CN104651323A - 具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明总体上涉及分子生物学领域并涉及用于增强植物中多种经济重要的产量相关性状的方法。更具体地，本发明涉及用于通过调节植物中编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸表达而增强植物中产量相关性状的方法。本发明还涉及具有编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的受调节表达的植物，所述植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状。本发明也提供迄今未知的编码O-FUT、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1、或bZIP-S、或SPA15样的核酸和包含所述核酸的构建体，它们用于实施本发明的方法。

Description

具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法
本申请是中国专利申请201080061334.X的分案申请，原申请的申请日是2010年11月10日，发明名称是“具有增强的产量相关性状的植物和用于产生该植物的方法”。
本发明总体上涉及分子生物学领域并且涉及用于通过调节植物中编码岩藻糖蛋白O-岩藻糖基转移酶(O-FUT)多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸表达而增强植物中产量相关性状的方法。本发明还涉及具有编码O-FUT多肽的核酸的受调节表达的植物，所述植物相对于对应野生型植物或其他对照植物具有增强的产量相关性状。本发明也提供用于本发明方法中的构建体。
持续增长的世界人口和农业用可耕地供应萎缩刺激了有关增加农业效率的研究。常规的作物及园艺学改良手段利用选择性育种技术以鉴定具有受欢迎特性的植物。然而，此类选择性育种技术具有几个缺陷，即这些技术一般耗费很多劳动并且产生这样的植物，其经常含有异源性遗传组分，其可能不总是导致从亲代植物中传递下去的所希望性状。分子生物学进展已经允许人类改良动物及植物的种质。植物的遗传工程使得可以分离和操作遗传物质(一般处于DNA或RNA形式)并且随后导入该遗传物质至植物中。此类技术具有产生具备多种经济学、农学或园艺学改良性状的作物或植物的能力。
具有特殊经济意义的性状是增加的产量。产量通常定义为来自作物的经济价值的可测量结果。该结果可以就数量和/或品质方面进行定义。产量直接取决于几个因素，例如器官的数目和大小、植物构造(例如枝的数目)、种子产生、叶衰老等。根发育、养分摄入、胁迫耐受性和早期萌发势(earlyvigor)也可以是确定产量的重要因素。优化前述因素因而可以对增加作物产量有贡献。
种子产量是特别重要的性状，因为众多植物的种子对人和动物营养是重要的。作物如谷物、稻、小麦、卡诺拉油菜和大豆占超过一半的人类总热量摄入量，无论通过直接消费种子本身或通过消费基于加工的种子而产生的肉产品。作物也是糖、油及工业加工中所用众多类型代谢物的来源。种子含有胚(新苗和新根的起源)和胚乳(萌发期间及幼苗早期生长期间用于胚生长的营养来源)。种子发育涉及多种基因并且需要代谢物从根、叶和茎转移至正在生长的种子中。胚乳尤其同化糖类、油和蛋白质的代谢前体并且将它们合成为贮藏大分子以灌满籽粒。
众多作物的另一个重要性状是早期萌发势。改进早期萌发势是现代稻育种计划在温带和热带稻品种上的重要目标。长根在水栽稻中对于正确土壤固定是重要的。在将稻直接播种至被淹没田地的情况下，以及在植物必须从水中迅速出苗的情况下，较长的苗与萌发势相关。在实施条播的情况下，较长的中胚轴和胚芽鞘对于幼苗良好出苗是重要的。将早期萌发势人工改造到植物内的能力将在农业中是极其重要的。例如，不良的早期萌发势已经限制了基于谷物带种质(Corn Belt germplasm)的玉米(Zea mayes L.)杂种在欧洲大西洋地区的引种。
又一个重要性状是改进的非生物性胁迫耐受性。非生物性胁迫是世界范围作物损失的主要原因，对于大多数主要作物植物而言降低平均产量超过50％(Wang等人,Planta 218:1-14,2003)。非生物性胁迫可以由干旱、盐度、极端温度、化学毒性和氧化胁迫引起。改善植物对非生物性胁迫耐受性的能力将在世界范围对农民而言是巨大的经济优势并且会允许在不利条件期间及在作物栽培否则是不可能的陆地上栽培作物。
作物产量因而可以通过优化前述因素之一而增加。
取决于最终用途，对某些产量性状的改良可能优先于其它的产量性状。例如对于应用如饲料或木材生产或生物燃料资源而言，增加植物营养体部分可能是希望的，而对于应用如面粉、淀粉或油生产而言，增加种子参数可能是尤其希望的。即便在种子参数当中，某些参数可以更优先于其它参数，这取决于应用。多种机制可以对增加种子产量有贡献，无论其形式为增加的种子大小或是增加的种子数目。
增加植物中产量(种子产量和/或生物量)的一种方法可以是通过调节植物的内在生长机制如细胞周期或参与植物生长或参与防御机制的多种信号传导途径。
现在已经发现，可以通过调节植物中编码岩藻糖蛋白O-岩藻糖基转移酶(O-FUT)多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达而改善植物中的产量相关性状。
背景
植物小遍在蛋白样调节物(SUMO)E3连接酶是Pi饥饿依赖性反应的焦点控制者。所述多肽也是SA和PAD4介导的R基因信号传导所需要的，所述R基因信号传导转而在植物中赋予先天免疫。PIAS/SIZ家族的SUMOE3连接酶促进SUMO与位于蛋白质底物中SUMO共有基序YKXE/D(Y，大的疏水性残基；K，受体赖氨酸；X，任何氨基酸；E/D，谷氨酸或天冬氨酸)内的赖氨酸(K)残基缀合(Jin等人,2008)。
酵母和后生动物中靶蛋白的SUMO修饰形式已经参与先天免疫调节、细胞周期进展和有丝***、DNA修复、染色质稳定性、核质运输、亚细胞核靶向、遍在蛋白化拮抗和转录性调节(Johnson,2004；Gill,2005)。据报道植物中的SUMO化参与生物性和非生物性胁迫应答、开花和发育(Chosed等人,2006；Downes和Vierstra,2005；Kurepa等人,2003；Lee等人,2007；Miura等人,2005,2007；Novatchkova等人,2004；Yoo等人,2006)。
全部生物的生长和发育均取决于基因表达的正确调节。通过转录因子(TF)控制转录起始速率代表了调节基因表达的最重要手段之一。TF可以根据它们在DNA结合结构域和多聚化结构域中一级和/或三级结构相似性分成不同的蛋白质家族。转录因子(TFs)在几乎全部生物学过程中发挥关键作用。在结构上，碱性区/亮氨酸拉链(bZIP)类TF通常借助它们的DNA结合结构域、碱性区和亮氨酸拉链二聚化基序来分类。二聚化可以以同型二聚化或异源二聚化方式发生。bZIP TF二聚化中的常见配偶物是bHLH家族的TF。具有bZIP结构域的蛋白质存在于迄今分析过的全部真核生物中。一些蛋白质，如Jun/Fos或CREB，已经在动物中广泛地研究并且充当理解TF-DNA相互作用、三元复合物形成和TF翻译后修饰的模型(Jakoby等人2002TRENDS in Plant Science第7卷,第3期,106-111)。在植物中，碱性区/亮氨酸拉链基序(bZIP)转录因子调节多个过程，包括病原体防御、光及胁迫信号传导、种子成熟和花发育。拟南芥(Arabidopsis)基因组序列含有多于75个不同bZIP家族成员。使用***发生分析和常见结构域，开花植物的bZIP TF家族已经再划分成13个同源组。在bZIP的组S的拟南芥、稻和毛果杨(black cottonwood)成员中，TF共有两个特征：它们携带一个长亮氨酸拉链(八至九个七残基体)并且由内含子较少的基因编码。
自20世纪90代晚期以来，已经研究了与叶衰老相关的基因，其目的是更好地理解作为叶衰老基础的分子机制。因此鉴定、克隆和表征了来自不同植物源如拟南芥(A.thaliana)、欧洲油菜(B.napus)、番茄、玉米、大麦、甘薯、稻等的类型广泛的衰老相关基因(SAG)。然而，多种其他SAG仍是未知的。克隆和表征了几个SAG基因，包括SPA15基因(Huang,Y.-J.等人(2001)-Cloning and characterization of leaf senescenceup-regulated genes in sweet potato(甘薯中叶衰老上调基因的克隆和表征).Physiolog.Planta,113:384-391)。SPA15的表达模式表明，它在正在衰老的叶中高度特异地表达，并且SPA15蛋白是细胞壁结合蛋白。所述表达不受增强生长的激素如植物生长激素、细胞***素、赤霉素影响，但是受乙烯强烈诱导。(Yap M.N.等人,(2003)-Molecular characterization of anovel senescence-associated gene SPA15induced during leaf senescence insweet-potato(甘薯中叶衰老期间诱导的一种新衰老基因SPA15的分子表征).Plant Molecular Biology 51:471-481)。
概述
1.O-FUT样多肽
出人意料地，现在已经发现，调节编码O-FUT多肽的核酸表达产生了相对于对照植物具有增强的产量相关性状、尤其增加的产量的植物。
根据一个实施方案，提供了用于相对于对照植物改善植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码O-FUT多肽的核酸表达。
2.旁路样多肽
出人意料地，现在已经发现，调节编码BPS多肽的核酸表达产生了相对于对照植物具有增强的产量相关性状、尤其增加的种子产量的植物。
根据一个实施方案，提供了用于相对于对照植物改善植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码BPS多肽的核酸表达。
3.SIZ1样多肽
出人意料地，现在已经发现，调节编码SIZ1多肽的核酸表达产生了相对于对照植物具有增强的产量相关性状、增加的种子产量的植物。
根据一个实施方案，提供了用于相对于对照植物改善植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码SIZ1多肽的核酸表达。
4.bZIP-S样多肽
出人意料地，现在已经发现，调节编码bZIP-S多肽的核酸的表达产生了相对于对照植物具有增强的产量相关性状的植物。
根据一个实施方案，提供了用于相对于对照植物改善植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码bZIP-S多肽的核酸表达。
5.SPA15样多肽
出人意料地，现在已经发现，调节编码SPA15样多肽的核酸表达产生了相对于对照植物具有增强的产量相关性状、尤其增加的种子产量的植物。
根据一个实施方案，提供了用于相对于对照植物改善植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码SPA15样多肽的核酸表达。
定义
多肽/蛋白质
术语“多肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用并且指由肽键连接在一起的任意长度的聚合形式的氨基酸。
多核苷酸/核酸/核酸序列/核苷酸序列
术语“多核苷酸”、“核酸序列”、“核苷酸序列”、“核酸”、“核酸分子”在本文中可互换地使用并且指任意长度的聚合非分支形式的核苷酸：核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸，或这二者的组合。
同源物
蛋白质的“同源物”包括这样的肽、寡肽、多肽、蛋白质和酶，它们非修饰的上述蛋白质具有氨基酸替代、缺失和/或***并且与所述肽、寡肽、多肽、蛋白质及酶来源的非修饰蛋白质具有相似生物学活性和功能活性。
缺失指从蛋白质中移除一个或多个氨基酸。
***指一个或多个氨基酸残基在蛋白质中预定位点内的导入。***可以包含单个或多个氨基酸的氨基端融合和/或羧基端融合以及序列内***。通常，在氨基酸序列内部的***会比氨基端融合或羧基端融合更小，约1-10个残基级别。氨基端或羧基端融合蛋白或融合肽的实例包括如酵母双杂交***中所用转录激活物的结合结构域或激活结构域、噬菌体外壳蛋白、(组氨酸)-6-标签、谷胱甘肽S-转移酶-标签、蛋白A、麦芽糖结合蛋白、二氢叶酸还原酶、Tag·100表位、c-myc表位、-表位、lacZ、CMP(钙调蛋白结合肽)、HA表位、蛋白C表位和VSV表位。
替代指将蛋白质的氨基酸以具有相似特性(如相似疏水性、亲水性、抗原性、形成或破坏α-螺旋结构或β-折叠结构的倾向)的其它氨基酸替换。氨基酸替代一般是单个残基的，不过可以是簇集性的，这取决于置于多肽上的功能性约束条件，并且可以为1到10个氨基酸变动；***通常会是约1-10个氨基酸残基级别。氨基酸替代优选地是保守性氨基酸替代。保守性替代表是本领域熟知的(见例如Creighton(1984)Proteins.W.H.Freemanand Company(编著)和下表1)。
表1：保守性氨基酸替代的实例
残基 保守性置换 残基 保守性置换
Ala Ser Leu Ile；Val
Arg Lys Lys Arg；Gln
Asn Gln；His Met Leu；Ile
Asp Glu Phe Met；Leu；Tyr
Gln Asn Ser Thr；Gly
Cys Ser Thr Ser；Val
Glu Asp Trp Tyr
Gly Pro Tyr Trp；Phe
His Asn；Gln Val Ile；Leu
Ile Leu，Val
氨基酸替代、缺失和/或***可以使用本领域熟知的肽合成技术如固相肽合成法等或通过重组DNA操作而容易地进行。用于操作DNA序列以产生蛋白质的替代、***或缺失变体的方法是本领域熟知的。例如，用于在DNA中的预定位点处产生替代突变的技术是本领域技术人员熟知的并且包括M13诱变法、T7-Gen体外诱变法(USB，Cleveland，OH)、QuickChange位点定向诱变法(Stratagene，San Diego，CA)、PCR介导的位点定向诱变或其他位点定向诱变法。
衍生物
“衍生物”包括这样的肽、寡肽、多肽，其中与天然存在形式的蛋白质(如目的蛋白)的氨基酸序列相比，它们包含以非天然存在的氨基酸残基对氨基酸的替代或者非天然存在的氨基酸残基的添加。蛋白质的“衍生物”也包含这样的肽、寡肽、多肽，其中与所述多肽的天然存在形式的氨基酸序列相比，它们包含天然存在的改变(糖基化、酰化、异戊二烯化、磷酸化、肉豆蔻酰化、硫酸盐化等)的氨基酸残基或非天然改变的氨基酸残基。与从中衍生衍生物的氨基酸序列相比，该衍生物可以也包含与所述氨基酸序列共价或非共价结合的一个或多个非氨基酸替代基或添加物(例如报道分子或其他配体)，如所结合以促进检测该衍生物的报道分子，和相对于天然存在蛋白的氨基酸序列而言，包含非天然存在的氨基酸残基。此外，“衍生物”也包括天然存在形式蛋白质与标签肽如FLAG、HIS6或硫氧还蛋白(对于标签肽的综述，见Terpe,Appl.Microbiol.Biotechnol.60,523-533,2003)的融合物。
直向同源物/旁系同源物
直向同源物和旁系同源物包含用来描述基因祖先关系的进化概念。旁系同源物是相同物种内起源于先祖基因复制的基因；而直向同源物是来自不同生物的起源于物种形成的基因，并且也源自共同的祖先基因。
结构域、基序/共有序列/标签
术语“结构域”指沿进化相关蛋白质的序列比对结果而在特定位置处保守的一组氨基酸。尽管在其他位置处的氨基酸可以在同源物之间不同，然而在特定位置处高度保守的氨基酸指示在蛋白质结构、稳定性或功能方面可能是必需的氨基酸。结构域因通过在蛋白质同源物家族的比对序列中的高保守程度而被鉴定，它们可以用作鉴定物以确定任意的所讨论多肽是否属于先前已鉴定的多肽家族。
术语“基序”或“共有序列”或“标签”指在进化相关蛋白质的序列中的短保守区。基序往往是结构域的高度保守部分，不过也可以仅包括该结构域的部分，或可以位于保守结构域之外(若该基序的全部氨基酸位于定义的结构域之外)。
存在用于鉴定结构域的专业数据库，例如，SMART(Schultz等人,(1998)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95,5857-5864；Letunic等人,(2002)NucleicAcids Res 30,242-244)、InterPro(Mulder等,(2003)Nucl.Acids.Res.31,315-318)、Prosite(Bucher和Bairoch(1994),用于生物分子序列基序的概括特征结构及其在自动化序列解读中的功能(A generalized profile syntaxfor biomolecular sequences motifs and its function in automatic sequenceinterpretation).(在)ISMB-94；第二届分子生物学智能***国际会议文集(Proceedings 2nd International Conference on Intelligent Systems forMolecular Biology).Altman R.,Brutlag D.,Karp P.,Lathrop R.,Searls D.编著，第53-61页,AAAI Press,Menlo Park；Hulo等，Nucl.Acids.Res.32:D134-D137,(2004))或Pfam(Bateman等，Nucleic Acids Research 30(1):276-280(2002))。一组用于计算机芯片上分析蛋白质序列的工具是在ExPASY蛋白质组服务器上可获得的(瑞士生物信息研究所(Gasteiger等人,ExPASy:用于深入认识和分析蛋白质的蛋白质组服务器(The proteomicsserver for in-depth protein knowledge and analysis),Nucleic Acids Res.31:3784-3788(2003))。也可以使用常规技术如通过序列比对鉴定结构域或基序。
用于比对序列以比较的方法是本领域熟知的，此类方法包括GAP、BESTFIT、BLAST、FASTA和TFASTA。GAP使用Needleman和Wunsch算法((1970)J Mol Biol 48:443-453)以找到使匹配数最大化并使空位数最小化的两个序列的总体(即，覆盖完整序列的)比对。BLAST算法(Altschul等人,(1990)J Mol Biol 215:403-10)计算序列同一性百分数并且开展两个序列之间相似性的统计学分析。用于开展BLAST分析的软件是通过国家生物技术信息中心(NCBI)可公开获得的。同源物可以使用例如ClustalW多重序列比对算法(版本1.83)，以默认配对比对参数和百分数评分方法容易地鉴定。也可以使用MatGAT软件包中的可用方法之一确定相似性和同一性的总体百分数(Campanella等，BMC Bioinformatics.2003年7月10日；4:29.MatGAT:使用蛋白质序列或DNA序列产生相似性/同一性矩阵的一种应用(MatGAT:an application that generates similarity/identity matricesusing protein or DNA sequences))。如对本领域技术人员显而易见，可以进行少许手工编辑以优化保守基序之间的比对。此外，作为使用全长序列鉴定同源物的替代，也可以使用特定的结构域。使用上文提及的程序，使用默认参数，可以确定在完整核酸或氨基酸序列范围或所选结构域或保守基序范围内的序列同一性值。对于局部比对，Smith-Waterman算法是特别有用的(Smith TF,Waterman MS(1981)J.Mol.Biol 147(1)；195-7)。
交互式BLAST
通常，这包括第一BLAST，其中所述的第一BLAST包括将查询序列(例如使用实施例部分的表A中列出的任意序列)针对任意序列数据库，如可公开获得的NCBI数据库进行BLAST。从核苷酸序列开始时，一般使用BLASTN或TBLASTX(使用标准默认值)，并且从蛋白质序列开始时，使用BLASTP或TBLASTN(使用标准默认值)。可以任选地筛选BLAST结果。筛选结果或非筛选结果的全长序列随后针对来自衍生查询序列的生物中的序列进行反向BLAST搜索(第二BLAST)。随后比较第一BLAST和第二BLAST的结果。如果来自第一blast的高阶位命中是来自与衍生该查询序列的物种相同的物种，则鉴定到旁系同源物，随后的反向BLAST理想地产生最高命中当中的所述查询序列；若在第一BLAST中的高阶位命中不是来自与衍生该查询序列的物种相同的物种，则鉴定到直向同源物，并且当反向BLAST时，优选地产生属于最高命中的所述查询序列。
高阶位命中是具有低E-值的那些命中。E-值越低，评分越显著(或换句话说，偶然发现该命中的几率越低)。E-值的计算是本领域熟知的。除了E-值外，比较结果也由同一性百分数评定。同一性百分数指所比较的两个核酸(或多肽)序列之间在特定长度范围内的相同核苷酸(或氨基酸)的数目。在大型家族的情况下，可以使用ClustalW，随后使用邻接树法，以帮助观察相关基因的聚类并鉴定直向同源物和旁系同源物。
杂交
如本文中所定义的术语“杂交”是其中基本上同源的互补核苷酸序列相互复性的过程。杂交过程可以完全在溶液中进行，即两种互补性核酸均处于溶液中。杂交过程也可以在互补性核酸之一固定到基质如磁珠、琼脂糖(Sepharose)珠或任何其他树脂的情况下发生。杂交过程也可以在互补性核酸之一固定至固相支持体如硝酸纤维素膜或尼龙膜上或通过例如照相平版印刷术固定至例如硅酸玻璃支持物(后者称作核酸阵列或微阵列或称作核酸芯片)上的情况下进行。为使杂交发生，通常将核酸分子热变性或化学变性以使双链解链成为两条单链和/或去除来自单链核酸的发夹或其它二级结构。
术语“严格性”指在其中杂交发生的条件。杂交的严格性受条件如温度、盐浓度、离子强度和杂交缓冲液组成的影响。通常，将低严格性条件选择为在确定的离子强度及pH时低于特定序列的热解链温度(Tm)约30℃。中等严格性条件是此时温度低于Tm约20℃并且高严格性条件是此时温度低于Tm约10℃。高严格杂交条件一般用于分离与靶核酸序列具有高序列相似性的杂交序列。然而，核酸可以在序列上偏离并且因遗传密码子的简并性而依旧编码基本上相同的多肽。因而，有时候可能需要中等严格性杂交条件以鉴定此类核酸分子。
Tm是在确定的离子强度和pH时的温度，在所述温度下50％的靶序列在所述温度与完全匹配的探针杂交。Tm取决于溶液条件和探针的碱基组成及长度。例如，较长的序列在较高的温度下特异性杂交。从低于Tm约16℃直至32℃获得最大杂交速率。一价阳离子在杂交溶液中的存在降低两条核酸链之间的静电排斥作用，因而促进杂交分子形成；这种作用对于高达0.4M的钠浓度是明显的(对于更高浓度，这种效应可以忽略)。甲酰胺降低DNA-DNA和DNA-RNA双链体的解链温度，每百分数甲酰胺降低0.6-0.7℃，并且添加50％甲酰胺允许在30-45℃杂交，虽然杂交速率会降低。碱基对错配降低杂交速率及双链体的热稳定性。平均而言并且对于大的探针来说，每％碱基错配Tm下降约1℃。取决于杂交分子的类型，Tm可以使用以下等式计算：
1)DNA-DNA杂交分子(Meinkoth和Wahl,Anal.Biochem.,138:267-284,1984)：
Tm＝81.5℃+16.6xlog10[Na+]a+0.41x％[G/Cb]–500x[Lc]-1–0.61x％甲酰胺
2)DNA-RNA或RNA-RNA杂交分子：
Tm＝79.8+18.5(log10[Na+]a)+0.58(％G/Cb)+11.8(％G/Cb)2-820/Lc
3)寡DNA杂交分子或寡RNAd杂交分子：
对于<20个核苷酸：Tm＝2(ln)
对于20-35个核苷酸：Tm＝22+1.46(ln)
a或对于其他一价阳离子，而仅在0.01-0.4M范围内是精确的。
b仅对于％GC在30％至75％范围内是精确的。
c L＝双链体的长度(以碱基对计)。
dOligo，寡核苷酸；ln，＝引物的有效长度＝2×(G/C数)+(A/T数)。
可以使用众多已知技术的任何一种控制非特异性结合，例如用含有蛋白质的溶液封闭薄膜、添加异源性RNA、异源性DNA及SDS至杂交缓冲液，并且用RNA酶处理。对于非同源性探针，一系列杂交可以通过改变以下条件之一进行：(i)渐进地降低复性温度(例如从68℃至42℃)或(ii)渐进地降低甲酰胺浓度(例如从50％至0％)。技术人员了解杂交期间可以加以改变和将维持或改变严格性条件的多种参数。
除杂交条件之外，杂交特异性一般还取决于杂交后洗涤的功能。为除去因非特异性杂交所致的背景，样品用稀的盐溶液洗涤。此类洗涤的关键因素包括最终洗涤溶液的离子强度和温度：盐浓度越低并且洗涤温度越高，则洗涤的严格性越高。洗涤条件一般在杂交严格性上或低于杂交严格性而进行。阳性杂交产生至少两倍于背景信号的信号。通常，用于核酸杂交分析法或基因扩增检测方法的合适严格性条件如上所述。也可以选择更严格或更不严格的条件。技术人员了解洗涤期间可以加以改变和将维持或改变严格性条件的多种参数。
例如，用于长度大于50个核苷酸的DNA杂交分子的常见高严格性杂交条件包括在65℃于1×SSC中或在42℃于1×SSC和50％甲酰胺中杂交，随后在65℃于0.3×SSC中洗涤。用于长度大于50个核苷酸的DNA杂交分子的中等严格性杂交条件的实例包括在50℃于4×SSC或在40℃于6×SSC和50％甲酰胺中杂交，随后在50℃于2×SSC中洗涤。杂交分子的长度是杂交核酸的预期长度。当序列已知的核酸杂交时，可以通过比对序列并鉴定本文中所述的保守区而确定杂交分子长度。1×SSC是0.15M NaCl和15mM柠檬酸钠；杂交溶液和洗涤溶液可以额外地包含5×Denhardt试剂、0.5-1.0％SDS、100μg/ml变性的片段化鲑精DNA、0.5％焦磷酸钠。
为了定义严格性水平的目的，可以参考Sambrook等(2001)MolecularCloning：a laboratory manual，第3版Cold Spring Harbor LaboratoryPress，CSH，New York或参考Current Protocols in Molecular Biology，John Wiley&Sons，N.Y.(1989和每年更新版)。
剪接变体
如本文中所用的术语“剪接变体”包含其中已经切除、替换、移位或添加所选内含子和/或外显子或其中内含子已经缩短或加长的核酸序列的变体。此类变体将是其中基本上保留了蛋白质的生物学活性的一类变体；这可以通过选择性地保留蛋白质的功能性片段而实现。此类剪接变体可以在自然界中找到或可以人工制造。用于预测和分离此类剪接变体的方法是本领域熟知的(见例如Foissac和Schiex(2005)BMC Bioinformatics.6:25)。
等位变体
等位基因或等位变体是给定基因的备选形式，位于相同染色***置处。等位变体包含单核苷酸多态性(SNP)和小***/缺失多态性(INDEL)。INDEL的尺寸通常小于100bp。SNP和INDEL形成在大部分生物的天然存在性多态性株系中的序列变体的最大集合。
内源基因
本文中对“内源”基因的称谓不仅指如植物中以其天然形式(即不存在任何人类干预情况下)存在的所讨论基因，还指处于分离形式的随后被(再)导入植物(转基因)的相同基因(或基本上同源的核酸/基因)。例如，含有这种转基因的转基因植物可以遇到转基因表达的明显降低和/或内源基因表达的明显降低。分离的基因可以从生物分离，或可以是人造的，例如通过化学合成法。
基因改组/定向进化
基因改组或定向进化的组成为：反复DNA改组，随后适当筛选和/或选择以产生编码具有改良生物学活性的蛋白质的核酸或其部分的变体而组成(Castle等人，(2004)Science 304(5674):1151-4；美国专利5,811,238和6,395,547)。
构建体
额外的调节元件可以包括转录增强子以及翻译增强子。本领域技术人员将知道可能适用于实施本发明的终止子和增强子序列。如定义部分中描述，内含子序列也可以添加至5'非翻译区(UTR)或编码序列中，以提高胞质溶胶中积累的成熟信息的量。其他控制序列(除启动子、增强子、沉默子、内含子序列、3'UTR和/或5'UTR区域之外)还可以是蛋白质和/或RNA稳定化元件。此类序列将是已知的或可以由本领域技术人员容易地获得。
本发明的遗传构建体可以还包括用于特定细胞类型中维持和/或复制所需要的复制起点序列。一个实例是遗传构建体需要作为游离型遗传元件(例如质粒或粘粒分子)在细菌细胞中维持的情况。优选的复制起点包括但不限于f1-ori和colE1。
为检测如本发明方法中所用核酸序列的成功转移和/或选择包含这些核酸的转基因植物，使用标记基因(或报道基因)是有利的。因此，所述遗传构建体可以任选地包含一种选择标记基因。在本文的“定义”部分中更详细地描述选择标记。一旦不再需要所述标记基因时，可以从转基因细胞中移除或切除它们。用于标记移除的技术是本领域已知的，有用的技术在上文定义部分中描述。
调节元件/控制序列/启动子
术语“调节元件”、“控制序列”和“启动子”均在本文中可相互交换地使用并且在广泛含义上意指能够实现与之连接的序列表达的调节性核酸序列。术语“启动子”一般指位于基因转录起点上游并参与识别及结合RNA聚合酶和其他蛋白质，因而指导有效连接的核酸转录的核酸调控序列。前述术语包括从典型的真核基因组基因(包括对于精确转录启动所需的TATA框，具有或没有CCAAT框序列)中衍生的转录调节序列和应答发育性刺激和/或外部刺激或以组织特异性方式而改变基因表达的额外调节元件(即，上游激活序列、增强子和沉默子)。本术语中还包括典型的原核基因的转录调节序列，在此情况下它可以包括-35框序列和/或-10框转录调节序列。术语“调节元件”也包含赋予、激活或增强核酸分子在细胞、组织或器官中表达的合成性融合分子或衍生物。
“植物启动子”包含介导编码序列区段在植物细胞中表达的调节元件。因此，植物启动子不需要是植物来源的，而是可以源自病毒或微生物，例如来自侵袭植物细胞的病毒。“植物启动子”也可以源自植物细胞，例如来自用待于本发明方法中表达并且在本文中描述的核酸序列所转化的植物。这也适用于其他“植物”调节性信号，如“植物”终止子。用于本发明方法中的核苷酸序列的启动子上游可以由一个或多个核苷酸替代、***和/或缺失而受到修饰，但不干扰启动子、可读框(ORF)或3'调节区如终止子或远离ORF的其它3'调节区的功能性或活性。启动子的活性还有可能因修饰该启动子的序列或由更活跃的启动子、甚至来自异源生物的启动子彻底替换该启动子而增加。为在植物中表达，如上所述，核酸分子必须有效连接至或包含合适的启动子，其中所述的启动子在正确时间点上并以所需要的空间表达模式表达基因。
为鉴定功能性等效启动子，候选启动子的启动子强度和/或表达模式可以通过将该启动子与报道基因有效连接并分析该报道基因在植物多种组织的表达水平和模式而进行分析。合适的熟知报道基因包括例如β-葡糖醛酸糖苷酶或β-半乳糖苷酶。启动子活性通过测量β-葡糖醛酸糖苷酶或β-半乳糖苷酶的酶活性进行分析。启动子强度和/或表达模式可以随后与参考启动子(如在本发明方法中使用的一种启动子)的启动子强度和/或表达模式比较。备选地，启动子强度可以使用本领域已知方法如Northern印迹法及放射自显影图的密度计分析法、定量实时PCR或RT-PCR(Heid等，1996Genome Methods 6：986-994)，通过定量mRNA水平或通过将本发明方法中所用核酸的mRNA水平与持家基因(如18S rRNA)的mRNA水平比较进行分析。通常，“弱启动子”意指驱动编码序列在低水平上表达的启动子。“低水平”意指在每个细胞约1/10,000转录物至约1/100,000转录物、至约1/500,0000转录物的水平。相反，“强启动子”驱动编码序列在高水平、或在每个细胞约1/10转录物至约1/100转录物、至约1/1000转录物上表达。通常，“中等强度启动子”意指以下的启动子，其驱动编码序列以低于强启动子的水平、尤其在全部情况以低于受35S CaMV启动子控制时所获得水平的水平表达。
有效地连接的
如本文中所用的术语“有效地连接的”指启动子序列与目的基因之间功能性地连接，以至于启动子序列能够启动目的基因转录。
组成型启动子
“组成型启动子”指在生长和发育的大部分、但不必全部阶段期间和在大部分环境条件下在至少一个细胞、组织或器官内有转录活性的启动子。下表2a给出组成型启动子的实例。
表2a：组成型启动子的实例
遍在启动子
遍在启动子在生物的基本上全部组织或细胞中有活性。
发育调节性启动子
发育调节性启动子在某些发育阶段期间或在经历发育变化的植物的部分中有活性。
诱导型启动子
诱导型启动子在应答化学品(综述见Gatz 1997,Annu.Rev.PlantPhysiol.Plant Mol.Biol.,48:89-108)、环境刺激或物理刺激时具有受诱导或增加的转录启动作用，或可以是“胁迫诱导性的”，即当植物暴露于多种胁迫条件时受到激活，或是“病原体性诱导的”，即当植物暴露于多种病原体时受到激活。
器官特异性/组织特异性启动子
器官特异性或组织特异性启动子是能够优先在某些器官或组织如叶、根、种子组织等内启动转录的启动子。例如，“根特异性启动子”是在植物根中优势地具有转录活性的启动子，在植物的任何其它部分内基本上无活性，尽管在植物的这些其它部分内允许任何泄露表达。能够仅在某些细胞中启动转录的启动子在本文中称作“细胞特异的”。
下表2b中列出根特异性启动子的实例。
表2b：根特异性启动子的实例
种子特异性启动子主要在种子组织中有转录活性，但不必排他性地在种子组织中有转录活性(在泄露表达的情况下)。种子特异性启动子可以在种子发育期间和/或萌发期间有活性。种子特异性启动子可以是胚乳/糊粉/胚特异性的。下表2c至2f中显示种子特异性启动子(胚乳/糊粉/胚特异性)的实例。种子特异性启动子的其他实例在Qing Qu和Takaiwa(PlantBiotechnol.J.2,113-125,2004)中给出，所述文献的公开内容通过引用方式如完整给出那样并入本文。
表2c：种子特异性启动子的实例
表2d：胚乳特异性启动子的实例
表2e：胚特异性启动子的实例
基因来源 参考文献
稻OSH1 Sato等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:8117-8122,1996
KNOX Postma-Haarsma等人,Plant Mol.Biol.39:257-71,1999
PRO0151 WO 2004/070039
PRO0175 WO 2004/070039
PRO005 WO 2004/070039
PRO0095 WO 2004/070039
表2f：糊粉特异性启动子的实例
如本文中所定义的绿色组织特异性启动子是在绿色组织中优势地具有转录活性的启动子，在植物的任何其它部分内基本上无活性，尽管在该植物的这些其他部分内仍允许任何泄露表达。
