PLANTAS CARACTERIZADAS POR CRECIMIENTO MEJORADO Y METODOS Y CONSTRUCCIONES DE ACIDO NUCLEICO UTILES PARA GENERAR LAS MISMAS.
Un método de crecimiento mejorado y/o producción comercial de una planta,
el método comprende expresar dentro de la planta un polipéptido que incluye una secuencia de aminoácido por lo menos 60% homóloga a aquella establecida en SEQ ID NOs: 5, 6 o 7
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W0200250IL.
Solicitante: YISSUM RESEARCH DEVELOPMENT COMPANY OF THE HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM.
Nacionalidad solicitante: Israel.
Dirección: HI TECH PARK, THE EDMOND J. SAFRA CAMPUS, THE HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM, 91390 JERUSALEM.
Inventor/es: KAPLAN,AARON, LIEMAN-HURWITZ,JUDY, SCHATZ,DANIELLA, MITTLER,RON, RACHMILEVITCH,SHIMON.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 21 de Octubre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C07K14/705 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07K PEPTIDOS (péptidos que contienen β -anillos lactamas C07D; ipéptidos cíclicos que no tienen en su molécula ningún otro enlace peptídico más que los que forman su ciclo, p. ej. piperazina diones-2,5, C07D; alcaloides del cornezuelo del centeno de tipo péptido cíclico C07D 519/02; proteínas monocelulares, enzimas C12N; procedimientos de obtención de péptidos por ingeniería genética C12N 15/00). › C07K 14/00 Péptidos con más de 20 aminoácidos; Gastrinas; Somatostatinas; Melanotropinas; Sus derivados. › Receptores; Antígenos celulares de superficie; Determinantes celulares de superficie.
- C12N15/82C8B
Clasificación PCT:
- A01H5/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A01 AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA. › A01H NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION; REPRODUCCION DE PLANTAS POR TECNICAS DE CULTIVO DE TEJIDOS. › Angiospermas,es decir, plantas con flores, caracterizadas por sus partes vegetales; Angiospermas caracterizadas de forma distinta que por su taxonomía botánica.
- C12N15/82 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › para células vegetales.
- C12N15/84 C12N 15/00 […] › Plásmidos Ti.
- C12N15/87 C12N 15/00 […] › Introducción de material genético extraño utilizando procedimientos no previstos en otro lugar, p. ej. cotransformación.
Clasificación antigua:
- A01H5/00 A01H […] › Angiospermas,es decir, plantas con flores, caracterizadas por sus partes vegetales; Angiospermas caracterizadas de forma distinta que por su taxonomía botánica.
- C12N15/82 C12N 15/00 […] › para células vegetales.
- C12N15/84 C12N 15/00 […] › Plásmidos Ti.
- C12N15/87 C12N 15/00 […] › Introducción de material genético extraño utilizando procedimientos no previstos en otro lugar, p. ej. cotransformación.
Fragmento de la descripción:
Plantas caracterizadas por crecimiento mejorado y métodos y construcciones de ácido nucleico útiles para generar las mismas.
Campo y antecedente de la invención
La presente invención se relaciona con plantas caracterizadas por crecimiento mejorado y con métodos y construcciones de ácido nucleico útiles para generar las mismas.
El crecimiento y productividad de las plantas de cultivo son los parámetros principales que se relacionan con un crecimiento comercial. Tales parámetros se afectan mediante numerosos factores que incluyen la naturaleza de la planta específica y asignación de fuentes dentro de este, la disponibilidad de fuentes en el ambiente de crecimiento e interacciones con otros organismos que incluye patógenos.
El crecimiento y productividad de la mayoría de las plantas de cultivo se limitan mediante la disponibilidad de CO2 en el 1,5-bifosfato carboxilasaoxigenasa ribulosa de enzima carboxilante (Rubisco). Tal disponibilidad se determina mediante la concentración de ambiente de CO2 y conductancia estomática, y la velocidad de fijación de CO2 por Rubisco como se determina por el Km(CO2) y Vmax de esta enzima [31-33].
