SECUENCIAS DE ÁCIDOS NUCLEICOS QUE CODIFICAN PROTEÍNAS ASOCIADAS CON RESPUESTAS AL ESTRÉS ABIÓTICO Y CÉLULAS VEGETALES Y PLANTAS CON TOLERANCIA INCREMENTADA A ESTRÉS AMBIENTAL.

Secuencias de ácidos nucleicos que codifican proteínas asociadas con respuestas al estrés abiótico y células vegetales y plantas con tolerancia incrementada a estrés ambiental Esta invención se relaciona en general con secuencias de ácidos nucleicos que codifican proteínas que están asociadas con respuestas a la sequedad y tolerancia a la sequedad en plantas. Esta invención se relaciona adicionalmente con células vegetales transformadas con un ácido nucleico codificante de una Proteína Relacionada con el Estrés (SRP) y da como resultado una tolerancia y/o resistencia incrementadas a la sequedad en comparación con una célula vegetal de tipo silvestre correspondiente no transformada. En particular, esta invención se relaciona con secuencias de ácidos nucleicos que codifican proteínas que confieren tolerancia y/o resistencia a las plantas frente a sequedad, calor, frío y/o salinidad, especialmente alterando la actividad metabólica que lleva a la tolerancia y/o resistencia de las plantas a sequedad, calor, frío y/o salinidad. La invención también tiene relación con métodos para producir, seleccionar y cultivar tales células vegetales o plantas y un método para detectar estrés en células vegetales o plantas. Las tensiones ambientales abióticas tales como tensiones por sequedad, estrés por salinidad, estrés por calor y estrés por frío, son factores limitantes principales del crecimiento y productividad de las plantas (Boyer. 1982. Science 218, 443-448). Las pérdidas en cultivos y pérdidas en el rendimiento de cultivos de cultivos principales tales como arroz, maíz y trigo causadas por estas tensiones representan un factor económico y político significativo y contribuyen a la escasez de alimentos en muchos países subdesarrollados. Las plantas están expuestas típicamente durante su ciclo vital a condiciones de contenido de agua ambiental reducido. La mayor parte de las plantas han desarrollado estrategias para protegerse a sí mismas contra estas condiciones de baja cantidad de agua o de secasión (sequía). Sin embargo, si la severidad y duración de las condiciones de sequía es demasiado grande, los efectos sobre el desarrollo de las plantas, crecimiento y rendimiento de la mayor parte de las plantas de cultivo son profundos. Una exposición continua a la sequía causa alteraciones principales en el metabolismo de las plantas. Estos grandes cambios en el metabolismo finalmente llevan a la muerte celular y consecuentemente a la perdida de rendimiento. El desarrollo de plantas tolerantes al estrés es una estrategia que tiene potencial para resolver o mediar en al menos algunos de estos problemas (McKersie and Leshem, 1994 Stress and Stress Coping in Cultivated Plants, Kluwer Academic Publishers). Sin embargo, las estrategias de reproducción tradicional de plantas para desarrollar nuevas líneas de plantas que exhiban resistencia (tolerancia) a estos tipos de tensiones son relativamente lentas y requieren líneas específicas resistentes para cruzar con la línea deseada. Los recursos de germoplasma limitados para la tolerancia al estrés y la incompatibilidad en cruces entre especies vegetales relacionadas de forma distante representan problemas significativos encontrados en la reproducción convencional. Adicionalmente, los procesos celulares que llevan a la tolerancia a la sequedad, frío y salinidad son complejos en su naturaleza e involucran mecanismos múltiples de adaptación celular y numerosas rutas metabólicas (McKersie and Leshem, 1994. Stress and Stress Coping in Cultivated Plants, Kluwer Academic Publishers). Esta naturaleza multicomponentes de la tolerancia al estrés no solamente ha hecho que los cruces en búsqueda de tolerancia sean principalmente no exitosos, sino que también ha limitado la capacidad de diseñar genéticamente plantas con tolerancia al estrés utilizando métodos biotecnológicos. Las tensiones por sequía, calor, frío y salinidad tienen una influencia común importante para el crecimiento de las plantas y es la disponibilidad del agua. Las plantas están expuestas durante su ciclo vital completo a condiciones de contenido ambiental de agua reducido. La mayor parte de las plantas han desarrollado estrategias para protegerse a sí mismas contra estas condiciones. Sin embargo, si la severidad de duración de las condiciones de sequía son demasiado grandes, los efectos sobre el desarrollo, crecimiento y rendimiento de las plantas de la mayor parte de las plantas de cultivo son profundos. Puesto que un contenido de sal alto en algunos suelos da como resultado menos agua disponible para el consumo celular, su efecto es similar a los observados bajo las condiciones de sequía. Adicionalmente, bajo temperaturas de congelación, las células vegetales pierden agua como resultado de la formación de hielo que comienza en el apoplasto