改善植物中基因组工程化和再生的方法技术

该文件涉及用于真核细胞中的基因组工程化的方法和材料，以及尤其涉及用于通过一种或多种加强子多肽和加强基因与基因组工程化组分来提高基因组工程化(即转化或基因组编辑)效率的方法。效率的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改善植物中基因组工程化和再生的方法


[0001]本文描述了新的再生加强子(booster)基因和多肽，以及用于真核细胞中基因组工程化的方法和材料，尤其是用于通过加强子多肽和加强基因与基因组工程化组分的递送来提高基因组工程化(即，转化或基因组编辑)效率的方法。
[0002]专利技术背景
[0003]传统育种已提供了驯养的植物和动物，而现代生物技术(尤其是基因组工程化)正在扩大育种能力，并实现仅传统近缘种的杂交无法实现的改善。利用生物技术，已将诸如高产、除草剂抗性和昆虫抗性的多种特性导入作物，导致全球农业和粮食安全的巨大进步。但是，此类生物技术产品中存在外来DNA会引发生物安全和环境问题。
[0004]通过分离出任何整合的DNA，基因组编辑技术可用于生成靶基因组的位点特异性修饰，无需在最终植物中存在外来DNA的。此外，通过瞬时表达，基因组编辑可涉及瞬时编辑活性，以产生位点特异性修饰，无需在过程的任何点进行DNA整合。基因组编辑的植物，特别是那些源自瞬时活性的植物，将与常规的基因组修饰植物有显着不同，并且可能不会作为经遗传修饰的(GM)植物受到监管。因此，基因组编辑技术(特别通过瞬时编辑方法)可以在农业中提供高准确、安全和强大的植物育种和开发工具。
[0005]然而，基于瞬时活性的基因组工程化面临更多挑战。与稳定转化相比，瞬时工程化通常会导致更少的修饰细胞。如果没有整合的可选择标记，鉴定工程化化的细胞并在再生植物中实现同种修饰(homogenous modification)是高度挑战的。这些挑战阻碍了瞬时基因编辑作为改良植物的育种工具的常规实施。因此，非常需要增强基因组工程化效率的新方法和材料。

