Un gen que regula el desarrollo de una planta y sus usos.

Un método para aumentar la producción de semilla en una planta o para formar más raíces laterales en unaplanta,

comparado con una planta tipo natural, que comprende la expresión ectópica de la proteína cdc27B de plantaen células, dominios, tejidos u órganos de una planta, en donde dicha proteína cdc27B de planta se selecciona delgrupo que consiste de:

(a) un polipéptido que comprende la secuencia de aminoácidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9,

(b) un polipéptido con una secuencia como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9, y

(c) un polipéptido con una secuencia que es por lo menos 90 % o 95 % idéntica a la secuencia de aminoácidoscomo se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9.

Un gen que regula el desarrollo de una planta y sus usos Campo de la invencion

La presente invencion se situa en el campo del desarrollo de plantas. Mas especificamente se hace referencia a un gen aislado y caracterizado requerido para el desarrollo correcto de una planta asi como tambien con mutantes del mismo y con el uso de dichos genes mutantes o del tipo natural para modificar el desarrollo de la planta. Dichos genes se pueden utilizar adicionalmente para imitar o modificar los efectos relacionados con auxina.

Antecedentes de la invencion En aros recientes se ha caracterizado un gran numero de genes que estan implicados en diferentes aspectos de desarrollo de la planta y/o en el establecimiento de patrones celulares que subyacen de los diferentes tejidos de planta y organos. La identificacion de dichos genes se basa usualmente en el aislamiento de plantas Arabidopsis thaliana mutagenizadas que exhiben aberraciones fenotipicas extremas o menos extremas en organos tal como flores, hojas o raices o que exhiben defectos mas tempranos, por ejemplo durante el desarrollo del embrion. Sin ser exhaustivo, los genes implicados en el establecimiento temprano de meristema de flor y la identidad de organo incluyen LEAFY (LFY) , APETALA1 (AP1) y APETALA2 (AP2) . Los genes implicados en las ultimas etapas de patron de identidad de organo de flor incluyen APETALA3 (AP3) , PISTILLATA (PI) y AGAMOUS (AG) . Los genes que controlan el numero de organos de flor incluyen CLAVATA1 (CLV1) , CLAVATA3 (CLV3) , ETTIN (ETT) , PERIANTH (PAN) y TOUSLED (TSL) . TOUSLED tambien regula el tamaro de organo de flor. El meristema de flor e identificacion de organo se basa adicionalmente en el gen de INUSUAL FLORAL ORGANS (UFO) y el tiempo de florecimiento esta regulado mediante por ejemplo los genes CONSTANS (CO) y LUMINIDEPENDENS (LD) . El meristema de inflorescencia se puede mantener en un estado indeterminado mediante por ejemplo el gen de TERMINAL FLOWER 1 (TFL) . Muchos de los genes que desarrollan flor mencionados codifican los factores de transcripcion de por ejemplo la clase secuencia MADS (por ejemplo AG) , la clase ARF (por ejemplo ETT) ; o las proteinas quinasas del receptor tipo repeticion rico en leucina (por ejemplo CLV1 y CLV2) ; o las proteinas quinasas (por ejemplo TSL) (Nemhauser et al. 1998, Sessions et al. 1997 y referencias citadas en ambos; Aukerman et al. 1999, Pnueli et al. 1998) . Se forma inflorescencia con forma de pin, sin envoltura en plantas A. thaliana mutadas en el gen PIN-FORMED1 (PIN1) (Palme and Galweiler 1999) .

