ES2307370B1 - Plantas resistentes al estres hidrico y salino y procedimiento para la obtencion de las mismas. - Google Patents
Plantas resistentes al estres hidrico y salino y procedimiento para la obtencion de las mismas. Download PDFInfo
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Abstract
Plantas resistentes al estrés hídrico y salino y
procedimiento para la obtención de las mismas.
La presente invención proporciona una planta
resistente al estrés hídrico y salino y un procedimiento para la
obtención de la misma. El abordaje utilizado se basa en un
reforzamiento de la respuesta a la fitohormona ABA mediante la
inactivación combinada de las proteínas fosfatasa tipo 2C: ABI1 y
HAB1 o de sus proteínas ortólogas. Esta inactivación se realiza
mediante la pérdida de función (silenciamiento/mutagénesis
insercional) de los genes que codifican dichas proteínas, generando
un doble mutante hab1-1abi1-2 o
hab1-abi1-3. La presente invención
tiene aplicación en plantas de interés agronómico.
Description
Plantas resistentes al estrés hídrico y salino y
procedimiento para la obtención de las mismas.
La presente invención se encuadra dentro del
campo técnico de la biotecnología vegetal, y en concreto se refiere
a un procedimiento para obtener plantas modificadas genéticamente,
tolerantes a salinidad y sequía.
La sequía y la salinidad representan estreses
ambientales que afectan de forma crucial al crecimiento de las
plantas y limitan enormemente su potencial agrícola (Bohnert and
Jensen, 1996; Flowers, 2004; Yamaguchi and Blumwald, 2005). La
explotación y el riego intensivo de los cultivos han originado
importantes cambios en la composición química de los suelos
agrícolas. Por ejemplo, se estima que la acumulación de NaCl afecta
a casi un quinto de la tierra de regadío y millones de hectáreas
cultivadas deben ser abandonadas cada año (Flowers, 2004). La
agricultura del siglo XXI encara el problema de mantener altos
rendimientos en la producción de las cosechas, lo cual es a menudo
dificultado por la incidencia de pestes, enfermedades y condiciones
climáticas adversas. Mientras el progreso es significativo en el
control de diversas enfermedades causadas por patógenos vegetales,
todavía es un desafío importante el control del estrés abiótico,
fundamentalmente sequía, estrés por temperatura y salinidad
(Zhang et al., 2004). La sequía y la salinidad ocasionan un
déficit hídrico que conlleva un estrés osmótico. Adicionalmente, la
toxicidad del sodio y del cloruro inhibe procesos metabólicos
sensibles a estos iones y produce deficiencias en la toma de
nutrientes esenciales, principalmente potasio (Zhu,
2002).
Diferentes mecanismos de halotolerancia y
osmotolerancia están implicados en contrarrestar los efectos
negativos descritos anteriormente. Por ejemplo, los mecanismos de
osmotolerancia comprenden varias rutas metabólicas que bacterias,
hongos, algas y plantas han desarrollado durante la lucha evolutiva
por la supervivencia (Serrano and Gaxiola, 1994; Zhu, 2002).
De este modo, una serie de rutas interconectadas permiten alcanzar
el ajuste osmótico, facilitan la retención y adquisición de agua,
mantienen la homeostasis iónica, palían el estrés oxidativo
originado y en general protegen las funciones celulares (Ingram
and Bartels 1996; Zhu, 2002).
El ácido abscísico (ABA) es una fitohormona que
desempeña un papel crucial en el desarrollo de la semilla y en la
regulación de la respuesta vegetal al estrés ambiental,
particularmente sequía y salinidad (Finkelstein et al., 2002;
Nambara and Marion-Poll 2005). Durante el
desarrollo de la semilla, el ABA regula la síntesis de proteínas y
lípidos de reserva, promueve la tolerancia a la desecación y la
dormición de la semilla. Esta hormona también ejerce un papel
protector para la semilla, evitando su germinación precoz e
inhibiendo la misma en condiciones de estrés osmótico
(González-Guzmán et al., 2002). En tejido
vegetativo y ante situaciones de bajo potencial hídrico, la planta
produce un incremento de hasta 40 veces en los niveles de ABA, lo
que conduce a una variedad de respuestas adaptativas. En
particular, el cierre de estomas y la remodelación de la expresión
génica en respuesta a ABA son cruciales para tolerar la situación
de estrés (Finkelstein et al., 2002).
El ABA desencadena una cascada señalizadora en
las células oclusivas de los estomas que resulta en su cierre ante
situaciones de estrés hídrico (Schroeder et al., 2001).
Adicionalmente, en respuesta a la hormona se genera un profundo
cambio de la expresión génica, el cual afecta a más de 1000 genes
del transcriptoma vegetal (Takahashi et al., 2004).
Diferentes evidencias sugieren que la percepción de la hormona
puede producirse tanto extra como intracelularmente (Finkelstein
et al., 2002). No obstante, todavía no ha sido identificado un
receptor primario de la hormona, pero sí se ha elucidado el papel
de una amplia variedad de segundos mensajeros que contribuyen a la
señalización de la misma. Entre ellos encontramos
cADP-ribosa, especies reactivas de oxígeno (ROS),
óxido nítrico, fosfoinositoles, ácido fosfatídico,
esfingosina-l-fosfato y Ca^{2+}
(Finkelstein et al., 2002). La señalización posterior
implica una compleja red de reguladores positivos y negativos, en
particular quinasas y fosfatasas, y finalmente una plétora de
factores de transcripción (Finkelstein et al., 2002).
Mutaciones en proteínas de unión a ARN (HYL1, ABH1 o SAD1) también
afectan la señalización de la hormona (Finkelstein et al.,
2002).
Los eventos de fosforilación y defosforilación
desempeñan un papel crucial en la señalización del ABA, e implican
diversas quinasas y fosfatasas (Finkelstein et al., 2002).
