PLANTAS QUE TIENEN UN MEJOR RENDIMIENTO Y METODO PARA SU ELABORACION.

Un método para incrementar el rendimiento de semillas de una planta,

que comprende la introducción y sobreexpresión en una planta de un ácido nucleico para ciclina A2, preferiblemente que codifica una proteína ciclina A2 que contiene un motivo que consiste de W L V/I E V S/A D/E D/E Y K/R/T L y un motivo que consiste de E L T L V/I/T/M D/E/M Y T/S/H/P/G F R/L L/R/K/N F L P S, que tiene tres residuos (- -T- - - - -F-F- - -), cuyo ácido nucleico para ciclina A2 está operativamente enlazado a un promotor preferido de la semilla

Plantas que tienen un mejor rendimiento y método para su elaboración.

La presente invención se relaciona generalmente con el campo de la biología molecular y particularmente con un método para incrementar el rendimiento de semillas de una planta. Más específicamente, la presente invención se relaciona con un método para incrementar el rendimiento de una planta que comprende la introducción y sobreexpresión en una planta de un ácido nucleico para ciclina A2, preferiblemente que codifica una proteína ciclina A2 que incluye un motivo que consiste de W L V/I E V S/A D/E D/E Y K/R/T L y un motivo E L T L V/I/T/M D/E/M Y T/S/H/P/G F R/L L/R/K/N F L P S, que tiene tres residuos (- - T - - - - - F - - F - - -), cuyo ácido nucleico está operativamente enlazado a un promotor preferido de la semilla. La presente invención también se relaciona con plantas que tienen mayor expresión de un ácido nucleico para ciclina A2 en tejido de semilla de la planta y/o actividad modulada y/o niveles de una proteína ciclina A2 en tejido de semilla de la planta, cuyas plantas tienen mayor rendimiento con relación a las correspondientes plantas de tipo silvestre y con relación a las correspondientes plantas transgénicas en las cuales se expresa constitutivamente la ciclina A2.

La población mundial siempre en crecimiento y la disminución de la oferta de tierras cultivables disponibles para la agricultura estimulan la investigación agrícola hacia el mejoramiento de la eficiencia de la misma. Un medio convencional para mejoras en los cultivos y en la horticultura utiliza técnicas selectivas de reproducción para identificar plantas que tienen características deseables. Sin embargo, tales técnicas selectivas de reproducción tienen varios inconvenientes, a saber, que estas técnicas son típicamente de mano de obra intensiva y resultan en plantas que contienen a menudo componentes genéticos heterogéneos que no siempre pueden resultar en el paso del rasgo deseable de las plantas madre. La ingeniería genética de las plantas implica el aislamiento y manipulación de material genético (típicamente en la forma de ADN o ARN) y la posterior introducción de ese material genético en una planta. Tal tecnología tiene la capacidad de entregar cultivos o plantas que tienen diferentes rasgos agronómicos u hortícolas económicos mejorados. Se produce un rasgo de interés económico particular. Normalmente se define el rendimiento como la producción mensurable de valor económico de un cultivo. Esto puede definirse en términos de cantidad y/o calidad. El rendimiento depende directamente de diferentes factores, por ejemplo, el número y el tamaño de los órganos, arquitectura de la planta (por ejemplo, el número de ramas), la producción de semillas y más. El desarrollo de raíces, el consumo de nutrientes y la tolerancia al estrés son también factores importantes en la determinación del rendimiento. El rendimiento del cultivo puede incrementarse optimizando uno de los factores anteriormente mencionados, que puede lograrse modificando los mecanismos inherentes de crecimiento de una planta.

Los mecanismos inherentes de crecimiento de una planta residen en una secuencia altamente ordenada de eventos colectivamente conocidos como el "ciclo celular". La progresión a través del ciclo celular es fundamental para el crecimiento y desarrollo de todos los organismos multicelulares y es crucial para la proliferación celular. Los componentes principales del ciclo celular están altamente conservados en levadura, mamíferos, y plantas. El ciclo celular se divide típicamente en las siguientes fases secuenciales: G0- G1 - S - G2 - M. La replicación o la síntesis del ADN generalmente tienen lugar durante la fase S ("S" es por la síntesis de ADN) y la segregación mitótica de los cromosomas ocurre durante la fase M (la "M" es por mitosis), con la intervención de fases de crecimiento, G1 (durante la cual las crecen las células antes de la replicación del ADN) y G2 (un período después de la replicación del ADN durante el cual se prepara la célula para la división). La división celular se completa después de citoquinesis, la última etapa de la fase M. Las células que han salido del ciclo celular y que se han vuelto inactivas se dice que están en la fase G0. Las células en esta fase pueden ser estimuladas para reingresar al ciclo celular en la fase G1. La "G" en G1, G2 y G0 significa "crecimiento". La terminación del proceso del ciclo celular permite que cada célula hija durante la división celular reciba una copia completa del genoma de los padres.

