Rock2 y Rock3, dos nuevas variantes con ganancia de función de los receptores de citoquinina AHK2 y AHK3.

Un ácido nucleico aislado que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica una variante activa constitutivamente del receptor de citoquinina AHK3 con:

una secuencia aminoácida con la SEC ID Nº 2 o un ortólogo de la misma;

en la que la secuencia aminoácida tiene el aminoácido isoleucina (I) en una posición correspondiente a la posición 179 de la SEC ID Nº 2.

Rock2 y Rock3, dos nuevas variantes con ganancia de función de los receptores de citoquinina AHK2 y AHK3

A fin de abastecer a una población en continuo crecimiento con alimentos y otros productos derivados de las plantas, las personas siempre han estado interesadas en la mejora de la productividad en la agricultura.

La productividad de una planta puede ser influenciada de diferentes maneras, por ejemplo, mejorando las características de crecimiento de las plantas o retrasando la senescencia foliar. Hay varios mecanismos y vías conocidas involucradas en el crecimiento y desarrollo de las plantas.

La citoquinina es una hormona vegetal que desempeña un papel regulador positivo y negativo en muchos aspectos del crecimiento y desarrollo de las plantas. Estimula la formación y la actividad de los meristemas de los brotes, es capaz de establecer tejidos sumideros, retrasa la senescencia foliar, inhibe el crecimiento y la ramificación de la raíz, y desempeña un papel en la germinación de las semillas y en las respuestas al estrés. El análisis de las plantas deficientes de citoquinina ha mostrado que la citoquinina desempeña papeles opuestos en los meristemas de los brotes y en los meristemas de las raíces, y sugiere que la hormona tiene una función esencial en el control cuantitativo del crecimiento orgánico (Mok, D. W. S. & Mok, M. C. (2001) Ann. Rev. Plant Physiol. Mol. Bio. 52, 89 -1 18) . Para la planta modelo Arabidopsis thaliana, se ha mostrado que la señal de citoquinina es percibida por tres miembros de la familia de receptores de citoquinina, que son sensores de histidina quinasa (Inoue, T. et al. (2001) Nature 409, 1060 - 3; Suzuki, T.et al. (2001) Plant Cell Physiol. 42, 107 - 13; Yamada, H. et al. (2001) Plant Cell Physiol. 42, 1017 - 23.) . Estos tres receptores de citoquinina, AHK2, AHK3 y CRE1/AHK4, muestran un alto grado de identidad, pero cada uno tiene características distintivas.

Recientemente, se ha revelado una variante con ganancia de función del receptor de citoquinina AHK3 y se le ha denominado ore12 (véase el documento WO 2007 / 108931 A1) . Se demostró que la expresión ore12 en la Arabidopsis thaliana produce plantas con senescencia foliar retardada, mientras que la apariencia en general de la planta no mostró diferencias significativas en comparación con las plantas de tipo salvaje. Aunque la expresión de ore12 puede dirigirse a plantas con senescencia foliar retardada y, de ese modo a las plantas con productividad mejorada, la expresión ore12 no tuvo un efecto significativo en otras características de crecimiento de la planta. Por lo tanto, sigue habiendo una necesidad de mejora de la productividad de la planta.

Es objeto de la presente invención proporcionar medios y métodos adecuados para producir plantas transgénicas con características de productividad y / o crecimiento mejoradas.

Esto objetivo se alcanza mediante la presente invención tal y como se describe con detalle a continuación.

La presente invención proporciona nuevas variantes con ganancia de función de los receptores de citoquinina AHK3, denominados rock3. El polipéptido rock3 con la secuencia de aminoácidos SEC ID Nº 2 es una variante constitutivamente activa del receptor de citoquinina AHK3 de la Arabidopsis thaliana y puede ser codificada por un ácido nucleico con la secuencia de la SEC ID Nº 4.

Sorprendentemente, se descubrió que la expresión transgénica de un polipéptido comprende una secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2 que se dirige a las plantas transgénicas que exhiben características del crecimiento mejoradas y de la senescencia foliar retardada. El efecto de la expresión transgénica de un polipéptido que comprende una secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2 en una planta con senescencia foliar es más pronunciado de lo que se ha observado en la variante conocida con ganancia de función de AHK3, ore12. Aún más sorprendente, es que se descubrió por primera vez que la expresión transgénica de la variante con ganancia de función AHK3 de una secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2 tuvo un efecto significativo en el crecimiento de brotes, en el número de silicuas por tallo principal, en el grosor del tallo y / o en el tamaño de la flor de la planta transgénica resultante cuando se compara con la de tipo salvaje, mientras que las plantas que expresan ore12 carecen de tal efecto. Por lo tanto, la expresión transgénica de una secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2 se dirige a las plantas que exhiben una productividad mejorada.

En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un ácido nucleico aislado tal y como se define en las reivindicaciones. El ácido nucleico aislado de la presente invención comprende una secuencia de aminoácidos codificada por una variante constitutivamente activa del receptor de citoquinina AHK3 con:

i) una secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2 o un ortólogo de la misma;

en la que la secuencia de aminoácidos tiene el aminoácido isoleucina (I) en una posición correspondiente a la posición 179 de la SEC ID Nº 2.

