MX2007000407A - Plantas que tienen caracteristicas de crecimiento mejoradas y metodo para hacer las mismas. - Google Patents
Plantas que tienen caracteristicas de crecimiento mejoradas y metodo para hacer las mismas.Info
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Abstract
La presente invencion se relaciona a un metodo para mejorar las caracteriscicas de crecimiento de las plarcas incrementando la expresion y/o actividad en una olanta de un recpcor cinasa LRR o un homologo del mismo. Un rsecooo comprende introducir en una planta una molecula de acido nucleico RLK827 o una variante funcional de la misma. La invencion tambien se relaciona a plantas transgenicas que tienen caracteristicas de crecimiento mejoradas, cuyas plantas tienen expresion modulada de un acido nucleico que codifica un receptor cinasa LRR. La presente invencion tambien se relaciona a construcciones utiles en los metodos de la invencion.
Description
PLANTAS QUE TIENEN CARACTERÍSTICAS DE CRECIMIENTO MEJORADAS Y MÉTODO PARA HACER LAS MISMAS
La presente invención se relaciona en general al campo de la biología molecular y tiene relación con un método para mejorar las características de crecimiento de la planta. Más específicamente, la presente invención se relaciona a un método para incrementar el rendimiento y/o biomasa de una planta incrementando la expresión y/o actividad de un receptor cinasa LRR (RLK827) o un homólogo de la misma en una planta. La presente invención se relaciona también a plantas que tienen expresión incrementada de un ácido nucleico que codifica un receptor cinasa LRR o una homologa de la misma, cuyas plantas tienen características de crecimiento mejoradas relativas a plantas de tipo silvestre correspondientes. La invención proporciona también construcciones útiles en los métodos de la invención. Dada la población mundial cada vez mayor, y el área decreciente de tierra disponible para agricultura, sigue siendo una meta importante de la investigación agraria mejorar la eficiencia de la agricultura e incrementar la diversidad de plantas en horticultura. Medios convencionales para cultivos y mejoras hortícolas utilizan técnicas de reproducción selectiva para identificar plantas que tienen características deseables. Sin embargo, tales técnicas de reproducción selectivas tienen varias desventajas, es decir qué estas técnicas requieren normalmente de mucha mano de obra y resulta en plantas que con frecuencia contienen complementos genéticos heterogéneos que no pueden siempre resultar en el rasgo deseable que se pasa desde las plantas progenitoras. Avances en la biología molecular han permitido a la humanidad manipular el material genético de animales y plantas. El diseño genético de las plantas implica el aislamiento y la manipulación de material genético (normalmente en la forma de ADN o de ARN) y la introducción subsecuente de ese material genético en una planta. Tal tecnología ha conducido al desarrollo de plantas que tienen varios rasgos económicos, agronómicos u hortícolas mejorados. Los rasgos de interés económico particular son características- de crecimiento tales como rendimiento elevado. El rendimiento se define normalmente como el producto cuantificable de valor económico de un cultivo. Esto puede definirse en términos de cantidad y/o calidad. El rendimiento es directamente dependiente de varios factores, por ejemplo, el número y el tamaño de los órganos, la arquitectura de la planta (por ejemplo, el número de ramas) , el rendimiento de semillas y más. El desarrollo de raices, la absorción de nutrientes y la tolerancia a la tensión pueden ser también factores importantes para determinar el rendimiento. El rendimiento de cultivos puede incrementarse por lo tanto al optimizar uno de los factores antes mencionados . El crecimiento y desarrollo de plantas se determina por señales ambientales e internas, tales como señalización mediada por hormonas, señalización de tensión y de nutrientes, control de ciclo celular o señalización de desarrollo. Las células perciben .estas señales mediante receptores de superficie celulares, los cuales transducen la señal al interior de la célula. Muchos de estos receptores son cinasas de proteínas. Las cinasas de proteínas comprenden una familia grande de enzimas que median la respuesta de células eucarióticas para estimulo por fosforilación de hidroxiaminoácidos . Las enzimas constituyen dos clases amplias con respecto a su especificidad de sustrato: enzimas especificas de serina/treonina o especificas de tirosina. Las cinasas implicadas en la transducción de señal pueden clasificarse en diferentes familias, las cuales se hacen principalmente de tirosina cinasas. Las Tirosina Cinasas Receptoras (RKT) en animales tienen una estructura uniforme y se componen de un dominio de enlace de ligando extracelular, un dominio de transmembrana y un dominio de tirosina cinasa citoplás ico. Entre las tirosina cinasas de la planta, las proteínas de Cinasa Similar a Receptor (RLK) tienen un lugar predominante. Más de 600 diferentes RLKs se conocen en las plantas. Éstas tienen una estructura similar como las RTKs de animales, se determina una clasificación en la Figura 1 (Shiu y Bleecker, Proc. Nati. Acad. Sci USA 98, 10763-10768, 2001). Varias proteínas de RLK de plantas se han caracterizado, por ejemplo BRI1 (señalización de brasinoide) , CLVl (diferenciación de meristemo) , HAESA (abscisión de órganos florales) , XA21 (detección fúngica) , CR4 (desarrollo de hojas y endosperma) , FLS2 (detección de flagelina/patógeno) , SRK (auto-incompatibilidad) , entre otros (Becraft, Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. 18, 163-192, 2002; Diévart y Clark, Curr. Opin. Plant Biol. 6, 507-516). Aproximadamente 200 de las RLKs de las plantas poseen una Repetición Rica en Leucina (LRR) . Las LRRs son motivos de secuencia de 23 a 25 residuos, los cuales comprenden una secuencia consenso LxxLxLxxN/CxL, en donde x puede ser cualquier aminoácido. Estas LRRs se presentan en proteínas con diversas funciones, tales como interacciones de receptor de hormona, inhibición de enzima, adhesión de célula y tráfico celular y frecuentemente los dominios de LRR se organizan en disposiciones tándem. Se mostró que las LRRs pueden ser criticas para la morfología y la dinámica del citoesqueleto. La función primaria de estos motivos parece proporcionar un esquema estructural versátil de la formación de interacciones de proteina-proteina (Kobe y Kajava, Curr. Opin. Struct. Biol. 11, 725-732, 2001). La combinación de Repeticiones Ricas en Leucina y los dominios de cinasa se caracteriza por proteínas receptoras que median señales externas dentro de la célula. Se cree que éstas actúan por un mecanismo en el cual el o los dominios de LRR, principalmente extracelular, actúan como un sensor para una señal extracelular mientras el dominio de cinasa es usualmente interno y participa en la transducción de la señal al fosforilar objetivos intracelulares iniciando de- este modo la transducción de señal. Las RLKs han sido implicadas en plantas en una variedad de procesos como el desarrollo de plantas, resistencia a enfermedades o auto-incompatibilidad. Se muestra en esta invención que las características de crecimiento de plantas y en particular, el rendimiento, puede mejorarse al modular la expresión en una planta de un ácido nucleico que codifica una RLK. La Solicitud de patente internacional WO 03/072763 describe una cinasa similar a receptor la cual, cuando se sobre-expresa en las plantas, resulta en el crecimiento incrementado de plantas y la producción de semillas. Sin embargo, la proteina de RLK objeto no comprendió ningunos dominios de LRR en su dominio no citoplásmico, pero en su lugar este dominio fue rico en Prolina. Otra descripción (WO 00/04761) reporta que en la sobre-expresión de la cinasa receptora de RKN, el crecimiento de raices se mejoró. De forma similar, se sugirió, pero no se mostró, en WO 98/59039 que la sobre-expresión de la cinasa receptora de BRIl resultarla en rendimiento modulado. Sin embargo, la RLK utilizada en los dos últimos casos comprende 22 dominios de LRR en el dominio no citoplásmico, normal para la subfamilia LRR-X de las cinasas similares a receptor. Hasta el momento, no ha habido reportes para mostrar o incluso sugerir que las cinasas similares a receptor de la subfamilia LRR-I pueden ser útiles para mejorar características de crecimiento de plantas, y en particular en rendimiento incrementado. Se ha encontrado ahora sorprendentemente que la expresión y/o actividad creciente, relativa a plantas de tipo silvestre correspondientes, de una proteina RLK827 en plantas da plantas que tienen características mejoradas de crecimiento, y en particular rendimiento incrementado. RLK827 es una cinasa similar a receptor que se relaciona estructuralmente a LRRPK, la cual es un miembro de la subfamilia LRR-I de las cinasas similares a receptor (Shiu y Bleecker, 2001) . La proteina RLK827 madura tiene, a partir del término N, un dominio no citoplásmico putativo largo, un dominio de transmembrana sencillo y un dominio de cinasa en la parte citoplásmico C-terminal. Las cinasas similares a receptor se clasifican de acuerdo a la composición de su dominio no citoplásmico, el cual puede comprender secuencias ricas en prolina, dominios de lectina, dominios de LRR, repeticiones de EGF, repeticiones de TNFR, • dominios de taumatina o aglutinina, etc. ün grupo grande de cinasas similares a receptor tiene Repeticiones Ricas en Leucina (LRR) en el dominio no citoplásmico. Las varias subfamilias de LRR difieren entre si en el número y la posición de estas repeticiones ricas en leucina (para una visión general, véase Shiu y Bleecker, 2001) . El dominio no citoplásmico putativo de RLK827 se caracteriza por la presencia de uno a tres dominios de repetición rica en leucina tándem en su parte C-terminal; RLK827 por lo tanto pertenece a la subfamilia de cinasas receptoras de LRR-I . Las varias subfamilias LRR de las cinasas receptoras difieren también una de la otra en su distribución cromosomal. Con frecuencia se disponen en repeticiones tándem. Las duplicaciones tándem, duplicaciones a gran escala y re-disposiciones de los cromosomas son, al menos en parte, responsables de la evolución y la expansión de las cinasas similares a receptor de LRR en plantas. Por consiguiente, con pocas excepciones, las cinasas receptoras de LRR-I se distribuyen en el cromosoma I, II y III en Arabidopsis . De acuerdo a una modalidad de la presente invención se proporciona un método para mejorar características de crecimiento de una planta que comprende la expresión y/o actividad creciente de un polipéptido RLK827 o un homólogo del mismo y seleccionar opcionalmente para plantas que tienen características mejoradas de crecimiento. Ventajosamente, el desempeño de los métodos de acuerdo a la presente invención resulta en plantas que tienen una variedad de características mejoradas de crecimiento, tales como crecimiento mejorado, rendimiento mejorado, biomasa mejorada, arquitectura modificada o división celular mejorada, cada una relativa a las plantas de tipo silvestre correspondientes. De preferencia, las características mejoradas de crecimiento comprenden al menos el rendimiento incrementado relativo a plantas de tipo silvestre correspondientes. De preferencia, el rendimiento incrementado es el rendimiento incrementado de semillas, el cual incluye un número incrementado de semillas (llenas) , peso total incrementado de semillas y el Índice de recolección incrementado . El término "rendimiento incrementado" como se define en la presente se toma para significar un incremento en cualquiera de uno o más de lo siguiente, cada uno con relación a plantas de tipo silvestre correspondientes: (i) biomasa incrementada (peso) de una o más partes de una planta, particularmente partes exteriores (cosechables) , biomasa de raices incrementada o biomasa incrementada de cualquier otra parte cosechable; (ii) rendimiento total incrementado de semillas, el cual incluye un incremento en biomasa de semillas (peso de semillas) y el cual puede ser un incremento en el peso de la semilla por planta (peso total de semillas) o en una base individual de semillas; (iii) el número incrementado de semillas (llenas) ; (iv) tamaño incrementado de semillas; (v) volumen incrementado de semillas; (vi) área individual incrementada de semillas; (vii) longitud individual incrementada de semillas; (viii) Índice de recolección incrementado, el cual se expresa como una relación del rendimiento de partes cosechables, tales como semillas, sobre la biomasa total; (ix) el número incrementado de flósculos por panoja el cual se extrapola a partir del número total de semillas contadas y el número de panojas primarias; y (x) el peso incrementado en miles de granos (TKW) , el cual se extrapola a partir del número de semillas llenas contadas y su peso total, ün TKW incrementado puede resultar de un tamaño incrementado de semillas
(longitud, ancho o ambos) y/o el peso de semillas, ün TKW incrementado puede resultar de un incremento en el tamaño del embrión y/o el tamaño del endosperma. Tomando al maíz como ejemplo, un incremento en el rendimiento puede manifestarse como uno o más de lo siguiente: incremento en el número de plantas por hectárea o acre, un incremento en el número de espigas por planta, un incremento en el número de hileras, número de granos por hilera, peso del grano, TKW, longitud/diámetro de la espiga, entre otros. Tomando el arroz como un ejemplo, un incremento en el rendimiento puede manifestarse por un incremento en uno o más de lo siguiente: número de plantas por hectárea o acre, número de panojas por planta, número de espiguillas por panoja, número de flores por panoja, incremento en la tasa de llenado de la semilla, incremento en TKW, entre otros. Un incremento en el rendimiento puede resultar también en la arquitectura modificada, o puede ocurrir como un resultado de la arquitectura modificada. De preferencia, el desempeño de los métodos de la presente invención resulta en plantas que tienen un rendimiento incrementado y/o biomasa incrementada. Más particularmente, el desempeño de los métodos de acuerdo a la presente invención resulta en plantas que tienen rendimiento incrementado de semillas. De preferencia, el rendimiento incrementado de semillas comprende un incremento en uno o más del número de semillas llenas, el peso total de semillas, y el Índice de recolección, cada uno relativo a plantas control. Por lo tanto, de acuerdo a la presente invención, se proporciona un método para incrementar el rendimiento de plantas, cuyo método comprende incrementar la expresión y/o la actividad en una planta de un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo. Ya que las plantas modificadas de acuerdo a la presente invención tienen rendimiento incrementado, es probable que estas plantas exhiban una tasa de crecimiento incrementado (durante al menos parte de su ciclo de vida) , con relación a la tasa de crecimiento de plantas de tipo silvestre correspondientes en una etapa correspondiente en su ciclo de vida. La tasa de crecimiento incrementada puede ser especifica a una o más partes o tipos de células de una planta (incluyendo semillas) , o puede ser sustancialmente en toda la planta completa. Las plantas que tienen una tasa incrementada de crecimiento pueden tener un ciclo de vida más corto. El ciclo de vida de una planta puede tomarse para significar el tiempo necesario para crecimiento desde una semilla seca madura hasta a la etapa en donde la planta ha producido semillas secas maduras, similares al material de partida. Este ciclo de vida puede influenciarse por factores tales como vigor temprano, tasa de crecimiento, tiempo de floración y velocidad de maduración de semilla. Un incremento en la tasa de crecimiento puede tener lugar en una o más etapas en el ciclo de vida de una planta o durante sustancialmente el ciclo de vida de la planta completa. La tasa de crecimiento incrementada durante las etapas tempranas en el ciclo de vida de una planta puede reflejar vigor incrementado. El incremento en la tasa de crecimiento puede alterar el ciclo de cosecha de una planta que permiten a las plantas sembrarse después y/o cosecharse más pronto que lo que seria de otra manera posible. Si la tasa de crecimiento se incrementa de forma suficiente, ésta puede permitir sembrar semillas adicionales de la misma especie de planta (por ejemplo, sembrar y cosechar plantas de arroz después de sembrar y cosechar plantas de arroz adicionales todas dentro de un periodo de crecimiento convencional) . De forma similar, si la tasa de crecimiento se incrementa de forma suficiente, ésta puede permitir el sembrado de semillas adicionales de diferentes especies de plantas (por ejemplo, el sembrado y cosecha de plantas de arroz seguidas por ejemplo, por el sembrado y cosecha opcional de soya, papas o cualquier otra planta adecuada) . Los tiempos de cosecha adicionales a partir del mismo rizoma en el caso de algunas plantas pueden también ser posibles. Alterar el ciclo de cosecha de una planta puede conducir a un incremento en la producción de biomasa anual por acre (debido a un incremento en el número de veces
(digamos en un año) que cualquier planta particular puede cultivarse y cosecharse) . Un incremento en la tasa de crecimiento puede permitir también el cultivo de plantas transgénicas en un área geográfica más amplia que sus contrapartes de tipo silvestre, ya que las limitaciones territoriales para prosperar un cultivo con frecuencia se determina por condiciones ambientales adversas ya sea en el tiempo de plantación (estación temprana) o en el tiempo de cosecha (estación tardía) . Tales condiciones adversas pueden evitarse si el ciclo de cosecha se acorta. La tasa de crecimiento puede determinarse derivando varios parámetros desde las curvas de crecimiento al trazar experimentos de crecimiento, tales parámetros pueden ser: T-medio (el tiempo tomado para plantas que alcanzan 50% de su tamaño máximo) y T-90 (tiempo tomado para plantas que alcanzan 90% de su tamaño máximo), entre otros. El desempeño de los métodos de la invención determina plantas que tienen una tasa de crecimiento incrementada. ' Por lo tanto, de acuerdo a la presente invención, se proporciona un método para incrementar la tasa de crecimiento de plantas, cuyo método comprende incrementar la expresión y/o actividad en una planta de un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo. Un incremento en la tasa de rendimiento y/o crecimiento ocurre si la planta está bajo condiciones sin tensión o si la planta se expone a varias tensiones comparada a plantas control. Las plantas responden normalmente a la exposición a tensión al crecer más lentamente. En condiciones de tensiones severas, la planta puede incluso detener el crecimiento completamente. Tensiones suaves por otro lado se definen en la presente como cualquier tensión a la cual una planta se expone, la cual no resulta en la suspensión de la planta para crecer completamente sin la capacidad de reactivar el crecimiento. Debido a avances en prácticas agrícolas (tratamientos con pesticidas, fertilización, irrigación) tensiones severas no se encuentran con frecuencia en plantas forrajeras .cultivadas. Como una consecuencia, el crecimiento comprometido inducido por tensión suave es con frecuencia una característica indeseable para agricultura.
