Utilización de un ácido nucleico para mejorar las características de eficiencia en el uso del nitrógeno de una planta transgénica,

en comparación con una planta de tipo natural cultivada en las mismas condiciones, en la que el ácido nucleico incluye una molécula aislada de ácido nucleico que comprende: (a) un ácido nucleico con una secuencia de nucleótido que codifique una secuencia de aminoácido que presente al menos una identidad de secuencia del 80% con la ID SEC. Nº 2; (b) un ácido nucleico que sea un complemento de una secuencia de nucleótido de acuerdo con el párrafo (a); en el que la secuencia del nucleótido y/o la secuencia del aminoácido desempeñan una función en la eficiencia del uso del nitrógeno

Secuencias de nucleótidos y polipéptidos codificados por ellas, útiles para la modificación de las características de eficacia de utilización del nitrógeno en plantas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la utilización de polinucleótidos aislados y los polipéptidos codificados por ellos, para la obtención de plantas transgénicas con una mayor eficacia de utilización del nitrógeno. La presente invención se refiere asimismo a la utilización de dichas secuencias de nucleótidos en el ámbito de la ingeniería genética de las plantas, para la obtención de una mayor capacidad de asimilación y de utilización del nitrógeno, a fin de que crezcan más, de forma más eficaz o con mayor rapidez, y/o tengan un contenido de nitrógeno enriquecido en partes de la planta vegetativas y/o reproductivas y/o un aumento de la biomasa. Más concretamente, esta invención se refiere a la fabricación de plantas transgénicas diseñadas de forma que se altere la expresión de componentes clave en los mecanismos de asimilación y utilización del nitrógeno. Las plantas sometidas al proceso de ingeniería pueden cultivarse de forma productiva en condiciones de bajo aporte de fertilizante nitrogenado o en terrenos pobres en nitrógeno. Alternativamente, las plantas modificadas mediante ingeniería pueden utilizarse para conseguir unos cultivos que crezcan o maduren con mayor rapidez, unas cosechas más abundantes y/o unos productos más nutritivos en condiciones de cultivo ideales.

Antecedentes de la invención

El nitrógeno suele ser con frecuencia el elemento que constituye el factor límite en el crecimiento de la planta, y todos los cultivos agrícolas tienen una dependencia fundamental de fuentes de nitrógeno exógenas. Los abonos nitrogenados, que suelen suministrarse en forma de nitrato de amonio, nitrato potásico, o urea, suelen representar un 40% de los costes asociados a cultivos como el del maíz y el trigo en la agricultura intensiva. Una mayor eficacia en la utilización del nitrógeno por parte de las plantas debería permitir la consecución de unos mayores rendimientos con los actuales aportes de fertilizante y/o permitir la obtención de las cosechas actuales con un menor aporte de fertilizante, o conseguir unos mayores rendimientos en terrenos de baja calidad. También se pueden producir de forma más rentable unas mayores cantidades de proteínas en los cultivos.

Las plantas cuentan con diversos medios para hacer frente a las deficiencias de nutrientes, como una reducida disponibilidad de nitrógeno. Están constantemente tratando de detectar el nitrógeno disponible en el suelo, y responden en consecuencia, modulando la expresión del gen. Aunque se han realizado muchos descubrimientos en torno al nitrógeno y a los componentes que participan en la regulación de su absorción y utilización, todavía se desconocen muchas cosas acerca de un gran número de estas complejas interacciones. Por este motivo, resulta interesante cuando se observa que un gen con una función conocida o desconocida presenta una respuesta al nitrógeno, ya que abre nuevas posibilidades y perspectivas sobre la utilización del nitrógeno y la eficiencia de la utilización del nitrógeno en un entorno competitivo (es decir, con niveles bajos y/o elevados de nitrógeno).

