基因改变植物NIN-基因以对细胞分裂素应答的方法技术

本公开的方面涉及已经被基因改变以对细胞分裂素应答的包括NODULE INCEPTION(NIN)和NIN

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基因改变植物NIN
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基因以对细胞分裂素应答的方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2018年12月6日提交的美国临时申请号62/776,325的权益，其通过引用以其整体并入本文。作为ASCII文本文件提交序列表
[0002]以下ASCII文本文件的提交内容通过引用以其整体并入本文：序列表的计算机可读形式(CRF)(文件名：794542000540SEQLIST.txt，记录日期：2019年11月25日，大小：3,802KB)。


[0003]本公开涉及基因改变的植物。具体地，本公开涉及已经被基因改变以对细胞分裂素应答的具有NODULE INCEPTION(NIN)和NIN
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LIKE PROTEIN(NLP)基因的植物，使得NIN或NLP蛋白质可在适当的信号传导后诱导根结瘤。

技术介绍

[0004]结瘤植物物种，比如豆类、拟山黄麻属(Parasponia)物种和放线菌植物，已经进化为与固氮细菌形成共生关系。它们形成称为根瘤的专有的器官来容纳这些细菌，其为固氮的细菌提供最佳环境并且将其提供给植物。反过来，植物为细菌提供碳水化合物和其他资源。根瘤形成的初始步骤是识别共生细菌的存在，例如通过检测细菌产生的脂质几丁寡糖(在根瘤菌的情况下也称为Nod因子)。识别这种共生信号会诱导根瘤器官形成并且允许细菌感染。
[0005]遗传筛选已经鉴定了参与根瘤器官形成过程的基因。这些之中最主要的是转录因子NODULE INCEPTION(NIN)，其已被证明在多种植物物种，比如豆类和木麻黄(Casuarina glauca)的根瘤器官形成中具有关键作用(Clavijo等，New Phytol.208:887
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903(2015))。虽然早已知NIN的重要作用，但补充nin突变植物的尝试一直失败。文献中的许多示例证明了这一点。Clavijo等使用了2175bp的蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)NIN启动子，并且报道了“不幸地，即使使用ProMtNIN:MtNIN构建体，也不能将补充蒺藜苜蓿(M.truncatula)nin突变体进行感染”(Clavijo等，New Phytol.208:887
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903(2015)；引用pg.898)。在表征瑞香百脉根(Lotus japonicus daphne)突变体中，Yoro等叙述“虽然NIN是根瘤发育的关键转录因子，但尚未阐明根瘤器官形成所必需的功能性NIN启动子区域”，并且观察到“通过引入基于百脉根的构建体ProNIN(～4kb)::NIN::TerNIN，在百脉根(L.japonicus)nin
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9突变体中仅挽救了IT形成，而不是根瘤形成”(Yoro等，Plant Physiol.165:747
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758(2014)；quotes from pg.756)。最后，Vernie等发现使用2.18kb MtNIN启动子表达蒺藜苜蓿NIN仅能部分补充蒺藜苜蓿nin无效突变体，该突变体当转化时，在接种后很长一段时间(50天)产生非常低数量的明显无功能的根瘤(Vernie等，The Plant Cell,27:3410
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3424(2015))。
[0006]这种无法补充豆类nin突变体植物意味着NIN参与器官形成的确切机制仍然难以捉摸，因为NIN与根瘤器官形成过程调节和整合的重要组分是未知的。更重要地，由于NIN是
根瘤器官形成的关键参与者，需要并入NIN的成功的根瘤工程方法。在过去的20年中，补充nin突变体的失败是开发根瘤工程化策略的巨大障碍。为了成功工程化结瘤，将需要具有补充nin突变体的能力，以及与该能力相关的NIN调节知识。明显需要鉴定与NIN编码序列组合将允许完全补充nin突变体的NIN调节区。

