在叶中具有改变量的一种或多种生物碱的烟草植物及使用此类植物的方法技术

本发明专利技术公开提供了涉及生物碱在烟草中从根到叶的转运的多个序列、使用此类序列的方法、携带对此类序列的修饰的烟草植物、以及从此类植物制造的烟草产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开一般性地涉及烟草植物。背景人们一直试图培育低生物碱的烟草品种。然而，这样的品种大多生成低质量的叶，尚无具有降低的叶生物碱含量的商业烟草品系。因此，需要鉴定这样的烟草基因，可调变其表达使得烟叶中的生物碱概貌，尤其是叶的烟碱类生物碱概貌能够得以改变。概述描述了涉及生物碱在烟草中从根到叶的转运的多个序列。还描述了使用这类序列的方法。在一个方面，提供了烟草杂种、品种、品系、或栽培种。这样的烟草杂种、品种、品系、或栽培种包括具有在诸如SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的一个或多个内源核酸中的突变的植物。在一些实施方案中，来自所述植物的烟叶相对于来自缺乏突变的植物的烟叶展现出至少一种生物碱的量降低。在一些实施方案中，来自所述植物的调制叶相对于来自缺乏突变的植物的调制叶展现出至少一种烟草特异性亚硝胺(TSNA)的量降低。还提供了由这样的烟草杂种、品种、品系、或栽培种产生的种子，其中所述种子包括在具有诸如SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的序列的一个或多个内源核酸中的突变。在另一方面，提供了产生烟草植物的方法。这样的方法一般包括下列步骤：在普通烟草(Nicotiana tabacum)细胞中诱导突变以产生诱变细胞，从该诱变细胞获得一株或多株植物，和从所述植物中鉴定包含在诸如SEQ ID NO:
1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的一个或多个内源核酸中的突变的至少一株植物。这种方法可进一步包括鉴定至少一株包含显示至少一种生物碱的量降低的叶(相对于来自缺乏突变的植物的叶)的植物。这种方法还可包括鉴定至少一株这样的植物，其中所得的调制叶相对于来自缺乏突变的植物的调制叶展现出至少一种TSNA量降低。诱变可使用化学诱变剂或电离辐射来诱导。代表性的化学诱变剂包括但不限于，亚硝酸、叠氮化钠、吖啶橙、溴化乙锭、和乙基甲磺酸(EMS)。代表性的电离辐射包括但不限于，x射线、γ射线、快中子照射、和UV照射。可以使用TALEN或锌指技术诱导突变。在另一方面，提供了生产烟草植物的方法。这种方法也包括使第一烟草品系的至少一株植物与第二烟草品系的至少一株植物杂交以及选择具有突变的后代烟草植物的步骤。通常，第一烟草品系的植物在一个或多个内源核酸中，诸如具有SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的序列的内源核酸中具有突变。这种方法可进一步包括选择具有展现出至少一种生物碱量降低的叶(相对于来自缺乏突变的植物的叶)的后代烟草植物。这种方法还可包括选择其中调制叶展现出至少一种TSNA量降低(相对于来自缺乏突变的植物的调制叶)的后代烟草植物。在另一方面，提供了烟草产品。这种烟草产品一般包括来自这样的烟草植物的调制叶，所述烟草植物在一个或多个内源核酸中，例如在具有SEQ IDNO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的序列的一个或多个内源核酸中具有突变。在一些实施方案中，所述烟草产品内包含的调制叶相对于包含在来自缺乏突变的植物的烟草产品内的调制叶展现出至少一种生物碱的量降低。在一些实施方案中，所述烟草产品内的调制叶相对于包含在来自缺乏突变的植物的烟草产品内的调制叶展现出至少一种TSNA的量降低。在另一方面，提供了生产烟草产品的方法。这种方法通常包括提供来自
