Rock2 y Rock3, dos nuevas variantes de ganancia de función de los receptores de citoquinina AHK2 y AHK3.

Un ácido nucleico aislado, que comprende una secuencia de ácido nucleico codificando una varianteconstitutivamente activa del receptor de citoquinina AHK2 con:

i) una secuencia de aminoácido con la SEQ ID No.1 o un ortólogo de la misma;

ii) una secuencia de aminoácido que tiene al menos un 48%, preferiblemente al menos un 50%, máspreferiblemente al menos un 55% de identidad sobre la longitud de la secuencia completa de la SEQ ID No.1; o

iii) una secuencia de aminoácido que tiene al menos un 50%, preferiblemente al menos un 53%, máspreferiblemente un 55% de identidad sobre un segmento de secuencia de aminoácido 50 de SEQ ID No. 1teniendo la SEQ ID No. 5;

en donde la secuencia de aminoácido tiene la fenilalanina del aminoácido (F) en una posición correspondiente a laposición 552 de la SEQ ID No.1.

Rock2 y Rock3, dos nuevas variantes de ganancia de funcion de los receptores de citoquinina AHK2 y AHK3

Para ser capaz de suministrar a una población que crece continuamente con comida y otros productos derivados de plantas, la gente siempre ha estado interesada en mejorar la productividad en la agricultura.

La productividad de una planta puede ser influenciada de varias maneras diferentes, por ejemplo, mejorando las características de crecimiento de la planta o retrasando la senescencia de la hoja. Hay varios mecanismos y rutas conocidas que están implicadas en el crecimiento y desarrollo de las plantas.

La citoquinina es una hormona vegetal que juega papeles regulatorios positivos y negativos en muchos aspectos del crecimiento y desarrollo vegetal. Estimula la formación y activación de meristemos de brotes, es capar de establecer tejidos sumideros, retarda la senescencia de la hoja, inhibe el crecimiento y ramificación de la raíz, y juega un papel en la germinación de las semillas y las respuestas al estrés. El análisis de plantas deficientes en citoquinina ha mostrado que la citoquinina juega papeles opuestos en los meristemos de brotes y de raíz, y sugiere que la hormona tiene una función esencial en el control cuantitativo del crecimiento orgánico (Mok, D. W. S. & Mok, M. C. (2001) Ann. Rev. Plant Physiol. Mol. Bio. 52, 89-1 18) . Para la planta modelo Arabidopsis thaliana se ha mostrado que la señal de citoquinina se pervive por tres miembros de la familia receptora de citoquinina, que son quinasas de histidina sensores (Inoue, T. y otros (2001) Nature 409, 1060-3; Suzuki, T y otros (2001) Plant Cell Physiol. 42, 107-13; Yamada, H. y otros (2001) Plant Cell Physiol. 42, 1017-23.) . Estos tres receptores de citoquinina, AHK2, AHK3 y CRE1/AHK4, muestran un alto grado de identidad de secuencias, pero cada uno tiene características distintivas.

Recientemente se ha divulgado una variante de ganancia de la función del receptor de citoquinina AHK3 y se le ha llamado ore 12 (ver WO 2007/108931 A1) . Se ha mostrado que la expresión ore12 en la Arabidopsis thaliana produce plantas con senescencia de las hojas retardada, mientras que la apariencia general de la planta completa no mostró diferencias significativas en comparación con las plantas del tipo salvaje. A pesar de que la expresión del ore12 puede llevar a plantas con senescencia de las hojas retardad y de este modo a plantas con productividad mejorada, la expresión ore12 no tuvo un efecto significativo en otras características del crecimiento vegetal. En consecuencia, permanece una necesidad para una mejora adicional de la productividad vegetal.

Es un objeto de la presente invención proporcionar medios y métodos adecuados para producir plantas transgénicas con características de productividad y/o crecimiento mejoradas.

Este objetivo se consigue por la presente invención como se establece en detalle a continuación.

La presente invención proporciona nuevas variantes de ganancia de función de los receptores de citoquinina, concretamente rock2. El polipéptido rock2 con la secuencia de aminoácido SEQ ID No. 1 es una variante activa constitutivamente del receptor de citoquinina AHK2 de la Arabidopsis thaliana y puede ser codificada por un ácido nucleico con la secuencia de la SEQ ID No. 3.