Por ejemplo, las quinasas AAPK, OST1 o PKABA1, han sido implicadas
en diversos aspectos de la señalización hormonal (Finkelstein et
al., 2002). Además de estas quinasas (independientes de
calcio), otras quinasas calcio-dependientes están
implicadas en la ruta de transducción de señal. Por ejemplo, las
quinasas CDPK1 y CDPK1 a que presentan un dominio tipo calmodulina,
o la familia de proteinquinasas de tipo SnRK3 (PKS3, PKS18, CIPK3)
que actúan en concierto con los sensores de calcio CBL y SCaBP
(Finkelstein et al., 2002).
Como contrapartida, diferentes proteínfosfatasas
(PP) de serina y treonina juegan también un importante papel en la
señalización del ABA, en particular PP de tipo 2A (PP2A) y 2C
(PP2C). Recientemente se ha demostrado que la disrupción de una
subunidad reguladora (RCN1) de la PP2A confiere insensibilidad a ABA
en Arabidopsis. También tiene este efecto el uso de un
inhibidor químico, ácido okadaico, de esta fosfatasa. Estos datos
indican que RCN1 es un regulador positivo de la señal de ABA
(Kwak et al., 2002). En el caso de la familia de PP2C, la
evidencia genética implica al menos a cuatro miembros de esta
familia, ABI1, ABI2, PP2CA y HAB1, como reguladores negativos de la
ruta de señalización (Gosti et al., 1999; Leonhardt et al.,
2004; Merlot et al., 2001; Sáez et al., 2004; Tahtiharju and Palva
2001). Mientras ABI1, ABI2 y HAB1 son reguladores tanto en
semillas como en tejido vegetativo, (Leonhardt et al., 2004;
Leung et al., 1994; Leung et al., 1997; Meyer et al., 1994;
Rodríguez et al., 1998; Sáez et al., 2004), PP2CA no parece
estar implicada en la respuesta a estrés hídrico en tejido
vegetativo (Tahtiharju and Palva 2001). El ABA promueve un
aumento de la expresión de HAB1 y ABI1, y estas proteínas, mediante
su actividad defosforilante, provocan una atenuación de la señal.
Se crea de este modo un circuito de retroalimentación negativa, ya
que la atenuación de la señal hormonal conduce a una disminución de
la expresión de ABI1 y HAB1, restaurándose así la capacidad para
responder de nuevo a la hormona.
Tanto la ruta de biosíntesis de ABA, la
regulación de la actividad y expresión de los enzimas biosintéticos
implicados, así como la ruta de transducción de señal han sido
blancos potenciales en la investigación para la generación de
variedades modificadas genéticamente con mayor tolerancia a
salinidad y sequía (Finkelstein et al., 2002; Nambara and
Marion-Poll 2005). En particular, la
transducción de la señal de ABA puede ser modulada mediante
reforzamiento de reguladores positivos de la misma o atenuación de
reguladores negativos. Durante la última década han sido
identificados diversos reguladores negativos de la ruta,
fundamentalmente mediante técnicas de genética y biología
molecular. Como se ha mencionado previamente, las proteínas
fosfatasa de tipo 2C ABI1 y HAB1 representan un elemento clave en la
regulación negativa de la respuesta a ABA. Puesto que estas
proteínas son reguladores negativos globales de la señal de ABA, la
eliminación de las mismas puede potencialmente conducir a un
reforzamiento de la señal hormonal, incrementando la tolerancia de
la planta a situaciones de estrés por sequía y salinidad.
Se han utilizado diversas estrategias de
ingeniería genética para mejorar la tolerancia de las plantas a
estrés hídrico y salino. Entre ellas cabe citar la transferencia de
genes individuales requeridos para la síntesis de osmoprotectores o
enzimas detoxificantes (Ingram and Bartels 1996; Bohnert and
Jensen, 1996). En estos abordajes se transfiere un único gen
que codifica una única proteína de respuesta a estrés, por lo que
la tolerancia conferida mediante estrategias individuales es
limitada.
La expresión de genes inducibles por estrés
hídrico y salino implica rutas independientes y dependientes de
ABA. En la ruta independiente de ABA se ha descrito una mejora de
la tolerancia a sequía y salinidad mediante la transferencia del
factor de transcripción DREB1A (Kasuga et al., 1999). Este
factor regula la inducción de genes de respuesta a estrés de forma
independiente de ABA (aunque estos genes también presentan en su
promotor regiones dependientes de ABA), y su sobreexpresión de forma
inducible mejora la tolerancia a estrés. No obstante, una expresión
elevada de este factor de transcripción puede conducir a retraso en
el crecimiento en condiciones de ausencia de estrés.
Existe la necesidad de encontrar un
procedimiento para la obtención de plantas modificadas
genéticamente que sean tolerantes a la salinidad y sequía, cuya
modificación genética no confiera una tolerancia limitada ni
interfiera negativamente con el crecimiento de la planta en
condiciones de ausencia de estrés. Este ha sido el objeto de la
presente invención y su novedad radica en que proporciona un
procedimiento para obtener plantas modificadas genéticamente
resistentes al estrés hídrico y salino mediante la inactivación
combinada de proteínas fosfatasa tipo 2C, de esta manera se
refuerza la ruta de transducción del ABA dando lugar a plantas que
presentan una respuesta rápida a la sequía y salinidad, solucionando
los problemas anteriormente expuestos.
La presente invención se refiere a una técnica
de mejora de la resistencia de plantas a salinidad y sequía
mediante la inactivación combinada de dos proteínas pertenecientes
a la familia de las proteínas fosfatasa de tipo 2C.
Un aspecto particular de la invención se refiere
a una planta resistente al estrés hídrico y salino que comprende la
inactivación combinada de las proteínas ABI1 y HAB1, o de sus
proteínas ortólogas.
En la presente invención cuando hablamos de
proteínas o genes ortólogos nos referimos a proteínas o genes que
se han originado a partir de un mismo ancestro y que comparten la
misma función pero que se encuentran en diferentes organismos.
