[發明專利]rock2和rock3，兩種新的細胞分裂素受體AHK2和AHK3的功能獲得性變體

有效

• 申請號: 201080030629.0
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN102471373A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 托馬斯·斯切姆林;托馬斯·沃納;伊莎貝爾·巴特里娜·Y·曼斯;海倫·布朗
• 申請（專利權）人: 柏林自由大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/82
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 蔣雅潔;孟桂超

背景技術

為了能夠給持續增長的人口供應食物和其他源于植物的產品，人們一直對改進農業生產力感興趣。

可以通過不同的方式影響植物的生產力，例如通過改進植物生長特性或通過延遲葉子衰老。存在著已知的涉及植物生長和發育的若干機制和通路。

細胞分裂素是在植物生長和發育的許多方面起著正和負調控作用的植物激素。它刺激芽分生組織的形成和活力，能夠建立庫組織(sink?tissue)，減緩葉子衰老，抑制根的生長和分枝，并且它在種子發芽和脅迫響應中起作用。細胞分裂素缺乏的植物的分析顯示細胞分裂素植物在芽和根的分生組織中起相反的作用，并且提示該激素在器官生長的定量控制方面具有基本功能(Mok，D.W.S.&?Mok，M.C.(2001)Ann.Rev.Plant?Physiol.MoI.Bio.52，89-118)。對于模式植物擬南芥，已經顯示細胞分裂素信號被細胞分裂素受體家族的三個成員所識別，它們是傳感器組氨酸激酶類(Inoue(井上)，T.等人在(2001)Nature(自然)409，1060-3；Suzuki(鈴木)，T.等人在(2001)Plant?Cell?Physiol.42，107-13；Yamada(山田)，H.等人在(2001)Plant?Cell?Physiol.42，1017-23.)。這三種細胞分裂素受體，AHK2、AHK3和CRE1/4(AHK4)，顯示出高度的序列一致性，但是各自具有不同的特征。

最近，已經披露了細胞分裂素受體AHK3的一種功能獲得性變體，并且被稱為ore12(參見WO?2007/108931A1)。已經顯示，在擬南芥中ore12的表達產生具有葉子衰老延遲的植物，而全株的總體外觀與野生型植物相比沒有顯示出顯著差異。雖然ore12的表達可以導致植物具有葉子衰老的延遲并且由此導致植物具有改進的生產力，但是ore12的表達在其他的植物生長特性方面并不具有顯著作用。因此對植物生產力的進一步改進仍然存在需要。

發明內容

本發明的一個目標是提供適合于產生具有改進的生產力和/或生長特性的轉基因植物的手段和方法。

通過本發明如以下詳細所展示而實現這一目標。

本發明提供了兩種新穎的細胞分裂素受體AHK2和AHK3的功能獲得性變體，即rock2和rock3。具有氨基酸序列SEQ?ID?No.1的rock2多肽是擬南芥的細胞分裂素受體AHK2的一種組成型活性變體，并且可以由具有SEQ?ID?No.3的序列的核酸編碼。具有氨基酸序列SEQ?ID?No.2的rock3多肽是擬南芥的細胞分裂素受體AHK3的一種組成型活性變體，并且可以由具有SEQ?ID?No.4的序列的核酸編碼。如在此使用的，術語細胞分裂素受體AHK2或AHK3的“組成型活性變體”優選是指一種多肽，該多肽基本上與對應的野生型AHK受體AHK2或AHK3一樣將靶結構磷酸化，但是其中所述組成型活性變體的激酶活性基本上獨立于細胞分裂素的結合。因此，術語“組成型活性變體”還包括缺乏與細胞分裂素的任何特異性結合的多肽，以及可能甚至缺乏功能性或非功能性細胞分裂素結合域的多肽。技術人員熟知適合的如何測試給定多肽的針對它的激酶活性的方法。優選地，使用如(馬洪恩)等人在“Cytokinins?Regulate?a?Bidirectional?Phosphorelay?Network?in?Arabidopsis″Current?Biology(2006)，16，1116-1122中所述的體外激酶測定。在一個特別優選的實施方案中，“組成型活性變體”對應地展示出至少30％的對應的野生型AHK受體AHK2或AHK3的激酶活性，更優選至少50％的AHK2或AHK3的激酶活性。

出人意料地發現包括具有SEQ?ID?No.1或2的氨基酸序列的多肽的轉基因表達導致轉基因植物展示出改進的生長特性和葉子衰老延遲。在植物中具有SEQ?ID?No.1或2的氨基酸序列的轉基因表達對葉子衰老的作用相比于已經觀察到的已知的AHK3的功能獲得性變體ore12更顯著。甚至更出人意料地，在與野生型比較時，第一次發現具有SEQ?ID?No.1或2的氨基酸序列的AHK2或AHK3功能獲得性變體的轉基因表達對生成的轉基因植物的芽生長、每主莖的長角果的數量、莖粗和/或花大小具有顯著作用，而表達ore12的植物缺乏這樣一種作用。因此具有SEQ?ID?No.1或2的氨基酸序列的轉基因表達導致植物展示出改進的生產力。

在本發明的一個第一方面，提供了一種分離核酸，包括編碼以下序列的核酸序列：