Se descubrió sorprendentemente que la expresión transgénica de un polipéptido que comprende una secuencia de aminoácido con la SEQ ID No. 1 lleva a plantas transgénicas que muestran características de crecimiento mejoradas y senescencia retardada de las hojas. El efecto de la expresión transgénica de una secuencia de aminoácido con la SEQ ID No. 1 en una planta en senescencia de las hojas es más pronunciada que la ya observada para la variante de función de ganancia conocida del AHK3, ore12. Incluso más sorprendentemente, se descubrió por primera vez que la expresión transgénica de la variante de función de ganancia del AHK2 de una secuencia de aminoácido con la SEQ ID No.1 tiene un efecto significativo en el crecimiento de brotes, número de silicuas por tallo principal, grosor del tallo y/o tamaño de las flores de la planta transgénica resultante en comparación con el tipo salvaje, mientras que las plantas que expresan el ore12 carecen de tal efecto. En consecuencia, la expresión transgénica de una secuencia de aminoácido con la SEQ ID No. 1 lleva a plantas que muestran productividad mejorada.

En un primer aspecto de la presente invención, un ácido nucleico aislado está provisto como se define en las reivindicaciones. El ácido nucleico aislado de la presente invención comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica una variante constitutivamente activa del receptor de citoquinina AHK2 con:

i) Una secuencia de aminoácido con la SEQ ID No.1 o un ortólogo de la misma; ii) una secuencia de aminoácido que tiene al menos un 48%, preferiblemente al menos un 50%, más preferiblemente al menos un 55% de identidad sobre la longitud de la secuencia completa de la SEQ ID No. 1; o iii) una secuencia de aminoácido que tiene al menos un 50%, preferiblemente al menos un 53%, más preferiblemente un 55% de identidad sobre un segmento de secuencia de aminoácido 50 de SEQ ID No. 1 teniendo la SEQ ID No. 5;

en donde la secuencia de aminoácido tiene la fenilalanina del aminoácido (F) en una posición correspondiente a la posición 552 de la SEQ ID No. 1. La SEQ ID No. 5 engloba los residuos de aminoácido 50 de la SEQ ID No. 1 localizada directamente hacia el término-N de la fenilalanina del aminoácido (F) en la posición 552 de la SEQ ID No.1.

Preferiblemente se proporciona un ácido nucleico aislado, comprendiendo una secuencia de ácido nucleico codificando al menos la secuencia de aminoácido con la SEQ ID No. 1 o un ortólogo de la misma. El término “ortólogo” como se usa en la presente se refiere a una secuencia de ácido nucleico o aminoácido de una especie, preferiblemente diferente de la Arabidopsis thaliana, que muestra similitud más alta, preferiblemente identidad de secuencia más alta, con la secuencia de ácido nucleico o aminoácido de la Arabidopsis thaliana debido a que ambos genes se originaron de un antecesor común. La presente invención también proporciona un polipéptido aislado codificado por un ácido nucleico aislado de la invención, preferiblemente un polipéptido aislado que comprende al menos la secuencia de aminoácido con la SEQ ID No.1.

En un segundo aspecto la invención proporciona un casete de expresión transgénica para la expresión de ácidos nucleicos, en donde el casete de expresión transgénica de la invención comprende un ácido nucleico aislado de acuerdo a la presente invención. El casete de expresión transgénica de la invención puede ser diseñado de tal forma que media la expresión transgénica de la secuencia de ácido nucleico codificando al menos la secuencia de aminoácido con la SEQ ID No. 1 en un tejido vegetal bajo el control de al menos un promotor en un organismo huésped, preferiblemente una célula vegetal.

En un tercer aspecto de la invención, se proporciona un vector que comprende un ácido nucleico aislado de acuerdo a la invención o un casete de expresión transgénica de la invención.

En un cuarto aspecto, la presente invención está dirigida a un organismo transgénico que comprende un ácido nucleico aislado de acuerdo a la invención, un casete de expresión transgénica de la invención o un vector de la presente invención.

La presente invención proporciona un polipéptido aislado comprendiendo:

i) Una secuencia de aminoácido con la SEQ ID No. 1 o un ortólogo de la misma;

ii) Una secuencia de aminoácido que tiene al menos un 48%, preferiblemente al menos un 50%, más preferiblemente al menos un 55% de identidad sobre la longitud de la secuencia completa de la SEQ ID No.

1; o iii) Una secuencia de aminoácido que tiene al menos un 50%, preferiblemente al menos un 53%, más preferiblemente un 55% de identidad sobre el segmento de la secuencia de aminoácido 50 de la SEQ ID No.

1 que tiene la SEQ ID No. 5;

en donde la secuencia de aminoácido tiene la fenilalanina del aminoácido (F) en una posición correspondiente a la posición 552 de la SEQ ID No. 1.

En una realización preferida, el polipéptido aislado de la invención comprende y/o consiste de la secuencia de aminoácido con la SEQ ID No. 1.

La presente invención también se refiere a un ácido nucleico... [Seguir leyendo]

1. Un ácido nucleico aislado, que comprende una secuencia de ácido nucleico codificando una variante constitutivamente activa del receptor de citoquinina AHK2 con:

i) una secuencia de aminoácido con la SEQ ID No.1 o un ortólogo de la misma; ii) una secuencia de aminoácido que tiene al menos un 48%, preferiblemente al menos un 50%, más preferiblemente al menos un 55% de identidad sobre la longitud de la secuencia completa de la SEQ ID No. 1; o iii) una secuencia de aminoácido que tiene al menos un 50%, preferiblemente al menos un 53%, más preferiblemente un 55% de identidad sobre un segmento de secuencia de aminoácido 50 de SEQ ID No. 1 teniendo la SEQ ID No. 5;

en donde la secuencia de aminoácido tiene la fenilalanina del aminoácido (F) en una posición correspondiente a la posición 552 de la SEQ ID No.1.

2. Un ácido nucleico aislado de la reivindicación 1, comprendiendo además al menos una secuencia promotora, en donde la al menos una secuencia promotora y la secuencia del ácido nucleico codificante están enlazadas funcionalmente entre sí.

3. Un casete de expresión transgénica para la expresión de los ácidos nucleicos que comprende un ácido nucleico aislado de una de las reivindicaciones 1 a 2.

4. Un vector que comprende un ácido nucleico aislado de una de las reivindicaciones 1 a 2 o un casete de expresión transgénica de la reivindicación 3.

5. Un organismo transgénico transformado o transfectado transitoriamente o establemente con un ácido nucleico aislado de las reivindicaciones 1 a 2, un casete de expresión de la reivindicación 3 o un vector de la reivindicación 4

o progenie de dicho organismo transgénico.

6. Un organismo transgénico de la reivindicación 5, en donde el organismo es una planta o un microorganismo.

7. Un organismo transgénico de la reivindicación 6, en donde el organismo es una planta seleccionada de la familia Brassicaceae, preferiblemente de los géneros Brassica o Arabidopsis.

8. Una célula, cultivo celular, parte, órgano, tejido o material de propagación transgénico que comprende un ácido nucleico aislado de las reivindicaciones 1 a 2, un casete de expresión transgénica de la reivindicación 3 o un vector de la reivindicación 4.

9. El uso de un ácido nucleico aislado de las reivindicaciones 1 a 2, un casete de expresión transgénica de la reivindicación 3 o un vector de la reivindicación 4 para la fabricación de una planta transgénica.

10. El método para la fabricación de una planta transgénica, comprendiendo los siguientes pasos:

a) introducir en una o más células vegetales un ácido nucleico aislado de las reivindicaciones 1 a 2, un casete de expresión transgénica de la reivindicación 3 o un vector de la reivindicación 4 para producir células transgénicas; b) la selección de células transgénicas que comprende dicho ácido nucleico aislado, casete de expresión o vector integrado establemente en el genoma; y c) la regeneración de las plantas intactas de dichas células transgénicas o células derivadas de las mismas.

11. Un polipéptido aislado codificado por un ácido nucleico aislado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2.

12. Un polipéptido aislado que comprende al menos la secuencia de aminoácido de la SEQ ID No.1.

13. Un método para mejorar el crecimiento de brotes vegetales, que comprende:

i) introducir en una planta un ácido nucleico aislado de las reivindicaciones 1 a 2; y ii) expresar el ácido nucleico introducido de las reivindicaciones 1 a 2.