Las tensiones suaves son las tensiones típicas a las cuales una planta puede exponerse. Estas tensiones pueden ser las tensiones bióticas y/o abióticas cotidianas (ambientales) a las cuales se expone una planta. Las tensiones abióticas o ambientales típicas incluyen tensiones de temperatura provocadas por temperaturas calientes o frías/congelantes atípicas; tensiones salinas; tensiones acuosas (sequía o agua en exceso) . Las tensiones abióticas pueden provocarse también por químicos. Las tensiones bióticas son normalmente aquellas tensiones provocadas por patógenos, tales como bacterias, virus, hongos e insectos. Las características de crecimiento antes mencionados pueden modificarse ventajosamente en cualquier planta. El término "planta" como se utiliza en la presente, abarca plantas completas, progenitores y progenie de las plantas y partes de la planta, incluyendo semillas, brotes, tallos, hojas, raíces (incluyendo tubérculos) , flores y tejidos y órganos, en donde cada uno de los antes mencionados comprende el gen/ácido nucleico de interés o la modificación especifica en el gen/ácido nucleico de interés . El término "planta" también abarca células de planta, cultivos de suspensión, tejido calloso, embriones, regiones meristemáticas, gametofitos, esporofitos, polen y microesporas, de nuevo en donde cada uno de los anteriores comprende el gen/ácido nucleico de interés. Las plantas que son particularmente útiles en los métodos de la invención incluyen, algas, heléchos y todas las plantas que pertenecen a la superfamilia Viridiplantae, en particular plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas, incluyendo pastos o legumbres forrajeras, plantas ornamentales, cultivos alimenticios, árboles o arbustos seleccionados de la lista que comprende Abelmoschus spp., Acer spp., Actinidia spp., Agropyron spp., Allium spp., Amaranthus spp., Ananas como sus , Anríona spp., Apium graveolens, Arabidopsis thaliana, Arachis spp, Artocarpus spp., Asparagus officinalis, Avena sativa, Averrhoa carambola, Benincasa hispida, Bertholletia excelsea, Beta vulgaris, Brassica spp., Cadaba farinosa, Camellia sinensis, Canna indica, Capsicum spp., Carica papaya, Carissa macrocarpa, Carthamus tinctorius, Carya spp., Castanea spp., Cichorium endivia, Cinnamomum spp., Citrullus lanatus, Citrus spp., Cocos spp., Cof fea spp., Cola spp., Colocasia esculenta, Corylus spp., Crataegus spp., Cucumis spp., Cucúrbita spp., Cynara spp., Daucus carota, Desmodium spp., Dimocarpus longan, Dioscorea spp., Diospyros spp., Echinochloa spp., Eleusine coracana, Eriobotrya japónica, Eugenia uniflora, Fagopyrum spp., Fagus spp., Ficus carica, Fortunella spp., Fragaria spp., Ginkgo biloba, Glycine spp., Gossypium hirsutum, Helianthus spp., Hibiscus spp., Hordeum spp., Ipomoea batatas, Juglans spp., Lactuca sativa, Lathyrus spp., Lemna spp., Lens culinaris, Linum usitatissimum, Litchi chinensis, Lotus spp., Luffa acutangula, Lupinus spp., Macrotyloma spp., Malpighia emarginata, Malus spp., Mammea americana, Mangifera indica, Manihot spp., Manilkara zapota, Medicago sativa, Melilotus spp., Mentha spp., Momordica spp., Morus nigra, Musa spp., Nicotiana spp., Olea spp., Opuntia spp., Ornithopus spp., Oryza spp., Panicum miliaceum, Passiflora edulis, Pastinaca sativa, Persea spp., Petroselinum crispum, Phaseolus spp., Phoenix spp., Physalis spp., Pinus spp., Pistacia vera, Pisum spp., Poa spp., Populus spp., Prosopis spp., Prunus spp., Psidium spp., Púnica granatum, Pyrus communis, Quercus spp., Raphanus sativus, Rheum rhabarbarum, Ribes spp., Rubus spp., Saccharum spp., Sambucus spp., Sécale cereale, Sesamum spp., Solanum spp., Sorghum bicolor, Spinacia spp., Syzygium spp., Tamarindus indica, Theobroma cacao, Trifolium spp., Triticosecale rimpaui, Triticum spp., Vaccinium spp., Vicia spp., Vigna spp., Vitis spp., Zea mays, Zizania palustris, Ziziphus spp., otras cantidades. De acuerdo a una característica preferida de la presente invención, la planta es una planta forrajera que comprende soya, girasol, cañóla, alfalfa, semilla de colza o algodón. Además, de preferencia, la planta de acuerdo a la presente invención es una planta monocotiledónea tal como caña de azúcar, más preferiblemente un cereal, tal como arroz, maíz, trigo, centeno, cebada, avena o sorgo. La actividad de una proteina RLK827 puede incrementarse incrementando los niveles del polipéptido de RLK827. Alternativamente, la actividad puede incrementarse también cuando no existe cambio en los niveles de una RLK827, o incluso cuando existe una reducción de los niveles de una RLK827. Esto puede ocurrir cuando las propiedades intrínsecas del polipéptido se alteran, por ejemplo, al hacer un mutante o seleccionar una variante que es más activa que el tipo silvestre. El término "RLK827 u homólogo de la misma" como se define en la presente se refiere a la Cinasa Similar a Receptor (RLK) que tiene actividad de cinasa y que comprende en su forma madura un dominio no citoplásmico (dominio extracelular) , un dominio de transmembrana sencillo y un dominio de cinasa citoplásmico putativo. El dominio no citoplásmico o RLK827 comprende al menos 1, pero no más de 3 dominios de Repetición Rica en Leucina (LRR) , de preferencia dos dominios de LRR se presentan, más preferiblemente tres dominios de LRR. Además, de preferencia, la longitud del dominio no citoplásmico varia entre 250 y 550 aminoácidos. El dominio no citoplásmico comprende de preferencia el motivo de secuencia de aminoácido LRxFP (E/D) GxRNC (Y/F) (SEC. DE IDENT. NO: 33) , en donde x puede ser cualquier aminoácido y en donde hasta otros 2 aminoácidos pueden reemplazarse por una sustitución conservada como se lista en la Tabla 2. De preferencia, la primera x en este motivo es Y o A, y la segunda x de preferencia es una de V, F, E y A. El término "RLK827 u homólogo de la misma" se refiere también a secuencias de aminoácido que tienen con el fin de incrementar de preferencia al menos 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% ó 99% de la identidad de secuencia total al aminoácido representado pro la SEC. DE IDENT. NO.: 2. El término "RLK827 u homólogo de la misma" comprende RLK827 (SEC. DE IDENT. NO.: 2), sus parálogos u ortólogos. La identidad de secuencia total se determina utilizando un algoritmo de alineación global, tal como el algoritmo Needlemn Wunsch ene. Programa GAP (GCG Wisconsin Package, Accelrys) , utilizando propiedades de parámetro predeterminadas . Los diversos dominios estructurales en una proteína
RLK827 pueden identificarse utilizando bases de datos especializadas por ejemplo, SMART (Schultz et al . (1998) Proc. Nati. Acad. Sci. USA 95, 5857-5864; Letunic et al . (2002) Nucleic Acids Res 30, 242:244; http://smart.embl-heidelberg, de/) o Pfam (Batemam et al . , Nucleic Acids Research 30 (1) : 276-280 (2002); http: //www. sanger. ac. uk/Software/Pfant/) . El dominio de cinasa es de un tipo STYKc (número de registro de adquisiciones SM00221, número de registro de adquisiciones Interpro IPR004040) y • tiene posiblemente actividad de Ser/Thr/Tyr de especificidad dual. En la extremidad N-terminal del dominio catalítico existe una resistencia rica en glicina de residuos en la cercanía de un residuo de lisina, el cual ha demostrado que está implicado en el enlace de ATP. En la parte central del dominio catalítico existe un residuo de ácido aspártico conservado, el cual es importante para la actividad catalítica de la enzima. Además, los dominios de LRR son bien conocidos en la técnica y se definen en Pfam (registro de adquisiciones PF00560) como motivos de secuencia de 20 a 29 residuos presente en disposiciones tándem en un número de proteínas con diversas funciones, tales como interacciones del receptor de hormona, inhibición de enzima, adhesión celular y tráfico celular. Estudios recientes revelaron la intervención de proteínas LRR en el desarrollo temprano de mamíferos, desarrollo neural, polarización celular, regulación de expresión genética y señalización de apoptosis. La función primaria de estos motivos parece ser que proporciona un esquema estructural versátil para la formación de interacciones de proteina-proteina. Análisis de secuencia de proteínas de LRR sugieren la existencia de varias diferentes subfamilias de LRRs. Aparentemente, las repeticiones de diferentes subfamilias nunca ocurren al mismo tiempo y la mayoría probablemente evoluciona de forma independiente. Sin embargo, todas las clases principales de LRR parecen tener estructuras de herradura curvas con una hoja beta paralela en el lado cóncavo y principalmente elementos helicoidales en el lado convexo. Al menos seis familias de proteínas de LRR, caracterizadas por diferentes longitudes y secuencias consensos de las repeticiones, han sido identificadas. Once segmentos residuales de las LRRs (LxxLxLxxN/CxL) , que corresponden a la hebra ß y las regiones de bucle adyacentes se conservan usualmente en proteínas de LRR, mientras que las partes restantes de las repeticiones pueden ser muy diferentes. A pesar de las diferencias, cada una de estas partes variables contiene dos medias vueltas en ambos extremos y un segmento "lineal" (cuando la cadena sigue una trayectoria lineal total) , usualmente formada por una hélice, en la mitad. La cara cóncava y los bucles adyacentes son las superficies de interacción de proteína más comunes en las proteínas de LRR. Las estructuras 3D de algunos complejos de proteína-ligando de LRR muestran que la superficie cóncava del dominio de LRR • es ideal para interacción con alfa-hélices, respaldando asi conclusiones previas ya que la estructura de LRR alargada y curva proporciona un esquema sobresaliente para conseguir diversas interacciones de proteina-proteina. El modelo molecular sugiere que el patrón LxxLxL, el cual con frecuencia se conserva y el cual es más corto que el LxxLxLxxN/CxL previamente propuesto, es suficiente para impartir la curvatura de herradura característica a proteínas con repeticiones de 20 a 30 residuos. Los dominios de LRR de una proteína de LRK827 pueden diferir de los dominios de LRR canónicos conocidos en la técnica pero pueden identificarse por algoritmos de computadora adecuados, de preferencia aquellos utilizados en base de datos Pfam. Los dominios de transmembrana son aproximadamente 15 a 30 aminoácidos de largo y se componen usualmente de residuos hidrofóbicos que forman una hélice alfa. Estos se predicen usualmente en la base del carácter hidrofóbico (por ejemplo, Klein et al . , Biochim. Biophys. Acta 