Las plantas cuentan con diversos medios para hacer frente a las deficiencias de nutrientes. Uno de los mecanismos más importantes para ello consiste en secuestrar o almacenar el nitrógeno en épocas de abundancia para su posterior utilización. Los transportadores de péptidos son una de las clases de proteínas que es probable que participen en este proceso. Existen muy pocos informes publicados en relación con los transportadores de péptidos en plantas, lo que indica que su función en el crecimiento y desarrollo de la planta está aún sin explorar. Los transportadores de péptidos son transportadores mediados por portadores y dependientes de la energía. Los péptidos, que se han internalizado en la célula, se descomponen en aminoácidos, que a su vez se utilizan como fuentes de nitrógeno y carbono. La sobreexpresión de un transportador de péptidos puede proporcionar nitrógeno a una planta de forma más adecuada, lo que constituye una ventaja en entornos competitivos en nitrógeno (N). La utilización de un inhibidor de asimilación del nitrógeno como representación de este entorno competitivo proporciona un filtro muy útil para los candidatos que tienen una mejor eficiencia en el uso del nitrógeno (NUE). Este filtro proporciona un método bien definido para la identificación de los candidatos N, ya que elimina el carácter subjetivo de la limitación de los filtros de N en función de ligeros incrementos en el tamaño y verdor.

Resumen de la invención

Por lo tanto, la presente invención se refiere a la utilización de polinucleótidos aislados y los polipéptidos codificados por ellos, para la creación de plantas transgénicas con una NUE.

En el campo agrícola y forestal se realizan constantes esfuerzos para producir plantas con un mayor potencial de crecimiento, para alimentar a la siempre creciente población mundial y garantizar el suministro de materias primas reproducibles. Normalmente, esto se lleva a cabo mediante la cría y selección de las plantas. No obstante, para el proceso de cría suele ser necesario invertir mucho tiempo y trabajo. Además, deben llevarse a cabo los adecuados programas de reproducción para cada especie vegetal correspondiente.

Se han logrado avances parciales mediante la manipulación genética de las plantas, o lo que es lo mismo, introduciendo y expresando moléculas de ácido nucleico recombinantes en plantas. Estos métodos presentan la ventaja de que por lo general no se limitan a una sola especie vegetal, sino que pueden transferirse entre diversas especies de plantas. Por ejemplo, el documento EP-A 0 511 979 describe la expresión de un gen de la asparagina sintetasa procariota en células vegetales, que implica el incremento de la producción de biomasa. Igualmente, el documento WO96/21737 describe plantas con un mayor rendimiento (potencial de crecimiento) como consecuencia de un aumento en la tasa de fotosíntesis y de la expresión de fructosa-1,6-bisfosfatasa desregulada o no regulada.

Sorprendentemente, se observó que la expresión de las proteínas utilizadas de acuerdo con la invención implica específicamente un aumento del potencial de crecimiento.

El término "aumento del potencial de crecimiento" se refiere preferiblemente a un continuo crecimiento a bajos niveles de nitrógeno, con o sin elevadas cantidades de ácido abscísico, una mejor recuperación del suelo tras la exposición a un medio bajo en nitrógeno y abundante en ácido abscísico, y a una mayor tolerancia a la variabilidad de las condiciones del nitrógeno. Preferiblemente, dicho aumento del potencial de crecimiento conlleva un incremento de la NUE.

La invención se refiere al uso de ácidos nucleicos y polipéptidos para mejorar la eficiencia en el uso del nitrógeno, de acuerdo con lo definido en las reivindicaciones.

Breve descripción de las tablas individuales

Las Tablas I-A-J aportan información acerca de cada uno de los nucleótidos, incluyendo la información relativa a la secuencia, la descripción de la función de cada secuencia y los resultados experimentales. Dicha información se presenta en los campos siguientes:

1. Utilización de un ácido nucleico para mejorar las características de eficiencia en el uso del nitrógeno de una planta transgénica, en comparación con una planta de tipo natural cultivada en las mismas condiciones, en la que el ácido nucleico incluye una molécula aislada de ácido nucleico que comprende: