Plantas que tienen un aumento de características relacionadas con el rendimiento y un método para elaboración de las mismas.

Un método para incrementar el vigor temprano, la biomasa, y/o el rendimiento de semilla en plantas cultivadasbajo condiciones no estresadas con relación a plantas que sirven como control,

que comprende incrementar laexpresión en una planta de una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido transportador de amonio(AMT), en donde el polipéptido AMT comprende un dominio que tiene al menos una identidad de secuencia deaminoácidos del 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más con un Dominio Conservado (DC) como el representadopor la SEQ IS NO: 33, y opcionalmente seleccionar las plantas que tienen mayor vigor temprano,

biomasa, y/o rendimiento de semilla,

en donde dicho polipéptido AMT tiene al menos una identidad de secuencia de aminoácidos del 80%, 85%, 90%,95%, 98%, 99% o más con el polipéptido AMT como el representado por la SEQ ID NO: 2.

Plantas que tienen un aumento de características relacionadas con el rendimiento y un método para elaboración de las mismas.

La presente invención se refere en general al campo de la biología molecular y se relaciona con un método para incrementar diferentes características de la planta relacionadas con el rendimiento, mediante el incremento de la expresión en una planta de una secuencia de ácido nucleico que codifca un polipéptido transportador de amonio (AMT) . La presente invención también se relaciona con plantas que tienen una mayor expresión de una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido AMT, en donde dichas plantas tienen más características relacionadas con el rendimiento con respecto a las plantas que sirven de control. La invención también provee construcciones útiles en los métodos de la invención.

La población mundial siempre en crecimiento y la oferta cada vez más escasa de tierras cultivables disponibles para la agricultura impulsan la investigación para lograr una mayor eficiencia de Ia agricultura. Los medios convencionales para la mejora hortícola y de los cultivos utilizan técnicas selectivas de fitomejoramiento para identificar las plantas que tienen rasgos deseables. Sin embargo, dichas técnicas selectivas de fitomejoramiento tiene varias desventajas, a saber, que estas técnicas son típicamente de trabajo intensivo y traen como resultado plantas que contienen a menudo componentes genéticos heterogéneos que no siempre resultan en la transmisión de la característica deseable a partir de las plantas progenitoras. Los avances en biología molecular le han permitido a la humanidad modificar el germoplasma de animales y de plantas. La modificación por ingeniería genética de las plantas supone el aislamiento y manipulación de material genético (típicamente en la forma de ADN o ARN) y la posterior introducción de ese material genético en una planta. Dicha tecnología tiene la capacidad de proporcionar cultivos o plantas que tienen diferentes características económicas, agronómicas u hortícolas mejoradas.

Una característica de particular interés económico es un mayor rendimiento. El rendimiento normalmente se define como la producción medible de valor económico de un cultivo. Esto puede ser definido en términos de cantidad y/o de calidad. El rendimiento depende directamente de varios factores, por ejemplo, de la cantidad y tamaño de los órganos, de la arquitectura de la planta (por ejemplo, la cantidad de ramas) , de la producción de semillas, de Ia senectud de la hoja y más. El desarrollo de la raíz, la captación de nutrientes, la tolerancia al estrés y el vigor inicial también pueden ser factores importantes para determinar el rendimiento. Por lo tanto, la optimización de los factores mencionados puede contribuir al incremento del rendimiento de los cultivos.

El rendimiento de semillas es una característica particularmente importante, ya que las semillas de muchas plantas son importantes para Ia nutrición humana y animal. Cultivos tales como maíz, arroz, trigo, canola y soja dan cuenta de más de la mitad de la ingesta total de calorías por parte de la humanidad, ya sea a través del consumo directo de las semillas en si mismas o a través del consumo de productos alimenticios producidos con semillas procesadas. Son además una fuente de azúcares, aceites y muchas clases de metabolitos utilizados en procesos industriales. Las semillas contienen un embrión (la fuente de nuevos brotes y raíces) y un endospermo (la fuente de nutrientes para el desarrollo del embrión durante la germinación y durante el desarrollo temprano de las plántulas) . El desarrollo de una semilla involucra muchos genes, y requiere de la transferencia de metabolitos a partir de las raíces, hojas y tallos dentro de la semilla en desarrollo. El endospermo, en particular, asimila los precursores metabólicos de carbohidratos, aceites y proteínas y los sintetiza en macromoléculas de almacenamiento para llenar el grano.