815, 468, 1985; o Sonnhammer et al . , en J. Glasgow, T. Littlejohn, F. Major, R. Lathrop, D. Sankoff, y C. Sensen, editores, Proceedings of the Sixth International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology, páginas 175-182, Menlo Park, CA, 1998, AAAI Press.) Los métodos para la investigación e identificación de homólogos de RLK827 estarán dentro del dominio de personas expertas en la técnica. Tales métodos comprenden la comparación de las secuencias representadas por la SEC. DE IDENT. NO. : 1 ó 2, en formato leíble por computadora, con secuencias que están disponibles en bases de datos públicas tales como MIPS (http: //mips. gsf.de/) , GenBank (http : //www . ncbi . nlm. ih . gov/Genbank/index . html) o Base de Datos de Secuencia de Nucleótido EMBL (http: //www. ebi . ac.uk/embl/index.html) , utilizando algoritmos bien conocidos en la técnica para la alineación o comparación de secuencias, tales como GAP (Needleman y Wunsch, J. Mol. Biol. 48; 443-453 (1970)), BESTFIT (utilizando el algoritmo de homología local de Smith y Waterman (Advances in Applied Mathematics 2; 482-489 (1981))), BLAST (Altschul, S.F., Gish, W. Miller, W. , Myers, E.W. & Lipman, D. J. , J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990)), FASTA y TFASTA (W. R. Pearson y D. J. Lipman Proc. Nati. Acad. Sci. USA 85:2444-2448 (1988)). El software para realizar análisis BLAST está disponible públicamente a través del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) . Los homólogos mencionados posteriormente se identificaron utilizando parámetros predeterminados BLAST (matriz BLOSUM62, penalidad 11 de abertura de separación y penalidad 1 de extensión de separación) y de preferencia se utilizan secuencias de longitud total para análisis. Ejemplos de proteínas que se clasifican en la definición de "polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo" incluyen las proteínas Arabidopsis Atlg51850, Atlg51805, Atlg51810, At2g04300, At3g21340, Atlg49100. Se debe observar que un grupo de cinasas similares a receptor putativas, relacionadas se ubican en tándem en el cromosoma 1 de Arabidopsis thaliana, incluyendo Atlg51800, Atlg51805, Atlg51810, Atlg51820, Atlg51830, Atlg51840, Atlg51850, Atlg51860, Atlg51870, Atlg51880 y Atlg51890, de los cuales al menos cuatro de ellos son altamente relativos a RLK827. Se entenderá que el término polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo no van a limitarse a las secuencias representadas por la SEC. DE IDENT. NO.: 2, SEC. DE IDENT. NO.: 7, SEC. DE IDENT. NO.: 11, SEC. DE IDENT. NO.: 13, SEC. DE IDENT. NO.: 15 o SEC. DE IDENT. NO.: 17 y la SEC. DE IDENT. NO.: 19, pero que cualquier polipéptido que reúne los criterios de (i) teniendo un dominio de cinasa citoplásmico y
(ii) teniendo al menos uno, pero no más de tres dominios de
LRR y de preferencia la secuencia consenso de la SEC. DE
IDENT. NO.: 33 en la parte no citoplásmica putativa de la proteina, separada desde el dominio de cinasa por una región de transmembrana, y cuyo dominio de cinasa comprende la secuencia consenso STYKc y/o (iii) siendo un parálogo u ortólogo de RLK827 y teniendo al menos 25% de identidad de secuencia a la secuencia de la SEC. DE IDENT. NO.: 2, puede ser adecuado para uso en los métodos de la invención. De preferencia, el dominio de cinasa es funcional, significando que el polipéptido de RLK827 o su homólogo tienen actividad de cinasa. Para determinar la actividad de cinasa de RLK827, varios ensayos están disponibles y son bien conocidos en la técnica (por ejemplo, Current Protocols in Molecular Biology, volúmenes 1 y 2, Ausubel et al. (1994), Current Protocols; o en linea tal como http://www.protocol-online.org). En breve, el ensayo de cinasa implica en general (1) presentar la proteina de cinasa en contacto con un polipéptido de sustrato que contiene el sitio objetivo que se fosforila; (2) permitiendo la fosforilación del sitio objetivo en un tampón de cinasa apropiado bajo condiciones apropiadas; (3) separar los productos fosforilados a partir del sustrato no fosforilado después de un periodo de reacción adecuado. La presencia o ausencia de actividad de cinasa se determina por la presencia o ausencia de un objetivo fosforilado. Además, las .mediciones cuantitativas pueden realizarse. La proteína RLK827 purificada, o extractos de célula que contienen o se enriquecen en la proteina RLK827 podria utilizarse como fuente de la proteina de cinasa. Alternativamente, el método de Zhao et al . (Plant Mol. Biol. 26, 791-803, 1994) podría utilizarse, en donde el dominio citoplásmico de una cinasa similar a receptor de arroz se expresó en Escherichia coli y se evalúo para actividad de cinasa. Como un sustrato, pequeños polipéptidos son particularmente bastante adecuados.
El péptido debe comprender uno o más residuos de serina, treonina o tirosina en un motivo de sitio de fosforilación. Una compilación de sitios de fosforilación puede encontrarse en Biochimica et Biophysica Acta 1314, 191-225, (1996) . Además, los sustratos de péptido pueden tener ventajosamente una carga positiva real para facilitar el enlace a filtros fosfocelulosa, (permitiendo separar péptidos fosforilados de los no fosforilados y detectar los péptidos fosforilados) . Si un motivo de sitio de fosforilación no se conoce, puede utilizarse un sustrato de tirosina cinasa general. Por ejemplo, "péptido relacionado a Src" (RRLIEDAEYAARG) es un sustrato para muchas tirosina cinasas receptoras y no receptoras) . Para determinar los parámetros cinéticos para fosforilación del péptido sintético, un margen de concentraciones de péptido se requiere. Para reacciones iniciales, una concentración de péptido de 0.7-1.5 mM podria utilizarse. Para cada enzima de cinasa, es importante determinar el tampón óptimo, resistencia iónica y pH para actividad. Un tampón de cinasa 5x estándar generalmente contiene 5 mg/ml de BSA (Albúmina de Suero de Bovino que evita la adsorción de cinasa al tubo de ensayo) , 150 mM de Tris-Cl (pH 7.5), 100 mM de MgCl2. Los cationes divalentes se requieren para la mayoría de tirosina cinasas, aunque algunas tirosina cinasas (por ejemplo, cinasas receptoras de insulina-, IGF-1 y PDGF) requieren MnCl2 en lugar de MgCl2 (o además de MgCl2) . Las concentraciones óptimas de cationes divalentes deben determinarse empíricamente para cada cinasa de proteína. Un donador comúnmente utilizado para el grupo fosforilo es [gamma-32P] ATP radio-etiquetado (normalmente en 0.2 mM de la concentración final). La cantidad de 32P incorporada en los péptidos puede determinarse al medir la actividad en las almohadillas secas de nitrocelulosa en un contador de centelleo. Alternativamente, la actividad de un polipéptido de RLK827 o de un homólogo de la misma puede evaluarse al expresar el polipéptido de RLK827 o de un homólogo del mismo bajo control de un promotor GOS2 de arroz en plantas de arroz, y en particular en la variedad de arroz Nipponbare, la cual resulta en plantas con rendimiento incrementado comparado a plantas de tipo silvestre correspondientes. Este incremento en rendimiento puede por ejemplo, medirse como uno o más de un incremento en número de semillas llenas, en peso total de semillas y/o en Índice de recolección. El ácido nucleico que codifica un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo puede ser cualquier ácido nucleico natural o sintético. Un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo como se define en la presente se codifica por una molécula de ácido nucleico RLK827. Por lo tanto, el término "molécula de ácido nucleico RLK827" o "gen RLK827" como se define en la presente es cualquier molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo como se define anteriormente. Ejemplos de moléculas de ácido nucleico RLK827 incluyen aquellas representadas por cualquiera de una de las SEC. DE IDENT. NO.: 1, SEC. DE IDENT. NO.: 6, SEC. DE IDENT. NO.: 10, SEC. DE IDENT. NO.: 12, SEC. DE IDENT. NO.: 14, SEC. DE IDENT. NO.: 16, SEC. DE IDENT. NO.: 18, SEC. DE IDENT. NO.: 23, SEC. DE IDENT. NO.: 25, SEC. DE IDENT. NO.: 27, SEC. DE IDENT. NO.: 29, SEC. DE IDENT. NO.: 31. Los ácidos nucleicos RLK827 y variantes funcionales de los mismos pueden ser adecuados para practicar los métodos de la invención. Los ácidos nucleicos RLK827 de variante funcional incluyen porciones de una molécula de ácido nucleico RLK827 y/o ácidos nucleicos capaces de hibridizar con una molécula de ácido nucleico RLK827 o con una molécula de ácido nucleico que codifica un homólogo de RLK827. El término "funcional" en el contexto de una variante funcional se refiere a una molécula de ácido nucleico RLK827 variante (es decir una porción o una secuencia de hibridización) , la cual codifica un polipéptido que tiene actividad de cinasa y que comprende un dominio no citoplásmico (extracelular) , cuyo dominio no-citoplásmico comprende al menos 1, pero no más de 3 motivos de LRR y de preferencia también el motivo de secuencia de aminoácido de la SEC. DE IDENT. NO. : 33 como se define anteriormente, y un dominio de cinasa C-terminal que se separa desde el dominio no citoplásmico por un dominio de transmembrana. El tipo de LRR-I de cinasas similares a receptor en plantas tienen una estructura molecular, y se ha mostrado que una proteina de LRR es capaz de enlazar diferentes ligandos, por ejemplo al receptor SR160 de tomate y su homólogo tBRIl de tomate son capaces para unir hormonas de brasinolida y sistemina, un péptido de señalización de distancia larga. Brasinolida y la sistemina no compiten para unión, sugiriendo que se unen a diferentes sitios. Por lo tanto, se visualiza que el diseño de dominios de LRR (por ejemplo, alterando el número de dominios de LRR o realizando agrupación de dominio (uniendo a un mismo o diferentes ligandos) o desorden de dominio) en tal modo que la actividad de la LRR se retiene o se modifica, es útil para generar moléculas de ácido nucleico de RLK827 de variante para realizar los métodos de la invención. En un modo similar, el dominio de cinasa puede diseñarse para mejorar la actividad de cinasa. Un tipo preferido de variante incluye aquellas generadas por eliminación de dominio, agrupación o desorden (véase por ejemplo, He et al . , Science 288, 2360-2363, 2000, o patentes Norteamericanas 5,811,238 y 6,395,547). El término porción como se define en la presente se refiere a una pieza de ADN que comprende al menos 150 nucleótidos. Una porción puede prepararse, por ejemplo, al hacer una o más eliminaciones a un ácido nucleico de RLK827.