En una realización particular de la invención,
la inactivación combinada de las proteínas ABI1 y HAB1 se realiza
mediante la inactivación de los genes que codifican dichas
proteínas o sus proteínas ortólogas, particularmente la inactivación
de dichos genes se realiza mediante el silenciamiento génico.
En una realización más particular de la
invención, la inactivación combinada de las proteínas ABI1 y HAB 1
se realiza mediante la inactivación de los genes que codifican las
proteínas ABI1 y HAB1 identificadas como SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 2
respectivamente, particularmente la inactivación de los genes que
codifican dichas proteínas se realiza mediante silenciamiento
génico.
En una realización particular de la presente
invención, la inactivación de los genes que codifican las proteínas
ABI1 y HAB1 o sus proteínas ortólogas, se lleva a cabo mediante
silenciamiento génico, a través de la generación de un doble
mutante. En una realización más particular, el doble mutante es el
mutante hab1-1abi1-2. En otra
realización particular el doble mutante es el mutante
hab1-1abi1-3.
Otro aspecto particular de la invención se
refiere a un procedimiento de obtención de plantas resistentes al
estrés hídrico y salino que comprenden la inactivación combinada de
las proteínas ABI1 y HAB1 o de sus proteínas ortólogas.
En una realización particular, en el
procedimiento de obtención de las plantas resistentes al estrés
hídrico y salino, la inactivación de las proteínas se realiza
mediante la inactivación de los genes que codifican las proteínas
ABI1 y HAB1 o sus proteínas ortólogas, particularmente la
inactivación de dichos genes se realiza mediante el silenciamiento
génico.
En una realización particular, en el
procedimiento de obtención de las plantas resistentes al estrés
hídrico y salino, la inactivación de las proteínas se realiza
mediante la inactivación de los genes que codifican las proteínas
ABI1 y HAB1 identificadas como SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 2
respectivamente, particularmente la inactivación de los genes que
codifican dichas proteínas se realiza mediante silenciamiento
génico.
En una realización particular, en el
procedimiento de obtención de las plantas resistentes al estrés
hídrico y salino, la inactivación de los genes que codifican las
proteínas ABI1 y HAB1 o sus proteínas ortólogas, se lleva a cabo
mediante el silenciamiento génico a partir de la generación de un
doble mutante. En una realización más particular, el doble mutante
es el mutante hab1-1abi1-2. En otra
realización particular el doble mutante es el mutante
hab1-1abi1-3.
hab1-1abi1-3.
Otro aspecto particular de la invención se
refiere a una planta modificada genéticamente o componentes de las
mismas que comprende la inactivación combinada de las proteínas ABI1
y HAB1 y ha sido obtenida según el procedimiento descrito
anteriormente.
La inactivación de proteínas en la presente
invención se realiza mediante la inactivación de los genes que
codifican dichas proteínas mediante el silenciamiento génico a
partir de la generación de un doble mutante con
ADN-T, no obstante la inactivación de los genes se
puede realizar mediante otras técnicas de ingeniería genética
conocidas para un experto en la materia como la construcción de ARN
interferente (ARNi) (Helliwell and Waterhouse 2005).
Figura 1. Esquema de los mutantes
hab1-1, abi1-2 y
abi1-3. Análisis del ARNm de ABI1 y HAB1 en
plantas silvestres, hab1-1,
abi1-2, abi1-3 y el mutante
doble hab1-1abi1-2. (a, b)
Esquema del gen HAB1 y ABI1, respectivamente.
Localización de las inserciones de ADN-T en los
mutantes hab1-1, abi1-2 y
abi1-3. La numeración comienza en el ATG
iniciador. Se indica mediante flechas el borde izquierdo del
ADN-T (LB) y los oligonucleótidos utilizados para
localizar la inserción.
(c) Análisis Northern de plantas silvestres,
hab1-1, abi1-2,
abi1-3 y el mutante doble
hab1-1abi1-2. Cada carril
contiene aproximadamente 10 \mug de ARN total preparado de
plantas tratadas con 1 \muM ABA durante 3 h. El filtro fue
analizado con una sonda preparada a partir del cADN completo de
ABI1 o HAB1.
Figura 2. Hipersensibilidad a la inhibición de
germinación mediada por el ABA en hab1-1,
abi1-2, abi1-3 y el mutante
doble hab1-1abi1-2 respecto a
semillas silvestres. (a-c) Porcentaje de semillas
que germinaban y desarrollaban cotiledones verdes a las
concentraciones indicadas del ABA, NaCl y manitol. Aproximadamente
200 semillas de cada genotipo fueron sembradas en cada placa y su
germinación fue analizada tras 10 días. Los valores son las medias
\pmSD de tres experimentos independientes.
Figura 3. Hipersensibilidad a la inhibición del
crecimiento mediada por el ABA en hab1-1,
abi1-2, abi1-3 y el mutante
doble hab1-1abi1-2 respecto a
plantas silvestres.
(a) Crecimiento de los diferentes mutantes y
plántulas silvestres en medio suplementado o carente de ABA. Las
fotografías fueron tomadas tras 12 días de transferir plántulas de
5 días desde medio MS a placas carentes (-) o suplementadas con 10
\muM ABA.
(b) Porcentaje de peso fresco de los diferentes
mutantes con respecto a plantas silvestres en medio suplementado o
carente de ABA. Los valores son las medias \pmSE de tres
experimentos independientes (n=30 en cada experimento).
Figura 4. Hipersensibilidad en el cierre de
estomas inducido por el ABA en hab1-1,
abi1-2, y el mutante doble
hab1-1abi1-2 respecto a
plantas silvestres. Tolerancia a sequía del doble mutante
hab1-1abi1-2 respecto a
plantas silvestres.
(a) Medidas de la apertura de estomas en plantas
silvestres y los diferentes mutantes. El ratio de apertura de los
estomas (anchura/longitud) se obtuvo a partir de medidas realizadas
tras 2 h 30 min tras la adición de 10 o 100 nM ABA. Los valores son
las medias \pmSD de tres experimentos independientes (n=30 en
cada experimento).