La división celular se controla por dos eventos principales del ciclo celular, a saber, la iniciación de la síntesis del ADN y la iniciación de la mitosis. Cada transición a cada uno de estos eventos clave es controlada por un punto de control representado por complejos específicos de proteína (involucrados en la replicación y división del ADN). La expresión de los genes necesarios para la síntesis de ADN en el límite de G1/S es regulada por la familia E2F de factores de transcripción en mamíferos y células vegetales (La Thangue, 1994; Muller y colaboradores, 2001; De Veylder y colaboradores, 2002). La entrada en el ciclo celular es regulada/activada por un complejo E2F/Rb que integra señales y permite la activación de la transcripción de genes del ciclo celular. La transición entre las diferentes fases del ciclo celular, y por lo tanto el progreso a través del ciclo celular, es conducido por la formación y activación de diferentes proteína serina/treonina quinasas, generalmente denominadas como quinasas dependientes de la ciclina (CDK). Un prerrequisito para la actividad de estas quinasas es la asociación física con una ciclina específica, siendo el momento de la activación muy dependiente de la expresión de la ciclina. El enlazamiento de ciclina induce cambios conformacionales en el lóbulo N-terminal de la CDK de asociación y contribuye a la localización y especificidad del sustrato del complejo. Las CDK monoméricas se activan cuando están asociadas con ciclinas y por lo tanto tienen actividad de quinasa. Los niveles de proteína ciclina fluctúan en el ciclo celular y por lo tanto representan un factor principal en la determinación del momento de activación de la CDK. La activación periódica de estos complejos que contienen ciclinas y CDK durante el ciclo celular media la regulación temporal de las transiciones del ciclo celular (puntos de control). Otros factores que regulan la actividad de la CDK incluyen inhibidores de CDK (las CKI o las ICK, las KIP, las CIP, las INK), quinasas que activan CDK (las CAK), una CDK fosfatasa (Cdc25) y una subunidad de CDK (CKS) (Mironov y colaboradores, 1999; Reed 1996).

Se han descrito tres subclases diferentes de ciclinas tipo A de Arabidopsis (A1, A2, y A3) (que contienen 10 ciclinas). Se han reportado dos genes del tipo A1 (CYCA1;1 y CYCA1;2), cuatro genes del tipo A2 (CYCA2;1, CYCA2;2, CYCA2;3, y CYCA2;4), y cuatro genes del tipo A3 (CYCA3;1, CYCA3;2, CYCA3;3, y CYCA3;4) en Vandepoele y colaboradores (The Plant Cell, Vol. 14, 903 - 916, Abril 2002).

La solicitud internacional WO 01/85946 describe diferentes proteínas del ciclo celular, incluida la ciclina As. Se menciona que se pueden utilizar las proteínas del ciclo celular en agricultura para mejorar las características de crecimiento de una planta, tales como la velocidad de crecimiento o el tamaño de tejidos u órganos específicos, arquitectura o morfología de una planta, mayor rendimiento del cultivo, mayor tolerancia a las condiciones de estrés ambiental (tales como sequía, salinidad, temperatura o privación de nutrientes), mejor tolerancia a los patógenos de la planta que abusan del ciclo celular o como objetivos para facilitar la identificación de inhibidores o activadores de los CCP que pueden ser útiles como herbicidas o reguladores del crecimiento de la planta.

Se puede incrementar el rendimiento de muchas formas, algunas sorprendentes. Por ejemplo, el factor principal que contribuyó a mejorar el rendimiento del trigo y el arroz en los años 60 (la así llamada revolución verde) es la reducción de la altura de la planta (Sakamoto y Matsuoka, Current Opinion in Biotechnology 2004, 15: 144 - 147). Habiendo utilizado grandes cantidades de fertilizador de nitrógeno, las variedades tradicionales de ese tiempo crecieron excesivamente altas y derrumbadas, conduciendo a pérdidas significativas en rendimiento. En contraste, debido a su corta estatura, las variedades semienanas de la revolución verde fueron más resistentes, lo cual resultó en doble rendimiento del cultivo.

Se ha encontrado sorprendentemente ahora que se puede incrementar el rendimiento de semillas de la planta...

1. Un método para incrementar el rendimiento de semillas de una planta, que comprende la introducción y sobreexpresión en una planta de un ácido nucleico para ciclina A2, preferiblemente que codifica una proteína ciclina A2 que contiene un motivo que consiste de W L V/I E V S/A D/E D/E Y K/R/T L y un motivo que consiste de E L T L V/I/T/M D/E/M Y T/S/H/P/G F R/L L/R/K/N F L P S, que tiene tres residuos (- -T- - - - -F-F- - -), cuyo ácido nucleico para ciclina A2 está operativamente enlazado a un promotor preferido de la semilla.

2. Método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde dicho rendimiento de la planta se selecciona de uno o más de los siguientes: mayor peso de la semilla, mayor número de semillas llenas, mayor número de semillas, mayor tamaño de las semillas, mayor índice de cosecha, mayor peso de mil granos y composición modificada de las semillas, cada uno con relación a las correspondientes plantas de control.

3. Método de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, en donde dicho ácido nucleico para la ciclina A es una ciclina A2, seleccionada entre ciclina A2;1, ciclina A2;2, ciclina A2;3 y ciclina A2;4.

4. Método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicha ciclina A2 es una variante de la secuencia de la ciclina A2 seleccionada de: