Una secuencia promotora de la antiquina asilada de Oryza sativa (OsAnt1) que consiste en la SEC ID Nº 1.

Secuencia promotora obtenida de arroz y procedimientos de uso Campo de la invención La presente invención se refiere a una secuencia promotora obtenida de arroz, a procedimientos de uso de la secuencia promotora y a plantas que incluyen la secuencia promotora.

Antecedentes de la invención Las plantas de cultivo tienen una dependencia fundamental de fertilizantes nitrogenados inorgánicos, principalmente en forma de nitrato (NO3-) y amonio (NH4+) . Cada año se añaden aproximadamente de 85 a 90 millones de tonelada métricas (MTt) de fertilizantes nitrogenados al suelo en todo el mundo. Esta cantidad ha aumentado desde sólo 1, 3 MTm en 1930 y de 10, 2 MTm en 1960. Se ha predicho que aumentará a 240 MTm para el año 2050 (Tilman y col., 1999, Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 96: 5995-6000) . Se ha estimado que el 50 % al 70 % del nitrógeno aplicado se pierde en el sistema planta-suelo. Dado que el NO3-es soluble y no es retenida por la matriz del suelo, el exceso de NO3- puede salir al agua y ser eliminado por los microorganismos.

Es importante mejorar la eficiencia del uso de nitrógeno (EUN) de las plantas de cultivo por dos razones. La primera, el uso de fertilizantes comerciales constituye uno de los principales costes asociados con la producción de cosechas de alto rendimiento. En segundo lugar, sería un beneficio para el ambiente para reducir los niveles de los fertilizantes nitrogenados que se pierden en el ecosistema. Los efectos ambientales incluyen el deterioro de la calidad del suelo, la polución y los riesgos para la salud.

La alanina es uno de los aminoácidos más frecuentes en las plantas. La alanina es sintetizada por la enzima alanina aminotransferasa (Alta) a partir de piruvato y glutamato en una reacción reversible, como se muestra en la Figura 1. La alanina es un aminoácido que se sabe que aumenta en otras condiciones ambientales específicas, tales como sequía y agresión anaeróbica (Muench and Good, 1994, Plant Mol. Biol. 24:417-427; Vanlerberge y col., 1993, Plant Physiol. 95:655-658) . Se sabe que los niveles de alanina aumentan sustancialmente en el tejido de la raíz en condiciones de agresión anaeróbica. Como ejemplo, los niveles de alanina en raíces de cebada aumentan 20 veces después de 24 horas de agresión anaeróbica. La luz induce el gen de la Alta en la escoba de mijo y cuando las plantas se están recuperando de la agresión del nitrógeno (Son y col., 1992, Arch. Biochem. Biophys. 289: 262-266) . Vanlerberge et al. (1993) han demostrado que en algas anaerobias mantenidas sin nitrógeno, la adición de nitrógeno en forma de amoniaco tuvo como resultado la incorporación del 93 % de un marcador N15 directamente en la alanina. Por tanto, la alanina parece ser un aminoácido importante en la respuesta a la tensión en plantas.

El documento US 6.084.153 divulga la inducción de AlaAT en las raíces de plantas de cánola y un fenotipo eficiente en nitrógeno resultante.

El documento WO 01/55433 enseña el uso del gen 26 de la turgencia de Brassica (btg26) . Recientemente, las proteínas similares al gen 26 de turgencia se han denominado antiquitinas (Tang y col., 2002, FEBS Lett. 516 (13) :183-186) . Plantas de Brassica napus se transformaron con construcciones que contienen el gen de AlaAT en unión operativa con el promotor de btg26. Se demostró que las plantas transgénicas tienen niveles elevados de AlaAT en el tejido de la raíz.

El documento US2005/0044585 divulga el uso de promotores LeAMTI, LeNRT1, GmNRT2, KDC1, PHT1, GOGAT, OsRAB5 y ALF5 para dirigir la expresión específica en la raíz de un gen que codifica una proteína de utilización de nitrógeno, por ejemplo AlaAT.

En la técnica también se desea incrementar la EUN en el arroz. En 2006, el área en acres de todo el mundo dedicados al cultivo de arroz fue 151.730.000 hectáreas con un consumo de nitrógeno estimado a 11.963 MTm. Por tanto, mejorar la EUN en arroz no solo disminuiría los costes de la producción de las cosechas pero reduciría los efectos ambientales dañinos de los fertilizantes de nitrógeno, incluido el desarrollo de "zonas muertas" en los océanos del mundo que son el resultado de la muerte y descomposición de las flores masivas de algas alimentadas por líquidos residuales de nutrientes excesivos.

