[发明专利]具有改良生长特性的植物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及分子生物学领域，并且涉及改良植物生长特性的方法。 更具体的，本发明涉及通过调节编码A型细胞周期蛋白依赖的激酶(CDKA) 的植物核酸在植物中的表达和/或通过调节植物CDKA蛋白质在植物中的 活性来改良植物生长特性的方法，所述CDKA蛋白质包含T161D型突变 或所述CDKA核酸编码这类蛋白质。本发明还涉及具有植物CDKA核酸受 调节的表达和/或植物CDKA蛋白质受调节的活性的植物，所述CDKA蛋 白质包含T161D型突变或所述核酸编码这类蛋白质并且该植物相对于相 应的野生型植物具有改良的生长特性。本发明还提供了带有PSTAIRE基 序和T161D型突变的植物CDK，以及编码这类蛋白质的核酸。

背景技术

不断增加的世界人口和提供的可耕种农田面积的缩小促使研究以增加 农业效率为方向。作物和园艺改良的常规手段利用选育技术来鉴定具有期 望特性的植物。然而，这种选育技术具有若干缺点，即这些技术一般是劳 动密集型的，而且产生通常含有异质遗传成分的植物，其并非总是产生自 亲本植物传递过来的期望性状。分子生物学的发展已经允许人类操作动物 和植物的种质。植物的遗传工程需要分离和操作遗传物质(一般是DNA或 RNA的形式)，随后把该遗传物质引入到植物中。此种技术能够使作物或 植物具有多种改良的经济、农艺或园艺性状。具体的经济利益的性状是产 量。产量通常定义为作物产生的可衡量经济价值。这可以从数量和/或质量 方面定义。作物产量受到植物或作物所经受的特定胁迫的影响。这些胁迫 包括环境(非生物)胁迫(例如反常的高温或低温引起的温度胁迫；营养缺陷 引起的胁迫；缺水(干旱)引起的胁迫)和生物胁迫(其可由其它植物(种子)、 害虫和病原体引起)。不仅可以通过抗击作物或植物所经受的一种或多种胁 迫增加作物产量，还可以通过调节植物固有生长机制来增加作物产量。

植物的固有生长机制以高度有序的事件顺序存在，总称为“细胞周期”。 影响植物细胞周期(使用重组DNA技术或使用非重组手段)并且由此调节 植物的多种生长特性的能力将在例如增强作物、植物育种、产生观赏植物、 树木培植、园艺学、林学、藻类或植物的产生领域中具有多种应用(例如用 作产生例如药物、抗体或疫苗物质的生物反应器，或用于有机废物的生物 转化的生物反应器或在高产量藻类和植物情况下用作燃料)。

细胞周期进程是所有多细胞生物生长和发育的基础并且对于细胞增殖 至关重要。细胞周期的主要组分在酵母、哺乳动物和植物中高度保守。细 胞周期通常被划分为下列顺序的时期：G0-G1-S-G2-M。DNA复制或合成 通常发生在S期(“S”指DNA合成)，在M期发生染色体的有丝分离(“M” 指有丝分裂)，以及介于其间的间期G1(DNA复制之前，此期间内细胞生 长)和G2(DNA复制之后的时期，此期间内细胞为分裂做准备)。在M期 的最后步骤，胞质分裂之后完成细胞分裂。已经退出细胞周期并且成为休 眠的细胞称为处于G0期。可以刺激这一期间的细胞在G1期进入细胞周 期。在G1、G2和G0中的“G”代表“间期”。细胞周期进程的完成使每 个子细胞在细胞分裂期间接受亲本基因组的完整拷贝。