El desarrollo del meristema apical de brote (que es la fuente de hoja y primordia de flor) que se basa en por ejemplo WUSCHEL (WUS) mientras que su mantenimiento depende de por ejemplo el gen de factor de transcripcion 30 homeosecuencia similar a KNOTTED SHOOT MERISTEMLESS (STM) y, durante el desarrollo embrionico, en el gen ZWILLE (ZLL) . El tamaro de meristema se regula en el desarrollo temprano mediante por ejemplo el gen PRIMORDIA TIMING (PT) y en etapas posteriores mediante por ejemplo CLV1. El indice de formacion de hoja se aumenta en mutantes clavata. La separacion de organos que emanan del meristema apical de brote y la separacion de organos entre si se basa en por lo menos los genes CUP-SHAPED COTYLEDON (CUC1 y CUC2) y en 35 AINTEGUMENTA (ANT) . El inicio de formacion de organo lateral del meristema apical de brote requiere los genes MGOUN (MGO) . El desarrollo de hoja se controla por un numero de genes que incluyen ARGONAUTE1 (AGO1) , PHABULOSA (PHB) y PHANTASTICA (PHAN) . La formacion de Tricoma de celulas epidermicas de hoja implica por ejemplo genes GLABROUS1 (GL1) , GLABRA2 (GL2) , TRANSPARENT TESTA GLABRA (TTG) , TRIPTYCHON (TRY) y ZWICHEL (ZWI) . El patron de estomas se basa por ejemplo en GL2 y TTG (Benfey et al. 1999, Bowman and

Eshed 2000, Doerner 1999, Langdale 1998, Lenhard and Laux 1999, McSteen and Hake 1998 y referencias citadas en todos) .

El destino de las celulas epidermicas de raiz esta controlado por genes tal como GL2, TTG y CAPRICE (CPC) . El GL2 y TTG reprime la formacion de capilares de raiz mientras que CPC, un factor de transcripcion tipo MYB, es un regulador positivo del destino celular de capilares de raiz.

El establecimiento de la corteza de raiz y la endodermis de raiz de tejido del suelo involucran los genes SCARECROW (SCR) que codifican un regulador transcripcional putativo y el SHORT-ROOT relacionado (SHR) . El SCR y SHR tambien pueden estabilizar la identidad de celula endodermica. El gen MONOPTEROS (MP) se requiere para el inicio de raiz e hipocotilo. Dependiendo de la resistencia del alelo mutante mp faltan ya sea la raiz o la raiz y el hipocotilo. (Benfey 1999, Helariutta et al. 2000, Scheres and Berleth 1998 y referencias citadas alli) .

Se muestra que un locus de gen identificado como HOBBIT (HBT) , esta implicado en la formacion de meristema de raiz (Willemsen et al. 1998) . Los alelos mutantes hbt fuertes resultan en actividad de meristema de raiz deteriorada. Otros defectos en raices de plantula mutante hbt se unen a la falta de establecimiento de columnela e identidades de celulas de caliptra de raiz lateral. Los fenotipos mutantes hbt se pueden rastrear para defectos tempranos en el desarrollo de la region de celulas hipofisiarias embrionicas. Tambien se ha descrito la formacion ectopica de 55 primordia de raiz lateral y las raices laterales en plantula mutante hbt (Willemsen et al. 1998) . De acuerdo con el

ultimo articulo se describe que la produccion de auxina o la percepcion de auxina no son defectuosas de manera general en mutantes hbt, sin embargo, la funcion de gen HBT queda por esclarecer.

Uno de los problemas que destacan la presente invencion es proporcionar el gen HBT aislado y sus funciones junto con aplicaciones particularmente utiles de dicho gen en agricultura, horticultura, y cultivos de tejidos y celulas de planta. Se logra una solucion al proporcionar las realizaciones caracterizadas en las reivindicaciones.

Resumen de la invencion El desarrollo de planta se caracteriza por el control integrado de division celular y procesos de especificacion de identidad celular. El gen Arabidopsis HOBBIT (HBT) parece tener una funcion en el control del ciclo celular y la especificacion del destino celular de los tipos especificos de celula. Esta es la primera vez que se ha demostrado a nivel molecular que un gen de planta conecta la progresion del ciclo celular y la percepcion de serales de patrones.

