【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改良植物性状的方法序列表本申请包含序列表，该序列表已经以ASCIItxt格式电子方式提交，并且其全部内容通过引用并入本文。所述ASCII副本的名称为seq.listing1754-P-01-PCT_ST25，大小为491KB。
本专利技术一般涉及改良植物性状的领域。更具体地，本专利技术涉及通过将来自预定来源的表达文库转化到植物中并筛选期望的性状来改良植物的性状。
技术介绍
到2050年，世界人口估计将达到92亿。要充分养活这一人口，粮食总产量必须增长60％-70％。气候模型预测，本世纪中的温暖温度以及干旱的频率和持续时间的增加将对农业生产率产生负面影响。例如，非洲的玉米生产可能面临重大减产的风险，因为研究人员预测，如果植物获得足够的水分，作物在高于30℃的温度下每花费一度日(degree-day)，产量就会降低1％。这些预测与美国玉米产量报道的类似。进一步表明，在干旱条件下，作物在高于30℃的温度下每花费一度日，非洲玉米产量就下降1.7％。在2010年，俄罗斯的小麦产量下降了近三分之一，这很大程度是是由于夏季热浪。同样，2010年中国和印度的小麦产量也显著下降，分别主要是由于干旱和温度突然升高从而造成了强制成熟。这些新的全球挑战需要更复杂的一体化农业。此外，全球变暖导致许多非生物和生物胁迫同时存在，从而影响农业生产率。非生物胁迫的发生可以通过增强宿主植物对病原生物、昆虫的易感性以及降低与杂草的竞争能力来改变植物与害虫之间的相互作用。与之相反，一些害虫可能会改变植物对非生物胁迫因素的反应。<...
【技术保护点】
1.一种用于筛选和鉴定期望的植物改良性状的方法，所述方法包括以下步骤：/na.从预定来源的采样获得遗传物质；/nb.从所述遗传物质构建表达文库；/n其中所述方法还包括以下步骤：/nc.产生用所述表达文库转化的植物，转化效率为至少0.05％至30％，代表至少10
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170328 US 62/477,517;20180319 US 62/644,6001.一种用于筛选和鉴定期望的植物改良性状的方法，所述方法包括以下步骤：
a.从预定来源的采样获得遗传物质；
b.从所述遗传物质构建表达文库；
其中所述方法还包括以下步骤：
c.产生用所述表达文库转化的植物，转化效率为至少0.05％至30％，代表至少102-1010个转基因；
d.筛选表达所述期望性状的转化植物；和
e.鉴定所述转化植物的表达所述期望性状的所述转基因。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括根据从所述转基因获得的遗传信息编辑期望作物植物中的靶基因的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中使用任何基因组编辑系统或方法进行所述靶基因的所述编辑，包括使用选自由以下所组成的组的工程化核酸酶的系统：大范围核酸酶、锌指核酸酶(ZFN)、基于转录激活因子样效应子的核酸酶(TALEN)、成簇规则间隔的短回文重复序列(CRISPR)系统及其任意组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定来源包括环境生态位的植物、微生物、真菌或其它生物或其部分。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述筛选步骤包括与对照植物相比对所述转化植物的测量，所述测量选自由以下所组成的组：膨压测量、植物死亡、叶面积、植物地上部分鲜重、叶数、枝鲜重、主枝长度、花产量、荚或果实产量、缺绿症、叶损伤、植物的状态或性能及其任意组合。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述对照植物是与所述转基因植物相同属但是缺少所述转基因的植物，或者与所述转基因植物相同属、缺少所述转基因并且用赋予所述植物改良性状的已知基因转化的植物。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(a)还包括通过在富培养基或选择性培养基上生长来富集所述遗传物质的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(a)还包括通过在针对所述期望性状的选择性培养基上培养所述遗传物质来增强所述期望性状的表达的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(b)包括产生原核cDNA文库或真核cDNA文库或两者的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(b)还包括将所述cDNA文库克隆到至少一种双元载体中的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述双元载体包含组成型启动子或胁迫诱导型启动子。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述双元载体包含细菌选择标志物和植物转化选择标志物。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述克隆的双元载体转化到宿主细胞中的步骤。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述克隆的双元载体转化到根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)中的步骤。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括将所述转化的根癌农杆菌引入到以下至少一种中的步骤：整株植物、植物组织和植物细胞。
