Preparación de organismos con crecimiento más rápido y/o rendimiento más alto.

Un método para preparar una planta con crecimiento más rápido y/o rendimiento incrementado y/o biomasa incrementada en comparación con una planta de referencia,

método que comprende incrementar la actividad de SEQ ID NO: 2 en dicha planta o en una o más partes de la misma en comparación con un organismo de referencia,

en donde la actividad del polipéptido de SEQ ID NO: 2 se incrementa introduciendo un polinucleótido en la planta, o en una o más partes de la misma, polinucleótido que codifica para un polipéptido de SEQ ID NO: 2 codificado por una molécula de ácido nucleico seleccionada del grupo consistente de:

(a) molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido de SEQ ID NO: 2;

(b) molécula de ácido nucleico que comprende un polinucleótido de la secuencia de codificación de acuerdo con SEQ ID NO: 1;

(c) molécula de ácido nucleico cuya secuencia es derivable de una secuencia de polipéptido codificada por una molécula de ácido nucleico de acuerdo con (a) o (b), debido a la degeneración del código genético;

(d) molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido cuya secuencia es al menos 80% idéntica a la secuencia de aminoácidos del polipéptido de SEQ ID NO: 2;

o que comprende una secuencia complementaria de los mismos.

Preparación de organismos con crecimiento más rápido y/o rendimiento más alto La presente invención divulga un método para preparar una planta con un crecimiento más rápido y/o un rendimiento más alto en comparación con una planta de referencia, método que comprende incrementar en dicha planta o en una o más partes de la misma la actividad de SEQ ID NO: 2, en comparación con dicho organismo de referencia, por ejemplo sobre la base de incrementar la cantidad de SEQ ID NO: 1, ARN y/o SEQ ID NO: 2, polipéptidos, ventajosamente sobre la base de la expresión incrementada de SEQ ID NO: 1. La descripción divulga un método para preparar plantas, las cuales crecen más rápido o dan rendimientos más altos, método que comprende una actividad incrementada de SEQ ID NO: 2 en dichos organismos, y una planta cuya actividad de SEQ ID NO: 2 se incrementa así como el rendimiento o biomasa de la misma. Adicionalmente, la descripción también divulga una SEQ ID NO: 2, un polipéptido, un polinucleótido que codifica para la misma y células, plantas, microorganismos y animales útiles transformados con la misma y métodos para preparar productos químicos finos utilizando el asunto divulgado por la presente descripción.

Desde que las plantas útiles fueron cultivadas por primera vez, el incremento en el rendimiento en los cultivos, además de mejorar la resistencia a la tensión abiótica y biótica, ha sido la meta más importante cuando se cultivan nuevas variedades de plantas. Se usan medios tan diversos como arado, fertilización, irrigación, agentes de protección de cultivos, para nombrar unos pocos, para mejorar los rendimientos: Así, los cultivos tienen éxito en incrementar la recolección, por ejemplo, incrementando la fijación de las semillas, y también en la reducción de la pérdida de cultivos, por ejemplo obedeciendo a mal clima, por ejemplo, un clima que es demasiado seco, demasiado húmedo, demasiado caliente o demasiado frio, o debido a una infestación con plagas, tales como, por ejemplo, insectos, hongos o bacterias, complementándose unos con otros. A la vista de la población mundial en rápido crecimiento, un incremento sustancial en el rendimiento, sin extender las áreas económicamente arables, es absolutamente necesario con el fin de proveer alimentos suficientes y, al mismo tiempo, proteger otros espacios naturales existentes.

Los métodos de la genética clásica en el cultivo para el desarrollo de nuevas variedades con mejores rendimientos son complementados crecientemente por métodos genéticos. Así, se han identificado genes que son responsables de propiedades particulares tales como resistencia a tensión abiótica o biótica o control de la velocidad de crecimiento. Genes o productos genéticos interesantes de los mismos pueden ser regulados apropiadamente en las plantas útiles deseadas, por ejemplo, por mutación, (sobre) expresión o reducción/inhibición de tales genes o sus productos, con el fin de alcanzar el rendimiento deseado incrementado o una tolerancia más alta a la tensión.