La presente invencion se relaciona con un metodo para aumentar la produccion de semilla en una planta o para formar mas raices laterales en una planta, comparado con una planta tipo natural, que comprende la expresion ectopica de la proteina cdc27B de planta en celulas, dominios, tejidos u organos de una planta, en donde dicha proteina cdc27B de planta se selecciona del grupo que consiste de:

(a) un polipeptido que comprende la secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9,

(b) un polipeptido con una secuencia como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9, y

(c) un polipeptido con una secuencia que es por lo menos 90 % o 95 % identica a la secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9.

La presente invencion tambien se relaciona con una proteina que regula el desarrollo de la planta aislada que comprende uno de los polipeptidos seleccionados del grupo que consiste de:

(a) un polipeptido con una secuencia como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9, y

(b) un polipeptido con una secuencia que es por lo menos 90 % o 95 % identica a la secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9.

La presente invencion se relaciona adicionalmente con un mutante funcionalmente inactivo de la proteina como se definio anteriormente que comprende una secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 24 a 30 o se codifica por cualquiera de los acidos nucleicos como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 10 a 23.

La presente invencion tambien se relaciona con un acido nucleico aislado que codifica una proteina que regula el desarrollo de la planta o un mutante funcionalmente inactivo del mismo como se definio anteriormente seleccionado del grupo que consiste de:

(a) un acido nucleico que consiste de la secuencia de ADN como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 2 a 3 o 10 a 23, o el complemento del mismo,

(b) un acido nucleico que consiste de las secuencias de ARN que corresponden a cualquiera de las SEQ ID NOs 2 a 3 o 17 a 23, o el complemento del mismo,

(c) un acido nucleico que codifica una proteina que comprende la secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 8, 9, o 24 a 30,

(d) un acido nucleico que se degenera como resultado del codigo genetico... [Seguir leyendo]

1. Un metodo para aumentar la produccion de semilla en una planta o para formar mas raices laterales en una planta, comparado con una planta tipo natural, que comprende la expresion ectopica de la proteina cdc27B de planta en celulas, dominios, tejidos u organos de una planta, en donde dicha proteina cdc27B de planta se selecciona del grupo que consiste de:

(a) un polipeptido que comprende la secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9,

(b) un polipeptido con una secuencia como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9, y

(c) un polipeptido con una secuencia que es por lo menos 90 % o 95 % identica a la secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9.

2. Una proteina que regula el desarrollo de la planta aislada que comprende uno de los polipeptidos seleccionados del grupo que consiste de:

(a) un polipeptido con una secuencia como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9, y

(b) un polipeptido con una secuencia que es por lo menos 90 %, o 95 % identica a la secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9.

3. Un mutante funcionalmente inactivo de la proteina como se define en la reivindicacion 2 que comprende una secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 24 a 30 o se codifica por cualquiera de los acidos nucleicos como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 10 a 23.

4. Un acido nucleico aislado que codifica una proteina que regula el desarrollo de la planta o un mutante funcionalmente inactivo del mismo como se define en las reivindicaciones 2 o 3 seleccionados del grupo que consiste de:

(a) un acido nucleico que consiste de la secuencia de ADN como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 2 a 3 o 10 a 23, o el complemento del mismo,

(b) un acido nucleico que consiste de las secuencias de ARN que corresponden a cualquiera de las SEQ ID NOs 2 a 3 o 17 a 23, o el complemento del mismo,

(c) un acido nucleico que codifica una proteina que comprende la secuencia de aminoacidos como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 8, 9, o 24 a 30,

(d) un acido nucleico que se degenera como resultado del codigo genetico con relacion a una secuencia de nucleotidos que codifica una proteina como se da en cualquiera de la SEQ ID NOs 8, 9 o 24 a 30 o con relacion a una secuencia de acidos nucleicos como se define en (a) a (c) ,

(e) un acido nucleico que codifica una proteina con una secuencia de aminoacidos que es por lo menos 90 % o 95 % identica a la secuencia de aminoacidos como se da en la SEQ ID NO: 8, 9 o 24 a 30, y

(f) un acido nucleico que diverge debido a las diferencias en el uso de codon entre los organismos con relacion a las secuencias de nucleotidos que codifican una proteina como se da en cualquiera de la SEQ ID NO: 8 o 9 o con relacion a una secuencia de acidos nucleicos como se define en (a) a (e) .