(b) Tolerancia al estrés hídrico del doble
mutante hab1-1abi1-2 respecto
a plantas silvestres. Las fotografías fueron tomadas tras 10 días
de cesar el riego de las plantas. Para la fotografía de la parte
inferior se eliminó el tallo para apreciar mejor el fenotipo en las
hojas de roseta.
Figura 5. Tolerancia al NaCl del doble mutante
hab1-1abi1-2 respecto a
plantas silvestres. La fotografía fue tomada tras 12 días de
transferir plántulas de 5 días desde medio MS a medio suplementado
con 100 mM NaCl.
Figura 6: Muestra el alineamiento de la proteína
ABI1 de Arabidopsis thaliana con sus proteínas ortólogas de
la planta de la patata (Solanum tuberosum) (A), la planta
del tomate (Lycopersicon esculentum) (B) y dos proteínas
fosfatasa tipo 2C de la planta del arroz (Oryza sativa)
(C).
Figura 7: Muestra el alineamiento de la proteína
HAB1 de Arabidopsis thaliana con sus proteínas ortólogas de
la planta de la patata (Solanum tuberosum) (A), la planta
del tomate (Lycopersicon esculentum) (B) y dos proteínas
fosfatasa tipo 2C de la planta del arroz (Oryza
sativa)(C).
La presente invención se refiere a una técnica
de mejora de la tolerancia de plantas a salinidad y sequía mediante
la inactivación combinada de las proteínas fosfatasa de tipo 2C,
ABI1 y HAB1. La técnica ha sido desarrollada en la planta modelo
Arabidopsis thaliana y puede ser aplicada a plantas de
interés agronómico mediante distintas técnicas de ingeniería
genética conocidas por un experto en la materia. Ello es posible
porque los genes que codifican las proteínas ABI1 y HAB1 están
conservados en plantas de interés agrónomico y existe tecnología
adecuada para su inactivación en las mismas (Helliwell and
Waterhouse 2005). Por ejemplo, en la figura 6 y en la figura 7
se muestra el alineamiento de las proteínas ABI1 y HAB1 de
Arabidopsis thaliana con sus proteínas ortólogas de la planta
de la patata (Solanum tuberosum), la planta del tomate
(Lycopersicon esculentum) y la planta del arroz (Oryza
sativa).
En primer lugar se procedió a la inactivación
combinada de los genes que codifican las proteínas ABI1 y HAB1
utilizando como modelo Arabidopsis thaliana. A continuación
se realizó una caracterización fenotipica del mutante doble generado
(hab1-1abi1-2), tanto en
condiciones de ausencia como de presencia de estrés salino y
sequía. En condiciones de ausencia de estrés abiótico, el doble
mutante generado no presentó penalización en el desarrollo
vegetativo ni en la producción de semillas respecto a las plantas
control. En cambio, en condiciones de sequía y estrés salino, el
doble mutante presentó una notable ventaja (estadísticamente
significativa) en cuanto a su crecimiento vegetativo y
reproductivo.
Las plantas de Arabidopsis thaliana se
crecieron en condiciones habituales de invernadero. Para cultivo
in vitro, las semillas fueron esterilizadas en superficie
mediante tratamiento con etanol 70% y Triton X-100
0.05% durante 20 min, seguido de lavados con agua destilada estéril.
Las semillas se estratificaron durante 3 días en oscuridad y a 4ºC.
Después se sembraron en placas de medio
Murashige-Skoog (MS) (Murashige and Skoog
1962), compuesto por sales basales MS, ácido
2-[N-morpholino]etanosulfónico 0.1%, sacarosa
1%, agar 1% y pH ajustado a 5.7 con KOH antes de autoclavar. Las
placas se sellaron y fueron incubadas en una cámara de crecimiento
controlado a 22ºC, y fotoperíodo de 16 h luz y 8 h oscuridad a
80-100 \muE m^{-2} sec^{-1}.
Para medir la sensibilidad a ABA en los ensayos
de germinación y crecimiento temprano, se sembraron las semillas en
placas de medio MS suplementado con las concentraciones indicadas
de ABA. Para medir la sensibilidad a la inhibición de la
germinación causada por estrés osmótico, el medio se suplementó con
las concentraciones indicadas de NaCl o manitol. A los 7 días, se
evaluó el porcentaje de semillas que germinaban y desarrollaban
cotiledones verdes expandidos.
El efecto del ABA y el NaCl sobre el crecimiento
se determinó pesando las plantas tras 12 días del paso de las
plántulas desde medio MS a medio MS suplementado con ABA 10 \muM
o NaCl 100 mM, respectivamente. Se obtuvieron datos de tres
experimentos independientes, cada uno hecho con
30-40 plantas.
Los ensayos de cierre de estomas inducido por
ABA se realizaron en hojas de plantas de 5-6
semanas, de las cuales se obtuvo la capa epidérmica. Esta se incubó
durante 2 h 30 min en una solución tampón que contenía KCl 10 mM,
ácido diiminoacético 7.5 mM y MES/Tris 10 mM, pH 6.2, a 20ºC.
Posteriormente, la capa epidérmica se incubó durante 2 h 30 min en
la misma solución suplementada o no con ABA (concentraciones de 10
y 100 nM). Los datos se expresan como la media de cuatro
experimentos \pmSD donde se determinó el ratio anchura/longitud
para 30-40 estomas en cada experimento.
Para la realización de los ensayos de estrés
hídrico, las plantas se crecieron en condiciones normales de riego
durante 21 días. Posteriormente se suspendió la irrigación y se
minimizó la evaporación del suelo cubriendo el mismo con
plástico.
Se realizaron tres experimentos, incluyendo 10
plantas en cada uno de tipo silvestre y mutante.
