過量表達mtp基因的植物內的產量增加的製作方法

2023-10-29 15:40:17

專利名稱：：過量表達mtp基因的植物內的產量增加的製作方法過量表達MTP基因的植物內的產量增加交叉參考相關申請本申請要求2005年7月19日提交的美國臨時申請系列號60/700,562的優先權，該文獻的完整內容在本文中引用作為參考。發明背景發明領域本發明總體涉及編碼與根發育有關的多肽的核酸序列，其中所述的核酸序列助於植物生長並且最終影響在非生物性脅迫條件或非脅迫條件下的植物生產(即產量)。尤其，本發明涉及編碼多肽的分離的核酸序列，其中所述多肽賦予植物增加的根生長、增加的產量和/或增加的耐乾旱性、耐寒性和/或耐鹽性，並涉及此類分離的核酸的用途。技術背景作物植物的產量對人類福利是重要的並且受物理環境下植物的生長直接影響。非生物性環境脅迫如乾旱脅迫、鹽度脅迫、熱脅迫和冷脅迫是植物生長及生產力的主要限制性因素。由這些脅迫所引起的主要作物如大豆、稻、玉米(corn)和小麥(wheat)的作物損失和作物產量損失代表重要的經濟因素和政治因素，並且是許多欠發達國家中食品短缺的原因。植物生物量對飼料作物如苜蓿(alfalfa)、青貯玉米(silagecorn)和乾草而言是全部產量。眾多對於產量的代表物已經用於穀物作物內。這些代表物中的主要代表是對植物尺度的評估。根據物種和發育期，植物尺度可以以多種方式進行測量，但是包括植物總乾重、地上部分乾重、地上部分鮮重、葉面積、莖體積、植物高度、葉叢直徑、葉長度、根長度、根質量、分櫱數和葉數目。眾多物種在給定發育期內維持植物不同部分之間的恆定比率。使用這些異速生長關係來從尺度的這些量值中的一種量值外推到另一種量值。發育早期內的植物尺度一般與發育晚期中的植物尺度相關。具有較廣的葉面積的較大植物一般可以比較小的植物吸收更多光線和二氧化碳，並且因此將有可能在相同時間內獲得更大的重量。除了微環境優勢或遺傳優勢的有效延續以外，這是植物最初不得不實現較大尺度的原因所在。對於植物尺度和生長速率而言，存在強烈的遺傳因素，並且對一系列多樣的基因型而言，情況也是如此。在一種環境條件下的植物尺度有可能與另一種環境條件下的尺度相關。以這種方式，將標準環境用作為對田間作物在不同位置和不同時間上遭遇到的多樣及動態性環境的代表。收穫指數(種子產量與地上部分乾重的比率)在眾多環境條件下是相對穩定的，並且因此可以經常得到植物尺度與穀物產量之間的密切聯繫。這些過程本身是關聯的，因為主要的穀物生物量取決於植物的葉和莖擁有的現有或儲備的光合作用生產力。因此，對植物尺度的選擇(甚至在發育早期)已經用來作為未來生產潛力的指示物。當測試遺傳差異對脅迫耐受性的影響時，與田野相比，將土壤特性、溫度、水及營養素的可獲性和光密度標準化的能力是溫室環境或植物生長室環境的固有優勢。然而，因缺少風或昆蟲引起的不良授粉或成熟根或冠的生長空間不充足而導致對產量的人為限制可能制約這些受控環境測試產量差異的用途。因此，在生長室或溫室內的標準化條件下，測量發育早期內的植物尺度是提供潛在的遺傳性產量優勢指示的標準慣例。在生活周期中，植物通常暴露於環境含水量降低的環境。大多數植物已經進化出對這些脫水條件的自我保護策略。然而，當千旱條件過於嚴重並且持續時間過長，則對多數作物植物的發育、生長、植物尺度和產量的影響是嚴重的。持續暴露於乾旱引起在植物代謝方面最終導致細胞死亡並且因此導致產量損失的重大改變。開發脅迫耐受性植物因此是有可能解決或至少促進解決這些問題中某些問題的策略。然而，開發對這類脅迫表現抗性和/或耐受性的植物新品系的常規植物育種策略*相對緩慢並且需要特定抗性品系以便與所需要的品系雜交。有限的脅迫耐受性種質資源和親緣較遠的植物物種間雜交的不兼容性是常規育種中遭遇的嚴重問題。此外，在耐乾旱、耐寒和耐鹽的模式植物內引起耐乾旱性、耐寒性和耐鹽性的細胞過程在本質上是複雜的，並涉及細胞多種適應機制及眾多代謝途徑。脅迫耐受性的這種多因素性質不僅造成對耐受性的育種基本上不成功，而且還限制利用生物技術方法從遺傳上設計脅迫耐受性植物的能力。因此，需要鑑定引起生長增加和/或脅迫耐受性增加的這些多因子過程中所涉及的基因和蛋白質。闡明在脅迫耐受性植物內表達的基因的功能不僅推動我們理解植物對環境脅迫的適應及耐受，還提供用於設計作物改良新策略的重要信息。根是高等植物的重要器官。植物根系統對所有陸生植物物種的正常生長和發育是重要的。除攝取水及營養素並且提供物理支持之外，根介導土壤孩史生物與其它植物之間複雜且知之甚少的通訊交流。在農學系統中，生產受土壤內水及營養素的可獲得性的影響根生長對地上器官的生長和產量具有直接或間接影響，尤其在營養限制條件下。根還與植物次級產物如防禦化合物和植物激素的產生有關。建立正確的根構型對植物有效利用環境中的可用水及營養素以使植物生長及生產最大化而言有重要影響。此外，在乾旱條件下，根可以適應於繼續生長而與此同時產生並向莖幹發送抑制地上部分植物生長的早期警告信號。此外，作物植物改良的根生長還增強與雜草植物的竟爭力並將通過增加水的獲得性和攝取而改善在貧瘠地帶內的生長。改良的根生長還與生態目的有關，如生物修復和預防/制止土壤侵蝕。較長的根不但可以減輕來自土壤的7jc耗竭效應，還可以改善植物的固定和支持能力，因而減少倒伏。另夕卜，較長的根具有覆蓋較大體積的土壤的能力並改善營養素攝取。因此,改變根的生物量並且尤其增加根長度將改善植物生長以及增加作物產量。根還是眾多重要的主要作物例如甜菜(sugarbeet)、馬鈴薯(potato)、樹薯(manioc)(木薯(cassava))、山藥(yam)和甜薯(sweetpotate，batate)中的貯藏器官。根還是眾多蔬菜(胡蘿蔔(carrot)、蘿蔔(radish))、草藥(姜(ginger)、番紅花(kukuma))和藥用植物(人參(ginseng))中用於消費的相關器官。此外，存在於根內的某些植物次級產物對化學工業和製藥工業有重要經濟意義，例如用於合成類固醇激素的基礎分子存在於山藥內，並且紫草(丄/幼05/7e/7MW附的根產生因其具有抗炎特性、抗腫瘤特性和傷口癒合特性而得以廣泛應用的紫草素。根構型是經典育種學中基本上仍未研究的領域，原因是在田間難以評估這種性狀。因此，生物技術可以明顯影響對這種性狀的改良。根系統的結構因先天遺傳和物理環境綜合作用而產生。數個根突變體已經從模式植物鼠耳芥(」m^/o/w/5幼"/,Vwi")和對根生長及發育已積累了某些認識的數個作物物種中得以分離。在篩選具有對重力的變異應答的植物中鑑定了擬南芥(^n^iVto/w/力的flgW突變體。該突變體對植物生長激素乙烯和內源性生長素不敏感，表明AtAGRl參與生長素轉運(Bell和Maher，1990，Mol.Gen.Genet.220:289-293)。五ZW、w<iv6和/;Z"2是對agr/等位的突變。在通過定位性克隆分離AtAGRl後，確定AtAGRl僅表達於根內並且是與細菌膜轉運蛋白相似的植物基因家族的一個成員(Luschnig，1998，Genes&Deveplopment12:2175-2187)。還確定AtAGRl編碼生長素向基性外流載體(Chen等，1998，Proc.Natl.Acad.Sci.USA95:15112-15117)。此外，原位(Z"-W")雜交證實AtAGRl表達於根尖的遠端伸長區和中央伸長區內(Muller等，1998，TheEMBOJournal17:6903-6911)。雖然已經表徵了參與植物內脅迫應答的一些基因，但是對賦予脅迫耐受性的植物基因的表徵和克隆大多仍是不完整和零散的。例如，某些研究已經表明乾旱脅迫和鹽脅迫在一些植物內可以歸咎於基因疊加效應，相反，其它研究表明特定基因在滲透脅迫條件下在植物營養組織內轉錄性地受到激活。雖然通常假定脅迫誘導性蛋白質在耐受性中有作用，然而直接證據依然缺乏，並且眾多脅迫應答性基因的功能是未知的。因此，需要鑑定在脅迫耐受性植物內表達的額外基因，其中所述的基因具有賦予其宿主植物及其它植物物種增加的根生長和/或增加的產量和/或脅迫耐受性的能力。新產生的脅迫耐受性植物將具有眾多優勢，例如通過降低植物物種的水需要而增加可以栽培作物植物的範圍。發明簡述本發明涉及編碼多肽的分離的核酸，其中與植物的野生型品種相比，所述的多肽能夠調節在正常條件或脅迫條件下的#>生長和/或植物生長和/或產量和/或脅迫耐受性。尤其，本發明涉及分離的核酸的用途，其中所述的核酸編碼對調節植物的根生長、產量和/或環境脅迫應答重要的膜轉運蛋白樣多肽(MTP)。更具體地，這些編碼MTP的核酸在作物植物內的過量表達引起增加的根生長和/或正常條件或脅迫條件下增加的產量，和/或增加的環境脅迫耐受性。因此，在第一實施方案內，本發明涉及用分離的核酸所轉化的轉基因作物植物，其中核酸包含選自如下的多核苷酸a)多核苷酸，其具有如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述的序列；b)多核苷酸，其編碼具有如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多肽；c)多核苷酸，其與具有如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多核苷酸具有至少70%序列同一性；d)編碼多肽的多核苷酸，其中所述的多肽與具有如在表l第4列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多肽具有至少70%序列同一性；和e)與以上a)至d)的任意多核苷酸的互補序列雜交的多核苷酸。優選地，轉基因作物植物表達此類分離的核酸，以至於相對於非轉化的野生型植物，優選改變植物的表型。尤其與植物的野生型品種相比，轉基因作物植物將表現在正常條件或脅迫條件下受到調節的根生長(優選增加的根生長)和/或植物生長和/或產量和/或脅迫耐受性。優選地，MTP來自鼠耳芥、卡i若4立油菜(canola)、大豆(soybean)、稻(rice)、向曰葵(sunflower)、大麥(barley)、小麥(wheat)、亞麻(linseed)或玉米(maize)。也就是說，本文中所述的是鼠耳芥AtAGRl基因(AtAGRl、AtAGRl-2、AtAGRl-3、AtAGRl-4和AtAGRl-5)及其在卡諾拉油菜、大豆、稻、向日葵、大麥、小麥、亞麻和玉米內的同系物。在另一個實施方案中，本發明涉及這樣的轉基因作物植物，其過量表達編碼MTP的核酸並與植物的野生型品種相比，在正常條件或脅迫條件下表現根生長的增加並更優選地表現根長度的增加。在又一個實施方案中，與植物的野生型品種相比，編碼MTP的核酸在作物植物內的過量表M現增加的環境脅迫耐受性。在又一個實施方案中，與植物的野生型品種相比，編碼MTP的核酸在作物植物內的過量表達表現增加的產量。還提供環境脅迫可以是鹽度脅迫、乾旱脅迫、溫度脅迫、金屬脅迫、化學品脅迫、病原體和氧化脅迫或其組合。優選地，環境脅迫是乾旱脅迫。在又一個實施方案中，本發明涉及由編碼MTP的核酸所轉化的轉基因作物植物產生的種子，其中與植物的野生型品種相比，植物對增加的根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性是不分離的。在又一個實施方案中，本發明涉及在農業地點內培育作物植物的方法，其中該方法包括得到前述轉基因作物植物並在農業地點內培育該植物。仍在又一個方面，本發明涉及通過或從轉基因作物植物、其植物部分或其種子中產生的產物，如食物、祠料、食物補充物、伺料補充物、化妝品或藥物。在另一個實施方案中，本發明涉及在正常條件或脅迫條件下，與植物的野生型品種相比，增加作物植物的根生長和/或產量和/或增加對環境脅迫的脅迫耐受性的方法，其中該方法包括得到前述轉基因作物植物並且在表達分離的核酸的條件下培育該植物。在又一個實施方案中，本發明涉及產生前述轉基因作物植物的方法，其中該方法包括(a)用包含編碼MTP的核酸的表達載體轉化植物細胞，和(b)從植物細胞生成表達所編碼多肽的轉基因作物植物。優選地，多核苷酸與一種或多種調節序列有效連接，並且與植物的野生型品種相比，該多核苷酸在植物內的表達引起在正常條件或脅迫條件下增加的根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性。優選地，一種或多種調節序列包括啟動子。更優選地，該啟動子是組織特異性或發育調節性啟動子。在又一個實施方案中，本發明涉及鑑定新MTP的方法，包括(a)產生如下文所述的應答於MTP的特異性抗體或其片段；(b)用抗體篩選推定的MTP物質，其中抗體對物質的特異性結合表明存在潛在的新MTP;和(c)與已知的MTP比較，從已結合的物質內鑑定新MTP。或者，與如下文所述核酸探針的雜交可以用來鑑定新MTP核酸。在又一個實施方案中，本發明還涉及調節根生長和/或產量和/或脅迫耐受性的方法，包括調節編碼MTP的核酸在植物內的表達。優選地，與植物的野生型品種相比，此類修飾引起增加或減少的才艮生長和/或產量和/或脅迫耐受性。優選地，根生長和/或產量和/或脅迫耐受性因增加編碼MTP的核酸在植物內的表達而得到增加。附圖簡述圖1顯示長度是1941bp的用於擬南芥轉化的AtAGRl基因(SEQIDNO:l;At4g37580)的核苷酸序列。圖2顯示用於擬南芥轉化的AtAGRl基因的647個氨基紗列(SEQIDNO:2)。圖3顯示用來轉化AtAGRl(SEQIDNO:l)基因的雙元載體T-DNA的示意圖。LB，左邊界；pAHAS，擬南芥AHAS啟動子；3，AHAS，AHAS終止信號；SP，超級啟動子；AtAGRl，AtAGRl的cDNA;3，NOS，終止信號；RB，右邊界。圖4A和4B顯示擬南芥AtAGRl(SEQIDNO:l)轉基因植物的平板分析。4A表明全部株系均顯示增加的根長度表型。與野生型對照相比，林系5、7、9、10和11顯示更明顯的根長度增加。4B顯示AtAGRl轉基因植物的基因水平分析，證實AtAGRl植物表現增加的根長度表型。基於該分析，AGR1轉基因植物顯示根長度增加29%。在4A和4B內，附表顯示用來生成柱狀圖的實際平均值。圖5顯示AtAGRl(SEQIDNO:l)植物在土壤內的根分析，其中測量了AtAGRl擬南芥林系的根長度。圖6顯示AtAGRl(SEQIDNO:l)轉基因植物的基因水平ANOVA分析。匯總全部轉基因林系的分析數據以確定全部基因的整體表現。圖7顯示AtAGRl(SEQIDNO:l)轉基因植物內的葉叢乾重的基因水平ANOVA分析。發明詳述本發明可以通過參考如下對本發明的優選實施方案及本文中所包括實施例的詳細描述而更容易地得到理解。然而，在公開並描述本發明化合物、組合物和方法之前，應當理解本發明不限於具體的核酸、具體的多肽、具體的細胞類型、具體的宿主細胞、具體的條件或具體的方法等，並且本文中眾多的修改和變例對於本領域技術人員將是顯而易見的。還應當理解本文中所用術語的目的僅在於描述具體的實施方案並且不意圖是限制性的。尤其，將氨基^列命名為多肽"膜轉運蛋白樣多肽"(MTP)無論如何不限制這些序列的功能性。本發明涉及在增加植物的根生長和/或產量中和/或對調節植物對環境脅迫應答是重要的MTP和編碼MTP的核酸。更具體地，這些編碼MTP的核酸在植物內的過量表達引起調節(增加或減少，優選增加)根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性。MTP類的代表成員是從鼠耳芥中分離的AtAGRl、AtAGRl陽2、AtAGRl-3、AtAGRl-4、AtAGRl-5以及從卡諾拉油菜、大豆、向日葵、玉米、稻、亞麻和大麥中分離的全長同系物。在優選的實施方案中，該類屬的全部成員是生物活性膜轉運蛋白。因此，本發明包含MTP多核苷酸和多肽序列的轉基因作物植物及產生此類轉基因作物植物的方法，其中MTP多肽在植物內的表達引起增加的根生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性。在一個實施方案中，MTP序列來自植物、優選是擬南芥植物、卡諾拉油菜植物、大豆植物、稻植物、向曰葵植物、大麥才直物、亞麻植物或玉米植物。在另一個實施方案中。MTP序列是如表1內匯總的基因。優選地，已公開的MTP序列與已知的膜轉運蛋白具有顯著的同一性百分數。表1.MTP基因、其來源、核苷酸序列和對應胺基酸序列，以及與AtAGRl(SEQIDNO:2)在胺基酸水平上共有的同一性百分數(用於全體序列比對的Needleman-Wunsch算法，J.Mol.Biol.48(3):443-53;矩陣:Blosum62;空位開口罰分10.0;空位延伸罰分2.0)。tableseeoriginaldocumentpage13tableseeoriginaldocumentpage14tableseeoriginaldocumentpage15tableseeoriginaldocumentpage16tableseeoriginaldocumentpage17本發明提供由編碼MTP的核酸所轉化的轉基因作物植物，其中與植物的野生型品種相比，核^列在作物植物內的表達引起增加的根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性。尤其，增加的根生長是增加根長度。如本文中所用的術語"植物"可以根據上下文理解為意指完整的植物、植物細胞和植物部分(包括種子)。詞語"植物"還指任何植物，特別指種子植物，並且可以包括，但不限於作物植物。植物部分包括，但不限於莖、根、胚珠、雄蕊、葉、胚、分生組織區、愈傷組織、配子體、孢子體、花粉、小孢子等。在一個實施方案中，轉基因植物是雄性不育的。還提供由編碼MTP的核酸所轉化的轉基因植物產生的植物種子，其中種子含有編碼MTP的核酸，並且其中與植物的野生型品種相比，所述植物對增加的根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性是不分離的。本發明還提供由表達MTP的轉基因植物產生的種子，其中種子含有MTP，並且其中與植物的野生型品種相比，所述植物對增加的根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性是不分離的。本發明還提供通過或從表達編碼MTP的核酸的轉基因植物、其植物部分或其種子中產生的產品。產品可以使用本領域內眾所周知的多種方法得到。如本文中所用的，詞語"產品"包括，但不限於食物、飼料、食物補充物、飼料補充物、化妝品或藥物。將食物視為用於營養目的的組合物。這些組合物還包括用於補充營養的組合物。尤其將動物飼料和動物飼料補充物視作食物。本發明還提供由轉基因植物、植物部分和植物種子中任意一種所產生的農業產品。