下表2g中显示可以用来实施本发明方法的绿色组织特异性启动子的实例。
表2g：绿色组织特异性启动子的实例
基因 表达 参考文献
玉米正磷酸二激酶 叶特异性 Fukavama等人,2001
玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 叶特异性 Kausch等人,2001
稻磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 叶特异性 Liu等人,2003
稻核酮糖二磷酸羧化酶-加氧酶小亚基 叶特异性 Nomura等人,2000
稻β扩展蛋白EXBP9 苗特异性 WO 2004/070039
木豆(Pigeonpea)Rubisco小亚基 叶特异性 Panguluri等人,2005
豌豆RBCS3A 叶特异性
组织特异性启动子的另一个实例是分生组织特异性启动子，其在分生组织中优势地具有转录活性，在植物的任何其它部分内基本上无活性，尽管在该植物的这些其他部分中仍允许任意泄露表达。下表2h中显示可以用来实施本发明方法的绿色分生组织特异性启动子的实例。
表2h：分生组织特异性启动子的实例
终止子
术语“终止子”包括这样的控制序列，其是在转录单位末端的DNA序列，发出对初级转录物进行3'加工并多聚腺苷化以及终止转录的信号。终止子可以从天然基因、从多种其他植物基因或从T-DNA衍生。待添加的终止子可以源自例如胭脂碱合酶基因或章鱼碱合酶基因或备选地来自另一种植物基因或较不优选地来自任何其他真核基因。
选择标记(基因)/报道基因
“选择标记”、“选择标记基因”或“报道基因”包括向细胞赋予表型的任何基因，其中在所述的细胞内表达所述基因以促进鉴定和/或选择用本发明的核酸构建体所转染或转化的细胞。这些标记基因能够通过一系列不同原理而鉴定核酸分子的成功转移。合适的标记可以选自赋予抗生素耐药性或除草剂抗性、导入新代谢性状或允许目视选择的标记。选择标记基因的实例包括赋予抗生素耐药性的基因(如使新霉素和卡那霉素磷酸化的nptII或使潮霉素磷酸化的hpt或赋予针对例如博来霉素、链霉素、四环素、氯霉素、氨苄青霉素、庆大霉素、遗传霉素(Geneticin)(G418)、壮观霉素或杀稻瘟素的抗性的基因)、赋予除草剂抗性的基因(例如提供抗性的bar；提供草甘膦抗性的aroA或gox或赋予针对例如咪唑啉酮、膦丝菌素或磺脲类的抗性的基因)或提供代谢性状的基因(如允许植物使用甘露糖作为唯一碳源的manA，或利用木糖的木糖异构酶，或抗营养性标记如2-脱氧葡萄糖抗性)。目视标记基因的表达导致形成颜色(例如β-葡糖醛酸糖苷酶、GUS或β-半乳糖苷酶与其有色底物例如X-Gal)、发光(如萤光素/萤光素酶***)或荧光(绿色荧光蛋白GFP及其衍生物)。这个名单仅代表少数的可能标记物。技术人员熟悉此类标记物。取决于生物和选择方法，优选不同的标记物。
已知当核酸稳定或瞬时地整合至植物细胞时，仅小部分的细胞摄取外来DNA，并且根据需要，将其整合至细胞的基因组中，这取决于所用的表达载体和使用的转染技术。为了鉴定并选择这些整合体，通常将编码选择标记(如上文所述之一)的基因连同目的基因一起导入宿主细胞。这些标记可以在其中这些基因因例如常规方法所致的缺失而无功能的突变体中使用。此外，编码选择标记的核酸分子可以导入宿主细胞中，与在包含编码本发明多肽或本发明方法中所用多肽的序列在同一载体上，或在单独的载体上。已经用导入的核酸稳定转染的细胞可以例如通过选择作用进行鉴定(例如具有整合的选择标记的细胞存活而其他细胞死亡)。
因为一旦已经成功导入了核酸，则转基因宿主细胞中不再需要或不希望有标记基因，尤其抗生素耐药性基因和除草剂抗性基因，因此用于导入核酸的本发明方法有利地使用能够去掉或切除这些标记基因的技术。一种这样的方法称作共转化法。共转化法使用同时用于转化的两种载体，一种载体携带本发明的核酸而第二种载体携带标记基因。高比例的转化体接受，或在植物的情况下，包含(高达40％或更多的转化体)这两种载体。在用农杆菌(Agrobacterium)转化的情况下，转化体通常仅接受载体的一部分，即侧翼有T-DNA的序列，它通常代表表达盒。标记基因随后可以通过进行杂交而从转化的植物中除去。在另一种方法中，整合至转座子的标记基因用来与想要的核酸一起进行转化(称作Ac/Ds技术)。转化体可以与转座酶来源植物杂交，或转化体用引起转座酶表达的核酸构建体瞬时或稳定转化。在一些情况下(大约10％)，转座子在已经成功发生转化时跳出宿主细胞的基因组并丢失。在其他更多情况下，转座子跳至不同的位置。在这些情况下，标记基因必须通过进行杂交而消除。在微生物学中，开发了实现或促进检测这类事件的技术。又一个有利的方法依赖于所谓重组***；此方法的优势在于不必通过杂交消除。该类型的最知名***称作Cre/lox***。Cre1是去除位于loxP序列之间序列的重组酶。如果标记基因整合于loxP序列之间，则一旦转化已经成功发生，通过重组酶的表达去除标记基因。其他重组***是HIN/HIX、FLP/FRT和REP/STB***(Tribble等,J.Biol.Chem.,275,2000:22255-22267；Velmurugan等,J.Cell Biol.,149,2000:553-566)。有可能将本发明的核酸序列以位点特异性方式整合至植物基因组中。这些方法自然也可以适用于微生物如酵母、真菌或细菌。
转基因的/转基因/重组
为本发明目的，“转基因的”、“转基因”或“重组”就核酸序列而言意指包含该核酸序列的表达盒、遗传构建体或载体或用本发明的核酸序列、表达盒或载体转化的生物，这些构建体均通过重组方法产生，其中
(a)编码在本发明方法中有用的蛋白质的核酸序列，或
(b)与本发明核酸序列有效连接的基因控制序列，例如启动子，或
(c)a)和b)
不处于其天然遗传环境中或已经通过重组方法被修饰，修饰有可能采取例如替代、添加、倒位或***一个或多个核苷酸残基的形式。天然遗传环境理解为意指来源植物中的天然基因组基因座或染色体基因座或在基因组文库中存在。在基因组文库的情况下，核酸序列的天然遗传环境优选地得到保留，至少部分地得以保留。该环境分布在该核酸序列的至少一侧并且具有至少50bp，优选至少500bp，特别优选至少1000bp，最优选至少5000bp序列长度。天然存在的表达盒–例如核酸序列的天然启动子与编码本发明方法中所用多肽的对应核酸序列的天然存在的组合，如上文所定义–在这种表达盒通过非天然的合成(“人工”)方法(如诱变处理)而受到修饰时，变成转基因表达盒。合适的方法例如在US 5,565,350或WO 00/15815中描述。
为本发明目的，如上所述，将转基因植物因而理解为意指在本发明方法中使用的核酸不处在所述植物基因组中它们的天然基因座内，所述核酸有可能同源或异源地表达。然而如所提及，转基因还意指尽管本发明核酸或在本发明方法中所用核酸处于植物基因组中该核酸的天然位置内，然而其序列相对于天然序列而言已经受到修饰，和/或所述天然序列的调节序列已经受到修饰。转基因优选地理解为意指本发明核酸在基因组中的非天然基因座内表达，即发生核酸的同源表达或优选异源表达。在本文中提到了优选的转基因植物。
调节
相对于表达或基因表达，术语“调节”意指这样的过程，在所述过程中与对照植物相比，表达水平因所述的基因表达而改变，该表达水平可以增加或减少。原初的、未调节的表达可以是任何类型的结构性RNA(rRNA、tRNA)或mRNA表达，伴随后续翻译。术语“调节活性”应当意指本发明核酸序列或所编码蛋白质的表达的任何变化，其导致增加的植物产量和/或增加的植物生长。
表达
术语“表达”或“基因表达”意指一个特定基因或多个特定基因或特定遗传构建体的转录。术语“表达”或“基因表达”尤其意指某个基因或多个基因或遗传构建体转录成结构性RNA(rRNA、tRNA)或mRNA，所述mRNA随后翻译成或不翻译成蛋白质。该过程包括DNA的转录和所得mRNA产物的加工。
增加的表达/过量表达
如本文中所用的术语“增加的表达“或“过量表达”意指相对于原有野生型表达水平是额外的任何形式表达。
在本领域内详细记载了用于增加基因或基因产物表达的方法，并且它们包括例如，由适宜启动子驱动的过量表达、使用转录增强子或翻译增强子。可以在非异源形式的多核苷酸的适宜位置(一般是上游)内导入作为启动子或增强子元件的分离核酸，以便上调编码目的多肽的核酸的表达。例如，内源性启动子可以通过突变、缺失和/或替代而在体内改变(见Kmiec，US 5,565,350；Zarling等，WO9322443)，或可以将分离的启动子以相对于本发明基因的正确方向及距离导入植物细胞，以便控制基因表达。
如果需要多肽表达，则通常希望在多核苷酸编码区的3'末端包括多聚腺苷酸化区。多聚腺苷化区可以源自天然基因、来自多种其他植物基因或来自T-DNA。待添加的3'末端序列可以源自例如胭脂碱合酶基因或章鱼碱合酶基因或备选地来自另一种植物基因或较不优选地来自任何其他真核基因。
内含子序列也可以添加至5'非翻译区(UTR)或部分编码性序列的编码序列上，以增加在胞浆内积累的成熟信息的量。已经证实可剪接内含子在植物表达构建体和动物表达构建体中转录单位内的包含在mRNA水平及蛋白质水平上增加基因表达至多达1000倍(Buchman和Berg(1988)Mol.Cell biol.8:4395-4405；Callis等(1987)Gens Dev 1:1183-1200)。基因表达的此类内含子增强作用一般在位于转录单位5'末端附近时最强烈。玉米内含子Adh1-S内含子1、2和6、Bronze-1内含子的用途是本领域已知的。对于一般信息，见：《玉米手册》，第116章，编者Freeling和Walbot，Springer，N.Y.(1994)。
减少的表达
本文中对“减少的表达”或“降低或基本消除”表达的称谓意指内源基因表达和/或多肽水平和/或多肽活性相对于对照植物的减少。与对照植物相比，所述降低或基本上消除以增加的优选顺序是至少10％、20％、30％、40％或50％、60％、70％、80％、85％、90％、或95％、96％、97％、98％、99％或更多降低。
为了降低或基本消除内源基因在植物中的表达，需要核酸序列的足够长度的基本上连续的核苷酸。为了开展基因沉默，这个长度可以是少至20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10个或更少核苷酸，或者这个长度可以多至整个基因(包括5'和/或3'UTR，部分或全体)。基本上连续的核苷酸片段可以从编码目的蛋白的核酸(靶基因)或从能够编码目的蛋白的直向同源物、旁系同源物或同源物的任何核酸衍生。优选地，基本上连续的核苷酸的片段能够与靶基因(有义链或反义链)形成氢键，更优选地，基本上连续的核苷酸片段以增加的优选顺序与靶基因(有义链或反义链)具有50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、100％的序列同一性。编码(功能性)多肽的核酸序列不是本文中所讨论的用于降低或基本消除内源基因表达的多种方法所需的。
表达的这种降低或基本消除可以使用常规工具和技术完成。用于降低或基本消除除内源基因表达的优选方法是在植物中导入并表达这样的遗传构建体，其中核酸(在此情况下是来自目的基因或任何核酸的一段基本上连续的核苷酸序列，其中所述的任何核酸能够编码任何一种目的蛋白的直向同源物、旁系同源物或同源物)克隆至所述的遗传构建体内作为由间隔区(非编码性DNA)隔开的(部分或完全的)反向重复序列。
在这种优选的方法中，使用核酸或其部分(在此情况下是从目的基因或从任何核酸中衍生的一段基本上连续的核苷酸序列，其中所述的任何核酸能够编码目的蛋白的直向同源物、旁系同源物或同源物)的反向重复序列(优选能够形成发夹结构)，通过RNA介导的沉默作用而降低或基本上消除内源基因的表达。将所述反向重复序列克隆于包含控制序列的表达载体中。非编码性DNA核酸序列(间隔序列，例如基质附着区片段(MAR)、内含子、多接头等)位于形成反向重复序列的两个反向核酸之间。在反向重复序列转录后，形成具有(部分或完全)自身互补结构的嵌合RNA。这种双链RNA结构称作发夹RNA(hpRNA)。hpRNA由植物加工为siRNA，其被掺入RNA诱导性沉默复合物(RISC)中。RISC进一步切割mRNA转录物，从而大幅度降低待翻译成多肽的mRNA转录物的数目。对于其他一般细节，见例如Grierson等人(1998)WO 98/53083；Waterhouse等人(1999)WO 99/53050。
本发明方法的实施不依赖在植物中导入并表达其中克隆入所述核酸作为反向重复序列的遗传构建体，而是几种公知“基因沉默”方法的任何一种或多种可以用来实现相同的效果。
用于降低内源基因表达的这样一种方法是RNA介导的基因表达沉默(下调)。在这种情况下，沉默作用由基本上与内源性靶基因相似的双链RNA序列(dsRNA)在植物中触发。这种dsRNA被植物进一步加工成约20至约26个核苷酸，称作短干扰性RNA(siRNA)。siRNA被掺入RNA诱导性沉默复合物(RISC)内，其中所述RISC切割内源性靶基因的mRNA转录物，因而大幅度降低待翻译成多肽的mRNA转录物的数目。优选地，双链RNA序列对应于靶基因。
RNA沉默方法的另一个实例包括以有义方向导入核酸序列或其部分(在此情况下是从目的基因或从任何核酸中衍生的一段基本上连续的核苷酸，其中所述的任何核酸能够编码目的蛋白的直向同源物、旁系同源物或同源物)至植物内。“有义方向”指与其mRNA转录物同源的DNA序列。因而将向植物中导入该核酸序列的至少一个拷贝。这种额外的核酸序列会降低内源基因的表达，产生称作共抑制作用的现象。将核酸序列的几个额外拷贝导入植物时，基因表达的降低将更明显，因为高转录物水平与共抑制作用的触发之间存在正相关。
RNA沉默方法的另一个实例包括使用反义核酸序列。“反义”核酸序列包含与编码蛋白质的“有义”核酸序列互补，即与双链cDNA分子的编码链互补，或与mRNA转录物序列互补的核苷酸序列。反义核酸序列优选地互补于待沉默的内源基因。这种互补性可以位于基因的“编码区”和/或“非编码区”内。术语“编码区”指包含被翻译成氨基酸残基的密码子的核苷酸序列区。术语“非编码区”指分布在编码区侧翼的被转录但不翻译成氨基酸的5'和3'序列(也称作5'和3'非翻译区)。
反义核酸序列可以根据Watson和Crick碱基配对规则设计。反义核酸序列可以与整个核酸序列互补(在此情况下是从目的基因或从任何核酸中衍生的一段基本上连续的核苷酸，其中所述的任何核酸能够编码目的蛋白的直向同源物、旁系同源物或同源物)，不过也可以是仅与核酸序列的一部分(包括mRNA 5'和3'UTR)反义的寡核苷酸。例如，反义寡核苷酸序列可以与围绕编码多肽的mRNA转录物的翻译起点周围的区域互补。合适反义寡核苷酸序列的长度是本领域已知的并且可以从约50、45、40、35、30、25、20、15或10个核苷酸或更少的核苷酸长度开始。本发明的反义核酸序列可以利用本领域已知的方法，使用化学合成反应和酶连接反应额构建。例如，反义核酸序列(例如反义寡核苷酸序列)可以使用天然存在的核苷酸或多种修饰的核苷酸化学地合成，其中所述修饰的核苷酸被设计旨在增加分子的生物学稳定性或增加反义核酸序列与有义核酸序列之间所形成双链体的物理稳定性，例如，可以使用硫代磷酸酯衍生物和吖啶取代的核苷酸。可以用来产生反义核酸序列的修饰核苷酸的实例是本领域熟知的。已知的核苷酸修饰包括甲基化、环化和‘加帽’及用类似物(如肌苷)替代一个或多个天然存在的核苷酸。其他的核苷酸修饰是本领域熟知的。
这种反义核酸序列可以使用其中核酸序列已经以反义方向加以亚克隆(即从***的核酸中转录的RNA将与目的靶核酸呈反义方向)的表达载体以生物学方式产生。优选地，反义核酸序列在植物中的产生借助稳定整合的核酸构建体进行，其中所述的核酸构建体包含启动子、有效连接的反义寡核苷酸和终止子。
用于本发明方法中沉默作用的核酸分子(无论向植物中导入或在原位(in situ)产生)与编码多肽的mRNA转录物和/或基因组DNA杂交或结合，以便例如通过抑制转录和/或翻译而抑制蛋白质表达。杂交可以通过形成稳定双链体的常规核苷酸互补性所致，或在结合于DNA双链体的反义核酸序列的情况下，因双螺旋大沟内特异性相互作用所致。反义核酸序列可以通过转化或在特定组织部位直接注射而导入植物。备选地，反义核酸序列可以为了靶向所选择的细胞而受到修饰并且随后***性施用。例如，对于***性施用，反义核酸序列可以被修饰以便它们特异结合表达在所选择的细胞表面上的受体或抗原，例如通过连接反义核酸序列至与细胞表面受体或抗原结合的肽或抗体。反义核酸序列也可以使用本文中所述的载体递送至细胞内。
根据又一个方面，反义核酸序列是α-异头核酸序列。α-异头核酸序列与互补性RNA形成特定双链杂交分子，其中与惯常b-单元相反，所述链相互平行(Gaultier等人(1987)Nucl Ac Res 15:6625-6641)。反义核酸序列也可以包含2'-O-甲基核糖核苷酸(Inoue等人(1987)Nucl Ac Res 15,6131-6148)或嵌合RNA-DNA类似物(Inoue等人(1987)FEBS Lett.215,327-330)。
内源基因表达的降低或基本上消除也可以使用核酶而进行。核酶是具有核糖核酸酶活性的催化性RNA分子，能够切割与其具有互补区域的单链核酸序列，如mRNA。因此，核酶(例如锤头核酶(在Haselhoff和Gerlach(1988)Nature 334,585-591中描述)可以用来催化性切割编码多肽的mRNA转录物，因而大幅度降低待翻译成多肽的mRNA转录物的数目。可以设计对核酸序列具有特异性的核酶(见例如：Cech等人，美国专利号4,987,071；和Cech等人，美国专利号5,116,742)。备选地，与核酸序列相对应的mRNA转录物可以用来从RNA分子的汇集物中选出具有特定核糖核酸酶活性的催化性RNA(Bartel和Szostak(1993)Science 261,1411-1418)。核酶用于植物中基因沉默的用途是本领域已知的(例如Atkins等人(1994)WO 94/00012；Lenne等人(1995)WO 95/03404；Lutziger等人(2000)WO 00/00619；Prinsen等人(1997)WO 97/13865和Scott等人(1997)WO 97/38116)。
基因沉默也可以通过***诱变(例如T-DNA***或转座子***)或通过如Angell和Baulcombe((1999)Plant J.20(3):357-62)、(Amplicon VIGSWO 98/36083)或Baulcombe(WO 99/15682)及其他人描述的策略实现。
如果内源基因中存在突变和/或在随后导入植物的分离的基因/核酸中存在突变，则基因沉默也可以发生。降低或基本上消除可以由无功能的多肽引起。例如，该多肽可以与多种相互作用性蛋白质结合；一个或多个突变和/或截短作用因而可以提供仍能够结合相互作用性蛋白质(如受体蛋白质)但不能表现其正常功能的多肽(如起信号作用的配体)。
基因沉默的又一种方法是靶定与基因调节区(例如启动子和/或增强子)互补的核酸序列以形成阻止基因在靶细胞中转录的三螺旋结构。见Helene,C.,Anticancer Drug Res.6,569-84,1991；Helene等人，Ann.N.Y.Acad.Sci.660,27-361992；和Maher,L.J.Bioassays 14,807-15,1992。
其它方法，如使用针对内源性多肽的抗体以抑制此多肽在植物中的功能，或干扰所述多肽参与的信号途径，对于技术人员将是众所周知的。特别地，可以构思的是人造分子可以用于抑制靶多肽的生物学功能，或用于干扰靶多肽参与其中的信号途径。
备选地，可以建立筛选程序以鉴定在植物群体中基因的天然变体，其中所述的变体编码具有降低活性的多肽。此类天然变体也可以用于例如进行同源重组。
人工和/或天然的微RNA(miRNA)可以用来敲除基因表达和/或mRNA翻译。内源性miRNA是通常19-24个核苷酸长度的单链小RNA。它们的主要功能是调节基因表达和/或mRNA翻译。大多数的植物微RNA(miRNA)与其靶序列具有完全的或接近完全的互补性。然而，存在具有多达5个错配的天然靶。它们由切酶家族的双链特异性RNA酶从具有特征性折回结构的较长的非编码性RNA中加工而来。在加工时，它们通过与RNA诱导性沉默复合物(RISC)的主要成分Argonaute蛋白质结合而掺入该复合体。miRNA充当RISC的特异性成分，因此它们与细胞质中的靶核酸(大多是mRNA)碱基配对。后续的调节事件包括靶mRNA切割和破坏和/或翻译抑制。miRNA过量表达的作用因此往往在靶基因降低的mRNA水平上反映出来。
通常21个核苷酸长度的人工微RNA(amiRNA)可以经基因工程化以特异性地负调节单个或多个目的基因的基因表达。植物微RNA靶选择的决定因素是本领域熟知的。用于靶识别的经验参数已经确定并且可以用来辅助设计特定的amiRNA(Schwab等人，Dev.Cell 8,517-527,2005)。用于设计并且产生amiRNA及其前体的便利工具也是公众可获得的(Schwab等，Plant Cell.18:1121-1133，2006)。
为了最佳性能，用于降低内源基因在植物中表达的基因沉默技术需要使用来自单子叶植物的核酸序列以转化单子叶植物，和使用来自双子叶植物的核酸序列以转化双子叶植物。优选地，将来自任何给定植物物种的核酸序列导入相同的物种内。例如，将来自稻的核酸序列转化至稻植物内。然而，并非绝对要求待导入的核酸序列起源于与该核酸序列将要导入的植物相同的植物物种。只要内源性靶基因与待导入的核酸之间存在相当大的同源性就足够了。
上文描述的是用于降低或基本消除内源基因在植物中表达的多种方法的实例。本领域技术人员会容易地能够调整前述用于沉默的方法以至于例如通过利用合适启动子而实现降低内源基因在整株植物或在其部分中的表达。
转化
如本文中所提及的术语“导入”或“转化”包括外源性多核苷酸转移至宿主细胞内，无论用于转化的方法是什么。能够后续克隆性增殖(无论通过器官发生或胚胎发生)的植物组织可以用本发明的遗传构建体转化并且可以从其再生出完整植物。所选的具体组织根据可用于并且最好适于正在进行转化的具体物种的克隆性增殖***而变化。示例性组织靶包括叶盘、花粉、胚、子叶、下胚轴、大配子体、愈伤组织、现存分生组织(例如顶端分生组织、腋芽和根分生组织)和诱导的分生组织(例如子叶分生组织和下胚轴分生组织)。多核苷酸可以瞬时或稳定地导入宿主细胞并且可以非整合地维持，例如作为质粒。备选地，多核苷酸可以整合至宿主基因组内。产生的转化植物细胞随后可以用来以本领域技术人员已知的方式再生出转化的植物。
外来基因转移至植物基因组内称作转化。植物物种的转化现在是相当常规的技术。有利地，几种转化方法中的任一方法可以用来将目的基因导入合适的祖先细胞。用于从植物组织或植物细胞中转化并再生出植物所述的方法可以用于瞬时转化或用于稳定转化。转化方法包括使用脂质体、电穿孔法、增加游离DNA摄入的化学品、DNA直接注射至植物、粒子枪轰击法、使用病毒或花粉的转化法和显微投射法(microprojection)。转化方法可以选自用于原生质体的钙/聚乙二醇法(Krens，F.A.等人，(1982)Nature296，72-74；Negrutiu I等人(1987)Plant Mol Biol 8：363-373)；原生质体的电穿孔法(Shillito R.D.等人(1985)Bio/Technol 3，1099-1102)；对植物材料的微量注射法(Crossway A等人，(1986)Mol.Gen Genet 202:179-185)；DNA或RNA涂布的粒子轰击法(Klein TM等人，(1987)Nature 327:70)、(非整合性)病毒感染等。转基因植物，包括转基因作物植物，优选地通过农杆菌介导的转化法产生。有利的转化方法是在植物中的转化法。为此目的，例如有可能将农杆菌作用于植物种子或有可能用农杆菌接种植物分生组织。根据本发明，已经证明将转化的农杆菌悬液作用于完整植物或至少作用于花原基是特别有利的。随后继续培育该植物直至获得所处理植物的种子(Clough和Bent，Plant J.(1998)16,35-743)。用于农杆菌介导的稻转化的方法包括用于稻转化的熟知方法，如在以下任一文献中描述的那些方法：欧洲专利申请EP 1198985 A1，Aldemita和Hodges(Planta 199:612-617,1996)；Chan等人(Plant Mol Biol 22(3):491-506,1993),Hiei等人(Plant J6(2):271-282,1994)，其公开内容在本文中引入作为参考，如同完全给出那样。在谷物转化的情况下，优选的方法如Ishida等人(Nat.Biotechnol 14(6):745-50，1996)或Frame等人(Plant Physiol 129(1):13-22，2002)描述，其公开内容在本文中如充分所述那样引入作为参考。所述方法通过举例方式进一步在B.Jenes等，Techniques for Gene，引自：Transgenic Plants，第1卷，Engineering and Utilization，编者S.D.Kung和R.Wu，AcademicPress(1993)128-143和在Potrykus Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Molec.Biol.42(1991)205-225)中描述。待表达的核酸或构建体优选地克隆至适于转化根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的载体，例如pBin19(Bevan等人,Nucl.Acids Res.12(1984)8711)。由这种载体转化的农杆菌随后可以按照已知方式用于转化植物，例如作为模型使用的植物，如拟南芥(拟南芥属于本发明的范围，不视为作物植物)，或作物植物，例如烟草植物，通过在农杆菌溶液中浸泡擦伤的叶或切碎的叶并随后将它们在合适的培养基中培育。植物借助根癌农杆菌的转化例如由和Willmitzer在Nucl.Acid Res.(1988)16，9877中描述，或尤其从F.F.White，用于高等植物中基因转移的载体(Vectors for Gene Transfer in Higher Plants)；引自Transgenic Plants，第1卷，Engineering and Utilization，S.D.Kung和R.Wu编著，Academic Press，1993，第15-38页中获知。
除了转化体细胞(其随后必须再生成完整植物)之外，还有可能转化植物分生组织的细胞及特别地转化发育成配子的那些细胞。在这种情况下，转化的配子遵循天然的植物发育过程，产生转基因植物。因此，例如，将拟南芥种子用农杆菌处理并且从发育植物中获得种子，其中一定比例的所述植物受到转化并且因此是转基因的[Feldman，KA和Marks MD(1987)Mol Gen Genet 208：274-289；Feldmann K(1992)，在：编者C Koncz，N-H Chua和J Shell，Methods in Arabidopsis Research.Word Scientific，Singapore，第274-289页]。替代性方法基于反复去掉花序并使莲座叶丛中心中的切除部位与转化的农杆菌温育，因而转化的种子同样可以在较晚的时间点获得(Chang(1994)Plant J.5:551-558；Katavic(1994)Mol GenGenet,245:363-370)。然而，尤其有效的方法是改良的真空渗入法，如“花浸染”法。在真空浸润拟南芥属植物的情况下，将完整的植物在减压下用农杆菌悬液处理[Bechthold,N(1993).C R Acad Sci Paris Life Sci,316:1194-1199]，而在“花浸染法”的情况下，将正在发育的花组织与表面活性剂处理的农杆菌混悬液短暂孵育[Clough,SJ和Bent,AF(1998)The Plant J.16,735-743]。在两种情况下均收获一定比例的转基因种子，并且这些种子可以通过在如上所述的选择条件下培育而与非转基因种子区分。此外，质体的稳定转化是有利的，因为质体在大部分作物中以母系方式遗传，这降低或消除了转基因经花粉流动的风险。叶绿体基因组的转化一般通过已经在Klaus等人,2004[Nature Biotechnology 22(2),225-229]中示意性展示的方法实现。简而言之，将待转化的序列连同选择标记基因一起克隆至与叶绿体基因组同源的侧翼序列之间。这些同源性侧翼序列指导位点特异性整合至原质体系内。已经对众多不同的植物物种描述了质体转化法，并且综述出自Bock(2001)基础研究和植物生物技术中的转基因质体(Transgenicplastids in basic research and plant biotechnology).J Mol Biol.2001年9月21日；312(3):425-38或Maliga,P(2003)质体转化技术商业化进展(Progresstowards commercialization of plastid transformation technology),TrendsBiotechnol.21,20-28。进一步生物技术进展最近已经以无标记质体转化体的形式作了报道，所述无标记质体转化体可以通过瞬时共整合的标记基因产生(Klaus等人,2004,Nature Biotechnology 22(2),225-229)。
可以借助技术人员熟悉的全部方法再生出基因修饰的植物细胞。合适的方法可以在S.D.Kung和R.Wu,Potrykus或和Willmitzer的上述出版物中找到。
通常，在转化后，对植物细胞或细胞群体选择一个或多个标记的存在，其中所述的标记由连同目的基因一起被共转移的植物可表达基因编码，随后将转化的材料再生成完整植物。为了选出转化的植物，转化中所获得的植物材料原则上经历选择性条件，从而转化的植物可以与未转化的植物区分。例如，按上述方式获得的种子可以种植，并且在初始培育期后，经受喷洒所致的合适选择作用。另一种可能性在于将种子(如果适宜，在消毒后)在使用合适选择剂的琼脂板上培育，从而仅转化的种子可以长成植物。备选地，对转化的植物筛选选择标记(如上文所述的选择标记)的存在。
在DNA转移和再生后，也可以对推定转化的植物，例如使用DNA印迹分析，评价目的基因的存在、拷贝数和/或基因组构造。备选地或额外地，可以使用RNA印迹分析和/或蛋白质印迹分析，监测新导入的DNA的表达水平，这两项技术均是本领域普通技术人员熟知的。
可以通过多种手段繁殖产生的转化植物，如通过克隆性增殖或经典育种技术。例如，第一世代(或T1)转化植物可以自交并且可以选择纯合的第二世代(或T2)转化体，并且随后可以通过经典育种技术进一步繁殖T2植物。产生的转化生物可以采取多种形式。例如，它们可以是转化细胞与非转化细胞的嵌合体；克隆性转化体(例如，经转化以含有表达盒的全部细胞)；转化组织和未转化组织的移植体(例如，在植物中，嫁接至未转化接穗的转化砧木)。
T-DNA激活标签化
T-DNA激活标签化(Hayashi等Science(1992)1350-1353)涉及在目的基因的基因组区域内或基因编码区上游或下游10kb处以如此结构***T-DNA(通常含有启动子(也可以是翻译增强子或内含子))，使得启动子指导被靶定基因的表达。通常，由靶定基因的天然启动子对所述靶定基因表达的调节作用遭到破坏并且该基因处在新导入的启动子控制下。该启动子一般嵌入T-DNA内。这种T-DNA随机地***植物基因组，例如通过农杆菌感染，并且导致在所***T-DNA附近的基因的受调节表达。因靠近所导入启动子的基因的改良表达，产生的转基因植物表现显性表型。
TILLING
“TILLING”是“基因组内定向诱导的局部损伤”的缩写并且指用于产生和/或鉴定核酸的诱变技术，其中所述的核酸编码具有受调节表达和/或活性的蛋白质。TILLING也允许选择携带此类突变变体的植物。这些突变变体可以显示在强度方面或在位置方面或在时间方面改良的表达(例如，如果突变影响启动子)。这些突变变体可以显示比由处于其天然形式的基因所显出活性更高的活性。TILLING将高密度诱变与高通量筛选方法组合。一般在TILLING中遵循的步骤是：(a)EMS诱变(Redei GP和Koncz C(1992)在Methods in Arabidopsis Research,Koncz C,Chua NH,Schell J编著,Singapore,World Scientific Publishing Co,第16-82页；Feldmann等,(1994)引自Meyerowitz EM,Somerville CR编著,Arabidopsis.ColdSpring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY,第137-172页；Lightner J和Caspar T(1998)引自J Martinez-Zapater,J Salinas编著,Methods on Molecular Biology第82卷.Humana Press,Totowa,NJ,第91-104页)；(b)个体的DNA制备和汇集；(c)PCR扩增目的区；(d)变性和复性以允许形成异源双链体；(e)DHPLC,其中将异源双链体是否在汇集物中的存在检测为色谱图中的一个额外峰；(f)鉴定突变个体；和(g)对突变PCR产物测序。用于TILLING的方法是本领域熟知的(McCallum等,(2000)Nat Biotechnol 18:455-457；综述见Stemple(2004)Nat Rev Genet 5(2):145-50)。
同源重组
同源重组允许选择的核酸在基因组中于确定的所选择位置内导入。同源重组是生物科学中常规用于低等生物如酵母或苔藓剑叶藓(Physcomitrella)的标准技术。用于在植物中开展同源重组的方法已经不仅对模式植物(Offringa等,1990EMBO J 9(10)：3077-84)，而且对作物植物例如稻(Terada等人,(2002)Nat Biotech 20(10):1030-4；Iida和Terada(2004)Curr Opin Biotech 15(2):132-8)进行描述，并且存在与靶生物无关而通常适用的方法(Miller等人,Nature Biotechnol.25,778-785,2007)。
产量相关性状
产量相关性状包括以下一项或多项：产量、生物量、种子产量、早期萌发势、绿度指数、增加的生长速率、改善的农艺性状(如改善的水使用效率(WUE)、氮使用效率(NUE)等)。
产量
术语“产量”通常意指经济价值的可测量结果，一般与指定作物、与面积并且与时间段有关。基于其数目、大小和/或重量，个体植物部分直接有助于产量，或实际产量是某种作物和一年的每平方米产量，这通过总产量(包括收获的和评估的产量)除以种植的平方米数而确定。术语植物的“产量”可以涉及营养体生物量(如根和/或苗生物量)，涉及繁殖器官，和/或涉及该植物的繁殖体(如种子)。