y extrae agua del sinplasto (McKersie and Leshem, 1994. Stress and Stress Coping in Cultivated Plants, Kluwer Academic Publishers). De manera común, los mecanismos de respuesta molecular de una planta a cada una de estas condiciones de estrés son similares. Los resultados de la investigación actual indican que la tolerancia a la sequedad es una característica cuantitativa compleja y que no hay disponible todavía un marcador de diagnostico real. Las concentraciones altas de sal o la deshidratación pueden causar daño a nivel celular durante el estrés por sequía pero la lesión precisa no está completamente clara (Bray, 1997. Trends Plant Sci. 2, 48-54). Esta falta de entendimiento del mecanismo hace difícil diseñar un enfoque transgénico para mejorar la tolerancia a la sequía. Sin embargo, una consecuencia importante del daño puede ser la producción de radicales oxígenos reactivos que producen lesiones celulares, tales como peroxidación de lípidos o modificación de proteínas y ácidos nucleicos. Se han descrito detalles de la química de los 2   radicales libres del oxígeno y su reacción con componentes celulares tales como las membranas celulares (McKersie and Leshem, 1994. Stress and Stress Coping in Cultivated Plants, Kluwer Academic Publishers). Es el objetivo de esta invención identificar nuevos genes únicos capaces de conferir tolerancia al estrés a plantas por expresión o sobreexpresión. Es un objetivo adicional de esta invención identificar, producir y reproducir nuevas células vegetales o plantas únicas tolerantes y/o resistentes al estrés y métodos para inducir y detectar la tolerancia y/o resistencia al estrés en plantas o células vegetales. Es un objetivo adicional identificar nuevos métodos para detectar la tolerancia y/o resistencia al estrés en plantas o células vegetales. También es un objetivo de esta invención identificar nuevos genes únicos capaces de conferir tolerancia al estrés a plantas por expresión o sobreexpresión. La presente invención proporciona una célula vegetal transformada con un ácido nucleico que codifica una Proteína Relacionada con el Estrés (SRP) si da como resultado una tolerancia y/o resistencia incrementadas a la sequía en comparación con las células vegetales tipo silvestre correspondientes no transformadas. La presente invención proporciona una célula vegetal transgénica transformada por un ácido nucleico que codifica una Proteína Relacionada con el Estrés (SRP), seleccionado del grupo consistente de: a) molécula de ácido nucleico que codifica los polipéptidos mostrados en SEQ ID No: 2, lo que confiere una tolerancia incrementada a la sequedad en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; b) molécula de ácido nucleico que comprende una de las moléculas de ácido nucleico mostradas en SEQ ID No: 1 c) molécula de ácido nucleico cuya secuencia puede deducirse a partir de una secuencia de polipéptidos codificada por una molécula de ácido nucleico de (a) o (b) como resultado de la degeneración del código genético y que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; d) molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido que tiene al menos 50% de identidad con la secuencia de aminoácidos del polipéptido codificado por la molécula de ácido nucleico de (a) a (c) que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped, e) una molécula de ácido nucleico que hibridiza con una molécula de ácido nucleico de (a) a (c) bajo condiciones de hibridación restrictivas y que confiere una actividad metabólica alterada en un organismo o una parte del mismo, o que comprende una secuencia que es complementaria a las anteriores. Para el propósito de la presente invención el término Fig. 1a, 1b o 1c involucra y significa la SEQ ID No: 1 a 556 y el término secuencia de consenso mostrado en la Figura 2 significa SEQ ID No: 557 a 560 Particularmente, el término... [Seguir leyendo]

1. Una célula vegetal transformada con tolerancia y/o resistencia incrementada a la sequía en comparación con una célula vegetal tipo silvestre no transformada, y donde la célula vegetal transgénica es transformada por un ácido nucleico que codifica una Proteína Relacionada con el Estrés (SRP) y sobreexpresa dicho ácido nucleico que se selecciona del grupo consistente de: a) molécula de ácido nucleico que codifica el polipéptido mostrado en SEQ ID NO: 2, el cual confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; b) molécula de ácido nucleico que comprende la molécula de ácido nucleico mostrada en SEQ ID NO: 1; c) molécula de ácido nucleico cuya secuencia puede deducirse a partir de una secuencia de polipéptidos codificada por una molécula de ácido nucleico de (a) o (b) como resultado de la degeneración del código genético y que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; d) molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido que tiene al menos 80% de identidad con la secuencia de aminoácidos del polipéptido codificado por la molécula de ácido nucleico de (a) a (c) y que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; e) molécula de ácido nucleico que hibridiza con una molécula de ácido nucleico de (a) a (c) bajo condiciones de hibridización restrictivas y que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; o que comprende una secuencia que es complementaria a la misma. 