Para realizar análisis de ARN, plántulas de 7
días fueron transferidas a medio suplementado o no con ABA 1
\muM, el material se recogió tras tres horas de tratamiento y se
congeló en nitrógeno líquido. El ARN total se extrajo mediante un
Qiagen RNeasy Plant Mini Kit, se separó en geles de
agarosa-formaldehído y se transfirió a una membrana
de nylon, la cual fue hibridada con una sonda de ADNc marcada con
^{32}P. La sonda de ADNc contenía la secuencia codificante del gen
ABI1 identificada como SEQ ID NO: 3 o la secuencia codificante del
gen HAB1 identificada como SEQ ID NO: 4.
Los siguientes ejemplos ilustran la invención y
no deben ser considerados en sentido limitativo de la misma:
El genoma de la planta modelo Arabidopsis ha
sido secuenciado mediante una colaboración internacional denominada
AGI (iniciativa para el genoma de Arabidopsis, Nature,
408:796-815). La disponibilidad de la secuencia
completa de este genoma (el primer genoma vegetal en ser
secuenciado) ha permitido poner en marcha diversos proyectos
encaminados a elucidar la función de los más de 25000 genes
identificados en esta planta modelo. En particular, se ha generado
una plataforma de mutantes de inserción de ADN-T
(colección Alonso/Crosby/Ecker, Alonso et al., 2003) que
tiene como objetivo generar una colección indexada de mutaciones en
el genoma de Arabidopsis.
Esta colección, denominada SALK, se realizó
mediante la generación de inserciones de ADN-T
(vehiculado por Agrobacterium tumefaciens) a partir del
vector pROK2 (Alonso et al., 2003). Para ello se utilizó el
método de inmersión floral (Clough and Bent, 1998),
utilizando la cepa de Agrobacterium tumefaciens C58 que
contenía el vector binario pROK2 (Alonso et al., 2003). Las
bacterias se crecieron hasta fase estacionaria en medio de cultivo
LB (10 g de triptona, 5 g de extracto de levadura y 5 g de NaCl por
litro) suplementado con 25 mg/ml de kanamicina. Las células fueron
recogidas mediante centrifugación y se resuspendieron en medio de
infiltración (sacarosa 5% y Silwet L-77 0.05%).
Plantas de Arabidopsis de cuatro semanas fueron invertidas y
sumergidas en esta suspensión, tras lo cual se cubrieron con
plástico para mantener la humedad. Tras 12-24 horas
se retiró la cubierta de plástico y se devolvieron las plantas al
invernadero. Tras 3-5 semanas se recogieron las
semillas de las plantas así tratadas y se almacenaron durante
3-4 semanas antes de proceder a la selección de los
transformantes que contenían ADN-T transferido por
Agrobacterium. Para ello se esterilizaron las semillas en
superficie como se describe en la sección anterior y se sembraron en
placas de medio MS suplementado con 25 mg/ml de kanamicina. Los
transformantes fueron identificados como plántulas resistentes a
kanamicina que producían hojas verdes y raíces en el medio de
selección. Aproximadamente 150000 plantas transformadas fueron así
seleccionadas, a partir de las cuales se extrajo ADN genómico y se
procedió a la identificación de mutantes mediante la secuenciación
de los sitios de inserción del ADN-T. La línea
SALK_21004 contenía una inserción de ADN-T en el
gen HAB1 (Sáez et al., 2004). Para identificar el mutante
homocigoto hab1-1 se procedió al genotipado de la
línea SALK_21004 utilizando los siguientes oligonucleótidos del gen
HAB 1:
Forward hab1-1, identificado
como SEQ ID NO: 5
Reverse hab1-1, identificado
como SEQ ID NO: 6
Igualmente, dos líneas que contenían una
inserción única de ADN-T en ABI1 fueron
identificadas, SALK_72009 y SALK_76039. Para identificar los
correspondientes mutantes homocigotos, abi1-2 y
abi1-3 respectivamente, se procedió al genotipado
de estas líneas utilizando los siguientes oligonucleótidos del gen
ABI1:
Línea SALK_72009, forward abi1-2
identificado como SEQ ID NO: 7 reverse abi1-2,
identificado como SEQ ID NO: 8.
Línea SALK_76039, forward
abi1-3, identificado como SEQ ID NO: 9 y reverse
abi1-3, identificado como SEQ ID NO: 10. Como
oligonucleótido correspondiente al borde izquierdo del
ADN-T del vector pROK2, se utilizó LBnewpROK2,
identificado como SEQ ID NO: 11.
La secuenciación de la región flanqueante del
ADN-T en abi1-2 reveló que la
inserción estaba localizada 2 nucleótidos antes del ATG iniciador
(Figura 1a). En el caso de abi1-3, el
inserto de ADN-T estaba localizado 546 nucleótidos
después del ATG iniciador (Figura 1a). Ambas inserciones afectan la
expresión de ABI1 y el análisis tipo Northern mostró
ausencia del transcrito ABI1 en ambos mutantes (Figura
1b).
La progenie de individuos homocigotos
hab1-1, abi1-2 y
abi1-3 fue utilizada para realizar
diferentes ensayos de sensibilidad a ABA. En primer lugar se examinó
la sensibilidad de los mutantes a ABA en ensayos de inhibición de
la germinación (Figura 2a). En ausencia de ABA exógeno, las
semillas de hab1-1, abi1-2 y
abi1-3 mostraron un ratio de germinación
similar a semillas control. En cambio, en presencia de ABA, los
mutantes fueron hipersensibles a la inhibición de la germinación
promovida por la hormona. Semillas F1 hemicigotas para la inserción
de ADN-T mostraron una germinación similar a
semillas silvestres en medio suplementado con 0.5 \muM ABA. La
siguiente generación de semillas F2 mostró un fenotipo de
hipersensibilidad a ABA en aproximadamente una proporción de 1:3
(121 hipersensible: 313 silvestre, \chi^{2}=0.42, P>0.5 para
abi1-2; 112 hipersensible: 319 silvestre,
\chi^{2}=1.4, P>0.1 para abi1-3). Finalmente,
aquellas plántulas F2 hipersensibles al ABA mostraron cosegregación
con la presencia de una inserción homocigota de
ADN-T en ABI1 (n=40). En conjunto estos datos
indicaron que las mutaciones abi1-2 y
abi1-3 fueron recesivas y se segregaron como
un locus único ligado a la inserción de ADN-T en
ABI1.