以谷物为例，产量增加可以表现为以下一项或多项：每平方米已建立的植物数目增加、每株植物的穗数增加、行数、每行核粒数、核粒重、千核粒重、穗长度/直径的增加、种子充实率(其为充实的种子数除以种子总数并乘以100)增加，及其他。以稻为例，产量增加可以自身表现为以下一项或多项的增加：每平方米植物数、每株植物的花序数、花序长度、每个花序的小穗数、每个花序的花(小花)数、种子充实率(其为充实的种子数除以种子总数并乘以100)增加、千核粒重增加，及其他。在稻中，耐涝性也可以导致增加的产量。
早期萌发势
“早期萌发势”指活跃、健康、充分平衡的生长，尤其是植物生长早期阶段期间，并且可以因植物适应性增加而产生，其原因在于例如植物更好地适应其环境(即优化能源的使用和苗与根之间的分配)。具有早期萌发势的植物也显示增加的幼苗存活和更好的作物建立，这往往导致高度均匀的田块(作物整齐地生长，即大多数植物在基本上相同的时间上达到发育的各阶段)和往往更好及更高的产量。因而，早期萌发势可以通过测量多种因素如千核粒重、萌发百分数、出苗百分数、幼苗生长、幼苗高度、根长度、根及苗生物量和众多其他因素等来确定。
增加的生长速率
增加的生长速率可以专指植物的一个或多个部分(包括种子)，或可以基本上遍及整株植物。具有增加的生长速率的植物可以具备较短的生活周期。植物的生活周期可以意指从干燥成熟种子生长直至植物已经产生与起始材料相似的干燥成熟种子的阶段所需要的时间。这个生活周期可以受诸多因素如萌发速度、早期萌发势、生长速率、绿度指数、开花时间和种子成熟速度影响。生长速率的增加可以在植物生活周期的一个或多个阶段或基本上在植物整个生活周期期间发生。在植物生活周期中的早期阶段间，增加的生长速率可以反映增强的生长势。生长速率的增加可以改变植物的收获周期，从而允许植物更晚播种和/或更早收获，而这本来是不可能的(在开花时间更早情况下，可以获得相似的效果)。如果生长速率充分地增加，则可以允许进一步播种相同植物物种的种子(例如播种并收获稻植物，随后播种并收获其他稻植物，全部稻植物均处于一个常规的生长时期内)。类似地，如果生长速率充分地增加，则可以允许进一步播种不同植物物种的种子(例如播种并收获谷物植物，随后例如播种并任选收获大豆、马铃薯或任何其他合适的植物)。在一些作物植物的情况下，从相同砧木收获额外的次数也可以是可能的。改变植物的收获周期可以导致每平方米一年生物量生产的增加(原因在于可以培育并收获任何具体植物的次数(即在一年中)增加)。生长速率的增加也可以允许转基因植物在比野生型对应物更广泛的地理区域内栽培，因为栽培某作物的地域限制往往由栽种时间(早季)或收获时间(晚季)的不利环境条件决定。如果缩短收获周期，则可以避开这类不利条件。生长速率可以通过从生长曲线推算多项参数来确定，此类参数可以是：T-Mid(植物达到其50％最大尺寸所耗费的时间)和T-90(植物达到其90％最大尺寸所耗费的时间)，以及其他参数。
胁迫抗性
与对照植物相比，无论植物处于非胁迫条件下或无论植物暴露于多种胁迫，均出现产量和/或生长速率的增加。植物一般通过生长得更慢而应答暴露于胁迫。在严重胁迫的情况下，植物甚至可能完全停止生长。另一方面，轻度胁迫在本文中定义为植物所暴露的任何胁迫，其不导致植物完全停止生长，但同时不能恢复生长。与非胁迫条件下的对照植物相比，轻度胁迫在本发明的意义下导致受胁迫植物的生长减少小于40％、35％、30％或25％、更优选地小于20％或15％。由于农业实践(灌溉、施肥、杀虫剂处理)的进步，栽培的作物植物中并不经常遭遇严重胁迫。因此，由轻度胁迫诱导的受损生长对农业而言往往是不受欢迎的特征。轻度胁迫是植物所暴露的常见生物胁迫和/或非生物(环境)胁迫。非生物胁迫可以因干旱或过量的水、缺氧胁迫、盐胁迫、化学毒性、氧化胁迫和热、寒冷或冰冻温度所致。非生物胁迫可以是因水胁迫(尤其因为干旱)、盐胁迫、氧化胁迫或离子胁迫引起的渗透胁迫。生物胁迫一般是由病原体如细菌、病毒、真菌、线虫和昆虫引起的那些胁迫。
特别地，本发明的方法可以在非胁迫条件下或在轻度干旱条件开展以产生相对于对照植物具有提高的产量的植物。如Wang等人(Planta(2003)218:1-14)中所报道，非生物性胁迫导致一系列不利影响植物生长及生产力的形态学、生理学、生物化学和分子变化。干旱、盐度、极端温度和氧化胁迫已知是相互联系的，并且可以通过相似的机制引起生长损害及细胞损害。Rabbani等人(Plant Physiol(2003)133:1755-1767)描述了干旱胁迫与高盐度胁迫之间特别高程度的“交互作用”。例如，干旱和/或盐化作用主要表现为渗透胁迫，从而导致细胞内稳态和离子分布的破坏。氧化胁迫，其经常伴随高温或低温、盐度或干旱胁迫，可以造成功能蛋白和结构蛋白变性。因此，这些多样的环境胁迫常常激活相似的细胞信号传导途径和细胞应答，如产生胁迫蛋白、上调抗氧化物质、积累兼容性溶质和生长抑制。如本文中所用的术语“非胁迫”条件是允许植物最佳生长的那些环境条件。本领域技术人员清楚给定地点的正常土壤条件和气候条件。伴有最佳生长条件(在非胁迫条件下培育)的植物一般以增加的优选顺序产生该植物在给定环境中至少97％、95％、92％、90％、87％、85％、83％、80％、77％或75％的平均产量。平均产量可以基于收获量和/或季节计算。本领域技术人员清楚作物的平均生产产量。
养分缺乏可以因缺少养分如氮、磷酸盐和其他含磷化合物、钾、钙、镁、锰、铁和硼及其他元素所致。
术语“盐胁迫”不限于普通盐(NaCl)，但其可以是NaCl、KCl、LiCl、MgCl2、CaCl2等的任意一种或多种。
增加/改善/增强
术语“增加”、“改善”或“增强”是可互换的并且在本申请的含义下应当指与如本文中定义的对照植物相比至少3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％、优选地至少15％或20％、更优选地25％、30％、35％或40％更多的产量和/或生长。
种子产量
增加的种子产量自身可以表现为以下一个或多个指标：a)种子生物量(种子总重量)增加，这可以基于单粒种子和/或每株植物和/或每平方米；b)增加的每株植物花数目；c)增加的(充实)种子数；d)增加的种子充实率(其表述为充实种子数与种子总数之间的比率)；e)增加的收获指数，其表述为可收获部分(如种子)产量与总生物量的比率；和f)增加的千核粒重(TKW)，这从计数的充实种子数及其总重量中外推出来。增加的TKW可以因增加的种子尺寸和/或种子重量引起，并且也可以因胚尺寸和/或胚乳尺寸增加引起。
种子产量的增加也可以表现为种子尺寸和/或种子体积的增加。此外，种子产量的增加也可以自身表现为种子面积和/或种子长度和/或种子宽度和/或种子周长的增加。提高的产量也可以产生改良的构造，或可以因改良的构造而出现。
绿度指数
如本文中所用的“绿度指数”从植物的数字图像计算。对于属于该图像上植物目标的每个像素，计算绿色值对红色值的比率(以编码颜色的RGB模式)。绿度指数表述为绿色/红色比超过给定阈值的像素的百分数。在正常生长条件下，在盐胁迫生长条件下和在养分可利用性降低的生长条件下，在开花前的最后成像中测量植物的绿度指数。相反，在干旱胁迫生长条件下，在干旱后的首次成像中测量植物的绿度指数。
标记辅助育种
此类育种计划有时需要通过使用例如EMS诱变法对植物进行诱变处理来导入等位变异；备选地，所述计划可以始于一组并非故意造成的所谓“自然”来源性等位变体开始。随后进行等位变体的鉴定，例如通过PCR法。而后是步骤：选择所讨论序列的并且导致产量增加的优异等位变体。一般通过监测含有所讨论序列的不同等位变体的植物的生长性能实施选择。可以在温室中或在田间监测生长性能。其他任选的步骤包括将其中鉴定到优异等位变体的植物与另一株植物杂交。这可能用来例如产生感兴趣的表型特征的组合。
用作(基因作图中)的探针
编码目的蛋白的核酸用于对基因进行遗传和物理作图的用途仅需至少15个核苷酸长度的核酸序列。这些核酸可以用作限制性片段长度多态性(RFLP)标记。限制性消化的植物基因组DNA的DNA印迹物(Sambrook J，Fritsch EF和Maniatis T(1989)Molecular Cloning，A Laboratory Manual)可以用编码目的蛋白的核酸探测。所得的带型随后可以使用计算机程序如MapMaker(Lander等人(1987)Genomics 1：174-181)，进行遗传分析以构建遗传图。此外，所述核酸可以用来探测含有一组个体的限制性核酸内切酶处理的基因组DNA的DNA印迹物，其中所述的一组个体代表确定的遗传杂交的亲本和后代。DNA多态性的分离是明显的并且用来计算编码目的蛋白的核酸在先前使用这个群体所获得的遗传图中的位置(Botstein等人(1980)Am.J.Hum.Genet.32:314-331)。
在Bernatzky和Tanksley(1986)Plant Mol.Biol.Reporter 4:37-41中描述了植物基因来源的探针的产生及其在遗传作图中的用途。许多出版物描述了使用上文概述的方法学或其变型对特定cDNA克隆的遗传作图。例如，F2互交群、回交群、随机交配群、邻近纯合系和其他个体群体可以用于作图。此类方法学是本领域技术人员熟知的。
所述核酸探针也可以用于物理作图(即序列在物理图上的排列；见Hoheisel等人，引自：Non-mammalian Genomic Analyasis：A PracticalGuide,Academic press 1996,第319-346页及其中引用的参考文献)。
在另一个实施方案中，所述核酸探针可以用于直接荧光原位杂交(FISH)作图中(Trask(1991)Trends Genet.7:149-154)。尽管现有的FISH作图法支持大克隆(几个kb至几百个kb；见Laan等人(1995)Genome Res.5:13-20)的使用，然而灵敏度的改善可以允许使用更短探针进行FISH作图。
多种基于核酸扩增的用于遗传作图及物理作图的方法可以使用所述核酸实施。实例包括等位基因特异性扩增法(Kazazian(1989)J.Lab.Clin.Med 11:95-96)、PCR扩增片段的多态性(CAPS；Sheffield等人(1993)Genomics 16:325-332)、等位基因特异性连接(Landegren等人(1988)Science 241:1077-1080)、核苷酸延伸反应(Sokolov(1990)Nucleic Acid Res.18:3671)、放射杂交作图(Walter等人(1997)Nat.Genet.7:22-28)和Happy作图法(Dear和Cook(1989)Nucleic Acid Res.17:6795-6807)。对于这些方法，将核酸的序列用来设计并且产生在扩增反应或在引物延伸反应中所使用的引物对。此类引物的设计是本领域技术人员熟知的。在使用基于PCR的遗传作图方法中，可能需要鉴定在对应于本发明核酸序列的区域内作图交叉的亲本之间的DNA序列差异。然而，对作图法而言，这通常不是必需的。
植物
如本文中所用的术语“植物”包含整株植物、植物的祖先及后代和植物部分，包括种子、枝条、茎、叶、根(包括块茎)、花和组织及器官，其中每个所提及的对象包含目的基因/核酸。术语“植物”也包含植物细胞、悬浮培养物、愈伤组织、胚、分生组织区、配子体、孢子体、花粉和小孢子，同样每个提及的对象包含目的基因/核酸。
在本发明方法中特别有用的植物包括属于植物界(Viridiplantae)超家族、尤其单子叶和双子叶植物的全部植物，包括饲用或饲料豆科植物、观赏植物、粮食作物、树或灌木，其中所述植物选自包含以下物种的名单：槭树属物种(Acer spp.)、猕猴桃属物种(Actinidia spp.)、秋葵属物种(Abelmoschus spp.)、剑麻(Agave sisalana)、冰草属物种(Agropyron spp.)、匍匐剪股颖(Agrostis stolonifera)、葱属物种(Allium spp.)、苋属物种(Amaranthus spp.)、欧洲海滨草(Ammophila arenaria)、凤梨(Ananascomosus)、番荔枝属物种(Annona spp.)、旱芹(Apium graveolens)、蜘蛛兰属物种(Arachis spp.)、木波罗属物种(Artocarpus spp.)、石刁柏(Asparagusofficinalis)、燕麦属物种(Avena spp.)(例如燕麦(Avena sativa)、野燕麦(Avena fatua)、比赞燕麦(Avena byzantina)、野燕麦原变种(Avena fatua var.sativa)、杂种燕麦(Avena hybrida)、阳桃(Averrhoa carambola)、箣竹属(Bambusa sp.)、冬瓜(Benincasa hispida)、巴西栗(Bertholletia excelsea)、甜菜(Beta vulgaris)、芸苔属物种(Brassica spp.)(例如欧洲油菜(Brassicanapus)、芜青物种(Brassica rapa ssp.)[卡诺拉油菜、油菜(oilseed rape)、蔓青(turnip rape)])、Cadaba farinosa、茶(Camellia sinensis)、美人蕉(Cannaindica)、***(Cannabis sativa)、辣椒属物种(Capsicum spp.)、Carex elata、番木瓜(Carica papaya)、大果假虎刺(Carissa macrocarpa)、山核桃属物种(Carya spp.)、红花(Carthamus tinctorius)、栗属物种(Castanea spp.)、美洲木棉(Ceiba pentandra)、苦苣(Cichorium endivia)、樟属物种(Cinnamomum spp.)、西瓜(Citrullus lanatus)、柑桔属物种(Citrus spp.)、椰子属物种(Cocos spp.)、咖啡属物种(Coffea spp.)、芋头(Colocasiaesculenta)、非洲梧桐属物种(Cola spp.)、黄麻属(Corchorus sp.)、芫荽(Coriandrum sativum)、榛属物种(Corylus spp.)、山楂属物种(Crataegusspp.)、番红花(Crocus sativus)、南瓜属物种(Cucurbita spp.)、香瓜属物种(Cucumis spp.)、菜蓟属物种(Cynara spp.)、胡萝卜、山马蝗属物种(Desmodium spp.)、龙眼(Dimocarpus longan)、薯蓣属物种(Dioscoreaspp.)、柿树属物种(Diospyros spp.)、稗属物种(Echinochloa spp.)、油棕属(Elaeis)(例如油棕(Elaeis guineensis)、美洲油棕(Elaeis oleifera))、穇子(Eleusine coracana)、埃塞俄比亚画眉草(Eragrostis tef)、蔗茅属物种(Erianthus sp.)、枇杷(Eriobotrya japonica)、桉属物种(Eucalyptus sp.)、红仔果(Eugenia uniflora)、荞麦属物种(Fagopyrum spp.)、水青冈属物种(Fagus spp.)、苇状羊茅(Festuca arundinacea)、无花果(Ficus carica)、金桔属物种(Fortunella spp.)、草莓属物种(Fragaria spp.)、银杏(Ginkgo biloba)、大豆属(Glycine spp.)(例如大豆(Glycine max)、大豆(Soja hispida)或大豆(Soja max))、陆地棉(Gossypium hirstum)、向日葵属物种(Helianthusspp.)(例如向日葵(Helianthus annuus))、长管萱草(Hemerocallis fulva)、木槿属物种(Hibiscus spp.)、大麦属(Hordeum spp.)(例如大麦(Hordeumvulgare))、甘薯(Ipomoea batatas)、核桃属物种(Juglans spp.)、莴苣(Lactucasativa)、山黧豆属物种(Lathyrus spp.)、兵豆(Lens culinari)、亚麻(Linumusitatissimum)、荔枝(Litchi chinensis)、百脉根属物种(Lotus spp.)、棱角丝瓜(Luffa acutangula)、羽扇豆属物种(Lupinus spp.)、Luzula sylvatica、番茄属物种(Lycopersicon spp.)(例如番茄(Lycopersicon esculentum、Lycopersicon lycopersicum、Lycopersicon pyriforme))、硬皮豆属物种(Macrotyloma spp.)、苹果属物种(Malus spp.)、凹缘金虎尾(Malpighiaemarginata)、牛油果(Mammea americana)、芒果(Mangifera indica)、木薯属物种(Manihot spp.)、人心果(Manilkara zapota)、苜蓿(Medicagosativa)、草木樨属物种(Melilotus spp.)、薄荷属物种(Mentha spp.)、芒(Miscanthus sinensis)、苦瓜属物种(Momordica spp.)、黑桑(Morus nigra)、芭蕉属物种(Musa spp.)、烟草属物种(Nicotiana spp.)、木犀榄属物种(Oleaspp.)、仙人掌属物种(Opuntia spp.)、鸟足豆属物种(Ornithopus spp.)、稻属(Oryza spp.)(例如稻、阔叶稻(Oryza latifolia))、稷(Panicum miliaceum)、柳枝稷(Panicum virgatum)、鸡蛋果(Passiflora edulis)、欧防风(Pastinacasativa)、狼尾草属物种(Pennisetum sp.)、鳄梨属物种(Persea spp.)、欧芹(Petroselinum crispum)、虉草(Phalaris arundinacea)、菜豆属物种(Phaseolus spp.)、猫尾草(Phleum pratense)、刺葵属物种(Phoenix spp.)、南方芦苇(Phragmites australis)、酸浆属物种(Physalis spp.)、松属物种(Pinus spp.)、阿月浑子(Pistacia vera)、豌豆属物种(Pisum spp.)、早熟禾属物种(Poa spp.)、杨属物种(Populus spp.)、牧豆草属物种(Prosopis spp.)、李属物种(Prunus spp.)、番石榴属物种(Psidium spp.)、石榴(Punicagranatum)、西洋梨(Pyrus communis)、栎属物种(Quercus spp.)、萝卜(Raphanus sativus)、波叶大黄(Rheum rhabarbarum)、茶藨子属物种(Ribesspp.)、蓖麻(Ricinus communis)、悬钩子属物种(Rubus spp.)、甘蔗属物种(Saccharum spp.)、柳属物种(Salix sp.)、接骨木属物种(Sambucus spp.)、黑麦(Secale cereale)、胡麻属物种(Sesamum spp.)、白芥属物种(Sinapis sp.)、茄属(Solanum spp.)(例如马铃薯(Solanum tuberosum)、红茄(Solanumintegrifolium)或番茄)、两色蜀黍(Sorghum bicolor)、菠菜属物种(Spinaciaspp.)、蒲桃属物种(Syzygium spp.)、万寿菊属物种(Tagetes spp.)、酸豆(Tamarindus indica)、可可树(Theobroma cacao)、车轴草属物种(Trifoliumspp.)、鸭茅状摩擦禾(Tripsacum dactyloides)、Triticosecale rimpaui、小麦属(Triticum spp.)(例如普通小麦(Triticum aestivum)、硬粒小麦(Triticumdurum)、圆柱小麦(Triticum turgidum)、Triticum hybernum、马卡小麦(Triticum macha)、普通小麦(Triticum sativum)或普通小麦(Triticumvulgare)、小金莲花(Tropaeolum minus)、金莲花(Tropaeolum majus)、越桔属物种(Vaccinium spp.)、野碗豆属物种(Vicia spp.)、豇豆属物种(Vignaspp.)、香堇(Viola odorata)、葡萄属物种(Vitis spp.)、玉蜀黍(Zea mays)、Zizania palustris、枣属物种(Ziziphus spp.)及其他。
对照植物
合适的对照植物的选择是实验设计的例行部分，并且可以包括相应的野生型植物或无目的基因的相应植物。对照植物一般是相同的植物物种或甚至是与待评估植物相同的品种。对照植物也可以是待评估植物的失效合子。失效合子是因分离而丢失转基因的个体。如本文中所用的“对照植物”不仅指完整植物，也指植物部分，包括种子和种子部分。
发明详述
出人意料地，现在已经发现，调节植物中编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达产生了相对于对照植物具有增强的产量相关性状的植物。根据第一实施方案，本发明提供了用于相对于对照植物增强植物中产量相关性状的方法，包括调节植物中编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达和任选地选择具有增强的产量相关性状的植物。
用于调节(优选地，增加)编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达的优选方法是通过在植物中导入和表达编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸。
就O-FUT多肽而言，下文对“本发明方法中有用的蛋白质”的任何谈及意指如本文定义的O-FUT多肽。下文对“本发明方法中有用的核酸”的任何谈及意指能够编码这种O-FUT多肽的核酸。待导入植物(并且因而在实施本发明方法中有用)的核酸是编码现在将加以描述的蛋白质类型的任意核酸，下文也称作“O-FUT核酸”或“O-FUT基因”。
如本文定义的“O-FUT多肽”指包含具有PFAM登录号PF10250或IPR019378名称(较早的IPR004348、DUF246和PF03138)的岩藻糖基转移酶结构域的任何多肽。O-FUT多肽参与寡糖、多糖和复合糖的生物合成。O-FUT多肽属于酶分类号EC 2.4.1.221。
优选地，PF10250结构域以增加的优选顺序与序列SEQ ID NO:22具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性。
优选地，O-FUT多肽以增加的优选顺序与序列SEQ ID NO:2具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性。
额外地或备选地，本发明方法中有用的O-FUT多肽包含一个或多个序列基序，所述序列基序以增加的优选顺序与以下基序1至3的任一个或多个基序具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性：
本文在方括号中所示的氨基酸代表特定位置的备选氨基酸。
基序1：HYIALHLRYEKDM(SEQ ID NO:261)
基序2：IYIVAGEIYGGHSMD(SEQ ID NO:262)
基序3：ALDYNVAVQSDVFVYTYDGNMAKAVQGH(SEQ ID NO:263)
基序1至3一般存在于任何来源的任何O-FUT多肽中。
在本发明的优选的实施方案中，本发明的O-FUT多肽可以包含基序1中的保守精氨酸残基。
在本发明的另一个优选实施方案中，本发明的O-FUT多肽包含基序1中的保守精氨酸残基并且除基序1之外还包含如上文定义的至少基序2或基序3。
在本发明的最优选实施方案中，本发明的O-FUT多肽包含基序1中的保守精氨酸残基并且除基序1之外还包含如上文定义的基序2和基序3。
基序1至3源自用来自Vector NTI(Invitrogen)的AlignX所获得的比对结果。
额外地或备选地，O-FUT蛋白的同源物以增加的优选顺序与SEQ IDNO:2所代表的氨基酸具有至少25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％整体序列同一性，条件是该同源蛋白包含任何一个或多个如上文所概括的保守基序。使用总体比对算法，如程序GAP(GCGWisconsin Package,Accelrys)中的Needleman Wunsch算法，优选地采用默认参数并且优选地采用成熟蛋白质的序列(即不考虑分泌信号或转运肽)，确定整体序列同一性。与整体序列同一性相比，仅考虑保守的结构域或基序时，所述序列同一性通常会更高。优选地，O-FUT多肽中的基序以增加的优选顺序与SEQ ID NO:261至SEQ ID NO:263所代表的基序(基序1至3)中任何一个或多个基序具有至少70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性。
就旁路(BPS)多肽而言，下文对“本发明方法中有用的蛋白质”的任何谈及意指如本文定义的BPS多肽。下文对“本发明方法中有用的核酸”的任何谈及意指能够编码这种BPS多肽的核酸。待导入植物(并且因而在实施本发明方法中有用)的核酸是编码现在将加以描述的蛋白质类型的任意核酸，下文也称作“BPS核酸”或“BPS基因”。
如本文定义的“BPS多肽”指包含单次跨膜结构域和以下三个基序中至少一个基序的任何植物特异性多肽：
基序4：
SWM[KT][LQ]A[MI]ESLC[EA][TI]H[TN]DIKTLIT[DE]LELP(SEQ ID NO:341)
基序5：
D[IL]C[IN]AFSSE[LI][ST]RLNQGHL[LY]L[QK]C[AV]LHNL[DE][SG]SS(SEQ ID NO:342)
基序6：
GKVLM[RQ]A[ML]YGV[KR]V[VQ]TV[FY][IV]CS[VI]FA[AV]AFSGS(SEQ ID NO:343)
优选地，BPS多肽的基序4、5和6以增加的优选顺序与SEQ ID NO:341、342和343(基序4、基序5和基序6)的序列具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性。
基序4、5和6与代表任何植物源BPS多肽中保守蛋白质区域的共有序列相对应。
额外地或备选地，本发明方法中有用的BPS多肽包含一个或多个序列基序，所述序列基序以增加的优选顺序与以下基序7至9的任一个或多个基序具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性：
基序7：SWM[KT][LQ]A[MI]ESLC[EA][TI]H[NT]D[IV]KTLIT[DE]LELPVSDW[DE][ED]KW[IV]DVYLD[IN]SVKL(SEQ ID NO:344)
基序8：SL[ND]LPK[VI]KNSAKGKVLM[RQ]A[ML]YGV[KR]V[QV]TV[FY][IV]CSVFA[AV]A FSGS(SEQ ID NO:345)
基序9：PQ[ED]P[HP]R[PS]F[FL]PFGNPF(SEQ ID NO:346)
基序7、8和9对应于这样的共有序列，其代表如图6所定义的树类、豆目(Fabale)植物、茄目(Solanale)植物、十字花目(Brassicale)植物和其他双子叶植物群(cluster)的BPS多肽中的保守蛋白质区域。
在本发明的优选实施方案中，除如上文定义的基序4、基序5和基序6之外，本发明的BPS多肽还可以包含基序7、8和9，或可以包含基序，所述基序以增加的优选顺序与以下基序10至12中任何一个或多个基序具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性：
基序10：
[VM]PK[EDN]K[SDN][DQ]ILT[LV]SWM[KS][QL]AM[EA]SLC[EQ]TH[KN][NAS]I[KNR]TL[IV]TDL[EQ]LPVSD[WL]E[ED][KN][WF][VI][DY][IV]Y(SEQ ID NO:347)
基序11：
LPK[VK]KNSAKGKVL[ML]RA[LF]YGVKV[KQ]T[LV]YI[CS][SG]VF[AT]AA[FW]S[GD]S[ST][NQK][ND]L[FL][YD][LV][TP][VI][SP][NE][EK](SEQ ID NO:348)
基序12：
[PL]WA[KQP][SVA]F[MT][DE][MLV]Q[NS][TV][VM]N[AGPS]EI[KR][ND][IM][FL][LS]S[DG][GR][LFS]T[VI][LIM]K[ED]LE[AS]V[DE][AS][GS]V[KE][KQ]L[YA][PT][AM][IV]Q[DQE]G[SV](SEQ ID NO:349)
基序10、11和12对应于这样的共有序列，其代表如图6所定义的十字花目植物群的BPS多肽中的保守蛋白质区域。
更优选地，BPS多肽以增加的优选顺序包含至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8或全部9个基序。
使用MEME算法(Bailey和Elkan,第二届分子生物学智能***国际会议文集(Proceedings of the Second International Conference on IntelligentSystems for Molecular Biology)，第28-36页,AAAI Press,Menlo Park,California,1994)推导基序4至12。在MEME基序内部的每个位置，显示以高于0.2的频率存在的残基。方括号内的残基代表备选的残基。
额外地或备选地，BPS蛋白的同源物以增加的优选顺序与SEQ ID NO:268所代表的氨基酸具有至少25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％整体序列同一性，条件是该同源蛋白包含任何一个或多个如上文所概括的保守基序。使用总体比对算法，如程序GAP(GCG WisconsinPackage,Accelrys)中的Needleman Wunsch算法，优选地采用默认参数并且优选地采用成熟蛋白质的序列(即不考虑分泌信号或转运肽)，确定整体序列同一性。与整体序列同一性相比，仅考虑保守的结构域或基序时，所述序列同一性通常会更高。优选地，BPS多肽中的基序以增加的优选顺序与SEQ ID NO:341至SEQ ID NO:349所代表的基序(基序4至12)中任何一个或多个基序具有至少70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性。
就SIZ1多肽而言，下文对“本发明方法中有用的蛋白质”的任何谈及意指如本文定义的SIZ1多肽。下文对“本发明方法中有用的核酸”的任何谈及意指能够编码这种SIZ1多肽的核酸。待导入植物(并且因而在实施本发明方法中有用)的核酸是编码现在将加以描述的蛋白质类型的任意核酸，下文也称作“SIZ1核酸”或“SIZ1基因”。
如本文定义的“SIZ1多肽”指任何小遍在蛋白样调节物(SUMO)E3连接酶，其包含具有PFAM登录号的三个以下结构域中的至少一个结构域：“SAP”结合DNA结构域-PF02037；“PHD锌指结构域”结构域-PF00628和“MIZ SP/RING锌指”结构域-PF02891，它们分别具有34、54和49个氨基酸的平均长度。
优选地，SIZ1多肽的“SAP”结构域以增加的优选顺序与位于SEQ IDNO:354的第11和第45氨基酸之间的序列具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性。
优选地，SIZ1多肽的“PHD锌指结构域”以增加的优选顺序与位于SEQID NO:354的第114和第148氨基酸之间的序列具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性。
优选地，SIZ1多肽的“MIZ SP/RING锌指”结构域以增加的优选顺序与位于SEQ ID NO:354的第359和第408氨基酸之间的序列具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性。
额外地或备选地，本发明方法中有用的SIZ1多肽包含一个或多个序列基序，所述序列基序以增加的优选顺序与以下基序13至15中任一个或多个基序具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性：
基序13：FYCEICRLTRADPF(SEQ ID NO:412)
基序14：FCFGVRLVKRR(SEQ ID NO:413)
基序15：SDIEVVADFFGVNLRCPMSG(SEQ ID NO:414)
基序13至15一般存在于任何来源的任何SIZ1多肽中。
在本发明的另一个优选实施方案中，除如上文定义的基序13、基序14和基序15之外，本发明的SIZ1多肽还可以包含基序16、17和18，或可以包含基序，所述基序以增加的优选顺序与以下基序16至18中任何一个或多个基序具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性：
基序16：RKWQCPICLKN(SEQ ID NO:415)
基序17：VIVLSDSDDEND(SEQ ID NO:416)
基序18：PSLQIFLP(SEQ ID NO:417)
基序16、17和18对应于这样的共有序列，其代表稻(O.sativa)和大麦(H.vulgare)和拟南芥(A.thaliana)所属的II类来源的SIZ1多肽中的保守蛋白质区域。
基序用MEME算法设计(Bailey和Elkan,第二届分子生物学智能***国际会议文集(Proceedings of the Second International Conference onIntelligent Systems for Molecular Biology)，第28-36页,AAAI Press,MenloPark,California,1994)。
额外地或备选地，SIZ1蛋白的同源物以增加的优选顺序与SEQ ID NO:354所代表的氨基酸具有至少25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％整体序列同一性，条件是该同源蛋白包含任何一个或多个如上文所概括的保守基序。使用总体比对算法，如程序GAP(GCG WisconsinPackage,Accelrys)中的Needleman Wunsch算法，优选地采用默认参数并且优选地采用成熟蛋白质的序列(即不考虑分泌信号或转运肽)，确定整体序列同一性。与整体序列同一性相比，仅考虑保守的结构域或基序时，所述序列同一性通常会更高。优选地，SIZ1多肽中的基序以增加的优选顺序与SEQ ID NO:409至SEQ ID NO:414所代表的基序(基序13至18)中任何一个或多个基序具有至少70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性。
