の濃度になる（理論上、分泌されたペプチドの量は、凍結乾燥前の１０倍になる）。この溶液を、ショ糖を含まないＭＳ寒天培地上に敷いたろ紙に１ｍＬ添加し、野生型の種子をシャーレ当たり２５粒播種した。暗所、４℃で静置した後、２２度長日条件下で発芽させ、発芽後２日目に、もう一度溶液を添加し、さらに２週間生育させ、形態を観察した。
各遺伝子の添加試験の結果について、代表的なものを図６に示す。
図６に示すとおり、ＡＴ３２過剰発現体の液体培地を用いた添加試験の結果、野生型の芽生えにおいて矮化が見られた。ＡＴ３２過剰発現体自体も矮化の表現形を示している（表１）ことから、ＡＴ３２は培地中に機能を保持しながら分泌されていることが示された。
次に、上記と同様にして得られた過剰発現体の液体培地を用いて、イネの種子を同様に処理した。
各遺伝子の添加試験の結果について、代表的なものを図７に示す。
図７に示すとおり、ＡＴ３２過剰発現体の液体培地を用いた添加試験の結果、イネの芽生えにおいても矮化が見られた。この結果は、シロイヌナズナから得られたペプチドが、イネなど他の植物においても同様に活性し得ることを示す。
実施例２において表現形に変化が見られた６９個の過剰発現体および実施例３においてストレス耐性に変化が見られた８個の過剰発現体の各芽生えを、ハイグロマイシンが含まれたＭＳ寒天培地上で２週間生育させた。その後、ハイグロマイシンに耐性となった個体を、各過剰発現体につき約３０個、３００ｍｌ三角フラスコに入った１００ｍｌのＭＳ＋１％ショ糖液体培地に移し、１週間生育させた。その後、ＭＳ＋１％ショ糖液体培地を１００ｍｌのショ糖を含まない１／１０ ＭＳ液体培地と交換し、さらに１週間生育させた。
次に培地を回収して、凍結乾燥した後、１０ｍｌの滅菌水に溶解した。なお、この溶液のＭＳ濃度は通常の濃度になる（理論上、分泌されたペプチドの量は、凍結乾燥前の１０倍になる）。この溶液を、ショ糖を含まないＭＳ寒天培地上に敷いたろ紙に１ｍＬ添加し、野生型の種子をシャーレ当たり２５粒播種した。暗所、４℃で静置した後、２２度長日条件下で発芽させ、発芽後２日目に、もう一度溶液を添加し、さらに２週間生育させ、形態を観察した。
各遺伝子の添加試験の結果について、代表的なものを図６に示す。
図６に示すとおり、ＡＴ３２過剰発現体の液体培地を用いた添加試験の結果、野生型の芽生えにおいて矮化が見られた。ＡＴ３２過剰発現体自体も矮化の表現形を示している（表１）ことから、ＡＴ３２は培地中に機能を保持しながら分泌されていることが示された。
次に、上記と同様にして得られた過剰発現体の液体培地を用いて、イネの種子を同様に処理した。
各遺伝子の添加試験の結果について、代表的なものを図７に示す。
図７に示すとおり、ＡＴ３２過剰発現体の液体培地を用いた添加試験の結果、イネの芽生えにおいても矮化が見られた。この結果は、シロイヌナズナから得られたペプチドが、イネなど他の植物においても同様に活性し得ることを示す。
本発明によれば、所望の表現型および／または所望のストレス耐性を有する植物を得ることができる。また、本発明によれば、所望の表現型および／または所望のストレス耐性を植物に付与することができる。これによって、有用作物を効率的に生産することが可能であり、有用作物の製造・利用に関わる様々な分野において貢献することが期待される。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。
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Claims (12)
- 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子を宿主植物に導入して過剰発現させることを含む、形質転換植物の作出方法であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記方法：
（ａ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。 - ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、請求項１に記載の方法：
（ｅ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。 - ポリペプチドが、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、請求項１に記載の方法：
（ｉ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。 - 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを過剰発現する形質転換植物であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記形質転換植物：
（ａ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。 - ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、請求項４に記載の形質転換植物：
（ｅ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。 - ポリペプチドが、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、請求項４に記載の形質転換植物：
（ｉ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。 - 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを含む農業用組成物であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記組成物：
（ａ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。 - ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、請求項７に記載の組成物：
（ｅ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。 - ポリペプチドが、植物のストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、請求項７に記載の組成物：
（ｉ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。 - 植物の形態を制御する活性を有するポリペプチドまたは植物のストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチドを植物に施用することを含む、植物の育成方法であって、該ポリペプチドが以下より選択される一または複数のポリペプチドである、上記方法：
（ａ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｂ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｃ）配列番号２１，１~２０，２２~３１７で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｄ）（ａ）~（ｃ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性または植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。 - ポリペプチドが、植物の形態を制御する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、請求項１０に記載の方法：
（ｅ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｆ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｇ）配列番号２１，１~２０，２２~６９で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド：
（ｈ）（ｅ）~（ｇ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の形態を制御する活性を有するポリペプチド。 - ポリペプチドが、植物のストレス耐性を増強する活性を有し、以下より選択される一または複数のポリペプチドである、請求項１０に記載の方法：
（ｉ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド；
（ｊ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列において１または数個のアミノ酸の欠失、置換、付加または挿入を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｋ）配列番号２１，１５，７０~７５で表されるいずれかのアミノ酸配列と６０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド：
（ｌ）（ｉ）~（ｋ）のいずれかのポリペプチドをコードする遺伝子を植物細胞中で発現させて得られる、植物の環境ストレス耐性を増強する活性を有するポリペプチド。
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| JP2010081839A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | National Institute Of Agrobiological Sciences | 過剰発現で種子を大きくする遺伝子 |
| WO2011114920A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 独立行政法人理化学研究所 | 環境ストレス耐性植物及びその作出方法 |
| JP2011239684A (ja) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 転写因子を利用した植物の物質生産性の改良 |
-
2013
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