El ABA desempeña un papel protector en las
semillas, impidiendo su germinación y desarrollo temprano en
condiciones de estrés osmótico (González-Guzmán
et al., 2002). De hecho, mutantes hipersensibles al ABA son más
sensibles a la inhibición de la germinación promovida por el estrés
osmótico que semillas silvestres (Sáez et al., 2004). Los
mutantes hab1-1, abi1-2 y
abi1-3 mostraron un fenotipo de
hipersensibilidad al ABA en germinación (Figura 2a). A continuación
se realizaron análisis tipo dosis-respuesta de
germinación y crecimiento temprano en medio suplementado con NaCl
(figura 2b) o manitol (figura 2c) para los mutantes. Los resultados
indicaron que los mutantes fueron más sensibles que el silvestre a
la inhibición de la germinación en situaciones de estrés osmótico,
ejerciendo un papel preventivo y evitando la germinación ante las
situaciones desfavorables que se producen en condiciones de bajo
potencial hídrico (sequía, salinidad).
Para la generación del doble mutante, se cruzó
el alelo hab1-1 con
abi1-2, mediante la transferencia de polen
de plantas abi1-2 al estigma de flores emasculadas
de plantas hab1-1. El genotipo de las plantas F2
resultantes de este cruce fue analizado mediante PCR. Para
identificar individuos homocigotos en la inserción del
ADN-T, se obtuvo ADN genómico y se procedió a su
genotipado mediante PCR utilizando los siguientes
oligonucleótidos:
Gen ABI1: forward abi1-2,
identificado como SEQ ID NO: 7 y reverse abi1-2,
identificado como SEQ ID NO: 8
Gen HAB1: forward hab1-1,
identificado como SEQ ID NO: 5 y reverse hab1-1,
identificado como SEQ ID NO: 6
Como oligonucleótido correspondiente al borde
izquierdo del ADN-T del vector pROK2, se utilizó
LBnewpROK2, identificado como SEQ ID NO: 11
Se identificaron plantas F2 que fueran
simultáneamente homocigotas para los alelos hab1-1
y abi1-2, y el genotipo de las mismas se confirmó
mediante análisis Southern. El genotipado mediante PCR aquí
descrito se realizó mediante dos reacciones de PCR. En primer lugar
se identificaron individuos donde no se producía amplificación al
utilizar los oligonucleótidos forward y reverse indicados. Estos
individuos eran candidatos que presumiblemente contenían la
inserción de ADN-T en homocigosis, la cual impedía
obtener el producto esperado mediante la reacción de PCR. En
segundo lugar, se confirmó la presencia del ADN-T
mediante una reacción de PCR que utilizaba los siguientes pares de
oligonucleótidos:
Alelo hab1-1, SEQ ID NO:
11 y SEQ ID NO: 6; alelo abi1-2, SEQ ID NO:
11 y SEQ ID NO: 8.
El análisis de la población F2 resultante
permitió identificar un mutante doble
hab1-1abi1-2, y su respuesta
al ABA fue analizada en bioensayos de germinación, crecimiento y
cierre estomático. El análisis de germinación en medio suplementado
con 0.3 \muM ABA mostró una mayor respuesta a ABA en el mutante
doble que en los mutantes parentales (Figura 2a). En concordancia
con este resultado, el mutante doble fue particularmente sensible a
la inhibición de la germinación en situaciones de estrés osmótico
causado por NaCl o manitol (Figuras 2b y 2c).
El ABA tiene un efecto inhibitorio sobre el
crecimiento vegetal cuando el medio es suplementado con
concentraciones micromolares de la hormona. Como se demuestra en la
figura 3b, tanto abi1-2 como
abi1-3 mostraron mayor sensibilidad que
plantas silvestres al efecto inhibidor del crecimiento causado por
10 \muM ABA, lo cual también ocurrió con el mutante
hab1-1. El doble mutante
hab1-1abi1-2 mostró una
inhibición dramática del crecimiento en estas condiciones y este
fenotipo fue mucho más acusado que el observado en los mutantes
parentales (Figura 3a).
A continuación se realizaron ensayos de cierre
de estomas en respuesta a ABA. Esta respuesta se ensayó tanto en
los mutantes sencillos abi1-2 y
hab1-1 como en el mutante doble (Figura 4a).
Las medidas de apertura de estomas indicaron que
abi1-2, hab1-1 y el mutante
doble fueron hipersensibles al ABA en un rango de
10-100 nM ABA. Es más, la respuesta del mutante
doble a 10 nM ABA fue sinérgica respecto a la respuesta de los
mutantes parentales (Figura 4a).
Posteriormente se realizaron ensayos de
tolerancia al estrés hídrico para los diversos mutantes y plantas
silvestres. Con este fin, se sometieron plantas de 21 días a estrés
hídrico mediante retirada del riego en condiciones que minimizan la
evaporación desde el suelo. La figura 4b muestra que tras 10 días en
ausencia de riego, las plantas silvestres se marchitaron, perdieron
turgencia y muchas hojas de roseta amarillearon. En cambio, las
plantas hab1-1abi1-2 no
mostraron síntomas de marchitamiento y mantuvieron hojas de roseta
túrgidas y verdes, mientras los mutantes sencillos
hab1-1, abi1-2 y
abi1-3 sólo mostraron una tolerancia
limitada.
Tanto el estrés hídrico como el salino
impiden/dificultan la toma de agua y generan acumulación de ABA, y
esto último es un factor clave para promover las respuestas
adaptativas en la planta. Por lo tanto, una mayor sensibilidad a la
hormona podría causar una mayor tolerancia no sólo en situaciones
de sequía sino también ante estrés salino. Se comprobó la
tolerancia a sal de los mutantes aquí descritos en cultivo in
vitro en medio suplementado con 100 mM NaCl. La figura 5 muestra
que el mutante doble fue más resistente a la inhibición del
crecimiento causada por el NaCl que las plantas silvestres o los
mutantes parentales.