就bZIP-S多肽而言，下文对“本发明方法中有用的蛋白质”的任何谈及意指如本文定义的bZIP-S多肽。下文对“本发明方法中有用的核酸”的任何谈及意指能够编码这种bZIP-S多肽的核酸。待导入植物(并且因而在实施本发明方法中有用)的核酸是编码现在将加以描述的蛋白质类型的任意核酸，下文也称作“bZIP-S核酸”或“bZIP-S基因”。
如本文定义的“bZIP-S多肽”指碱性亮氨酸拉链(bZIP)家族的任何转录因子(TF)，其包含碱性亮氨酸拉链结构域(bZIP结构域，Pfam登录号PF0170和InterPro条目IPR011616)和如下文描述的基序19至21中的一个或多个。
bZIP-S TF以一般具有40至80个氨基酸的长保守结构域(bZIP结构域)为特征，所述的长保守结构域包含两个区域：参与TF与其靶DNA结合的碱性区和bZIP-S多聚化(一般是二聚化)所要求的亮氨酸拉链。本发明的优选的bZIP多肽包含bZIP结构域(bZIP结构域，Pfam登录号PF0170和InterPro条目IPR011616)，所述bZIP结构域以增加的优选顺序与表A4的多肽的任意bZIP结构域、优选位于SEQ ID NO:422的第28和第89氨基酸之间的结构域(SEQ ID NO:422中的bZIP结构域)的序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％序列同一性。确定bZIP结构域在多肽中存在的方法是本领域熟知的。本文的实施例部分给出此类方法的进一步细节。
进一步优选的，本发明方法中有用的bZIP-S多肽中的bZIP结构域包含碱性区，所述碱性区以增加的优选顺序与位于SEQ ID NO:422的第33和第43氨基酸之间的序列(具有SMART登录号SM00036的SEQ ID NO:422中的bZIP结构域的碱性区)具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％序列同一性。
另外或备选地，在本发明中有用的bZIP多肽具有这样的序列，其中在构建bZIP转录因子(如拟南芥、毛果杨和稻的那些bZIP转录因子)的进化***树(其在通过引用方式并入本文的Guedes Correa等人PLoS ONE,2008,第3卷，第8期,e2944)的图3上描述)中使用时，所述序列与组S的、优选组SE2的bZIP、最优选地与AtbZIP2(AT2g18160)、AtbZIP11(At4g34590)和AtbZIP14(At1g75390)中的任一个聚类而不与任何其他组或bZIP TF聚类。开展***发生分析和绘制进化***树的方法是本领域熟知的，例如本文中或在Guedes Correa等人2008中所述。
在本发明中有用的bZIP多肽包含以下保守基序中的一个或多个：
基序19：以增加的优选顺序与选自表3a的任何基序、优选地与SEQ IDNO:522(KQKHLDDLAVQLSQLRNENQQILTSVNLTTQ)具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％序列同一性的蛋白质基序；
基序20：以增加的优选顺序与选自表3b的任何基序、优选地与SEQ IDNO:557(VEAENSVLRAQMGELSNRLESLNEIV)具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％序列同一性的蛋白质基序；
基序21：以增加的优选顺序与选自表3c的任何基序、优选地与SEQ IDNO:600(KRMISNRESARRSRM)具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％序列同一性的蛋白质基序；
备选地，基序19至21可以如下定义：
基序19：以增加的优选顺序与表3a的任何基序、优选与SEQ ID NO:522(KQKHLDDLAVQLSQLRNENQQILTSVNLTTQ)代表的基序具有至少15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33个相同氨基酸残基的蛋白质基序，优选地，所述基序具有与表3a的任何基序的序列共有至少15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33个氨基酸的序列；
基序20：以增加的优选顺序与表3b的任何基序、优选与SEQ ID NO:557(VEAENSVLRAQMGELSNRLE SLNEIV)代表的基序具有至少13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26个相同氨基酸残基的蛋白质基序，优选地，所述基序具有与表3b的任何基序的序列共有至少15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26个氨基酸的序列；
基序21：以增加的优选顺序与表3c的任何基序、优选与SEQ ID NO:600(KRMISNRESARRSRM)代表的基序具有至少8、9、10、11、12、13、14、15个相同氨基酸残基的蛋白质基序；
基序19至21的实例在本文的表3a至3c中给出。
使用MEME算法(Bailey和Elkan,第二届分子生物学智能***国际会议文集(Proceedings of the Second International Conference on IntelligentSystems for Molecular Biology)，第28-36页,AAAI Press,Menlo Park,California,1994)可以推导基序19至21。在MEME基序内部的每个位置，显示以高于0.2的频率存在的残基。方括号内的残基代表备选残基。
更优选地，本发明方法中有用的bZIP-S多肽包含选自基序19至21的2个、优选3个基序。
额外地或备选地，bZIP-S蛋白的同源物以增加的优选顺序与表A4的任何多肽的氨基酸、优选地与SEQ ID NO:422所代表的bZIP-S多肽具有至少25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％整体序列同一性，条件是该同源蛋白包含bZIP结构域和任何一个或多个如上文所概括的保守基序。使用总体比对算法，如程序GAP(GCG WisconsinPackage,Accelrys)中的Needleman Wunsch算法，优选地采用默认参数并且优选地采用成熟蛋白质的序列(即不考虑分泌信号或转运肽)，确定整体序列同一性。与整体序列同一性相比，仅考虑保守的结构域或基序时，所述序列同一性通常会更高。
就SPA 15样多肽而言，下文对“本发明方法中有用的蛋白质”的任何谈及意指如本文定义的SPA15样多肽。下文对“本发明方法中有用的核酸”的任何谈及意指能够编码这种SPA15样多肽的核酸。待导入植物(并且因而在实施本发明方法中有用)的核酸是编码现在将加以描述的蛋白质类型的任意核酸，下文也称作“SPA15样核酸”或“SPA15样基因”。
如本文定义的“SPA15样多肽”指任何多肽，其包含靠近C端的具有InterPro登录号IPR016024和超家族登录号SSF48371的Armadillo型折叠结构域和具有超家族登录号SSF46785的“翼螺旋”DNA结合结构域。发现SPA15样多肽与多种细胞类型的植物叶细胞壁结合并且它可以在叶衰老期期间发挥显著作用。
优选地，SPA15样多肽的“翼螺旋”DNA结合结构域以增加的优选顺序与位于SEQ ID NO:634的第37和第106氨基酸之间的序列具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性。
优选地，SPA15样多肽的Armadillo型折叠结构域以增加的优选顺序与位于SEQ ID NO:634的第308和第421氨基酸之间的序列具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性。
额外地或备选地，本发明方法中有用的SPA15样多肽包含一个或多个序列基序，所述序列基序具有允许的1、2、3或4个错配并且以增加的优选顺序与以下基序22至24中任一个或多个基序具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性：
本文在方括号中所示的氨基酸代表特定位置的备选氨基酸。
基序22：
AAD[KQR]HWSDGALEADLR[RL]AD[FS][RV][AV][KR][QR]RAMEDA[LF]MAL[EK]F[VI][KR][ND][IV]HDMM[AV][SN][KR][ML][YQ][KE](SEQ ID NO:691)
基序23：
RA[RC]QDVA[IV]LGS[GE]FLKLDARAR[EK]DT[EK]KID[RHN](SEQ ID NO:692)
基序24：L[SA]EA[DC]GIDY[TN]D[PA]E[EF][LV](SEQ ID NO:693)
基序22至24一般存在于任何植物源的任何SPA15样多肽中。
在另一个优选实施方案中，本发明方法中有用的SPA15样多肽包含一个或多个序列基序，所述序列基序具有允许的1、2、3或4个错配并且以增加的优选顺序与以下基序25至27中任一个或多个基序具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性：
基序25：
EADGIDYTDPEELELLV[AT]TLIDLDAMDGK[SG]S[VA]SLLAECSSSPDVNTR[KQ]AL(SEQ ID NO:694)
基序26:
APSMW[TI]LGNAGMGALQRLA[EQ]DSN[PY]A[IV]A[AR]A(SEQID NO:695)
基序27:
FP[HG]EVS[TA]D[RQ]ITAI[QE][QE]AYW[SD]MA(SEQ ID NO:696)
基序25、26和27对应于这样的共有序列，其代表在甘薯_AF234536和向日葵_TC31796所属的SPA15样多肽分类来源中的保守蛋白质区域，换而言之，基序25、26和27对应于代表SPA15样多肽中保守蛋白质区域的共有序列，其中所述保守蛋白质区域具有将聚类于图16中所描述的SPA样多肽组内的序列。
在最优选的实施方案中，本发明方法中有用的SPA15样多肽包含一个或多个序列基序，所述序列基序具有允许的1、2、3或4个错配并且以增加的优选顺序与以下基序28至30中任一个或多个基序具有至少49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％或更多的序列同一性：
基序28：
DGIDYTDPEELELLV[AT]TLIDLDAMDGK[KSR]S[VA]SL[LI]AECSSSPDVNTRKA LAN(SEQ ID NO:697)
基序29：
PSMW[TI]LGNAGMGALQRLA[QE]D[SP]N[YP]A[VI]A[RA]AA[ST]RAI[ND][EA]L[KT]KQWE[LV]EEGDSLRF(SEQ ID NO:698)
基序30：
[GL][SV][ST]S[PER][AT][NG][ST][TR][SDG][FR]I[TS]LEKNG[NKI][TA][LF][EG][LF]FP[GH]EVS[TSA]D[QR]I[TSY]AIE[EQ]AY[WKQ]SMASA[LF]SEA(SEQ ID NO:699)
基序28、29和30对应于这样的共有序列，其代表在Os_SPA15样和欧洲油菜_TC82749所属的SPA15样多肽分类来源中的保守蛋白质区域，换而言之，基序28、29和30对应于代表SPA15样多肽中保守蛋白质区域的共有序列，其中所述保守蛋白质区域具有将聚类于图16中所描述的SPA样多肽组A内的序列。
可以理解，如本文中提到的基序22、23、24、25、26、27、28、29和30代表了如在表A5中所代表的SPA15样多肽内，尤其在SEQ ID NO:634中存在的基序的共有序列。然而，应当理解如本文定义的基序不限于它们的相应序列，不过它们包含如在任何SPA15样多肽中存在的相应基序。
更优选地，本发明方法中有用的SPA15样多肽以增加的优选顺序包含至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个或全部9个基序。
使用MEME算法(Bailey和Elkan,第二届分子生物学智能***国际会议文集(Proceedings of the Second International Conference on IntelligentSystems for Molecular Biology)，第28-36页,AAAI Press,Menlo Park,California,1994)推导基序22至30。在MEME基序内部的每个位置，显示以高于0.2的频率存在的残基。方括号内的残基代表备选残基。
额外地或备选地，SPA15样蛋白的同源物以增加的优选顺序与SEQ IDNO:634所代表的氨基酸具有至少25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％整体序列同一性，条件是该同源蛋白包含任何一个或多个如上文所概括的保守基序。使用总体比对算法，如程序GAP(GCGWisconsin Package,Accelrys)中的Needleman Wunsch算法，优选地采用默认参数并且优选地采用成熟蛋白质的序列(即不考虑分泌信号或转运肽)，确定整体序列同一性。与整体序列同一性相比，仅考虑保守的结构域或基序时，所述序列同一性通常会更高。优选地，SPA15样多肽中的基序以增加的优选顺序与SEQ ID NO:691至SEQ ID NO:699所代表的基序(基序22至30)中任何一个或多个基序具有至少70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性。
术语“结构域”、“标签(signature)”和“基序”在本文“定义”部分中定义。
就O-FUT多肽而言，多肽序列在构建进化***树(如图3中所绘制的一个进化***树)中使用时，优选地与包含如SEQ ID NO:2所代表的氨基酸序列的O-FUT多肽组聚类，而不与任何其他组聚类。
另外，O-FUT多肽(至少以其天然形式)一般具有肽-O-岩藻糖基转移酶活性。用于测量肽-O-岩藻糖基转移酶活性的工具和方法是本领域熟知的。
另外，O-FUT多肽，当根据如本文实施例部分中所概述的本发明方法在稻中表达时，产生具有增加的产量相关性状、尤其种子总重量、充实率、收获指数和充实种子数的植物。
就旁路(BPS)多肽而言，多肽序列在构建进化***树(如图6中所绘制的一个进化***树)中使用时，优选地与包含如SEQ ID NO:268所代表的氨基酸序列的BPS多肽组聚类，而不与任何其他组聚类。
另外，BPS多肽(至少以其天然形式)似乎在调节从根循环至苗的信号分子积累方面发挥作用。用于测量其活性的工具和方法是本领域熟知的。在实施例部分给出进一步细节。
另外，BPS多肽，当根据如本文实施例部分中所概述的本发明方法在稻中表达时，产生具有增加的产量相关性状、尤其收获指数、种子充实率和每株植物总种子产量的植物。
就SIZ1多肽而言，多肽序列在构建进化***树(如图10中所绘制的一个进化***树)中使用时，优选地与包含如SEQ ID NO:354所代表的氨基酸序列的SIZ1多肽组聚类，而不与任何其他组聚类。
另外，SIZ1多肽(至少以其天然形式)一般具有SUMO E3连接酶活性。用于测量连接酶活性的工具和方法是本领域熟知的。
另外，SIZ1多肽，当根据如本文实施例部分中所概述的本发明方法在稻中表达时，产生具有增加的产量相关性状、尤其种子产量、充实种子数、充实率、每花序花数、收获指数、千核粒重、冠部重心(centre of gravity ofthe canopy)和粗根在根系中比例的植物。
就bZIP-S多肽而言，bZIP-S多肽一般额外地具有DNA结合活性。用于测量DNA结合活性的工具和方法是本领域熟知的。(Izawa,T.等人(1993),J.Mol.Biol.230,1131-1144；Choi,H.等人(2000)J.Biol.Chem.275,1723-1730)。优选地，bZIP-S多肽与包含ACGT核心序列的启动子序列(在体内和/或体外)结合。进一步优选地，bZIP-S多肽与包含分别如SEQ ID NO:630、SEQ ID NO:631、SEQ ID NO:632所代表的A框(TACGTA)、C框(GACGTC)和G框(CACGTG)中任何一个或多个框的DNA片段结合。
另外，bZIP-S多肽，当根据如本文实施例部分中所概述的本发明方法在稻中表达时，产生具有增加的产量相关性状、尤其增加的种子产量的植物。
就SPA15样多肽而言，多肽序列在构建进化***树(如图16中所绘制的一个进化***树)中使用时，优选地与包含如SEQ ID NO:634所代表的氨基酸序列的SPA15样多肽组聚类，而不与任何其他组聚类。
另外，SPA15样多肽，当根据如本文实施例部分中所概述的本发明方法在稻中表达时，产生具有增加的产量相关性状、尤其种子总重量、收获指数、充实种子数、充实率和每个花序花数的植物。
就O-FUT多肽而言，通过用SEQ ID NO:1所代表的核酸序列(编码SEQ ID NO:2的多肽序列)转化植物阐明本发明。然而，本发明的实施不限于这些序列；本发明的方法可以有利地使用如本文定义的任何编码O-FUT多肽的核酸或O-FUT多肽实施。
在本文实施例部分的表A1中给出编码O-FUT多肽的核酸的实例。此类核酸用于实施本发明的方法。在实施例部分的表A1中给出的氨基酸序列是由SEQ ID NO:2所代表的O-FUT多肽的直向同源物和旁系同源物的实例序列，术语“直向同源物”和“旁系同源物”如本文中定义。可以通过执行如定义部分中所述的所谓交互性blast检索容易地鉴定其他直向同源物和旁系同源物。
本发明还提供迄今未知的编码O-FUT多肽的核酸和O-FUT多肽，其用于相对于对照植物在植物中赋予增强的产量相关性状。
根据本发明的又一个实施方案，因而提供分离的核酸分子，其选自：
(i)由SEQ ID NO:1代表的核酸；
(ii)由SEQ ID NO:1代表的核酸的互补核酸；
(iii)编码如SEQ ID NO:21代表的多肽的核酸，优选地由于遗传密码的简并性，所述分离的核酸可以衍生自如SEQ ID NO:2的任一个所代表的多肽序列并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(iv)核酸，其以增加的优选顺序与表A1的任何核酸序列具有至少30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(v)与(i)至(iv)的核酸分子在严格杂交条件下杂交并且相对于对照植物赋予增强的产量相关性状的核酸分子；
(vi)编码O-FUT多肽的核酸，所述O-FUT多肽以增加的优选顺序与SEQ ID NO:2所代表的氨基酸序列和表A1中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
根据本发明的又一个实施方案，还提供分离的多肽，其选自：
(i)由SEQ ID NO:2的任一个代表的氨基酸序列；
(ii)氨基酸序列，其以增加的优选顺序与SEQ ID NO:2或22的任一个所代表的氨基酸序列和表A1中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
(iii)以上(i)或(ii)中给出的任一氨基酸序列的衍生物。
就旁路(BPS)多肽而言，通过用SEQ ID NO:267所代表的核酸序列(编码SEQ ID NO:268的多肽序列)转化植物阐明本发明。然而，本发明的实施不限于这些序列；本发明的方法可以有利地使用如本文定义的任何编码BPS的核酸或BPS多肽实施。
在本文实施例部分的表A2中给出编码BPS多肽的核酸的实例。此类核酸用于实施本发明的方法。在实施例部分的表A2中给出的氨基酸序列是由SEQ ID NO:268所代表的BPS多肽的直向同源物和旁系同源物的实例序列，术语“直向同源物”和“旁系同源物”如本文中定义。可以通过执行如定义部分中所述的所谓交互性blast检索容易地鉴定其他直向同源物和旁系同源物。
就SIZ1多肽而言，通过用SEQ ID NO:353所代表的核酸序列(编码SEQ ID NO:354的多肽序列)转化植物阐明本发明。然而，本发明的实施不限于这些序列；本发明的方法可以有利地使用如本文定义的任何编码SIZ1的核酸或SIZ1多肽实施。
在本文实施例部分的表A3中给出编码SIZ1多肽的核酸的实例。此类核酸用于实施本发明的方法。在实施例部分的表A3中给出的氨基酸序列是由SEQ ID NO:355所代表的SIZ1多肽的直向同源物和旁系同源物的实例序列，术语“直向同源物”和“旁系同源物”如本文中定义。可以通过执行如定义部分中所述的所谓交互性blast检索轻易地鉴定其他直向同源物和旁系同源物；其中查询序列是SEQ ID NO:354或SEQ ID NO:355，第二BLAST(反向BLAST)将针对稻序列。
本发明还提供了迄今未知的编码SIZ1的核酸和SIZ1多肽，其用于相对于对照植物在植物中赋予增强的产量相关性状。
就bZIP-S多肽而言，通过用SEQ ID NO:421所代表的核酸序列(编码SEQ ID NO:422的多肽序列)转化植物阐明本发明。然而，本发明的实施不限于这些序列；本发明的方法可以有利地使用如本文定义的任何编码bZIP-S的核酸或bZIP-S多肽实施。
本文实施例部分的表A4中给出编码bZIP-S多肽的核酸的实例。此类核酸用于实施本发明的方法。在实施例部分的表A4中给出的氨基酸序列是由SEQ ID NO:422所代表的bZIP-S多肽的直向同源物和旁系同源物的实例序列，术语“直向同源物”和“旁系同源物”如本文中定义。可以通过执行如定义部分中所述的所谓交互性blast检索轻易地鉴定其他直向同源物和旁系同源物；其中查询序列是SEQ ID NO:421或SEQ ID NO:422，第二BLAST(反向BLAST)将针对蒺藜苜蓿序列。
本发明还提供了迄今未知的编码bZIP-S的核酸和bZIP-S多肽，其用于相对于对照植物在植物中赋予增强的产量相关性状。
根据本发明的又一个实施方案，因而提供分离的核酸分子，其选自：
(i)由表A4的任何核酸所代表的核酸；
(ii)由表A4的任何核酸所代表的核酸的互补物；
(iii)编码bZIP-S多肽的核酸，所述bZIP-S多肽以增加的优选顺序与表A4的任何多肽所代表的氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且额外地或备选地包含一个或多个基序，所述基序以增加的优选顺序与SEQ ID NO:501至SEQ ID NO:626中所给出基序的任何一个或多个基序具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更多的序列同一性，并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
(iv)与(i)至(iii)的核酸分子在高严格性杂交条件下杂交并且相对于对照植物赋予增强的产量相关性状的核酸分子；
根据本发明的又一个实施方案，还提供分离的多肽，其选自：
(i)由表A4的任何多肽代表的氨基酸序列；
(ii)氨基酸序列，其以增加的优选顺序与表A4的任何多肽所代表的氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且额外地或备选地包含一个或多个基序，所述基序以增加的优选顺序与SEQ ID NO:501至SEQ ID NO:626中所给出基序的任何一个或多个基序具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更多的序列同一性，并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(iii)以上(i)或(ii)中给出的任一氨基酸序列的衍生物。
就SPA15样多肽而言，通过用SEQ ID NO:633所代表的核酸序列(编码SEQ ID NO:634的多肽序列)转化植物阐明本发明。然而，本发明的实施不限于这些序列；本发明的方法可以有利地使用如本文定义的任何编码SPA15样的核酸或SPA15样多肽实施。
本文实施例部分的表A5中给出编码SPA15样多肽的核酸的实例。此类核酸用于实施本发明的方法。在实施例部分的表A5中给出的氨基酸序列是由SEQ ID NO:634所代表的SPA15样多肽的直向同源物和旁系同源物的实例序列，术语“直向同源物”和“旁系同源物”如本文中定义。可以通过执行如定义部分中所述的所谓交互性blast检索轻易地鉴定其他直向同源物和旁系同源物；其中查询序列是SEQ ID NO:633或SEQ ID NO:634，第二BLAST(反向BLAST)将针对稻序列。
本发明还提供了迄今未知的编码SPA15样的核酸和SPA15样多肽，其用于相对于对照植物在植物中赋予增强的产量相关性状。
根据本发明的又一个实施方案，因而提供分离的核酸分子，其选自：
(i)由SEQ ID NO:633的任何一个代表的核酸；
(ii)由SEQ ID NO:633的任何一个代表的核酸的互补物；
(iii)编码如SEQ ID NO:634的任何一个所代表的多肽的核酸，优选地由于遗传密码的简并性，所述分离的核酸可以衍生自如SEQ ID NO:634的任一个所代表的多肽序列并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(iv)核酸，其以增加的优选顺序与表A5的任何核酸序列具有至少30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(v)与(i)至(iv)的核酸分子在严格杂交条件下杂交并且相对于对照植物赋予增强的产量相关性状的核酸分子；
(vi)编码SPA15样多肽的核酸，所述SPA15样多肽以增加的优选顺序与SEQ ID NO:634的任何一个所代表的氨基酸序列和表A5中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
根据本发明的又一个实施方案，还提供分离的多肽，其选自：
(i)由SEQ ID NO:634的任一个代表的氨基酸序列；
(ii)氨基酸序列，其以增加的优选顺序与SEQ ID NO:634的任一个所代表的氨基酸序列和表A5中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
(iii)以上(i)或(ii)中给出的任一氨基酸序列的衍生物。
核酸变体也可以用于实施本发明的方法。此类变体的例子包括编码在实施例部分的表A1至A5中所给出的任一个氨基酸序列的同源物和衍生物的核酸，术语“同源物”和“衍生物”如本文中定义。在本发明方法中还有用的是这样的核酸，其编码在实施例部分表A1至A5中所给出的任一个氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的同源物和衍生物。在本发明方法中有用的同源物和衍生物与衍生它们的非修饰蛋白质具有基本上相同的生物学活性和功能性活性。在实施本发明方法中有用的其他变体是其中优化了密码子选择或其中去除了miRNA靶位点的变体。
在实施本发明的方法中有用的其他核酸变体包括编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的部分、与编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸杂交的核酸、编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的剪接变体、编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的等位变体和通过基因改组获得的编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的变体。术语“杂交序列”、“剪接变体”、“等位变体”和“基因改组”如本文所述。
编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸不需要是全长核酸，因为本发明方法的实施不依赖于使用全长核酸序列。根据本发明，提供了用于增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括在植物中导入并且表达在实施例部分表A1至A5中给出的任一个核酸序列的一部分或编码在实施例部分表A1至A5中给出的任一氨基酸序列的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的一部分。
核酸的一部分可以例如通过对所述核酸产生一个或多个缺失而制备。所述部分可以以分离的形式使用或它们可以与其他编码(或非编码)序列融合，旨在例如产生组合有几种活性的蛋白质。与其他编码序列融合时，翻译时产生的所得多肽可以比对该蛋白质部分所预测的多肽更大。
部分
就O-FUT样多肽而言，在本发明方法中有用的部分编码了如本文定义的O-FUT多肽，并且基本上具有与实施例部分的表A1中所给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该部分是在实施例部分表A1中给出的任一核酸的一部分，或是编码在实施例部分表A1中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸的一部分。优选地，该部分是至少500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000个连续核苷酸长度，所述连续核苷酸属于在实施例部分表A1中给出的任一核酸序列或属于编码在实施例部分表A1中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸。最优选地，该部分是SEQ ID NO:1的核酸的一部分。优选地，该部分编码具有下述氨基酸序列的片段，其中所述氨基酸序列在构建进化***树(如图3中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ ID NO:2所代表的氨基酸序列的O-FUT多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序1至3和/或具有肽-O-岩藻糖基转移酶生物学活性和/或与SEQ ID NO:2具有至少50％序列同一性。
就旁路(BPS)多肽而言，在本发明方法中有用的部分编码了如本文定义的BPS多肽，并且基本上具有与实施例部分表A2中所给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该部分是在实施例部分表A2中给出的任一核酸的一部分，或是编码在实施例部分表A2中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸的一部分。优选地，该部分是至少500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000个连续核苷酸长度，所述连续核苷酸属于在实施例部分表A2中给出的任一核酸序列或属于编码在实施例部分表A2中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸。最优选地，该部分是SEQ ID NO:267的核酸的一部分。
优选地，该部分编码下述氨基酸序列的片段，其中所述氨基酸序列在构建进化***树(如图6中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ ID NO:268所代表的氨基酸序列的BPS多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序4至12和/或与SEQ ID NO:268具有至少40％序列同一性。
就SIZ1多肽而言，在本发明方法中有用的部分编码了如本文定义的SIZ1多肽，并且基本上具有与实施例部分表A3中给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该部分是在实施例部分表A3中给出的任一核酸的一部分，或是编码在实施例部分表A3中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸的一部分。优选地，该部分是至少500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000个连续核苷酸长度，所述连续核苷酸属于在实施例部分表A3中给出的任一核酸序列或属于编码在实施例部分表A3中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸。最优选地，该部分是SEQ ID NO:353的核酸的一部分。优选地，该部分编码下述氨基酸序列的片段，其中所述氨基酸序列在构建进化***树(如图10中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ ID NO:354所代表的氨基酸序列的SIZ1多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序13至18和/或具有SUMO E3连接酶的生物学活性和/或与SEQ ID NO:354具有至少40％序列同一性。
就bZIP-S多肽而言，在本发明方法中有用的部分编码了如本文定义的bZIP-S多肽，并且基本上具有与实施例部分表A4中给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该部分是在实施例部分表A4中给出的任一核酸的一部分，或是编码在实施例部分表A4中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸的一部分。优选地，该部分是至少100、200、300、400、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000个连续核苷酸长度，所述连续核苷酸属于在实施例部分表A4中给出的任一核酸序列或属于编码在实施例部分表A4中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸。最优选地，该部分是SEQ ID NO:421的核酸的一部分。优选地，该部分编码下述氨基酸序列的片段，所述氨基酸序列包含如本文定义的bZIP结构域和一个或多个基序19至21。