Sumario de la invención Los objetivos de la presente invención son proporcionar una secuencia promotora obtenida de Or y za sativa (arroz) , procedimientos de uso de la secuencia promotora y plantas que incluyen la secuencia promotora.

En una realización, la presente invención proporciona procedimientos por los cuales se puede modificar Or y za sativa para expresar un gen diana heterólogo o región codificadora de interés usando una secuencia promotora consistente en la SEC ID Nº 1 unida operativamente a la región codificadora. En otra realización, la presente invención también proporciona procedimientos de producir plantas de Or y za sativa que tienen mayor biomasa y rendimiento de las semillas. Incrementando la biomasa y el rendimiento de las semillas, se proporciona plantas de Or y za sativa que tienen un beneficio ambiental en cuanto a que mantienen un rendimiento deseado reduciendo la necesidad de niveles altos de aplicación de nitrógeno.

La invención proporciona una secuencia promotora de la antiquina asilada de Or y za sativa que consiste en la SEC ID Nº 1.

También se proporciona una construcción genética que incluye una secuencia promotora OsAnt1 que consiste en la SEC ID Nº 1 unida operativamente con una región de codificación de interés que codifica una proteína diana. La proteína diana puede ser una proteína de utilización de nitrógeno, por ejemplo alanina aminotransferasa (AlaAT) .

Un vector que incluye una construcción genética con una secuencia promotora OsAnt1 que consiste en la SEC ID Nº 1 unida operativamente con una región de codificación de interés que codifica una proteína diana. La proteína diana puede ser una proteína de utilización de nitrógeno, por ejemplo AlaAT.

Se describe un procedimiento para dirigir la expresión de un gen diana en una planta Or y za saliva. El procedimiento puede incluir poner en contacto e introducir en una planta de Or y za saliva el gen diana en unión operativa con una secuencia promotora OsAnt1 que consiste en la SEC ID Nº 1 y que expresa el gen diana. El gen diana puede codificar una proteína de utilización de nitrógeno, por ejemplo AlaAT. Además, la expresión del gen diana puede dirigirse a un tejido concreto, por ejemplo a la raíz de la planta.

También se describe un procedimiento para incrementar la biomasa de una planta de Or y za saliva poniendo en contacto e introduciendo en una planta de Or y za saliva un gen diana en unión operativa con una secuencia promotora OsAnt1 que consiste en la SEC ID Nº 1 . El gen diana puede codificar una proteína de utilización de nitrógeno, por ejemplo AlaAT. Además, la expresión del gen diana puede dirigirse a un tejido concreto, por ejemplo a la raíz de la planta.

Se describe un procedimiento para incrementar el rendimiento de las semillas de una planta Or y za saliva. El procedimiento puede incluir poner en contacto e introducir en una planta de Or y za saliva un gen diana en unión operativa con una secuencia promotora OsAnt1 que consiste en la SEC ID Nº 1. El gen diana puede codificar una proteína de utilización de nitrógeno, por ejemplo AlaAT. Además, la expresión del gen diana puede dirigirse a un tejido concreto, por ejemplo a la raíz de la planta.

También se describe una planta de Or y za saliva transformada que incluye un gen diana en unión operativa con una secuencia promotora OsAnt1 que consiste en la SEC ID Nº 1. El gen diana puede codificar una proteína de utilización de nitrógeno, por ejemplo AlaAT.

Una semilla de la planta de Or y za saliva que incluye un gen diana en unión operativa con una secuencia promotora OsAnt1 que consiste en la SEC ID Nº 1 . El gen diana puede codificar una proteína de utilización de nitrógeno, por ejemplo AlaAT.

Breve descripción de las figuras

Estas y otras características de la invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción en la que se hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:

La FIGURA 1 muestra una representación esquemática de las etapas clave en la utilización de nitrógeno en una célula vegetal. El nitrato (NO3-) se transporta a la célula vegetal y se convierte en nitrito (NO2-) mediante la acción de la nitrato reductasa (NR) . El nitrito... [Seguir leyendo]

1. Una secuencia promotora de la antiquina asilada de Or y za sativa (OsAnt1) que consiste en la SEC ID Nº 1.

2. Una construcción genética que comprende la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1 unida de forma operativa a una secuencia de codificación de una proteína diana.

3. La construcción genética de la reivindicación 2, en la que la proteína diana es una proteína de utilización de nitrógeno.