La biomasa de la planta es producida por cultivos forrajeros como la alfalfa, el maíz ensilado y el heno. Se han utilizado muchos procedimientos en los cultivos de granos. Los principales entre todos estos son los estimados del tamaño de la planta. El tamaño de la planta puede medirse en muchas formas dependiendo de la especie y de la etapa de desarrollo, pero incluye el peso seco total de la planta, el peso seco por encima del suelo, el peso fresco por encima del suelo, el área foliar, el volumen del tallo, la altura de la planta, el diámetro del rosetón, la longitud de las hojas, la longitud de la raíz, la masa de la raíz, el número de brotes y el número de hojas. Muchas especies mantienen una relación conservadora entre el tamaño de las diferentes partes de la planta en una etapa de desarrollo dada. Estas relaciones alométricas se utilizan para extrapolar a partir de una de estas medidas de tamaño con respecto a otra (por ejemplo, Tittonell et al., 2005, Agric Ecosys & Environ 105: 213) . El tamaño de la planta en una etapa de desarrollo temprano se correlacionará típicamente con el tamaño de la planta posterior en el desarrollo. Una planta más grande con un área foliar más grande puede absorber típicamente más luz y dióxido de carbono que una planta más pequeña y por lo tanto probablemente ganará un mayor peso durante el mismo periodo (Fasoula & Tollenaar, 2005, Maydica 50: 39) . Esto se suma a la continuación potencial de la ventaja microambiental

o genética que Ia planta tenía para obtener el tamaño más grande inicialmente. Existe un componente genético fuerte en el tamaño de la planta y la velocidad de crecimiento (por ejemplo, ter Steege et al., 2005, Plant Physiology

139: 1078) , y de este modo para una gama de genotipos diversos, el tamaño de la planta bajo una condición ambiental probablemente se correlaciona con el tamaño bajo otra (Hittalmani et al., 2003, Theoretical Applied Genetics 107: 679) . De esa forma se utiliza un ambiente estándar como determinante para los ambientes diversos y dinámicos encontrados en diferentes sitios y momentos por los cultivos en el campo. Otra característica importante para muchos cultivos es el vigor inicial. La mejora del vigor inicial es un objetivo importante de los programas modernos de fitomejoramiento de arroz tanto en zonas de cultivo templadas como

tropicales de arroz. Raíces largas son importantes para el anclaje apropiado del suelo en arroz sembrado en agua. Cuando el arroz se siembra directamente en campos inundados, y donde las plantas deben emerger rápidamente a través del agua, los brotes más largos están asociados con el vigor. Donde se practica el cultivo por medio de sembradoras, mesocotilos y coleoptilos más largos son importantes para una buena aparición de las plántulas. La capacidad para modificar por ingeniería genética el vigor inicial en las plantas sería de gran importancia en la agricultura. Por ejemplo, un pobre vigor inicial ha sido una limitación para la introducción de híbridos de maíz (Zea mays L.) con base en el germoplasma del Cinturón de Maíz en el Atlántico Europeo.