就SPA15样多肽而言，在本发明方法中有用的部分编码了如本文定义的SPA15样多肽，并且基本上具有与实施例部分表A5中给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该部分是在实施例部分表A5中给出的任一核酸的一部分，或是编码在实施例部分表A5中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸的一部分。优选地，该部分是至少500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000个连续核苷酸长度，所述连续核苷酸属于在实施例部分表A5中给出的任一核酸序列或属于编码在实施例部分表A5中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物的核酸。最优选地，该部分是SEQ ID NO:633的核酸的一部分。优选地，该部分编码下述氨基酸序列的片段，其中所述氨基酸序列在构建进化***树(如图16中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQID NO:634所代表的氨基酸序列的SPA15样多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序22至30的一个或多个基序和/或与SEQ ID NO:634具有至少30％序列同一性。
就O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽而言，在本发明方法中有用的另一种核酸变体是能够在降低的严格性条件下、优选在严格条件下，与如本文定义的编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸或与其部分杂交的核酸。
根据本发明，提供了用于增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括在植物中导入并且表达能够与实施例部分表A1至A5中给出的任一核酸杂交的核酸，或包括在植物中导入并且表达这样的核酸，其能够与编码在实施例部分表A1至A5中给出的任意核酸序列的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸杂交。
就O-FUT多肽而言，在本发明方法中有用的杂交序列编码了如本文定义的O-FUT多肽，所述的O-FUT多肽基本上具有与实施例部分表A1中给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该杂交序列能够与实施例部分表A1中给出的任一核酸的互补核酸或与这些序列中任一者的一部分杂交，所述的一部分如上文定义，或该杂交序列能够与下述核酸的互补核酸杂交，所述核酸编码在实施例部分的表A1中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物。最优选地，该杂交序列能够与如SEQ ID NO:1所代表的核酸的互补核酸或与其一部分杂交。
优选地，该杂交序列编码具有下述氨基酸序列的多肽，其中当所述氨基酸序列是全长的并且在构建进化***树(如图3中所绘制的一个进化***树)中使用时，它与包含由SEQ ID NO:2所代表的氨基酸序列的O-FUT多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序1至3和/或具有肽-O-岩藻糖基转移酶生物学活性和/或与SEQ ID NO:2具有至少50％序列同一性。
就旁路(BPS)多肽而言，在本发明方法中有用的杂交序列编码了如本文定义的BPS多肽，所述的BPS多肽基本上具有与实施例部分表A2中给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该杂交序列能够与实施例部分表A2中给出的任一核酸的互补核酸或与这些序列中任一者的一部分杂交，所述的一部分如上文定义，或该杂交序列能够与下述核酸的互补核酸杂交，所述核酸编码在实施例部分的表A2中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物。最优选地，该杂交序列能够与如SEQ ID NO:267所代表的核酸的互补核酸或与其一部分杂交。
优选地，该杂交序列编码具有下述氨基酸序列的多肽，其中当所述氨基酸序列是全长的并且在构建进化***树(如图9中所绘制的一个进化***树)中使用时，它与包含由SEQ ID NO:268所代表的氨基酸序列的BPS多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序4至12和/或与SEQ IDNO:268具有至少40％序列同一性。
就SIZ1多肽而言，在本发明方法中有用的杂交序列编码了如本文定义的SIZ1多肽，所述的PSIZ1多肽基本上具有与实施例部分表A3中给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该杂交序列能够与实施例部分表A3中给出的任一核酸的互补核酸或与这些序列中任一者的一部分杂交，所述的一部分如上文定义，或该杂交序列能够与下述核酸的互补核酸杂交，所述核酸编码在实施例部分的表A3中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物。最优选地，该杂交序列能够与如SEQ ID NO:353所代表的核酸的互补核酸或与其一部分杂交。
优选地，杂交序列编码具有下述氨基酸序列的多肽，其中当所述氨基酸序列是全长的并且在构建进化***树(如图10中所绘制的一个进化***树)中使用时，它与包含由SEQ ID NO:354所代表的氨基酸序列的SIZ1多肽SUMO E3连接酶组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序13至18和/或具有SUMO E3连接酶的生物学活性和/或与SEQ ID NO:354具有至少40％序列同一性。
就bZIP-S多肽而言，在本发明方法中有用的杂交序列编码了如本文定义的bZIP-S多肽，所述的bZIP-S多肽基本上具有与实施例部分表A4中给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该杂交序列能够与实施例部分表A4中给出的任一核酸的互补核酸或与这些序列中任一者的一部分杂交，所述的一部分如上文定义，或该杂交序列能够与下述核酸的互补核酸杂交，所述核酸编码在实施例部分的表A4中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物。最优选地，该杂交序列能够与如SEQ ID NO:421所代表的核酸的互补核酸或与其一部分杂交。
优选地，该杂交序列编码具有下述氨基酸序列的多肽，所述氨基酸序列包含如本文定义的bZIP结构域和一个或多个基序19至21。
就SPA15样多肽而言，在本发明方法中有用的杂交序列编码了如本文定义的SPA15样多肽，所述的SPA15样多肽基本上具有与实施例部分表A5中给出的氨基酸序列相同的生物学活性。优选地，该杂交序列能够与实施例部分表A5中给出的任一核酸的互补核酸或与这些序列中任一者的一部分杂交，所述的一部分如上文定义，或该杂交序列能够与下述核酸的互补核酸杂交，所述核酸编码在实施例部分的表A5中给出的任一氨基酸序列的直向同源物或旁系同源物。最优选地，该杂交序列能够与如SEQ IDNO:633所代表的核酸的互补核酸或与其一部分杂交。
优选地，该杂交序列编码具有下述氨基酸序列的多肽，其中当所述氨基酸序列是全长的并且在构建进化***树(如图16中所绘制的一个进化***树)中使用时，它与包含由SEQ ID NO:634所代表的氨基酸序列的SPA15样多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序22至30的一个或多个基序和/或与SEQ ID NO:634具有至少30％序列同一性。
在本发明方法中有用的另一种核酸变体是编码如上文所定义的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的剪接变体，剪接变体如本文中定义。
根据本发明，提供了用于增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括在植物中导入并且表达在实施例部分的表A1至A5中给出的任一核酸序列的剪接变体或编码在实施例部分表A1至A5中给出的任一氨基酸序列的直向同源物、旁系同源物或同源物的核酸的剪接变体。
就O-FUT样多肽而言，优选的剪接变体是由SEQ ID NO:1所代表的核酸的剪接变体，或是编码SEQ ID NO:2的直向同源物或旁系同源物的核酸的剪接变体。优选地，由所述剪接变体编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图3中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ IDNO:2所代表的氨基酸序列的O-FUT多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序1至3和/或具有肽-O-岩藻糖基转移酶生物学活性和/或与SEQ ID NO:2具有至少50％序列同一性。
就旁路(BPS)多肽而言，优选的剪接变体是由SEQ ID NO:267所代表的核酸的剪接变体，或是编码SEQ ID NO:268的直向同源物或旁系同源物的核酸的剪接变体。优选地，由所述剪接变体编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图6中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQID NO:268所代表的氨基酸序列的BPS多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序4至12和/或与SEQ ID NO:268具有至少40％序列同一性。
就SIZ1多肽而言，优选的剪接变体是由SEQ ID NO:353所代表的核酸的剪接变体，或是编码SEQ ID NO:354的直向同源物或旁系同源物的核酸的剪接变体。优选地，由所述剪接变体编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图10中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ IDNO:354所代表的氨基酸序列的SIZ1多肽SUMO E3连接酶组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序13至18和/或具有SUMO E3连接酶的生物学活性和/或与SEQ ID NO:353具有至少40％序列同一性。
就bZIP-S多肽而言，优选的剪接变体是由SEQ ID NO:421所代表的核酸的剪接变体，或是编码SEQ ID NO:422的直向同源物或旁系同源物的核酸的剪接变体。优选地，由所述剪接变体编码的氨基酸序列包含如本文定义的bZIP结构域和一个或多个基序19至21。
就SPA15样多肽而言，优选的剪接变体是由SEQ ID NO:633所代表的核酸的剪接变体，或是编码SEQ ID NO:634的直向同源物或旁系同源物的核酸的剪接变体。优选地，由所述剪接变体编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图16中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ ID NO:634所代表的氨基酸序列的SPA15样多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序22至30的一个或多个基序和/或与SEQ IDNO:634具有至少30％序列同一性。
在实施本发明方法中有用的另一种核酸变体是编码如上文中所定义的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的等位变体，等位变体如本文中定义。
根据本发明，提供用于增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括在植物中导入并且表达在实施例部分表A1至A5中给出的任一核酸的等位变体，或包括在植物中导入并且表达下述核酸的等位变体，其中所述核酸编码在实施例部分表A1至A5中给出的任一氨基酸序列的直向同源物、旁系同源物或同源物。
就O-FUT样多肽而言，由本发明方法中有用的等位变体编码的多肽基本上具有与SEQ ID NO:2的O-FUT多肽和在实施例部分表A1中描述的任一氨基酸相同的生物学活性。等位变体存在于自然界中，并且在本发明的方法中包括使用这些天然的等位基因。优选地，该等位变体是SEQ IDNO:1的等位变体或编码SEQ ID NO:2的直向同源物或旁系同源物的核酸的等位变体。优选地，由所述等位变体编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图3中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ IDNO:2所代表的氨基酸序列的O-FUT多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序1至3和/或具有肽-O-岩藻糖基转移酶生物学活性和/或与SEQ ID NO:2具有至少50％序列同一性。
就旁路(BPS)多肽而言，由本发明方法中有用的等位变体编码的多肽基本上具有与SEQ ID NO:267的BPS多肽和在实施例部分表A2中描述的任一氨基酸相同的生物学活性。等位变体存在于自然界中，并且在本发明的方法中包括使用这些天然的等位基因。优选地，该等位变体是SEQ IDNO:266的等位变体或编码SEQ ID NO:267的直向同源物或旁系同源物的核酸的等位变体。优选地，由所述等位变体编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图6中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQID NO:267所代表的氨基酸序列的BPS多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序4至12和/或与SEQ ID NO:267具有至少40％序列同一性。
就SIZ1多肽而言，由本发明方法中有用的等位变体编码的多肽基本上具有与SEQ ID NO:354的SIZ1多肽和在实施例部分表A3中描述的任一氨基酸相同的生物学活性。等位变体存在于自然界中，并且在本发明的方法中包括使用这些天然的等位基因。优选地，该等位变体是SEQ ID NO:353的等位变体或编码SEQ ID NO:354的直向同源物或旁系同源物的核酸的等位变体。优选地，由所述等位变体编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图10中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ ID NO:354所代表的氨基酸序列的SIZ1多肽SUMO E3连接酶聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序13至18和/或具有SUMO E3连接酶的生物学活性和/或与SEQ ID NO:354具有至少40％序列同一性。
就bZIP-S多肽而言，由本发明方法中有用的等位变体编码的多肽基本上具有与SEQ ID NO:422的bZIP-S多肽和在实施例部分表A4中描述的任一氨基酸相同的生物学活性。等位变体存在于自然界中，并且在本发明的方法中包括使用这些天然的等位基因。优选地，该等位变体是SEQ IDNO:421的等位变体或编码SEQ ID NO:422的直向同源物或旁系同源物的核酸的等位变体。优选地，由所述等位变体编码的氨基酸序列包含如本文定义的bZIP结构域和一个或多个基序19至21。
就SPA15样多肽而言，由本发明方法中有用的等位变体编码的多肽基本上具有与SEQ ID NO:633的SPA15样多肽和在实施例部分表A5中描述的任一氨基酸相同的生物学活性。等位变体存在于自然界中，并且在本发明的方法中包括使用这些天然的等位基因。优选地，该等位变体是SEQID NO:632的等位变体或编码SEQ ID NO:633的直向同源物或旁系同源物的核酸的等位变体。优选地，由所述等位变体编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图16中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ ID NO:633所代表的氨基酸序列的SPA15样多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序22至30的一个或多个基序和/或与SEQ IDNO:633具有至少30％序列同一性。
基因改组或定向进化也可以用来产生编码如上文定义的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的变体；术语“基因改组”如本文定义。
根据本发明，提供了用于增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括在植物中导入并且表达在实施例部分表A1至A5中给出的任一核酸序列的变体，或包括在植物中导入并且表达下述核酸的变体，所述的核酸编码在实施例部分表A1至A5中给出的任一氨基酸序列的直向同源物、旁系同源物或同源物，其中所述的变体核酸通过基因改组获得。
就O-FUT样多肽而言，由通过基因改组获得的变体核酸所编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图3中所绘制的一个进化***树)中使用时，优选地与包含由SEQ ID NO:2所代表的氨基酸序列的O-FUT多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序1至3和/或具有肽-O-岩藻糖基转移酶生物学活性和/或与SEQ ID NO:2具有至少50％序列同一性。
就旁路(BPS)多肽而言，由通过基因改组获得的变体核酸所编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图6中所绘制的一个进化***树)中使用时，优选地与包含由SEQ ID NO:268所代表的氨基酸序列的BPS多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序4至12和/或与SEQ ID NO:268具有至少40％序列同一性。
就SIZ1多肽而言，由通过基因改组获得的变体核酸所编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图10中所绘制的一个进化***树)中使用时，优选地与包含由SEQ ID NO:354所代表的氨基酸序列的SIZ1多肽SUMOE3连接酶组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序13至18和/或具有SUMO E3连接酶的生物学活性和/或与SEQ ID NO:354具有至少40％序列同一性。
就bZIP-S多肽而言，优选地，由通过基因改组获得的变体核酸所编码的氨基酸序列包含如本文定义的bZIP结构域和一个或多个基序19至21。
就SPA15样多肽而言，由通过基因改组获得的变体核酸所编码的氨基酸序列，在构建进化***树(如图16中所绘制的一个进化***树)中使用时，与包含由SEQ ID NO:634所代表的氨基酸序列的SPA15样多肽组聚类，而不与任何其他组聚类，和/或包含基序22至30的一个或多个基序和/或与SEQ ID NO:634具有至少30％序列同一性。
另外，核酸变体也可以通过位点定向诱变获得。几种方法可用于实现位点定向诱变，最常见方法是基于PCR的方法(Current Protocols inMolecular Biology.Wiley编著)。
就O-FUT样多肽而言，编码O-FUT多肽的核酸可以源自任何天然或人工来源。该核酸可以通过人类有意操作，在组成和/或基因组环境方面从其天然形式修改而来。优选地，编码O-FUT多肽的核酸来自植物，进一步优选地来自单子叶植物，更优选地来自禾本科，最优选地，该核酸来自稻。
就旁路(BPS)多肽而言，编码BPS多肽的核酸可以源自任何天然或人工来源。该核酸可以通过人类有意操作，在组成和/或基因组环境方面从其天然形式修改而来。优选地，编码BPS多肽的核酸来自植物，进一步优选地来自双子叶植物，更优选地来自十字花科，最优选地，该核酸来自拟南芥。
就SIZ1多肽而言，编码SIZ1多肽的核酸可以源自任何天然或人工来源。该核酸可以通过人类有意操作，在组成和/或基因组环境方面从其天然形式修改而来。优选地，编码SIZ1多肽的核酸来自植物，进一步优选地来自双子叶植物，更优选地来自十字花科，最优选地，该核酸来自拟南芥。
就bZIP-S多肽而言，编码bZIP-S多肽的核酸可以源自任何天然或人工来源。该核酸可以通过人类有意操作，在组成和/或基因组环境方面从其天然形式修改而来。优选地，编码bZIP-S多肽的核酸来自植物，进一步优选地来自单子叶植物，更优选来自豆科(Fabaceae)，最优选地，该核酸来自蒺藜苜蓿。
就SPA15样多肽而言，编码SPA15样多肽的核酸可以源自任何天然或人工来源。该核酸可以通过人类有意操作，在组成和/或基因组环境方面从其天然形式修改而来。优选地，编码SPA15样多肽的核酸来自植物，进一步优选地来自单子叶植物，更优选地来自禾本科，最优选地，该核酸来自稻。
本发明方法的实施产生了具有增强的产量相关性状的植物。特别地，本发明方法的实施产生了相对于对照植物具有增加的产量、特别是增加的种子产量的植物。术语“产量”和“种子产量”在本文的“定义”部分中更详细地描述。
本文对增强的产量相关性状的称谓意指早期萌发势和/或植物的一个或多个部分的生物量(重量)的增加，所述的部分可以包括地上(可收获)部分和/或地下(可收获)部分。特别地，此类可收获部分是种子，并且本发明方法的实施产生了相对于对照植物的种子产量而言，具有提高的种子产量的植物。
就O-FUT样多肽而言，本发明提供了用于相对于对照植物增加植物的产量、尤其种子产量的方法，所述方法包括调节植物中编码如本文定义的O-FUT多肽的核酸的表达。
就旁路(BPS)多肽而言，本发明提供了用于相对于对照植物增加植物的产量相关性状、尤其种子产量的方法，所述方法包括调节植物中编码如本文定义的BPS多肽的核酸的表达。
就SIZ1多肽而言，本发明提供了用于相对于对照植物增加植物的产量、尤其种子产量的方法，所述方法包括调节植物中编码如本文定义的SIZ1多肽的核酸的表达。
就bZIP-S多肽而言，本发明提供了用于相对于对照植物增加植物的产量相关性状、尤其种子产量的方法，所述方法包括调节植物中编码如本文定义bZIP-S多肽的核酸的表达。
就SPA15样多肽而言，本发明提供了用于相对于对照植物增加植物的产量相关性状、尤其种子产量的方法，所述方法包括调节植物中编码如本文定义SPA15样多肽的核酸的表达。
由于本发明的转基因植物具有增加的产量，故这些植物有可能在其生活周期的相应阶段(在其生活周期的至少部分期间)相对于对照植物的生长速率表现增加的生长速率。
根据本发明的优选特征，本发明方法的实施产生了相对于对照植物具有增加的生长速率的植物。因此，根据本发明，提供了用于增加植物的生长速率的方法，所述方法包括在植物中调节编码如本文定义的岩藻糖蛋白O-岩藻糖基转移酶(O-FUT)多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达。
相对于可比较条件下培育的对照植物，本发明方法的实施给予在非胁迫条件下或在轻度干旱条件下培育的植物增加的产量。因此，根据本发明，提供了用于在非胁迫条件下或在轻度干旱条件下培育的植物中增加产量的方法，所述方法包括在植物中调节编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达。
相对于可比较条件下生长的对照植物，本发明方法的实施给予在养分缺乏条件下、尤其缺氮条件下培育的植物增加的产量。因此，根据本发明，提供了用于在养分缺乏条件下培育的植物中增加产量的方法，所述方法包括在植物中调节编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达。
相对于可比较条件下培育的对照植物，本发明方法的实施给予盐胁迫条件下培育的植物增加的产量。因此，根据本发明，提供了用于在盐胁迫条件培育的植物中增加产量的方法，所述方法包括在植物中调节编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达。
本发明也提供遗传构建体和载体以促进植物中编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的导入和/或表达。
基因构建体可以***适于转化至植物中并且适于在转化细胞中表达目的基因的载体，所述载体可以是市售的。本发明也提供了将如本文中定义的基因构建体用在本发明方法中。
更具体地，本发明提供构建体，其包含：
(a)编码如上文定义的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸；
(b)能够驱动(a)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选地
(c)转录终止序列。
优选地，编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸如上文定义。术语“调控序列”和“终止序列”如本文中定义。
用包含上述任一核酸的载体转化植物。技术人员非常清楚必须在所述载体上存在以便成功转化、选择和增殖含有目的序列的宿主细胞的遗传元件。目的序列与一个或多个控制序列(至少与启动子)有效地连接。
就O-FUT多肽或旁路(BPS)多肽而言，有利地，任意类型的启动子，无论是天然的或合成的，均可以用来驱动该核酸序列表达，不过优选地，该启动子是植物源的。组成型启动子特别用于所述方法中。优选地，该组成型启动子也是中等强度的遍在组成型启动子。对于多种启动子类型的定义，见本文的“定义”部分。在本发明方法中也有用的是根特异性启动子。
就SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽而言，有利地，任意类型的启动子，无论是天然的或合成的，均可以用来驱动该核酸序列表达，不过优选地，该启动子是植物源的。组成型启动子特别用于所述方法中。优选地，该组成型启动子也是中等强度的遍在组成型启动子。对于多种启动子类型的定义，见本文的“定义”部分。
就O-FUT样多肽而言，应当明白本发明的适用性不限于由SEQ ID NO:1代表的编码O-FUT多肽的核酸，本发明的适用性也不限于编码O-FUT多肽的核酸受组成型启动子驱动时的表达。
所述组成型启动子优选地是中等强度的启动子，更优选地选自植物来源的启动子，如GOS2启动子；更优选地，该启动子是来自稻的GOS2启动子。进一步优选地，该组成型启动子由基本上与SEQ ID NO:264相似的核酸序列代表；最优选地，该组成型启动子是如SEQ ID NO:264所代表的那样。对于组成型启动子的其他实例，见本文的“定义”部分。
任选地，一个或多个终止子序列可以用于导入植物的构建体中。优选地，该构建体包含表达盒，所述表达盒包含基本上与SEQ ID NO:264相似的GOS2启动子和编码O-FUT多肽的核酸。另外，编码选择标记的一个或多个序列可以存在于导入植物的构建体上。
就旁路(BPS)多肽而言，应当明白本发明的适用性不限于由SEQ IDNO:267代表的编码BPS多肽的核酸，本发明的适用性也不限于编码BPS多肽的核酸受组成型启动子驱动时的表达。
所述组成型启动子优选地是中等强度的启动子，更优选地选自植物来源的启动子，如GOS2启动子；更优选地，该启动子是来自稻的GOS2启动子。进一步优选地，该组成型启动子由基本上与SEQ ID NO:350相似的核酸序列代表；最优选地，该组成型启动子是如SEQ ID NO:350所代表的那样。对于组成型启动子的其他实例，见本文的“定义”部分。
任选地，一个或多个终止子序列可以用于导入植物的构建体中。优选地，该构建体包含表达盒，所述表达盒包含基本上与SEQ ID NO:350相似的GOS2启动子和编码BPS多肽的核酸。另外，编码选择标记的一个或多个序列可以存在于导入植物的构建体上。
就SIZ1多肽而言，应当明白本发明的适用性不限于由SEQ ID NO:353代表的编码SIZ1多肽的核酸，本发明的适用性也不限于编码SIZ1多肽的核酸受组成型启动子驱动时的表达。
所述组成型启动子优选地是中等强度的启动子，更优选地选自植物来源的启动子，如GOS2启动子；更优选地，该启动子是来自稻的GOS2启动子。进一步优选地，该组成型启动子由基本上与SEQ ID NO:418相似的核酸序列代表；最优选地，该组成型启动子是如SEQ ID NO:418所代表的那样。对于组成型启动子的其他实例，见本文的“定义”部分。
任选地，一个或多个终止子序列可以用于导入植物的构建体中。优选地，该构建体包含表达盒，所述表达盒包含基本上与SEQ ID NO:418相似的GOS2启动子和编码SIZ1多肽的核酸。
就bZIP-S多肽而言，应当明白本发明的适用性不限于由SEQ ID NO:421代表的编码bZIP-S多肽的核酸，本发明的适用性也不限于编码bZIP-S多肽的核酸受组成型启动子驱动时的表达。
所述组成型启动子优选地是中等强度的启动子，更优选地选自植物来源的启动子，如GOS2启动子；更优选地，该启动子是来自稻的GOS2启动子。进一步优选地，该组成型启动子由基本上与SEQ ID NO:629相似的核酸序列代表；最优选地，该组成型启动子是如SEQ ID NO:629所代表的那样。对于组成型启动子的其他实例，见本文的“定义”部分。
优选地，本发明中使用的bZIP-S核酸是与GOS2启动子连接的表A的任何核酸。
就SPA15样多肽而言，应当明白本发明的适用性不限于由SEQ ID NO:633代表的编码SPA15样多肽的核酸，本发明的适用性也不限于编码SPA15样多肽的核酸受组成型启动子驱动时的表达。
所述组成型启动子优选地是中等强度的启动子，更优选地选自植物来源的启动子，如GOS2启动子；更优选地，该启动子是来自稻的GOS2启动子。进一步优选地，该组成型启动子由基本上与SEQ ID NO:700相似的核酸序列代表；最优选地，该组成型启动子是如SEQ ID NO:700所代表的那样。对于组成型启动子的其他实例，见本文的“定义”部分。
任选地，一个或多个终止子序列可以用于导入植物的构建体中。优选地，该构建体包含表达盒，所述表达盒包含基本上与SEQ ID NO:700相似的稻启动子和编码SPA15样多肽的核酸。另外，编码选择标记的一个或多个序列可以存在于导入植物的构建体上。
根据本发明的优选特征，受调节的表达是增加的表达。本领域中充分记录了用于增加核酸或者基因或基因产物表达的方法并且在定义部分中提供了实例。
如上文所提及，用于调节编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的表达的优选方法是在植物中导入并且表达编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸；然而使用其他熟知的技术，包括但不限于T-DNA激活标签化、TILLING、同源重组，也可以实现实施该方法的效果，即增强产量相关性状。在定义部分中提供对这些技术的描述。
本发明也提供用于产生转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增强的产量相关性状，其中所述方法包括在植物中导入并表达编码如上文所定义的编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的任意核酸。
更具体地，本发明提供了用于产生转基因植物的方法，所述转基因植物具有增强的产量相关性状、特别是增加的种子产量，所述方法包括：
(i)在植物或植物细胞中导入并且表达编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸；和
(ii)在促进植物生长和发育的条件下培育植物细胞。
(i)的核酸可以是能够编码如上文所定义的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸中的任一核酸。
可以将所述核酸直接导入植物细胞或导入植物自身中(包括导入组织、器官或植物的任何其他部分)。根据本发明的优选特征，该核酸优选地通过转化作用导入植物中。术语“转化”在本文的“定义”部分中更详细地描述。
本发明明确地扩展至通过本文所述任意方法产生的任意植物细胞或植物，并扩展至全部植物部分及其繁殖体。本发明包括通过本发明方法可获得的植物或其部分(包括种子)。植物或其部分包含了编码如上文所定义的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸转基因。本发明进一步扩展以包括已经通过前述任意方法产生的原代转化或转染细胞、组织、器官或完整植物的后代，唯一要求是后代展示出与本发明方法中由亲本产生的那些后代相同的基因型和/或表型特征。
本发明也包括宿主细胞，其含有编码如上文所定义的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的分离的核酸。本发明的优选宿主细胞是植物细胞。对于本发明方法中所用的核酸或载体、表达盒或构建体或载体，宿主植物原则上有利地是能够合成本发明方法中所用多肽的全部植物。
本发明的方法有利地适用于任意植物。在本发明方法中特别有用的植物包括属于植物界超家族、尤其单子叶和双子叶植物的全部植物，包括饲用或饲料豆科植物、观赏植物、粮食作物、树或灌木。根据本发明的优选实施方案，植物是作物植物。作物植物的实例包括大豆、甜菜、向日葵、卡诺拉油菜、苜蓿、油籽油菜、亚麻、棉花、番茄、马铃薯和烟草。更优选地，该植物是单子叶植物。单子叶植物的实例包括甘蔗。更优选地，该植物是谷类植物。谷类植物的实例包括稻、玉米、小麦、大麦、粟(millet)、黑麦(rye)、黑小麦属(triticale)、高粱、二粒小麦、斯卑尔脱小麦、黑麦属植物(secale)、单粒小麦(einkorn)、埃塞俄比亚画眉草(teff)、蜀黍(milo)和燕麦。
本发明也扩展至植物的可收获部分，如但不限于种子、叶、果实、花、茎、根、根状茎、块茎和球茎，所述可收获部分包含编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的重组核酸。本发明进一步涉及源自、优选直接源自这种植物的可收获部分中的产品，如干燥颗粒或粉末、油、脂肪和脂肪酸、淀粉或蛋白质。