農業產品包括，但不限於植物提取物、蛋白質、氣基酸、糖類、脂肪、油、聚合物、維生素等。如本文中所用，術語"品種"指物種內的一組植物，其中所述的植物共有使它們與該物種內的典型形式及與其它可能品種相區別的穩定特徵。在擁有至少一種明顯性狀的同時，一個品種的特徵還在於品種內個體之間的某些變異，這主要基於性狀在後續世代的子代之間的孟德爾分離作用所致。如果一個品種對特定性狀達到遺傳上如此程度的純合以至於當不分離的品種自我授粉時，，見察不到子代之間明顯量的性狀獨立分離，則認為此品種對該性狀是"不分離的"。在本發明中，性狀因導入植物品種的一種或多種DNA序列的轉基因性表達而產生。將本發明的作物植物理解為包括雙子葉作物植物，例如來自豆科(Leguminosae)如物種豌豆(pea)、苜蓿和大豆；傘形科(Umbelliferae)，特別是胡蘿蔔屬(Daucus)(更特別是物種胡蘿蔔(carota)(胡蘿蔔))和芽屬(Apium)(更特別是物種旱芽(graveolensvar.dulce(celery)))及其它眾多物種；茄科(Solanaceae)，特別是番茄屬(Lycopersicon)，更特別是物種番茄(Lycopersiconesculentum)(番蕩)和痴屬(Solan腿)，更特別是物種馬鈴薯(Solanumtuberosum)(馬鈴薯)和痴子(Solanummelongena)(aubergine)、菸草(tobacco)及其它眾多物種；和辣椒屬(Capsicum)、更特別是物種辣椒(Capsicumannum(pepper))物種及其它眾多物種；豆科(Leguminosae)，特別是大豆屬(Glycine)，更特別是物種大豆(Glycinemax)(大豆)及其它眾多物種；和十字花科(Cruciferae),特別是芸苔屬(Brassica)，更特別是物種歐洲油菜(Brassicanapus)(歐洲油菜)、芸苔(Brassicacampestris(beet))、甘藍(BrassicaoleraceacvTastie(巻心菜))、花椰菜(BrassicaoleraceacvSnowballY(花椰菜))和花莖甘藍(oleraceacvEmperor(broccoli));和擬南芥屬，更特別是物種鼠耳芥及其它眾多物種；菊科(Compositae)，特別是萵苣屬(Lactuca)，更特別是物種萵苣(Lactucasativa(lettuce))及其它眾多物種；和錦葵科(Malvaceae),特別是棉屬(Gossypium),更特別是稱作為棉花的物種；和豆科(Fabaceae)，特別是落花生屬(Arachis)、更特別是物種花生(Arachishypogaea(peanut))。本發明的作物植物還包括單子葉作物植物，如例如穀物如小麥、大麥、高粱(sorghum)和黍(millet)、黑麥(rye)、黑小麥(triticale)、玉米、稻或燕麥(oat)和甘蔗(sugarcane).還優選樹，如蘋果樹、桃樹、柑桔樹(quince)、李樹(plum)、櫻桃樹(cherry)、梨樹(peach)、油桃樹(nectarine)、杏樹(apricot)、木瓜(papaya)、芒果(mango)和其它木本物種，包括針葉樹和落葉樹，如楊樹(poplar)、松(pine)、紅杉(sequoia)、雪松(cedar)、櫟樹(oak)等。尤其優選鼠耳芥、菸草(Mcotianatabacum)、歐洲油菜、大豆、玉米、小麥、亞麻、馬鈴薯和萬壽菊(tagetes)。本發明首次描述MTP用於增加作物植物的根生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性。如本文中所用，術語"多肽"指由肽鍵連接的至少4個胺基酸的鏈。該鏈可以是直鏈的、支鏈的、環狀的或其組合。因此，本發明提供從如表1第2列內提供的任意生物中選擇的已分離MTP及其同系物在作物植物內的用途。在優選的實施方案中，MTP選自l)如在表l第4列中提供的任意MTP多肽；和2)其同系物及直向同系物。M酸序列的同系物和直向同系物如下定義。本發明的MTP優選地通過重組DNA^支術產生。例如，將編碼該多肽的核酸分子克隆至表達載體(如下文所述)，將表達載體導入宿主細胞(如下文所述)並在宿主細胞內表達MTP。MTP隨後可以使用標準的多肽純化技術，通過適宜的純化方案從細胞中分離。為本發明的目的，術語"重組多核苷酸，，指已經通過遺傳設計加以改變、重排或修飾的多核苷酸。實例包括任何已克隆的多核苷酸,和與異源序列連接或接合的多核苷酸。術語"重組的"不涉及因天然存在事件(如自發突變)所致的多核苷酸改變。作為對重組表達的替代，MTP或其肽可以使用標準的肽合成技術化學地合成。此外，天然的MTP可以從細月包(例如鼠耳芥細胞)分離，例如4吏用抗MTP抗體，其中該抗體可以利用MTP或其片段通過標準技術產生。如本文中所用，術語"環境脅迫"指與鹽度脅迫、乾旱脅迫、溫度脅迫、金屬脅迫、化學品脅迫、病原體脅迫和氧化脅迫或其組合有關的次優條件。在優選的實施方案中，環境脅迫可以選自鹽度、乾旱或溫度中的一個或多個，或其組合，並且尤其可以選自高鹽度、低水含量(乾旱)或低溫中的一個或多個。在更優選的實施方案，環境脅迫是乾旱脅迫。還如本文中所用，術語"水利用效率"指植物所產生的有機物質的量除以植物在產生該量有機物質時所用水的量，即相對於植物的水利用量的植物乾重。如本文中所用，術語"乾重"指植物內除水之外的任意物質，並包括例如糖類、蛋白質、油和礦質營養素。還應當理解如在說明書和權利要求書中所用，"一，，可以意指一個或多個，取決於所使用的上下文。因此，例如，對"一種細胞"的稱謂可以意指至少一種可能加以利用的細胞。還如本文中所用，術語"核酸"和"多核苷酸"指呈直鏈或支鏈的、單鏈或雙鏈的RNA或DNA,或其雜交體。該術語還包括RNA/DNA雜交體。這些術語還包括位於基因的編碼區3'端和5'端的非翻譯序列基因編碼區5，端上遊的至少約1000個核苷酸的序列和基因編碼區3'端下遊的至少約200個核苷酸的序列。較不常見的鹼基如肌苷、5-甲基胞嘧啶、6-甲基腺嘌呤、次黃嘌呤和其它鹼基也可以用於反義配對、dsRNA配對和核酶配對。例如，含有尿苷和胞苷的C-5丙炔類似物的多核苷酸已經證實以高親和力結合RNA並且AJ^因表達的有效反義抑制物。還可以作出其它修飾，如對磷酸二酯主鏈或RNA的核糖基團內2，-羥基的修飾。反義多核苷酸和核酶可以完全由核糖核苷酸組成，或可以混合含有核糖核苷酸與脫氧核糖核苷酸，本發明的多核苷酸可以通過任意方法產生，包括基因組製備、cDNA製備、體外(/wv^o)合成、RT-PCR和體外或體內(iwWiv)轉錄。"分離的"核酸分子是基本上與其它核酸分子(即編碼其它多肽的序列)分開的核酸分子，其中所述的其它核酸分子存在於該核酸的天然來源內。優選地，"分離的，，核酸不含在該核酸的天然存在的複製子內天然分布於此核酸兩側的某些序列(即位於該核酸的5'端和3'端處的序列)。例如，將克隆的核酸^f見為分離的核酸。在多種實施方案種，分離的MTP核酸分子可以含有小於約5kb、4kb、3kb、2kb、1kb、0.5kb或0.1kb的核苷酸序列，其中所述的核苷酸序列天然分布於細胞(例如鼠耳芥細胞)的基因組DNA內的MTP核酸分子側翼，其中從所述的細胞內衍生分離的MTP核酸分子。如果核酸已經因人工幹預受到改變，或位於不是該核酸天然位點的基因座或位置內，或當它通過農桿菌感染得以導入細胞時，則也將該核酸視為分離的核酸。此外，"分離的"核酸分子如cDNA分子，在通過重組技術產生時，可以不含與其天然地結合的某些其它細胞物質或培養基，或當化學合成時，不含化學前體或其它化學品。具體從"分離的"核酸的定義中排除作為體外核酸製備物或作為轉染/轉化的宿主細胞製備物而存在的天然存在的染色體(如染色體擴展物(chromosomespreads))、人工染色體文庫、基因組文庫和cDNA文庫，其中宿主細胞是體外異質性製備物或鋪板為單菌落的異質群體。還具體排除其中所述的核酸佔載體分子內核酸插入物的數目小於5%的以上所述文庫。進一步具體排除的是完整細胞基因組DNA製備物或完整細胞RNA製備物(包括經機械剪切或酶消化的完整細胞製備物)。更進一步具體排除的是通過電泳分離的作為體外製備物或作為異質混合物存在的完整細胞製備物，其中本發明的核酸沒有在電泳介質內進一步從異源核酸中得以分離(例如通過從瓊脂糖凝膠或尼龍膜印跡物中的異質性條帶群體內裁下單個條帶而進一步得以分離)。本發明的核酸分子(例如具有如在表l第3列中提供的任意SEQIDNO和本文中提供的序列信息加以分離。例如，MTPcDNA可以使用如表l第3列中提供的任意SEQIDNO的全部或部分從任何作物文庫中分離。此外，包含如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的全部或部分的核酸分子可以使用基於這種序列所設計的寡核苷酸引物，通過聚合酶鏈式反應加以分離。例如，mRNA可以從才直物細胞中分離(例如通過Chirgwin等，1979，Biochemistry18:5294-5299的異硫氰酸胍提取法)，並且cDNA可以使用逆轉錄酶(例如MoloneyMLV逆轉錄酶，可從Gibco/BRL,Bethesda，MD獲得；或AMV逆轉錄酶,可從SeikagakuAmerica,Inc.,St.Petersburg,FL獲得)製備。用於聚合酶鏈式反應擴增的合成性寡核苷酸引物可以基於如在表l第3列中顯示的任意序列內所述的核苷酸序列進行設計。本發明的核酸分子可以根據標準PCR擴增技術，使用cDNA或備選地使用基因組DNA作為模板和合適的寡核苷酸引物進行擴增。如此擴增的核酸分子可以克隆至適宜的載體並通過DNA測序分析進行表徵。此外，與編碼MTP的核苷酸序列對應的寡核苷酸可以通過標準合成技術製備，例如使用自動化DNA合成儀。在一個實施方案中，本發明分離的核酸分子包含如在表l第3列中顯示的任意序列內所述的核苷酸序列。這些cDNA可以包含編碼MTP的序列(即"編碼區")，以及5，非翻譯序列和3，非翻譯序列。備選地，本發明的核酸分子可以僅包含如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的編碼區，或可以含有從基因組DNA中分離的完整基因組片段。本發明還包括編碼如本文中所述MTP的MTP編碼性核酸。優選編碼如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所示MTP的MTP編碼性核酸。此外，本發明的核酸分子可以包含如在表1第3列內提供的任意序列的編碼區的部分，例如可以用作探針或引物的片段，或編碼MTP的有生物活性部分的片段。從對如表l內所提供任意生物的MTP基因的克隆中測定的核苷酸序列允許產生這樣的探針和引物，其中設計所述探針和引物旨在鑑定和/或克隆其它細胞類型及生物內的MTP同系物以及來自其它作物植物或相關物種內的MTP同系物。編碼區的部分也可以編碼MTP的有生物活性的片段。如本文中所用，術語MTP的"生物活性部分"意圖包括MTP的如此部分(例如結構域/基序)，其中該部分參與調節植物內根生長和/或產量和/或脅迫耐受性，並且更有選地是乾旱耐受性。為本發明的目的，調節根生長和/或產量和/或脅迫耐受性指與非轉基因對照植物的根生長和/或產量和/或脅迫耐受性相比，包含MTP表達盒(或表達載體)的轉基因植物的根生長和/或產量和/或脅迫耐受性增加或減少至少10%。用於定量根生長和/或產量和/或脅迫耐受性的方法至少在下文實施例5、6和17-19中提供。在優選的實施方案中，MTP的生物活性部分增加、優選地通過增加根長度而增加植物的根生長。MTP的生物活性部分包括包含如此M酸序列的肽，其中所述的M餅列衍生自MTP的M餅列(例如如在表1第4歹'J中提供的任意SEQIDNO的M酸序列)或與MTP完全相同的如此多肽的M酸序列，其中並顯示MTP的至少一種活性。通常，生物活性部分(例如，具有例如5、10、15、20、30、35、36、37、38、39、40、50、100或更多個胺基酸長度的肽)包含具有MTP的至少一種活性的結構域或基序。此外，其中多肽的其它區域被缺失的有生物活性的其它部分可以通過重組技術進行製備並評估在本文中所述的一種或多種活性。優選地，MTP的生物活性部分包括一個或多個選擇的結構域/基序或其具有膜轉運蛋白活性的部分。在一個實施方案中，MTP的生物活性部分包含如下保守基序的至少一種。第一基序是PLYVAMILAY(SEQIDNO:123)。第二基序是INRFVAXFAVPLLSFHFI(SEQIDNO:124)，其中X選自胺基酸殘基纈氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和脯氨酸。第三基序是FSLSTLPNTLVMGIPLL(SEQIDNO:125)。在另一個實施方案中，第一基序存在於多肽的M酸位置16與25之間的位置內，第二基序存在於多肽的胺基酸位置42與59之間的位置內並且第三基序存在於多肽的氬基酸位置105與121之間的位置內。本發明還提供MTP嵌合多肽或融合多肽。如本文中所用，MTP"嵌合多肽"或"融合多肽"包含有效地與非MTP連接的MTP。MTP指具有與MTP對應的胺基酸序列的多肽，而非MTP指具有與如此胺基酸序列對應的多肽，其中所述的^J^,列基本上與MTP不相同，例如與MTP不同並衍生自相同生物或不同生物的多肽。就融合多肽而言，術語"有效連接的"意圖說曰/預期功能。非MTP可以融合至MTP的絲末端或g末端。例如，在一個實施方案中，融合多肽是其中MTP序列融合至GST序列羧基末端的GST-MTP融合多肽。此類融合多肽可以促進重組MTP的純化。在另一個實施方案中，融合多肽是在其氨基末端含有異源信號序列的MTP。在某些宿主細胞(例如哺乳動物宿主細胞)中，MTP的表達和/或分泌可以通過使用異源信號序列得以增加。優選地，本發明的MTP嵌合多肽或融合多肽通過標準重組DNA技術產生。例如，編碼不同多肽序列的DNA片段按照常規技術以符合可讀框方式得到連接，例如通過使用平末端或交錯末端以便連接、限制性酶消化以便提供適宜末端、根據需要補平粘末端、鹼性磷酸酶處理以避免不想要的接合以及酶連接。在另一個實施方案中，融合基因可以通過常規技術合成，包括自動DNA合成儀。備選地，基因片段的PCR擴增可以使用錨式引物實施，錨式引物在兩個連續基因片段間產生互補性突出端，突出端隨後可以復性並再擴增以生成嵌合基因序列(見例如，CurrentProtocolsinMolecularBiology,編者Ausubel等JohnWiley&Sons:1992)。此外，可商業地獲得已經編碼融合部分(例如，GST多肽)的眾多表達載體。編碼MTP的核酸可以克隆到此種表達載體內以至於融合部分以符合可讀框方式與MTP連接。除本文中所述的MTP的片段和融合多肽之外，本發明包括植物中天然存在的MTP及MTP編碼性核酸的同系物和類似物。"同系物，，在本文中定義為分別具有相似或"相同，，的核苷酸序列或M酸序列的兩種核酸或多肽。同系物包括如本文以下定義的MTP的等位基因變體、直向同系物、旁向同系物、激動劑和拮抗物。術語"同系物"還包含這樣的核酸分子(及其部分)，其因遺傳密碼子的簡併性而不同於如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述的核苷*列並且因此編碼與由如在表1第3歹'J內提供的SEQIDNO內描述的對應核苷酸序列所編碼的MTP相同的MTP。如本文中所用，"天然存在的"MTP指在自然界中存在的MTP胺基酸序列。優選地，天然存在的MTP包含如在表1第4列內提供的任意SEQIDNO的胺基酸序列。MTP的激動劑可以保留基本上相同或部分的MTP生物活性。MTP的拮抗物可以抑制天然存在形式的MTP的一種或多種活性。與MTPcDNA的天然等位基因變體和類似物、直向同系物和旁向同系物相對應的核酸分子可以基於它們與本文中所述的MTP核酸的同一性，使用MTPcDNA或其部分作為雜交探針,根據標準雜交技術在嚴格雜交條件下分離。在替代性的實施方案中，MTP的同系物可以通過對MTP的突變體(例如截短突變體)組合文庫篩選MTP激動劑活性或拮抗物活性得以鑑定。在一個實施方案中，MTP變體的混雜文庫通過在核酸水平上的組合性誘變作用而產生並且由混雜的基因文庫編碼。可以如此產生MTP變體的混雜文庫，例如，將合成性寡核苦酸的混合物用酶連接成基因序列，以至於一組簡併的有效MTP序列可表達為單個多肽或備選地，表達為含有本文中MTP序列組的一組較大融合多肽(例如用於噬菌體展示)。存在可以用來從簡併性寡核苷酸序列中產生有效MTP同系物文庫的多種方法。簡併性基因序列的化學合成可以在自動DNA合成儀上開展，並且隨後將合成性基因連接到適宜的表達載體內。使用一套簡併性基因允許在一種混合物內提供編碼所需的有效MTP序列組的全部序列。用於合成簡併性寡核苷酸的方法是本領域內已知的。此外，MTP編碼區的片段文庫可以用來產生MTP片段的混雜群體以篩選並隨後選擇MTP的同系物。在一個實施方案中，編碼性序列片段的文庫可以如此產生，即通過用核酸酶在每分子僅發生一次切割的條件下處理編碼MTP的序列的雙鏈PCR片段，使雙鏈DNA變性，使此DNA復性以形成可以包括來自不同已切割產物中的有義/反義配對的雙鏈DNA，通過用SI核酸酶處理而除去來自再形成的雙螺旋內的單鏈部分，並且將得到的片段文庫連接到表達載體內。通過該方法，可以衍生編碼MTP多種大小的氨基末端片段、羧基末端片段和內部片段的表達文庫。性文庫內的基因產物和用於對cDNA文庫篩選具有所選擇特性的基因產物。此類技術適應於快速篩選通過MTP同系物的組合性誘變所產生的基因文庫。最廣泛用來篩選大型基因文庫的對高通量分析可操作的技術通常包括將基因文庫克隆至複製型表達載體內、用得到的載體文庫轉化適宜的細胞並在如此條件下表達組合性基因，其中在該條件下所需活性的檢測有助於分離編碼了基因(基因產物被檢觀，J)的載體。遞歸總體誘變(REM)(—種提高文庫內功能性突變體的頻率的技術)可以與篩選鑑定法組合使用以鑑定MTP同系物(Arkin和Yourvan，1992，PNAS89:7811-7815;Delgrave等，1993,PolypeptideEngineering6(3):327-331)。在另一個實施方案中，可以利用基於細胞的鑑定法來使用本領域內眾所周知的方法分析混雜的MTP文庫。本發明還提供鑑定新MTP的方法，包括(a)產生如下文所述的應答於MTP的特異性抗體或其片段；(b)用抗體篩選推定的MTP物質，其中抗體對物質的特異性結合表明存在潛在的新MTP;和(c)與已知MTP比較，分析已結合的物質以確定其新穎性。如上所述，本發明涉及MTP及其同系物。為確定兩種M酸序列(例如如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的序列及其突變形式)的序列同一性百分數，將序列為優化比較目的進行比對(例如，可以為與另一種多肽或核酸優化比對的目的而向一種多肽的序列內導入空位)。隨後比較在對應胺基酸位置上的胺基酸殘基。當在一個序列(如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的序列)內的位置作為另一個序列(例如，如在表l第4列中提供的對應SEQIDNO的突變形式的序列)內的相應位置由相同的氛基酸殘基佔據時，則兩個分子在該位置上是相同的。相同類型的比較可以在兩種核酸序列之間進行。兩種序列間的序列同一性百分數是序列所共有的相同位置數的函數(即序列同一性百分數=相同位置數/總位置數xl00)。優選地，本發明內所包含的分離的M酸同系物與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所示的整個M酸序列具有至少約50-60%、優選至少約60-70%並且更優選至少約70-75%、75-80%、80-85%、85-90%或卯-95%以及最優選至少約96%、97%、98%、99%或更高同一性。在另一個實施方案中，本發明內所包含的分離的胺基酸同系物與通過如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內顯示的核酸序列所編碼的整個胺基酸序列具有至少約50-60%、優選至少約60-70%並且更優選至少約70-75%、75-80%、80-85%、85-90%或卯-95%以及最優選至少約96%、97%、98%、99%或更高同一性。在一個實施方案中，分離的M酸同系物包含如下三種保守基序中的至少一種基序。第一基序是PLYVAMILAY(SEQIDNO:123)。第二基序是INRFVAXFAVPLLSFHFI(SEQIDNO:124),其中X選自胺基酸殘基纈氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和脯氨酸。第三基序是FSLSTLPNTLVMGIPLL(SEQIDNO:125)。在另一個實施方案中，第一基序存在於多肽的M酸位置16與25之間的位置內，第二基序存在於多肽的胺基酸位置42與59之間的位置內並且第三基序存在於多肽的胺基酸位置105與121之間的位置內。在另一個優選的實施方案中，本發明分離的核酸同系物包含這樣的核苷酸序列，其中該核苷酸序列與如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所示的核苷酸序列或與其包含至少60個連續核香酸的部分具有至少約40-60%、優選至少約60-70%、更優選至少約70-75%、75-80%、80-85%、85-卯％或卯-95%並且甚至更優選至少約95%、96%、97%、98%、99%或更高同一性。對核酸而言，序列比較的優選長度是至少75個核苷酸，更優選至少100個核苷酸並且最優選是全長的編碼區。更優選核酸同系物編碼與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO具有同源性的蛋白質。還優選本發明分離的核酸同系物編碼這樣的MTP或其部分，其與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的M酸序列具有至少約80%同一性，並且作為植物內根生長和/或產量和/或環境脅迫應答的調節物發揮作用。在更優選的實施方案中，核酸同系物在植物內的過量表達增加根生長和/或產量和/或植物對環境脅迫的耐受性。在又一個優選的實施方案中，核酸同系物編碼作為膜轉運蛋白發揮作用的MTP。為本發明的目的，兩種核酸序列或兩種多肽序列之間的序列同一性百分數使用在歐洲分子生物學開放軟體包(EuropeanMolecularBiologyOpenSoftwareSuite(EMBOSS))內執行的Needleman-Wunsch全體比對算法(J.Mol.Biol.48(3):443-53)確定。為了多重比對目的(ClustalW算法)，空位開口罰分是10並且空位延伸罰分是0.05，具有blosum62矩陣。將理解的是為確定序列同一性的目的，當DNA序列與RNA序列比較時，胸腺嘧啶核苷酸等同於尿嘧啶核苷酸。在另一個方面，本發明提供分離的核酸，該核酸包含與如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的多核苷酸在嚴格條件下雜交的多核苷酸。更具體地，本發明分離的核酸分子是至少15個核苷酸長度並與包含如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的核苷酸序列的核酸分子在嚴格條件下雜交。在其它實施方案中，核酸是至少30、50、100、250個或更多個核苷酸長度。優選地，本發明分離的核酸同系物包含這樣的核苷,列，該核苷酸序列與如在表l第3列中提供的任意SEQIDNO內所示的核苷^列在高嚴格性條件下雜交並且作為植物內根生長和/或產量和/或脅迫耐受性的調節物發揮作用。在又一個優選實施方案中，分離的核酸同系物在植物內的過量表達增加植物的根生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性。在甚至更優選的實施方案中，分離的核酸同系物編碼作為膜轉運蛋白發揮作用的MTP。如本文中就DNA與DNA印跡的雜交方面所用，術語"嚴格條件"指在60。C在10XDenhart's溶液、6xSSC、0.5。/。SDS和100fig/ml變性鮭精DNA內雜交過夜。印跡物在62。C每次30分鐘依次在3xSSC/0.1。/。SDS、隨後在lxSSC/0.10/。SDS並且最後在0.1xSSC/0.1%SDS內洗滌。在優選的實施方案中，短語"嚴格條件"指在65°C在6xSSC溶液內雜交。還如本文中所用，"高嚴格性條件，，指在65。C在10xDenhart，s溶液、6xSSC、0.5%SDS和100fig/ml變性鮭精DNA內雜交過夜。印跡物在65°C每次30分鐘依次在3xSSC/0.1%SDS、隨後在lxSSC/0.1%SDS,並且最後在O.lxSSC/0.1%SDS內洗滌。用於核酸雜交的方法在Mdnkoth和Wahl，1984，Anal.Biochem.138:267-284;CurrentProtocolsinMolecularBiology,第2章,編者Ausubel等，GreenePublishingandWiley-lnterscience,NewYork,1995;和Tijssen,1993，LaboratoryTechniquesinBiochemistryandMolecularBiology:HybridizationwithNucleicAcidProbes,第I部分，第2章,Elsevier,NewYork,1993內描述。優選地，與如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的序列在嚴格性條件或高嚴格性條件下雜交的本發明分離的核酸分子與天然存在的核酸分子對應。如本文中所用，"天然存在的"核酸分子指具有在自然界中存在的核苷酸序列(例如編碼天然多肽)的RNA分子或DNA分子。在一個實施方案中，核酸編碼天然存在的MTP。使用以上所述的方法和本領域技術人員已知的其它方法，本領域內普通技術人員可以分離包含如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所示的氨基^列的MTP同系物。這些同系物的一個亞類是等位基因變體。如本文中所用，術語"等位基因變體"指含有在MTP胺基酸序列內造成改變並於天然群體(例如植物物種或品種)內存在的多態性的核苷酸序列。此類天然的等位基因變異一般可以在MTP核酸內引起1-5%差異。等位基因變體可以通過對多種不同植物內的目的核#列測序進行鑑定，其中所述的測序可以通過使用在這些植物內鑑定相同MTP遺傳基因座的雜交探針而容易地實施。MTP內作為天然等位基因變異結果並且不改變MTP的功能性活性的任何及全部的這類核酸變異以及所產生的胺基酸多態性或變異將意圖處於本發明的範圍。此外，編碼來自相同物種或其它物種的MTP的核酸分子，如MTP類似物、直向同系物和旁向同系物將意圖處於本發明的範圍內。如本文中所用，術語"類似物"指具有相同或相似的功能而在不相關的生物內獨立進化的兩種核酸。如本文中所用，術語"直向同系物"指來自不同物種，但通過物種形成從共同先祖基因中進化的兩種核酸。通常，直向同系物編碼具有相同功能或相似功能的蛋白質。還如本文中所用，術語"旁向同系物，，指因在基因組因內重複作用而相關的兩種核酸。旁向同系物通常具有不同的功能，不過這些功能可以是相關的(Tatusov，R丄.等，1997，Science278(5338):631-637)。天然存在的MTP的類似物、直向同系物和旁向同系物可以因翻譯後修飾、因氨基i^f列差異或因這兩種情況而不同於天然存在的MTP。翻譯後修飾包括多肽在體內和體外的化學衍生作用，如乙醯化作用、羧化作用、磷酸化作用和糖基化作用，並且此類修飾可以在多肽合成及加工期間或在使用分離的修飾酶處理後發生。尤其，本發明的直向同系物通常對天然存在的MTP胺基酸序列的全部或部分表現至少80-85%、更優選85-90%或90-95%並且最優選95%、96%、97%、98%或甚至99%同一性，或100%序列同一性，並且表現與MTP相似的功能。優選地，本發明的MTP直向同系物作為植物內根生長和/或環境脅迫應答的調節物發揮作用和/或作為膜轉運蛋白發揮作用。更優選地，本發明的MTP直向同系物增加植物內的根生長和/或脅迫耐受性。在一個實施方案種，MTP直向同系物作為膜轉運蛋白發揮作用。此外，除可能存在於群體內的MTP序列的天然存在變體之外，技術人員還認識到可以通過在如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的核苷^列內突變而導入變化，因而在所編碼的MTP的胺基酸序列內引起變化，而不改變MTP的功能性活性。例如，可以在如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的序列內開展在"非必需"胺基酸殘基處引起胺基酸置換的核苷酸置換。"非必需"胺基酸殘基是可以從一種MTP的野生型序列中加以變更而不改變所述MTP的活性的殘基，而"必需"胺基酸殘基對MTP的活性是必需的。然而，其它M酸殘基(例如在具有MTP活性的結構域內是非保守的或僅是半保守的那些胺基酸殘基)可能對活性不是是必需的，並且因此有可能可進行操作改變，而不改變MTP活性。因此，本發明的另一個方面涉及編碼在對MTP活性不是必需的胺基酸殘基內含有變化的MTP的核酸分子。此類MTP在M酸序列上與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所含有的序列不同，然而仍保留本文中所述MTP活性中的至少一種活性。在一個實施方案中，分離的核酸分子包含編碼多肽的核苷^列，其中該多肽包含與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的序列至少約50-60%、更優選地與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的序列至少約60-70%、甚至更優選地與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的序列至少約70-75%、75-80%、80-85%、85-90%或卯-95%並且最優選地與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的序列至少約96%、97%、98%或99。/。的^J^酸序列。本發明的優選MTP同系物優選地參與植物內植物的根生長和/或產量和/或脅迫耐受性應答，或更具體地作為膜轉運蛋白發揮作用。可以如此產生編碼與如在表1第4列中所提供任意SEQIDNO的多肽序列具有序列同一性的MTP的分離核酸分子，即通過分別將一個或多個核苷酸置換、添加或缺失導入如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的核苷酸序列，以至於將一個或多個氬基酸置換、添加或缺失導入所編碼的表1第3列中提供的任意SEQIDNO的序列。優選地，在一個或多個預測為非必需的胺基酸殘基處開展保守性胺基酸置換。"保守性胺基酸置換"是其中將胺基酸殘基替換為具有相似側鏈的胺基酸殘基的胺基酸置換。具有相似側鏈的胺基酸殘基家族在本領域已被定義。這些家族包括具有鹼性側鏈的胺基酸(例如賴氨酸、精氨酸、組氨酸)、具有酸性側鏈的胺基酸(例如天冬氨酸、穀氨酸)、具有不帶電荷極性側鏈的胺基酸(例如甘氨酸、天冬醯胺、穀氨醯胺、絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、半胱氨酸)、帶非極性側鏈的胺基酸(例如丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸)、具有卩分支側鏈的胺基酸(例如蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸)和具有芳香側鏈的胺基酸(例如酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、組氨酸)。因此將MTP中預測的非必需胺基酸殘基優選地替換為來自相同側鏈家族的另一種基酸殘基。備選地，在另一個實施方案中，突變可以沿著全部或部分的MTP編碼序列隨機導入，例如通過飽和誘變，並且可以對得到的突變體篩選如本文中所述的MTP活性以鑑定保留MTP活性的突變體。對如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的序列誘變後，編碼的多肽可以進行重組性表達，並且多肽的活性可以如至少在實施例5、6和17-19內所述通過分析表達多肽的植物的根生長和/或產量和/或脅迫耐受性得以測定。此外，可以產生優化的MTP核酸。優選地，優化的MTP核酸編碼當在植物內過量表達時調節植物的根生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性，並且更優選增加植物的根生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性的MTP。如本文中所用，"優化的，，指經基因工程化以增加在給定植物或給定動物內的表達的核酸。為向植物提供優化的MTP核酸，該基因的DNA序列可以被修飾以l)包含由高度表達的植物基因所偏好的密碼子；2)在核苷酸鹼基組成上包含與植物內大量存在A+T含量相等的A+T含量；3)形成植物起始序列；或以4)消除這樣的序列，其中所述序列導致RNA不穩定化、不適宜地聚腺苷酸化、降解和終止，或形成次級髮夾結構或RNA剪接點。MTP核酸在植物內增加的表達可以通過利用在常見植物或在特定植物內的密碼子使用分布頻率而實現。用於優化植物內核酸表達的方法可以在EPA0359472;EPA0385962;PCT申請號WO91/16432;美國專利號5,380,831;美國專利號5,436,391;Perlack等，1991，Proc.Natl.Acad.Sci.USA88:3324-3328和Murray等，1989，NucleicAcidsRes.17:477-498內找到。如本文中所用，"優選的密碼子使用頻率"指由特定宿主細胞在使用核苷酸密碼子以指示給定胺基酸方面所表現出的偏好性。為測定特定密碼子在基因內的使用頻率，將該密碼子在基因內的出現次數除以基因內指示相同胺基酸的全部密碼子的總出現次數。類似地，由該宿主細胞所表現的優選的密碼子使用頻率可以通過將在宿主細胞所表達的多種基因內的優選密碼子使用頻率平均化而計算。優選該分析應當限於宿主細胞高度表達的基因。用於合成性基因的優選密碼子使用頻率距離宿主細胞所用的優選密碼子使用頻率的偏離百分數首先通過確定單個密碼子使用頻率距離宿主細胞的單個密碼子使用頻率的偏離百分數進行計算，隨後得到在全部密碼子範圍內的平均偏離。如本文中定義，該計算包括獨特密碼子(即ATG和TGG)。通常而言，使用等式lA=n=lZxn-Ynxn乘以100Z而計算優化基因的密碼子使用頻率距離宿主細胞的密碼子使用頻率的整體平均偏離，其中Xn=對於宿主細胞內密碼子n的使用頻率；Yn^成性基因內對密碼子n的使用頻率；n代表指示胺基酸的單個密碼子；並且密碼子的總次數是Z。對全部胺基酸而言，密碼子使用頻率的整體偏離A優選地應當小於約25%並且更優選小於約10%。因此，MTP核酸可以受到優化以至它的密碼子分布頻率偏離於高度表達的植物基因的密碼子分布頻率優選地不超過25%，並且更優選地不超過約10%。此外，考慮了簡併性第三減基的G+C百分含量(單子葉植物基因似乎在該位置上偏好G+C,而雙子葉植物基因則不是這樣)。還認識到XCG(其中X是A、T、C或G)核苷酸是雙子葉植物中偏好性最低的密碼子，而XTA密碼子在單子葉植物和雙子葉植物中均應當避免。本發明優化的MTP核酸還優選地具有這樣的CG及TA雙聯體避開指數(avoidanceindex),其中所述的CG及TA雙聯體避開指數與所選擇宿主植物(例如鼠耳芥、稻等)的CG及TA雙聯體避開指數非常接近。更優選地，這些指數偏離於宿主指數不超過約10-15%。此外，除以上所述的編碼MTP的核酸分子之外，本發明的另一方面涉及對所述核酸分子為反義的分離的核酸分子。據信反義多核苷酸通過特異性地結合多核苷酸靶並且幹擾該多核苷酸靼的轉錄、剪接、轉運、翻譯和/或穩定性而抑制此多核苷酸靼的基因表達。在現有
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內描述了用於佳Jl義多核苷酸靶向至染色體DNA、至初級RNA轉錄物或至已加工的mRNA的方法。優選地，靼區域包括剪接位點、翻譯起始密碼子、翻譯終止密碼子和可讀框內的其它序列。為本發明的目的，術語"反義"指這樣的核酸，其中該核酸包含充分地與基因、初級轉錄物或已加工mRNA的全部或部分互補以至幹擾內源性基因表達的多核苷酸。"互補性"多核苷酸是能夠根據Watson-Crick互補原則發生鹼基配對的那些多核苷酸。具體而言，噤呤將與嘧咬鹼基配對，以形啶配對(A:T)的組合，或在RNA的例子內腺嘌呤與尿嘧啶配對(A:U)的組合。應當理解兩種多核苷酸可以相互雜交，即便它們彼此不是完全互補，只要每種多核苷酸具有基本上與另一種多核苷酸互補的至少一個區域即可。術語"反義核酸"包括可以被轉錄以產生反義RNA的單鏈RNA表達盒和雙鏈DNA表達盒。"活性"反義核酸是能夠選擇性地與編碼如此多肽的初級轉錄物或mRNA雜交的反義RNA分子，其中所述多肽與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的多肽具有至少80%序列同一性。反義核酸可以與完整的MTP編碼鏈互補或僅與其部分互補。在一個實施方案中，反義核酸分子對編碼MTP的核苷酸序列的編碼鏈的"編碼區"M義的。術語"編碼區"指核苷酸序列中包含翻譯成胺基酸殘基的密碼子的區域。在另一個實施方案中，反義核酸分子對編碼MTP的核苷酸序列的編碼鏈的"非編碼區"是反義的。術語"非編碼區"指分布在編碼區側翼的未翻譯成胺基酸的5'序列和3'序列(即也稱作5'非翻譯區和3'非翻譯區)。反義核酸分子可以與MTPmRNA的整個編碼區互補，不過更優選地是僅對MTPmRNA內編碼區或非編碼區的部分為反義的寡核苷酸。例如，反義寡核苷酸可以與MTPmRNA的翻譯起點周圍的區域互補。反義寡核苷酸可以是例如約5、10、15、20、25、30、35、40、45或50個核苷酸長度。通常，本發明的反義分子包含這樣的RNA，其中所述的RNA與如表l第3列中提供的任意SEQIDNO的至少14個連續核苷酸或編碼如表1第4列內所提供任意SEQIDNO的多肽的多核苷酸具有60-100%序列同一性。優選地，序列同一性是至少70%,更優選是至少75%、80%、85%、90%、95%、98%並且最優選是99%。本發明的反義核酸可以使用本領域已知的方法，利用化學合成和酶連接反應加以構建。例如，反義核酸(例如反義寡核苷酸)可以使用天然存在的核苷酸或多種修飾的核苷酸進行化學地合成，其中設計修飾的核苷酸旨在增加分子的生物學穩定性或旨在增加反義核酸與有義核酸間所形成雙鏈體的物理穩定性，例如可以使用硫代磷酸酯衍生物和吖咬取代的核苷酸。可用來產生反義核酸的修飾核苷酸的實例包括5-氟尿嘧啶、5-溴尿嘧-定、5-氯尿嘧啶、5-碘尿嘧啶、次黃嘌呤、黃嘌呤、4-乙醯基胞嘧啶、5-(羧基羥甲基)尿嘧咬、5-羧曱基氨曱基-2-硫代尿苷、5-羧甲基氨曱基尿嘧啶、二氬尿嗜咬、卩-D-galactosylqueosine、肌苷、N6-異戊烯基腺噤呤、1-甲基鳥噪呤、1-甲基次黃嘌呤、2，2-二甲基鳥嘌呤、2-曱基腺嘌呤、2-甲基鳥噤呤、3-甲基胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、N6-腺嘌呤、7-曱基鳥嘌呤、5-甲基氨甲基尿嘧啶、5-甲氧基氨甲基-2-硫代尿嘧啶、p-D-mannosylqueosine、5'-甲氧基羧甲基尿嘧啶、5-甲氧基尿嘧咬、2-甲硫代-N6-異戊烯基腺嘌呤、尿嘧啶-5-氧乙酸(v)、wybutoxosine、假尿嘧啶、queosine、2-硫代胞嘧啶、5-甲基-2-硫代尿嗜啶、2-硫代尿嘧咬、4-硫代尿嗜咬、5-甲基尿嘧啶、尿嗜咬-5-氧乙酸甲基酯、尿嘧啶-5-氧乙酸(v)、5-甲基-2-硫代尿嘧啶、3-(3-氨基-3-]\-2-羧丙基)尿嘧咬、(acp3)w和2,6-二氨基嘌呤。備選地，反義核酸可以使用表達載體以生物方式產生，其中核酸已經以反義方向亞克隆至所述的載體內(即從所插入核酸中轉錄的RNA與目的靶核酸處在反義方向上，在如下部分中進一步描述)。在又一個實施方案。本發明的反義核酸分子是a-異頭核酸分子。a-異頭核酸分子與互補性RNA形成特異的雙鏈雜交體，在所述的互補性RNA中與常見的p亞基相反，鏈彼此呈反平行分布(Gaultier等，1987，NeuleicAcids.Res.15:6625-6641)。反義核酸分子也可以包含2，-0-甲基核糖核苷酸(Inoue等，1987，NucleicacidsRes.15:6131畫6148)或嵌合性RNA-DNA類似物(Inoue等，1987，FEBSLett.215:327-330)。本發明的反義核酸分子通常施用至細胞或在原位(/"'似)產生，以至它們與編碼MTP的細胞mRNA和/或基因組DNA雜交或結合以便因而抑制MTP多肽的表達(例如通過抑制轉錄和/或翻譯)。雜交可以因形成穩定雙鏈體的核苷酸常規互補性，或例如在與DNA雙鏈體結合的反義核酸分子例子中通過在雙螺旋大溝內的特異性相互作用而發生。反義分子可以受到修飾以至它特異性地與已表達於所選細胞表面上的受體或抗原結合，例如通過將反義核酸分子連接到與細胞表面受體或抗原結合的肽或抗體上。反義核酸分子也可以使用本文中所述的載體被送遞至細胞內。為實現反義分子的足夠細胞內濃度，優選其中反義核酸分子受原核生物強啟動子、病毒強啟動子或真核生物(包括植物)強啟動子控制的載體。作為反義多核苷酸的替代，核酶、有義多核苷酸或雙鏈RNA(dsRNA)可以用來減少MTP多肽的表達。如本文中所用，術語"核酶"意指基於催化性RNA的具有核糖核酸酶活性的能夠切割單鏈核酸(如mRNA)的酶，其中所述的單鏈核酸與核酶具有互補性區域。核酶(例如在Haselhoff和Gerlach，1988，Nature334:585-591內所述的錘頭核酶)可以用來催化性地切割MTPmRNA轉錄物以便因此抑制MTPmRNA的翻譯。對編碼MTP的核酸具有專一性的核酶可以基於如本文中所公開的MTPcDNA的核苷酸序歹'J(即如表1第3列中提供的任意SEQIDNO)或基於根據本發明中所教授的方法而待分離的異源序列加以設計。例如，可以構建四膜蟲(7Wm^v附ewfl)L-19IVSRNA的衍生物，其中活性部位的核苷酸序列與編碼MTP的mRNA內待切割的核苷酸序列是互補的。例如見授予Cech等的美國專利號4,987,071和5,116,742。備選地，MTPmRNA可以用來從RNA分子庫內選擇具有特定核糖核酸酶活性的催化性RNA。見例如Bartel，D.和Szostak,J.W.,1993，Science261:1411-1418。在優選的實施方案中，核酶將含有具有至少7、8、9、10、12、14、16、18或20個核苷酸並且更優選是7或8個核苷酸的如此部分，其中該部分對靶RNA的部分具有100%互補性。用於產生核酶的方法是本領域技術人員已知的。例如見美國專利號6,025,167;5,773,260和5,496,698。如本文中所用的術語"dsRNA"指包含兩條RNA鏈的RNA雜交體。dsRNA可以在結構上是直鏈的或環狀的。在優選的實施方案中，dsRNA對這樣的多核苷酸是特異性的，其中此多核苷酸編碼如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的多肽或編碼與如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的多肽具有至少80%序列同一性的多肽。雜交性RNA可以是基本上互補或完全互補的。"基本上互補，，意指當兩種雜交性RNA使用如上所述的BLAST程序進行優化比對時，雜交部分至少95%互補。優選地，dsRNA是至少100個鹼基對長度。通常，雜交性RNA具有相同長度，沒有突出的5'端或3'端和空位。然而，在本發明方法中可以使用具有多達100個核苷酸的5'突出端或3'突出端的dsRNA。dsRNA可以包含核糖核苷酸或核糖核苷酸類似物如2'-0-甲基核糖基殘基或其組合。例如，見美國專利號4,130,641和4,024,222。在美國專利4,283,393中描述了dsRNA聚核糖次黃苷酸:聚核糖胞苷酸。用於產生並使用dsRNA的方法是本領域內已知的。一種方法包括在體內或在單個體外反應混合物內同時轉錄兩條互補性DNA鏈。例如，見美國專利號5,795,715。在一個實施方案中，dsRNA可以通過標準轉化技術直接導入植物或植物細胞內。或者，dsRNA可以通過轉錄兩種互補性RNA在植物細胞內表達。用於抑制內源性基因表達的其它方法，如三重螺旋形成法(Moser等，1987，Science238:645-650和Cooney等，1988，Science241:456-459)和共抑制法(Napoli等，19卯，ThePlantCell2:279-289)是本領域內已知的。部分長度和全長度cDNA已經用於內源性植物基因的共抑制。例如，見美國專利號4,801,340、5,034,323、5,231,020和5,283,184;VanderKroll等，1990,ThePlantCell2:291-299;Smith等，1990,Mol.Gen.Genetics224:477-481和Napoli等，19卯，ThePlantCell2:279-289。對於有義抑制，據信有義多核苷酸的導入阻斷相應單巴基因的轉錄。有義多核苷酸具有與植物靼基因或靶RNA至少65%的序列同一性。優選地，同一性百分數是至少80%、卯％、95%或更高。導入的有義多核苷酸不需要相對靼基因或轉錄物而言是全長的。優選地，有義多核苷酸與如表l第3列中提供的任意SEQIDNO的至少100個連續核苷酸具有至少65%序列同一性。同一性區域可以包含內含子和/或外顯子和非翻譯區，導入的有義多核苷酸可以短暫地存在於植物細胞內，或可以穩定地整合至植物染色體或染色體外複製子內。備選地，MTP基因表達可以通過耙向與MTP核苷酸序列的調節區(例如MTP啟動子和/或增強子)互補的核苷酸序列，以形成阻止靶細胞內MTP基因轉錄的三重螺旋結構而受到抑制。通常，見Helene,C，1991，AnticancerDrugDes.6(6):569-84;Helene，C.等，1992，Ann.N.Y.Acad.Sci.660:27-36和Maher，LJ"1992，Bioassays14(12):807-15。此夕卜，除以上所述的MTP核酸和多肽之夕卜，本發明包含與部分(moiety)連接的那些核酸和多肽。這些部分包括，但不限於檢測部分、雜交部分、純化部分、送遞部分、反應部分、結合部分等。具有連接的部分的常見核酸類型是探針和引物。探針和引物通常包含基本上分離的寡核苷酸。寡核苷酸一般包含這樣的核苷酸序列區域，其中所述的核苷酸序列區域與如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的有義鏈的至少約12個、優選約25個、更優選約40、50或75個連續核苷酸；與如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的反義序列；或其天然存在的突變體在嚴格條件下雜交。以如表1第3列中提供的任意SEQIDNO的核苷酸序列為基礎的引物可以用在克隆MTP同系物的PCR反應內。基於MTP或基因組序列。在優選的實施方案中，探針還包含與該探針連接的標記基團，例如標記基團可以是放射性同位素、螢光化合物、酶或酶輔助因子。此類探針可以作為基因組標記檢測試劑盒的部分，用於細胞樣品內鑑定表達MTP的細胞，如通過測量編碼MTP的核酸的水平，例如檢測MTPmRNA水平或確定基因組MTP基因是否已經被突變或缺失。尤其，旨在確定基因轉錄水平(可用於翻譯成基因產物的mRNA量的指示)的有用方法是開展RNA印跡(參考文獻見例如，Ausubel等，1988,CurrentProtocolsinMolecularBiology,Wiley:NewYork)。來自RNA印跡的信息至少部分地展示已轉化基因轉錄的程度。細胞總RNA可以通過本領域內均眾所周知的數種方法，如在Bormann,E.R.等，1992Mol.Microbiol.6:317-326中描述的方法，從細胞、組織或器官中製備。為評估從這種mRNA中所翻譯蛋白質的存在或相對量，可以使用標準技術，如蛋白質印跡。這些技術是本領域內普通技術人員眾所周知的(例如見Ausubel等,1988CurrentProtocolsinMolecularBiology,Wiley:NewYork)。本發明還提供包含MTP核酸的分離的重組表達載體，其中與宿主細胞的野生型品種相比，該載體在宿主細胞內的表達導致增加的根生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性。如本文中所用，術語"載體"指這樣的核酸分子，其中該核酸分子能夠轉運已經與其連接的另一種核酸分子。一種類型的載體是"質粒"，指額外的DNA節段可以連接到其內的環狀雙鏈DNA環。另一種類型的載體是病毒栽體，其中額外的DNA節段可以連接到病毒基因組內。某些載體能夠在導入載體的宿主細胞內自主複製(例如具有細菌複製起點的細菌載體和附加體性哺乳動物載體)。其它載體(例如非附加體性哺乳動物載體)在導入宿主細胞時整合至宿主細胞的基因組內，並且因此隨宿主基因組一起被複製。此外，某些載體能夠指導與載體有效連接的基因的表達。此類載體在本文中稱為"表達載體"。通常，在DNA重組技術中使用的表達載體經常是質粒形式。在本說明書中，"質粒"和"栽體"可互換使用，因為質粒是最常用形式的載體。然而，本發明意圖包含具有等效功能的其它形式的表達載體，如病毒載體(例如複製缺陷型逆轉錄病毒、腺病毒和腺伴隨病毒)。本發明的重組表達載體包含處在適合於核酸在宿主細胞內表達的形式下的本發明核酸，這意指重組表達載體包括基於待用來表達的宿主細胞而選擇的一種或多種調節序列，其中所述的調節序列與待表達的核酸序列有效連接。如本文中就重組表達載體而言所用，"有效地連接"意圖表明目的核苷酸序列以(例如在體外轉錄/翻譯系統內或當載體導入宿主細胞時在宿主細胞內)允許核苷酸序列表達的方式與調節序列連接。術語"調節序列"意圖包括啟動子、增強子和其它表達控制元件(例如聚腺苷酸化信號)。此類調節序歹'J例如在Goeddel，GeneExpressionTechnology:MethodsinEnzymology185，AcademicPress,SanDiego,CA(1990)以及Gruber和Crosby在MethodsinPlantMolecularBiologyandBiotechnology,編者Glick和Thompson,第7章，89-108,CRCPress:BocaRaton,Florida(包括其中參考文獻)內描述。調節序列包括指導核苷酸序列在眾多類型宿主細胞內的組成型表達的那些調節序列和指導核苷酸序列僅在某些宿主細胞內或在某些條件下表達的那些調節序列。本領域技術人員將理解表達載體的設計取決於此類因素，如選擇待轉化的細胞、所需要多肽的表達水平等。本發明的表達載體可以導入宿主細胞，以便因而產生通過如本文中所述核酸編碼的多肽或肽，包括融合多肽或融合肽(例如MTP、MTP的突變形式、融合多肽等)。本發明的重組表達載體可以設計用於在原核細胞或真核細胞內表達MTP。例如，MTP基因可以在細菌細胞如穀氨酸棒狀桿菌(C.glutamicum)、昆蟲細胞(使用杆狀病毒表達載體)、酵母細胞或其它真菌細胞(Romanos,M.A.等,1992,Foreigngeneexpressioninyeast:areview,Yeast8:423-488;vandenHondel，C.A.M.J.J.等，1991，Heterologousgeneexpressioninfilamentousfungi在MoreGeneManipulationsinFungi,編者J.W.Bennet和L丄.Lasure，第396-428頁AcademicPress:SanDiego以及vandenHondel，C.A,M.J.J.和Punt,P.J.，1991，GeneTransfersystemsandvectordevelopmentforfilamentousfungi在AppliedMolecularGeneticsofFungi,編者Peberdy，J.F.等，第1-28，CambridgeUniversityPress:Cambridge)、藻類(Falciatore等，1999，MarineBiotechnology1(3):239-251)、如下類型的纖毛蟲全毛亞綱(Holotrichia)、緣毛亞綱(Peritrichia)、旋毛亞綱(Spirotrichia)、吸管亞綱(Suctoria)、四膜蟲、草履蟲屬(Paramecium)、豆形蟲屬(Colpidium)、瞬目蟲屬(Glaucoma)、匙口蟲屬(Platyophrya)、Potomacus、偽康纖蟲屬(Pseudocohnilembus)、遊僕蟲屬(Euplotes)、Engelmaniella、尾棘蟲屬(Stylonychia)，其中尤其用載體按照如PCT申請號WO98/01572中所述的轉化方法在浮萍棘尾蟲(Stylonychialemnae)內，以及在多細胞植物的細胞(見Schmidt,R.和Willmitzer，L.,1988，Highefficiency々/Y^a"m.w附mediatedtransformationofJ/Yi嵐o/wis幼a/Z"waleafandcotyledonexplants，PlantCellRep.583-586;PlantMolecularBiologyandBiotechnology,CPress,BocaRaton,Florida，第6/7章，S.71-119(1993);F.F.White,B,Jenes等，TechniquesforGeneTransfer，在TransgenicPlants,第1巻，EngineeringandUtilization,編者Kung和R.Wu，128-43，AcademicPress:1993;Potrykus,1991，Annu.Rev.PlantPhysiol.PlantMolec.Biol.42:205-225及其中引用的參考文獻)或哺乳動物細胞內表達。合適的宿主細胞在Goeddel，GeneExpressionTechnology:MethodsinEnzymology185，AcademicPress,SanDiego,CA(19卯)內進一步討論。備選地，重組表達載體可以在體外被轉錄並翻譯，例如使用T7-啟動子調節序列和T7聚合酶。在原核生物中多肽的表達最經常用含有指導融合多肽或非融合多肽表達的組成型啟動子或誘導型啟動子的載體實施。融合載體將多個胺基酸添加至編碼於該載體內的多肽中，通常添加至重組多肽的氨基末端，也可添加至其M末端，或融合於多肽中的合適區域內。此類融合載體通常達到三種目的l)旨在增加重組多肽的表達；2)旨在增加重組多肽的可溶性並且3)旨在通過起到親和純化中的配體作用而輔助重組多肽的純化。經常在融合表達載體中將蛋白酶剪切位點導入至融合部分與重組多肽的接合處，以便在融合多肽的純化後，能夠使重組多肽與融合部分分開。此類酶以及它們的天然識別序列包括因子Xa、凝血酶和腸激酶。常見的融合表達載體包括pGEX(PharmaciaBiotechInc;Smith,D.B.和Johnson,K.S.，1988，Gene67:31-40)、pMAL(NewEnglandBiolabs,Beverly,MA)和pRIT5(Pharmacia,Piscataway,NJ)，它們分別將穀胱甘肽S-轉移酶(GST)、麥芽糖E結合多肽或多肽A與靶重組多肽融合。在一個實施方案中，將MTP的編碼序列克隆至pGEX表達載體以產生編碼融合多肽的載體，其中所述的融合多肽從氨基末端至羧基末端包含GST-凝血酶切割位點-X多肽。融合多肽可以使用穀胱甘肽-瓊脂糖樹脂通過親和層析法純化。不與GST融合的重組MTP可以通過用凝血酶切割融合多肽而加以回收。合適的誘導型非融合大腸桿菌表達載體的實例是pTrc[Amann等，(1988)Gene69:301-315]和pETlld(Studier等，GeneExpressionTechnology:MethodsinEnzymology185，AcademicPress,SanDiego,California(1990)60-89)。來自pTrc載體的靼基因表達依賴於從雜合trp-lac融合啟動子內的宿主RNA聚合酶轉錄。來自pETlld載體的耙基因表達依賴於通過共表達的病毒RNA聚合酶(T7gnl)介導，從T7gnl0-lac融合啟動子的轉錄。這種病毒聚合酶由宿主菌林BL21(DE3)或HMS174(DE3)從定居原噬菌體中提供，其中所述的定居原噬菌體攜帶在lacUV5啟動子的轉錄性控制下的T7gnl基因。一種旨在使重組多肽表達最大化的策略是4吏多肽在如此的宿主細菌內表達，其中該宿主細菌的蛋白水解性切割重組多肽的能力受損(Gottesman，S.,GeneExpressionTechnology:MethodsinEnzymology185，AcademicPress,SanDiego，California(19卯)119-128)。另一種策略是改變待插入表達栽體內的核酸序列以至用於每個氬基酸的單個密碼子均是在選擇用來表達的細菌如穀氨酸棒狀桿菌內得以偏好性利用的那些密碼子(Wada等，1992,NucleicacidsRes.20:2111-2118)。本發明核酸序列的這種改變可以通過標準DNA合成技術實施。在另一個實施方案中，MTP表達載體是酵母表達載體。用於在釀酒酵母(S.ce"v/wV^)內表達的載體的實例包括pYepSecl(Baldari等，(1987)EmboJ.6:229-234)、pMFa(Kurjan和Herskowitz，(1982)Cell30:933-943)、pJRY88(SchuItz等，(1987)Gene54:113-123)和pYES2(InvitrogenCorporation,SanDiego，CA)。用於構建適用於其它真菌(如絲狀真菌)內的載體和方法包括在vandenHondel，C.A.M.J.J.和Punt,P.J.(1991)"GeneTransfersystemandvectordevelopmentforfilamentousfungi，，在AppliedMolecularGeneticsofFungi,編者J.F.Peberdy等，第1-28頁，CambridgeUniversityPress:Cambridge內詳述的那些載體和方法。在本發明優選的實施方案中，MTP在植物和植物細胞如單細胞植物的細胞(例如藻類)(見Fakiatore等,1999,MarineBiotechnology1(3):239-251及其中參考文獻)和來自高等植物的植物細胞(例如種子植物，如作物植物)內表達。MTP可以通過任何方法"導入，，植物細胞內，其中所述的方法包括轉染、轉化或轉導、電穿孔、粒子轟擊、農桿菌感染法等。本領域技術人員所知的一種轉化方法是將正在開花的植物浸入農桿菌溶液，其中農桿菌含有MTP核酸，隨後對轉化的配子育種。用於轉化或轉染宿主細胞(包括植物細胞)的其它合適方法可以在Sambrook,等，MolecularCloning:ALaboratoryManual.第二版,ColdSpringHarborLaboratory,ColdSpringHarborLaboratoryPress,ColdSpringHarbor,NY,1989和其它實驗手冊如MethodsinMolecularBiology,1995，Gartland和Davey編輯的第44巻，々屍o6a"m.M附Protocols,HumanaPress,Totowa，NewJersey中找到。由於增力口的生長和/或生物性脅迫耐受性及非生物性脅迫耐受性是希望被遺傳到多種植物如玉米、小麥、黑麥、燕麥、黑小麥、稻、大麥、大豆、花生、棉花、歐洲油菜和卡諾拉油菜、木薯(manihot)、辣椒(pepper)、向日葵和萬壽菊、茄科植物如馬鈴薯、菸草、茄子(eggplant)和番茄(tomato)、野豌豆屬(Vicia)物種、豌豆、苜蓿、灌木植物(咖啡(coffee)、可可(cacao)、茶(tea))、柳屬(Salix)物種、樹(油棕櫚(oilpalm)、椰子(coconut))、多年生禾草和伺料作物內的常見性狀，因此這些作物植物也是作為本發明又一個實施方案的優選用於遺傳工程的靶植物。飼料作物包括但不限於小麥草(Wheat-grass)、篛草(Canarygrass)、雀麥草(Bromegrass)、披鹼草(WildryeGrass)、早熟禾(Bluegrass)、鴨茅(Orchardgrass)、苜蓿、Salfoin、百脈根(BirdsfootTrefoil)、雜三葉(Alsikeclover)、紅三葉(redclover)和草木樨(Sweetclover)。在本發明的一個實施方案中，MTP至植物內的轉染通過農桿菌介導性基因轉移得以實現。農桿菌介導性植物轉化可以使用例如GV3101(pMP90)(Koncz和Schell，1986，Mol.Gen.Genet.204:383畫396)或LBA4404(Clontech)才艮瘤農桿菌(^4gn^flf"n7iiw似附e/"de朋)菌林。轉化可以通過標準的轉化及再生技術開展(Deblaere等，1994，Nucl.Acids.Res.13:4777-4788;Gelvin,StantonB.和Schilperoort，RobertA,PlantMolecularBiologyManual,第二版-Dordrecht:KluwerAcademicPubl"1995.—在部分RingbucZentraleSignatur:BT11-PISBN0-7923-2731-4;Glick,BernardR.;Thompson,JohnE.，MethodsinPlantMolecularBiologyandBiotechnology,BocaRaton:CRCPress,1993360S.，ISBN0-8493-5164-2)。例如，歐洲油菜可以通過子葉或下胚軸轉化法進行轉化(Moloney等，1989，PlantcellReport8:238-242;DeBlock等，1989，PlantPhysiol.91:694-701)。用於農桿菌和植物選擇的抗生素取決於用於轉化的二元載體和農桿菌。歐洲油菜的選擇通常使用卡那黴素作為可選擇的植物標誌而開展。農桿菌介導至亞麻(flax)內的基因轉移可以使用例如由Mlynarova等，1994，PlantCellReport13:282-285描述的技術開展。此外，大豆的轉化可以使用如歐洲專利號0424047、美國專利號5,322,783、歐洲專利號0397687、美國專利號5,376,543或美國專利號5,169,770中所述的技術實施。玉米的轉化可以通過粒子轟擊、聚乙二醇介導的DNA攝取或通過碳化珪纖維法技術(見，例如Freeling和Walbot"Themaizehandbook"SpringerVerlag:NewYork(1993)ISBN3-540-97826-7)完成。玉米轉化的具體實例存在於美國專利號5,990,387內，並且小麥轉化的具體實例可以在PCT申請號WO93/07256內找到。根據本發明，導入的MTP如果併入非染色體性自主複製子內或整合至植物染色體內，則可以在植物細胞內得以穩定維持。或者，導入的MTP可以存在於染色體外的非複製型載體內並且可以得到瞬時表達或具有瞬時活性。在一個實施方案中，可以產生其中MTP整合至染色體內的同源重組微生物，製備了含有MTP基因的至少部分的載體，其中向所述的部分中已經導入缺失、添加或置換以便因而改變(例如功能性地破壞)MTP基因。優選地，MTP基因是如表1內所提供的任意MTP基因，但是它可以是來自相關植物或酵母的同系物，或甚至是來自哺乳動物或昆蟲來源的同系物。在一個實施方案中，設計了載體以至在同源重組時，內源性MTP基因被功能性地破壞(即不再編碼功能性多肽；也稱作敲除載體)。或者，可以設計載體以至於在同源重組時，內源性MTP基因受到突變或改變，但仍編碼功能性多肽(如上遊調節區可以受到改變，因而改變內源性MTP的表達)。為了通過同源重組產生點突變，可以在稱作嵌合修復法的技術中使用DNA誦RNA雜交體(Cole-Strauss等,1999，NucleicacidsResearch27(5):1323-1330和Kmiec，1999GenetherapyAmericanScientist.87(3):240-247)。例如，在鼠耳芥內的同源重組方法是本領域內眾所周知的並且考慮用於本文中。當位於同源重組載體內時，MTP基因中改變的部分在其5'端和3'端側翼分布有MTP基因的額外核酸分子，以允許同源重組在孩支生物或植物內在載體所攜帶的外源性MTP基因與內源性MTP基因之間發生。這種側翼分布的額外MTP核酸分子具有足夠用於與內源性基因發生同源重組的長度。一般，栽體內包括(在5'端和3'端的)數百鹼基對至多到數千鹼基的側翼DNA(見例如Thomas,K.R.和Capecchi，M.R.，1987，Cell51:503對同源重組載體的描述)。載體導入微生物細胞或植物細胞(例如通過聚乙二醇介導的DNA)，並且使用本領域已知技術選擇其中導入的MTP基因已經與內源性MTP基因發生同源重組的細胞。在另一個實施方案中，可以產生這樣的重組微生物，其中該重組微生物含有允許受調節地表達導入基因的系統。例如，在將MTP基因置於lac達。此類調節系統是本領域內眾所周知的。無論是在染色體外的非複製型載體內或在整合至染色體內的載體中存在，MTP多核苷酸優選地位於植物表達盒內。植物表達盒優選地含有能夠驅動植物細胞內的基因表達的調節序列，其中所述的調節序列是有效連接的，以至於每一序列可以實現它的功能，如通過聚腺苷酸化信號終止轉錄。優選的聚腺苷酸化信號是源自根瘤農桿菌t-DNA如Ti質粒pTiACH5中作為章魚鹼合酶的基因3(Gielen等，1984，EMBOJ.3:835)中那些聚腺苷酸化信號或其功能等效物，在植物內有功能性活性的全部其它終止子也是適合的。由於植物基因表達很少受限於轉錄水平，因而植物表達盒優選地包含其它有效連接的序列，如翻譯增強子，如含有來自菸草花葉病毒5，非翻譯前導序列的增強RNA與多肽比率的過量驅動序列(Gallie等，1987，Nucl.AcidsResearch15:8693-8711)。植物表達載體的實例包括那些在Becker,D.，Kemper，E。,Schell,J.和Masterson,R.1992，Newplantbinaryvectorswithselectablemarkerslocatedproximaltotheleftborder,PlantMol.Biol.20:1195-1197和Bevan，M.W.，1984，BinaryXgro6acteW"附vectorsforplanttransformation,Nucl.Acid.Res.12:8711-8721;VectorsforGeneTransferinHigherPlants在TransgenicPlants,第一巻,EngineeringandUtilization,編者Kung和R.Wu，AcademicPress,1993,S.15-38中詳述的植物表達載體。植物基因表達應當有效地與以時間、細胞或組織特異性方式引^因表達的適宜啟動子連接。用於本發明表達盒內的啟動子包括能夠在植物細胞內啟動轉錄的任意啟動子。此類啟動子包括，但不限於可以從植物、植物病毒或含有在植物內表達的基因的細菌(如農桿菌和根瘤菌(及/^M/"m))中獲得的那些啟動子。啟動子可以是組成型、誘導型、發育期優選性、細胞類型優選性、組織優選性、或器官優選性啟動子。組成型啟動子在大部分條件下是活躍的。組成型啟動子的實例包括CaMV19S和35S啟動子(Oddl等，1985，Nature313:810-812)、sXCaMV35S啟動子(Kay等，1987，Science236:1299-1302)、Sepl啟動子、稻肌動蛋白啟動子(McElroy等，1990，PlantCell2:163-171)、擬南芥肌動蛋白啟動子、遍在蛋白啟動子(Christensen等，1989，PlantMolec.Biol.18:675-689)、pEmu(Last等，1991，Theor.Appl.Genet.81:581-588)、玄參(figwort)花葉病毒35S啟動子、Smas啟動子(Velten等，1984，EMBOJ3:2723-2730)、超級啟動子(美國專利號5,955,646)、GRP1-8啟動子、肉桂醇脫氫酶啟動子(美國專利號5,683,439)、來自農桿菌T-DNA內如甘露氨酸合酶、胭脂鹼合酶和章魚鹼合酶的啟動子、核酮糖二磷酸羧化酶小亞基(ssuRUBISCO)啟動子等。誘導型啟動子在某些環境條件下(如營養素或代謝物的存在或缺乏、熱或寒冷、光、病原體侵襲、厭氧條件等)偏好性地具有活性。例如，來自芸苔屬hsp80啟動子受熱休克誘導；PPDK啟動子受光誘導；來自菸草、擬南芥和玉米的PR-1啟動子受病原體感染誘導；並且Adhl啟動子受低氧脅迫和寒冷脅迫誘導。植物基因表達也可以通過誘導型啟動子促進(綜述，見Gatz，1997,Annu.Rev.PlantPhysiol.PlantMol.Biol.48:89-108)。當需要基因表達以時間特異性方式出現時，化學誘導型啟動子尤其適合。此類啟動子的實例是水楊酸誘導型啟動子(PCT申請號WO95/19443)、四環素誘導型啟動子(Gatz等，1992，PlantJ.2:397-404)和乙醇誘導型啟動子(PCT申請號WO93/21334)。在本發明的一個優選實施方案中，誘導型啟動子A^迫誘導型啟動子。為本發明的目的，脅迫誘導型啟動子在如下的一種或多種脅迫下偏好性地有活性與鹽度脅迫、乾旱脅迫、溫度脅迫、金屬脅迫、化學品脅迫、病原體脅迫和氧化脅迫有關的次優條件。脅迫誘導型啟動子包括，但不限Cor78(Chak等，2000，Planta210:875-883;Hovath等，1993，PlantPhysiol.103:1047-1053)、Corl5a(Artus等，1996，PNAS93(23):13404-09)、Rci2A(Medina等，2001，PlantPhysiol.125:1655-66;Nylander等，2001，PlantMol.Biol.45:341-52;Navarre和Goffeau，2000,EMBOJ.19:2515-24;Capel等，1997，PlantPhysiol.115:569-76)、Rd22(Xiong等，2001，PlantCell13:2063-83;Abe等，1997，PlantCell9:1859-68;Iwasaki等，1995，Mol.Gen.Genet.247:391-8)、cDet6(Lang和Palve,1992，PlantMol.Biol.20:951-62)、ADH1(Hoeren等，1998，Genetics149:479-90)、KATl(Nakamura等，1995，PlantPhysiol.109:371-4)、KSTl(Mtiller誦R6ber等，1995，EMBO14:2409-16)、Rhal(Terryn等，1993，PlantCell5:1761-9;Terryn等，1992，FEBSLett.299(3):287-卯)、ARSK1(Atkinson等，1997，GenBank登錄號L22302和PCT申請號WO97/20057)、PtxA(Plesch等，GenBank登錄號X67427)、SbHRGP3(Ahn等，1996，PlantCell8:1477-卯)、GH3(Liu等，1994，PlantCell6:645-57)、病原體誘導型PRP1基因啟動子(Ward等，1993，Plant.Mol.Biol.22:361-366)、來自番痴的熱誘導型hsp80啟動子(美國專利號5187267)、來自馬鈴薯的寒冷誘導型a-澱粉酶啟動子(PCT申請號WO96/12814)或傷口誘導型pinll啟動子(歐洲專利號375091)。對於乾旱誘導型啟動子、寒冷誘導型啟動子和鹽誘導型啟動子的其它實例如RD29A啟動子，見Yamaguchi-Shinozalei等，1993，Mol.Gen.Genet.236:331-340。發育期優選啟動子偏好性地在某些發育期內表達。組織優選啟動子和器官優選啟動子包括偏好性在某些組織或器官如葉、根、種子或木質部內表達的那些啟動子。組織優選性啟動子和器官優選性啟動子的實例包括，但不限於果實優選性啟動子、胚珠優選性啟動子、雄性組織優選性啟動子、種子優選性啟動子、珠被優選性啟動子、塊莖優選性啟動子、柄優選性啟動子、果皮優選性和葉優選性啟動子、柱頭優選性啟動子、花粉優選性啟動子、花葯優選性啟動子、花瓣優選性啟動子、萼片優選性啟動子、花梗優選性啟動子、長角果優選性啟動子、莖優選性啟動子、根優選性啟動子等。種子優選性啟動子偏好性地在種子發育或萌發期間表達。例如，種子優選性啟動子可以是胚優選性啟動子、胚乳優選性啟動子和種皮優選性啟動子。見Thompson等，1989,BioEssays10:108。種子優選性啟動子的實例包括，但不限於纖維素合酶(ceIA)、Ciml、，玉米醇溶蛋白、球蛋白-1、玉米19kD玉米醇溶蛋白(cZ19Bl)等。其它合適的組織優選啟動子或器官優選啟動子包括來自歐洲油菜的油菜籽蛋白基因啟動子(美國專利號5,608,152)、來自蠶豆(Viciafaba)的USP啟動子(Baeumlein等，1991，Mol.Gen.Genet.225(3):459-67)、來自擬南芥的油質蛋白啟動子(PCT申請號WO98/45461)、菜豆(Phaseolusvulgaris)的菜豆蛋白啟動子(美國專利號5，504，200)、來自芸苔屬的Bce4啟動子(PCT申請號WO91/13980)或豆科植物B4啟動子(LeB4;Baeumlein等，1992，PlantJournal，2(2):233-9)以及在單子葉植物如玉米、大麥、小麥、黑麥、稻等內賦予種子特異性表達的啟動子。待提到的合適啟動子是來自大麥的lpt2或lptl基因啟動子(PCT申請號WO95/15389和PCT申請號WO95/23230)或在PCT申請號WO99/16890內描述的那些啟動子(來自大麥的大麥醇溶蛋白基因、稻的谷蛋白基因、稻的水稻素基因、稻的谷醇溶蛋白基因、小麥的麥醇溶蛋白基因、小麥的谷蛋白基因、燕麥的谷蛋白基因、高粱的kasirin基因和黑麥的棵麥醇溶蛋白基因內的啟動子)。用於本發明表達盒內的其它啟動子包括，但不限於主要葉綠素a/b結合蛋白啟動子、組蛋白啟動子、Ap3啟動子、p-伴大豆球蛋白啟動子、油菜籽蛋白啟動子、大豆凝集素啟動子、玉米15kD玉米醇溶蛋白啟動子、22kD玉米醇溶蛋白啟動子、27kD玉米醇溶蛋白啟動子、^玉米醇溶蛋白啟動子、蠟質、Shrunkenl、Shrunken2和bronze啟動子、Zml3啟動子(美國專利號5,086,169)、玉米多聚半乳糖醛酸酶啟動子(PG)(美國專利號5,412,085和5，545，546)和SGB6啟動子(美國專利號5,470,359)以及合成性啟動子或其它的天然啟動子。植物內控制異源性基因表達的額外靈活性可以通過使用來自異質來源的DNA結合結構域和應答元件(即來自非植物來源的DNA結合結構域)而得到。此種異源性DNA結合結構域的實例是LexADNA結合結構域(Brent和Ptashne，1985，Cell43:729-736)。本發明還提供包含本發明的MTPDNA分子的重組表達載體，其中所述的MTPDNA分子以反義方向克隆至該表達載體內。也就是說，該DNA分子以如此方式與調節序列有效連接，其中所述的方式允許(通過DNA分子的轉錄)對MTPmRNA為反義的RNA分子表達。可以選擇與在反義方向上克隆的核酸分子有效連接的指導反義RNA分子在多種細胞類型中持續表達的調節序列。例如，可以選擇指導反義RNA組成型表達、組織特異性表達或細胞類型特異性表達的病毒啟動子和/或增強子或調節序列。反義表達載體可以是其中在高效調節區域控制下產生反義核酸的重組質粒、噬菌粒或減毒病毒形式。調節區域的活性可以通過向其中導入載體的細胞類型加以測定。對於使用反義基因調節基因表達的討論，見Weintraub，H.等，1986，AntisenseRNAasamoleculartoolforgeneticanalysis,Reviews畫TrendsinGenetics,第一巻(l)和Mol等，19卯,FEBSLetters268:427-430。本發明的另一方面涉及向其中已導入本發明的重組表達載體的宿主細胞。術語"宿主細胞"和"重組的宿主細胞"在本文中可交換使用。應當理解此類術語不僅指特定的主題細胞，它們還適用於此類細胞的子代或有活力的子代。因為某些修飾可以在後續世代內因突變或環境影響而出現，故此類子代實際上可能與親代細胞不完全相同，但是仍包含在如本文中所用的術語的範圍內。宿主細胞可以是任何的原核細胞或真核細胞。例如，MTP可以在細菌細胞如穀氨酸棒狀桿菌、酵母、大腸桿菌、昆蟲細胞、真菌細胞或哺乳動物細胞(如中國倉鼠卵巢細胞(CHO)或COS細胞)、藻類、纖毛蟲、植物細胞、真菌或其它微生物如穀氨酸棒狀桿菌內表達。其它合適的宿主細胞是本領域技術人員已知的。本發明的宿主細胞如培養的原核宿主細胞或真核宿主細胞可以用來產生(即表達)MTP。因此，本發明還提供用於使用本發明的宿主細胞產生MTP的方法。在一個實施方案中，此方法包括在合適培養基內培養本發明的宿主細胞(已經向其中導入編碼MTP的重組表達載體或其中基因組內已經導入編碼野生型MTP或變異MTP的基因)直至產生MTP。在另一個實施方案中，該方法還包括從培養基或宿主細胞中分離MTP。本發明的另一方面涉及分離的MTP及其生物活性部分。"分離的"或"純化的"多肽或其生物活性部分在通過重組DNA技術產生時，基本不含某些細胞性材料，或通過化學合成時，基本上不含化學前體或其它化學品。語詞"基本上不含細胞性材料"包括這樣的MTP製品，在該MTP製品中多肽與從其中天然或重組地產生該多肽的細胞的某些細胞成分是分開的。在一個實施方案中，語詞"基本不含細胞材料"包括這樣的MTP製品，該MTP製品具有小於約30%(千重)的非MTP材料(本文中也稱作"雜質多肽，，)、更優選地小於約20%的非MTP材料、仍更優選地小於約10%的非MTP材料並且最優選地小於約5%的非MTP材料。本文中所述的核酸分子、多肽、多肽同系物、融合多肽、引物、載體和宿主細胞可以用在一種或多種如下方法中鑑定如表1第2列內所提供的任意生物及相關生物；與如表1第2列內所提供任意生物相關的生物的基因組作圖；鑑定和定位如表1第2列內所提供的任意生物的目的序列；演化研究；確定功能所需要的MTP區域；調節MTP活性；調節一種或多種細胞功能的代謝；調節一種或多種化合物的跨膜轉運；調節脅迫抗性以及調節MTP核酸的表達。在這些方法的一個實施方案中，MTP作為膜轉運蛋白發揮作用。本發明的MTP核酸分子具有多種用途。最重要的是本發明的核酸和M酸序列可以用來轉化植物，特別是作物植物，因而導入對脅迫如乾旱、高鹽度和寒冷的耐受性。本發明因此提供由MTP核酸轉化的轉基因植物，其中與植物的野生類型品種相比，核酸序列在植物內的表達引起增加的根生長和/或環境脅迫耐受性。轉基因植物可以是單子葉植物或雙子葉植物。本發明還提供轉基因植物可以例如選自玉米、小麥、黑麥、燕麥、黑小麥、稻、大麥、高粱、黍、甘蔗、大豆、花生、棉花、歐洲油菜、卡諾拉油菜、木薯、辣椒、向日葵、萬壽菊、茄科植物、馬鈴薯、菸草、茄子、番茄、蠶豆屬物種、豌豆、苜蓿、咖啡、可可、茶、柳屬植物、油棕櫚、椰子、多年生禾草和飼料作物。尤其，本發明描述使用編碼MTP的核酸的表達以改造具有增加的根生長和/或增加的產量或耐乾旱、耐鹽和/或耐寒冷的植物。這種策略已經使用AtAGRl(SEQIDNO:l)在鼠耳芥和玉米內得到證實，但是該策略的應用不限於該種基因或這些植物。因此，本發明提供含有如在表1第4列內提供的任意SEQIDNO內定義的MTP的轉基因作物植物，其中植物具有增加的根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性，其中所述的環境脅迫選自乾旱、增加的鹽、減少或增加的溫度中的一種或多種。在優選的實施方案中，環境脅迫是乾旱，在其它的優選實施方案中，增加的根生長是根長度的增加，優選地是在水限制性條件下根長度的增加。本發明還提供產生含有編碼MTP的核酸的轉基因植物的方法，其中與植物的野生類型品種相比，核酸在植物內的表達導致增加的根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性，所述方法包括(a)將包含MTP核酸的表達載體導入植物細胞，並(b)從該植物細胞中產生這樣的轉基因植物，其與植物的野生類型品種相比，具有增加的才艮生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性。植物細胞包括，但不限於原生質體、產生配子的細胞以及再生成完整植物的細胞。如本文中所用，術語"轉基因的，，指含有至少一種重組多核苷酸的全部或部分的任意植物、植物細胞、愈傷組織、植物組織或植物部分。在很多情況下，重組多核苷酸的全部或部分穩定地整合到染色體內或整合到穩定的染色體外元件內，以至於將它傳遞到後續世代內。在優選的實施方案中，MTP核酸編碼包含如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO的多肽的蛋白質。本發明還提供調節植物的根生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性的方法，包括調節編碼MTP的核酸在植物內的表達。植物的根生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性可以如所實現的那樣，分別通過增加或減少MTP的表達而增加或減少。優選地，；f艮生長和/或產量和/或環境脅迫耐受性因增加MTP的表達而增加。MTP的表達可以通過本領域^支術人員已知的任何方法進行調節。可以使用增加MTP表達的方法，其中植物是轉基因植物或非轉基因植物。在當植物是轉基因植物時的情況下，植物例如可以用載體進行轉化，其中所述的載體含有任意如上所述的編碼MTP的核酸，或植物可以用啟動子進行轉化，其中所述的啟動子指導天然MTP在植物內的表達。本發明提供此種啟動子可以是組織優選性啟動子、發育調節性啟動子、脅迫誘導性啟動子或其組合。或者，非轉基因植物可以具有通過誘導天然啟動子進行調節的天然MTP表達。如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所定義的MTP在靶植物內的表達可以通過，但不限於如下實例之一得以實現(a)組成型啟動子、(b)脅迫誘導型啟動子、(c)化學誘導型啟動子和(d)工程化啟動子過量表達，例如用例如鋅指衍生性轉錄因子(Greisman和Pabo，1997，Science275:657)。在優選的實施方案中，MTP的轉錄使用如Greisman和Pabo，1997，Science275:657內所述並由SangamoBiosciences,Inc.製造的鋅指矛汙生't生轉錄因子(ZFP)進行調節。這些ZFP包含DNA識別結構域和引起單巴核酸如MTP核酸激活或阻遏的功能性結構域。因此，可以產生這樣的激活性ZFP及阻遏性ZFP,其中所述的ZFP特異性地識別以上所述的MTP啟動子並且用來增加或減少植物內的MTP表達，因而調節植物的產量和/或脅迫耐受性。本發明還包括鑑定靼植物內如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所定義的編碼MTP的核酸的同系物，以及此同系物的啟動子。本發明還提供與宿主細胞的野生型品種相比，增加目的基因在宿主細胞內表達的方法，其中目的基因應答於MTP而被轉錄，所述方法包括(a)以包含編碼MTP的核酸的表達載體轉化宿主細胞，(b)在宿主細胞內表達MTP，因而與宿主細胞的野生型品種相比，增加應答於MTP而轉錄的基因的表達。除導入MTP核^列至轉基因植物內之外，這些序列還可以用來鑑定生物，如表l第2列內提供的任意生物，或其近親。此外，這些序列可以用來鑑定如表l第2列內提供的任意生物或其親屬在生物混合群體內的存在。本發明涉及來自如表1第2列內提供的任意生物中的眾多基因的核酸序列；通過以如此探針在嚴格條件下探測單一生物群體或混合生物群體的培養物的提取的基因組DNA，可以確定該種生物是否存在，其中所述的探針覆蓋對表l的相應生物而言為獨特的特定基因的區域。此外，本發明的核酸分子和多肽分子可以充當對基因組特定區域的標記。這不僅用於基因組作圖，而且也用於此基因組所編碼的多肽的功能性研究中。例如為鑑定基因組內與特定生物的DNA結合性多肽結合的區域，生物的基因組被消化，並且將片段與這種DNA結合性多肽溫育。結合該外地檢測。這種核酸分子對基因組片段的結合能夠使該片段定位於此種生物的基因組圖內，並且當用不同酶多次實施時，有助於迅速確定結合該多肽的核酸序列。此外，本發明的核酸分子可以與相關物種的序列充分相同，以至於這些核酸分子可以充當標記用於在相關植物內構建基因組圖。本發明的MTP核酸分子還用於進化研究和多肽結構研究。其中涉及本發明分子的膜轉運過程可以由類型廣泛的原核細胞和真核細胞利用；通序列，可以評估生物的進化相關性。類似地，此種比較允許評估序列的哪些區域保守和哪些區域不保守，這可能有助於確定多肽內對酶功能是必需的那些區域。這種類型的確定對於多肽工程研究是極有價值的，並且可以提供多肽可以耐受何種誘變而不喪失功能的線索。操作本發明的MTP核酸分子可以導致產生具有不同於野生型MTP的功能性差異的MTP。這些多肽可以在效率或活性方面得到改良，可以在細胞中以高於細胞內通常具有的量存在，或可以在效率或活性方面降低。存在藉此對本發明MTP的改變可以直接影響根生長和/或產量和/或脅迫應答和/或脅迫耐受性的眾多機制。在表達MTP如AGR1的植物的例子中，AGR1除了在根伸長區的皮層細胞和表皮細胞中作為生長素外流載體蛋白發揮作用之外，還在其它細胞內作為生長素外流載體蛋白發揮作用，因而尤其改善根內的生長素運輸效率，引起根長度的增加和植物改善的水利用效率。植物、穀氨酸棒狀桿菌、真菌、藻類或纖毛蟲內的遺傳修飾對根生長和/或脅迫耐受性的影響可以通過在劣於適宜的環境下培育改良的微生物或植物並隨後分析植物的生長特徵和/或代謝而進行評估。此類分析技術是本領域技術人員眾所周知的，並包括乾重、溼重、多肽合成、糖類合成、脂類合成、蒸發蒸騰速率、總體植物和/或作物產量、開花、繁殖、結種、根生長、呼吸速率、光合作用速率等(ApplicationsofHPLCinBiochemistryin:LaboratoryTechniquesinBiochemistryandMolecularBiology,第17巻；Rehm等，1993Biotechnology,第3巻，第三章Productrecoveryandpurification,第469-714頁，VCH:Weinheim;Belter,P.A.等，1988，Bioseparations:downstreamprocessingforbiotechnology,JohnWileyandSons;Kennedy,J.F.和Cabral，J.M.S.，1992，Recoveryprocessesforbiologicalmaterials,JohnWileyandSons;Shaeiwitz,J.A.和Henry,J.D.,1988,Biochemsicalseparations,在Ulmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry中，第B3巻，第11章，第1-27頁，VCH:Weinheim;和Dechow，F.J.,1989，Separationandpurificationtechniquesinbiotechnology,NoyesPublications)。例如，包含本文中公開的核酸或其片段的酵母表達載體可以加以構建並使用標準方案轉化至釀酒酵母內。得到的轉基因細胞隨後可以就喪失或改變其增加的生長及對乾旱脅迫、鹽脅迫和溫度脅迫增加的耐受性進行分析。類似地，包含本文中公開的核酸或其片段的植物表達載體可以加以構建並使用標準方案轉化至適宜的植物細胞，如擬南芥、大豆、油菜、玉米、小麥、蒺藜苜蓿等。得到的轉基因細胞和/或衍生自其中的植物隨後可以就喪失或改變其增加的生長及對乾旱脅迫、鹽脅迫和溫度脅迫增加的耐受性進行分析。此外，本文中公開的序列或其片段可以用來在多種生物如細菌、哺乳動物細胞、酵母細胞和植物細胞的基因組內產生敲除突變(Girke，T.，1998，ThePlantJournal15:39-48)。得到的敲除細胞隨後可以就其耐受多種脅迫條件的能力或潛能、它們對多種脅迫條件的應答以及突變對表型和/或基因型的影響進行評估。用於基因失活的其它方法，見美國專利號6,004,804"Non國ChimericMutationalVectors"和Puttaraju等，1999，Spliceosome-mediatedRNAtrans-splicingasatoolforgenetherapy,NatureBiotechnology17:246-252。前述對於MTP所提及增加的根生長和/或產量和/或脅迫耐受性的誘變策略不意圖是限制性的；本領域技術人員將容易地明白這些策略的變例。利用此類策略並包括本文中所公開的機制，本發明的核酸和多肽分子可以用來產生表達突變的MTP核酸和多肽分子的藻類、纖毛蟲、植物、真菌或其它微生物如穀氨酸棒狀桿菌，以至於根生長和/或脅迫耐受性得到改善。本發明還提供與如本文中描述的核酸所編碼的MTP或其部分特異性結合的抗體。抗體可以通過眾多眾所周知的方法(見例如Harlow和Lane,"Antibodies;ALaboratoryManual",ColdSpringHarborLaboratory,ColdSpringHarbor,NewYork，(1988))產生。簡而言之，純化的抗原可以以足夠激發免疫應答的量及間隔期注射至動物。可以直接純化抗體，或可以從動物中獲得脾臟細胞。該細胞隨後可以與永生細胞系融合併對抗體分泌進行篩選。抗體可用來篩選核酸克隆文庫以獲得分泌抗原的細胞。那些陽性克隆隨後可以進行測序(見例如，Kelly等，1992，Bio/Technology10:163-167;Bebbington等，1992，Bio/Technology10:169-175)。短語與多肽的"選擇性結合"和"特異性結合"指在多肽的異質群體和其它生物內決定該多肽存在的結合反應。因此，在指定的免疫測定條件下，與特定多肽結合的指定抗體不以明顯的量與存在於樣品內的其它多肽結合。抗體在如此條件下的選擇性結合可能需要因其對特定多肽的特異性而被選擇的抗體。多種免疫測定模式可以用來選擇與特定多肽選擇性結合的抗體。例如固相ELISA免疫測定常規地用來選擇與多肽發生選擇性免疫反應的抗體。見Harlow和Lane,"Antibodies,ALaboratoryManual,"ColdSpringHarborPublications,NewYork，(1988)對可以用來確定選擇性結合的免疫測定模式和條件的描述。在某些情況下，需要製備來自多種宿主的單克隆抗體。對製備此類單克隆抗體的技術的描述可以在Stites等編輯，"Basic和ClinicalImmunology，"(LangeMedicalPublications,LosAltos,Calif"第五版和及其中引用的參考文獻)及在Harlow和Lane,"Antibodies,ALaboratoryManual,，，ColdSpringHarborPublications,NewYork，(1988)中找到。在本申請通篇範圍內，參考了多種公開文獻。所有這些公開文獻和這些公開文獻內所引用的參考文獻的公開內容完整地在本文中通過參考引用至本申請內，旨在充分描述本發明所涉及的當前技術水平。還應當理解前述內容涉及本發明的優選實施方案並且可以在其中作出多種改變和變化而不脫離本發明的範圍。本發明通過如下實施例得以進一步說明，這些實施例無論如何不得解釋為限制本發明的範圍。相反，應當清楚地理解在閱讀本文中的描述後，其它多種實施方案、修改及其等效物對本領域技術人員可以是顯而易見的，而不脫離本發明精神和/或後續權利要求書的範圍。實施例實施例1從植物材料中分離總DNA用於總DNA分離的細節涉及lg鮮重的植物材料。所用的材料包括如下緩沖液CTAB緩衝液2%(w/v)N-十六烷基-N，N，N-三甲基溴化銨(CTAB);lOOmMTrisHClpH8.0;1.4MNaCl;20mMEDTA;N-月桂基肌氨酸緩衝液10%(w/v)N-月桂基肌氨酸；lOOmMTrisHClpH8.0和20mMEDTA。將植物材料在液氮下在研缽內研碎以產生精細粉末並轉移到2mlEppendorf容器內。凍結的植物材料隨後用一層lml分解緩衝液(lmlCTAB緩沖液、100^1的N-月桂基肌氨酸緩衝液、20jil卩-巰基乙醇和lOjil的10mg/ml蛋白酶K溶液)覆蓋並在60。C溫育1小時，連續振搖。將獲得的勻漿分配至2隻Eppendorf容器(2ml)內並通過與等體積氯仿/異戊醇(M:l)一起振搖而提取兩次。對於相分離，在每一情況下在8000xg並在室溫實施離心15分鐘。DNA隨後使用冰冷的異丙醇在-70'C澱析30分鐘。澱析的DNA在4。C和10，000xg沉澱30分鐘並重懸於180jil的TE緩衝液內(Sambrook等，1989，ColdSpringHarborLaboratoryPress:ISBN0-87969-309-6)。為進一步純化，DNA用NaCl(1.2M終濃度)處理並使用2倍體積無水乙醇在-70。C再次澱析30分鐘。在用70%乙醇的洗滌步驟後，將DNA乾燥並隨後溶解於50nl的H20+RNA酶(50mg/ml終濃度)內。DNA在4。C溶解過夜並且隨後在37°C實施RNA酶消化1小時。DNA在4°C貯藏。實施例2從擬南芥植物材料中分離總RNA和cDNAAtAGRl使用RNA微量分離試劑盒(Qiagenkit),按照製造商推薦，通過從擬南芥葉中製備RNA而得以分離。如下文所述實施cDNA的逆轉錄反應和擴增。1.在10jilDNA酶反應物內使用2nl的RNA(0,5-2.0ng)製備物，將管轉移到37°C持續15分鐘，添加lpl25mMEDTA並隨後將反應物加熱至65。C持續15分鐘。a.緩衝液(10X:200mMTris，500mMKCl，20mMMgCl2)—ljilb.RNA-2plc.DNA酶(10U/nl)-lnld.H20-6pl2.在室溫反應中使用1^1上述的反應物，並加熱至65°C持續5分鐘。a.DNA酶消化的RNA(0.025-0.1fig，取決於初始量)-lnlb.lOmMdNTP-lplc.引物(10jiM)-lnld.H20-直至lOjil3.在單獨的管內用這些試劑製備反應混合物a.SuperscriptIIRT緩衝液(10X)-2jdb.25mMMgCl2—4jilc.DTT(0.1M)-2fild.無RNA酶的RNA酶抑制劑(40U/fil)-lnl4.添加9jil反應混合物至變性的RNA溶液，並在42°C維持2分鐘。5.添加1nlSuperScriptIIRT(50U/jil)，並在42。C溫育50分鐘。6.在70°C終止反應15分鐘。7.任選添加ljilRNA酶H至反應物內以除去RNA。8.根據需要使用1-2fil新鮮cDNA開展PCR。收穫組織、分離RNA和構建cDNA文庫在多種條件和處理下培育作物植物，並且在多種發育期中收穫不同的組織。植物生長和收穫以策略性方式進行，以至使在至少一個或多個產生的文庫內收穫全部的可表達基因的可能性最大化。如上所述從收集的每種樣品中分離mRNA並構建cDNA文庫。在文庫產生過程中不使用擴增步驟，旨在使樣品內基因的冗餘度最小化並保留表達信息。全部文庫從在寡聚dT柱上純化的mRNA中以3，方式生成。隨機從轉化至大腸桿菌的cDNA文庫內杏lL取菌落並將菌落置於孩i量滴定平板內。cDNA插入物的PCR擴增和點樣PCR擴增來自微量滴定平板內每個克隆的cDNA插入物。質粒DNA分離自大腸桿菌菌落並隨後點樣於尼龍膜上。在樣品點樣至尼龍膜之前，無需純化步驟。實施例3AtAGRl的克隆使用如實施例2中描述的分離的cDNA以通過RT-PCR克隆AtAGRl基因。使用如下引物正向引物是5，國GGGGTCGACCAAAATGATCACCGGCAAAGAC-3，(SEQIDNO:126)。反向引物是5，-GGGTTAATTAACTTAAAGCCCCAAAAGAACGTA畫3'(SEQIDNO:127)。用於擴增的PCR反應包括1xPCR緩沖液、0.2mMdNTP、100ng鼠耳芥DNA、25pmo1反向引物、2.5單位Pfu或HerculaseDNAPCR根據標準條件並根據製造商手冊(Sambrook等，1989，Molecularcloning,ALaboratoryManual,第二版，ColdSpringHarborLaboratoryPress,ColdSpringHarbor,NY，BiometraT3Thermocycler)開展。用於反應的參數是在94。C上3分鐘，l個循環；隨後是在94°C上30秒、在55°C上30秒和在72°C上1.5分鐘，25個循環。將擴增的片段隨後用QIAquick凝膠提取試劑盒(Qiagen)從瓊脂糖凝膠中提取出來並按照製造商說明，連接至TOPOpCR2.1載體(Invitrogen)。重組載體使用標準條件((Sambrook等1989.Molecularcloning,ALaboratoryManual,第二版,ColdSpringHarborLaboratoryPress,ColdSpringHarbor,NY))轉化至Topl0細胞(Invitrogen)。轉化的細胞在含有100ftg/ml羧千西林、0.8mgX-gal(5-溴-4-氯-3-P引咮基-P-D-半乳糖苷)和0.8mgIPTG(異丙基琉代-p-D-半乳糖苷)的LB瓊脂上在37。C過夜培育加以選擇。選擇白色菌落並用來接種含有100jig/ml氨千青黴素的3ml液體LB並在37。C過夜培育。使用QIApr印Spin微量製備試劑盒(Qiagen)按照製造商說明書提取質粒DNA。根據標準分子生物學技術開展對後續克隆的分析以及限制性酶作圖(Sambrook等，1989,MolecularCloning,ALaboratoryManual,第二版，ColdSpringHarborLaboratoryPress,ColdSpringHarbor,N.Y.)。對克隆測序，證實已克隆基因的身份與提交至鼠耳芥資料庫內的序列(SEQIDNO:l)相同。推導的AtAGRl胺基酸序列示於SEQIDNO:2。AtAGRl基因隨後克隆至雙元載體並在超級啟動子(Supperpromoter)控制下表達(圖3)。超級啟動子是組成型的，然而是根偏好性的(美國專利號5,428,147和5，217，卯3)。實施例4擬南芥植物轉化轉基因鼠耳芥(Col)植物通過浸入浸潤法(Bechtold等，1993，"InplantaAgrobacterium-mediatedgenetransferbyinfiltrationofadultArabidopsisthalianaplants,"C.R.Acad.Sci.ParisLifeSci.316:1194-1199)產生。雙元載體使用電穿孔法轉化至農桿菌菌林C58C1或pMP卯內。培育轉化的農桿菌培養物，並將細菌重懸於浸入浸潤法培養基(1/2MS、5%蔗糖、0.5mg/mlMES，pH5.7並含有添加的200ppmSilwetL-77(LehleSeeds))。使用每種培養物以通過將花盆浸入重懸的農桿菌培養物內各5分鐘而轉化3缽大約5周齡的ColO擬南芥植物。植物隨後在標準擬南芥條件(23。C白晝/20。C夜晚，18小時白晝和65%溼度)下培育至結種子。在平板上使用100nMPursuit(BASF)篩選T1種子。篩選轉化的植物Tl種子根據標準方法(Xiong等，1999，PlantMolecularBiologyReporter17:159-170)消毒。種子在含有0.6%瓊脂並以1%蔗糖和2fig/ml苯菌靈(Sigma畫Aldrich)補充的1/4Murashige和Skoog培養基(MS)(Sigma-Aldrich)上選擇。種子在平板上在4°C觀察4日。使種子在人工氣候室內在空氣溫度22。C和光密度40micromols-1"12(白色光；PhilipsTL65W/25螢光燈管)以及16小時光照和8小時黑暗的日長度周期下萌發。轉化的幼苗在14日後進行選擇並轉移至補充0.6%瓊脂、1%蔗糖的%MS培養基上並且允許恢復5日至7曰。T2世代的種子用於在土壤內和在體外的植物根分析。實施例5轉化的擬南芥植物的體外根分析對於轉化植物的體外根分析，使用尺度12cmxl2cm的正方形平板。對於每個平板，使用無選擇劑的52mlMS培養基(0.5xMS鹽、0.5%蔗糖、0.5g/LMES緩衝液、1%植物瓊脂)。允許平板在無菌臺內乾燥l小時以減少將來的固縮。種子等分試樣在玻璃瓶內用乙醇消毒5分鐘，隨後除去乙醇並允許種子在無菌臺內乾燥l小時。種子使用VacuseedDevice(Lehle)點播在平板上。在實IH殳計中，每個平板含有野生型植物和AtAGRl轉基因植物。因此，每一林系總是與生長在同一平板中的對照比較以計算微環境變量。在種子點播於平板上後，平板用Ventwrap包裹並垂直地放置在擱架內，在4°C黑暗中持續4日以層積處理種子。將平板轉移至C5Percival生長室並垂直放置14日。生長室條件是23。C白晝/21。C夜晚，以及16小時白天/8小時黑夜。為數據收集，使用高解析度平板掃描儀。使用WinRhizo軟體包完成根分析。為體外分析，將根測量為萌發14日後主根的長度。這對應於擬南芥生態型CW"附&Vi的4至6葉期。觀察到的任何差異可能指示根長度的生長速率差異，但還可以反映最終的根生長。這些實驗的結果還在基因水平上加以分析。為此，將全部植物根長度對全部轉基因林系進行平均化並與野生型植物的平均值比較。靶向NOS終止子的轉基因的存在和事件的拷貝數在實時PCR中確定。用於該分析的NOS引物是正向引物5，-TCCCCGATCGTTCAAACATT畫3，(SEQIDNO:128)，反向引物5'國CCATCTCATAAATAACGTCATGCAT國3，(SEQIDNO:129)。反應在96孔光學平板(AppliedBiosystems，4314320)內運行，並且內源性對照反應和目的基因反應在同一塊平板內同時運行。製備用於兩種引物組的主混合物。用於鑑定法的主混合物和96孔平板應當保持在水上。計算用於52個的反應，這適用於利用多通道加樣器的半個平板。使用Eurogentec試劑盒(目錄號RTSNRT032X-1)，並且j吏用製造商推薦方法準備反應物。使用GeneAmp5700運行反應並收集數據。結果我們的結果顯示在平板內評估的AtAGRl轉基因植物具有較長的根表型。圖4A顯示基於每抹系的在垂直平板內所培育植物的結果。與野生型對照植物的才M目比，大部分篩選的AtAGRl轉基因抹系表現出較長的根表型。在抹系5、7、9、10和11內更清楚地觀察到該表型。如圖4B內所見，AtAGRl轉基因植物的基因水平分析證實AtAGRl植物表現增加的根長度表型，基於此分析，AGRl轉基因擬南芥植物表現29.3%的根長度增加。實施例6轉化的擬南芥植物的土壤根分析為土壤根分析，種子在4。C於水中吸漲2日並不加選擇而直接種植在土壤裡。使用在底部具有飽和的泥炭球(Jiffy727)的Deepots(HummertD40)並填滿水飽和的Metromix。在種植後，花盆用塑料外罩覆蓋以防止變幹。植物使用僅存在於培養基製備物內的水進行培育，因為在這些大花盆內土壤中的水足夠用於3周生長並且促進快速的根生長。在12日後移走花盆的塑料外罩並記錄形態學數據。在第17日。收穫植物的地上部分，在65°C乾燥2日並測量乾重。為檢查根，將泥炭球推向花盆的頂部以移出作為一個整體的土壤和根。隨後在淺盤內分開土壤與根並測量最大根長度。為確定根表型對轉基因植物地上部分的影響，測量葉叢的乾重並與野生型植物進行比較。結果如上所述也在土壤內評估AtAGRl林系的根。結果表明當植物在土壤內培育時，轉基因植物表現較長的根表型(圖5和6)。通常，所分析的全部AtAGRl林系在基於土壤的鑑定法中表現增加的生長。抹系4、7、8、9、10和11顯示根長度的最大增加(圖5)。圖6顯示AtAGRl基因整體表現的ANOVA，表明AtAGRl轉基因植物比野生型對照明顯表現更好。測量葉叢乾重，並且結果的ANOVA分析示於圖7。在轉基因植物與野生型對照之間未觀察到顯著差異。因此，葉叢生物量似乎不受AtAGRl基因過量表達的影響。實施例7鑑定AtAGRl的同系物本發明中所用的算法包括FASTA(具有統計顯著性估計的極其敏感的序列資料庫搜索工具；PearsonW.R.，1990，RapidandsensitivesequencecomparisonwithFASTPandFASTA.MethodsEnzymol.183:63-98);BLAST(具有統計顯著性估計的極其敏感的序列資料庫搜索工具。AltschulS.F.等,Basiclocalalignmentsearchtool,JournalofMolecularBiology215:403-10);PREDATOR(從單個序列和多重序列中高度精確地預測二級結構。Frishman，D.和Argos，P.，1997，75%sccuracyinproteinsecondarystructureprediction.Proteins,27:329-335);CLUSTALW(多重序列比對法；Thompson,J.D.等，1994,CLUSTALW(improvingthesensitivityofprogressivemultiplesequencealignmentthroughsequenceweighting,positions-specificgappenaltiesandweightmatrixchoice,NucleicAcidsResearch,22:4673-4680);TMAP(從多重比對的序列中預測跨膜區；Persson,B.和Argos，P.，1994，Predictionoftransmembranesegmentsinproteinsutilizingmultiplesequencealignments.J.Mol.Biol.237:182-192);ALOM2(從單個序列中預測跨膜區。Klein,P.等，Predictionofproteinfunctionfromsequenceproperties:Adiscriminateanalysisofadatabase.Biochim.Biophys.Acta787:221-226(1984)。由Dr.K.Nakai提供版本2);PROSEARCH(PROSITE蛋白質序列模式檢測。Kolakowski等，1992，ProSearch:fastsearchingofproteinsequenceswithregularexpressionpatternsrelatedtoproteinstructureandfunction.Biotedmiques13，919-921);BLIMPS(對非空位性區段的資料庫的相似性搜索。Wallace和Henikoff，1992);PATMAT(用於序列、模式和區段詢問和資料庫的搜索和提取程序，CABIOS8:249-254。由BillAlford編制)。在公共資料庫和專利資料庫內找到了AtAGRl基因的同系物。評估這些同系物以確定與AtAGRl的關聯水平。使用來自算法BLAST家族的tblastn程序以〗更將AtAGRl蛋白質序列與在全部六種可讀框下所翻譯的專利作物資料庫比較。在每種作物文庫內均找到了具有顯著同源性的序列。與AtAGRl相比，在每種序列胺基酸水平上的序列同一性百分數示於表1的第5列中。實施例8通過過量表達JG/W基因而改造大豆植物大豆的種子用70%乙醇在室溫(連續振搖)表面消毒4分鐘，隨後由補加0.05%(v/v)Tween的20%(v/v)CLOROX(連續振搖)表面消毒20分鐘。隨後種子用蒸餾水淋洗4次並在室溫放置在培養臟內的潤溼無菌濾紙上6至39小時。剝掉種皮，並將子葉與胚軸分離。檢查胚軸以確保未損傷分生組織。將切碎的胚軸收集到半開口的無菌培養皿內並且在密封的培養皿內空氣乾燥至含溼量小於20%(鮮重)直至進一步利用。如此製備根瘤農桿菌培養物，即從含有適宜選擇劑的LB固體培養基中挑取單菌落，隨後在液體LB培養基內培育該單菌落至600nm光密度0.8。隨後，將細菌培養物在7000轉/分鐘在室溫沉澱7分鐘並重懸於補充100nM乙醯丁香酮的MS培養基內。使用前，細菌培養物在這種預先誘導的培養基內室溫溫育2小時。含溼量大約15%的大豆合子性種子的胚軸在室溫以預先誘導的農桿菌懸浮培養物浸滲2小時。將胚從浸滲作用培養物內取出並轉移至含有補充2%蔗糖的固體MS培養基的培養皿內並在黑暗下室溫溫育2日。或者，將胚放置於培養皿內潤溼(液體MS培養基)的無菌濾紙表面並在如上所述的相同條件下溫育。在此段時間後，將胚轉移至補充500mg/L羧千西林或300mg/L頭孢噻肟的固體MS培養基或液體MS培養基以殺死農桿菌。液體培養基用來溼潤無菌濾紙。胚在4周期間在25。C於150ftmo1m、ec"和12小時的光周期下溫育。一旦幼苗產生根，將它們轉移到無菌Metro-Mix土壤內。在轉移植物至土:t裒前，洗掉體外植物的培養基。植物在塑料罩下保持l周以促進適應過程。隨後，將植物轉移至生長室，在那裡植物在25°C於150jimo1m、ec"和12小時的光周期下溫育約80日。對轉基因植物篩選其改良的根生長和/或脅迫耐受性，證實轉基因表達賦予增加的根生長、脅迫耐受性和/或增加的水利用效率。實施例9通過過量表達」GiW基因而改造歐洲油菜/卡諾拉油菜植物本文中所述的植物轉化方法適用於芸莒屬作物和其它作物。卡諾拉油菜的種子用70。/。乙醇在室溫(連續振搖)表面消毒4分鐘，隨後由補加0.05%(v/v)Tween的20%(v/v)CLOROX(連續振搖)表面消毒20分鐘。隨後種子用蒸餾水淋洗4次並在室溫放置在培養皿內的潤溼無菌濾紙上18小時。隨後去除種皮，並且種子在半開口的無菌培養i內空氣乾燥過夜。在此期間，種子喪失其大約85%的水含量。隨後種子在室溫貯存於密封的培養亞內直至進一步利用。DNA構建體和胚浸滲如實施例10內所描述。原代轉基因植物(To)的樣品通過PCR進行分析以證實T-DNA的存在。這些結果由Southern雜交證實，其中DNA在l%瓊脂糖凝膠上電泳並轉移到帶陽性電荷的尼龍膜(RocheDiagnostics)上。使用PCRDIG探針合成試劑盒(RocheDiagnostics)來通過PCR製備地高辛標記的探針並如製造商推薦加以使用。對轉基因植物篩選其改良的根生長和/或脅迫耐受性，證實轉基因表達賦予增加的根生長、脅迫耐受性和/或增加的水利用效率。實施例10通過過量表達v4GJW基因而改造玉米植物用Ishida等1996.NatureBiotch14745-50所述的方法開展以目的基因轉化玉米(ZeamaysL.)。將不成熟的胚與攜帶"超級雙元"載體的根瘤農桿菌共培養，並且通過器官發生法恢復轉基因植物。該方法提供2.5%至20。/。之間的轉化效率。對轉基因植物篩選其改良的根生長和/或脅迫耐受性，證實轉基因表達賦予增加的根生長、脅迫耐受性和/或增加的水利用效率。實施例11通過過量表達乂G7W基因而改造稻植物以目的基因對稻的轉化可以通過利用原生質體或粒子轟擊的直接基因轉移技術實施。原生質體介導性轉化已經描述用於日本型和印度型稻(Zhang等，PlantCellRep7:379-384(1988);Shimamoto等Nature338:274-277(1989);Datta等Biotechnology8:736-740(1990))。4吏用粒子轟擊法，兩種類型的稻也是可常規轉化的(Christou等Biotechnology9:957-962(1991))。對轉基因植物篩選其改良的生長和/或脅迫耐受性，證實轉基因表達賦予增加的^^生長、脅迫耐受性和/或增加的水利用效率。實施例12同源基因和異源基因的鑑定基因序列可以用來鑑定來自cDNA文庫或基因組文庫的同源基因或異源基因。同源基因(例如全長cDNA克隆)可以使用例如cDNA文庫通過核酸雜交得以分離。根據目的基因的豐度，將100,000直至l，OOO，OOO個重組噬菌體鋪板並轉移至尼龍膜。用鹼變性後，將DNA固定在尼龍膜上，例如通過紫外線交聯進行固定。雜交在高嚴格性條件下實施。在水溶液內，雜交和洗滌在1MNaCl離子強度和68°C溫度上開展。雜交探針例如通過放射性(32p)切口轉錄標記法(HighPrime,Roche,Mannheim,德國)產生。信號通過放射自顯影法檢測。條件和洗滌條件，以與如上所述方法類似的方式加以鑑定。對於水溶液雜交，離子強度通常保持在lMNaCl上，而同時溫度漸進性地從68。C降低至420C。分離僅在明顯的結構域(例如10-20個胺基酸)內具有同源性(或序列同一性/相似性)的基因序列可以通過使用合成性放射標記的寡核苷酸探針實施。放射標記的寡核苷酸探針通過用T4多核苷酸激酶使兩個互補的寡核苷酸的5'末端磷酸化而製備。將互補的寡核苷酸復性並連接以形成連環體。雙鏈的連環體隨後通過例如切口轉錄進行放射標記。通常在低嚴格性條件，使用高寡核苷酸濃度實施雜交.寡核苷酸雜交溶液6xSSC0.01M辨酸鈉lmMEDTA(pH8)0.5%SDS100jig/ml變性鮭精DNA0.1%脫脂乳雜交期間，溫度逐步降低到比估計的寡核苷酸Tm低5-10。C或降低至室溫，隨後實施洗滌步驟和放射自顯影。以低嚴格性開展洗滌，如使用4xSSC的3個洗滌步驟。更詳細的內容由Sambrook，J.等，1989，"MolecularCloning:ALaboratoryManual,"ColdSpringHarborLaboratoryPress或Ausubel，F.M.等，1994，"CurrentProtocolsinMolecularBiology,"JohnWiley&Sons描述。實施例13通過用抗體篩選表達文庫而鑑定同源基因cDNA克隆可以用來產生重組蛋白，例如在大腸桿菌(例如QiagenQIA表達pQE系統)內。重組蛋白隨後通常經M-NTA親和層析(Qiagen)得以親和純化。重組蛋白隨後用來(例如通過^f吏用用於兔免疫的標準技術)產生特異性抗體。如Gu等，1994，BioTechniques17:257-262所述，抗體使用以重組抗原飽和的M-NTA柱得到親和純化。這種抗體可以用來篩選表達cDNA文庫以便通過免疫篩選法鑑定同源基因或異源基因(Sambrook，J.等，1989,"MolecularCloning:ALaboratoryManual,"ColdSpringHarborLaboratoryPress或Ausubd，F.M.等，1994，"CurrentProtocolsinMolecularBiology,"JohnWiley&Sons)。實施例14體內誘變微生物的體內誘變可以通過在遺傳信息完整性的維持能力受到破壞的大腸桿菌或其它生物(例如芽孢桿菌或酵母如釀酒酵母)內傳代質粒而實施。常見增變菌林在用於DNA修復系統的基因(例如mutHLS、mutD、mutT等，見Rupp，W.D，，1996，DNArepairmechanisms,在EscherichiacoliandSalmonella的第2277-2294頁，ASM:Washington.)內具有突變。此類菌林是本領域技術人員眾所周知的。此類菌抹的用途例如在Greener,A.和Callahan,M.，1994，Strategies7:32-34內得到說朋。突變的DNA分子至植物的轉移優選地在選擇並在微生物內檢驗後完成。轉基因植物根據本文件的實施例部分內的多種實施例產生。實施例15體外分析轉基因生物內擬南芥基因的功能酶的活性及動力學參數的測定在本領域內已充分建立。測定任意給定變異酶的活性的實驗必須適合於野生型酶的特定活性，這完全在本領域4支術人員的能力範圍內。關於酶的一般綜述以及有關結構、動力學、原理、方法、應用的具體細節及測定眾多酶活性的實例可以在如下參考文獻內找到Dixon,M.和Webb,E.C.，1979，Enzymes.Longmans:London;Fersht，1985，EnzymeStructureandMechanism.Freeman:NewYork;Walsh,1979，EnzymaticReactionMechanisms.Freeman:SanFrancisco;Price,N.C.，Stevens,L，1982,FundamentalsofEnzymology.OxfordUniv.Press:Oxford;Boyer，P.D.編輯,1983，TheEnzymes,第3版AcademicPress:NewYork;Bisswanger,H.，1994，Enzymkinetik,第2版VCH:Weinheim(ISBN3527300325);編者Bergmeyer,H.U.，Bergmeyer，J.,Grafil，M.，1983-1986，MethodsofEnzymaticAnalysis,第3版,第I畫XII巻，VerlagChemie:Weinheim和Ullmann，sEncyclopediaofIndustrialChemistry,1987，第A9巻，Enzymes.VCH:Weinheim,第352-363頁。與DNA結合的蛋白質的活性可以通過數種充分建立的方法測量，如DNA帶遷移鑑定法(也稱凝膠阻滯鑑定法)。此類蛋白質對其它分子表達的影響可以使用報導基因鑑定法(如在Kolmar，H.等，1995，EMBOJ.14:3895-3卯4及其引用的參考文獻內所述的報導基因鑑定法)測量。報導基因檢測系統是眾所周知的並且建立了用於使用酶如p-半乳糖苷酶、綠色螢光蛋白或數種其它物質在原核細胞和真核細胞內的應用。測定膜轉運蛋白的活性可以才艮據如Gennis，R.B.，1989，Pores,ChannelsandTransporters,inBiomembranes,MolecularStructureandFunction,第85-137頁，199-234和第270-322頁，Springer:Heidelberg內所述的技術開展。實施例16純化來自轉化生物的所需產物可以通過本領域內眾所周知的多種方法開展回收來自以本文中描述的核酸序列所轉化的植物材料、真菌、藻類、纖毛蟲、穀氨酸棒狀桿菌細胞或其它細菌細胞中或來自以上所述培養物的上清液中的所需產物。如果所需產物不從細胞中分泌，則細胞可以從培養物中通過低速離心收穫，並且細胞可以通過標準技術如機械力或超聲破碎法被裂解。植物的器官可以機械地與其它的組織或器官分開。勻漿後，細胞殘片通過離心除去，並且保留含有可溶性蛋白的上清液部分用於進一步純化所需的化合物。若產物從所需要的細胞內分泌，則細胞從培養物內通過低速離心去除，並且保留上清液部分用於進一步純化。將來自兩種純化方法之一的上清液部分用合適的樹脂進行色語處理，在所述層析中所需要的分子滯留在色譜樹脂上而樣品內的眾多雜質未滯留在色i普樹脂上，或者雜質被樹脂滯留，而樣品未被樹脂滯留。此類色譜步驟可以根據需要使用相同色鐠樹脂或不同層析樹脂重複進行。本領域技術人員將善於選擇適宜的色譜樹脂以及選擇它們對特定待純化分子的最有效應用。純化的產物可以經過濾或超濾進行濃縮，並貯存在使產物最穩定的溫度下。存在本領域內已知的多種純化方法並且前面的純化方法並不意味是限制性的。此類純化技術在例如Bailey,J.E.和Ollis，1986，D.F.BiochemicalEngineeringFundamentals,McGraw-Hill:NewYork中描述。此夕卜,分離的化合物的鑑定和純度可以通過本領域內的標準技術進行評定。這些標準技術包括高效液相色語(HPLC)、光譜法、染色方法、薄層層析法、NIRS、酶測定法或微生物學法。此類分析方法在Patek等，1994，Appl.Environ.Microbiol.60:133-140;Malakhova等,1996，Biotekhnologiya11:27-32;和Schmidt等,1998,BioprocessEngineer.19:67-70;Ulmann'sEncyclopediaofIndustrailChemistry,1996，第A27巻，VCH:Wdnheim，第89-卯頁，第521-540頁，第540-547頁，第559-566頁，575-581和第581-587頁；Michal,G.，1999，BiochemicalPathways:AnAtlasofBiochemistryandMolecularBiology,JohnWileyandSons;Fallon,A.等,1987,ApplicationsofHPLCinBiochemistryin:LaboratoryTechniquesinBiochemistryandMolecularBiology,第17巻內綜述實施例17鹽耐受性篩選在MS平板上的鹽試驗將幼苗轉移至浸泡在1/2MS內濾紙上並於耐受性篩選前夜放置在補加2ng/ml苯菌靈的1/2MS0.6。/。瓊脂表面。對於耐受性篩選，將濾紙連同幼苗移動到培養亞中成疊浸泡在50mMNaCl內的無菌濾紙上。2小時後，將濾紙連同幼苗移動到培養亞中成疊浸泡在200mMNaCl內的無菌濾紙上。2小時後，將濾紙連同幼苗移動到培養皿中成疊浸泡在600mMNaCl內的無菌濾紙上。10小時後，將幼苗移動到含有補加2ng/ml苯菌靈的1/2MS0.6。/。瓊脂的培養i內。在5日後對幼苗評分，表明轉基因賦予鹽耐受性。對鹽耐受性的土壤試驗待測試的植物種子進行消毒(100。/。漂白劑，0.1%TritonX5分鐘2次並用ddH20淋洗5次)。種子鋪在無選擇劑的培養基(1/2MS、0.6%植物瓊脂、0.5g/LMES、1%蔗糖、2fig/ml苯菌靈)上。允許種子萌發大約10日。在4-5葉期，轉基因植物栽種到5.5cm直徑的花盆內，其中所述的花盆以土壤(Metromix360,Scotts)疏鬆填滿並用1g/L20-20-20肥料(PetersProfessional,Scotts)潤溼。允許植物生長(22。C,持續光照)大約7日，根據需要澆水。當植物即將抽薹時，從淺盤中移走水並開始試驗。為了開始試驗，將3升100mMNaCl和1/8MS添加到花盆下的淺盤內。向含有對照植物的淺盤添加3升1/8MS。10日後，對NaCl處理的植物和對照植物澆水。再過10日，對植物照相。實施例18幹早耐受性篩選將T1和T2幼苗轉移至培養亞中乾燥無菌的濾紙上並允許在80%RH(相對溼度)下，在Sanyo生長箱MLR-350H，micromols^2(白色光；PhilipsTL65W/25螢光燈管)內乾燥2小時。RH隨後降低至60。/。，並JU吏幼苗再乾燥8小時。幼苗隨後移動並置於補充2jig/ml苯菌靈的1/2MS0.6%瓊脂平板上並在5日後評分。對轉基因植物篩選改良的乾旱耐受性，證實轉基因表達賦予乾旱耐受性。實施例19水凍耐受性篩選將幼苗移至含有補充2%蔗糖和2jig/ml苯菌靈的1/2MS0.6%瓊脂的培養亞內。4日後，將幼苗在+4。C溫育1小時並隨後用碎水覆蓋。隨後將幼苗放置在EnviromentalSpecialistES2000人工環境室內並以-1.0。C為起點溫育3.5小時，每小時降低-l。C。幼苗隨後在-5.0。C溫育24小時並隨後允許在+5。C融化12小時。傾去水並且在5日後對幼苗評分。對轉基因植物篩選改良的寒冷耐受性，證實轉基因表達賦予寒冷耐受性。權利要求1.以分離的核酸轉化的轉基因作物植物，其中核酸包含選自以下的多核苷酸a)多核苷酸，其具有如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述的序列；b)多核苷酸，其編碼具有如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多肽；c)多核苷酸，其與具有如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多核苷酸具有至少70％序列同一性；d)編碼多肽的多核苷酸，其中所述的多肽與具有如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多肽具有至少70％序列同一性；和e)在嚴格條件下與以上a)至d)的任意多核苷酸的互補序列雜交的多核苷酸。2.權利要求l所述的轉基因作物植物，其中多核苷酸在植物內的表達導致與植物的野生型品種相比，在正常條件或脅迫條件下產量增加。3.權利要求l所述的轉基因作物植物，其中多核苷酸在植物內的表達導致與植物的野生型品種相比，環境脅迫耐受性增加。4.權利要求1所述的轉基因作物植物，其中多核苷酸在植物內的表達導致與植物的野生型品種相比，在正常條件或脅迫條件下根生長增加。5.權利要求1所述的轉基因作物植物，其中植物是單子葉植物。6.權利要求l所述的轉基因作物植物，其中植物是雙子葉植物。7.權利要求1所述的轉基因作物植物，其中植物選自玉米、小麥、黑麥、燕麥、黑小麥、稻、大麥、高粱、黍、甘蔗、大豆、花生、棉花、歐洲油菜、卡諾拉油菜、木薯、辣椒、向日葵、萬壽菊、茄科植物、馬鈴薯、菸草、茄子、番茄、蠶豆屬物種、豌豆、苜蓿、咖啡、可可、茶、柳屬植物、油棕櫚、椰子、多年生禾草和飼料作物。8.權利要求l所述的轉基因作物植物，其中植物是完整植物、植物2細胞、植物部分或植物種子。9.由權利要求1所述的轉基因作物植物產生的作物植物種子，其中種子包含分離的核酸。10.權利要求9所述的種子，其中與野生型品種的種子相比，所述種子對正常條件或脅迫條件下增加的產量是不分離的。11.權利要求9所述的種子，其中與野生型品種的種子相比，所述種子對增加的環境脅迫耐受性是不分離的。12.權利要求9所述的種子，其中與野生型品種的種子相比，所述種子對正常條件或脅迫條件下增加的根生長是不分離的。13.產生含有所分離的編碼多肽的核酸的轉基因植物的方法，其中所述方法包括步驟用包含核酸的表達載體轉化植物細胞，並且從植物細胞產生表達多肽的轉基因植物，其中所述核酸包含選自如下的多核苷酸a)多核苷酸，其具有如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述的序列；b)多核苷酸，其編碼具有如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多肽；c)多核苷酸，其與具有如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多核苷酸具有至少70%序列同一性；d)編碼多肽的多核苷酸，其中所述的多肽與具有如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多肽具有至少70%序列同一性；和e)在嚴格條件下與以上a)至d)的任意多核苷酸的互補序列雜交的多核苷酸。14.權利要求13所述的方法，其中多核苷酸在植物內的表達導致與植物的野生型品種相比，在正常條件或脅迫條件下產量增加。15.權利要求13所述的方法，其中多核苷酸在植物內的表達導致與植物的野生型品種相比，環境脅迫耐受性增加。16.權利要求13所述的方法，其中多核苷酸在植物內的表達導致與植物的野生型品種相比，在正常條件或脅迫條件下根生長增加。17.權利要求13所述的方法，其中作物植物是單子葉植物。18.權利要求13所述的方法，其中作物植物是雙子葉植物。19.權利要求13所述的方法，其中作物植物選自玉米、小麥、黑麥、燕麥、黑小麥、稻、大麥、高粱、黍、甘蔗、大豆、花生、棉花、歐洲油茱、卡諾拉油菜、木薯、辣椒、向日葵、萬壽菊、茄科植物、馬鈴薯、菸草、茄子、番茄、蠶豆屬物種、豌豆、苜蓿、咖啡、可可、茶、柳屬植物、油棕櫚、椰子、多年生禾草和飼料作物。20.權利要求13所述的方法，其中核酸包含具有如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多核苷酸。21.權利要求13所述的方法，其中核酸包含如下多核苷酸，其中所述的多核苷酸與具有如在表l第4列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多核苷酸具有至少70%序列同一性。22.權利要求13所述的方法，其中核酸包含編碼如下多肽的多核苷酸，其中所述多肽具有如在表1第3列中提供的任意SEQIDNO內所述的序列。23.權利要求13所述的方法，其中核酸包含編碼如下多肽的多核苷酸，其中所述多肽與具有如在表1第4列中提供的任意SEQIDNO內所述序列的多肽具有至少70%序列同一性。24.權利要求13所述的方法，其中核酸與一種或多種調節序列有效連接。25.權利要求24所述的方法，其中調節序列是啟動子。26.權利要求25所述的方法，其中啟動子是組織特異性的。27.權利要求25所述的方法，其中啟動子是受發育調節的。全文摘要轉基因作物植物由編碼膜轉運蛋白樣多肽(MTP)的核酸轉化，其中與植物的野生型品種相比，核酸序列在作物植物內的表達引起植物增加的根生長和/或增加的產量和/或增加的環境脅迫耐受性。本發明還提供農業產物，包括轉基因作物植物所產生的種子。文檔編號C12N15/82GK101228279SQ200680026665公開日2008年7月23日申請日期2006年7月13日優先權日2005年7月19日發明者B·麥可西,D·艾倫,E·R·加爾,J·黑特爾,R·薩裡亞-米蘭申請人:巴斯福植物科學有限公司