Lo mismo se aplica a microorganismos y animales útiles, cuya crianza es primaria y especialmente relacionada de la misma forma con alcanzar una biomasa particular o un peso particular más rápidamente, además de una resistencia más alta a tensión biótica o abiótica.

Un ejemplo de estrategia que da como resultado un crecimiento de plantas mejor o más rápidas es incrementar la capacidad fotosintética de las plantas (US 6, 239, 332 y DE 19940270) . Esta metodología, sin embargo, es prometedora solamente si el rendimiento fotosintético de dichas plantas limita el crecimiento. Otra metodología es modular la regulación del crecimiento de las plantas influyendo en el control del ciclo celular (WO 01/31041, CA 2263067, WO 00/56905, WO 00/37645) . Sin embargo, un cambio en la arquitectura de las plantas puede ser un efecto lateral indeseado de una intervención masiva en el control del crecimiento de una planta (WO 01/31041, CA 2263067) . Otras metodologías pueden involucrar reguladores transcripcionales putativos como por ejemplo los reivindicados en WO 02/079403 o US 2003/013228. Tales reguladores transcripcionales se presentan frecuentemente en familias de genes, en las cuales los miembros de la familia podrían desplegar una conversación de entrecruzamiento significativa y/o control antagonista. Además la función de los factores de transcripción se basa en la presencia precisa de subsecuencias de reconocimiento en los organismos objetivo. Este hecho podría complicar la transferencia de resultados de especies modelo a organismos objetivos. A pesar de unas pocas metodologías prometedoras, hay aún no obstante una gran necesidad de proveer métodos para preparar organismos con crecimientos más rápidos y rendimientos más altos, en particular plantas y microorganismos, y de proveer tales organismos, en particular plantas y microorganismos.

Es un objeto de la presente invención proveer un método de esta clase para incrementar el rendimiento y/o crecimiento de las plantas.

Hemos encontrado que este objetivo se logra mediante el método inventivo descrito aquí y las realizaciones caracterizadas en las reivindicaciones.

Consecuentemente, la descripción divulga un método para preparar una planta con una velocidad de crecimiento incrementada, esto es con un crecimiento más rápido y/o un rendimiento incrementado en comparación con un organismo de referencia, método que comprende incrementar en dicha planta o en una o más partes de la misma la actividad de SEQ ID NO: 2, en comparación con un organismo de referencia, por ejemplo sobre la base de incrementar la cantidad de polipéptidos de SEQ ID NO: 1, ARN y/o SEQ NO: 2.

La expresión incrementada de SEQ ID NO: 1, en Arabidopsis thaliana se ha encontrado que lleva a un crecimiento acelerado de las plantas y a un peso final incrementado y a una cantidad incrementada de semillas.

La SEQ ID NO: 2 ha sido descrita como una proteína de función no confirmada, la que podría estar involucrada en el metabolismo de la piridoxina y cuya expresión es inducida durante la fase estacionaria. (GenBank Accesion NO: PIR|S55081 para YMR095C) de Saccharomyces cerevisiae. Por lo tanto no se menciona una función clara en la anotación de la ORF. Sin embargo, una comparación por Blastp de la secuencia YMR095C (SEQ ID NO: 2) bajo condiciones estándar revela una homología significativa a SEQ ID NO: 4, 6, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93, 95, 99, 101, 103, 105, 133 y 135.

Una sorpresa particular fue el hallazgo de que la expresión de SEQ ID NO: 1 de la levadura evolucionariamente distante Saccharomyces cerevisiae incrementa el crecimiento en Arabidopsis thaliana. Puede asumirse que SEQ ID NO: 1 es un gen conservado funcionalmente y que un incremento en la actividad de SEQ ID NO: 2 o de los homólogos específicos 4, 6, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93, 95, 99, 101, 103, 105, 133 y 135 también lleva a crecimiento más rápido o a un rendimiento incrementado en un organismo de la misma forma como se ha observado de acuerdo con la invención para SEQ ID NO: 2 y en Arabidopsis. Presumiblemente, por lo tanto, la expresión transgénica de otros homólogos distantes de SEQ ID NO: 1 en un organismo también da como resultado el crecimiento más rápido y el rendimiento más alto observados.