本发明也包括编码如本文所述的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸的用途，和这些O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的用途，用于增强植物中的任意前述产量相关性状。例如，编码本文所述的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸，或者O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽本身，可以用于鉴定下述DNA标记的育种计划中，其中所述DNA标记可以与编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的基因遗传连锁。所述核酸/基因，或者O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽、或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽本身，可以用来定义分子标记。这种DNA或蛋白质标记随后可以用于育种计划中以选择具有如上文在本发明方法中所定义的增强的产量相关性状的植物。另外，编码如上文定义的O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸/基因的等位变体可以用于标记辅助育种计划中。编码O-FUT多肽、或旁路(BPS)多肽、或SIZ1多肽或bZIP-S多肽、或SPA15样多肽的核酸也可以用作探针以对基因进行遗传和物理作图，所述核酸是所述基因的部分并且用作与这些基因连锁的性状的标记。此类信息可能用于植物育种中旨在发现具有所希望表型的品系。
项
1.O-FUT多肽
1.一种用于相对于对照植物增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码O-FUT多肽的核酸的表达，其中所述的O-FUT多肽包含具有PFam登录号PF10250的结构域。
2.根据项1所述的方法，其中所述O-FUT多肽包含以下一个或多个基序：
(i)基序1：HYIALHLRYEKDM(SEQ ID NO:261),
(ii)基序2：IYIVAGEIYGGHSMD(SEQ ID NO:262),
(iii)基序3：ALDYNVAVQSDVFVYTYDGNMAKAVQGH(SEQ IDNO:263)
3.根据项1或2所述的方法，其中所述O-FUT多肽可以包含基序1中的保守精氨酸残基。
4.根据项1至3中任一项所述的方法，其中所述的受调节表达通过在植物中导入并且表达编码O-FUT多肽的核酸实现。
5.根据项1至4中任一项所述的方法，其中编码O-FUT多肽的所述核酸编码在表A中所列的任一种蛋白质或是这种核酸的一部分或是能够与该核酸杂交的核酸。
6.根据项1至5中任一项所述的方法，其中所述的核酸序列编码在表A1中给出的任意蛋白质的直向同源物或旁系同源物。
7.根据任一前项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物而言增加的产量、优选地增加的生物量和/或增加的种子产量。
8.根据项1至7中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在非胁迫条件下获得。
9.根据项1至7中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在干旱胁迫、盐胁迫、或缺氮的条件下获得。
10.根据项1至9中任一项所述的方法，其中所述的核酸与组成型启动子、优选地与GOS2启动子、最优选地与来自稻的GOS2启动子有效连接。
11.根据项1至10任一项所述的方法，其中编码O-FUT多肽的所述核酸是任何来源的，优选地是植物来源的，更优选地来自单子叶植物，进一步优选地来自禾本科，特别优选地来自稻属，最优选地来自稻。
12.通过根据项1至11中任一项所述的方法可获得的植物或其部分，包括种子，其中所述的植物或其部分包含编码O-FUT多肽的重组核酸。
13.构建体，其包含：
(i)编码如项1至3中任一项所定义的O-FUT多肽的核酸；
(ii)能够驱动(a)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选地
(iii)转录终止序列。
14.根据项13所述的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选地是GOS2启动子，最优选地是来自稻的GOS2启动子。
15.根据项13或14所述的构建体在用于制备植物的方法中的用途，所述植物相对于对照植物具有增加的产量，尤其增加的生物量和/或增加的种子产量。
16.一种分离的核酸分子，选自
(i)由SEQ ID NO:1代表的核酸；
(ii)由SEQ ID NO:1代表的核酸的互补核酸；
(iii)编码如SEQ ID NO:2代表的多肽的核酸，优选地由于遗传密码的简并性，所述分离的核酸可以衍生自如SEQ ID NO:2所代表的多肽序列并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(iv)核酸，其以增加的优选顺序与表A1的任何核酸序列具有至少30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(v)与(i)至(iv)的核酸分子在严格杂交条件下杂交并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状的核酸分子；
(vi)编码O-FUT多肽的核酸，所述O-FUT多肽以增加的优选顺序与SEQ ID NO:2所代表的氨基酸序列和表A1中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
17.一种分离的多肽，其选自：
(i)由SEQ ID NO:2代表的氨基酸序列；
(ii)氨基酸序列，其以增加的优选顺序与SEQ ID NO:2或22的任一个所代表的氨基酸序列和表A1中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
(iii)以上(i)或(ii)中给出的任一氨基酸序列的衍生物。
18.用根据项13或14所述的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
19.用于产生转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，所述方法包括：
(i)在植物中导入并表达编码如项1至3中任一项所定义的O-FUT多肽的核酸；和
(ii)在促进植物生长和发育的条件下培育植物细胞。
20.转基因植物，其相对于对照植物具有因编码如项1至3中任一项所定义的O-FUT多肽的核酸的受调节表达所致增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，或衍生自所述转基因植物的转基因植物细胞。
21.根据项12、18或20所述的转基因植物或从其衍生的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物如甜菜或单子叶植物如甘蔗或谷类植物，如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯卑尔脱小麦、黑麦属植物、单粒小麦、埃塞俄比亚画眉草、蜀黍和燕麦。
22.根据项21所述的植物的可收获部分，其中所述的可收获部分优选地是苗生物量和/或种子。
23.产物，衍生自根据项21所述的植物和/或衍生自根据项22所述的植物的可收获部分。
24.编码O-FUT多肽的核酸的用途，用于相对于对照植物增加植物中产量、尤其增加种子产量和/或苗生物量。
2.旁路(BPS)多肽
25.一种用于相对于对照植物增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码BPS多肽的核酸的表达。
26.根据项25所述的方法，其中所述BPS多肽还包含以下的至少一个基序：
(i)基序4：
SWM[KT][LQ]A[MI]ESLC[EA][TI]H[TN]DIKTLIT[DE]LELP(SEQ IDNO:341)
(ii)基序5：
D[IL]C[IN]AFSSE[LI][ST]RLNQGHL[LY]L[QK]C[AV]LHNL[DE][SG]SS(SEQ ID NO:342)
(iii)基序6：
GKVLM[RQ]A[ML]YGV[KR]V[VQ]TV[FY][IV]CS[VI]FA[AV]AFSGS(SEQ ID NO:343)
27.根据项25或26中任一项所述的方法，其中所述BPS多肽还包含以下的至少一个或多个基序：
(i)基序7：
SWM[KT][LQ]A[MI]ESLC[EA][TI]H[NT]D[IV]KTLIT[DE]LELPVSDW[DE][ED]KW[IV]DVYLD[IN]SVKL(SEQ ID NO:344)
(ii)基序8：
SL[ND]LPK[VI]KNSAKGKVLM[RQ]A[ML]YGV[KR]V[QV]TV[FY][IV]CSVF A[AV]AFSGS(SEQ ID NO:345)
(iii)基序9：PQ[ED]P[HP]R[PS]F[FL]PFGNPF(SEQ ID NO:346)
28.根据项25至27中任一项所述的方法，其中所述BPS多肽还包含以下一个或多个基序：
(i)基序10：
[VM]PK[EDN]K[SDN][DQ]ILT[LV]SWM[KS][QL]AM[EA]SLC[EQ]TH[KN][NAS]I[KNR]TL[IV]TDL[EQ]LPVSD[WL]E[ED][KN][WF][VI][DY][IV]Y(SEQ ID NO:347)
(ii)基序11：
LPK[VK]KNSAKGKVL[ML]RA[LF]YGVKV[KQ]T[LV]YI[CS][SG]VF[AT]A A[FW]S[GD]S[ST][NQK][ND]L[FL][YD][LV][TP][VI][SP][NE][EK](SEQ ID NO:348)
(iii)基序12：
[PL]WA[KQP][SVA]F[MT][DE][MLV]Q[NS][TV][VM]N[AGPS]EI[KR][ND][IM][FL][LS]S[DG][GR][LFS]T[VI][LIM]K[ED]LE[AS]V[DE][AS][GS]V[KE][KQ]L[YA][PT][AM][IV]Q[DQE]G[SV](SEQ ID NO:349)
29.根据项25至28中任一项所述的方法，其中所述的受调节表达通过在植物中导入并且表达编码BPS多肽的核酸实现。
30.根据项25至29中任一项所述的方法，其中编码BPS多肽的所述核酸编码在表A2中所列的任一种蛋白质或是这种核酸的一部分或是能够与这种核酸杂交的核酸。
31.根据项25至30中任一项所述的方法，其中所述核酸序列编码在表A2中给出的任意蛋白质的直向同源物或旁系同源物。
32.根据任一前项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物而言增加的产量、优选地增加的生物量和/或增加的种子产量。
33.根据项25至32中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在非胁迫条件下获得。
34.根据项25至32中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在影响植物能育性的胁迫类型条件下获得。
35.根据项25至34中任一项所述的方法，其中所述的核酸与在根中有活性的启动子有效连接。
36.根据项25至34中任一项所述的方法，其中所述的核酸与组成型启动子、优选地与GOS2启动子、最优选地与来自稻的GOS2启动子有效连接。
37.根据项25至36中任一项所述的方法，其中编码BPS多肽的所述核酸是植物来源的，优选地来自双子叶植物，进一步优选地来自十字花科，更优选地来自拟南芥属，最优选地来自拟南芥。
38.通过根据项25至37中任一项所述的方法可获得的植物或其部分，包括种子，其中所述的植物或其部分包含编码BPS多肽的重组核酸。
39.构建体，其包含：
(i)编码如项25至27中任一项所定义的BPS多肽的核酸；
(ii)能够驱动(a)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选地
(iii)转录终止序列。
40.根据项39所述的构建体，其中所述控制序列之一是在根中有活性的启动子。
41.根据项39所述的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选地是GOS2启动子，最优选地是来自稻的GOS2启动子。
42.根据项39至41中任一项所述的构建体在用于制备植物的方法中的用途，所述植物相对于对照植物具有增加的产量，尤其增加的生物量和/或增加的种子产量。
43.用根据项39至41中任一项所述的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
44.用于产生转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，所述方法包括：
(i)在植物中导入并且表达编码如项25至28中任一项所定义的BPS多肽的核酸；和
(ii)在促进植物生长和发育的条件下培育植物细胞。
45.转基因植物，其相对于对照植物具有因编码如项25至28中任一项所定义的BPS多肽的核酸的受调节表达所致增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，或衍生自所述转基因植物的转基因植物细胞。
46.根据项38、43或45所述的转基因植物或从其衍生的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物如甜菜或单子叶植物如甘蔗或谷类植物，如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯卑尔脱小麦、黑麦属植物、单粒小麦、埃塞俄比亚画眉草、蜀黍和燕麦。
47.根据项46所述的植物的可收获部分，其中所述的可收获部分优选地是苗生物量和/或种子。
48.产物，衍生自根据项46所述的植物和/或衍生自根据项47所述的植物的可收获部分。
49.编码BPS多肽的核酸的用途，用于相对于对照植物增加植物中产量、尤其增加种子产量和/或苗生物量。
3.SIZ1多肽
50.一种用于相对于对照植物增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码SIZ1多肽的核酸的表达，其中所述的SIZ1多肽包含DUF206结构域。
51.根据项50所述的方法，其中所述SIZ1多肽包含以下一个或多个基序：
(i)基序13：MSCNGCRXLRKGCX(SEQ ID NO:409),
(ii)基序14：QXXATXFXAKFXGR(SEQ ID NO:410),
(iii)基序15：FXSLLXEAXG(SEQ ID NO:411)
52.根据项50或51所述的方法，其中所述的受调节表达通过在植物中导入并且表达编码SIZ1多肽的核酸实现。
53.根据项50至52中任一项所述的方法，其中编码SIZ1多肽的所述核酸编码在表A3中所列的任一种蛋白质或是这种核酸的一部分或是能够与这种核酸杂交的核酸。
54.根据项50至53中任一项所述的方法，其中所述核酸序列编码在表A3中给出的任意蛋白质的直向同源物或旁系同源物。
55.根据任一前项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物而言增加的产量、优选地增加的生物量和/或增加的种子产量。
56.根据项50至55中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在非胁迫条件下获得。
57.根据项50至55中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在干旱胁迫、盐胁迫、或缺氮的条件下获得。
58.根据项52至57中任一项所述的方法，其中所述的核酸与组成型启动子、优选地与GOS2启动子、最优选地与来自稻的GOS2启动子有效连接。
59.根据项50至58中任一项所述的方法，其中编码SIZ1多肽的所述核酸是植物来源的，优选地来自双子叶植物，进一步优选地来自十字花科，更优选地来自拟南芥属，最优选地来自拟南芥。
60.通过根据项50至59中任一项所述的方法可获得的植物或其部分，包括种子，其中所述的植物或其部分包含编码SIZ1多肽的重组核酸。
61.构建体，其包含：
(i)编码如项50或51中所定义的SIZ1多肽的核酸；
(ii)能够驱动(a)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选地
(iii)转录终止序列。
62.根据项61所述的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选地是GOS2启动子，最优选地是来自稻的GOS2启动子。
63.根据项61或62所述的构建体在用于制备植物的方法中的用途，所述植物相对于对照植物具有增加的产量，尤其增加的生物量和/或增加的种子产量。
64.用根据项61或62所述的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
65.用于产生转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，所述方法包括：
(i)在植物中导入并且表达编码如项50或51中所定义的SIZ1多肽的核酸；和
(ii)在促进植物生长和发育的条件下培育植物细胞。
66.转基因植物，其相对于对照植物具有因编码如项50或51中所定义SIZ1多肽的核酸的受调节表达所致增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，或从所述转基因植物衍生的转基因植物细胞。
67.根据项60、64或66所述的转基因植物或从其衍生的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物如甜菜或单子叶植物如甘蔗或谷类植物，如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯卑尔脱小麦、黑麦属植物、单粒小麦、埃塞俄比亚画眉草、蜀黍和燕麦。
68.根据项67所述的植物的可收获部分，其中所述的可收获部分优选地是苗生物量和/或种子。
69.产物，衍生自根据项67所述的植物和/或衍生自根据项68所述的植物的可收获部分。
70.编码SIZ1多肽的核酸的用途，用于相对于对照植物增加植物中产量、尤其增加种子产量和/或苗生物量。
4.bZIP-S多肽
71.一种用于相对于对照植物增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码bZIP-S多肽的核酸的表达。
72.根据项71所述的方法，其中所述bZIP-S多肽包含以下一个或多个基序：
(i)如SEQ ID NO:522所代表的基序19；
(ii)如SEQ ID NO:587所代表的基序20；
(iii)如SEQ ID NO:600所代表的基序21；
73.根据项71或72所述的方法，其中所述的受调节表达通过在植物中导入并且表达编码bZIP-S多肽的核酸实现。
74.根据项71至73中任一项所述的方法，其中编码bZIP-S多肽的所述核酸编码在表A4中所列的任一种蛋白质或是这种核酸的一部分或是能够与这种核酸杂交的核酸。
75.根据项71至74中任一项所述的方法，其中所述核酸序列编码在表A4中给出的任意蛋白质的直向同源物或旁系同源物。
76.根据任一前项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物而言增加的种子产量。
77.根据项71至76中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在非胁迫条件下获得。
78.根据项71至76中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在干旱胁迫、盐胁迫、或缺氮的条件下获得。
79.根据项73至78中任一项所述的方法，其中所述的核酸与组成型启动子、优选地与GOS2启动子、最优选地与来自稻的GOS2启动子有效连接。
80.根据项71至79中任一项所述的方法，其中编码bZIP-S多肽的所述核酸是植物来源的，优选地来自双子叶植物，进一步优选地来自豆科植物，更优选地来自苜蓿属，最优选地来自蒺藜苜蓿。
81.通过根据项71至80中任一项所述的方法可获得的植物或其部分，包括种子，其中所述的植物或其部分包含编码bZIP-S多肽的重组核酸。
82.构建体，其包含：
(i)编码如项71或72中所定义的bZIP-S多肽的核酸；
(ii)能够驱动(a)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选地
(iii)转录终止序列。
83.根据项82所述的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选地是GOS2启动子，最优选地是来自稻的GOS2启动子。
84.根据项82或83所述的构建体在用于制备植物的方法中的用途，所述植物相对于对照植物具有增加的产量，尤其增加的生物量和/或增加的种子产量。
85.用根据项82或83所述的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
86.用于产生转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，所述方法包括：
(i)在植物中导入并且表达编码如项71或72中所定义的bZIP-S多肽的核酸；和
(ii)在促进植物生长和发育的条件下培育植物细胞。
87.转基因植物，其相对于对照植物具有因编码如项71或72中所定义bZIP-S多肽的核酸的受调节表达所致增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，或从所述转基因植物衍生的转基因植物细胞。
88.根据项81、85或87所述的转基因植物或从其衍生的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物如甜菜(beet)或菾菜(sugarbeet)或单子叶植物如甘蔗或谷类植物，如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯卑尔脱小麦、黑麦属植物、单粒小麦、埃塞俄比亚画眉草、蜀黍和燕麦。
89.根据项88所述的植物的可收获部分，其中所述的可收获部分优选地是苗生物量和/或种子。
90.产物，衍生自根据项88所述的植物和/或衍生自根据项89所述的植物的可收获部分。
91.编码bZIP-S多肽的核酸的用途，用于相对于对照植物增加植物中产量、尤其增加种子产量和/或苗生物量。
5.SPA15样多肽
92.一种用于相对于对照植物增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码SPA15样多肽的核酸的表达，其中所述的SPA15样多肽包含具有Interpro登录号IPR016024及超家族登录号SSF48371的Armadillo型折叠结构域和具有超家族登录号SSF46785的“翼螺旋”DNA-结合结构域。
93.根据项92所述的方法，其中所述SPA15样多肽包含以下一个或多个基序：
(i)基序22：
AAD[KR]HWSDGALEADLR[RL]ADF[RV][AV][KR][QR]RAMEDA[LF]MAL[EK]F[VI]K[ND][IV]HDMMV[SN][KR][ML][YQ][KE](SEQ IDNO:691)；
(ii)基序23：
RA[RC]QDVA[IV]LGS[GE]FLKLDARAR[EK]DTEKID[RHN](SEQ IDNO:692)；
(iii)基序24：L[SA]EA[DC]GIDY[TN]D[PA]E[EF][LV](SEQ ID NO:693).
94.根据任一前项所述的方法，其中所述SPA15样多肽包含以下一个或多个基序：
(i)基序25：
EADGIDYTDPEELELLV[AT]TLIDLDAMDGK[SG]S[VA]SLLAECSSSPD VNTR[KQ]AL(SEQ ID NO:694)；
(ii)基序26：
APSMW[TI]LGNAGMGALQRLA[EQ]DSN[PY]A[IV]A[AR]A(SEQ IDNO:695)；
(iii)基序27：FPGEVS[TA]D[RQ]ITAI[QE]EAYW[SD]MA(SEQ IDNO:696).
95.根据任一前项所述的方法，其中所述SPA15样多肽包含以下一个或多个基序：
(i)基序28：
DGIDYTDPEELELLV[AT]TLIDLDAMDGK[KSR]S[VA]SL[LI]AECSSSPD VNTRKALAN(SEQ ID NO:697)；
(ii)基序29：
PSMW[TI]LGNAGMGALQRLA[QE]D[SP]N[YP]A[VI]A[RA]AA[ST]RAI[ND][EA]L[KT]KQWE[LV]EEGDSLRF(SEQ ID NO:698)；
(iii)基序30：
[GL][SV][ST]S[PER][AT][NG][ST][TR][SDG][FR]I[TS]LEKNG[NKI][TA][LF][EG][LF]FP[GH]EVS[TSA]D[QR]I[TSY]AIE[EQ]AY[WKQ]SMASA[LF]SEA(SEQ ID NO:699).
96.根据任一前项所述的方法，其中所述的受调节表达通过在植物中导入并且表达编码SPA15样多肽的核酸实现。
97.根据任一前项所述的方法，其中所述编码SPA15样多肽的核酸编码在表A5中所列的任一种蛋白质或是这种核酸的一部分或是能够与这种核酸杂交的核酸。
98.根据任一前项所述的方法，其中所述核酸序列编码在表A5中给出的任意蛋白质的直向同源物或旁系同源物。
99.根据任一前项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状包括相对于对照植物而言增加的产量、优选地增加的生物量和/或增加的种子产量。
100.根据项99所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在非胁迫条件下获得。
101.根据项99所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在干旱胁迫、盐胁迫、或缺氮的条件下获得。
102.根据项92至98中任一项所述的方法，其中所述的核酸与组成型启动子、优选地与GOS2启动子、最优选地与来自稻的GOS2启动子有效连接。
103.根据项102所述的方法，其中所述编码SPA15样多肽的核酸是植物来源的，优选地来自双子叶植物，进一步优选地来自禾本科，更优选地来自稻属，最优选地来自稻。
104.通过根据项92至101中任一项所述的方法可获得的植物或其部分，包括种子，其中所述的植物或其部分包含编码SPA15样多肽的重组核酸。
105.构建体，其包含：
(i)编码如项92至95中任一项所定义的SPA15样多肽的核酸；
(ii)能够驱动(a)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选地
(iii)转录终止序列。
106.根据项105所述的构建体，其中所述控制序列之一是组成型启动子，优选地是GOS2启动子，最优选地是来自稻的GOS2启动子。
107.根据项105或106所述的构建体在用于产生植物的方法中的用途，所述植物相对于对照植物具有增加的产量，尤其增加的生物量和/或增加的种子产量。
108.用根据项105或106所述的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
109.用于产生转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，所述方法包括：
(i)在植物中导入并且表达编码如项92至95中任一项所定义的SPA15样多肽的核酸；和
(ii)在促进植物生长和发育的条件下培育植物细胞。
110.转基因植物，其相对于对照植物具有因编码如项92至95中任一项所定义的SPA15样多肽的核酸的受调节表达所致增加的产量、尤其增加的生物量和/或增加的种子产量，或衍生自所述转基因植物的转基因植物细胞。
111.根据项104、108或110中任一项所述的转基因植物或从其衍生的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物如甜菜或菾菜或单子叶植物如甘蔗或谷类植物，如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯卑尔脱小麦、黑麦属植物、单粒小麦、埃塞俄比亚画眉草、蜀黍和燕麦。
112.根据项111所述的植物的可收获部分，其中所述的可收获部分优选地是苗生物质和/或种子。
113.产物，衍生自根据项111所述的植物和/或衍生自根据项112所述的植物的可收获部分。
114.编码SPA15样多肽的核酸的用途，用于相对于对照植物增加植物中产量、尤其增加种子产量和/或苗生物量。
115.一种分离的核酸分子，选自
(i)由SEQ ID NO:633代表的核酸；
(ii)由SEQ ID NO:633代表的核酸的互补核酸；
(iii)编码如SEQ ID NO:634代表的多肽的核酸，优选地由于遗传密码的简并性，所述分离的核酸可以衍生自如SEQ ID NO:634所代表的多肽序列并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(iv)核酸，其以增加的优选顺序与表A5的任何核酸序列具有至少30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(v)与(i)至(iv)的核酸分子在严格杂交条件下杂交并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状的核酸分子；
(vi)编码SPA15样多肽的核酸，所述SPA15样多肽以增加的优选顺序与SEQ ID NO:634所代表的氨基酸序列和表A5中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
116.一种分离的多肽，其选自：
(i)由SEQ ID NO:634代表的氨基酸序列；
(ii)氨基酸序列，其以增加的优选顺序与SEQ ID NO:634所代表的氨基酸序列和表A5中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
(iii)以上(i)或(ii)中给出的任一氨基酸序列的衍生物。
附图简述
本发明现在将参考以下图进行描述，其中：
图1代表如SEQ ID NO:22所代表的O-FUT多肽(全长)，其包含以下特征：亚细胞靶向序列(STS)、TMHMM预测的跨膜(TM)结构域、具有InterPro登录号IPR019378的GDP-岩藻糖蛋白O-岩藻糖基转移酶。粗体垂线表示截短位点，STS和TM在SEQ ID NO:2中缺失。
图2代表多种O-FUT多肽的多重比对结果。Interpro IPR019378结构域以XXX标出。当使用保守氨基酸时，这些比对结果可以用于定义进一步的基序，如基序1至3(加框表示)。
图3显示O-FUT多肽根据Yves Van De Peer等人(2009)-Plaza,aresource for plant comparative genomics(Plaza，植物比较基因组学资源)(www.vib.gent.be)的方法的进化***树。
图4代表用于在稻GOS2启动子(pGOS2)控制下增加编码O-FUT多肽的核酸在稻中表达的双元载体。
图5代表BPS的基因结构。
图6显示选择的BPS多肽的进化***树，其中鉴定出几个聚类：BPS所属的树类(Trees)、豆目植物(Fabales)、其他双子叶植物、茄目植物(Solanales)、松柏目(Coniferales)植物、禾本目(Poales)植物和十字花目植物(Brassicales)。
图7代表了用于在稻GOS2启动子(pGOS2)控制下增加编码BPS的核酸在稻中表达的双元载体。
图8代表了SIZ1多肽的总体结构示意图。
图9显示SIZ1多肽的多重序列比对结果。
图10显示SIZ1多肽的进化***树。类I包括任何来源的生物；类II包括生物如大麦TA461954513f、稻0s05g0125000；类III包括生物如拟南芥AT5G60410.5f和拟南芥属EC序列；类IV包括生物如普通衣藻(C.vulgaris)83729f和AT5G41580NP 198973.SEMB3001。
图11代表用于在稻GOS2启动子(pGOS2)控制下增加编码SIZ1的核酸在稻中表达的双元载体。
图12代表多种bZIP-S多肽的多重比对结果。用方框虚线显示的区域对应于bZIP结构域。分布在bzip结构域侧翼的加框的区域包含在bZIP-S组的多肽中的保守序列。SeqID NO 422的名称加框显示。当使用保守氨基酸时，这些比对结果可以用于定义进一步的基序。
图13代表用于在稻GOS2启动子(pGOS2)控制下增加编码bZIP-S的核酸在稻中表达的双元载体。
图14代表SEQ ID NO:634的结构域结构，保守结构域加下划线显示：Armadillo型折叠结构域加双下划线显示和“翼螺旋”DNA结合结构域加单下划线显示。
图15代表多种SPA15样多肽的多重比对结果。当使用保守氨基酸时，这些比对结果可以用于定义进一步的基序。显示了保守结构域，如Armadillo型折叠结构域、“翼螺旋”DNA结合结构域和如在YAP等人,(2003)中描述的保守结构域。
图16显示SPA15样多肽的进化***树。
图17代表用于在稻GOS2启动子(pGOS2)控制下增加编码SPA15样的核酸在稻中表达的双元载体。
实施例
本发明现在参考如下实施例进行描述，所述实施例仅是说明性的。以下实施例不意图完全限定或限制本发明的范围。
DNA操作：除非另外说明，重组DNA技术根据(Sambrook(2001)Molecular Cloning:a laboratory manual,第3版Cold Spring HarborLaboratory Press,CSH,New York)或Ausubel等人(1994),CurrentProtocols in Molecular Biology,Current Protocols第1卷和第2卷中所述的标准方案进行。在BIOS科学出版有限责任公司(BIOS ScientificPublications Ltd(英国))和Blackwell科学出版社(Blackwell ScientificPublications)(英国)出版的R.D.D.Cray的Plant Molecular BiologyLabfax(1993)中描述了用于植物分子研究工作的标准材料和方法。
