USE1在调控植物性状中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种改善植物性状的方法，包括降低或抑制所述植物中USE1基因或其编码蛋白的表达量和/或活性，从而改善植物性状。另外，本发明专利技术还提供了可以用于抑制USE1基因或其编码蛋白的抑制剂或制备用于提高植物生物量的组合物或制剂，以及其在改善植物性状方面的用途，进一步的在提高植物的生物量或产量中的用途。用途。用途。

【技术实现步骤摘要】
USE1在调控植物性状中的应用


[0001]本专利技术属于农学领域，分子生物学，植物遗传学，植物生理学和发育生物学领域。本专利技术具体地涉及一种改善植物性状的方法。

技术介绍

[0002]在田间条件下，植物性能，例如在生长，发育，生物量积累和种子产生方面，取决于植物对许多环境条件，变化和胁迫的耐受性和适应能力。由于农业和园艺的开始，需要改善作物栽培中的植物性状。除了通过在作物种植中应用技术进步来增加产量外，育种策略还促进作物特性以抵抗生物和非生物胁迫，提高营养利用效率和改变其它作物特定的产量参数。改善植物固有的生长发育特性，引入对生物和非生物胁迫的耐受性，以在环境胁迫条件下保持产量，并在不同气候条件下扩大面积。开发出具有较好养分利用效率的作物，以减少肥料输入，并将土地面积扩大到营养贫乏的地区。
[0003]本专利技术提供了一种改善植物性状的方法，包括降低或抑制所述植物中USE1基因或其编码蛋白的表达量和/或活性，从而改善植物性状。另外，本专利技术还提供了USE1基因或其编码蛋白的抑制剂，或制备用于提高植物生物量的组合物或制剂，用于改善植物性状。
[0004]本专利技术首次发现，抑制USE1基因或其编码蛋白的表达可显著提高植物的生物量。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种新的改善植物性状的方法。
[0006]增加产量的方法
[0007]本专利技术第一方面提供了一种改善植物性状的方法，包括步骤：降低或抑制所述植物中USE1基因或其编码蛋白的表达量和/或活性，从而改善植物性状。在另一优选例中，所述方法包括给予植物USE1基因的抑制剂或USE1蛋白的抑制剂。
[0008]在另一优选例中，所述改善植物性状是提高植物的产量和/或生物量。
[0009]在另一优选例中，所述改善植物性状包括提高根的长度、提高叶片(例如，莲座叶)的大小、提高植株的高度、提高花的大小、提高种子的大小、提高种子的千粒重、提高种子的产量。
[0010]在另一优选例中，所述植物包括农作物、林业植物、蔬菜、瓜果、花卉、牧草(包括草坪草)。
[0011]在另一优选例中，所述的植物包括单子叶植物和双子叶植物。
[0012]在另一优选例中，所述植物选自下组：禾本科、豆科、藜科、十字花科植物、或其组合。
[0013]在另一优选例中，所述的植物选自下组：拟南芥、水稻、烟草、玉米、高粱、大麦、小麦、小米、大豆、番茄、马铃薯、藜麦、生菜、油菜、白菜、菠菜、甜菜、草莓、或其组合。
[0014]在另一优选例中，所述植物选自拟南芥。
[0015]在另一优选例中，所述降低或抑制是指USE1基因或其编码蛋白的表达或活性与野
生型相比，基因表达量降低、蛋白表达量有所降低或蛋白活性降低。在另一优选例中，所述降低或抑制USE1基因或其蛋白的表达和/或活性通过选自下组的方法实现：基因突变、基因敲除、基因中断、RNA干扰技术、基因编辑技术、导入基因或蛋白的抑制剂、或其组合。
[0016]在另一优选例中，所述的基因突变通过以下一种或多种方法获得：自然变异、物理诱变(如紫外线诱变、X射线或Y射线诱变)、化学诱变(如亚硝酸、羟胺、EMS、亚硝基胍等)、生物诱变(如病毒或细菌介导的诱变)、基因编辑或生物合成。
[0017]在另一优选例中，所述的突变区域包括外显子和/或内含子区。
[0018]在另一优选例中，所述USE1基因的抑制剂或USE1蛋白的抑制剂选自下组：反义核酸、抗体、小分子化合物、Crispr试剂、小分子配体、或其组合。
[0019]在另一优选例中，所述的基因编辑技术选自下组：CRISPR技术、TALEN技术、ZFN技术、或其组合。
[0020]在另一优选例中，所述方法包括步骤：
[0021](i)提供一植物或植物细胞；和
[0022](ii)将USE1基因的抑制剂或USE1蛋白的抑制剂导入所述植物或植物细胞，从而获得改造的植物或植物细胞。