En una divulgación, la descripción divulga un método para preparar un organismo, una célula, un tejido, por ejemplo una planta con velocidad de crecimiento incrementada, esto es con crecimiento más rápido y/o rendimiento incrementado, método que comprende incrementar en dicho organismo o en una o más partes del mismo la actividad de SEQ ID NO: 2, por ejemplo sobre la base de incrementar la cantidad de polipéptidos de SEQ ID NO: 1, ARN y/o SEQ ID NO: 2.

“Organismos” significa aquí cualquier organismo que no es un ser humano. Consecuentemente, el término se relaciona con células procariotas y eucariotas, microorganismos, plantas superiores e inferiores, incluyendo musgos y algas, y con animales o células no humanos. El organismo puede ser unicelular o multicelular.

“Crecimiento incrementado”, “crecimiento más rápido” o “velocidad de crecimiento incrementada” significan aquí que el incremento en peso, por ejemplo de peso fresco, o en biomasa por unidad de tiempo es superior que el de una referencia, en particular del organismo de partida a partir del cual se prepara aquí el organismo no humano divulgado. Un crecimiento... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar una planta con crecimiento más rápido y/o rendimiento incrementado y/o biomasa incrementada en comparación con una planta de referencia, método que comprende incrementar la actividad de SEQ ID NO: 2 en dicha planta o en una o más partes de la misma en comparación con un organismo de referencia,

en donde la actividad del polipéptido de SEQ ID NO: 2 se incrementa introduciendo un polinucleótido en la planta, o en una o más partes de la misma, polinucleótido que codifica para un polipéptido de SEQ ID NO: 2 codificado por una molécula de ácido nucleico seleccionada del grupo consistente de:

(a) molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido de SEQ ID NO: 2;

(b) molécula de ácido nucleico que comprende un polinucleótido de la secuencia de codificación de acuerdo con SEQ ID NO: 1;

(c) molécula de ácido nucleico cuya secuencia es derivable de una secuencia de polipéptido codificada por una molécula de ácido nucleico de acuerdo con (a) o (b) , debido a la degeneración del código genético;

(d) molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido cuya secuencia es al menos 80% idéntica a la secuencia de aminoácidos del polipéptido de SEQ ID NO: 2;

o que comprende una secuencia complementaria de los mismos.

2. El método como se reivindica en la reivindicación 1, en donde un polinucleótido que codifica un polipéptido o actividad de SEQ ID NO: 2 endógeno está enlazado funcionalmente a secuencias reguladoras que producen una expresión incrementada del polipéptido de SEQ ID NO: 2.

3. Un casete de expresión o un vector que comprende una molécula de ácido nucleico como se define en la reivindicación 1 (a) – (d) o la cadena complementaria del mismo,

en donde dicho casete de expresión o vector comprende secuencias reguladoras que son capaces de controlar la expresión genética en células vegetales, y el cual comprende un promotor vegetal seleccionado del grupo consistente de promotores específicos para semillas, promotores de ubiquitina en plantas, promotores de faseolina en plantas, promotores de plantas inducibles, promotor FBPasa citosólico, promotor ST-LSI de patata, promotor de la fosforribosilpirofosfato amidotransferasa de Glycine max, promotor específico de nodos, promotor de napina de colza, promotor de oleosina de Arabidopsis, promotor de Bce4 de Brassica, promotor de LeB4 de legumbres, promotor de lpt-2

o lpt-1 de cebada, promotor de hordeína de cebada, promotores de CaMV/35S, PRP1, lib4, usp, mas, STLS1, ScBV, B33, SAD1, SAD2 y nos.

4. Una célula vegetal la cual ha sido transformada o transfectada de manera estable o transiente con el vector vegetal o el casete de expresión como se reivindica en el reivindicación 3.

5. Un método para preparar una planta transgénica, célula vegetal, tejido vegetal, método que comprende introducir en el genoma de la misma el casete de expresión o el vector vegetal como se reivindica en la reivindicación 3.

6. Una célula vegetal, la cual comprende el casete de expresión o el vector vegetal como se reivindica en la reivindicación 3.