4. La construcción genética de la reivindicación 3, en la que la proteína de utilización de nitrógeno se selecciona del grupo que consiste en: un transportador de nitrato de alta afinidad o un transportador de nitrato de baja afinidad, un transportador de amoniaco, un transportador de amonio, un transportador de aminoácidos, alanina deshidrogenasa, glutamina sintetasa, asparagina sintetasa, glutamato sintasa, glutamato 2:oxoglutarato aminotransferasa, asparaginasa, glutamato deshidrogenasa, nitrato reductasa, aspartato aminotransferasa y alanina aminotransferasa.

5. La construcción genética de la reivindicación 4, en la que la proteína de utilización de nitrógeno es alanina aminotransferasa.

6. Un vector que incluye la construcción genética de la reivindicación 2.

7. Un procedimiento para dirigir la expresión de un gen diana en una planta Or y za saliva, que comprende:

poner en contacto una planta de Or y za saliva con un gen diana en unión operativa con la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1, y b. introducir en la planta el gen diana en unión operativa con la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1, en el que el promotor OsAnt1 dirige la expresión del gen diana en la planta.

8. Un procedimiento para incrementar la biomasa de una planta Or y za saliva, que comprende:

a. poner en contacto una planta de Or y za sativa con un gen diana en unión operativa con la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1, en la que el gen diana codifica una proteína de utilización de nitrógeno seleccionada del grupo que consiste en un transportador de nitrato de alta afinidad o un transportador de nitrato de baja afinidad, un transportador de amoniaco, un transportador de amonio, un transportador de aminoácidos, alanina deshidrogenasa, glutamina sintetasa, asparagina sintetasa, glutamato sintasa, glutamato 2:oxoglutarato aminotransferasa, asparaginasa, glutamato deshidrogenasa, nitrato reductasa, aspartato aminotransferasa y alanina aminotransferasa; y

b. introducir en la planta el gen diana en unión operativa con la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1, en el que el promotor OsAnt1 dirige la expresión del gen diana para obtener una planta de Or y za sativa con mayor biomasa.

9. Un procedimiento para incrementar el rendimiento en semillas de una planta Or y za saliva, que comprende:

a. poner en contacto una planta de Or y za sativa con un gen diana en unión operativa con la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1, en la que el gen diana codifica una proteína de utilización de nitrógeno seleccionada del grupo que consiste en un transportador de nitrato de alta afinidad o un transportador de nitrato de baja afinidad, un transportador de amoniaco, un transportador de amonio, un transportador de aminoácidos, alanina deshidrogenasa, glutamina sintetasa, asparagina sintetasa, glutamato sintasa, glutamato 2:oxoglutarato aminotransferasa, asparaginasa, glutamato deshidrogenasa, nitrato reductasa, aspartato aminotransferasa y alanina aminotransferasa; y

b. introducir en la planta el gen diana en unión operativa con la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1, en el que el promotor OsAnt1 dirige la expresión del gen diana para obtener una planta de Or y za sativa con mayor rendimiento en semillas..

10. Una planta de Or y za sativa transformada que comprende el gen diana en unión operativa con la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1, en el que el gen diana es heterólogo con respecto a la secuencia promotora OsAnt1.

11. La semilla de la planta de Or y za sativa que comprende un gen diana en unión operativa con la secuencia promotora OsAnt1 de la reivindicación 1, en la que el gen diana es heterólogo con respecto a la secuencia promotora OsAnt1.

12. El procedimiento de la reivindicación 7 o la planta de la reivindicación 10 o la semilla de la reivindicación 11, en el que el gen diana codifica una proteína de utilización de nitrógeno seleccionada del grupo que consiste en un transportador de nitrato de alta afinidad o un transportador de nitrato de baja afinidad, un transportador de amoniaco, un transportador de amonio, un transportador de aminoácidos, alanina deshidrogenasa, glutamina sintetasa, asparagina sintetasa, glutamato sintasa, glutamato 2:oxoglutarato aminotransferasa, asparaginasa, glutamato deshidrogenasa, nitrato reductasa, aspartato aminotransferasa y alanina aminotransferasa.

13. El procedimiento, la planta o la semilla de cualquiera de las reivindicaciones 8, 9 o 12, en el que la proteína de utilización de nitrógeno es alanina aminotransferasa.

14. El procedimiento, la planta o la semilla de la reivindicación 13, en el que la planta está transformada con la construcción genética de la reivindicación 5.

15. El procedimiento, la planta o la semilla de la reivindicación 13, en el que la expresión del gen diana tiene lugar en la raíz de la planta.