2. La célula vegetal transgénica de la reivindicación 1 derivada de una planta monocotiledónea o de una planta dicotiledónea. 3. Una planta transgénica generada a partir de una célula vegetal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 y que es una planta monocotiledónea o dicotiledónea. 4. Una semilla producida por una planta transgénica de cualquiera de la reivindicación 3, donde la semilla es genéticamente homocigótica para un transgén que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con la planta tipo silvestre correspondiente no transformada. 5. Un constructo de ácido nucleico que confiere la expresión de la molécula de ácido nucleico seleccionada del grupo consistente de: a) molécula de ácido nucleico que codifica el polipéptido mostrado en SEQ ID NO: 2, el cual confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; b) molécula de ácido nucleico que comprende la molécula de ácido nucleico mostrada en SEQ ID NO: 1; c) molécula de ácido nucleico cuya secuencia puede deducirse a partir de una secuencia de polipéptidos codificada por una molécula de ácido nucleico de (a) o (b) como resultado de la degeneración del código genético y que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; d) molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido que tiene al menos 80% de identidad con la secuencia de aminoácidos del polipéptido codificado por la molécula de ácido nucleico de (a) a (c) y que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; e) molécula de ácido nucleico que hibridiza con una molécula de ácido nucleico de (a) a (c) bajo condiciones de hibridización restrictivas y que confiere una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una variedad tipo silvestre de la célula huésped; que comprende uno o más elementos reguladores, mediante lo cual la sobreexpresión del ácido nucleico que codifica la SRP en una célula huésped da como resultado una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una célula huésped tipo silvestre correspondiente no transformada.   6. Un vector que comprende la molécula de ácido nucleico como se define en la reivindicación 1 o el constructo de ácido nucleico de la reivindicación 5, mediante lo cual la expresión del ácido nucleico que codifica la SRP en una célula huésped da como resultado una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una célula huésped tipo silvestre correspondiente no transformada. 7. Una célula huésped, que ha sido transformada de forma estable o transiente con el vector tal como se reivindica en la reivindicación 6 o la molécula de ácido nucleico como se define en la reivindicación 1 o el constructo de ácido nucleico de la reivindicación 5. 8. Un método para producir una planta transgénica con un ácido nucleico que codifica SRP, donde la sobreexpresión del ácido nucleico en la planta da como resultado una tolerancia y/o resistencia incrementadas a las sequía, que comprende transformar una célula vegetal con un vector de expresión de acuerdo con la reivindicación 6 y generar a partir de la célula vegetal una planta transgénica con una tolerancia incrementada a la sequía en comparación con una planta tipo silvestre correspondiente no transformada. 9. El método de la reivindicación 8, donde el ácido nucleico que codificación SRP se selecciona del grupo que comprende los ácidos nucleicos de SEQ ID NO: 1 y/o homólogos, el cual es al menos 80% homólogo a los ácidos nucleicos de SEQ ID NO: 1 . 10. Un método para incrementare la tolerancia a la sequía de una planta que comprende: transformar una planta con un ácido nucleico seleccionado del grupo consistente de: a. una secuencia de ácido nucleico de SEC ID NO: 1; b. un polinucleótido que codifica un polipéptido de SEQ ID NO: 2; c. un polinucleótido que tiene al menos 80% de identidad en secuencia con una secuencia de ácido nucleico de SEC ID NO: 1, donde la sobreexpresión de dicho polinucleótido confiere tolerancia incrementada a la sequía en una planta en comparación con una planta correspondiente no transformada, y d. un polinucleótido que hibridiza bajo condiciones restrictivas a una secuencia de ácido nucleico de SEC ID NO: 1, donde la sobreexpresión de dicho polinucleótido confiere tolerancia incrementada a la sequía en una planta en comparación con una planta correspondiente no transformada. 11. El método de la reivindicación 8-10, donde se utiliza un vector de sobreexpresión de acuerdo con la reivindicación 6. 12. Una célula vegetal que comprende un constructo de ácido nucleico de la reivindicación 5 o un vector de la reivindicación 6. 13. Una planta que comprende una célula de la reivindicación 12. 121   122