El índice de cosecha, Ia relación del rendimiento de semillas con respecto al peso seco por encima del suelo, es relativamente estable bajo muchas condiciones ambientales y de este modo se puede obtener una muy buena correlación entre el tamaño de Ia planta y el rendimiento de granos (por ejemplo, Rebetzke et al., 2002, Crop Science 42: 739) . Estos procesos están intrínsecamente enlazados porque la mayor parte de la biomasa del grano depende de Ia productividad fotosintética presente o almacenada por parte de las hojas y el tallo de Ia planta (Gardener et al., 1985, Physiology of Crop Plants. Iowa State University Press, páginas 68 - 73) . Por lo tanto, la selección del tamaño de la planta, incluso en etapas tempranas de desarrollo, ha sido utilizada como un indicador del rendimiento potencial futuro (por ejemplo, Tittonell et al., 2005, Agric Ecosys & Environ 105: 213) . Cuando se analiza el impacto de las diferencias genéticas sobre tolerancia al estrés, Ia capacidad de estandarizar las propiedades del suelo, la temperatura, la disponibilidad de agua y de nutrientes y la intensidad de la luz es una ventaja intrínseca del invernadero o de los ambientes con cámaras de crecimiento de plantas en comparación con el campo. Sin embargo, las limitaciones artificiales en el rendimiento debido a una pobre polinización provocada por la ausencia de viento o de insectos, o insuficiente espacio para la maduración de la raíz o el desarrollo del dosel, pueden restringir el uso de estos ambientes controlados para analizar las diferencias de rendimiento. Por lo tanto, las mediciones del tamaño de la planta en el desarrollo temprano, bajo condiciones... [Seguir leyendo]

1. Un método para incrementar el vigor temprano, la biomasa, y/o el rendimiento de semilla en plantas cultivadas bajo condiciones no estresadas con relación a plantas que sirven como control, que comprende incrementar la expresión en una planta de una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido transportador de amonio (AMT) , en donde el polipéptido AMT comprende un dominio que tiene al menos una identidad de secuencia de aminoácidos del 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más con un Dominio Conservado (DC) como el representado por la SEQ IS NO: 33, y opcionalmente seleccionar las plantas que tienen mayor vigor temprano, biomasa, y/o rendimiento de semilla, en donde dicho polipéptido AMT tiene al menos una identidad de secuencia de aminoácidos del 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, 99% o más con el polipéptido AMT como el representado por la SEQ ID NO: 2.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido AMT se representa por la secuencia de ácido nucleico SEQ ID NO: 1 o una porción de la misma que es de al menos 1380 o más nucleótidos consecutivos de longitud, o una secuencia capaz de hibridar con la secuencia de ácido nucleico SEQ ID NO: 1.

3. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde dicha mayor expresión se efectúa por una cualquiera o más de: marcación de la activación de ADN-T, TILLING, o recombinación homóloga.

4. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde dicha mayor expresión se efectúa por medio de la introducción y expresión en una planta de una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido AMT.

5. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde dicha secuencia de ácido nucleico está operativamente enlazada a un promotor constitutivo.

6. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde dicha secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido AMT es de Heterokontophyta phylum.

7. El uso de una construcción que comprende:

(a) una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido AMT como se define en la reivindicación 1 o 2 y del orden de Pennales;

(b) una o más secuencias control capaces de dirigir la expresión de la secuencia del ácido nucleico de (a) ; y opcionalmente

(c) una secuencia de terminación de la transcripción en donde dicha secuencia de control es un promotor GOS2 constitutivo de una planta, en un método para elaborar plantas que tienen mayor vigor temprano, biomasa, y/o rendimiento de semilla con relación a plantas que sirven de control.

8. Un método para la producción de plantas transgénicas que tienen mayor vigor temprano, biomasa, y/o rendimiento de semilla con relación a plantas que sirven de control, que comprende:

(i) la introducción y expresión en una planta, parte de una planta, o una célula de una planta, de una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido AMT como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, bajo el control de un promotor constitutivo de una planta; y

(ii) el cultivo de la célula de la planta, parte de la planta, o la planta bajo condiciones no estresadas que promuevan el crecimiento y desarrollo de la planta.