技术实现思路

[0006]在一方面，提供了一种(再生)加强子多肽，其包含SEQ ID NO：2或48的氨基酸序列或与SEQ ID NO：2或48至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列。
[0007]在另一方面，提供了编码包含SEQ ID NO：2或48的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：2或48至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列的加强子多肽的核酸。在一些实施方案中，编码包含SEQ ID NO：2的氨基酸序列、与SEQ ID NO：2至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列的加强子多肽的核酸包含选自以下的编码序列：(i)包含SEQ ID NO：1的核苷酸序列的核酸；(ii)包含与SEQ ID NO：1至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的核苷酸序列的核酸；和(iii)在严格杂交条件与(i)或(ii)中定义的核酸的互补链杂交
的核酸。在一些实施方案中，编码包含SEQ ID NO：48的氨基酸序列或与SEQ ID NO：48至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列的加强子多肽的核酸包含选自以下的编码序列：(I)包含SEQ ID NO：47的核苷酸序列的核酸；(II)包含与SEQ ID NO：47至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的核苷酸序列的核酸；和(III)在严格杂交条件与(I)或(II)中定义的核酸的互补链杂交的核酸。
[0008]在另一方面，提供了包含编码包含SEQ ID NO：2或48的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：2或48至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列的加强子多肽的核酸的重组基因。在一些实施方案中，编码包含SEQ ID NO：2的氨基酸序列或与SEQ ID NO：2至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列的加强子多肽的核酸包含选自以下的编码序列：(i)包含SEQ ID NO：1的核苷酸序列的核酸；(ii)包含与SEQ ID NO：1至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的核苷酸序列的核酸；和(iii)在严格杂交条件与(i)或(ii)中定义的核酸的互补链杂交的核酸。在一些实施方案中，编码包含SEQ ID NO：48的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：48至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列的加强子多肽的核酸包含选自以下的编码序列：(I)包含SEQ ID NO：47的核苷酸序列的核酸；(II)包含与SEQ ID NO：47至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的核苷酸序列的核酸；和(III)在严格杂交条件与(I)或(II)中定义的核酸的互补链杂交的核酸。
[0009]在一些实施方案中，所述核酸可操作地连接至异源启动子。所述异源启动子可以是强组成型启动子、组织特异性启动子、发育特异性启动子或诱导型启动子。
[0010]在另一方面，提供了一种DNA构建体，优选为载体，其包含任何上述核酸或重组基因。在一些实施方案中，所述核酸包含选自以下的编码序列：(i)包含SEQ ID NO：1或47的核苷酸序列的核酸；(ii)包含与SEQ ID NO：1或47至少75％、76％、77％、78％、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种加强子多肽，其包含SEQ ID NO：2或48的氨基酸序列或与SEQ ID NO：2或48至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列。2.编码权利要求1的所述加强子多肽的核酸。3.根据权利要求2所述的核酸，其中编码包含SEQ ID NO：2的氨基酸序列或与SEQ ID NO：2至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列的所述加强子多肽的核酸包含选自以下的编码序列：(i)包含SEQ ID NO：1的核苷酸序列的核酸；(ii)包含与SEQ ID NO：1至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的核苷酸序列的核酸；和(iii)在严格杂交条件与(i)或(ii)中定义的核酸的互补链杂交的核酸；和其中编码包含SEQ ID NO：48的氨基酸序列或与SEQ ID NO：48至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列的所述加强子多肽的核酸包含选自以下的编码序列：(I)包含SEQ ID NO：47的核苷酸序列的核酸；(II)包含与SEQ ID NO：47至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的核苷酸序列的核酸；和(III)在严格杂交条件与(I)或(II)中定义的核酸的互补链杂交的核酸。4.一种重组基因，其包含权利要求2或3的核酸。5.权利要求4的重组基因，其中所述核酸可操作地连接至异源启动子。6.权利要求5的重组基因，其中所述异源启动子是强组成型启动子、组织特异性启动子、发育特异性启动子或诱导型启动子。7.一种DNA构建体，优选为载体，其包含权利要求2或3的核酸或权利要求4至6中任一项的重组基因。8.一种植物细胞，其包含权利要求1的加强子多肽、权利要求2或3的核酸、权利要求4至6中任一项的重组基因或权利要求7的DNA构建体。9.一种植物、其部分、种子、胚或愈伤组织，其包含权利要求8的所述细胞。10.一种在植物细胞中进行遗传修饰的方法，所述方法包含(a)向植物细胞导入(i)权利要求1的加强子多肽、权利要求2或3的核酸、权利要求4至6中任一项的重组基因或权利要求7的所述DNA构建体；和(ii)感兴趣的转基因和/或基因组工程化组分；(b)任选地，在允许从所述核酸、所述重组基因或所述DNA构建体合成所述加强子多肽的条件下，培养所述植物细胞；和(c)任选地，在允许所述植物细胞在所述加强子多肽存在时通过感兴趣的转基因的整
合和基因组工程化组分的活性对基因组遗传修饰的条件下，培养所述植物细胞。11.权利要求10的方法，其中所述加强子多肽在植物细胞中瞬时存在、瞬时有活性和/或瞬时表达，或其中所述编码所述加强子多肽的核酸在植物细胞中瞬时存在、瞬时有活性和/或瞬时表达。12.权利要求10或11的方法，其中在步骤(i)中，将选自PLT5多肽、PLT7多肽、RKD4多肽和RKD2多肽的另外一个或多个多肽，和/或选自编码PLT5多肽、PLT7多肽、RKD4多肽和RKD2多肽的核酸的一个或多个核酸，和/或适合于瞬时提高内源性PLT5多肽、内源性PLT7多肽、内源性RKD4多肽或内源性RKD2多肽的表达的一个或多个定点转录激活子和/或编码这种定点转录激活子的核酸导入植物细胞。13.权利要求12的方法，其中所述PLT5多肽或PLT7多肽在植物细胞中瞬时存在、瞬时有活性和/或瞬时表达，或其中编码所述PLT5多肽或所述PLT7多肽的核酸在植物细胞中瞬时存在、瞬时有活性和/或瞬时表达。14.权利要求12的方法，其中将所述加强子多肽或编码所述加强子多肽的核酸以及所述PLT5多肽或编码所述PLT5多肽的核酸都导入所述植物细胞中，并任选地瞬时共表达；和/或其中将所述加强子多肽或编码所述加强子多肽的核酸以及所述PLT7多肽或编码所述PLT5多肽的核酸都导入所述植物细胞中，并任选地瞬时共表达。15.权利要求12至14中任一项的方法，其中所述PLT5多肽包含SEQ ID NO：4或6的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：4或6至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列；或其中编码PLT5多肽的核酸编码SEQ ID NO：4或6的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：4或6至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列；或其中所述PLT7多肽包含SEQ ID NO：8或10的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：8或10至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列；或其中编码PLT7多肽的核酸编码SEQ ID NO：8或10的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：8或10至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列；或其中所述RKD4多肽包含SEQ ID NO：12、14或16的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：12、14或16至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列；或其中编码RKD4多肽的核酸编码SEQ ID NO：12、14或16的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：12、14或16至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列；或其中所述RKD2多肽包含SEQ ID NO：18、20或22的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：18、20或22至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列；或其中编码RKD2多肽的核酸编码SEQ ID NO：18、20或22的氨基酸序列，或与SEQ ID NO：18、20或22至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、
92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％相同的氨基酸序列。16.权利要求12至15中任一项的方法，其中编码PLT5多肽的核酸包含具有选自以下的编码序列的核酸：(i)包含SEQ ID NO：3或5的核苷酸序列的核酸；(ii)包含与SEQ ID NO：3或5至少75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟玲，
申请(专利权)人：科沃施种子欧洲股份两合公司，
类型：发明
国别省市：