[发明专利]用于增加植物生物量的方法

说明书

技术领域

本发明包含于生物技术领域中，具体地，包含于植物生物量的产生。因此本发明涉及含有通过两个半胱氨酸之间的二硫键产生的六元环的肽在增加植物生物量中的应用，其具有在木材工业、从可再生资源获得能量、以及农业中的应用。

背景技术

植物和动物中的细胞生长均通过一系列已知为激素或生长因子的细胞外信号调控（Galiha et al.2009,Semi Cell Dev Biol.20:1149-1156），它们通过特定的膜受体起作用（Santnerand Estelle2009,Nature459:1071-1078;De，I et al.2009,Nat Cell Biol11:1166-1173）。这些激素可以在植物内合成或它们可以来源于外界生物体，由根瘤菌产生的可以促进其共生植物生长的因子就是这样（Lugtenberg and Kamilova2009,Annu Rev Microbiol63:541-556）。

已确定了植物中的五组生长因子：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和其衍生物、以及乙烯。事实上，这些物质广泛分布并且可以在所有高等植物中发现。它们的功能特异，在非常低的浓度下表现其活性，调控细胞生长、细胞分裂和分化，以及器官形成、衰老和潜在态（潜伏状态，latency state）。尽管不完全未知，生长因子的结构保守以所述生长因子在植物和动物中均起作用的方式发生是较低频率的。典型的实例是已知为颗粒体蛋白的糖蛋白，该颗粒体蛋白具有从真菌到哺乳动物的代表，并且表现的功能可变，在植物中调节植物生长，或在动物中调控癌症（Bateman and Bennett2009,Bioessays31:1245-1254）。

为了调节植物发育和增加植物生物量，已进行了大量依靠使用化合物（如，例如，专利申请EP0934951A1中描述的）或化肥对其生长进行调控的尝试。专利申请US2010/0016166A1描述了用于增加植物种子和花朵数量的方法，其包括在谷氨酸盐（酯）存在下培养植物。国际专利申请WO2010/001184A1描述了一种组合物，其包含（i）微粒化的天然方解石矿物；（ii）微粒化的沸石；以及（iii）一种或多种用于刺激植物生长和增加作物产量的添加剂。然而，矿物施肥对农业生产具有负面影响，因为高浓度的肥料可能破坏土壤，并且在作物产量方面没有一直获得期望的结果。

近年来，由于基因操作的进展，已开发了用于增加植物生物量的新策略，包括调控控制植物细胞代谢的已确定基因的表达。在该意义下，美国专利申请US2009/0094716A1描述了用于增加植物生物量的方法，包括操作编码具有WD40结构域的6个拷贝的蛋白（FVE）的fve基因的表达。FVE的表达抑制向植物提供了改良的农业性质，具体地，对比对照植物，由该植物产生的生物量产量增加。此外，国际专利申请WO2007/027866描述了将重组DNA用于在控制植物形态、生理和生长中有用的蛋白的表达。所述重组DNA包含植物中的功能性启动子，其共价结合至编码具有Pfam家族蛋白的至少一个结构域的蛋白的核苷酸序列。专利申请WO2009/003429A2描述了用于调控植物中生物量产生的方法，包括改变ckil基因或其直系同源物（orthologs）或同源物的表达。美国专利申请US2010/0037351A1描述了生物量的增加，以及在高渗压力下通过在植物中过表达编码磷脂酶Dε（PLDε）基因的植物产量。然而，包括植物基因操作的方法通常较昂贵并且不容易被社会接受。

国际专利申请WO2004/035798披露了在过表达E2Fa/DPa的转基因植物中上调的或下调的基因的确定，以及其改变植物性状（特性，characteristic）的应用；特别地，披露了SEQ ID:1848蛋白，尽管没有示出其最终用作植物生长因子。

此外，国际专利申请WO2004/035798披露了通常用于产生与相应野生型植物相比具有增加的产量的植物的方法，包括至少增加包括SEQ ID:4659和SEQ ID:4660的蛋白质的组的活性，尽管没有披露所述蛋白质增加植物生物量的能力。

因此，本领域的技术需要对已存在的用于增加生物量以及作物产量的方法开发可替换的没有前述缺点的方法。