En plantas C3, la concentración de CO2 en el sitio de Rubisco es inferior al Km(CO2) de la enzima, particularmente bajo condiciones de carga de agua. Como tal, estas plantas de cultivo exhiben una reducción sustancial en el crecimiento y productividad cuando se expone a condiciones bajas de CO2 inducidas por, por ejemplo, cerramiento estomático que se puede originar mediante carga de agua.
Muchos microorganismos fotosintéticos son capaces de concentrar CO2 en el sitio de Rubisco por lo tanto superar la limitación impuesta mediante la baja afinidad de Rubisco para CO2 [34].
Las plantas mayores del C4 y los grupos fisiológicos CAM también pueden elevar la concentración de CO2 en el sitio de Rubisco por medio de carboxilaciones duales que se separan espacialmente (en C4) o en el tiempo (en CAM).
Ya que el crecimiento y productividad de la planta especialmente en plantas C3 de cultivo son altamente dependientes en disponibilidad de CO2 a Rubisco y velocidades de fijación, se han hecho numerosos intentos para modificar genéticamente las plantas con el fin de mejorar las concentraciones o fijación de CO2 allí en espera de tal manera que la modificación conduciría a un incremento en el crecimiento o producción.
Como tal, numerosos estudios intentan introducir los mecanismos de concentración de CO2 de bacterias fotosintéticas o plantas C4 en plantas C3, con poco o ningún suceso.
Por ejemplo, los estudios intentan modificar genéticamente Rubisco con el fin de elevar su afinidad para CO2 [35] y se ha descrito la transformación de una planta C3 (arroz) con varios genes responsables para el metabolismo de C4 [36-40].
Aunque teóricamente tales métodos pueden conducir a mejorar la fijación de CO2 en Plantas C3, los resultados obtenidos de tales estudios han sido decepcionantes.
Existe así una amplia necesidad reconocida para, y esto sería altamente ventajoso al tener, un método para generar plantas que exhiben crecimiento mejorado y/o producciones comerciales incrementadas.
Resumen de la invención
De acuerdo con un aspecto de la presente invención se proporciona el método de crecimiento mejorado y/o producción comercial de una planta, el método comprende expresar dentro de la planta un polipéptido que incluye una secuencia de aminoácido por lo menos 60% homóloga a aquella establecida en SEQ ID NOs:3, 5, 6 o 7 como se caracteriza en las reivindicaciones adjuntas.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención se proporciona una planta transformada que expresa un polipéptido que incluye una secuencia de aminoácido por lo menos 60% homóloga a aquella establecida en SEQ ID NOs:5, 6 o 7 la planta transformada caracterizada por un crecimiento mejorado cuando se compara con crecimiento de planta no transformada similar bajo condiciones de crecimiento similares.
De acuerdo con características adicionales en realizaciones preferidas de la invención descritas adelante, la planta se hace crecer en un ambiente caracterizado por humedad más baja del 40%.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la planta se hace crecer en un ambiente caracterizado por una concentración de CO2 similar a o inferior que en el aire, (aproximadamente 0.035% CO2 en aire, y 10 micromolar CO2 en la solución).