Las porciones pueden utilizarse en forma aislada o pueden combinarse a otras secuencias de codificación (o sin codificación) con el fin de por ejemplo, producir una proteina que combina varias actividades, una de éstas es la actividad de cinasa de proteína. Cuando se combina a otras secuencias de codificación, el polipéptido resultante producido en la traducción podría ser más grande que aquel previsto para la porción de RLK827. La porción útil en los métodos de la presente invención comprende al menos el dominio de cinasa, de preferencia también un dominio de LRR no citoplásmico y un dominio de transmembrana ubicado N-terminalmente del dominio de cinasa, más preferiblemente la porción comprende en el dominio no citoplásmico al menos 1, pero no más de 3 dominios de LRR, más preferiblemente, la porción comprende en el dominio no citoplásmico al menos 1, pero no más de 3 dominios de LRR y el motivo de secuencia de aminoácido de la SEC. DE IDENT. NO. : 33 como se define anteriormente. De preferencia, la porción funcional es una porción de un ácido nucleico como se representó por cualquiera de una de las SEC. DE IDENT. NO.: 1, SEC. DE IDENT. NO.: 6, SEC. DE IDENT. NO.: 10, SEC. DE IDENT. NO.: 12, SEC. DE IDENT. NO.: 14, SEC. DE IDENT. NO.: 16 y SEC. DE IDENT. NO. : 18. El término "hibridización" como se define en la presente es un proceso en donde secuencias de nucleótido complementarias sustancialmente homologas se recocen entre si. El proceso de hibridización puede ocurrir completamente en solución, es decir, ambos ácidos nucleicos complementarios están en solución. El proceso de hibridización puede ocurrir también con uno de los ácidos nucleicos complementarios inmovilizados a una matriz tal como perlas magnéticas, perlas de Sefarosa o cualquier otra resina. El proceso de hibridización puede ocurrir además con uno de° los ácidos nucleicos complementarios inmovilizados a un soporte sólido tal como una nitrocelulosa o una membrana de nylon o inmovilizados por ejemplo, por fotolitografía a, por ejemplo, un soporte de vidrio silíceo • (el último conocido como disposiciones o microdisposiciones de ácido nucleico o como trozos de ácido nucleico) . Con el fin de permitir que ocurra la hibridización, la molécula de ácido nucleico se desnaturaliza térmica o químicamente en general para fundir una doble hebra dentro de dos hebras sencillas y/o para remover horquillas u otras estructuras secundarias a partir de ácidos nucleicos de una sola hebra. Esta severidad de hibridización se influencia por condiciones tales como temperatura, concentración salina, resistencia iónica y composición de tampón por hibridización. "Condiciones de hibridización severas" y "condiciones de lavado por hibridización severas" en el contexto de experimentos de hibridización de ácido nucleico tales como hibridizaciones Southern y Northern son dependientes de secuencia y pueden diferir dependiendo de parámetros ambientales. El obrero calificado tiene en cuenta varios parámetros los cuales pueden alterarse durante la hibridización y lavado y los cuales mantendrán o cambiarán ya sea las condiciones de severidad. La Tm es la temperatura bajo la resistencia iónica definida y el pH, en el cual 50% de la secuencia objetivo hibridiza a una sonda perfectamente acoplada. La Tm es dependiente de las condiciones de solución y la composición base y la longitud de la sonda. Por ejemplo, las secuencias más largas - hibridizan específicamente a temperaturas más elevadas. La tasa máxima de hibridización se obtiene desde aproximadamente 16 °C a 32 °C debajo de la Tm. La presencia de cationes monovalentes en la solución de hibridización reduce la repulsión electrostática entre las dos hebras de ácido nucleico por lo que se promueve la formación hibrida; este efecto es visible para concentraciones de sodio de hasta 0.4M. La formamida reduce la temperatura de fusión de los dúplex de ADN-ADN y ADN-ARN con 0.6 a 0.7°C para cada porcentaje de formamida, y además de 50% de la formamida permite la hibridización que se realiza de 30 a 45 °C, aunque la tasa de hibridización se disminuirá. Las incompatibilidades pares base reducen la tasa de hibridización y la estabilidad térmica de los dúplex. En promedio y para sondas largas, la Tm disminuye aproximadamente 1°C por % de incompatibilidad base. La Tm puede calcularse utilizando las siguientes ecuaciones, dependiendo de los tipos de híbridos: • Híbridos de ADN-ADN (Meinkoth y Wahl, Anal. Biochem., 138:267-284, 1984): Tm = 81.5°C + 16.6xlog[Na+]a + 0.41x%[G/Cb] - 500x[Lc]_1 - 0.61x% de formamida • Híbridos de AND-ARN o ARN-ARN: Tm = 79.8 + 18.5 (log10[Na+]a) + 0.58 (% de G/Cb) + 11.8 (% de G/Cb)2 - 820/Lc • Híbridos de oligo-ADN u oligo-ARNd Para <20 nucleótidos: Tm 2(/n) Para 20-35 nucleótidos: Tm = 22 + 1.46 (/n) ao para otro catión monovalente, pero sólo exacto en el margen 0.01-0.4 M. bsólo exacto para % de GC en un margen de 30% a 75%. CL = longitud de dúplex en pares de bases. d01igo, oligonucleótido; /n, longitud efectiva del cebador = 2x(no. de G/C) + (no. de A/T) . Nota : para cada 1% de formamida, la Tm se reduce por aproximadamente 0.6 a 0.7°C, mientras la presencia de 6M de urea reduce la Tm por aproximadamente 30 °C. La especificidad de hibridización es normalmente la función de lavados post-hibridización. Para remover el plano que resulta a partir de la hibridización no especifica, las muestras se lavan con soluciones salinas diluidas. Los factores críticos de tales lavados incluyen la resistencia iónica y la temperatura de la solución de lavado final: entre más baja la concentración salina y más elevada la temperatura de lavado, más elevada la resistencia de lavado. Las condiciones de lavado se realizan normalmente en o debajo de la severidad de hibridización. Generalmente, las condiciones de severidad adecuadas para ensayos de hibridización de ácido nucleico o de procedimientos de detección de amplificación genética son como se establece anteriormente. Condiciones más o menos severas pueden también seleccionarse. En general, las condiciones de severidad baja se seleccionan para ser aproximadamente 50 °C debajo del punto de fusión térmico (Tm) para secuencia especifica en una resistencia iónica definida y pH. Las condiciones de severidad media son cuando la temperatura está 20 °C debajo de la Tm, y las condiciones de severidad elevada son cuando la temperatura está 10 °C debajo de la Tm. Por ejemplo, las condiciones de severidad son aquellas que son al menos tan severas como, por ejemplo, condiciones A-L; y las condiciones de severidad reducidas son al menos tan severas como, por ejemplo, condiciones M-R. La unión no especifica puede controlarse utilizando cualquiera de un número de técnicas conocidas tales como por ejemplo, bloqueando la membrana con soluciones que contienen proteínas, adiciones de ARN, ADN y SDS heterólogas al tampón de hibridización, y el tratamiento con ribonucleasa. Ejemplos de hibridización y de condiciones de lavado se listan en la Tabla 1: Tabla 1:
* La "longitud de híbrido" es la longitud anticipada para el ácido nucleico hibridizante. Cuando los ácidos nucleicos de la secuencia conocida se hibridizan, la longitud del híbrido puede determinarse alineando las secuencias e identificando las regiones conservadas descritas en la presente. +SSPE (lxSSPE es 0.15M de NaCl, 10 mM de NaH2P04 y 1.25 mM de EDTA, pH 7.4) puede sustituirse para SSC (lxSSC es 0.15M de NaCl y 15 mM de citrato de sodio) en la hibridización y tampones de lavado; los lavados se realizan durante 15 minutos después que se completa la hibridización. Las hibridizaciones y lavados pueden incluir además 5 x reactivo Denhardt, 0.5-1.0% de SDS, 100 µg/ml de ADN de esperma de salmón fragmentado, desnaturalizado, 0.5% de pirofosfato de sodio y hasta 50% de formamida. *Tb-Tr: la temperatura de hibridización para híbridos anticipados para ser menos de 50 pares de bases de longitud debe ser 5-10 °C menor que la temperatura de fusión Tm de los híbridos; la Tm se determina de acuerdo a las ecuaciones mencionadas anteriormente. "La presente invención también abarca la sustitución de cualquiera de uno o más socios híbridos de ADN o ARN con cualquier PNA o ácido nucleico modificado. Para propósitos de definir el nivel de severidad, puede hacerse convenientemente referencia a Sambrook et al . (2001) Molecular Cloning: a laboratory manual, 3a edición, Cold Spring Harbor Laboratory Press, CSH, New York o a Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989). Por ejemplo, un ácido nucleico que codifica la SEC. DE IDENT. NO. : 2 o un homólogo del mismo pueden utilizarse en un experimento de hibridización. Alternativamente fragmentos de los mismos pueden utilizarse como sondas. Dependiendo del grupo de partida de secuencias a partir del cual la RLK va a identificarse, diferentes fragmentos para hibridización pueden seleccionarse. Por ejemplo, cuando un número limitado de homólogos con una identidad de secuencia elevada a RLK827 se desea, un fragmento menos conservado puede utilizarse para hibridización tal como GGTAGACTCGCCAAAGAATTTGAACCACTCGTTGAT
(nucleótidos 184 a 219 de la SEC. DE IDENT. NO.: 1). Al alinear la SEC. DE IDENT. NO.: 2 y homólogos de la misma, es posible diseñar fragmentos de ácido nucleico equivalentes útiles como sondas para hibridización. De preferencia, la secuencia de hibridización comprende al menos el dominio cinasa, de preferencia también un dominio de LRR no citoplásmico y un dominio de transmembrana ubicado N-terminalmente del dominio cinasa, más preferiblemente la porción comprende en el dominio no citoplásmico al menos 1, pero no más de 3 dominios de LRR, más preferiblemente, la porción comprende en el dominio no citoplásmico al menos 1, pero no más de 3 dominios de LRR y el motivo de secuencia de amino ácido de la SEC. DE IDENT. NO.: 33 como se define anteriormente . Después de la hibridización y lavado, los dúplex pueden detectarse por auto-radiografia (cuando se utilizaron sondas radio-etiquetadas) o por quimioluminiscencia, inmunodetección, por detección fluorescente o cromogénico, dependiendo del tipo de etiquetado de sonda. Alternativamente, un ensayo de protección de ribonucleasa puede realizarse para detección de híbridos de ARN:ARN. La molécula de ácido nucleico RLK827 o variante de la misma puede derivarse desde cualquier fuente natural o artificial. El ácido nucleico/gen o variante del mismo puede aislarse a partir de una fuente microbiana tal como bacterias, levaduras u hongos, o desde una fuente vegetal, alga o animal (incluyendo un ser humano) . Este ácido nucleico puede modificarse desde su forma nativa en composición y/o ambiente genómico mediante manipulación humana deliberada. El ácido nucleico es de preferencia de origen vegetal, ya sea de la misma especie de planta (por ejemplo, una en la cual va a introducirse) o desde una especie diferente de planta. El ácido nucleico puede aislarse desde una especie dicotiledónea, de preferencia desde la familia Brassicaceae, además de preferencia desde Arabidopsis thaliana . Más preferiblemente, la RLK827 aislada de Arabidopsis thaliana se representa por la SEC. DE IDENT. NO.: 1 y la secuencia de aminoácido RLK827 es como se representa por la SEC. DE IDENT. NO.: 2. Las variantes funcionales útiles en los métodos de la presente invención incluyen también variantes de empalme alternativas de una molécula o gen de ácido nucleico de RLK827. El término "variante de empalme alternativa" como se utiliza en la presente abarca variantes de una secuencia de ácido nucleico en la cual intrones y/o exones seleccionados se han eliminado, reemplazado o agregado. Tales variantes serán aquellas en las cuales la actividad biológica de la proteína se retiene, la cual puede lograrse al retener selectivamente segmentos funcionales de la proteina. Tales variantes de empalme pueden encontrarse en la naturaleza o hacerse por el hombre. Los métodos para hacer tales variantes de empalme son bien conocidos en la técnica. Las variantes de empalme preferidas son variantes de un ácido nucleico representadas por la SEC. DE IDENT. NO.: 1. Se prefieren además variantes de empalme que codifican una actividad de cinasa que retiene polipéptidos y que tiene al menos uno, pero no más de tres dominios de LRR en la parte no citoplásmica putativa de la proteína, separada del dominio de cinasa por una región de transmembrana. Variantes de empalme más preferidos comprenden además también, el motivo de secuencia de aminoácido de la SEC. DE IDENT. NO.: 33 en el dominio no citoplásmico putativo. Variantes de empalme más preferidas de una molécula de ácido nucleico de RLK827 son aquellas que codifican un polipéptido de RLK827 como se define anteriormente. Variantes funcionales útiles en los métodos de la presente invención incluyen además variantes alélicas de un ácido nucleico que codifica un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo, de preferencia una variante alélica del ácido nucleico representada por la' SEC. DE IDENT. NO.: 1. Además, de preferencia, el polipéptido codificado por la variante alélica tiene actividad de cinasa y retiene al menos uno, pero no más de tres dominio de LRR en la parte no citoplásmica putativa de la proteína, separada desde el dominio de cinasa por una región de transmembrana. Las variantes alélicas más preferidas comprenden además también el motivo de secuencia de aminoácido de la SEC. DE IDENT. NO. : 33 en el dominio no citoplásmico putativo. Las variantes alélicas más preferidas de una molécula de ácido nucleico de RLK827 son aquellas que codifican un polipéptido. de RLK827 como se define anteriormente. Las variantes alélicas existen en la naturaleza y abarcado dentro de los métodos de la presente invención es el uso de estos alelos naturales. Las variantes alélicas abarcan Polimorfismos de Nucleótido Sencillos (los SNP) , asi como Polimorfismos de Inserción/Eliminación Pequeños (los INDEL) . El tamaño de los INDEL es usualmente menor de 100 pb. Los SNP y los INDEL forman el conjunto más grande de variantes de secuencia en cepas polimórficas de origen natural de la mayoría de los organismos. La expresión y/o actividad de un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo pueden también incrementarse introduciendo una modificación genética (de preferencia en el sitio de un gen de RLK827) . El sitio de un gen como se define en la presente se toma para significar una región genómica la cual incluye el gen de interés y 10 kb corriente arriba o debajo de la región de codificación. La modificación genética puede introducirse por ejemplo, por cualquiera (o más) de los siguientes métodos: activación de ADNT, TILLING, mutagénesis sitio dirigida, recombinación homologa, evolución directa o introduciendo y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo. Después de la introducción de la modificación genética se sigue una etapa de selección para la expresión y/o actividad incrementada de un polipéptido de RLK827, cuyo incremento en expresión y/o actividad determina plantas que tienen características mejoradas de crecimiento. El etiquetado de activación de ADN-T (Hayashi et al . Science 258, 1350-1353, 1992) implica la inserción de ADN-T que contiene usualmente un promotor (puede también ser un mejorador de traducción o un intrón) , en la región genómica del gen de interés o 10 Kb corriente arriba o debajo de la región de codificación de un gen en una configuración de manera que tal promotor dirige la expresión del gen objetivo. Normalmente, la regulación de la expresión del gen objetivo por su promotor natural se interrumpe y el gen cae bajo el control del promotor recientemente introducido. El promotor se integra normalmente en un ADN-T. Este ADN-T se inserta aleatoriamente en un genoma de planta, por ejemplo, mediante infección de Agrobacterium y conduce a la sobre-expresión de genes cerca del ADN-T insertado. Las plantas transgénicas resultantes muestran fenotipos dominantes debidos a la sobre-expresión de genes cerca del promotor introducido. El promotor que se introduce puede ser cualquier promotor capaz de dirigir la expresión de un gen en el organismo deseado, en este caso una planta. Por ejemplo, los promotores constitutivos, preferidos de tejido, preferidos de tipo celular e inducibles son todos adecuados para uso en la activación de ADN-T. Una modificación genética puede también introducirse en el sitio de un gen de RLK827 utilizando la técnica de TILLING (Genomas IN de Lesiones Locales Inducidas Objetivo) . Esto es una tecnología de mutagénesis útil para generar y/o identificar, y para aislar eventualmente variantes mutagenizadas de una molécula . de ácido nucleico de RLK827 capaz de exhibir actividad de RLK827. TILLING permite también la selección de plantas que portan tales variantes mutantes. Estas variantes mutantes pueden incluso exhibir actividad de RLK827 más elevada que aquella exhibida por el gen en su forma natural. TILLING combina mutagénesis de densidad elevada con métodos de detección completamente elevados. Las etapas seguidas normalmente en TILLING son: (a) mutagénesis de EMS (Redei y Koncz (1992) , Inc: C Koncz, N-H Chua, J Schell, eds, Methods in Arabidopsis Research, World Scientific, Singapore, pp 16-82; Feldmann et al . , (1994) en: EM Meyerowitz, CR Somerville, eds., Arabidopsis. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, pp 137-172; Lightner y Gaspar (1998), en: J Martinez-Zapater, J Salinas, eds, Methods on Molecular Biology, Vol. 82. Humana Press, Totowa, NJ, pp 91-104) ; (b) preparación y agrupamiento de ADN de individuos; (c) amplificación de PCR de una región de interés; (d) desnaturalización y recocido que permite la formación de heterodúplex; (e) DHPLC, en donde la presencia de un heterodúplex en un grupo se detecta como un pico extra en el cromatograma; (f) identificación del individuo mutante; y (g) secuenciación del producto de PCR mutante. Los métodos para TILLING son bien conocidos en la técnica (McCallum Nature Biotechnol. 18, 455-457, 2000, Stemple Nature Rev. Genet. 5, 145-150, 2004). La mutagénesis sitio-dirigida puede utilizarse para generar variantes de ácidos nucleicos de RLK827 o porciones de los mismos que retienen actividad, es decir, actividad de cinasa de proteina. Varios métodos están disponibles para conseguir mutagénesis sitio-dirigida, los más comunes son los métodos basados en PCR (Véase por ejemplo, Ausubel et al . , Current Protocols in Molecular Biology. Wiley Eds. http: //www.4ulr . com/poducts/currentprotocols/Índex .html) . La evolución directa puede utilizarse para generar variantes de moléculas de ácido nucleico de RLK827 o porciones de las mismas que codifican polipéptidos de RKS11 o RKS4 u ortólogos o porciones de los mismos que tienen una actividad biológica incrementada. La evolución dirigida consiste de iteraciones de desorden de ADN seguido por detección y/o selección apropiada (Castle et al., (2004) Science 304(5674): 1151-4; Patentes Norteamericanas 5,811,238 y 6,395,547) . La activación de ADNT, TILLING, mutagénesis sitio-dirigida y evolución dirigida son ejemplos de tecnologías que permiten la generación de alelos novedosos y variantes de RLK827 que retienen la función de RLK827 y los cuales son por lo tanto útiles en los métodos de la invención.
La recombinación homologa permite la introducción en un genoma de un ácido nucleico seleccionado en una posición seleccionada definida. La recombinación homologa es una tecnología estándar utilizada de forma rutinaria en ciencias biológicas para un organismo inferior tal como levadura o el moho Physcomitrella . Los métodos para realizar recombinación homologa en plantas se han descrito no sólo para plantas modelo (Offringa et al . (1990) EMBO J. 9,3077-3084) sino también para plantas forrajeras, por ejemplo, arroz (Terada et al . , (2002) Nature Biotechnol. 20, 1030-1034; o Iida y Terada (2004) Curr. Opin. Biotechnol. 15, 132-138) . El ácido nucleico que va a enfocarse (el cual puede ser una molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante de la misma como se define anteriormente) no necesita enfocarse al sitio de un gen de RLK827, pero puede introducirse en, por ejemplo, regiones de expresión elevada. El ácido nucleico que se enfoca puede ser un alelo mejorado utilizado para reemplazar el gen endógeno o puede introducirse además del gen endógeno. De acuerdo a una modalidad preferida de la invención, características de crecimiento de plantas pueden mejorarse introduciéndose y expresarse en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo. Un método preferido para introducir una modificación genética (el cual en este caso no necesita estar en el sitio de un gen de RLK827) es para introducir y expresar en una planta un ácido nucleico que codifica un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo. Un polipéptido de RLK827 u homólogo del mismo como se menciona anteriormente es aquel que tiene actividad de cinasa y que comprende un dominio no citoplásmico (extracelular) , cuyo dominio no citoplásmico comprende al menos 1, pero no más de 3 motivos de LRR y de preferencia también el motivo de secuencia de aminoácido de la SEC. DE IDENT. NO.: 33 como se define anteriormente, y un dominio de cinasa C-terminal que se separa desde el dominio no citoplásmico por un dominio de transmembrana. De preferencia, el polipéptido de RLK827 u homólogo del mismo tiene un incremento en orden de preferencia, al menos 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% ó 99% de identidad de secuencia total a la secuencia de aminoácidos representada por la SEC. DE IDENT. NO. : 2. "Homólogos" de una proteina abarcan péptidos, oligopéptidos, polipéptidos, proteínas y enzimas que tienen sustituciones, eliminaciones y/o inserciones de aminoácido relativas a la proteína no modificada en cuestión y que tienen actividad biológica y funcional similar como la proteina no modificada a partir de la cual se derivan. Abarcados por el término "homólogos" son secuencias ortólogas y secuencias parólogas, dos formas especiales de homología las cuales abarcan conceptos evolutivos utilizados para describir relaciones ancestrales de genes. El término "parólogo" se relaciona a duplicaciones genéticas dentro del genoma de una especie que conduce a genes parólogos . Los parólogos de RLK827 pueden identificarse fácilmente al realizar un análisis BLAST contra un conjunto de secuencias de la misma especie como la secuencia de consulta. El término "ortólogos" se relaciona a genes homólogos en diferentes organismos debido a la especificación. Los ortólogos en por ejemplo, especies de planta monocotiledóneas pueden encontrarse fácilmente al realizar una investigación de estallido reciproco, asi llamada. Esto puede hacerse por un primer estallido que implica hacer estallar la secuencia en cuestión (por ejemplo, la SEC. DE IDENT. NO.: 1 o la SEC. DE IDENT. NO.: 2) contra cualquier base de datos de la secuencia, tal como la base de datos NCBI públicamente disponible la cual puede encontrarse en: http : //www. ncbi . nlm. nih . go . Si los ortólogos en el arroz fueron buscados, la secuencia en cuestión seria estallada contra por ejemplo, los 28,469 clones de ADNc de longitud total a partir, de Oryza sativa Nipponbare disponible de NCBI . BLASTn o tBLASTX pueden utilizarse cuando se inicia a partir de nucleótidos o BLASTP o TBLASTN cuando se inicia a partir de la proteína, con valores predeterminados estándares. Los resultados de estallido pueden filtrarse. Las secuencias de longitud total de cualquiera de los resultados filtrados o los resultados no filtrados se hacen estallar de nuevo (segundo estallido) contra las secuencias del organismo a partir del cual la secuencia en cuestión se deriva. Los resultados del primero y segundo estallidos se comparan entonces. Un ortólogo se encuentra cuando los resultados del segundo estallido se dan como aciertos con la simiiaridad más elevada de un ácido nucleico de RLK827 o polipéptido de RLK827 por ejemplo, si uno de los organismos es Arabidopsis thaliana entonces un parólogo se encuentra. En el caso de familias grandes, ClustalW puede utilizarse, seguido por la construcción de un árbol de acoplamiento vecino, para ayudar a visualizar el agrupamiento. Al utilizar un procedimiento BLAST recíproco, se identificó un ortólogo de arroz (número de registro de adquisiciones Unigene Os.26918) representado por ESTs CB631540, CB628137.1 y CB31541.1. Ortólogos preferidos son aquellos que tienen la similaridad más elevada a RLK827 o a un parólogo del mismo en una investigación BLAST recíproca. Otros ejemplos de ortólogos de arroz se dan en las SEC de IDENT. NOS: 24, 26, 28, 30 y 32. Un homólogo puede estar en la forma de una "variante sustitucional" de una proteina, es decir, en donde al menos un residuo en una secuencia de aminoácido se ha removido y un diferente residuo insertado en su lugar. Sustituciones de aminoácido son normalmente de residuos sencillos, pero pueden agruparse dependiendo de las restricciones funcionales colocadas en el polipéptido; las inserciones serán usualmente del orden de aproximadamente 1 a 10 residuos de aminoácido. De preferencia, las sustituciones de aminoácido comprenden sustituciones de aminoácido conservadoras (Tabla 2) . Para producir tales homólogos, los aminoácidos de la proteina pueden reemplazarse por otros aminoácidos que tienen propiedades similares (tales como carácter hidrofóbico, carácter hidrofilico, antigenicidad, propensión para formar o romper estructuras a-helicoidales o estructuras de ß-hoja). Las tablas de sustitución conservadoras se conocen bien en la técnica (Véase por ejemplo, Creighton (1984) Proteins, W.H. Freeman and Company) . Tabla 2: Ejemplos de sustituciones de aminoácido conservadas:
Sustituciones menos conservadoras pueden hacerse en caso de que las propiedades de aminoácido mencionadas anteriormente no sean tan críticas. Un homólogo puede estar también en la forma de una "variante de inserción" de una proteina, es decir, en donde uno o más residuos de aminoácido se introducen dentro de un sitio predeterminado en una proteina. Las inserciones pueden comprender fusiones de amino terminal y/o carboxi terminal así como inserciones de intra-secuencia de aminoácidos sencillos o múltiples. Generalmente, las inserciones dentro de la secuencia de aminoácido serán más pequeñas que las fusiones de amino o carboxi terminal, del orden de aproximadamente 1 a 10 residuos. Ejemplos de proteínas o péptidos de fusión amino o carboxi terminal incluyen el dominio de unión o el dominio de activación de un activado transcripcional cuando se utiliza en el sistema de levadura de dos híbridos, proteínas de recubrimiento de fago etiqueta (histidina) 6 etiqueta de glutation S-transferasa, proteina
A, proteina de enlace de maltosa, dihidrofolato reductasa, epítope TaglOO, epitope c-myc, epítope FLAG®, lacZ, CMP
(péptido de unión de calmodulina) , epitope HA, epitope de proteína C y epítope VSV. Los homólogos en la forma de "variantes de eliminación" de una proteina se caracterizan por la remoción de uno o más aminoácidos a partir de una proteína. Las variantes de aminoácido de una proteína pueden hacerse fácilmente utilizando técnicas sintéticas peptidicas bien conocidas en la técnica, tales como síntesis de péptido de fase sólida y similares, o por manipulaciones de ADN recombinante. Los métodos para la manipulación de secuencias de ADN que producen variantes de sustitución, inserción o eliminación de una proteína son bien conocidos en la técnica. Por ejemplo, las técnicas para hacer mutaciones en sitios predeterminados en el ADN son bien conocidas por aquellos expertos en el arte e incluyen mutagénesis M13, mutagénesis in vitro de Gen T7 (USB, Cleveland, OH) , mutagénesis sitio dirigida QuickChange (Stratagene, San Diego, CA) , mutagénesis sitio dirigida mediada por PCR u otros protocolos de mutagénesis sitio dirigida. El polipéptido de RLK827 u homólogo del mismo puede ser un derivado. Los "derivados" incluyen péptidos, oligopéptidos, polipéptidos, proteínas y enzimas los cuales pueden comprender sustituciones, eliminaciones o adiciones de residuos de aminoácidos de origen natural o no naturales comparados a la secuencia de aminoácidos de una forma de origen natural de la proteína, por ejemplo, como se presenta en la SEC. DE IDENT. NO.: 2. "Derivados" de una proteina abarcan péptidos, oligopéptidos, polipéptidos, proteínas y enzimas los cuales pueden comprender residuos de aminoácidos de origen natural, alterados, glicosilados, acilados o no naturales comparados a la secuencia de aminoácido de una forma de origen natural del polipéptido. Un derivado puede también comprender uno o más sustituyentes sin aminoácido comparados a la secuencia de aminoácido a partir de la cual se deriva, por ejemplo, una molécula reportera u otro ligando, covalente o no covalentemente unida a la secuencia de aminoácido, tal como una molécula reportera la cual se enlaza para facilitar su detección, y residuos de aminoácido no naturales relativos a la secuencia de aminoácido de una proteína de origen natural. De acuerdo a un aspecto preferido de la presente invención, la expresión mejorada o incrementada de una molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante de la misma se visualiza. Los métodos para obtener expresión mejorada o incrementada de genes o productos genéticos se documentan bien en la técnica e incluyen, por ejemplo, la sobre-expresión conducida por promotores apropiados, el uso de mejoradores de transcripción o mejoradores de traducción. Los ácidos nucleicos aislados los cuales sirven como promotor o elementos mejoradores pueden introducirse en una posición apropiada (normalmente corriente arriba) de una forma no heteróloga de un polinucléotido de manera que se sobre-regula la expresión de un ácido nucleico de RLK827 o variante de la misma. Por ejemplo, los promotores endógenos pueden alterarse in vivo por mutación, eliminación y/o sustitución (véase, Kmiec, Patente Norteamericana No. 5,565,350; Zarling et al . PCT/US93/03868) , o promotores aislados pueden introducirse dentro de una célula de planta en la orientación y la distancia apropiada a partir de un gen de la presente invención de manera que se controla la expresión del gen. Si se desea la expresión de polipéptido, es generalmente deseable para incluir una región de poliadenilación en el extremo 3' de una región de codificación de polinucléotido. La región de poliadenilación puede derivarse a partir del gen natural, a partir de una
