Promotores inducibles por deficiencia de agua.

Un vector de expresión que comprende un promotor inducible por deficiencia de agua que comprendeSEQ ID NO:

6 o una parte funcional del mismo, en el que la parte funcional incluye una función de promotorinducible por deficiencia de agua, en el que dicho promotor o parte funcional del mismo está operativamente ligado ay regula la expresión de un polinucleótido que codifica un polipéptido que confiere elevada tolerancia a condicionesde deficiencia de agua.

Promotores inducibles por deficiencia de agua

ACUERDO DE INVESTIGACIÓN CONJUNTA

La presente invención, en el campo de la genómica funcional y la caracterización de genes de plantas para la mejora de plantas, se hizo por o en nombre de Mendel Biotechnology, Inc. y Monsanto Corporation como resultado de actividades realizadas dentro del alcance de un acuerdo de investigación conjunta vigente en o antes de la fecha en que se hizo la presente invención.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a genómica de plantas y más específicamente se refiere a promotores inducibles por deficiencia de agua que median en la expresión génica durante una respuesta de la planta a deficiencia de agua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el entorno natural, las plantas frecuentemente crecen bajo condiciones desfavorables que incluyen condiciones de deficiencia de agua tales como sequía, una grave forma de baja disponibilidad de agua generalmente caracterizada como un periodo prolongado de deficiencia de agua. La deficiencia de agua, o privación de agua, puede retrasar el crecimiento y desarrollo, reducir la productividad y, en casos extremos, hacer que la planta muera. La baja disponibilidad de agua es un factor importante en la reducción del rendimiento de cultivos en el mundo. Los problemas de las plantas producidas por baja disponibilidad de agua incluyen estreses mecánicos producidos por la retirada de agua celular. La sequía también hace que las plantas se vuelvan más susceptibles a diversas enfermedades (Simpson, ed. (1981) “The Value of Physiological Knowledge of Water Stress in Plants”, en Water Stress on Plants, Praeger, NY, pág. 235-265) .

Se ha mostrado que varios polipéptidos, que incluyen, por ejemplo, factores de transcripción (FT) , mejoran la tolerancia de especies de plantas a condiciones de deficiencia de agua (por ejemplos, véase la publicación nº WO2004076638) . Sin embargo, limitaciones importantes en el uso de diversas proteínas que confieren tolerancia a la deficiencia de agua a especies de cultivo cuando las proteínas se expresan en exceso pueden incluir efectos secundarios negativos asociados a la expresión en exceso constitutiva de estos polipéptidos. Posibles efectos pleiotrópicos tales como tamaño pequeño, crecimiento retrasado, elevada sensibilidad a enfermedades y desarrollo y alteración en el momento del florecimiento son comunes. Se ha propuesto que genes que confieren tolerancia a la deficiencia de agua impongan un coste a la idoneidad y desarrollo global. Para vencer estas limitaciones, los presentes estudios se iniciaron para descubrir y evaluar la utilidad de numerosas secuencias promotoras que responden a condiciones de deficiencia de agua. Estas secuencias promotoras pueden usarse para regular la expresión de proteínas durante periodos de sequía u otras condiciones de deficiencia de agua y, por tanto, pueden usarse para inducir expresión en exceso de polipéptidos que pueden conferir tolerancia a la deficiencia de agua mejorada cuando se necesita sin los efectos de desarrollo o morfológicos adversos que pueden asociarse a su expresión en exceso constitutiva. Se desarrollaron numerosas plantas transgénicas usando estas secuencias promotoras para regular polipéptidos y las plantas se analizaron para su tolerancia a condiciones de deficiencia de agua. Muchas de estas secuencias promotoras pueden usarse para producir plantas y cultivos comercialmente valiosos, además de los procedimientos para producirlas y usarlas.

Por tanto, la presente invención se refiere a procedimientos y composiciones para producir plantas transgénicas en las que la expresión en exceso inducible por deficiencia de agua de factores de transcripción confiere tolerancia potenciada a la deficiencia de agua con impacto reducido o sin impacto sobre el rendimiento, aspecto, calidad o idoneidad, con respecto a plantas que expresan constitutivamente en exceso los mismos factores de transcripción. Otros aspectos y realizaciones de la invención se describen más adelante y pueden derivarse de las enseñanzas de la presente divulgación en conjunto.

El documento US 2005/097631 se refiere a plantas transgénicas que tienen ADN recombinante que expresa un factor de transcripción G1073. El documento EP 1 209 228 se refiere a la identificación de promotores inducibles por estrés medioambiental. El documento WO 2005/047516 desvela los factores de transcripción G47, G1274 y G1792 y su uso en la producción de plantas transgénicas con rasgos alterados.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a secuencias promotoras que pueden usarse para transformar una planta. Las secuencias promotoras pueden responden a condiciones de deficiencia de agua y pueden usarse para accionar la expresión de una secuencia de polinucleótidos que codifica un polipéptido que puede conferir elevada tolerancia a la deficiencia de agua, que incluye sequía, desecación, deshidratación, o un estrés hiperosmótico relacionado (por ejemplo, congelación o alta concentración de sales) . Por tanto, el polipéptido puede expresarse en un modo inducible por deficiencia de agua. Por consiguiente, la presente invención proporciona un vector de expresión que comprende un promotor inducible por deficiencia de agua que comprende SEQ ID NO: 6 o una parte funcional del mismo, en el que la parte funcional incluye una función de promotor inducible por deficiencia de agua, en el que dicho promotor o parte funcional del mismo está operativamente ligado a y regula la expresión de un polinucleótido que codifica un polipéptido que confiere elevada tolerancia a condiciones de deficiencia de agua. La invención se define adicionalmente en las reivindicaciones adjuntas.