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas que expresan el polipéptido dentro de la planta se efectúa al transformar por lo menos una porción de las células de la planta con una construcción de ácido nucleico que incluye una región de polinucleótido que codifica el polipéptido.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas transformantes se efectúa mediante un método seleccionado del grupo que consiste de transformación mediada por agrobacterium, infección vírica, electroporación y bombardeo de partícula.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la secuencia de aminoácido es como se establece por SEQ ID NOs: 3, 5, 6, 7.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas que describen la construcción de ácido nucleico incluye adicionalmente una segunda región de polinucleótido que codifica un péptido transitorio.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas que describen la construcción de ácido nucleico incluye adicionalmente una secuencia promotora para dirigir la transcripción de la primera región de polinucleótido.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas que describen la construcción de ácido nucleico incluye adicionalmente una secuencia promotora para dirigir la transcripción de la primera y segunda regiones de polinucleótido.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas el promotor es funcional en células eucarióticas.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas el promotor se selecciona del grupo que consiste de un promotor constitutivo, un promotor inducible, un promotor desarrolladamente regulado y un promotor específico de tejido.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la planta es una planta C3.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la planta C3 se selecciona del grupo que consiste de tomate, soya, papa, pepino, algodón, trigo, arroz, cebada, girasol, banana, tabaco, lechuga, repollo, petunia, vara de oro y álamo. De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la planta es una planta C4.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la planta C4 se selecciona del grupo que consiste de maíz, caña de azúcar y sorgo.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la planta que expresa el polipéptido se caracteriza por una velocidad de crecimiento que es por lo menos 10% mayor que aquella de una planta similar que no expresa el polipéptido cuando ambas se hacen crecer bajo condiciones de crecimiento similares en donde el CO2 llega al límite.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la velocidad de crecimiento se determina mediante por lo menos un parámetro de crecimiento seleccionado del grupo que consiste de peso fresco incrementado, peso seco incrementado, crecimiento de raíz incrementado, crecimiento de vástago incrementado y desarrollo de flores durante el tiempo.
De acuerdo con todavía características adicionales en las realizaciones preferidas descritas la planta transformada se caracteriza adicionalmente por una producción comercial incrementada cuando se compara con crecimiento de planta no transformada similar bajo condiciones que limitan el CO2 similares.
Reivindicaciones:
1. Un método de crecimiento mejorado y/o producción comercial de una planta, el método comprende expresar dentro de la planta un polipéptido que incluye una secuencia de aminoácido por lo menos 60% homóloga a aquella establecida en SEQ ID NOs: 5, 6 o 7.
2. Un método de crecimiento mejorado y/o producción comercial de una planta, el método comprende expresar dentro de la planta un polipéptido que incluye una secuencia de aminoácido por lo menos 60% homóloga a aquella establecida en SEQ ID NOs: 3, 5, 6 o 7, en donde la planta se hace crecer en un ambiente caracterizado porque la humedad es inferior a 40%.
3. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde la planta se hace crecer en un ambiente caracterizado porque una concentración de CO2 intracelular es inferior a 10 micromolar.
4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la expresión de dicho polipéptido dentro de la planta se efectúa al transformar por lo menos una porción de las células de la planta con una construcción de ácido nucleico que incluye una región de polinucleótido que codifica dicho polipéptido.
5. El método de la reivindicación 4, en donde dicha transformación se efectúa mediante un método seleccionado del grupo que consiste de transformación mediada por agrobacterium, infección vírica, electroporación y bombardeo de partícula.
6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde dicha secuencia de aminoácido es como se establece por SEQ ID NOs: 3, 5, 6 o 7.
7. El método de la reivindicación 4, en donde dicha construcción de ácido nucleico incluye adicionalmente una segunda región de polinucleótido que codifica un péptido transitorio.
8. El método de la reivindicación 4, en donde dicha construcción de ácido nucleico incluye adicionalmente una secuencia promotora para dirigir la transcripción de dicha primera región de polinucleótido.
9. El método de la reivindicación 4, en donde dicha construcción de ácido nucleico incluye adicionalmente una secuencia promotora para dirigir la transcripción de dicha primera y dicha segunda regiones de polinucleótido.
10. El método de la reivindicación 8, en donde dicho promotor es funcional en células eucarióticas.
11. El método de la reivindicación 10, en donde dicho promotor se selecciona del grupo que consiste de un promotor constitutivo, un promotor inducible, un promotor desarrolladamente regulado y un promotor específico de tejido.
12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde dicha planta es una planta C3.
13. El método de la reivindicación 12, en donde dicha planta C3 se selecciona del grupo que consiste de tomate, soya, papa, pepino, algodón, trigo, arroz, cebada, lechuga, vara de oro, banana y álamo.