实施例1：鉴定与本发明方法中所用的核酸序列相关的序列
1.1O-FUT多肽
使用数据库序列搜索工具，如基本局部比对工具(BLAST)(Altschul等人(1990)J.Mol.Biol.215:403-410；和Altschul等人(1997)Nucleic AcidsRes.25:3389-3402)，在国家生物技术信息中心(NCBI)的Entrez核苷酸数据库中维护的那些序列中鉴定了与SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2相关的(全长cDNA、EST或基因组)序列。该程序用来通过将核酸序列或多肽序列与序列数据库比较并且计算匹配的统计显著性来找到序列之间的局部相似性区域。例如，将SEQ ID NO:1的核酸所编码的多肽用于TBLASTN算法中，采用默认设置和过滤程序以忽略低复杂性序列抵消。该分析的输出结果通过逐对比较进行检验，并根据概率评分(E-值)评级，其中所述的评分反映特定比对结果偶然发生的概率(E-值越低，命中的显著性越高)。除E-值外，比较也可以由同一性百分数评定。同一性百分数指所比较的两个核酸(或多肽)序列之间在特定长度范围内的相同核苷酸(或氨基酸)的数目。在一些情况下，可以调整默认参数以调节搜索的严格性。例如，可以增加E-值以显示较不严格的匹配。以这种方式，可以鉴定到几乎正好的短匹配。
表A1提供与SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2相关的一系列核酸序列。
表A1：O-FUT核酸和多肽的实例：
序列已经由研究机构如基因组研究所(TIGR；始于TA)初步地组装并且公开披露。真核生物基因直向同源物(EGO)数据库可以用来通过关键词检索或通过使用BLAST算法以目的核酸序列或多肽序列鉴定此类相关序列。已经为特定生物创建了特定的核酸序列数据库，如由联合基因组研究所(Joint Genome Institute)创建。另外，登录专有数据库已经允许鉴定新的核酸序列和多肽序列。
1.2旁路(BPS)多肽
使用数据库序列搜索工具，如基本局部比对工具(BLAST)(Altschul等人(1990)J.Mol.Biol.215:403-410；和Altschul等人(1997)Nucleic AcidsRes.25:3389-3402)，在国家生物技术信息中心(NCBI)的Entrez核苷酸数据库中维护的那些序列中鉴定了与SEQ ID NO:267和SEQ ID NO:268相关的(全长cDNA、EST或基因组)序列。该程序用来通过将核酸序列或多肽序列与序列数据库比较并且计算匹配的统计显著性来找到序列之间的局部相似性区域。例如，将SEQ ID NO:267的核酸所编码的多肽用于TBLASTN算法中，采用默认设置和过滤程序以忽略低复杂性序列抵消。该分析的输出结果通过逐对比较进行检验，并根据概率评分(E-值)评级，其中所述的评分反映特定比对结果偶然发生的概率(E-值越低，命中的显著性越高)。除E-值外，比较也可以由同一性百分数评定。同一性百分数指所比较的两个核酸(或多肽)序列之间在特定长度范围内的相同核苷酸(或氨基酸)的数目。在一些情况下，可以调整默认参数以调节搜索的严格性。例如，可以增加E-值以显示较不严格的匹配。以这种方式，可以鉴定到几乎正好的短匹配。
表A2提供与SEQ ID NO:267和SEQ ID NO:268相关的一系列核酸序列。
表A2：BPS核酸和多肽的实例：
序列已经由研究机构如基因组研究所(TIGR；始于TA)初步地组装并且公开披露。真核生物基因直向同源物(EGO)数据库可以用来通过关键词检索或通过使用BLAST算法以目的核酸序列或多肽序列鉴定此类相关序列。已经为特定生物创建了特定的核酸序列数据库，如由联合基因组研究所(Joint Genome Institute)创建。另外，登录专有数据库已经允许鉴定新的核酸序列和多肽序列。
1.3 SIZ1多肽
使用数据库序列搜索工具，如基本局部比对工具(BLAST)(Altschul等人(1990)J.Mol.Biol.215:403-410；和Altschul等人(1997)Nucleic AcidsRes.25:3389-3402)，在国家生物技术信息中心(NCBI)的Entrez核苷酸数据库中维护的那些序列中鉴定了与SEQ ID NO:353和SEQ ID NO:354相关的(全长cDNA、EST或基因组)序列。该程序用来通过将核酸序列或多肽序列与序列数据库比较并且计算匹配的统计显著性来找到序列之间的局部相似性区域。例如，将SEQ ID NO:353的核酸所编码的多肽用于TBLASTN算法中，采用默认设置和过滤程序以忽略低复杂性序列抵消。该分析的输出结果通过逐对比较进行检验，并根据概率评分(E-值)评级，其中所述的评分反映特定比对结果偶然发生的概率(E-值越低，命中的显著性越高)。除E-值外，比较也可以由同一性百分数评定。同一性百分数指所比较的两个核酸(或多肽)序列之间在特定长度范围内的相同核苷酸(或氨基酸)的数目。在一些情况下，可以调整默认参数以调节搜索的严格性。例如，可以增加E-值以显示较不严格的匹配。以这种方式，可以鉴定到几乎正好的短匹配。
表A3提供与SEQ ID NO:353和SEQ ID NO:354相关的一系列核酸序列。
表A3：SIZ1核酸和多肽的实例：
序列已经由研究机构如基因组研究所(TIGR；始于TA)初步地组装并且公开披露。真核生物基因直向同源物(EGO)数据库可以用来通过关键词检索或通过使用BLAST算法以目的核酸序列或多肽序列鉴定此类相关序列。已经为特定生物创建了特定的核酸序列数据库，如由联合基因组研究所(Joint Genome Institute)创建。另外，登录专有数据库已经允许鉴定新的核酸序列和多肽序列。
1.4 bZIP-S多肽
使用数据库序列搜索工具，如基本局部比对工具(BLAST)(Altschul等人(1990)J.Mol.Biol.215:403-410；和Altschul等人(1997)Nucleic AcidsRes.25:3389-3402)，在国家生物技术信息中心(NCBI)的Entrez核苷酸数据库中维护的那些序列中鉴定了与SEQ ID NO:421和SEQ ID NO:422相关的(全长cDNA、EST或基因组)序列。该程序用来通过将核酸序列或多肽序列与序列数据库比较并且计算匹配的统计显著性来找到序列之间的局部相似性区域。例如，将SEQ ID NO:421的核酸所编码的多肽用于TBLASTN算法中，采用默认设置和过滤程序以忽略低复杂性序列抵消。该分析的输出结果通过逐对比较进行检验，并根据概率评分(E-值)评级，其中所述的评分反映特定比对结果偶然发生的概率(E-值越低，命中的显著性越高)。除E-值外，比较也可以由同一性百分数评定。同一性百分数指所比较的两个核酸(或多肽)序列之间在特定长度范围内的相同核苷酸(或氨基酸)的数目。在一些情况下，可以调整默认参数以调节搜索的严格性。例如，可以增加E-值以显示较不严格的匹配。以这种方式，可以鉴定到几乎正好的短匹配。
表A4提供与SEQ ID NO:421和SEQ ID NO:422相关的一系列核酸序列。
表A4：bZIP-S核酸和多肽的实例：
序列已经由研究机构如基因组研究所(TIGR；始于TA)初步地组装并且公开披露。真核生物基因直向同源物(EGO)数据库可以用来通过关键词检索或通过使用BLAST算法以目的核酸序列或多肽序列鉴定此类相关序列。已经为特定生物创建了特定的核酸序列数据库，如由联合基因组研究所(Joint Genome Institute)创建。另外，登录专有数据库已经允许鉴定新的核酸序列和多肽序列。
1.5 SPA15样多肽
使用数据库序列搜索工具，如基本局部比对工具(BLAST)(Altschul等人(1990)J.Mol.Biol.215:403-410；和Altschul等人(1997)Nucleic AcidsRes.25:3389-3402)，在国家生物技术信息中心(NCBI)的Entrez核苷酸数据库中维护的那些序列中鉴定了与SEQ ID NO:633和SEQ ID NO:634相关的(全长cDNA、EST或基因组)序列。该程序用来通过将核酸序列或多肽序列与序列数据库比较并且计算匹配的统计显著性来找到序列之间的局部相似性区域。例如，将SEQ ID NO:633的核酸所编码的多肽用于TBLASTN算法中，采用默认设置和过滤程序以忽略低复杂性序列抵消。该分析的输出结果通过逐对比较进行检验，并根据概率评分(E-值)评级，其中所述的评分反映特定比对结果偶然发生的概率(E-值越低，命中的显著性越高)。除E-值外，比较也可以由同一性百分数评定。同一性百分数指所比较的两个核酸(或多肽)序列之间在特定长度范围内的相同核苷酸(或氨基酸)的数目。在一些情况下，可以调整默认参数以调节搜索的严格性。例如，可以增加E-值以显示较不严格的匹配。以这种方式，可以鉴定到几乎正好的短匹配。
表A5提供与SEQ ID NO:633和SEQ ID NO:634相关的一系列核酸序列。
表A5：SPA15样核酸和多肽的实例：
序列已经由研究机构如基因组研究所(TIGR；始于TA)初步地组装并且公开披露。真核生物基因直向同源物(EGO)数据库可以用来通过关键词检索或通过使用BLAST算法以目的核酸序列或多肽序列鉴定此类相关序列。已经为特定生物创建了特定的核酸序列数据库，如由联合基因组研究所(Joint Genome Institute)创建。另外，登录专有数据库已经允许鉴定新的核酸序列和多肽序列。
实施例2：本发明方法中所用多肽序列的序列比对
2.1 O-FUT样多肽
使用来自Vector NTI(Invitrogen)的AlignX程序进行多肽序列的比对。进行少许手工编辑以进一步优化该比对。在图2中比对O-FUT多肽。
根据Yves Van De Peer等人(2009)-Plaza,a resource for plantcomparative genomics(Plaza，植物比较基因组学资源)(www.vib.gent.be)的方法，从PLAZA网站复制O-FUT多肽的进化***树(图3)。
2.2旁路(BPS)多肽
使用MAFFT(Katoh和Toh(2008)Briefings in Bioinformatics 9:286-298)产生比对结果。使用QuickTree(Howe等人(2002).Bioinformatics18(11):1546-7)，100次自助重复，计算邻接树。使用Dendroscope(Huson等人(2007),BMC Bioinformatics 8(1):460)绘制环形***发生树。对主要分支化显示100次自助重复的置信度。进行少许手工编辑以进一步优化该比对。
2.3SIZ1多肽
在标准设置(缓慢比对，相似性矩阵：Gonnet，空位开口罚分：10，空位延伸罚分：0.2)下，使用累进比对的ClustalW 2.0算法(Thompson等人(1997)Nucleic Acids Res 25:4876-4882；Chenna等人(2003).Nucleic AcidsRes 31:3497-3500)进行多肽序列的比对。进行少许手工编辑以进一步优化该比对。在图9中比对SIZ1多肽。
使用如来自Vector NTI(Invitrogen)的AlignX程序中所提供的邻接聚类算法，构建SIZ1多肽的进化***树(图10)。
2.4 bZIP-S多肽
使用如来自Vector NTI(Invitrogen)的AlignX程序中所提供的基于算法ClustalW的比对程序，进行表A的bZIP-S多肽的多重比对(图12)。使用与Blosum 62矩阵相对应的默认参数(空位开口罚分：10；空位延伸罚分：0.2)。进行少许手工编辑以进一步增强比对。
2.5 SPA15样多肽
使用MAFFT(mafft(版本6.624，L-INS-I方法):MAFFT:Katoh和Toh(2008)-Briefings in Bioinformatics 9:286-298)，进行多肽序列的比对。进行少许手工编辑以进一步优化该比对。在图15中比对SPA15样多肽。
使用Dendroscope(Dendroscope:Huson等人(2007),BMCBioinformatics 8(1):460)构建SPA15样多肽的进化***树(图16)。
实施例3：计算在实施本发明方法中有用的多肽序列之间的总体同一性百分数
3.1 O-FUT样多肽
使用现有技术领域可获得的方法之一，即MatGAT(矩阵总体比对工具)软件(BMC Bioinformatics.20034:29.MatGAT:使用蛋白质序列或DNA序列产生相似性/同一性矩阵的一项应用(an application that generatessimilarity/identity matrices using protein or DNA sequences)，CampanellaJJ,Bitincka L,Smalley J；该软件由Ledion Bitincka维护)，确定在实施本发明方法中有用的全长多肽序列之间的总体相似性和同一性百分数。MatGAT软件产生DNA序列或蛋白质序列的相似性/同一性矩阵，无需数据的预先比对。该程序使用Myers和Miller总体比对算法(空位开口罚分12和空位延伸罚分2)执行一系列配对比对，使用例如Blosum 62(用于多肽)计算相似性和同一性，并且随后将结果置于距离矩阵中。
比较中待使用的参数是：评分矩阵：Blosum62，第一空位：12，延伸空位：2。
3.2旁路(BPS)多肽
使用现有技术领域可获得的方法之一，即MatGAT(矩阵总体比对工具)软件(BMC Bioinformatics.20034:29.MatGAT:使用蛋白质序列或DNA序列产生相似性/同一性矩阵的一项应用(an application that generatessimilarity/identity matrices using protein or DNA sequences)，CampanellaJJ,Bitincka L,Smalley J；该软件由Ledion Bitincka维护)，确定在实施本发明方法中有用的全长多肽序列之间的总体相似性和同一性百分数。MatGAT软件产生DNA序列或蛋白质序列的相似性/同一性矩阵，无需数据的预先比对。该程序使用Myers和Miller总体比对算法(空位开口罚分12和空位延伸罚分2)执行一系列配对比对，使用例如Blosum 62(用于多肽)计算相似性和同一性，并且随后将结果置于距离矩阵中。
比较中使用的参数是：评分矩阵：Blosum62，第一空位：12，延伸空位：2。
表B2中显示在所述多肽序列的全长范围内总体相似性和同一性的软件分析结果。与SEQ ID NO:268相比，在实施本发明方法中有用的BPS多肽序列之间的序列同一性(以％表示)通常高于55％。
3.3 SIZ1多肽
使用现有技术领域可获得的方法之一，即MatGAT(矩阵总体比对工具)软件(BMC Bioinformatics.20034:29.MatGAT:使用蛋白质序列或DNA序列产生相似性/同一性矩阵的一项应用(an application that generatessimilarity/identity matrices using protein or DNA sequences)，CampanellaJJ,Bitincka L,Smalley J；该软件由Ledion Bitincka维护)，确定在实施本发明方法中有用的全长多肽序列之间的总体相似性和同一性百分数。MatGAT软件产生DNA序列或蛋白质序列的相似性/同一性矩阵，无需数据的预先比对。该程序使用Myers和Miller总体比对算法(空位开口罚分12和空位延伸罚分2)执行一系列配对比对，使用例如Blosum 62(用于多肽)计算相似性和同一性，并且随后将结果置于距离矩阵中。
比较中待使用的参数是：评分矩阵：Blosum62，第一空位：12，延伸空位：2。
3.4 bZIP-S多肽
使用现有技术领域可获得的方法之一，即MatGAT(矩阵总体比对工具)软件(BMC Bioinformatics.20034:29.MatGAT:使用蛋白质序列或DNA序列产生相似性/同一性矩阵的一项应用(an application that generatessimilarity/identity matrices using protein or DNA sequences)，CampanellaJJ,Bitincka L,Smalley J；该软件由Ledion Bitincka维护)，确定在实施本发明方法中有用的全长多肽序列之间的总体相似性和同一性百分数。MatGAT软件产生DNA序列或蛋白质序列的相似性/同一性矩阵，无需数据的预先比对。该程序使用Myers和Miller总体比对算法(空位开口罚分12和空位延伸罚分2)执行一系列配对比对，使用例如Blosum 62(用于多肽)计算相似性和同一性，并且随后将结果置于距离矩阵中。序列相似性在对角线下半部分显示，并且序列同一性在对角线的上半部分显示。
比较中使用的参数是：评分矩阵：Blosum62，第一空位：12，延伸空位：2。
表B4中显示在所述多肽序列的全长范围内总体相似性和同一性的软件分析结果。与SEQ ID NO:354相比，在实施本发明方法中有用的bZIP-S多肽序列之间的序列同一性(以％表示)可以通常高于43％。
3.5 SPA15样多肽
使用现有技术领域可获得的方法之一，即MatGAT(矩阵总体比对工具)软件(BMC Bioinformatics.20034:29.MatGAT:使用蛋白质序列或DNA序列产生相似性/同一性矩阵的一项应用(an application that generatessimilarity/identity matrices using protein or DNA sequences)，CampanellaJJ,Bitincka L,Smalley J；该软件由Ledion Bitincka维护)，确定在实施本发明方法中有用的全长多肽序列之间的总体相似性和同一性百分数。MatGAT软件产生DNA序列或蛋白质序列的相似性/同一性矩阵，无需数据的预先比对。该程序使用Myers和Miller总体比对算法(空位开口罚分12和空位延伸罚分2)执行一系列配对比对，使用例如Blosum 62(用于多肽)计算相似性和同一性，并且随后将结果置于距离矩阵中。序列相似性在对角线下半部分显示，并且序列同一性在对角线的上半部分显示。
比较中使用的参数是：评分矩阵：Blosum62，第一空位：12，延伸空位：2。
表B5中显示在所述多肽序列的全长范围内总体相似性和同一性的软件分析结果。与SEQ ID NO:634相比，在实施本发明方法中有用的SPA15样多肽序列之间的序列同一性(以％表示)通常高于30％。
表B5：在所述多肽序列的全长范围内总体相似性和同一性的MatGAT结果
1.Os_SPA15样 53.90 54.60 27.60 99.80 94.10 65.20 71.40
2.拟南芥_AT1G66330.1 67.00 97.80 39.70 54.10 56.30 48.10 54.80
3.拟南芥_AY086709 67.00 99.30 39.20 54.80 57.00 49.10 55.30
4.欧洲油菜_TC82749 32.20 41.20 41.00 27.80 29.50 41.70 28.50
5.LOC_Os05g05600.1 99.80 67.20 67.20 32.40 94.30 65.40 71.40
6.LOC_Os05g05600.5 94.10 69.40 69.40 34.30 94.30 69.40 72.50
7.LOC_Os05g05600.6 65.40 58.00 58.30 49.00 65.60 69.60 55.20
8.两色蜀黍_Sb05g026090.1 82.50 67.80 68.90 33.60 82.50 81.70 60.00
9.玉蜀黍_EU956861 83.40 67.40 68.10 33.50 83.40 82.20 59.70 93.80
10.克里迈丁橘_DY280874 41.40 47.50 48.40 32.30 41.40 43.90 36.40 39.50
11.克里迈丁橘_DY297038 40.90 47.70 48.20 33.10 40.90 43.40 36.40 39.50
12.克里迈丁橘_TC487 42.90 50.10 50.60 32.30 42.90 43.90 37.00 41.30
13.矢车菊_TA1343_347529 71.30 71.90 72.10 36.50 71.10 72.60 56.40 70.40
14.红花_TA1847_4222 44.20 44.40 44.80 28.20 44.20 46.20 40.40 42.20
15.陆地棉_TC91868 40.50 44.40 44.80 31.50 40.50 40.60 34.40 40.00
16.大豆_Glyma14g39620.1 69.60 68.90 69.80 35.30 69.80 71.00 57.80 68.20
17.向日葵_TC31796 69.80 72.60 73.50 34.80 69.60 72.40 57.30 68.90
18.甘薯_AF234536 66.50 70.00 70.00 31.70 66.70 67.70 52.40 64.70
19.阿尔泰莴苣_TA1747_75948 43.30 46.30 46.80 31.40 43.30 44.50 40.70 41.90
20.莴苣_TC17902 57.30 62.10 62.60 25.80 57.30 59.40 52.80 57.00
21.蒺藜苜蓿_AC155282_17.4 68.30 70.00 71.00 34.90 68.50 69.60 56.20 64.90
22.胡杨_TA2890_75702 71.30 72.20 72.80 34.60 71.50 70.40 54.10 70.00
23.展叶剑叶藓_124589 43.50 51.60 51.30 41.70 43.50 46.20 60.90 44.20
1.Os_SPA15样 72.20 27.90 27.40 28.70 53.40 31.20 29.70 50.10
2.拟南芥_AT1G66330.1 54.80 35.70 35.70 36.60 59.30 33.60 35.50 56.80
3.拟南芥_AY086709 55.30 36.30 35.70 36.60 60.20 34.20 35.50 57.70
4.欧洲油菜_TC82749 28.90 18.80 19.30 17.50 29.90 16.80 19.90 29.90
5.LOC_Os05g05600.1 72.20 27.90 27.40 28.70 53.20 31.20 29.70 50.30
6.LOC_Os05g05600.5 73.10 29.00 28.60 29.70 54.80 31.00 29.90 50.90
7.LOC_Os05g05600.6 55.10 18.90 18.60 17.50 45.70 21.20 18.80 46.20
8.两色蜀黍_Sb05g026090.1 91.70 28.40 28.10 29.80 54.80 30.20 29.30 51.50
9.玉蜀黍_EU956861 27.40 27.10 28.70 53.10 29.30 28.80 51.50
10.克里迈丁橘_DY280874 39.20 95.90 91.10 34.10 50.30 62.40 33.00
11.克里迈丁橘_DY297038 39.20 97.20 89.10 33.40 49.70 61.20 32.30
12.克里迈丁橘_TC487 41.60 92.70 91.70 34.50 50.90 58.60 34.90
13.矢车菊_TA1343_347529 69.40 45.90 45.00 46.80 61.40 33.10 53.20
14.红花_TA1847_4222 41.90 68.40 67.20 66.70 63.20 49.80 29.80
15.陆地棉_TC91868 39.00 73.30 71.40 69.60 43.60 68.00 32.00
16.大豆_Glyma14g39620.1 67.40 47.20 46.50 49.50 70.10 42.20 40.30
17.向日葵_TC31796 68.70 47.00 46.30 48.20 87.70 59.70 45.30 70.00
18.甘薯_AF234536 63.20 49.00 50.20 51.90 74.00 51.70 46.90 67.50
19.阿尔泰莴苣_TA1747_75948 42.10 66.60 66.60 64.40 59.40 87.20 66.60 42.60
20.莴苣_TC17902 57.00 54.50 54.80 56.70 75.60 72.80 54.50 57.40
21.蒺藜苜蓿_AC155282_17.4 67.20 46.80 46.60 49.20 70.50 43.80 44.30 86.90
22.胡杨_TA2890_75702 69.80 51.30 50.90 53.30 76.70 47.80 46.30 78.00
23.展叶剑叶藓_124589 44.30 40.70 41.40 41.60 47.50 38.10 38.70 47.70
1.Os_SPA15样 52.50 52.60 30.30 42.90 50.40 53.00 33.00 33.50
2.拟南芥_AT1G66330.1 58.40 56.10 35.50 49.40 55.60 61.60 37.80 38.20
3.拟南芥_AY086709 59.50 57.20 36.40 50.30 55.90 62.10 37.60 38.90
4.欧洲油菜_TC82749 30.20 25.60 17.50 19.00 29.10 29.30 27.90 28.50
5.LOC_Os05g05600.1 52.30 52.80 30.30 42.90 50.60 53.20 33.00 33.50
6.LOC_Os05g05600.5 53.70 53.00 30.90 43.90 49.90 53.00 35.00 35.50
7.LOC_Os05g05600.6 44.50 41.70 21.80 35.10 45.10 43.30 43.80 45.60
8.两色蜀黍_Sb05g026090.1 52.10 51.00 30.50 44.00 51.10 54.70 32.90 33.00
9.玉蜀黍_EU956861 52.00 51.20 29.40 42.80 49.90 54.50 32.60 32.30
10.克里迈丁橘_DY280874 33.90 38.90 48.10 39.70 32.60 44.30 18.00 16.30
11.克里迈丁橘_DY297038 32.80 38.50 48.40 39.40 31.90 43.70 18.30 17.90
12.克里迈丁橘_TC487 34.20 40.30 48.40 40.50 34.60 44.80 18.20 15.60
13.矢车菊_TA1343_347529 80.60 60.80 54.20 69.40 52.30 60.60 35.50 36.20
14.红花_TA1847_4222 51.80 42.40 78.50 65.40 31.40 37.10 21.40 21.50
15.陆地棉_TC91868 33.80 38.80 49.50 40.10 31.80 38.30 19.40 19.90
16.大豆_Glyma14g39620.1 53.50 54.50 30.60 43.00 80.20 64.10 35.90 35.30
17.向日葵_TC31796 60.40 53.50 68.80 53.00 59.10 37.10 38.30
18.甘薯_AF234536 75.50 41.20 55.70 52.80 56.10 34.10 33.30
19.阿尔泰莴苣_TA1747_75948 59.40 50.20 79.50 30.30 35.70 20.60 20.40
20.莴苣_TC17902 75.90 66.40 80.10 42.80 48.70 26.80 27.40
21.蒺藜苜蓿_AC155282_17.4 71.00 67.20 43.80 58.80 62.00 35.60 36.20
22.胡杨_TA2890_75702 72.40 67.00 46.30 60.90 75.90 33.60 33.50
23.展叶剑叶藓_124589 49.90 46.90 38.70 44.40 48.20 46.10 79.90
实施例4：鉴定在实施本发明方法中有用的多肽序列中所包含的结构域
4.1 O-FUT样多肽
蛋白质家族、结构域和位点的集成资源(InterPro)数据库是针对基于文本及基于序列的搜索法的常用特征标识数据库的集成界面。InterPro数据库合并了这些数据库，所述数据库使用不同的方法学及有关充分表征的蛋白质的程度各异的生物学信息以获得蛋白质特征标识(proteinsignatures)。合作数据库包括SWISS-PROT、PROSITE、TrEMBL、PRINTS、ProDom和Pfam、Smart和TIGRFAM。Pfam是覆盖众多常见蛋白质结构域和家族的多重序列比对结果和隐匿马尔科夫模型的庞大集合。Pfam在英国Sanger研究所服务器上维护。Interpro在英国欧洲生物信息学研究所维护。
在表B1中呈现如SEQ ID NO:2所代表的多肽序列的InterPro扫描结果。
表B1：如SEQ ID NO:2所代表的多肽序列的InterPro扫描结果(主要登录号)。
4.2旁路(BPS)多肽
蛋白质家族、结构域和位点的集成资源(InterPro)数据库是针对基于文本及基于序列的搜索法的常用特征标识数据库的集成界面。InterPro数据库合并了这些数据库，所述数据库使用不同的方法学及有关充分表征的蛋白质的程度各异的生物学信息以获得蛋白质特征标识(proteinsignatures)。合作数据库包括SWISS-PROT、PROSITE、TrEMBL、PRINTS、ProDom和Pfam、Smart和TIGRFAM。Pfam是覆盖众多常见蛋白质结构域和家族的多重序列比对结果和隐匿马尔科夫模型的庞大集合。Pfam在英国Sanger研究所服务器上维护。Interpro在英国欧洲生物信息学研究所维护。
4.3 SIZ1多肽
蛋白质家族、结构域和位点的集成资源(InterPro)数据库是针对基于文本及基于序列的搜索法的常用特征标识数据库的集成界面。InterPro数据库合并了这些数据库，所述数据库使用不同的方法学及有关充分表征的蛋白质的程度各异的生物学信息以获得蛋白质特征标识(proteinsignatures)。合作数据库包括SWISS-PROT、PROSITE、TrEMBL、PRINTS、ProDom和Pfam、Smart和TIGRFAM。Pfam是覆盖众多常见蛋白质结构域和家族的多重序列比对结果和隐匿马尔科夫模型的庞大集合。Pfam在英国Sanger研究所服务器上维护。Interpro在英国欧洲生物信息学研究所维护。
在表C3中呈现如SEQ ID NO:353所代表的多肽序列的InterPro扫描结果。
表C3：如SEQ ID NO:354所代表的多肽序列的InterPro扫描结果(主要登录号)。
4.4 bZIP-S多肽
蛋白质家族、结构域和位点的集成资源(InterPro)数据库是针对基于文本及基于序列的搜索法的常用特征标识数据库的集成界面。InterPro数据库合并了这些数据库，所述数据库使用不同的方法学及有关充分表征的蛋白质的程度各异的生物学信息以获得蛋白质特征标识(proteinsignatures)。合作数据库包括SWISS-PROT、PROSITE、TrEMBL、PRINTS、ProDom和Pfam、Smart和TIGRFAM。Pfam是覆盖众多常见蛋白质结构域和家族的多重序列比对结果和隐匿马尔科夫模型的庞大集合。Pfam在英国Sanger研究所服务器上维护。Interpro在英国欧洲生物信息学研究所维护。
在表C4中呈现如SEQ ID NO:422所代表的多肽序列的InterPro扫描结果。
4.5 SPA15样多肽
蛋白质家族、结构域和位点的集成资源(InterPro)数据库是针对基于文本及基于序列的搜索法的常用特征标识数据库的集成界面。InterPro数据库合并了这些数据库，所述数据库使用不同的方法学及有关充分表征的蛋白质的程度各异的生物学信息以获得蛋白质特征标识(proteinsignatures)。合作数据库包括SWISS-PROT、PROS ITE、TrEMBL、PRINTS、ProDom和PFAM、SMART和TIGRFAMs。Pfam是覆盖众多常见蛋白质结构域和家族的多重序列比对结果和隐匿马尔科夫模型的庞大集合。Pfam在英国Sanger研究所服务器上维护。Interpro在英国欧洲生物信息学研究所维护。
在表C5中呈现如SEQ ID NO:634所代表的多肽序列的InterPro扫描结果。
表C5：如SEQ ID NO:634所代表的多肽序列的InterPro扫描结果(主要登录号)
实施例5：在实施本发明方法中有用的多肽序列的拓扑结构预测
5.1 O-FUT样多肽及5.2旁路(BPS)多肽及5.3SIZ1多肽
TargetP 1.1预测真核蛋白的亚细胞定位。基于任何N端前序列：叶绿体转运肽(cTP)、线粒体靶向肽(mTP)或分泌途径信号肽(SP)的预测存在进行定位指派。作为最终预测基础的评分并不真正是概率，并且它们不是必须相加在一起。然而，根据TargetP，具有最高评分的定位是最可能的，并且评分之间的关系(可靠性级别)可以指示该预测具有多大确定性。可靠性级别(RC)范围从1至5，其中1表示最强的预测。在丹麦技术大学(Technical University of Denmark)的服务器上维护TargetP。
对于预测含有N端前序列的序列而言，也可以预测潜在的切割位点。
选择了许多参数，如生物组别(非植物或植物)、截断值集合(无、预定义的截断值集合或用户指定的截断值集合)和切割位点预测的计算(是或否)。
许多的其他算法可以用来执行此类分析，它们包括：
·在丹麦技术大学服务器上维护的ChloroP 1.1；
·在澳大利亚布里斯班昆士兰大学分子生物科学研究所的服务器上维护的Protein Prowler亚细胞定位预测者1.2版；
·在加拿大阿伯特省埃德蒙顿市阿尔伯塔大学的服务器上维护的PENCE蛋白组分析专家PA-GOSUB 2.5；
·在丹麦技术大学服务器上维护的TMHMM。