1. Alonso JM, Stepanova AN,
Leisse TJ, Kim CJ, Chen H, Shinn P,
Stevenson DK, Zimmerman J, Barajas P,
Cheuk R, Gadrinab C, Heller C, Jeske A,
Koesema E, Meyers CC, Parker H, Prednis
L, Ansari Y, Choy N, Deen H, Geralt M,
Hazari N, Hom E, Karnes M, Mulholland
C, Ndubaku R, Schmidt I, Guzmán P,
Aguilar-Henonin L, Schmid M,
Weigel D, Carter DE, Marchand T,
Risseeuw E, Brogden D, Zeko A, Crosby
WL, Berry CC, Ecker JR (2003)
Genome-wide insertional mutagenesis of
Arabidopsis thaliana. Science 301:
653-657.
2. Bohnert HJ, Jensen RG
(1996) Strategies for engineering
water-stress tolerance in plants. Tibtech 14:
89-97.
3. Clough, S.J. and Bent, A.F.
(1998). Floral dip: a simplified method for
Agrobacterium-mediated transformation of
Arabidopsis thaliana. Plant J. 16,
735-743.
4. Finkelstein RR, Gampala SS,
Rock CD (2002) Abscisic acid signaling in seeds and
seedlings. Plant Cell 14 Suppl: S15-S45.
5. Flowers TJ (2004) Improving
crop salt tolerance. J Exp Bot 55:
307-319.
6. González-Guzmán M,
Apostolova N, Belles JM, Barrero JM,
Piqueras P, Ponce MR, Micol JL, Serrano
R, Rodríguez PL (2002) The short-chain
alcohol dehydrogenase ABA2 catalyzes the conversion of xanthoxin to
abscisic aldehyde. Plant Cell 14:
1833-1846.
7. Gosti F, Beaudoin N,
Serizet C, Webb AA, Vartanian N,
Giraudat J (1999) ABI1 protein phosphatase 2C is a
negative regulator of abscisic acid signaling. Plant Cell 11:
1897-1910.
8. Helliwell CA, Waterhouse PM
(2005) Constructs and methods for hairpin
RNA-mediated gene silencing in plants. Methods
Enzymol 392: 24-35.
9. Ingram J, Bartels D
(1996). The molecular basis of dehydration tolerance in
plants. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 47:
377-403.
10. Kasuga M, Liu Q, Miura
S, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K
(1999) Improving plant drought, salt, and freezing tolerance
by gene transfer of a single stress-inducible
transcription factor. Nat Biotechnol 17:
287-291.
11. Kwak JM, Moon JH,
Murata Y, Kuchitsu K, Leonhardt N,
DeLong A, Schroeder JI (2002) Disruption of a
guard cell-expressed protein phosphatase 2A
regulatory subunit, RCN1, confers abscisic acid insensitivity in
Arabidopsis. Plant Cell 14: 2849-2861.
12. Leonhardt N, Kwak JM,
Robert N, Waner D, Leonhardt G,
Schroeder JI (2004) Microarray expression analyses of
Arabidopsis guard cells and isolation of a recessive abscisic acid
hypersensitive protein phosphatase 2C mutant. Plant Cell 16:
596-615.
13. Leung J,
Bouvier-Durand M, Morris PC,
Guerrier D, Chefdor F, Giraudat J
(1994) Arabidopsis ABA response gene ABI1: features of a
calcium-modulated protein phosphatase.
Science 264: 1448-1452.
14. Leung J, Merlot S,
Giraudat J (1997) The Arabidopsis ABSCISIC
ACID-1NSENSITIVE2 (ABI2) and ABI1 genes encode
homologous protein phosphatases 2C involved in abscisic acid signal
transduction. Plant Cell 9: 759-771.
15. Merlot S, Gosti F,
Guerrier D, Vavasseur A, Giraudat J
(2001) The ABI1 and ABI2 protein phosphatases 2C act in a
negative feedback regulatory loop of the abscisic acid signalling
pathway. Plant J 25: 295-303.
16. Meyer K, Leube MP,
Grill E (1994) A protein phosphatase 2C involved in
ABA signal transduction in Arabidopsis thaliana. Science
264: 1452-1455.
17. Murashige T, Skoog F
(1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with
tobacco tissue culture. Physiol Plant 15:
473-497.
18. Nambara E,
Marion-Poll A (2005) ABSCISIC ACID
BIOSYNTHESIS AND CATABOLISM. Annu Rev Plant Biol 56:
165-185.
19. Rodríguez PL, Benning G,
Grill E (1998) ABI2, a second protein phosphatase 2C
involved in abscisic acid signal transduction in Arabidopsis.
FEBS Lett 421: 185-190.
20. Sáez A, Apostolova N,
González-Guzmán M,
González-García MP, Nicolas C,
Lorenzo O, Rodríguez PL (2004)
Gain-of-function and
loss-of-function phenotypes of the
protein phosphatase 2C HAB1 reveal its role as a negative regulator
of abscisic acid signalling. Plant J 37:
354-369.
21. Schroeder JI, Allen GJ,
Hugouvieux V, Kwak JM, Waner D (2001)
Guard cell signal transduction. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol
Biol 52: 627-658.
22. Serrano, R., Gaxiola, R.
(1994). Microbial models and salt stress tolerance in
plants. Crit. Rev. Plant Sci. 13:121-138.
23. Tahtiharju S, Palva T
(2001) Antisense inhibition of protein phosphatase 2C
accelerates cold acclimation in Arabidopsis thaliana.
Plant J 26: 461-470.
24. Takahashi S, Seki M,
Ishida J, Satou M, Sakurai T, Narusaka
M, Kamiya A, Nakajima M, Enju A,
Akiyama K, Yamaguchi-Shinozaki K,
Shinozaki K (2004) Monitoring the expression profiles
of genes induced by hyperosmotic, high salinity, and oxidative
stress and abscisic acid treatment in Arabidopsis cell culture using
a full-length cDNA microarray. Plant Mol
Biol 56: 29-55.
