PLANTAS QUE TIENEN CARACTERÍSTICAS DE CRECIMIENTO MODIFICADAS Y UN MÉTODO PARA SU ELABORACIÓN.

Plantas que tienen características de crecimiento modificadas y un método para su elaboración La presente invención se refiere a un método para modificar las características de crecimiento de las plantas. Más específicamente, la presente invención se refiere a un método para modificar las características de crecimiento de una planta mediante la modificación de la expresión de un ácido nucleico que codifica una proteína dedo de zinc la cual tiene dos dominios dedo de zinc del tipo C2H2 (2xC2H2). La presente invención se refiere también a las plantas que tienen una expresión modificada de un ácido nucleico que codifica una proteína dedo de zinc 2xC2H2, las cuales tienen características de crecimiento modificadas con respecto a las correspondientes plantas de tipo silvestre. Ya que la población mundial está en continuo crecimiento, sigue siendo un objetivo importante de la investigación agrícola mejorar la eficiencia de la agricultura. Los medios convencionales para las mejoras hortícolas y de los cultivos utilizan técnicas de fitomejoramiento selectivo para identificar las plantas que tienen características deseables. Sin embargo, dichas técnicas de fitomejoramiento selectivo tienen varios inconvenientes, a saber, que estas técnicas son típicamente de mano de obra intensiva y dan como resultado plantas que contienen a menudo componentes genéticos heterogéneos que pueden no resultar siempre en la trasmisión del rasgo deseable desde las plantas madre. Los avances en biología molecular han permitido a la humanidad modificar el germoplasma de animales y plantas de una manera específica y controlada. La ingeniería genética de plantas implica el aislamiento y la manipulación de material genético (por lo general en forma de ADN o de ARN) y la posterior introducción de ese material genético en una planta. Dicha tecnología ha conducido al desarrollo de plantas que tienen diferentes rasgos económicos, agronómicos y hortícolas mejorados. Un rasgo o característica de crecimiento de interés económico particular es el alto rendimiento. El rendimiento se define normalmente como el producto mensurable del valor económico de un cultivo. Este puede ser definido en términos de cantidad y/o de calidad. Otras características importantes de crecimiento incluyen arquitectura modificada, tasa de crecimiento modificada, entre otros. La capacidad de influir en una o más de las características de crecimiento antes mencionadas, tendría muchas aplicaciones en áreas tales como el mejoramiento de los cultivos, el fitomejoramiento de plantas, la producción de plantas ornamentales, la arboricultura, la horticultura, la silvicultura, la producción de algas o de plantas (por ejemplo, para su uso como biorreactores, para la producción de sustancias como productos farmacéuticos, anticuerpos o vacunas, o para la bioconversión de residuos orgánicos o para uso como combustible en el caso de algas y plantas de alto rendimiento). El término "dedo de zinc", describe un dominio de enlazamiento de ácido nucleico en una proteína que se pliega en torno a un ion de Zinc coordinado en tetraedros (Miller et al. 1985. EMBO, 4, 1609 - 1614). Los aminoácidos que coordinan al ion de zinc, siempre son residuos de cisteína o de histidina, sin embargo, se presenta diversidad en la secuencia y la longitud del dominio del dedo de zinc. Las proteínas con dedos de zinc pueden contener diferentes dominios del dedo de zinc del mismo o de diferente tipo. En la naturaleza se encuentra una variabilidad adicional por la asociación de los dominios del dedo de zinc con otros