16.根据权利要求15所述的方法，包括通过向所述植物喷洒包含转化的农杆菌的接种物来引入所述转化的根癌农杆菌的步骤。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(d)包括在对所述期望性状具有选择性的条件下生长所述转化植物。
18.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
f.从步骤(d)的所述转化植物收集T1种子；
g.确定所述T1种子的种子文库转化效率；
h.在允许筛选和选择表达所述期望性状的转化植物的选择条件下播种步骤(e)的所述T1种子；
i.测试步骤(g)的所述选择的表达所述期望性状的植物中所述转基因的存在；和
j.对步骤(h)的对于所述转基因阳性测试的所述选择的转化植物的所述转基因进行分离和测序。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：
k.从(h)的发现对于所述转基因的存在为阳性的所述植物收集T2种子；
l.与用赋予所述期望性状的已知基因转化的对照植物相比，在允许筛选和选择表达所述期望性状的转化植物的选择条件下生长所述T2种子的植物；和
m.任选地，对步骤(j)的所述选择的植物的所述转基因进行分离和测序。
20.根据权利要求18和19中的任一项所述的方法，包括以下步骤：
a.对步骤(i)和/或(l)的所述分离的转基因进行重克隆和测序；
b.将所述重克隆的转基因转化到植物中；
c.筛选步骤(b)的所述转化植物以选择表达所述期望性状的转化植物；
d.从步骤(c)的所述选择的植物中分离所述转基因；和
e.任选地，重复步骤(a)至(d)。
21.根据权利要求4所述的方法，其中所述环境生态位包括生态生态位、种群、生境、基因库、原核培养物、真核培养物及其任意组合。
22.根据权利要求4所述的方法，其中所述环境生态位包括微生物组、微生物群、微生物培养物、植物、酵母、藻类、线虫或任何其它生物或其组合。
23.根据权利要求4所述的方法，其中所述环境生态位包括预定的生物因子、非生物因子及其组合。
24.根据权利要求1所述的方法，其中所述采样包括土壤样品、水样品、有机物样品及其任意组合。
25.根据权利要求1所述的方法，其中所述期望性状选自由以下所组成的组：对至少一种生物胁迫的抗性或耐受性、对至少一种非生物胁迫的抗性或耐受性、提高的产量、提高的生物量、提高的食物品质和价值、提高的谷物产量、除草剂或化学物质抗性或耐受性及其任意组合。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述非生物胁迫选自由以下所组成的组：干旱、盐分、热、冷、肥料吸收、肥料使用效率及其任意组合。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述生物胁迫选自由以下所组成的组：植物疾病、病原体、细菌、病毒、真菌、寄生虫、有益和有害昆虫、杂草和栽培的或天然的植物或其任意组合。
28.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(a)包括从所述预定环境生态位的所述采样中提取RNA的步骤。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述RNA提取根据标准商业试剂盒或根据任何其它用于从环境采样中提取RNA的方案进行。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述用于从环境采样中提取RNA的方案包括以下步骤：
a.获得土壤样品；
b.将所述土壤样品与提取缓冲液混合，所述提取缓冲液包含500mMpH8的磷酸盐缓冲液和5％w/v的鲸蜡基三甲基溴化铵(CTAB)以及比率为25:24:1的苯酚(pH8)/氯仿/IAA；
c.使步骤(b)的所述混合物经受37℃下振摇15分钟或珠打浆机1分钟；
d.在室温下将步骤(c)的所述混合物在2500g下离心约10分钟以获得水相；
e.将所述水相转移到新管中；
f.向步骤(e)的所述管内的所述水相添加等量的补充有20mg/ml的结晶紫溶液的异丙醇，以获得紫色染色溶液；
g.通过倒转步骤(f)的所述管来混合所述溶液，然后将所述管在室温下孵育约30分钟；
h.在室温下将步骤(g)的所述管在2500g下离心约30分钟，以获得紫色染色层；
i.将所述紫色染色层转移到新管中，并将所述管以最大速度离心约5min，以获得沉淀和上清液；
j.用80％v/v冰冷的乙醇洗涤所述沉淀并且再离心5分钟，以获得沉淀和上清液；
k.除去步骤(j)的所述上清液并使所述沉淀干燥；和
l.将所述干燥的沉淀以100μl水比2克步骤(a)的土壤的比例混悬在水中。
31.一种植物，包含通过权利要求1至30中任一项所述的方法鉴定的所述转基因。
32.根据权利要求31所述的植物，其中与缺少所述转基因的相同属的植物相比，所述植物具有至少一种植物改良性状。
33.多核苷酸序列，可通过根据权利要求1至30中任一项所述的方法获得。
34.根据权利要求33所述的多核苷酸，其中所述多核苷酸包含与选自由SEQIDNO:1-148及其任意组合所组成的组的多核苷酸序列中所示的序列相对应的核苷酸序列。
35.多核苷酸序列，与根据权利要求33和34中任一项所述的多核苷酸序列具有至少80％序列相似性。
36.多肽序列，可通过根据权利要求1所述的方法获得。
37.根据权利要求36所述的多肽序列，其中所述多肽包含与选自由SEQIDNO:149-321及其任意组合所组成的组的多肽序列中所示的序列相对应的氨基酸序列。
38.多肽序列，与根据权利要求36和37中任一项所述的多肽序列具有至少60％序列...
【专利技术属性】
技术研发人员：德罗尔·莎莉汀，诺姆·格林伯格，阿拉瓦·沙蒂尔·科恩，
申请(专利权)人：植物ARC生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
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