·PSORT(URL:psort.org)
·PLOC(Park和Kanehisa,Bioinformatics,19,1656-1663,2003)。
5.4 bZIP-S多肽
TargetP 1.1预测真核蛋白的亚细胞定位。基于任何N端前序列：叶绿体转运肽(cTP)、线粒体靶向肽(mTP)或分泌途径信号肽(SP)的预测存在进行定位指派。作为最终预测基础的评分并不真正是概率，并且它们不是必须相加在一起。然而，根据TargetP，具有最高评分的定位是最可能的，并且评分之间的关系(可靠性级别)可以指示该预测具有多大确定性。可靠性级别(RC)范围从1至5，其中1表示最可靠的预测。在丹麦技术大学(Technical University of Denmark)的服务器上维护TargetP。
对于预测含有N端前序列的序列而言，也可以预测潜在的切割位点。
选择了许多参数，如生物组别(非植物或植物)、截断值集合(无、预定义的截断值集合或用户指定的截断值集合)和切割位点预测的计算(是或否)。
选择“植物”生物组别，没有限定截断值，并且对预测的转运肽长度提出要求。
许多的其他算法可以用来执行此类分析，它们包括：
·在丹麦技术大学服务器上维护的ChloroP 1.1；
·在澳大利亚布里斯班昆士兰大学分子生物科学研究所的服务器上维护的Protein Prowler亚细胞定位预测者1.2版；
·在加拿大阿伯特省埃德蒙顿市阿尔伯塔大学的服务器上维护的PENCE蛋白组分析专家PA-GOSUB 2.5；
·在丹麦技术大学服务器上维护的TMHMM。
·PSORT(URL:psort.org)
·PLOC(Park和Kanehisa,Bioinformatics,19,1656-1663,2003)。
5.5 SPA15样多肽
TargetP 1.1预测真核蛋白的亚细胞定位。基于任何N端前序列：叶绿体转运肽(cTP)、线粒体靶向肽(mTP)或分泌途径信号肽(SP)的预测存在进行定位指派。作为最终预测基础的评分并不真正是概率，并且它们不是必须相加在一起。然而，根据TargetP，具有最高评分的定位是最可能的，并且评分之间的关系(可靠性级别)可以指示该预测具有多大确定性。可靠性级别(RC)范围从1至5，其中1表示最可靠的预测。在丹麦技术大学(Technical University of Denmark)的服务器上维护TargetP。
对于预测含有N端前序列的序列而言，也可以预测潜在的切割位点。
选择了许多参数，如生物组别、截断值集合(无、预定义的截断值集合或用户指定的截断值集合)和切割位点预测的计算(是或否)。
选择“植物”生物组别，没有限定截断值，并且对预测的转运肽长度提出要求。如SEQ ID NO:634所代表的多肽序列的亚细胞定位可以是细胞壁，没有预测到转运肽。
许多的其他算法可以用来执行此类分析，它们包括：
·在丹麦技术大学服务器上维护的ChloroP 1.1；
·在澳大利亚布里斯班昆士兰大学分子生物科学研究所的服务器上维护的Protein Prowler亚细胞定位预测者1.2版；
·在加拿大阿伯特省埃德蒙顿市阿尔伯塔大学的服务器上维护的PENCE蛋白组分析专家PA-GOSUB 2.5；
·在丹麦技术大学服务器上维护的TMHMM。
·PSORT(URL:psort.org)
·PLOC(Park和Kanehisa,Bioinformatics,19,1656-1663,2003)。
实施例6：与实施本发明方法中有用的多肽序列相关的测定法
参考Van Norman等人(2004)-BYPASS1Negatively Regulates aRoot-Derived Signal that Controls Plant Architecture(BYPASS1负向调节控制植物构造的根衍生信号).Current Biology,第14卷,1739-1746,2004年10月15日。
实施例7：克隆本发明方法中使用的核酸序列
7.1 O-FUT样多肽
使用定制的稻幼苗cDNA文库(在pCMV Sport 6.0内；Invitrogen，Paisley，UK)作为模板通过PCR扩增所述核酸序列。使用在50μl PCR混合物中的200ng模板，在标准条件下使用Hifi Taq DNA聚合酶进行PCR。所用的引物是prm1403(SEQ ID NO:265；有义，起始密码子为粗体字)：5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttaaacaatggaccaatcactcaagtgg-3'和prm14039(SEQ ID NO:266；反义，互补)：5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggttcctcttcataacaa atcagcg-3'，所述引物包含用于Gateway重组的AttB位点。还使用标准方法纯化扩增的PCR片段。随后，进行Gateway方法的第一步骤，即BP反应，在此期间，所述PCR片段与pDONR201质粒在体内重组以产生根据Gateway命名法的“进入克隆”，pO-FUT。作为 技术的部分，质粒pDONR201从Invitrogen购买。
包含SEQ ID NO:1的进入克隆随后在LR反应中与用于稻转化的目的载体一起使用。这种载体在T-DNA边界内部含有作为功能性元件的：植物选择标记、筛选标记表达盒和意图与已经在该进入克隆中克隆的目的核酸序列发生LR体内重组的Gateway盒。用于组成型特异性表达的稻GOS2启动子(SEQ ID NO:264)位于该Gateway盒上游。
在LR重组步骤后，将所得的表达载体pGOS2::O-FUT(图4)根据本领域熟知的方法转化至农杆菌菌株LBA4044中。
7.2旁路(BPS)多肽
使用定制的拟南芥幼苗cDNA文库(在pCMV Sport 6.0内；Invitrogen，Paisley，UK)作为模板通过PCR扩增所述核酸序列。使用在50μl PCR混合物中的200ng模板，在标准条件下使用Hifi Taq DNA聚合酶进行PCR。
所用的引物是prm13550(SEQ ID NO:351；有义，起始密码子为粗体字)：5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttaaacaatggctcgtccacaagac-3'和prm13551(SEQ ID NO:352；反义，互补)：5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggtgaagtaaaaccatctgtacaaaca-3'，所述引物包含用于Gateway重组的AttB位点。还使用标准方法纯化扩增的PCR片段。随后，进行Gateway方法的第一步骤，即BP反应，在此期间，所述PCR片段与pDONR201质粒在体内重组以产生根据Gateway命名法的“进入克隆”，pBPS。作为技术的部分，质粒pDONR201从Invitrogen购买。
包含SEQ ID NO:367的进入克隆随后在LR反应中与用于稻转化的目的载体一起使用。这种载体在T-DNA边界内部含有作为功能性元件的：植物选择标记、筛选标记表达盒和意图与已经在该进入克隆中克隆的目的核酸序列发生LR体内重组的Gateway盒。用于组成型特异性表达的稻GOS2启动子(SEQ ID NO:350)位于该Gateway盒上游。
在LR重组步骤后，将所得的表达载体pGOS2::BPS(图7)根据本领域熟知的方法转化至农杆菌菌株LBA4044中。
7.3 SIZ1多肽
使用定制的拟南芥幼苗cDNA文库(在pCMV Sport 6.0内；Invitrogen，Paisley，UK)作为模板通过PCR扩增所述核酸序列。使用在50μl PCR混合物中的200ng模板，在标准条件下使用Hifi Taq DNA聚合酶进行PCR。所用的引物是prm13568(SEQ ID NO:419；有义，起始密码子为粗体字)：5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttaaacaatggatttggaagctaattgt-3'和prm13569(SEQ ID NO:420；反义，互补)：5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggtcaacagaacagacaaatcagg-3'，所述引物包含用于Gateway重组的AttB位点。还使用标准方法纯化扩增的PCR片段。随后，进行Gateway方法的第一步骤，即BP反应，在此期间，所述PCR片段与pDONR201质粒在体内重组以产生根据Gateway命名法的“进入克隆”，pSIZ1。作为技术的部分，质粒pDONR201从Invitrogen购买。
包含SEQ ID NO:353的进入克隆随后在LR反应中与用于稻转化的目的载体一起使用。这种载体在T-DNA边界内部含有作为功能性元件的：植物选择标记、筛选标记表达盒和意图与已经在该进入克隆中克隆的目的核酸序列发生LR体内重组的Gateway盒。用于组成型特异性表达的稻GOS2启动子(SEQ ID NO:418)位于该Gateway盒上游。
在LR重组步骤后，将所得的表达载体pGOS2::SIZ1(图10)根据本领域熟知的方法转化至农杆菌菌株LBA4044中。
7.4 bZIP-S多肽
使用定制的蒺藜苜蓿幼苗cDNA文库(在pCMV Sport 6.0内；Invitrogen，Paisley，UK)作为模板，通过PCR扩增所述核酸序列。使用在50μl PCR混合物中的200ng模板，在标准条件下使用Hifi Taq DNA聚合酶进行PCR。所用的引物如SEQ ID NO:627(有义)和SEQ ID NO:628(反义，互补，其包括用于Gateway重组的AttB位点)代表。还使用标准方法纯化扩增的PCR片段。随后，进行Gateway方法的第一步骤，即BP反应，在此期间，所述PCR片段与pDONR201质粒在体内重组以产生根据Gateway命名法的“进入克隆”，pbZIP-S。作为技术的部分，质粒pDONR201从Invitrogen购买。
包含SEQ ID NO:421的进入克隆随后在LR反应中与用于稻转化的目的载体一起使用。这种载体在T-DNA边界内部含有作为功能性元件的：植物选择标记、筛选标记表达盒和意图与已经在该进入克隆中克隆的目的核酸序列发生LR体内重组的Gateway盒。用于组成型特异性表达的稻GOS2启动子(SEQ ID NO:629)位于该Gateway盒上游。
在LR重组步骤后，将所得的表达载体pGOS2::bZIP-S(图13)根据本领域熟知的方法转化至农杆菌菌株LBA4044中。
7.5 SPA15样多肽
使用定制的稻幼苗cDNA文库(在pCMV Sport 6.0内；Invitrogen，Paisley，UK)作为模板通过PCR扩增所述核酸序列。使用在50μl PCR混合物中的200ng模板，在标准条件下使用Hifi Taq DNA聚合酶进行PCR。所用的引物是prm12099(SEQ ID NO:701；有义，起始密码子为粗体字)：5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttaaacaatggctactcgcattcctg-3'和prm12100(SEQ ID NO:702；反义，互补)：5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggtttcttatttgcacatgatcacc-3'，所述引物包含用于Gateway重组的AttB位点。还使用标准方法纯化扩增的PCR片段。随后，进行Gateway方法的第一步骤，即BP反应，在此期间，所述PCR片段与pDONR201质粒在体内重组以产生根据Gateway命名法的“进入克隆”，pSPA15样。作为技术的部分，质粒pDONR201从Invitrogen购买。
包含SEQ ID NO:633的进入克隆随后在LR反应中与用于稻转化的目的载体一起使用。这种载体在T-DNA边界内部含有作为功能性元件的：植物选择标记、筛选标记表达盒和意图与已经在该进入克隆中克隆的目的核酸序列发生LR体内重组的Gateway盒。用于组成型特异性表达的稻GOS2启动子(SEQ ID NO:700)位于该Gateway盒上游。
在LR重组步骤后，将所得的表达载体pGOS2::SPA15样(图17)根据本领域熟知的方法转化至农杆菌菌株LBA4044中。
实施例8：植物转化
稻转化
含有表达载体的农杆菌用来转化稻植物。将粳稻(rice japonica)的栽培品种Nipponbare的成熟干燥种子脱壳。通过在70％乙醇中孵育1分钟，随后在0.2％HgCl2中孵育30分钟，随后用无菌蒸馏水洗涤6次15分钟而实施消毒。消毒的种子随后在含有2,4-D的培养基(愈伤组织诱导培养基)上萌发。在黑暗中孵育4周后，将盾片衍生的胚发生性愈伤组织切下并在同一种培养基上增殖。2周后，将愈伤组织通过在同一种培养基上传代培养另外2周进行繁殖或增殖。胚发生性愈伤组织片在新鲜培养基上传代培养3日，之后共培育(以增强细胞***活性)。
含有表达载体的农杆菌菌株LBA4404用于共培育。农杆菌接种在含有适宜抗生素的AB培养基上并在28℃培养3日。随后将细菌收集并且在液体共培育培养基中悬浮至密度(OD600)约1。将混悬液随后转移至培养皿内并且将愈伤组织在混悬液浸泡15分钟。将愈伤组织随后在滤纸上吸干并转移至固化的共培育培养基上并且在黑暗中于25℃孵育3日。共培育的愈伤组织在黑暗于28℃下在选择剂存在下于含2,4-D的培养基上培育4周。在此时段期间，形成迅速生长的抗性愈伤组织岛。在这种材料转移至再生培养基并在光照下孵育后，胚发生潜能释放并且幼苗在随后4至5周内发育。将苗从愈伤组织切下并且在含有植物生长素的培养基上孵育2至3周，其中将苗从所述培养基转移至土壤。硬化的苗在温室中在高湿度和短日照下培育。
对于一个构建体，产生大约35个独立的T0稻转化体。将原代转化体从组织培养箱转移至温室。在定量PCR分析以验证T-DNA***物的拷贝数后，仅保留对选择剂表现耐受性的单拷贝转基因植物用于收获T1种子。种子随后在移植后3至5个月收获。本方法以超过50％的比率产生单一基因座转化体(Aldemita和Hodges1996,Chan等1993,Hiei等1994)。
实施例9:其他作物的转化
谷物转化
玉米的转化根据对Ishida等(1996.Nature Biotech 14(6):745-50)所述方法的修改形式进行。在谷物中，转化是基因型依赖的并且仅特定基因型可操作用于转化和再生。近交系A188(明尼苏达大学)或以A188作为亲本的杂种是用于转化的供体材料的良好来源，不过其他基因型也可以成功地使用。谷穗从授粉后大约11日(DAP)的谷物植物收获，此时不成熟的胚的长度是大约1至1.2mm。将不成熟的胚与含有表达载体的根癌农杆菌共培育，并且转基因植物通过器官发生恢复。将切下的胚在愈伤组织诱导培养基上、随后在玉米再生培养基上培育，其中所述的培养基含有选择剂(例如咪唑啉酮，但可以使用多种选择标记)。培养平板在25℃于光照下培养2-3周，或直至苗发育。将绿色苗从每个胚转移至玉米生根培养基并在25℃培养2-3周，直至根发育。将生根的苗移植至温室的土壤中。从表现选择剂耐受性并且含有单拷贝T-DNA***物的植物中产生T1种子。
小麦转化
小麦的转化用Ishida等人(1996)Nature Biotech 14(6):745-50描述的方法进行。通常在转化中使用(从墨西哥CIMMYT可获得的)栽培品种Bobwhite。不成熟的胚与含有表达载体的根癌农杆菌共培育，并且转基因植物通过器官发生而恢复。在与农杆菌温育后，胚在愈伤组织诱导培养基上、随后在再生培养基上体外培育，其中所述的培养基含有选择剂(例如咪唑啉酮，但可以使用多种选择标记)。培养平板在25℃于光照下培养2-3周，或直至苗发育。将绿色苗从每个胚转移至生根培养基并在25℃培养2-3周，直至根发育。将生根的苗移植至温室的土壤中。从表现选择剂耐受性并且含有单拷贝T-DNA***物的植物中产生T1种子。
大豆转化
根据对Texas A&M美国专利5,164,310中所述方法的改良方法转化大豆。几个商业大豆品种对于通过这种方法的转化是可行的。栽培品种Jack(从Illinois种子基金会可获得)通常用于转化。对大豆种子消毒以便体外播种。从7日龄幼苗中切下下胚轴、胚根和一片子叶。进一步培育上胚轴和余下的子叶以发育腋生节。将这些腋生结节切下并与含有表达载体的根癌农杆菌孵育。在共培育处理之后，将外植体洗涤并转移至选择培养基。将再生的苗切下并置于苗伸长培养基上。将长度不超过1cm的苗置于生根培养基上直至根发育。将生根的苗移植至温室的土壤中。从表现选择剂耐受性并且含有单拷贝T-DNA***物的植物中产生T1种子。
油籽油菜/卡诺拉油菜转化
使用5-6日龄幼苗的子叶柄和下胚轴作为用于组织培养的外植体并且根据Babic等(1998,Plant Cell Rep 17:183-188)转化。商业栽培品种Westar(Agriculture Canada)是用于转化的标准品种，但是也可以使用其他品种。对卡诺拉油菜种子作表面消毒以便体外播种。从体外幼苗中切下具有附着子叶的子叶柄外植体，并以(含有表达载体的)农杆菌通过叶柄外植体的切口端浸入细菌混悬液而接种。外植体随后在含有3mg/l BAP、3％蔗糖、0.7％植物琼脂(Phytagar)的MSBAP-3培养基上在23℃，16小时光照下培养2天。在与农杆菌共培育2日后，将叶柄外植体转移至含有3mg/lBAP、头孢噻肟、羧苄青霉素或特美汀(300mg/l)的MSBAP-3培养基上持续7日，并且随后在含头孢噻肟、羧苄青霉素或特美汀和选择剂的MSBAP-3培养基上培养，直至苗再生。当苗具有5-10mm长度时，将苗切下并转移至苗伸长培养基(含0.5mg/l BAP的MSBAP-0.5)。将长度大约2cm的苗转移至用于根诱导的生根培养基(MS0)。将生根的苗移植至温室的土壤中。从表现选择剂耐受性并且含有单拷贝T-DNA***物的植物中产生T1种子。
苜蓿转化
苜蓿的再生性克隆使用(McKersie等,1999Plant Physiol 119:839-847)的方法加以转化。苜蓿的再生和转化是基因型依赖性的并且因而需要再生性植物。已经描述了获得再生性植物的方法。例如，这些再生性植物可以选自栽培品种Rangelander(Agriculture Canada)或如Brown DCW与AAtanassov(1985.Plant Cell Tissue Culture 4:111-112)描述的任何其它商业苜蓿品种。备选地，已经选择RA3品种(威斯康星大学)用于组织培养(Walker等人，1978Am J Bot 65:654-659)。将叶柄外植体与含有表达载体的根癌农杆菌C58C1pMP90(McKersie等人,1999Plant Physiol119:839-847)或LBA4404的过夜培养物共培育。外植体在黑暗下于含有288mg/L Pro、53mg/L硫代脯氨酸、4.35g/L K2SO4和100μm乙酰丁香酮的SH诱导培养基上共培育3日。外植体在半浓缩Murashige-Skoog培养基(Murashige和Skoog，1962)中洗涤并平板接种在不含乙酰丁香酮但含有合适选择剂和合适抗生素以抑止农杆菌生长的相同SH诱导培养基上。几周后，将体细胞胚转移至不含生长调节剂、不含抗生素和含有50g/L蔗糖的BOi2Y发育培养基。体细胞胚随后在半浓缩的Murashige-Skoog培养基上萌发。将生根的幼苗移植至花钵内并且在温室中培育。从表现选择剂耐受性并且含有单拷贝T-DNA***物的植物中产生T1种子。
棉花转化
使用根癌农杆菌，根据US 5,159,135中所述的方法转化棉花。棉花种子在3％次氯酸钠溶液中进行20分钟表面消毒并在含500μg/ml头孢噻肟的蒸馏水中洗涤。将种子随后转移至含有50μg/m苯菌灵(benomyl)的SH培养基用于萌发。取下4至6日龄幼苗的下胚轴，切成0.5cm小片并且置于0.8％琼脂上。农杆菌混悬液(每毫升大约108个细胞，从含有用目的基因和合适选择标记转化的过夜培养物中稀释)用于接种下胚轴外植体。在室温和光照下3日后，将组织转移至固体培养基(1.6g/l脱乙酰吉兰糖胶)，所述固体培养基含有带维生素B5的Murashige和Skoog盐(Gamborg等人,Exp.Cell Res.50:151-158(1968))、0.1mg/l 2,4-D、0.1mg/l 6-糠氨基嘌呤和750μg/ml MgCL2以及杀死残余细菌的50至100μg/ml头孢噻肟和400-500μg/ml羧苄青霉素。各个细胞系在2至3个月(每隔4至6周继代培养)后分离并且在用于组织增殖的选择培养基上进一步培育(30℃，16小时光周期)。转化的组织随后在非选择培养基上进一步培育持续2至3个月以产生体细胞胚。将至少4mm长度的外观健康胚转移至含有精细蛭石中SH培养基的管内，所述SH培养基补充有0.1mg/l吲哚乙酸、6-糠氨基嘌呤和赤霉酸。在30℃以16小时光周期培育胚，并且将处于2至3叶期的小植物转移至具有蛭石和养分的花钵。使植物硬化并随后移至温室以进一步培育。
实施例10表型评价方法
10.1评价建立
产生大约35个独立的T0稻转化体。将原代转化体从组织培养室转移至温室以培育并收获T1种子。留下6个事件，其中所述事件的T1子代以3:1比例对所述转基因的存在/不存在分离。对于这些事件中的每一个，通过监测目视标记表达选出大约10株含有该转基因的T1幼苗(杂合子和纯合子)和大约10株缺少该转基因的T1幼苗(失效合子)。以随机位置并排培育转基因植物和相应的失效合子。温室条件是短日照(12小时光照)，光照下28℃和黑暗下22℃，和70％相对湿度。在非胁迫条件下培育的植物以规律的间隔期浇水，以确保水和养分不是限制性的并确保满足植物完整生长和发育的需要。
干旱筛选
来自T2种子的植物在盆栽土壤中在正常条件下培育直至它们达到抽穗期(heading stage)。随后将它们转移至“干燥”段，其中不予灌溉。将湿度探针***随机选择的盆内，以监测土壤水含量(SWC)。当SWC下降低于某些阈值时，自动地对所述植物连续地再灌溉直至再次达到正常水平。随后将植物再次转移至正常条件。剩余的培养(植物成熟、种子收获)与不在非生物胁迫条件下培育的植物相同。如正常条件下生长所详述的那样，记录生长和产量参数。
氮使用效率筛选
在除营养液之外的正常条件下在盆栽土壤中培育来自T2种子的稻植物。从移植至成熟期间用含有降低的、通常7至8倍之间更少的氮(N)含量的特定营养液浇灌所述盆。剩余的培养(植物成熟、种子收获)与不在非生物胁迫下培育的植物相同。如正常条件下生长所详述的那样，记录生长和产量参数。
盐胁迫筛选
植物在椰子纤维和Argex(3:1比率)制成的基质上培育。在移植小植物至温室中后，在头两周期间使用正常营养液。在头两周后，添加25mM盐(NaCl)至所述营养液，直至收获植物。随后测量种子相关参数。
10.2统计分析：F-检验
使用两因素ANOVA(方差分析)作为总体评价植物表型特征的统计模型。对用本发明基因转化的全部事件的全部植物的全部所测量参数实施F检验。实施F检验以检查该基因对全部转化事件的影响并验证该基因的整体效应(又称作总体基因效应)。对于F检验而言，真实总体基因效应的显著性的阈值设在5％概率水平上。显著性F检验值指出基因效应，这意味不仅是仅基因的存在或位置才造成表型上的差异。
10.3测量的参数
生物量相关的参数测量
使植物从播种期至成熟期数次通过数字成像室。在每个时间点上，从至少6个不同角度拍摄每株植物的数字图像(2048x1536像素，1600万颜色)。
植物地上面积(或叶生物量)通过计数来自植物地上部分的数字图像上与背景区别的像素总数而确定。这个值对相同时间点上从不同角度拍摄的画面进行平均化并且通过校正过程换算成以平方mm表示的物理表面值(physical surface value)。实验显示以这种方式测量的地上植物面积与地上植物部分的生物量相关。地上面积是在植物已经实现其最大叶生物量的时间点上所测量的面积。早期萌发势是萌发后3周的植物(幼苗)地上面积。根生物量的增加表述为根总生物量增加(度量为在植物生命期间观察到的最大根生物量)；或表述为根/苗指数增加(度量为根和苗的活跃生长时期中根质量与苗质量之间的比例)。
通过计数来自植物地上部分中与背景区别的像素总数确定早期萌发势。这个值对相同时间点上从不同角度拍摄的画面进行平均化并且通过校正过程换算成以平方mm表述的物理表面值。下述结果是萌发后3周的植物的结果。
种子相关的参数测量值
将成熟的原发花序(primary panicles)收获、计数、装袋、加条形码标记并且随后在干燥箱内于37℃干燥3日。随后将所述花序脱粒，并且收集和计数全部种子。使用鼓风装置，将充实粒与空粒分开。弃去空粒并且再次计数剩余部分。充实粒在分析天平上称重。通过计数分离步骤后仍留下的充实粒数目确定充实种子数。通过称量从一株植物收获的全部充实粒测得种子总产量。通过计数从一株植物收获的籽粒的数目测得每株植物的种子总数。从计数的充实种子数及它们的总重量外推出千核粒重(TKW)。本发明中的收获指数(HI)定义为种子总产量与地上面积(mm2)之间的比率，乘以系数106。如本发明中定义的每花序总花数是种子总数与成熟的原发花序数之间的比率。如本发明中定义的种子充实率是充实种子数对种子(或小花)总数的比例(表示为％)。
实施例11:表型评价方法
11.1 O-FUT样多肽
下文呈现了评价在非胁迫条件下的转基因稻植物的结果。观察到地上生物量(AreaMax)、出苗萌发势(早期萌发势)、种子总产量、充实种子数、充实率、每花序花数、收获指数增加多于5％，并且观察到千核粒重增加(2.5-3)％。
表C1：转基因稻植物的数据总结；对于每个参数，显示总体增加百分数，并且对于每个参数，p-值是<0.05。
参数 总体
AreaMax 7.1
种子总产量 22.6
充实率 8.3
收获指数 13.8
充实种子数 19.0
11.2旁路(BPS)多肽
下文在表C2中呈现了评价在非胁迫条件下转基因稻植物的结果，所述转基因稻植物表达SEQ ID NO:267的编码BPS多肽的核酸。
在非胁迫条件下培育时，观察到种子总产量、充实率和收获指数增加超过5％。
表C2:评价非胁迫条件下转基因稻植物的结果，所述转基因稻植物表达编码SEQ ID NO:268的BPS多肽的核酸-对于每个参数，如果它达到p≤0:05和高于5％阈值，则显示总体百分比。
参数 总体增加
种子总产量 11.2
充实率 13.9
收获指数 12.7
11.3 SIZ1多肽
下文呈现了评价在非胁迫条件下的转基因稻植物的结果(表D1)。观察到种子总产量(totalwgseeds)、充实种子数、充实率、每个花序的花数(flowerperpan)、收获指数、株冠重心(GravityYMax)、根系中粗根比例(RootThickMax)和千核粒重(TKW)增加至少5％。
表D1.评价非胁迫条件下的转基因稻植物
参数 总体
种子总产量 25.7
充实种子数 18.2
充实率 18.0
每个花序的花数 15.4
收获指数 16.5
TKW 6.3
株冠重心 5.0
RootThickMax 5.9
对于每个参数，如果它实现p≤0.05并且高于5％阈值，则显示总体百分比。
11.4 bZIP-S多肽
下文呈现了评价非胁迫条件下处于T1世代并且包含和表达核酸的转基因稻植物的结果，其中所述核酸包含编码SEQ ID NO:422的多肽的SEQID NO:421中的最长可读框。关于产生所述转基因植物的细节，见前述实施例。
下文呈现了评价非胁迫条件下转基因稻植物的结果(表D2)。与对照植物相比，在转基因植物中观察到种子总产量(totalwgseeds)、充实种子数(nrfilledseed)、每个花序的花数(flowerperpan)和收获指数(harvestindex)增加至少5％。
表D2.
在相似的实验中，在如上文所述的干旱筛选中评价用处于GOS2启动子(SEQ ID NO:629)控制下的毛果杨(Populus trichocarpa)bZIP样编码序列(SEQ ID NO:465)转化的稻植物。六个测试的株系之一显示种子总重量、充实率、收获指数、TKW、充实种子数的增加。第二个株系具有增加的充实率和收获指数，和第三个株系显示增加的TKW。
11.5 SPA15样多肽
下文在表D3中呈现了评价非胁迫条件下转基因稻植物的结果，所述转基因稻植物处于T1和T2世代并且表达了编码SEQ ID NO:634的SPA15样多肽的核酸。在非胁迫条件下培育时，观察到种子产量-充实率、收获指数和千核粒重(TKW)增加至少5％。
此外，表达SPA15样核酸的植物显示较高的种子总重量、充实种子数、每个花序的花数和植物的最大重力(GravityYmax)－叶生物量的重心高度(以mm计)。
表D3:转基因稻植物的数据总结；对于每个参数，显示T1世代的总体增加百分比和证实(T2世代)对于每个参数，p-值是<0.05。

Claims (23)

1.一种用于相对于对照植物增强植物中产量相关性状的方法，所述方法包括调节植物中编码SIZ1多肽的核酸的表达，其中所述SIZ1多肽包含DUF206结构域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述SIZ1多肽包含以下一个或多个基序：
(i)基序13：MSCNGCRXLRKGCX(SEQ ID NO:409),
(ii)基序14：QXXATXFXAKFXGR(SEQ ID NO:410),
(iii)基序15：FXSLLXEAXG(SEQ ID NO:411)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述的受调节表达通过在植物中导入并且表达编码SIZ1多肽的核酸实现。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中编码SIZ1多肽的所述核酸编码在表A3中所列的任一种蛋白质或是这种核酸的一部分或是能够与这种核酸杂交的核酸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中编码SIZ1多肽的所述核酸序列编码在表A3中给出的任意蛋白质的直向同源物或旁系同源物。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述的增强的产量相关性状包括相对于对照植物而言提高的产量、优选地增加的生物量和/或提高的种子产量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在非胁迫条件下获得。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述增强的产量相关性状在干旱胁迫、盐胁迫、或缺氮的条件下或在影响植物能育性的胁迫类型的条件下获得。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述的核酸与在根中有活性的启动子或与组成型启动子、优选地与GOS2启动子、最优选地与来自稻的GOS2启动子有效连接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述核酸是任何来源的，优选地是植物来源的，更优选地来自单子叶植物或双子叶植物。
11.通过根据权利要求1至10中任一项所述的方法能够获得的植物或其部分，包括种子，其中所述的植物或其部分包含编码SIZ1多肽的重组核酸。
12.构建体，其包含：
(i)编码权利要求1或2所定义的多肽的核酸；
(ii)能够驱动(i)的核酸序列表达的一个或多个控制序列；和任选地
(iii)转录终止序列。
13.根据权利要求12所述的构建体，其中所述的控制序列之一是在根中有活性的启动子或组成型启动子，优选地是GOS2启动子，最优选地是来自稻的GOS2启动子。
14.根据权利要求12或13所述的构建体在用于制备植物的方法中的用途，所述植物相对于对照植物具有增加的产量，特别地具有增加的生物量和/或增加的种子产量。
15.一种分离的核酸分子，选自
(i)SEQ ID NO:353代表的核酸；
(ii)SEQ ID NO:353代表的核酸的互补核酸；
(iii)编码SEQ ID NO:354代表的多肽的核酸，优选地由于遗传密码的简并性，所述分离的核酸可以衍生自SEQ ID NO:354所代表的多肽序列并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(iv)核酸，其以增加的优选顺序与表A3的任何核酸序列具有至少30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且还优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(v)与(i)至(iv)的核酸分子在严格杂交条件下杂交并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状的核酸分子；
(vi)编码SIZ1多肽的核酸，所述SIZ1多肽以增加的优选顺序与SEQID NO:354所代表的氨基酸序列和表A3中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状。
16.一种分离的多肽，其选自：
(i)由SEQ ID NO:354代表的氨基酸序列；
(ii)氨基酸序列，其以增加的优选顺序与SEQ ID NO:354所代表的氨基酸序列和表A3中的任何其他氨基酸序列具有至少50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性并且优选地相对于对照植物赋予增强的产量相关性状；
(iii)以上(i)或(ii)中给出的任一氨基酸序列的衍生物。
17.用根据权利要求12或13的构建体转化的植物、植物部分或植物细胞。
18.用于产生转基因植物的方法，所述转基因植物相对于对照植物具有增加的产量、特别地具有增加的生物量和/或增加的种子产量，所述方法包括：
(i)在植物中导入并表达编码权利要求1或2中定义的多肽的核酸；和
(ii)在促进植物生长和发育的条件下培育植物细胞。
19.转基因植物，其相对于对照植物具有因编码权利要求1或2中任一项所定义的多肽的核酸的受调节表达所致增加的产量、特别地是增加的生物量和/或增加的种子产量，或衍生自所述转基因植物的转基因植物细胞。
20.根据权利要求11、17或19所述的转基因植物或从其衍生的转基因植物细胞，其中所述植物是作物植物如甜菜或单子叶植物如甘蔗或谷类植物，如稻、玉米、小麦、大麦、粟、黑麦(rye)、黑小麦、高粱、二粒小麦、斯卑尔脱小麦、黑麦属植物(secale)、单粒小麦、埃塞俄比亚画眉草、蜀黍和燕麦。
21.根据权利要求20所述的植物的可收获部分，其中所述的可收获部分优选地是苗生物量和/或种子。
22.产物，衍生自根据权利要求20所述的植物和/或衍生自根据权利要求21所述的植物的可收获部分。
23.编码权利要求1或2中定义的多肽的核酸的用途，用于相对于对照植物增加植物中产量、特别地是增加种子产量和/或苗生物量。
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