25. Yamaguchi T, Blumwald E
(2005) Developing salt-tolerant crop plants:
challenges and opportunities. Trends Plant Sci 10:
615-620
26. Zhu JK (2002). Salt and
drought stress signal transduction in plants. Annu Rev Plant
Biol 53: 247-273.
27. Zhang JZ, Creelman RA,
Zhu JK (2004). From laboratory to field. Using
information from Arabidopsis to engineer salt, cold, and drought
tolerance in crops. Plant Physiol 135:
615-621.
<110> Consejo Superior de Investigaciones
Científicas y Universidad Politécnica de Valencia
\vskip1.000000\baselineskip
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<120> PLANTAS TOLERANTES AL ESTRÉS HÍDRICO
Y SALINO Y PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE LAS MISMAS
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<130>
P-INCI-N-0178
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<160> 11
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<170> PatentIn version 3.3
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<210> 1
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<211> 434
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<212> PRT
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<213> Arabidopsis thaliana
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<400> 1
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<210> 2
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<211> 511
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<212> PRT
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<213> Arabidopsis thaliana
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<400> 2
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<211> 1305
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Sonda ADNc
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<400> 3
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<211> 1536
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Sonda ADNc
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<400> 4
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<223> Cebador
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<400> 8
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<211> 21
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<400> 9
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\hskip-.1em\dddseqskipgccgatttcg gaaccaccat c
\hfill21
Claims (13)
1. Planta resistente al estrés hídrico y salino
que comprende la inactivación combinada de las proteínas ABI1 y
HAB1 o de sus proteínas ortólogas.
2. Planta resistente al estrés hídrico y salino
según la reivindicación 1, donde la inactivación de dichas
proteínas se realiza mediante el silenciamiento de los genes que
codifican las proteínas ABI1 y HAB1 o sus ortólogas.
3. Planta resistente al estrés hídrico y salino
según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, donde la
inactivación de dichas proteínas se realiza mediante el
silenciamiento de los genes que codifican las proteínas ABI 1 y
HAB1 identificadas como SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 2
respectivamente.
4. Planta resistente al estrés hídrico y salino
según la reivindicación 2, donde el silenciamiento de los genes que
codifican las proteínas ABI1 y HAB1 o sus ortólogos se realiza
mediante la generación de un doble mutante.
5. Planta resistente al estrés hídrico y salino
según la reivindicación 4, donde el doble mutante es
hab1-1 abi1-2.
6. Planta resistente al estrés hídrico y salino
según la reivindicación 4, donde el doble mutante es
hab1-1abi1-3.
7. Procedimiento de obtención de una planta
resistente al estrés hídrico y salino que comprende la inactivación
combinada de las proteínas ABI1 y HAB1 o de sus proteínas
ortólogas.
8. Procedimiento de obtención de una planta
resistente al estrés hídrico y salino según la reivindicación 8,
donde la inactivación de las proteínas ABI1 y HAB1, se realiza
mediante el silenciamiento de los genes que codifican las proteínas
ABI1 y HAB1 o de sus genes ortólogos.
9. Procedimiento de obtención de una planta
resistente al estrés hídrico y salino según cualquiera de las
reivindicaciones 8 y 9, donde la inactivación de dichas proteínas
se realiza mediante el silenciamiento de los genes que codifican las
proteínas ABI 1 y HAB 1, identificadas como SEQ ID NO: 1 y SEQ ID
NO: 2 respectivamente.
10. Procedimiento de obtención de una planta
resistente al estrés hídrico y salino según la reivindicación 9,
donde el silenciamiento de los genes que codifican las proteínas
ABI1 y HAB1 o sus ortólogos se realiza mediante la generación de un
doble mutante.
11. Procedimiento de obtención de una planta
resistente al estrés hídrico y salino según la reivindicación 11,
donde el doble mutante es
hab1-1abi1-2.
12. Procedimiento de obtención de una planta
resistente al estrés hídrico y salino según la reivindicación 11,
donde el doble mutante es
hab1-1abi1-3.
13. Planta modificada genéticamente o
componentes de las mismas que comprenden la inactivación combinada
de las proteínas ABI1 y HAB1 obtenida mediante el procedimiento
según cualquiera de las reivindicaciones 8-13.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200600218A ES2307370B1 (es) | 2006-02-01 | 2006-02-01 | Plantas resistentes al estres hidrico y salino y procedimiento para la obtencion de las mismas. |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200600218A ES2307370B1 (es) | 2006-02-01 | 2006-02-01 | Plantas resistentes al estres hidrico y salino y procedimiento para la obtencion de las mismas. |
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|---|---|
| ES2307370A1 ES2307370A1 (es) | 2008-11-16 |
| ES2307370B1 true ES2307370B1 (es) | 2009-09-28 |
Family
ID=38327143
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200600218A Expired - Fee Related ES2307370B1 (es) | 2006-02-01 | 2006-02-01 | Plantas resistentes al estres hidrico y salino y procedimiento para la obtencion de las mismas. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| WO (1) | WO2007088234A1 (es) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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2006
- 2006-02-01 ES ES200600218A patent/ES2307370B1/es not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-01-31 WO PCT/ES2007/070023 patent/WO2007088234A1/es not_active Ceased
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| GOSTI F. et al., ABI1 protein phosphatase 2C is a negative regulator of abscisic acid signalling. Plant Cell 1999, 11:1897-1910. * |
| MERTLOT S. et al., The ABI1 and ABI2 protein phosphatases 2C act in a negative feedback regulatory loop of the abscisic acid signalling pathway. Plant Journal 2001, 25:295-303. * |
| SAEZ A. et al., Gain-of-function and loss-of-function phenotypes of the protein phosphatase 2C HAB1 reveal its role as a negative regulator of abscisic acid signalling. Plant Journal 2004, 37:354-369. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| WO2007088234A1 (es) | 2007-08-09 |
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Effective date: 20180912 |