[0023]在另一优选例中，所述方法包括步骤：
[0024](i)提供一植物或植物细胞；和
[0025](ii)利用靶向USE1基因的gRNA以及相应的Cas蛋白导入所述植物或植物细胞；在优选的实施方式中，向所述植物或植物细胞中导入含有所述gRNA和Cas蛋白的表达载体。
[0026]在另一优选例中，所述USE1基因包括野生型USE1基因和突变型USE1基因。
[0027]在另一优选例中，所述的突变型USE1基因包括突变后编码蛋白的功能未发生改变的突变形式(即功能与野生型编码蛋白相同或基本相同)。
[0028]在另一优选例中，所述的突变型USE1基因编码的多肽与野生型USE1基因所编码的多肽相同或基本相同。
[0029]在另一优选例中，所述的突变型USE1基因包括与野生型USE1基因相比，同源性≥80％(较佳地≥90％，更佳地≥95％，更佳地，≥98％或99％)的多核苷酸。
[0030]在另一优选例中，所述的突变型USE1基因包括在野生型USE1基因的5＇端和/或3＇端截短或添加1-60个(较佳地1-30，更佳地1-10个)核苷酸的多核苷酸。
[0031]在另一优选例中，所述的USE1基因包括cDNA序列、CDS序列、基因组序列、或其组合。
[0032]在另一优选例中，所述USE1基因来源于选自下组的一种或多种植物：禾本科、豆科、藜科、十字花科植物。
[0033]在另一优选例中，所述的USE1基因来源于选自下组的一种或多种植物：拟南芥、水稻、烟草、玉米、高粱、大麦、小麦、小米、大豆、番茄、马铃薯、藜麦、生菜、油菜、白菜、菠菜、甜菜、草莓。
[0034]在另一优选例中，所述USE1基因来源于拟南芥。
[0035]在另一优选例中，所述USE1基因的编码蛋白(USE1蛋白)的氨基酸序列选自下组：
[0036](i)具有SEQ ID NO.:1所示氨基酸序列的多肽；
[0037](ii)将如SEQ ID NO.:1所示的氨基酸序列经过一个或几个(如1-10个)氨基酸残
基的取代、缺失或添加而形成的，具有所述相同或相近功能(膜融合蛋白活性)由(i)衍生的多肽；
[0038]或(iii)氨基酸序列与SEQ ID NO.:1所示氨基酸序列的同源性≥90％(较佳地≥95％，更佳地≥98％)，具有相同或相近功能的多肽。
[0039]在另一优选例中，所述USE1基因的核苷酸序列选自下组：
[0040](a)编码如SEQ ID NO.:1所示多肽的多核苷酸；
[0041](b)序列如SEQ ID NO.:2所示的多核苷酸；
[0042](c)核苷酸序列与SEQ ID NO.:2所示序列的同源性≥95％(较佳地≥98％，更佳地≥99％)的多核苷酸；
[0043](d)在SEQ ID NO.:2所示多核苷酸的5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善植物性状的方法，其特征在于，通过降低或抑制所述植物中USE1蛋白或其编码基因的表达量和/或活性，从而改善植物性状；所述改善植物性状为提高所述植物的产量和/或生物量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改善植物性状包括提高植物叶片的大小、提高植株的高度、提高种子的产量或提高种子的千粒重。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降低或抑制所述植物中USE1蛋白或其编码基因的表达量和/或活性通过以下任一或任意几种方式实现：基因突变、基因沉默、基因敲除、基因中断、RNA干扰技术、基因编辑技术、导入USE1基因或蛋白的抑制剂。4.USE1基因的抑制剂或USE1蛋白的抑制剂在改善植物性状中的用途，所述改善植物性状为提高所述植物的产量和/或生物量。5.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述改善植物性状包括提高叶片的大小、提高植株的高度、提高种子的产量或提高种子的千粒重。6.一种用于改善植物性状的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：山东舜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：