9. El uso de una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido AMT como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 en incrementar el vigor temprano, la biomasa, y/o el rendimiento de semilla en plantas cultivadas bajo condiciones no estresadas.

SEQ ID NO: 1 Secuencia de ácido nucleico de longitud completa Phatr_AMT1 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 2 Secuencia del polipéptido completamente traducido Phatr_AMT1 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 3 Secuencia partcial de ácido nucleico de longitud completa Phatr_AMT1 de Phaeodactylum tricornutum

FIGURA 5

SEQ ID NO: 4 Secuencia parcial del polipéptido Phatr_AMT1 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 5 Secuencia de ácido nucleico Phatr_AMT2 de Phaeodactylum tricornutum

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 6 Secuencia traducida del polipéptido Phatr_AMT2 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 7 Secuencia de ácido nucleico Phatr_AMT3 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 8 Secuencia traducida del polipéptido Phatr_AMT3 de Phaeodactylum tricornutum

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 9 Secuencia de ácido nucleico Phatr_AMT4 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 10 Secuencia traducida de polipéptido Phatr_AMT4 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 11 Secuencia de ácido nucleico Phatr_AMT5 de Phaeodactylum tricornutum

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 12 Secuencia traducida del polipéptido Phatr_AMT5 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 13 Secuencia de ácido nucleico Phatr_AMT6 de Phaeodactylum tricornutum

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 14 Secuencia traducida del polipéptido Phatr_AMT6 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 15 Secuencia de ácido nucleico Phatr_AMT7 de Phaeodactylum tricornutum

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 16 Secuencia traducida del polipéptido Phatr_AMT7 de Phaeodactylum tricornutum

SEQ ID NO: 17 Secuencia de ácido nucleico Cylfu_AMT1 de Cylindrotheca fusiformis FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 18 Secuencia traducida del polipéptido Cylfu_AMT1 de Cylindrotheca fusiformis SEQ ID NO: 19 Secuencia de la variante de ácido nucleico Cylfu_AMT1 de Cylindrotheca fusiformis SEQ ID NO: 20 Secuencia traducida de la variante del polipéptido Cylfu_AMT1 de Cylindrotheca fusiformis

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 21 Secuencia de ácido nucleico Cylfu_AMT2a de Cylindrotheca fusiformis SEQ ID NO: 22 Secuencia traducida del polipéptido Cylfu_AMT2a de Cylindrotheca fusiformis SEQ ID NO: 23 Secuencia de ácido nucleico Thaps_AMT1 de Thalassiosira pseudonana

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 24 Secuencia traducida del polipéptido Thaps_AMT1 de Thalassiosira pseudonana SEQ ID NO: 25 Secuencia de ácido nucleico Thaps_AMT2 de Thalassiosira pseudonana

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 26 Secuencia traducida del polipéptido Thaps_AMT2 de Thalassiosira pseudonana SEQ ID NO: 27 Secuencia de ácido nucleico Thaps_AMT3 de Thalassiosira pseudonana

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 28 Secuencia traducida del polipéptido Thaps_AMT3 de Thalassiosira pseudonana SEQ ID NO: 29 Secuencia de ácido nucleico Thaps_AMT4 de Thalassiosira pseudonana SEQ ID NO: 30 Secuencia traducida del polipéptido Thaps_AMT4 de Thalassiosira pseudonana

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 31 Secuencia de ácido nucleico Thaps_AMT6 de Thalassiosira pseudonana SEQ ID NO: 32 Secuencia traducida del polipéptido Thaps_AMT6 de Thalassiosira pseudonana

SEQ ID NO: 33 Dominio Conservado comprendido dentro de la SEQ ID NO: 2 y dentro de la SEQ ID NO: 4

FIGURA 5 (continuación)

SEQ ID NO: 34 Promotor GOS2 de Or y za sativa SEQ ID NO: 35 Prm09458

SEQ ID NO: 36 Prm09459

FIGURA 5 (continuación)