5. Un vector que comprende una secuencia de acidos nucleicos de acuerdo con la reivindicacion 4.

º. Un vector de acuerdo con la reivindicacion 5 que es un vector de expresion en donde dicha secuencia de acidos nucleicos se vincula funcionalmente a una o mas secuencias de control que permiten la expresion en celulas anfitrionas procarioticas y/o eucarioticas.

7. Una celula anfitriona que contiene una molecula de acido nucleico de acuerdo con la reivindicacion 4, o que contiene un vector de acuerdo con la reivindicacion 5 o º.

8. La celula anfitriona de acuerdo con la reivindicacion 7, en donde dicha celula anfitriona es una celula bacteriana, de insecto, fungica, de planta o animal.

9. Un metodo para producir un polipeptido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3 que comprende cultivar una celula anfitriona de la reivindicacion 7 u 8 bajo condiciones que permiten la expresion de dicho polipeptido y recuperar dicho polipeptido producido del cultivo.

10. Un anticuerpo que reconoce especificamente una proteina que regula el desarrollo de la planta o un mutante funcionalmente inactivo del mismo como se define en cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3 o que reconoce inmunologicamente partes activas o epitopos especificos del mismo.

11. Un metodo para efectuar la expresion de una proteina que regula el desarrollo de la planta como se define en cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3 que comprende la introduccion de un acido nucleico que codifica un polipeptido de cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3 directamente dentro de una celula, un tejido o un organo de una planta.

12. Un metodo para la produccion de plantas transgenicas, celulas de planta o tejidos de planta que comprende la introduccion de una molecula de acido nucleico de acuerdo con la reivindicacion 4 en un formato que se puede expresar o un vector de acuerdo con la reivindicacion 5 o en dicha planta, celula de planta o tejido de planta.

13. Un metodo para efectuar la expresion de una proteina que regula el desarrollo de la planta como se define en cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3 que comprende la introduccion de un acido nucleico de acuerdo con la reivindicacion 4 vinculado funcionalmente a una o mas secuencias de control o un vector de acuerdo con la reivindicacion 5 o , y en donde dicho acido nucleico se integra establemente dentro del genoma de una celula de planta.

14. El metodo de la reivindicacion 13 que comprende adicionalmente regenerar una planta de dicha celula de planta.

15. Una celula de planta transgenica que comprende una secuencia de acidos nucleicos de acuerdo con la reivindicacion 4, que se vincula funcionalmente a elementos reguladores que permiten la transcripcion y la expresion de dicho acido nucleico en celulas de planta y en donde dicho acido nucleico se integra establemente dentro del genoma de dicha celula de planta.

1º. Una planta transgenica o tejido de planta que comprende una celula de planta transgenica de la reivindicacion 15.

17. Una parte que se puede cosechar o un propagulo de una planta de la reivindicacion 1º en donde en dicha parte que se puede cosechar de dicho propagulo comprende una celula de planta transgenica de la reivindicacion 15.

18. La parte que se puede cosechar de la reivindicacion 17 que se selecciona del grupo que consiste de semillas, hojas, frutos, cultivos de tallo, rizomas, tuberculos y bulbos.

19. La progenie derivada de una planta o partes de planta o propagulos de la reivindicacion 1 o 17, que comprende un acido nucleico de acuerdo con la reivindicacion 4.

FIGURA 1

FIGURA 2 FIGURA 3 FIGURA 4 FIGURA 5 FIGURA ºFIGURA 7 FIGURA 8 FIGURA 9-1 FIGURA 9-2 FIGURA 10-1 FIGURA 10-2 FIGURA 11 FIGURA 12 FIGURA 13-1 FIGURA 13-2

A

FIGURA 15 FIGURA 1 FIGURA 17 FIGURA 18

FIGURA 20