dominios. Por ejemplo, algunas proteínas con dedos de zinc se encuentran asociadas con dominios de dedo anular o dominios de espiral - espiral, para formar un dominio denominado tripartita. Existen diferentes tipos de dedos de zinc, tales como C2H2, C2HC, C2C2. C2H2 se conoce como el dominio clásico de dedo de zinc. Normalmente, hay dos criterios utilizados para clasificar las proteínas con dedos de zinc, siendo el primero el tipo de dedo de zinc y el segundo el número de dedos de zinc presentes en la proteína. Las proteínas con dedos de zinc con un único dominio C2H2 han sido caracterizadas, por ejemplo, Superman de Arabidopsis y Ramosa de maíz. Una proteína con dedos de zinc bien caracterizada que tiene tres dominios C2H2 es la proteína indeterminada I de maíz. Aunque el primer informe de este gen (Colasanti et al, Cell 15 de mayo de 1988; 93 (4) : 593 - 603) sólo menciona la presencia de dos dominios de dedo de zinc, un análisis más sofisticado, usando la búsqueda del dominio en pFAM, reveló la presencia de tres dominios de dedos de zinc C2H2. También se conocen proteínas con dedos de zinc que tienen únicamente dos dominios C2H2, por ejemplo ZAT10 (STZ) y SCOF-1. Este subconjunto de proteínas vegetales con dedos de zinc que tiene dos dominios C2H2 han sido implicados en las respuestas de las plantas a varios tipos de estrés (Sakamoto et al., Gene 248 (1 - 2) 23 - 32 (2000)). Tanto STZ como SCOF-1 han sido utilizados para mejorar la tolerancia al estrés abiótico. Cuando se sobreexpresan, se ha reportado que STZ aumenta la tolerancia a la sal en levadura (Lippuner et al., J Biol Chem. 271 (22) 12859 - 12866 (1996)) y se ha reportado que la sobreexpresión del gen para SCOF-1 bajo el control del promotor 35S del CaMV mejora la tolerancia al frío en Arabidopsis thaliana (Kim et al. Plant J. 25 (3) 247 - 259 (2001)). Los informes de plantas que tienen expresión modificada de un gen que codifica el dedo de zinc (ya sea que el gen del dedo de zinc esté mutado, sobreexpresado o no) describen plantas que tienen características de crecimiento anormal, ninguna de las cuales (con la excepción de la tolerancia al estrés por frío en plantas transgénicas que expresan SCOF -1) son deseables para cultivos o describen los efectos que sólo se pueden detectar bajo condiciones de estrés particular. La presente invención proporciona un contenido como el expuesto en todos y cada uno de los ítems (1) a (17) siguientes: 2   conocidos en el arte. ES 2 371 872 T3 Adicionalmente o alternativamente, la modificación de la expresión de un ácido nucleico que codifica una proteína con dedos de zinc 2xC2H2 y/o la modificación del nivel y/o de la actividad de la proteína con dedos de zinc 2xC2H2 se puede efectuar por medios recombinantes. Tales medios recombinantes puede incluir un enfoque directo y/o indirecto para modificar la expresión de un ácido nucleico y/o del nivel y/o de la actividad de una proteína. Por ejemplo, un enfoque indirecto puede incluir la introducción, en una planta, de un ácido nucleico capaz de modificar la expresión del gen en cuestión (un gen que codifica una proteína con dedos de zinc 2xC2H2) y/o capaz de modificar el nivel y/o la actividad de la proteína en cuestión (una proteína con dedos de zinc 2xC2H2). Los ejemplos de tales ácidos nucleicos que se introducen en una planta incluyen ácidos nucleicos que codifican factores de transcripción o activadores o inhibidores que se unen al promotor de un gen para el dedo de zinc 2xC2H2 o que interactúan con una proteína con dedos de zinc 2xC2H2. Métodos para analizar estos tipos de interacciones y los métodos para el aislamiento de ácidos nucleicos que codifican