烟草植物的调制叶，以及利用所述调制叶制造烟草产品，所述烟草植物在一个或多个内源核酸中，例如具有如SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的序列中具有突变。在一些实施方案中，所述调制叶相对于来自缺乏突变的植物的调制叶展现出至少一种生物碱的量降低。在一些实施方案中，所述调制叶相对于来自缺乏突变的植物的调制叶展现出至少一种TSNA的量降低。如本文中所述的突变可以是，但不限于，点突变、插入、缺失、或取代。在又一个方面，提供了包含植物表达载体的转基因烟草植物。一般来说，表达载体包含至少25个核苷酸的长度并且与诸如SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的序列具有至少91％序列同一性的核酸分子。在一些实施方案中，相对于来自不表达所述核酸分子的烟草植物的叶，核酸分子的表达导致叶展现出至少一种生物碱的量降低。在一些实施方案中，相对于来自不表达所述核酸分子的烟草植物的调制叶，核酸分子的表达导致调制叶展现出至少一种TSNA的量降低。还提供了由这种转基因烟草植物产生的种子，其中种子包含所述表达载体。在一个方面，提供了转基因烟草植物，其包含长度至少为25个核苷酸的异源核酸分子，其中所述核酸分子在严格条件下与诸如SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的核酸序列杂交。在一些实施方案中，所述异源核酸分子的表达导致叶展现出至少一种生物碱的量降低(相对于来自不表达该异源核酸分子的烟草植物的叶)。在一些实施方案中，所述异源核酸分子的表达导致调制叶展现出至少一种TSNA的量降低(相对于来自不表达该异源核酸分子的烟草植物的调制叶)。还提供了由此类转基因烟草植物产生的种子，其中所述种子包含所述异源核酸分子。在一个方面，提供了包含载体的来自转基因烟草植物的叶。通常，载体包含与诸如SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、或90的核酸序列的25个或更多个连续核苷酸具有至少
91％序列同一性的核酸分子。在一些实施方案中，核酸分子的表达导致叶展现出至少一种生物碱的量相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟草杂种、品种、品系、或栽培种，其包括在一个或多个内源核酸中具有突变的植物，所述内源核酸具有选自SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、和90的序列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.06 US 61/912,752;2014.06.12 US 62/011,3041.一种烟草杂种、品种、品系、或栽培种，其包括在一个或多个内源核酸中具有突变的植物，所述内源核酸具有选自SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、和90的序列。2.权利要求1的烟草杂种、品种、品系、或栽培种，其中来自所述植物的叶相对于来自缺少所述突变的植物的叶展现出至少一种生物碱的量降低。3.权利要求2的烟草杂种、品种、品系、或栽培种，其中来自所述植物的调制叶相对于来自缺少所述突变的植物的调制叶展现出至少一种烟草特异性亚硝胺(TSNA)的量降低。4.由权利要求1-3中任一项的烟草杂种、品种、品系、或栽培种产生的种子，所述种子在一个或多个内源核酸中包含突变，所述内源核酸具有选自SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、和90的序列。5.一种制造烟草植物的方法，包括下列步骤：在普通烟草(Nicotiana tabacum)细胞中诱导诱变以产生诱变细胞；获得来自诱变细胞的一株或多株植物；和鉴定其中至少一株在一个或多个内源核酸中包含突变的植物，所述内源核酸具有选自SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、和90的序列。6.权利要求5的方法，进一步包括鉴定其中至少一株包含这样的叶的植物：所述叶相对于来自缺乏突变的植物的叶展现出至少一种生物碱量降低。7.权利要求6的方法，进一步包括鉴定其中至少一株包含这样的叶的植物：所述叶在调制后，相对于来自缺乏突变的植物的调制叶展现出至少一种TSNA量降低。8.权利要求5的方法，其中诱变是使用化学诱变剂或电离辐射诱导的。9.权利要求8的方法，其中化学诱变剂选自亚硝酸、叠氮化钠、吖啶橙、溴化乙锭、和甲磺酸乙酯(EMS)。10.权利要求8的方法，其中电离辐射选自x射线、γ射线、快中子照射、和UV照射。11.权利要求5的方法，其中诱变是使用TALEN诱导的。...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·弗雷德里克，Y·沈，D·许，U·瓦雷克，J·A·斯特里克兰，
申请(专利权)人：奥驰亚客户服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US