14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde dicha planta es una planta C4.
15. El método de la reivindicación 14, en donde dicha planta C4 se selecciona del grupo que consiste de maíz, caña de azúcar, y sorgo.
16. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde la planta que expresa dicho polipéptido se caracteriza porque una velocidad de crecimiento es por lo menos 10% mayor que aquella de una planta similar que no expresa dicho polipéptido cuando ambas se hacen crecer bajo condiciones de crecimiento similares.
17. El método de la reivindicación 16, en donde dicha velocidad de crecimiento se determina mediante por lo menos un parámetro de crecimiento seleccionado del grupo que consiste de peso fresco incrementado, peso seco incrementado, crecimiento de raíz incrementado, crecimiento de vástago incrementado y desarrollo de flores incrementado durante el tiempo.
18. Una planta transformada que expresa un polipéptido que incluye una secuencia de aminoácido por lo menos 60% homóloga a aquella establecida en SEQ ID NOs: 5, 6 o 7, dicha planta transformada caracterizada porque un crecimiento mejorado cuando se compara con crecimiento de planta no transformada es similar bajo condiciones de crecimiento similares.
19. La planta transformada de la reivindicación 18, en donde dichas condiciones de crecimiento incluyen condiciones de humedad de por lo menos 40%.
20. La planta transformada de la reivindicación 18 o 19, en donde dicha secuencia de aminoácido es como se establece por SEQ ID NOs: 5, 6 o 7.
21. La planta transformada de una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, en donde dicha planta transformada es una planta C3.
22. La planta transformada de la reivindicación 21, en donde dicha planta C3 se selecciona del grupo que consiste de tomate, soya, papa, pepino, algodón, trigo, arroz, cebada, lechuga, vara de oro, banana, álamo, y cítricos.
23. La planta transformada de una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, en donde dicha planta transformada es una planta C4.
24. La planta transformada de la reivindicación 23, en donde dicha planta C4 se selecciona del grupo que consiste de maíz, caña de azúcar, y sorgo.
25. La planta transformada de una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 24, en donde una velocidad de crecimiento de dicha planta transformada es por lo menos 10% mayor que aquella de una planta transformada no similar cuando ambas se hacen crecer bajo condiciones de crecimiento similares.
26. La planta transformada de la reivindicación 25, en donde dicha velocidad de crecimiento se determina mediante por lo menos un parámetro de crecimiento seleccionado del grupo que consiste de peso fresco, peso seco, crecimiento de raíz, crecimiento de vástago y desarrollo de flores.
27. La planta transformada de una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, en donde dicha planta transformada se caracteriza adicionalmente por una producción comercial incrementada cuando se compara con crecimiento de planta no transformada similar bajo condiciones similares.
28. La planta transformada de una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, en donde dichas condiciones de crecimiento incluyen carga de agua, baja humedad, carga de sal, y/o condiciones bajas de CO2.
29. Una construcción de expresión de ácido nucleico que comprende:
(a) una primera región de polinucleótido que codifica un polipéptido que incluye una secuencia de aminoácido por lo menos 60% homóloga a aquella establecida mediante SEQ ID NOs: 5, 6 o 7; y
(b) una segunda región de polinucleótido funcional como un promotor y que es para dirigir la transcripción de dicha primera región de polinucleótido en células eucarióticas.
30. La construcción de la expresión de ácido nucleico de la reivindicación 29, en donde dicho promotor se selecciona del grupo que consiste de un promotor constitutivo, un promotor inducible, un promotor desarrolladamente regulado y un promotor específico de tejido.
31. La construcción de la expresión de ácido nucleico de la reivindicación 29, en donde dicho promotor es un promotor de planta.
32. La construcción de la expresión de ácido nucleico de la reivindicación 29, en donde dicha primera región de polinucleótido codifica adicionalmente un péptido transitorio que se fusiona transduccionalmente a dicho polipéptido.
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