Preferiblemente, se proporciona un ácido nucleico aislado que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica al menos, la secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2 o un ortólogo de la misma. El término “ortólogo” utilizado en la presente se refiere a una secuencia ácido nucleico o a una secuencia de aminoácidos de una especie, preferiblemente diferente de la Arabidopsis thaliana, que muestra una similitud más elevada, preferiblemente una identidad de secuencia más alta, con la secuencia de ácido nucleico o la secuencia de aminoácidos especificadas de la Arabidopsis thaliana ya que ambos genes se originaron a partir de una especie primitiva común. La presente invención proporciona también un polipéptido aislado codificado por un ácido nucleico aislado de la invención, preferiblemente un polipéptido aislado que comprende al menos, la secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un casete de expresión transgénica para la expresión de ácidos nucleicos, en el que el casete de expresión transgénica de la invención comprende un ácido nucleico aislado según la presente invención. El casete de expresión transgénica de la invención puede ser diseñado de tal manera que media la expresión transgénica de la secuencia de ácido nucleico que codifica al menos, la secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2 en un tejido de la planta bajo el control de al menos un promotor en un organismo huésped, preferiblemente una célula de planta.

En un tercer aspecto de la invención, se proporciona un vector que comprende un ácido nucleico aislado según la invención o un casete de expresión transgénica de la invención.

En un cuarto aspecto, la presente invención se dirige a un organismo transgénico que comprende un ácido nucleico aislado según la invención, un casete de expresión transgénica de la invención o un vector de la presente invención, en el que el organismo es una planta o un microorganismo.

La presente invención proporciona un polipéptido aislado que comprende:

i) una secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2 o un ortólogo de la misma; en la que la secuencia de aminoácidos tiene el aminoácido isoleucina (I) en una posición correspondiente a la posición 179 de la SEC ID Nº 2.

En una realización preferente, el polipéptido aislado de la invención comprende y / o consiste en la secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2.

La presente invención se refiere también a un ácido nucleico aislado que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica al menos, la secuencia de aminoácidos con la SEC ID Nº 2.

Un ácido nucleico “aislado” es aquel que está sustancialmente separado de otras moléculas de ácido nucleico presentes en la fuente natural del ácido nucleico (por ejemplo, secuencias que codifican otros polipéptidos) . Preferiblemente, un ácido nucleico “aislado” está libre de algunas de las secuencias que flanquean de forma natural el ácido nucleico (es decir; secuencias localizadas en los extremos 5´ y 3´ del ácido nucleico) en su replicón de origen natural. Por ejemplo, un ácido nucleico clonado se considera aislado. En diversas realizaciones, el ácido nucleico aislado de la invención puede contener menos de 5 kb, 4 kb, 3 kb, 2 kb, 1 kb, 0.5 kb, o 0, 1 kb de las secuencias de nucleótidos que flanquean de forma natural la molécula de ácido nucleico en el ADN genómico de la célula de la que se deriva el ácido nucleico. Un ácido nucleico se considera también aislado si ha sido alterado por la intervención humana... [Seguir leyendo]

1. Un ácido nucleico aislado que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica una variante activa constitutivamente del receptor de citoquinina AHK3 con:

una secuencia aminoácida con la SEC ID Nº 2 o un ortólogo de la misma; en la que la secuencia aminoácida tiene el aminoácido isoleucina (I) en una posición correspondiente a la posición 179 de la SEC ID Nº 2.

2. Un ácido nucleico aislado de la reivindicación 1, que comprende, además, al menos una secuencia promotora, en la que, al menos, una secuencia promotora y una secuencia de ácido nucleico codificadora están unidas funcionalmente la una a la otra.

3. Un casete de expresión transgénica para la expresión de ácidos nucleicos que comprenden un ácido nucleico aislado de una de las reivindicaciones 1 a 2.

4. Un vector que comprende un ácido nucleico aislado de una de las reivindicaciones 1 a 2 o un casete de expresión transgénica de la reivindicación 3.

5. Un organismo transgénico transformado o transfectado temporal o definitivamente con un ácido nucleico aislado de las reivindicaciones 1 a 2, un casete de expresión de la reivindicación 3 o un vector de la reivindicación 4

o un descendiente de dicho organismo transgénico, en el que el organismo en una planta o un microorganismo.

6. Un organismo transgénico de la reivindicación 5, en el que el organismo es una planta seleccionada de la familia Brassicaceae, preferiblemente del género Brassica o Arabidopsis.

7. Una célula, un cultivo celular, una parte, órgano, tejido o material de propagación transgénico derivados de una planta o microorganismo que comprende un ácido nucleico aislado de las reivindicaciones 1 a 2, un casete de expresión transgénica de la reivindicación 3 o un vector de la reivindicación 4.

8. La utilización de un ácido nucleico aislado de las reivindicaciones 1 a 2, un casete de expresión transgénica de la reivindicación 3 o un vector de la reivindicación 4 para la fabricación de una planta transgénica.

9. Un método para la fabricación de una planta transgénica que comprende las siguientes etapas: a) Introducir en una o más células de planta un ácido nucleico aislado de la reivindicación 1 a 2, un casete de expresión transgénica de la reivindicación 3 o un vector de la reivindicación 4 para producir células transgéicas; b) Seleccionar células transgénicas que comprenden dicho ácido nucleico aislado, dicho casete de expresión o dicho vector integrado definitivamente en el genoma; y c) Regenerar plantas intactac a partir de dichas células transgénicas o células derivadas de las mismas.

10. Un polipéptido aislado codificado por un ácido nucleico aislado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2.

11. Un polipéptido aislado que comprende, al menos, la secuencia aminoácida con la SEC ID Nº 2.

12. Un método para mejorar el crecimiento del brote de una planta, que comprende:

i) Introducir en una planta un ácido nucleico aislado de la reivindicación 1 a 2; y ii) Expresar el ácido nucleico introducido de la reivindicación 1 a 2.