由表达SERK相互作用蛋白质实现无融合生殖制造技术

本发明专利技术涉及一种提高新植物世代营养繁殖几率的方法，该方法通过转基因表达一种在体细胞胚发生受体激酶（ＳＥＲＫ）触发的信号转导级联反应中起作用的蛋白质的编码基因来实现。由此产生的无融合生殖种子、由该种子萌发产生的植物和子代，以及在ＳＥＲＫ触发的信号转导级联反应中起作用的蛋白质的编码基因，组成本发明专利技术更深一层的主题。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物和植物细胞的营养繁殖。具体而言，本专利技术涉及一种体内通过种子或体外通过体细胞胚发生提高营养繁殖几率的方法。由此产生的无融合生殖的种子、由该种子萌发获得的植物和子代是本专利技术更深一层的内容。通过种子进行的无性的、非有性繁殖也称作无融合生殖，是一种受遗传控制的繁殖机理，发现于某些多倍体植物非栽培品种中。无融合生殖可以分为配子体型或非配子体型两种。在配子体型无融合生殖(其中分成两类——无孢子生殖和二倍体孢子生殖)中，形成通常无反足核的多个胚囊，或在胚囊中发生大孢子形成。非配子体型无融合生殖也称作不定胚生殖，其中体细胞胚直接发育自胚囊、子房壁或珠被。体细胞从周围细胞侵入有性的子房，其中一个体细胞胚向外竞争另一些体细胞胎以及有性胚，并利用产生的胚乳。一旦有可兹利用的有性植物与无融合生殖植物杂交，使无融合生殖工程化产生可控制、更可重复的性状，在改良植物和开发栽培品种方面将会提供许多优势。众所周知，在从孢子体细胞形成可以产生无融合生殖种子的外来胚过程中，涉及体细胞胚发生受体激酶(Somaticembryogenesis receptor kinase，SERK)。无融合生殖会供给纯育、可育种的杂交种。此外，无融合生殖能够缩短和简化育种过程，以致可以取消为产生和/或稳定理想的基因组合所作的自交和子代测试。因为无融合生殖基因型可纯育，与杂合性无关，故无融合生殖可用于具有独特基因组合基因型的栽培品种。从而基因或组基因能″堆叠″和″装配″在超级基因型中。每个来自有性-无融合杂交的超级无融合生殖基因型都会有成为栽培品种的潜力。无融合生殖可让植物育种工作者培育出具有特定稳定性状的栽培品种，如高度、种子和草料品质以及成熟度这样的特性。育种工作者在杂交种的商业性生产上不再受(i)细胞质-核相互作用产生雄性不育的母本或(ii)传粉者的育性复原能力的限制。几乎所有适合杂交的种质都可以是产生无融合生殖杂交种的潜在亲本。无融合生殖也可简化杂交种种子的商业性生产。具体而言，(i)可消除对商业性杂交种生产田进行物理隔离的需要；(ii)所有可利用的土地都能用于提高杂交种种子产量，而不需划分传粉者和雄性不育系的区间；以及(iii)可消除维持亲本系备种的需要。利用无融合生殖生产种子的潜在利益目前尚未实现，这在相当程度上是由于将无融合生殖力引入目的植物的难题。本专利技术指导引入在SERK触发的信号转导级联反应中起作用的蛋白质，体内通过种子以及体外通过体细胞胚发生来改善营养繁殖，由此提供了进一步解决该难题的方法。下文中术语″基因″是指编码序列以及相关的调节序列。编码序列转录成为RNA，取决于特定的基因，该RNA可以是mRNA、rRNA、tRNA、snRNA、有义RNA或反义RNA。调节序列的例子有启动子序列、5’和3’非翻译序列以及终止序列。可能存在的其它元件有，例如，内含子。″启动子″是启动相关DNA序列转录的一段DNA序列。取决于特定的启动子区域，它可能也包含那些用作基因表达调节子的元件，例如活化子、增强子和/或阻遏物。DNA调节序列例如启动子，若处于该DNA调节序列可影响DNA编码序列表达的位置，即可说是与一段编码RNA或蛋白质的DNA序列″有效连接″或″关联″。术语″表达″是指植物中内源基因或转基因的转录和/或翻译。词语″胚囊附近″被认为是泛指心皮、珠被、胚珠、胚珠原基、子房壁、合点、珠心、珠柄或胎座。熟练的技术人员会认可术语″珠被″能够包含由其得来的组织，例如内皮。″胚发生″定义为细胞在许可条件下发展成为胚的能力。术语″活性形式″可以理解为包含截短的或者突变的蛋白质，条件是它们仍然能够提高营养繁殖的几率，不管是否在这样做，在它们正常存在的组织中能另外与信号转导元件相互作用。