• variedad de otros genes de plantas, o desde ADN-T. La secuencia de extremo 3' que se agrega puede derivarse a partir de por ejemplo, los genes de nopalina sintasa u octopina sintasa, o alternativamente a partir de otro gen de planta, o menos preferiblemente desde cualquier otro gen eucariótico. Una secuencia de intrón puede agregarse también a la región 5' no traducida o la secuencia de codificación de la secuencia de codificación parcial para incrementar la cantidad del mensaje maduro que se acumula en el citosol. La inclusión de un intrón empalmable en la unidad de transcripción tanto en construcciones de expresión de planta como animal se ha demostrado que incrementan la expresión genética tanto en el ARNm como en niveles de proteína hasta 1000 veces (Buchman y Berg, Mol. Cell Biol. 8, 4395-4405 (1988); Callis et al . , Genes Dev. 1, 1183-1200 (1987)). Tal mejoramiento de intrón de la expresión genética es normalmente mayor cuando se coloca cerca del extremo 5' de la unidad de transcripción. El uso de los intrones de maiz intrón Adhl-S 1, 2 y 6, el intrón Bronce-1 se conocen en la técnica. Véase en general, The Maize Handbook, capítulo 116, Freeling y Walbot, Eds., Springer, N.Y. (1994). La invención proporciona también construcciones genéticas y vectores para facilitar la introducción y/o expresión de las secuencias de nucleótido útiles en los métodos de acuerdo a la invención. Por lo tanto, se proporciona una construcción genética que comprende : (i) una molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional de la misma; (ii) una o más secuencias control capaces de dirigir la expresión de la secuencia de ácido nucleico de (i) ; y opcionalmente (iii) una secuencia de terminación de transcripción. Las construcciones útiles en los métodos de acuerdo a la presente invención pueden construirse utilizando tecnología de ADN recombinante bien conocida por personas expertas en al técnica. Las construcciones genéticas pueden insertarse en vectores, los cuales pueden estar comercialmente disponibles, adecuadas para transformar en plantas y adecuadas para expresión del gen de interés en las células transformadas . Las plantas se transforman con un vector que comprende la secuencia de interés (es decir, un ácido nucleico de RLK827 o variante funcional del mismo) . La secuencia de interés se enlaza operablemente a una o más secuencias control (al menos a un promotor) . Los términos "elemento regulador", "secuencia control" y "promotor" se utilizan intercambiablemente en la presente y van a tomarse en un contexto amplio para referirse a secuencias de ácido nucleico reguladoras capaces de efectuar la expresión de las secuencias a las cuales se ligan. Abarcadas por los términos antes mencionados son secuencias reguladoras transcripcionales derivadas de un gen genómico eucariótico clásico (incluyendo el caja TATA el cual se requiere para inicio de transcripción exacta, con o sin secuencia de caja CCAAT) y elementos reguladores adicionales (es decir, secuencias de activación corriente arriba, mejoradores y silenciadores) los cuales alteran la expresión genética en respuesta al desarrollo y/o estimulo externo, o en una manera específica de tejido. También incluido dentro del término es una secuencia reguladora transcripcional de un gen procariótico clásico, en cuyo caso puede incluir una secuencia de -35 caja y/o secuencias reguladoras transcripcionales de -10 caja. El término "elemento regulador" abarca también una molécula de fusión sintética o derivado el cual confiere, activa o mejora la expresión de una molécula de ácido nucleico en una célula, tejido u órgano. El término "operablemente enlazado" como se utiliza en la presente se refiere a una conexión funcional entre la secuencia promotora y el gen de interés, de manera que la secuencia promotora es capaz de iniciar la transcripción del gen de interés. Ventajosamente, cualquier tipo de promotor puede utilizarse para dirigir la expresión de la secuencia de ácido nucleico. El promotor puede ser un promotor inducible, es decir, que tiene inicio de transcripción inducida o incrementada en respuesta a un estimulo de desarrollo, químico, ambiental o físico. ün ejemplo de un promotor inducible que es un promotor inducible de tensión, es decir, un promotor activado cuando una planta se expone a varias condiciones de tensión, es el promotor WSI18 inducido por tensión acuosa. Además o alternativamente, el promotor puede ser un promotor especifico de tejido, es decir, uno que es capaz de iniciar de preferencia la transcripción en ciertos tejidos, tales como hojas, raíces, tejido de semillas, etc. Un ejemplo de un promotor especifico de semilla es el promotor 18 kDa de oleosina de arroz (Wu et al . (1998) J Biochem 123 (3) : 386-91) . De preferencia, el ácido nucleico de RLK821 o variante funcional del mismo se enlaza operablemente a un promotor constitutivo. Un promotor constitutivo es transcripcionalmente activo durante la mayoría, pero no necesariamente toda las fases de su crecimiento y desarrollo y se expresa sustancialmente de forma ubicua. De preferencia, el promotor constitutivo es un promotor G0S2 (de arroz) (nucleótidos 1 a 2193 en la SEC. DE IDENT. NO.: 3). Debe ser claro que la aplicabilidad de la presente invención no se restringe al ácido nucleico de RLK827 representado por la SEC. DE IDENT. NO.: 1, ni es la aplicabilidad de la invención restringida a expresión de un ácido nucleico de RLK827 cuando se dirige por un promotor GOS2. Ejemplos de otros promotores constitutivos que pueden utilizarse también para dirigir la expresión de un ácido nucleico de RLK827 se muestran en la Tabla 3 posterior. Tabla 3: Ejemplos de promotores constitutivos Opcionalmente, una o más secuencias terminadoras pueden utilizarse también en la construcción introducida en una planta. El término "terminador" abarca una secuencia control la cual es una secuencia de ADN en el final de una unidad de transcripción las cuales indican el procesamiento 3' y poliadenilación de una transcripción primaria y terminación de transcripción. Los elementos reguladores adicionales pueden incluirse de forma transcripcional así como mejoradores de traducción. Aquellos expertos en la técnica sabrán de las secuencias terminadoras y mejoradoras las cuales pueden ser adecuadas para uso en realizar la invención. Tales secuencias serían conocidas o pueden obtenerse fácilmente por una persona experta en la técnica. Un ejemplo de un cásete de expresión que comprende el ácido nucleico de RLK827 operablemente unido al promotor G0S2 y comprende además una secuencia terminadora se da en la SEC. DE IDENT. NO . : 3. Las construcciones genéticas de la invención pueden incluir además un origen de secuencia de replicación, la cual se requiere para mantenimiento y/o replicación en un tipo de célula específica. Un ejemplo es cuando una construcción genética se requiere para mantenerse en una célula bacterial como un elemento genético episomal (por ejemplo, molécula de plásmido o cósmido) . Los orígenes preferidos de replicación incluyen, pero no se limitan a fl-ori y ColEl. La construcción genética puede comprender opcionalmente un gen marcador seleccionable. Como se utiliza en la presente, el término "gen marcador seleccionable" incluye cualquier gen el cual confiere un fenotipo en una célula en la cual se expresa para facilitar la identificación y/o selección de células las cuales se transfectan o transforman con una construcción de ácido nucleico de la invención. Los marcadores adecuados pueden seleccionarse a partir de marcadores .que confieren resistencia de antibiótico o herbicida, que introduce un nuevo rasgo metabólico o que permite la selección visual. Ejemplos de genes marcadores seleccionables incluyen genes que confieren resistencia a antibióticos (tales como nptll que fosforilan neomicina y kanamicina, o hpt, fosforilando higromicina) , a herbicidas (por ejemplo, bar los cuales proporcionan resistencia a Basta; aroA o gox proporcionando resistencia contra glifosato) , o genes que proporcionan un rasgo metabólico (tal como manA que permite plantas que utilizan mañosa como fuente de carbono sencilla) . Los genes marcadores visuales resultan en la formación de color (por ejemplo, ß-glucuronidasa, GUS) , luminiscencia (tal como luciferasa) o fluorescencia (Proteina Fluorescente Verde, y derivados de los mismos) . La presente invención abarca también plantas obtenibles por los métodos de acuerdo a la presente invención. La presente invención por lo tanto proporciona plantas obtenibles por los métodos de acuerdo a la presente invención, cuyas plantas han introducido en la presente un ácido nucleico de RLK827 o una variante funcional del mismo, o cuyas plantas han introducido en la presente una modificación genética, de preferencia en el sitio de un gen de RLK827. La invención proporciona también un método para el rendimiento de plantas transgénicas que tienen características de crecimiento mejoradas, que comprenden la introducción y la expresión en una planta de un ácido nucleico de RLK827 o una variante funcional del mismo. Más específicamente, la presente invención proporciona un método para el rendimiento de plantas transgénicas que tienen características mejoradas de crecimiento, cuyo método comprende: (i) introducir en una planta o célula de planta un ácido nucleico de RLK827 o una variante funcional del mismo; y (ii) cultivar la célula de planta bajo condiciones que promueven el crecimiento y desarrollo de plantas. El ácido nucleico puede introducirse directamente en una célula de planta o dentro de la planta misma (incluyendo la introducción dentro de un tejido, órgano o cualquier otra parte de una planta) . De acuerdo a una característica preferida de la presente invención, el ácido nucleico se introduce de preferencia en una planta por transformación . El término "transformación" como se refiere en la presente abarca la transferencia de un polinucléotido exógeno dentro de una célula huésped, sin relacionarse al método utilizado para transferencia. El tejido de planta capaz de propagación clonal subsecuente, ya sea por organogénesis o embriogénesis, puede transformarse con una construcción genética de la presente invención y una planta completa regenerada de la misma. El tejido particular elegido variará dependiendo de los sistemas de propagación clónales disponibles para, y más acordes a especies particulares que se transforman. Objetivos de tejido ejemplares incluyen discos de hojas, polen, embriones, cotiledóneas, hipocotiledóneas, megagametofitos, tejido de callos, tejido meristemático existente (por ejemplo, meristemo apical, brotes axilares y meristemos de raíz) , y tejido de meristemo inducido (por ejemplo, meristemo de cotiledónea y meristemo de hipocotiledónea) . El polinucléotido puede introducirse transitoria o establemente en una célula huésped y pueden mantenerse sin integrarse, por ejemplo, como un plásmido. Alternativamente, esto puede integrarse en el genoma huésped. La célula de planta transformada resultante puede utilizarse entonces para regenerar una planta transformada en una manera conocida a personas expertas en la técnica. La transformación de especies de planta es ahora una técnica bastante rutinaria. Ventajosamente, cualquiera de diversos métodos de transformación puede utilizarse para introducir el gen de interés dentro de una célula predecesora adecuada. Los métodos de transformación incluyen el uso de liposomas, electroporación, químicos que incrementan la incorporación de ADN libre, inyección del ADN directamente en la planta, bombardeo de cañón de partículas, la transformación que utiliza virus o polen • y la microproyección. Los métodos pueden seleccionarse a partir del método de calcio/polietilenglicol para protoplastos
(Krens et al . (1982) Nature 296, 72-74; Negrutiu et al .
(1987) Plant Mol. Biol. 8, 363-373); electroporación de protoplastos (Shillito et al . (1985) Bio/Technol 3, 1099- 1102); microinyección en material de planta (Crossway et al . (1986) Mol. Gen. Genet. 202, 179-185); bombardeo de partícula recubierto con ADN o ARN (Klein et al . (1987) Nature 327, 70) infección con (no integrador) virus y similares. Plantas de arroz transgénicas que expresan un gen de RLK827 se producen de preferencia mediante transformación mediada por Agrobacterium utilizando cualquiera de los métodos bien conocidos para transformación de arroz, tal como se describe en cualquiera de los siguientes: solicitud de patente Europea publicada EP 1198985 Al, Alde ita y Hodges (Planta 199, 612-617, 1996); Chan et al . (Plant Mol. Biol. 22, 491-506, 1993), Hiei et al . (Plant J. 6, 271-282, 1994) cuyas descripciones se incorporan para referencia en la presente como se establece completamente. En el caso de la transformación de maíz, el método preferido es como se describe ya sea en Ishida et al . (Nature Biotechnol. 14, 745-50; 1996) o Frame et al . (Plant Physiol. 129, 13-22, 2002), cuyas descripciones se incorporan para referencia en la presente como se establece completamente. En general, después de la transformación, las células de plantas o agrupamientos celulares se seleccionan para la presencia de uno o más marcadores los cuales se codifican por genes expresables de plantas co-transfectados con el gen de interés, después de lo cual el material transformado es regenerado dentro de una planta completa. Después de la transferencia y regeneración de ADN, pueden evaluarse plantas putativamente transformadas por ejemplo, utilizando análisis Southern, para la presencia del gen de interés, número de copias y/o organización genómica. Alternativa o adicionalmente, los niveles de expresión del ADN recientemente introducido puede monitorearse utilizando análisis Northern y/o Western, ambas técnicas son bien conocidas por personas que tienen experiencia ordinaria en la técnica. El cultivo de células de plantas transformadas en plantas maduras puede abarcar entonces etapas de selección y/o regeneración y/o crecimiento a madurez. Las plantas transformadas generadas, pueden propagarse por una variedad de medios, tales como por propagación clonal o técnicas de reproducción clásicas. Por ejemplo, una planta transformada de primera generación (o TI) puede por si mismas dar transformantes homocigosas de segunda generación (o T2), y las plantas de T2 propagadas además mediante técnicas de reproducción clásicas. Los organismos transformados generados pueden tener una variedad de formas. Por ejemplo, pueden ser quimeras de células transformadas y células no transformadas; transformantes clónales (por ejemplo, todas las células transformadas que contienen el cásete de expresión); injertos de tejidos transformados y no transformados (por ejemplo, en plantas, un rizoma transformado injertado a un vastago no transformado) . La presente invención se extiende claramente a cualquier célula de planta o planta producida por cualquiera de los métodos descritos en la presente, y a todas las partes de planta y propágulos de la misma. La presente invención se extiende además para abarcar la progenie de una célula transformada o transfectada primaria, tejido, órgano o planta completa que se ha producido por cualquiera de los métodos antes mencionados, el único requerimiento es aquella progenie que exhibe la o las características genotípicas y/o fenotipicas como aquellas producidas en el progenitor por los métodos de acuerdo a la invención. La invención incluye también células huésped que contienen un ácido nucleico de RLK821 aislado o una variante funcional del mismo. Las células huésped preferidas de acuerdo a la invención son células de plantas. La invención se extiende también a partes cosechables de una planta de acuerdo a la invención tales como, pero sin limitarse a semillas, hojas, frutas, flores, tallos, rizomas, tubérculos y bulbos. La invención se relaciona además a productos directamente derivados de una parte cosechable de tal planta, tal como granulos secos o polvos, aceite, grasa y ácidos grasos, almidón o proteínas. La presente invención abarca también el uso de ácidos nucleicos de RLK827 o variantes funcionales de los mismos y al uso de polipéptidos de RLK827 u homólogos de los mismos. Uno de tales usos se relaciona para mejorar características de crecimiento de plantas. Un uso preferido se relaciona para mejorar el rendimiento de plantas, un uso más preferido se relaciona para incrementar el rendimiento de semillas. El segundo rendimiento puede incluir uno o más de lo siguiente: número incrementado de semillas (llenas), peso incrementado de semillas, índice de recolección incrementado, entre otros. Los ácidos nucleicos de RLK827 o variantes funcionales de los mismos o polipéptidos de RLK827 u homólogos de los mismos pueden encontrar uso en programas de reproducción en los cuales se identifica un marcador de ADN el cual puede unirse genéticamente a un gen de RLK827 o variante del mismo. La RLK827 o variante de la misma o RLK827 u homólogos de la misma pueden utilizarse para definir un marcador molecular. Este ADN o marcador de proteína pueden utilizarse entonces en programas de reproducción para seleccionar plantas que tienen características alteradas de crecimiento. El gen de RLK827 o variante del mismo puede por ejemplo, ser un ácido nucleico como se representa por cualquiera de una de las SEC. DE IDENT. NO.: 1, SEC. DE IDENT. NO.: 6, SEC. DE IDENT. NO.: 8, SEC. DE IDENT. NO.: 10, SEC. DE IDENT. NO.: 12, SEC. DE IDENT. NO.: 14, SEC. DE IDENT. NO.: 16, SEC. DE IDENT. NO.: 18, SEC. DE IDENT. NO.: 23, SEC. DE IDENT. NO.: 25, SEC. DE IDENT. NO.: 27, SEC. DE IDENT. NO.: 29 y SEC. DE IDENT. NO.: 31.
Variantes alélicas de una RLK827 puede encontrar también uso en programas de reproducción asistidos por marcador. Tales programas de reproducción requieren algunas veces la introducción de variación alélica por tratamiento mutagénica de las plantas, utilizando por ejemplo, mutagénesis de EMS; alternativamente, el programa puede iniciar con una recolección de variantes alélicas de origen "natural" asi llamado provocado no intencionalmente. La identificación de variantes alélicas tiene lugar entonces por ejemplo, PCR. Esto se sigue por una etapa de selección para selección de variantes alélicas superiores de la secuencia en cuestión y las cuales dan lugar a características de crecimiento mejoradas en una planta. La selección se lleva a cabo normalmente monitoreando el rendimiento de crecimiento de plantas que contienen diferentes variantes alélicas de la secuencia en cuestión, por ejemplo, diferentes variantes alélicas de cualquiera de una de las SEC. DE IDENT. NO.: 1, SEC. DE IDENT. NO.: 6, SEC. DE IDENT. NO.: 8, SEC. DE IDENT. NO.: 10, SEC. DE IDENT. NO.: 12, SEC. DE IDENT. NO.: 14, SEC. DE IDENT; NO.: 16, SEC.. DE IDENT. NO.: 18, SEC. DE IDENT. NO.: 23, SEC. DE I.DENT . NO.: 25, SEC. DE IDENT. NO.: 27, SEC. DE IDENT. NO.: 29 y SEC. DE IDENT. NO.: 31. El rendimiento de crecimiento puede verificarse en un invernadero en el campo. Etapas opcionales adicionales incluyen el cruce de plantas, en las cuales la variante alélica superior se identificó, con otra planta. Esto podria utilizarse, por ejemplo, para hacer una combinación de características fenotípicas interesantes. Un ácido nucleico de RLK827 o variante del mismo pueden utilizarse también como una sonda para mapear genética y físicamente los genes que son una parte de, y como marcadores para rasgos enlazados a aquellos genes. Tal información puede ser útil en reproducción de plantas con el fin de lineas de desarrollo con fenotipos deseados. Tal uso de ácidos nucleicos de RLK827 o variantes de los mismos requiere sólo una secuencia de ácido nucleico de al menos 15 nucleótidos de longitud. Los ácidos nucleicos de RLK827 o variantes de los mismos pueden utilizarse como marcadores de polimorfismo de longitud de fragmento de restricción (RFLP) . Transferencias Southern de ADN genómico de planta digeridas por restricción pueden sondearse con los ácidos nucleicos de RLK827 o variantes de los mismos. Los patrones de agrupación resultantes pueden someterse entonces a análisis genéticos utilizando programas de computadora tales como MapMaker (Lander et al . (1987) Genomics 1, 174-181) con el fin de construir un mapa genético. Además, los ácidos nucleicos pueden utilizarse para sondear transferencias Southern que contienen los ADN genómicos tratados con endonucleasa de restricción de un conjunto de individuos que representan progenitor y progenie de un cruce genético definido. La segregación de los polimorfismos de ADN se observa y se utiliza para calcular la posición del ácido nucleico de RLK827 o variante del mismo en el mapa genético previamente obtenido utilizando esta población (Botstein et al . (1980) Am. J. Hu . Genet. 32, 314-331) . El rendimiento y el uso de sondas derivadas de genes de plantas 'para uso en el mapeo genético se describen en Bematzky y Tanksley (Plant Mol. Biol. Repórter 4, 37-41, 1986) . Numerosas publicaciones describen el mapeo genético de clones de ADNc específicos utilizando la metodología subrayada anteriormente o variaciones de los mismos. Por ejemplo, poblaciones de entrecruce F2, poblaciones de hibridación, poblaciones aleatoriamente acopladas, lineas isogénicas adjuntas, y otros conjuntos de individuos pueden utilizarse para mapeo. Tales metodologías son bien conocidas por aquellos expertos en la técnica. Las sondas de ácido nucleico pueden utilizarse también para mapeo físico (es decir, para la colocación de secuencias en mapas físicos; véase Hoheisel et al . en: Nonmammalian Genomic Analysis: A Practical Guide, Academic press 1996, pp. 319-346, y referencias citadas en la presente) . En otra modalidad, las sondas de ácido nucleico pueden utilizarse en mapeo de hibridización in situ de fluorescencia directa (FISH) (Trask (1991) Trends Genet. 7, 149-154) . Aunque métodos actuales de mapeo FISH favorecen el uso de clones grandes (varios a varios cientos de KB; véase Laan et al . (1995) Genome Res 5, 13-20), los mejoramientos en sensibilidad pueden permitir el rendimiento de mapeo de FISH utilizando sondas más cortas. Una variedad de métodos basados en amplificación de ácido nucleico de mapeo genético y físico pueden llevarse a cabo utilizando los ácidos nucleicos. Ejemplos incluyen amplificación especifica de alelos (Kazazian (1989) J. Lab. Clin. Med. 11, 95-96) , el polimorfismo de fragmentos amplificados de PCR (CAPS; Sheffield et al . (1993) Genomics
16, 325-332), ligación especifica de alelo (Landegren et al . (1988) Science 241, 1077-1080), reacciones de extensión de nucleótido (Sokolov (1990) Nucleic Acid Res. 18, 3671), Mapeo de Híbrido de Radiación (Walter et al . (1997) Nat. Genet. 7, 22-28) y Mapeo Happy (Dear y Cook (1989) Nucleic Acid Res.
17, 6795-6807) . Para estos métodos, la secuencia de un ácido nucleico se utiliza para diseñar y producir pares cebadores para uso en la reacción de amplificación o en reacciones de extensión cebadora. El diseño de tales cebadores se conoce bien por aquellos expertos en la técnica. En los métodos que emplean mapeo genético basado en PCR, puede ser necesario para identificar diferencias de secuencia de ADN entre los progenitores del cruce de mapeo en la región que corresponde a la secuencia de ácido nucleico instantánea. Esto, sin embargo, en general no es necesario para métodos de mapeo.
De este modo, la generación, identificación y/o aislamiento de plantas modificadas con la expresión y/o actividad de RLK827 alterada que despliega características mejoradas de crecimiento pueden realizarse. Los ácidos nucleicos de RLK827 o variantes funcionales de los mismos o polipéptidos de RLK827 u homólogos de los mismos pueden encontrar uso como reguladores de crecimiento. Ya que estas moléculas han demostrado que son útiles para mejorar las características de crecimiento de plantas, serian también reguladores de crecimiento útiles, tales como herbicidas o estimuladores de crecimiento. La presente invención proporciona por lo tanto una composición que comprende una RLK827 o una variante funcional del mismo o un polipéptido de RLK827 u homólogo del mismo, junto con un portador adecuado, diluyente o excipiente, para uso como un regulador de crecimiento. Los métodos de acuerdo a la presente invención resultan en plantas que tienen características mejoradas de crecimiento, como se describen anteriormente. Estas características de crecimiento ventajosas pueden combinarse también con otros rasgos económicamente ventajosos, tales como rasgos de mejoramiento de rendimiento adicional, tolerancia a varias tensiones, rasgos para modificar varias características arquitectónicas y/o características bioquímicas y/o fisiológicas.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente invención se describirá ahora con referencia a las siguientes figuras en las cuales: La Figura 1 determina una visión general gráfica de estructuras de cinasa similar a receptor de planta (adaptadas a partir de Shiu & Bleecker, 2001) . La flecha indica la estructura de RLK827 y la subfamilia a la cual RLK827 pertenece. La Figura 2 muestra una representación esquemática de la estructura de la SEC. DE IDENT. NO.: 2. El triángulo indica secuencia con una firma de sitio de enlace de ATP. La Figura 3 muestra el vector binario p031 para la transformación y expresión en Oryza sativa de una Arabidopsis thaliana RLK827 (referencia interna CDS0827) bajo el control de un promotor GOS2 de arroz (referencia interna PRO0129) . La Figura 4 detalla ejemplos de secuencias útiles para realizar los métodos de acuerdo a la presente invención.
El número "At" se refiere al número de registro de adquisiciones MIPs (http: //mips . gsf . de/) ; otros identificadores se refieren a números de registro de adquisición GenBank.
Ejemplos La presente invención se describirá ahora con referencia a los siguientes ejemplos, los cuales son sólo a modo de ilustración. Manipulación de ADN: a menos que se establezca de otro modo, se realizan técnicas de ADN recombinantes de acuerdo a los protocolos estándares descritos en (Sambrook (2001) Molecular Cloning: a laboratory manual, 3a edición Cold Spring Harbor Laboratory Press, CSH, New York) o en volúmenes 1 y 2 de Ausubel et al . (1994), Current Protocols in Molecular Biology, Current Protocols (http: //www.4ulr . com/products/currentprotocols/índex. html) .
Materiales estándares y métodos para trabajo molecular en plantas se describen en Plant Molecular Biology Labfax (1993) por R.D.D. Croy, publicado por BIOS Scientific Publications Ltd (UK) y Blackwell Scientific Publications (UK) .
Ejemplo 1 : Clonación Genética. Se amplificó la Arabidopsis AtRLK827 (código interno CDS0827) por PCR utilizando como plantilla una biblioteca de ADNc de plántula Arabidopsis thaliana (Invitrogen, Paisley, UK) . Después de la transcripción inversa de ARN extraído a partir de plántulas, los ADNc se clonaron en pCMV Sport 6.0- El tamaño de inserto promedio del banco fue 1.5 kb, y el número original de clones fue 1.59xl07 cfu. El titulo original se determinó para ser 9.6xl05 cfu/ml, y después de una primera amplificación de 6x1o11 cfu/ml.
Después de la extracción de plásmido, 200 ng de plantilla se utilizó en una mezcla de 50 µl de PCR. Los cebadores prm00405 (SEC. DE IDENT. NO.: 4, sentido) y prm00406 (SEC. DE IDENT. NO. : 5, complementaria inversa) , la cual incluye los sitios AttB para recombinación Gateway, se utilizaron para amplificación de PCR. La PCR se realizó utilizando ADN polimerasa Hifi Taq en condiciones estándares. Un fragmento de PCR de 2750 pb se amplificó y purificó también utilizando métodos estándares. La primera etapa del procedimiento Gateway, la reacción BP, se realizó entonces, durante la cual el fragmento de PCR recombina in vivo con el plásmido pDONR201 para producir, de acuerdo a la terminología Gateway® un "clon de admisión", p3080. El plásmido pDONR201 se adquirió de Invitrogen, como parte de la tecnología Gateway®.
Ejemplo 2: Construcción de Vector y Transformación de Arroz El clon de admisión p3080 se utilizó subsecuentemente en una reacción LR con un vector de destino utilizado para transformación de Oryza sativa . Este vector contiene como elementos funcionales dentro de los márgenes de ADN-T; un marcador seleccionable de planta; un cásete de expresión marcador visual; y un cásete Gateway pretendido para recombinación LR in vivo con la secuencia de interés ya clonada en el clon de admisión. Un promotor GOS2 de arroz para expresión constitutiva se ubicó corriente arriba del cásete Gateway. Después de la etapa de recombinación LR, el vector de expresión resultante p031 (Figura 3) se transformó en la cepa Agrobacteriur LBA4404 y subsecuentemente a plantas Oryza sativa . Las plantas de arroz transformadas se permitieron para cultivo y se examinaron entonces para los parámetros descritos en el Ejemplo 3.
Ejemplo 3: Evaluación de Transformantes: Mediciones de Crecimiento Se generaron aproximadamente 15 a 20 transformantes TO independientes. Se transfirieron transformantes primarias a partir de cámaras de cultivo de tejido a un invernadero para cultivo y cosecha de semilla TI. Cinco casos de los cuales la progenie TI segrega 3:1 para la presencia/ausencia del transgen se retuvieron. Para cada uno de estos casos, 10 plántulas TI que contienen el transgen (hetero y homocigotos) y 10 plántulas TI que carecen del transgen (nulocigotos) , se seleccionaron por selección de marcador visual. Se transfectaron plantas Ti seleccionadas a un invernadero. Cada planta recibió una etiqueta de código de barra única para enlazar sin ambigüedades los datos de fenotipo a la planta correspondiente. Las plantas TI seleccionadas se cultivaron en la tierra en macetas de 10 cm de diámetro bajo los siguientes esquemas ambientales: fotoperiodo = 11.5 h, intensidad de luz natural = 30,000 lux o más, temperatura de día = 28 °C o más elevada, temperatura nocturna = 22 °C, humedad relativa = 60-70%. Plantas transgénicas y los nulocigotos correspondientes se cultivaron uno al otro en posiciones aleatorias. A partir de la etapa de sembrado hasta la etapa de madurez las plantas se pasaron varias veces a través de un gabinete de impresión de imágenes digital. En cada punto de tiempo se tomaron imágenes digitales (2048 x 1536 pixeles, 16 millones de colores) de cada planta a partir de al menos 6 diferentes ángulos. Se cosecharon panojas primarias maduras, se colocaron en bolsas, se etiquetaron con código de barras y luego se secaron durante tres días en el horno a 37 °C- Las panojas se trillaron entonces y todas las semillas se recolectaron. Las vainas llenas se separaron de las vacias utilizando un dispositivo de soplado por aire. Después de la separación, ambos lotes de semillas se contaron entonces utilizando una máquina de conteo comercialmente disponible. Las vainas vacías se desecharon. Las vainas llenas se pesaron en una báscula analítica y el área en sección transversal de las semillas se midió utilizando procesamiento de imágenes digitales. Este procedimiento resulta en el conjunto de parámetros relacionados a semillas descritos posteriormente. Estos parámetros se derivaron en un modo automatizado a partir de imágenes digitales utilizando software de análisis de imagen y se analizaron estadísticamente. Un ANOVA (análisis de varianza) de dos factores corregido para el diseño no equilibrado se utilizó como modelo estadístico para la evaluación total de características fenotipica de planta. Una prueba F se llevó a cabo en todos los parámetros medidos de todas las plantas de todos los casos transformados con ese gen. La prueba F se llevó a cabo para verificar un efecto del gen sobre todos los casos de transformación y para verificar un efecto total del gen, también llamado en la presente "efecto genético global". Si el valor de la prueba F muestra que los datos son notables, de manera que se concluye que existe un efecto "genético", significando que no sólo la presencia o la posición del gen están provocando el efecto. El umbral de significancia para un efecto genético global real se establece en 5% de niveles de probabilidad para la prueba F. Para verificar un efecto de los genes dentro de un caso, es decir, para un efecto especifico de linea, una prueba t se realizó dentro de cada caso, utilizando conjuntos de datos a partir de plantas transformadas y plantas inválidas correspondientes. "Plantas inválidas" o "segregantes inválidos" o "Nulocigotos" son las plantas tratadas en la misma forma como la planta transgénica, pero a partir de la cual el transgen se ha segregado. Plantas inválidas pueden describirse también como las plantas transformadas negativas homocigotas. El umbral de importancia para la prueba t se establece en 10% del nivel de probabilidad. Los resultados de algunos casos pueden estar arriba o debajo de este umbral. Esto se basa en la hipótesis de que un gen podría sólo tener un efecto en ciertas posiciones en el genoma, y que la aparición de este efecto dependiente de la posición no es rara. Esta clase de efecto genético se llama también en la presente un "efecto de linea del gen". El valor p se obtuvo al comparar el valor t a la distribución t o alternativamente, al comparar el valor F a la distribución F. El valor p que determina la probabilidad de la hipótesis nula (es decir, que no existe efecto del transgen) es correcto. Los datos obtenidos en el primer experimento se confirmaron en un segundo experimento con plantas T2. Tres lineas que tuvieron el patrón de expresión correcto se seleccionaron para análisis adicional. Los lotes de semillas a partir de plantas positivas (tanto hetero como homocigotas) en TI, se detectaron monitoreando la expresión marcadora. Para cada caso elegido, los lotes de semillas heterocigotas se retuvieron entonces para evaluación T2. Dentro de cada lote de semillas, un número igual de plantas positivas y negativas se cultivaron en el invernadero para evaluación. Un número total de 120 plantas transformadas RLK827 se evaluaron en la generación T2, es decir 40 plantas por caso del cual 20 positivos para el transgen, y 20 negativos. Debido a que se han llevado a cabo dos experimentos con casos traslapantes, un análisis combinado se realizó. Éste es útil para verificar la consistencia de los efectos sobre los dos experimentos, y si éste es el caso, para acumular evidencia a partir de ambos experimentos con el fin de incrementar la confianza en la conclusión. El método utilizado fue un método de modelo mezclado que tiene en cuenta la estructura de nivel múltiple de los datos (es decir, segregantes de experimento - caso) . Los valores p se obtienen al comparar la prueba de relación de probabilidad para distribuciones de chi cuadrada.
Ejemplo 4 : Evaluación de Transformantes: Medición de Parámetros Relacionados con Semillas En el análisis de las semillas como se describe anteriormente, la invención encuentra que las plantas transformadas con la construcción genética de RLK827 tuvieron un número más elevado de semillas llenas, un peso total más elevado de semillas y un Índice de recolección incrementado comparado a plantas que carecen del transgen RLK827. Resultados positivos obtenidos para plantas en la generación TI se obtuvieron de nuevo en la generación T2. Como un ejemplo, datos para línea OS2 se dan (Tabla 4) . Tabla 4:
Número de semillas llenas : El número de semillas llenas se determinó contando el número de vainas llenas que permanecieron después de la etapa de separación. La línea OS2 mostró un incremento notable en el número de semillas llenas de 41% para la generación TI. Este incremento se observó también en la generación T2 (+54%) . El análisis combinado de datos TI y T2 confirmó que el efecto en el número de semillas llenas fue altamente notable (valor p de 0.0079).
Rendimiento total de semillas : Se midió el rendimiento total de semillas (peso total de semillas) por planta pesando todas las vainas llenas cosechadas de una planta. No sólo el número de semillas llenas se incrementó, sino también el peso total de las semillas. En la primera generación, hubo un incremento del 43%, cuyo incremento fue estadísticamente notable. Este incremento se confirmó en la generación T2 y el análisis combinado mostró que los incrementos en el rendimiento de semillas fue notable (valor p de 0.0065).
índice de recolección: La línea OS2 además tuvo un índice de recolección incrementado. El índice de recolección en la presente invención se define como la relación entre el rendimiento total de semillas y el área sobre la superficie (mm2) , multiplicada por un factor 106. Tanto en TI como en T2 un efecto positivo en el Índice de recolección se observó (incremento de respectivamente 48 y 57% con valores p de 0.0007 y 0.0527). Aqui también, el análisis combinado de los datos TI y T2 mostró un efecto notable (valor p de 0.0003) .
Claims (28)
- REIVINDICACIONES 1. Un método para mejorar características de crecimiento de una planta con relación a plantas de tipo silvestre correspondientes, que comprende incrementar la actividad de un polipéptido de RLKB827 o un homólogo del mismo y/o incrementando la expresión de una molécula de ácido nucleico que codifica RLK827, y seleccionar opcionalmente para plantas que tienen características de crecimiento mejoradas .
- 2. El método de la reivindicación 1, en donde tal actividad incrementada y/o expresión incrementada se efectúa introduciendo una modificación genética de preferencia en el sitio de un gen que codifica un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo.
- 3. El método de la reivindicación 2, en donde la modificación genética se efectúa por una mutagénesis sitio dirigida, recombinación homologa, TILLING, evolución dirigida y activación de ADN-T.
- 4. El método para mejorar características de crecimiento de plantas con relación a plantas de tipo silvestre correspondientes, que comprende introducir y expresar en una planta una molécula de ácido nucleico de RLK827 o una variante funcional de la misma.
- 5. El método de la reivindicación 4, en donde la variante funcional es una porción de una molécula de ácido nucleico de RLK827 o una secuencia capaz de hibridizar a una molécula de ácido nucleico de RLK827 y en donde la variante funcional comprende un dominio no citoplásmico con al menos 1, pero no más de 3 dominios de LRR y el motivo de secuencia de aminoácido de la SEC. DE IDENT. NO.: 33, un dominio de transmembrana y un dominio de cinasa.
- 6. El método de la reivindicación 4 ó 5, en donde la molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional del mismo se sobre-expresa en una planta.
- 7. El método de acuerdo a cualquiera de una de las reivindicaciones 4 a 6, en donde la molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional del mismo es un origen vegetal, de preferencia a partir de una planta dicotiledónea, además de preferencia de la familia Brassicaceae, más preferiblemente el - ácido nucleico es de Arabidopsis thaliana .
- 8. El método de acuerdo a cualquiera de una de las reivindicaciones 4 a 7, en donde la variante funcional codifica un ortólogo o parólogo de RLK827.
- 9. El método de acuerdo a cualquiera de una de las reivindicaciones 4 a 8, en donde la molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional de la misma se une operablemente a un promotor constitutivo.
- 10. El método de acuerdo a la reivindicación 9, en donde el promotor constitutivo es un promotor GOS2.
- 11. El método de acuerdo a cualquiera.de una de las reivindicaciones 1 a 10> en donde la característica de crecimiento de planta mejorada es de rendimiento incrementado .
- 12. El método de acuerdo a la reivindicación 11, en donde el rendimiento incrementado es rendimiento incrementado de semillas.
- 13. El método de acuerdo a la reivindicación 12, en donde el rendimiento incrementado de semillas se selecciona desde cualquiera de una o más de (i) biomasa incrementada de semillas; (ii) número incrementado de semillas (llenas) ; (iii) tamaño incrementado de semillas; (iv) volumen incrementado de semillas; (v) coeficiente de rendimiento incrementado (Hl) ; y (vi) peso incrementado en miles de granos (TKW) .
- 14. La planta o célula de plantas obtenible por un método de acuerdo a cualquiera de una de las reivindicaciones 1 a 13.
- 15. La construcción que comprende: (i) una molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional de la misma; (ii) una o más secuencias control capaz de dirigir la expresión de la secuencia de ácido nucleico de (i) ; y opcionalmente (iii) una secuencia de terminación de transcripción .
- 16. La construcción de acuerdo a la reivindicación 15, en donde la secuencia control es un promotor constitutivo.
- 17. La construcción de acuerdo a la reivindicación 16, en donde el promotor constitutivo es un promotor G0S2.
- 18. La planta o célula de planta transformada con una construcción de acuerdo a la reivindicación 15 ó 17.
- 19. El método para la producción de una planta transgénica que tiene características mejoradas de crecimiento, cuyo método comprende: (i) introducir en una planta una molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional de la misma; (ii) cultivar la célula de la planta bajo condiciones que promueven el crecimiento y desarrollo de plantas .
- 20. La planta transgénica o célula de planta que tiene características mejoradas de crecimiento con relación a plantas de tipo silvestre correspondientes que resultan a partir de una molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional de la misma introducida dentro de la planta o célula de planta, o resultando a partir de una modificación genética de preferencia en el sitio de un gen que codifica un polipéptido de RLK827 o un homólogo del mismo.
- 21. La planta transgénica o célula de planta de acuerdo a la reivindicación 14, 18 ó 20, en donde la planta es una planta monocotiledónea, tal como caña de azúcar o en donde la planta es un cereal, tal como arroz, maiz, trigo, cebada, centeno, arroz, avena o sorgo; o en donde la célula de la planta se deriva de una planta monocotiledónea, tal como caña de azúcar o en donde la planta de la célula se deriva de un cereal, tal como arroz, maiz, trigo, cebada, centeno, avena o sorgo.
- 22. Las partes cosechables, y/o productos directamente derivados de las mismas, de una planta de acuerdo a cualquiera de una de las reivindicaciones 14, 18, 20 ó 21.
- 23. Las partes cosechables de acuerdo a la reivindicación 22, en donde las partes cosechables son semillas.
- 24. El uso de una molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional de la misma o uso de un polipéptido de RLK827 u homólogo del mismo para mejorar las características de crecimiento de plantas, en particular para mejorar el rendimiento, especialmente el rendimiento de semillas .
- 25. El uso de acuerdo a la reivindicación 24, en donde el rendimiento de semillas incluye uno o más de lo siguiente: número incrementado de semillas (llenas), peso incrementado de semillas, Índice de recolección incrementado y peso en miles de granos incrementado.
- 26. El uso de una molécula de ácido nucleico de LRK827 o variante funcional del mismo como un marcador molecular.
- 27. Una composición que comprende una molécula de ácido nucleico de RLK827 o variante funcional del mismo para mejorar características de crecimiento de plantas, de preferencia para uso como un regulador de crecimiento.
- 28. Una composición que comprende una proteina de RLK827 o un homólogo de la misma para mejorar características de crecimiento de plantas, de preferencia para uso como un regulador de crecimiento.
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