7. Un tejido vegetal o planta que tiene una cantidad incrementada de actividad de SEQ ID NO: 2 o de proteína que comprende la célula vegetal como se reivindica en la reivindicación 6.

8. Semilla, tubérculo o material de propagación de una planta como se reivindica en la reivindicación 7, que comprende el casete de expresión o el vector vegetal como se reivindica en la reivindicación 3 o la célula vegetal como se reivindica en la reivindicación 6.

9. Una célula vegetal, un organelo de célula vegetal, un tejido vegetal, una planta o una parte de la misma que (sobre) expresa un ácido nucleico que tiene la secuencia de SEQ ID NO: 1, en donde el peso seco se incrementa en 1%, 2, 5%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 50% o más en comparación con la planta tipo silvestre, y con lo cual el peso seco de la célula vegetal, el organelo de la célula vegetal, el tejido vegetal, la planta o la parte de la misma significa el peso del material orgánico de la célula vegetal, el organelo de la célula vegetal, el tejido vegetal, la planta o la parte de la misma menos la cantidad de agua incluida en la célula vegetal, el organelo de célula vegetal, el tejido vegetal, la planta o la parte de la misma.

10. Una célula vegetal, un organelo de célula vegetal, un tejido vegetal, una planta o una parte de la misma, que (sobre) expresa un ácido nucleico que tiene la secuencia de SEQ ID NO: 1, en donde el peso seco es incrementado en 1%, 2, 5%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 50% o más en comparación con el peso seco de una variedad seleccionada del grupo consistente de

(a) G. hirsutum IPK Accession Number GOS 6 (D 120) , GOS 7 (ST 446) , GOS 10 (D 1635) , GOS 17 (D 4302) , o GOS 21 (D 5553) , o G. areysianum Deflers,

o G. incanum (Schwartz) Hillc., o G. raimondii Ulbr., o G. stocksii Masters, o G. thurberi Tod., o G. tomentosum Nutt. o G. triphyllum Hochr., o Gossypium arboreum IPK Accession Number GOS 13 (D 1634) , GOS 16 (D 4240) , GOS 18 (D 4505) , GOS 19 (D 4506) , GOS 20 (D 4750) , o GOS 12 (D 1329) , o Gossypium barbadense, o Gossypium herbaceum; y

(b) Brassica napus variedad Mika, Brassica napus variedad Digger, Brassica napus variedad Artus, Brassica napus variedad Terra, Brassica napus variedad Smart, Brassica napus variedad Olivine, Brassica napus variedad Libretto, Brassica napus variedad Wotan, Brassica napus variedad Panther, Brassica napus variedad Express, Brassica napus variedad Oase, Brassica napus variedad Elan, Brassica napus variedad Ability, Brassica napus variedad Mohican; y

(c) Linum usitatissimum variedad Librina, Linum usitatissimum variedad Flanders, Linum usitatissimum variedad Scorpion, Linum usitatissimum variedad Livia, Linum usitatissimum variedad Lola, Linum usitatissimum variedad Taurus, Linum usitatissimum variedad Golda, Linum usitatissimum variedad Lirima, y

(d) Zea mays variedad Articat, Zea mays variedad NK Dilitop, Zea mays variedad Total, Zea mays variedad Oldham, Zea mays variedad Adenzo, Zea mays variedad NK Lugan, Zea mays variedad Liberal, Zea mays variedad Peso; y

(e) Glycine max variedad Oligata, Glycine max variedad Lotus, Glycine max variedad Primus, Glycine max variedad Alma Ata, Glycine max variedad OAC Vision, Glycine max variedad Jutro; y

(f) Helianthus annus variedad Helena, Helianthus annus variedad Flavia, Helianthus annus variedad Rigasol, Helianthus annus variedad Flores, Helianthus annus variedad Jazzy, Helianthus annus variedad Pegaso, Helianthus annus variedad Heliaroc, Helianthus annus variedad Salut RM; y

(g) Camelina sativa variedad Dolly, Camelina sativa variedad Sonny, Camelina sativa variedad Ligena, Camelina sativa variedad Calinka; y

(h) Sinapis alba variedad Martigena, Sinapis alba variedad Silenda, Sinapis alba variedad Sirola, Sinapis alba variedad Sito, Sinapis alba variedad Semper, Sinapis alba variedad Seco; y