tales interactuadores incluyen filtros de un solo híbrido de levadura o de un doble híbrido de levadura en los que se utiliza el gen para el dedo de zinc 2xC2H2/la proteína con dedos de zinc 2xC2H2 como cebo. Un ejemplo de tal regulador de la transcripción es LOS2, descrito como un regulador de la transcripción para el gen de STZ. Por lo tanto, el método descrito aquí puede ser llevado a cabo también utilizando LOS2, en donde la expresión de un gen para el dedo de zinc 2xC2H2 puede ser incrementada o incrementada aún más por medio de la disminución de la expresión de LOS2 en las plantas. También es abarcado por medio de un enfoque indirecto la modificación de la expresión de un gen para un dedo zinc 2xC2H2 y/o para modificar el nivel y/o la actividad de una proteína con dedos de zinc 2xC2H2, el suministro de, o la inhibición o estimulación de las secuencias reguladoras que provocan la expresión de un gen o transgén nativo para el dedo de zinc 2xC2H2. Tales secuencias reguladoras pueden ser introducidas en una planta. Por ejemplo, la secuencia reguladora que se introduce en una planta puede ser un promotor capaz de provocar la expresión de un gen endógeno para el dedo de zinc 2xC2H2. Un enfoque indirecto adicional para modificar la expresión de un gen para el dedo de zinc 2xC2H2 y/o para modificar el nivel y/o la actividad de una proteína con dedos de zinc 2xC2H2 en una planta abarca la modificación de los niveles en una planta de un factor capaz de interactuar con una proteína con dedos de zinc. Tales factores pueden incluir ligandos de una proteína con dedos de zinc 2xC2H2.... [Seguir leyendo]

1. Método para incrementar la biomasa por encima del suelo, el rendimiento de semilla, el rendimiento de las raíces, la superficie de las hojas y/o la prolongación de la fase de crecimiento vegetativo de una planta con relación a las correspondientes plantas de tipo silvestre, que comprende incrementar la expresión en una planta de una secuencia de ácido nucleico que codifica una proteína con dedos de zinc 2xC2H2, en donde dicho incremento en la expresión se efectúa por medio de la introducción en una planta de un ácido nucleico que codifica una proteína con dedos de zinc 2xC2H2. 2. Método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde dicha proteína con dedos de zinc 2xC2H2 contiene un motivo QALGGH. 3. Método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde dicha proteína con dedos de zinc 2xC2H2 contiene un motivo NNM(W)QMH. 4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicha proteína con dedos de zinc 2xC2H2 contienen un motivo EAR. 5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicha proteína con dedos de zinc 2xC2H2 comprende además una caja B. 6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde dicha proteína con dedos de zinc 2xC2H2 comprende además una caja L. 7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde dicha proteína con dedos de zinc 2xC2H2 se deriva de una planta dicotiledónea, preferiblemente de la familia Brassicaceae, preferiblemente además de Arabidopsis thaliana, más preferiblemente el ácido nucleico codifica una proteína representada por la SEQ ID NO 2 y/o en donde dicho ácido nucleico está representado por la SEQ ID NO: 1. 8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde dicha proteína con dedos de zinc 2xC2H2 tiene, en orden creciente de preferencia, por lo menos 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38% , 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, 60%, 62%, 64%, 66%, 68%, 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98% de identidad de secuencia con la secuencia de la SEQ ID NO 2. 9. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde dicha planta es una monocotiledónea. 10. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dicha planta se selecciona de entre arroz, maíz, trigo, cebada, mijo, avena, centeno, sorgo, soja, girasol, canola, caña de azúcar, alfalfa, leguminosas (frijol, guisantes), lino, lupino, colza, tabaco, tomate, patata, calabacín, papaya, álamo y algodón. 11. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde dicho ácido nucleico introducido en una planta es una variante alternativa de empalme de un ácido nucleico que codifica una proteína 2xC2H2 como la definida en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8. 12. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde dicho ácido nucleico introducido en una planta es una variante alélica de un ácido nucleico que codifica una proteína 2xC2H2 como la definida en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8. 13. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde dicho ácido nucleico introducido en una planta es parte de un cromosoma. 14. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde la expresión de dicho ácido nucleico es promovida por un promotor de una planta, preferiblemente un promotor constitutivo, tal como un promotor GOS2. 15. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde la expresión de dicho ácido nucleico es promovida por un promotor de una planta, de preferencia un promotor preferido de un tejido, tale como un promotor preferido de la semilla. 16. Método para la producción de una planta transgénica que tiene mayor biomasa por encima del suelo, un mayor rendimiento de semilla, un mayor rendimiento de raíces, una mayor área de la superficie de las hojas y/o un crecimiento vegetativo prolongado, cuyo método comprende (i) la introducción en una planta o en una célula de una planta de un ácido nucleico para el dedo de zinc 2xC2H2 que 81   codifica una proteína con dedos de zinc 2xC2H2; ES 2 371 872 T3 (ii) El cultivo de la planta o de la célula de la planta bajo condiciones que promuevan el crecimiento de la planta. 17. El uso de un ácido nucleico que codifica una proteína 2xC2H2 para incrementar la biomasa por encima del suelo, un mayor rendimiento de semilla, un mayor rendimiento de raíces, una mayor área de la superficie de las hojas y/o para prolongar el crecimiento vegetativo, que comprende la introducción en una planta de un ácido nucleico que codifica una proteína con dedos de zinc 2xC2H2. 82   ES 2 371 872 T3 FIGURA 1 FIGURA 2 83   SEQ ID NO 1: ADNc para STZ de Arabidopsis thaliana (CDS1536) SEQ ID NO 2: Proteína STZ de Arabidopsis thaliana con anotación de los dominios motivo EAR SEQ IS NO 3: PRM3204 (sentido, codón de inicio en cursiva) CAJA B CAJA L SEQ ID NO 4: PRM3205 (inverso, codón de detención complementario en cursiva) SEQ IS NO 5: motivo QALGGH SEQ ID NO 6: motivo NNM SEQ ID NO 7: motivo EAR SEQ ID NO 8: Caja B SEQ ID NO 9: Caja L ES 2 371 872 T3 CAJAS FIGURA 3 84   ES 2 371 872 T3 ORTÓLOGOS DE STZ en OTRAS ESPECIES DE PLANTAS SEQ ID NO 10: ARNm de la proteína 1 con dedos de zinc de Datisca glomerata Dg AF119050_1, cds completo SEQ IS NO 11: Proteína ortóloga STZ, Datisca glomerata Dg_AF119050_1 SEQ ID NO 12: ARNm SCOF-1 para la proteína probable con dedos de zinc de Glycine max (soja) Gm_T09602_U68763.1GMU68763, cds completo FIGURA 3 (continuación)   ES 2 371 872 T3 SEQ ID NO 13: Proteína probable con dedos de zinc SCOF-1 de Glycine max (soja) Gm_T09602, ortóloga STZ, proteína SEQ ID NO 14: ARNm para la proteína con dedos de zinc del tipo TFIIIA putativa (o kruppel) de Medicago sativa Ms_CAB77055_ Y18788.1_MSY18788 SEQ ID NO 15: Proteína con dedos de zinc