Un promotor inducible por deficiencia de agua de la invención puede comprender una parte funcional del mismo, a condición de que la parte funcional también incluya una función de promotor inducible por deficiencia de agua. La parte funcional del promotor puede tener aproximadamente 50, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 447, 450, 460, 475, 500, 525, 550, 575, 600, 605, 625, 650, 675, 700, 725, 750, 766, 775 ó 776, nucleótidos contiguos de las secuencias de ácidos nucleicos de SEQ ID NO: 6, además de todas las longitudes de nucleótidos contiguos dentro de tales tamaños.

En el presente documento se describen vectores de expresión que pueden comprender una secuencia promotora, que es un promotor inducible por deficiencia de agua que puede comprender cualquiera de SEQ ID NO: 1 a 9, o una parte funcional del mismo, a condición de que la parte funcional también incluya una función de promotor inducible por deficiencia de agua. El promotor comprende un dominio de iniciación de la transcripción que tiene un sitio de unión de ARN polimerasa. El promotor se localiza 5' con respecto a y está operativamente ligado a una secuencia codificante que codifica un polipéptido que confiere a una planta elevada tolerancia a condiciones de deficiencia de agua. Muchos de los vectores de expresión proporcionados como SEQ ID NO: 10 a 54 (cada uno de los cuales comprende un promotor de cualquiera de SEQ ID NO: 1-9, además de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica un polipéptido que confiere elevada tolerancia a la deficiencia de agua) han sido introducido en plantas, y no sólo se ha mostrado que las plantas tienen mayor tolerancia a la deficiencia de agua que una planta de control, sino que las plantas transformadas son frecuentemente de morfología y desarrollo natural o próximo a natural (muchos polipéptidos que contribuyen a tolerancia mejorada a la deficiencia de agua también pueden producir rasgos morfológicos y/o de desarrollo no deseables cuando los polipéptidos se expresan constitutivamente en exceso) .

En el presente documento se describe una célula de planta huésped que comprende un promotor inducible por deficiencia de agua que comprende cualquiera de SEQ ID NO: 1 a 9 o una parte funcional del mismo, en el que la parte funcional incluye una función de promotor.

En el presente documento se describe una planta transgénica que comprende un promotor inducible por deficiencia de agua que comprende cualquiera de SEQ ID NO: 1 a 9 o una parte funcional del mismo, en el que la parte funcional incluye una función de promotor, y semilla transgénica producida por dichas plantas transgénicas.

Procedimientos para producir una planta transgénica que tiene mayor tolerancia a condiciones de deficiencia de agua que una planta de control, o para aumentar la tolerancia de una planta a deficiencia de agua, se describen en el presente documento. Las etapas de procedimiento incluyen la generación de un vector de expresión que comprende una secuencia... [Seguir leyendo]

1. Un vector de expresión que comprende un promotor inducible por deficiencia de agua que comprende SEQ ID NO: 6 o una parte funcional del mismo, en el que la parte funcional incluye una función de promotor inducible por deficiencia de agua, en el que dicho promotor o parte funcional del mismo está operativamente ligado a y regula la expresión de un polinucleótido que codifica un polipéptido que confiere elevada tolerancia a condiciones de deficiencia de agua.

2. El vector de expresión de la Reivindicación 1, en el que polipéptido que confiere elevada tolerancia a condiciones de deficiencia de agua es un factor de transcripción.

3. El vector de expresión de la Reivindicación 2, en el que el factor de transcripción está seleccionado del grupo que consiste en SEQ ID NO: 56, 58, 60, 62 y 64.

4. El vector de expresión de la Reivindicación 1, en el que el vector de expresión comprende cualquiera de SEQ ID NO: 10 a 54.

5. El vector de expresión de la Reivindicación 1, en el que el vector de expresión comprende un sitio de unión de ARN polimerasa localizado 5' con respecto a y operativamente ligado a una secuencia codificante que codifica un polipéptido que confiere elevada tolerancia a condiciones de deficiencia de agua.

6. El vector de expresión de la reivindicación 1, en el que el promotor inducible por agua comprende SEQ ID NO:6.

7. Una célula de planta huésped que comprende un vector de expresión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Una planta transgénica que comprende un vector de expresión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la planta transgénica tiene mayor tolerancia a condiciones de deficiencia de agua que una planta de control.

9. La planta transgénica de la Reivindicación 8, en la que el vector de expresión comprende un polinucleótido recombinante que comprende un sitio de unión de ARN polimerasa localizado 5' con respecto a y operativamente ligado a una secuencia codificante que codifica un polipéptido que confiere elevada tolerancia a condiciones de deficiencia de agua.

10. Una semilla transgénica producida por la planta transgénica de la Reivindicación 8, en la que la semilla transgénica comprende el vector de expresión de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

11. Un procedimiento para la producción de una planta transgénica que tiene mayor tolerancia a condiciones de deficiencia de agua que una planta de control, incluyendo el procedimiento las etapas:

(a) generar un vector de expresión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; y

(b) transformar una planta diana con el vector de expresión para producir la planta transgénica;

en el que cuando el polipéptido se expresa en exceso en la planta transgénica, la planta transgénica tiene mayor tolerancia a condiciones de deficiencia de agua que la planta de control.