″标志基因″编码选择性或筛选性的性状。因而，表达″选择性标志基因″可由于细胞具有与未转化细胞相比能够在负性选择剂，例如抗生素或除草剂存在下生长的能力，而使该细胞获得选择性优势。与未转化细胞相比，转化细胞所具有的选择性优势也可能起因于其增强的或新的利用添加化合物作为营养物质、生长因子或能源的能力。选择性标志基因也指基因或基因组合，其在植物细胞中的表达可使该细胞获得负性和正性两种选择优势。另一方面，″筛选性标志基因″不能使转化细胞具有选择性优势，但其表达使该转化细胞在表型上不同于未转化细胞。术语″植物″是指任何植物，但尤其是种子植物。术语″植物细胞″描述植物的结构和生理单位，并包含原生质体以及细胞壁。植物细胞可以是分离的单个细胞(例如气孔保卫细胞)或培养细胞，或较高级组成单位，例如植物组织或植物器官的一部分。术语″植物材料″包含叶子、茎、根、突出胚根、花或花部分、花瓣、果实、花粉、花粉管、花药细丝、胚珠、胚囊、卵细胞、子房、合子、胚、合子胚、体细胞胚、下胚轴部分、顶端分生组织、维管束、中柱鞘、种子、插条、细胞或组织培养物，或植物的任何其它部分或产物。本专利技术提供下列解决方案*提高新植物世代营养繁殖几率的方法，包含转基因表达一种作用于体细胞胚发生受体激酶(SERK)触发的信号转导级联反应的蛋白质的编码基因；*所述方法，其编码蛋白质与SERK在物理上相互作用；*所述方法，其蛋白质是Squamosa启动子结合蛋白(SBP)转录因子或14-3-3型lambda蛋白质家族的一员；*所述方法，其中所述蛋白质具有SEQ ID NO2、SEQ ID NO4、SEQ ID NO6、SEQ ID NO8、SEQ ID NO10、SEQ ID NO12、SEQ ID NO14或SEQ ID NO16所示氨基酸序列，或者具有至少150个氨基酸长度的组成序列的氨基酸序列，该组成序列与SEQ ID NO12或SEQ ID NO16对比后至少显示40％同一性；*所述通过种子提高营养繁殖几率的方法(无融合生殖)；*所述方法，其中种子由非配子体无融合生殖产生；*所述方法，其中编码蛋白质于胚囊邻近处转基因表达；*所述提高体外体细胞胚发生几率的方法；*所述方法，其中基因的表达处于SERK基因启动子、胡萝卜壳多糖酶DcEP3-1基因启动子、拟南芥(Arabidopsis)AtChit IV基因启动子、拟南芥LTP-1基因启动子、拟南芥bel-1基因启动子、碧冬茄(petunia)fbp-7基因启动子、拟南芥ANT基因启动子或者蝶兰(Phalaenopsis)O126基因启动子控制之下。*一种基因，其编码蛋白质具有SEQ ID NO2、SEQ ID NO4、SEQID NO6、SEQ ID NO8、SEQ ID NO10、SEQ ID NO12、SEQ ID NO14或SEQ ID NO16所示氨基酸序列，或者具有至少150个氨基酸长度的组成序列的氨基酸序列，该组成序列与SEQ ID NO12或SEQ ID NO16对比后至少显示40％序列同一性；*所述基因，其具有SEQ ID NO1、SEQ ID NO3、SEQ ID NO5、SEQ ID NO7、SEQ ID NO9、SEQ ID NO11、SEQ ID NO13或SEQ IDNO15所示核苷酸序列；*所述基因，其中核苷酸序列得到下述修饰除去了已知的mANA不稳定性基元或者多聚腺苷酸化信号，和/或使用了DNA即将插入的植物中的偏好性密码本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高新植物世代营养繁殖几率的方法，该方法包含转基因表达在体细胞胚发生受体激酶（ＳＥＲＫ）触发的信号转导级联反应中起作用的蛋白质的编码基因。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EDL施米特，SC德弗里斯，VFG赫克特，
申请(专利权)人：辛根塔参与股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]