del tipo TFIIIA putativa (o kruppel) de Medicago sativa Ms_CAB77055 ortóloga STZ, proteína SEQ ID NO 16: ARNm para la proteína con dedos de zinc (zfp) inducida por estrés osmótico de Nicotina tabacum Nt_AAC06243_ AF053077, cds completo FIGURA 3 (continuación) 86   ES 2 371 872 T3 SEQ ID NO 17: Proteína con dedos de zinc inducida por estrés osmótico de Nicotina tabacum Nt_AAC06243, ortóloga STZ, proteína SEQ ID NO 18: ARNm ZF1 del factor de transcripción con dedos de zinc de Oryza sativa Os_AF332876, cds completo SEQ ID NO 19: Factor de transcripción ZF1 con dedos de zinc de plántulas de Oryza sativa Os_AF332876, ortóloga STZ, proteína FIGURA 3 (continuación) SEQ ID NO 20: Ph_BAA05079_D26086.1 [Petunia x híbrida]. Gen para la proteína con dedos de zinc PETZFP4. 87   ES 2 371 872 T3 SEQ ID NO 21: Proteína con dedos de zinc [Petunia x híbrida] Ph_BAA05079, ortóloga STZ, proteína SEQ ID NO 22: Gen de Triticum aestivum Ta_BAA03901 para la proteína con dedos de zinc WZF1, cds completo FIGURA 3 (continuación) SEQ ID NO 23: Ta_BAA03901_WZF1 Triticum aestivum, ortólogo STZ, proteína 88   SEQ ID NO 24: ARNm para la proteína con dedos de zinc de Capsicum annum Ca AF539746, cds completo SEQ ID NO 25: Ca AF539746 - Capsicum annum, ortólogo STZ, proteína SEQ ID NO 26: gi_18402298-ref_NM_112848.1 ARNm ES 2 371 872 T3 PARÁLOGOS DE STZ EN ARABIDOPSIS THALIANA FIGURA 3 (continuación) 89   SEQ ID NO 27: Traducción de gi_18402298_ref_NM_112848.1_ SEQ ID NO 28: gi_30680473_ref_NM_120516.3_ARNm SEQ ID NO 29: Traducción de gi_30680473_ref_NM_120516.3_ SEQ ID NO 30: gi_30693252_ref_NM_114853.2_ARNm ES 2 371 872 T3 FIGURA 3 (continuación)   SEQ ID NO 31: Traducción de gi_30693252_ref_NM_114853.2 SEQ ID NO 32: gi_30694224_ref_NM_123683.2_ARNm SEQ ID NO 33: Traducción de gi_30694224_ref_NM_123683.2_ SEQ ID NO 34: gi_30698307_ref_NM_126145.2_ARNm ES 2 371 872 T3 FIGURA 3 (continuación) 91   ES 2 371 872 T3 SEQ ID NO 35: Traducción de gi_30698307_ref_NM_126145.2_ OTROS GENES EN EVALUACIÓN SEQ ID NO 36: gi_12698881_ref_AF_332876.1_ARNm, 2xC2H2, Oryza sativa FIGURA 3 (continuación) 92   SEQ ID NO 37: gi_12698882_ref_AAK01713.1, 2xC2H2, Oryza sativa SEQ ID NO 38: gi_6434215_ref_AL132966.1_región 116202 116729, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana SEQ ID NO 39: gi_6729511_ref_CAB67667.1, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana SEQ ID NO 40: ref_CA279020, 2xC2H2, caña de azúcar ES 2 371 872 T3 FIGURA 3 (continuación) 93   ES 2 371 872 T3 SEQ ID NO 41: gi_18027011_ref_AF254447.1, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana SEQ ID NO 42: At3g57670, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana SEQ ID NO 43: gi_18676370_ref_AJ311810.2, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana FIGURA 3 (continuación) 94   ES 2 371 872 T3 SEQ ID NO 44: gi_18376498_ref_CAC86167.1, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana SEQ ID NO 45: gi_7798991_ref_AL355775.1_región 7957 8451, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana SEQ ID NO 46: gi_7798996_ref_CAB90935.1, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana SEQ ID NO 47: gi_9755794_ref_AL391143.1_región 31730 32938, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana FIGURA 3 (continuación)   ES 2 371 872 T3 SEQ ID NO 48: gi_9755803_ref_CAC01747.1, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana SEQ ID NO 49: gi_1418338_ref_X98678.1, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana FIGURA 3 (continuación) 96   ES 2 371 872 T3 SEQ ID NO 50: gi_1418339_ref_CAA67236.1, 2xC2H2, Arabidopsis thaliana FIGURA 3 (continuación) 97   ES 2 371 872 T3 FIGURA 4 98   ES 2 371 872 T3 FIGURA 5 99