(i) Carthamus tinctorius variedad Sabina, Carthamus tinctorius variedad HUS-305, Carthamus tinctorius variedad landrace, Carthamus tinctorius variedad Thori-78, Carthamus tinctorius variedad CR-34, Carthamus tinctorius variedad CR-81; y

j) Brassica juncea variedad Vittasso, Brassica juncea variedad Muscon M-973, Brassica juncea variedad RAPD, Brassica juncea variedad Co.J.86, Brassica juncea variedad IAC 1-2, Brassica juncea variedad Pacific Gold; y

(k) Cocos nucifera L. varietes Maypan, Ceylon Tall, Indian Tall, Jamaica Tall, Malayan Tall, Java Tall, Laguna, KingCRIC 60, CRIC 65, CRISL 98, Moorock tall, Plus palm tall, San Ramon, Typica, Nana o Aurantiaca; y

(l) Triticum aestivum L. variedad Altos, Bundessortenamt file number 2646, Triticum aestivum L. variedad Bussard, Bundessortenamt file number 1641, o Triticum aestivum L. variedad Centrum, Bundessortenamt file number 2710; y

(m) Beta vulgaris variedad Dieck 13, Número de archivo CPVO 19991828, Beta vulgaris variedad FD 007, CPCO file number 20000506, o Beta vulgaris variedad HI 0169, Número de archivo CPVO 20010315; y

(n) Hordeum vulgare variedad Dorothea, Número de archivo CPVO 20031457, Hordeum vulgare variedad Colibri, Número de archivo CPVO 20040122, Hordeum vulgare variedad Brazil, Número de archivo CPVO 20010274, o Hordeum vulgare variedad Christina, Número de archivo CPVO 20030277; y

(o) Secale cereale variedad Esprit, Número de archivo CPVO 19950246, Secale cereale variedad Resonanz, Número de archivo CPVO 20040651, o Secale cereale variedad Ursus, Número de archivo CPVO 19970714; y

(p) Or y za sativa variedad Gemini, Número de archivo CPVO 20010284, Or y za sativa variedad Tanaro, Número de archivo CPVO 20020177, o Or y za sativa variedad Zeus, Número de archivo CPVO 19980388; y

(q) Solanum tuberosum L. variedades Linda, Nicola, Solara, Agria, Sieglinde, o Russet Burbank; y

(r) Arachis hypogaea subsp. fastigiata cultivar Valencia; y

(s) Arachis hypogaea subsp. hypogaea cultivar Virginia variedad ’Holland Jumbo’, ’Virginia A23-7’, o ’Florida 416’; y

(t) Arachis hypogaea subsp. hirsuta cultivar Peruvian runner variedad ’Southeastern Runne.

5. 15’, ’Dixie Runner’, o 5 ’Early Runner’; y

(u) Arachis hypogaea subsp. vulgaris cultivar Spanish variedad ’Dixie Spanish’, ’Improved Spanish 2B’, o ’GFA Spanish’;

(t) Arachis hypogaea subsp. hirsuta cultivar Peruvian runner variedad ’Southeastern Runne.

5. 15’, ’Dixie Runner’, o ’Early Runner’; y

(u) Arachis hypogae subsp. vulgaris cultivar Spanish variedad ’Dixie Spanish’, ’Improved Spanish 2B’, o ’GFA Spanish’;

y en donde el peso seco significa el peso del material orgánico de la célula vegetal, del organelo de la célula vegetal, del tejido vegetal, de la planta o la parte de la misma menos la cantidad de agua incluida en la célula vegetal, el organelo de la célula vegetal, el tejido vegetal, la planta o la parte de la misma.

Figura 1 Alineamiento de YMR095c y homólogos de diferentes organismos (incluido consenso de 100% de identidad)

Figura 2 Alineamiento de homólogos de YML095c de diferentes especies vegetales (incluida 100% de identidad de consenso)

Figura 3

Homólogos de YMR095c

ID % identidad

(proteína) DB Accession blastp

Figura 4 Homólogos de YGL212W

ID (proteína) DB/Accesssion % identidad Blastp