技术实现思路

[0007]为了满足这些需要，本公开提供了通过将细胞分裂素应答性元件引入与NIN编码序列可操作地连接的调节区来完全补充豆类nin突变体的方法。本公开进一步提供将细胞分裂素应答性元件引入与可以是内源或异源的NIN或NLP编码序列可操作地连接的植物的方法。
[0008]本公开的方面包括基因改变的植物，其中植物或其部分包括与不具有一个或多个基因改变的野生型(WT)植物相比，增加NODULE INCEPTION(NIN)蛋白质或NIN
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样蛋白质(NLP蛋白质)应答细胞分裂素信号传导的活性的一个或多个基因改变，和其中植物或其部分包括编码NIN蛋白质或NLP蛋白质的核酸。该方面的另外实施方式包括一个或多个基因改变，是添加可操作地连接至编码NIN蛋白质或NLP蛋白质的核酸的一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、七个或更多个、八个或更多个、九个或更多个、十个或更多个、十一个或更多个、十二个或更多个、十三个或更多个、十四个或更多个、十五个或更多个、十六个或更多个、十七个或更多个、十八个或更多个、十九个或更多个、二十个或更多个、二十一个或多个、二十二个或更多个、二十三个或更多个或者二十四个或更多个细胞分裂素应答元件的。该方面的还另一实施方式包括是B
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型细胞分裂素信号传导RESPONSE REGULATOR(RR)结合位点的至少一个细胞分裂素应答元件。该方面的进一步实施方式包括具有SEQ ID NO:613或SEQ ID NO:614的序列的至少一个B
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型细胞分裂素信号传导RR结合位点。该方面的仍另一实施方式包括具有选自以下组中的序列的至少一个B
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型细胞分裂素信号传导RR结合位点：SEQ ID NO:551、SEQ ID NO:552、SEQ ID NO:553、SEQ ID NO:554、SEQ ID NO:555、SEQ ID NO:556、SEQ ID NO:557、SEQ ID NO:558、SEQ ID NO:559、SEQ ID NO:560、SEQ ID NO:561、SEQ ID NO:562、SEQ ID NO:563、SEQ ID NO:564、SEQ ID NO:565、SEQ ID NO:566、SEQ ID NO:567、SEQ ID NO:568、SEQ ID NO:569、SEQ ID NO:570、SEQ ID NO:571、SEQ ID NO:572、SEQ ID NO:573、SEQ ID NO:574、SEQ ID NO:575、SEQ ID NO:576、SEQ ID NO:577、SEQ ID NO:578、SEQ ID NO:579、SEQ ID NO:580、SEQ ID NO:581、SEQ ID NO:582、SEQ ID NO:583、SEQ ID NO:584、SEQ ID NO:585、SEQ ID NO:586、SEQ ID NO:587、SEQ ID NO:588、SEQ ID NO:589、SEQ ID NO:590、SEQ ID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】1.一种基因改变的植物，其中植物或其部分包括与不具有一个或多个基因改变的野生型(WT)植物相比，增加NODULE INCEPTION(NIN)蛋白质或NIN
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样蛋白质(NLP蛋白质)应答细胞分裂素信号传导的活性的一个或多个基因改变，和其中植物或其部分包括编码NIN蛋白质或NLP蛋白质的核酸。2.根据权利要求1所述的基因改变的植物，其中所述一个或多个基因改变包括添加可操作地连接至编码NIN蛋白质或NLP蛋白质的核酸的一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、七个或更多个、八个或更多个、九个或更多个、十个或更多个、十一个或更多个、十二个或更多个、十三个或更多个、十四个或更多个、十五个或更多个、十六个或更多个、十七个或更多个、十八个或更多个、十九个或更多个、二十个或更多个、二十一个或多个、二十二个或更多个、二十三个或更多个或者二十四个或更多个细胞分裂素应答元件。3.根据权利要求2所述的基因改变的植物，其中至少一种细胞分裂素应答元件是B
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型细胞分裂素信号传导RESPONSE REGULATOR(RR)结合位点。4.根据权利要求2所述的基因改变的植物，其中所述细胞分裂素应答元件彼此在100个核苷酸内、90个核苷酸内、86个核苷酸内、80个核苷酸内、70个核苷酸内、60个核苷酸内、50个核苷酸内、40个核苷酸内、30个核苷酸内、25个核苷酸内、20个核苷酸内、19个核苷酸内、18个核苷酸内、17个核苷酸内、16个核苷酸内、15个核苷酸内、14个核苷酸内、13个核苷酸内、12个核苷酸内、11个核苷酸内、10个核苷酸内、9个核苷酸内、8个核苷酸内、7个核苷酸内、6个核苷酸内、5个核苷酸内、4个核苷酸内、3个核苷酸内、2个核苷酸内或1个核苷酸内。5.根据权利要求1
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4的任一项所述的基因改变的植物，其中编码NIN蛋白质或NLP蛋白质的核酸可操作地连接至启动子，所述启动子可操作地连接至细胞分裂素应答元件。6.根据权利要求5所述的基因改变的植物，其中启动子和细胞分裂素应答元件彼此在110,000个核苷酸内、105,000个核苷酸内、100,000个核苷酸内、95,000个核苷酸内、90,000个核苷酸内、85,000个核苷酸内、80,000个核苷酸内、75,000个核苷酸内、70,000个核苷酸内、65,000个核苷酸、60,000个核苷酸内、55,000个核苷酸内、50,000个核苷酸内、45,000个核苷酸内、42,000个核苷酸内、40,000个核苷酸内、35,000个核苷酸内、30,000个核苷酸内、25,000个核苷酸内、20,000个核苷酸内、15,000个核苷酸内、10,000个核苷酸内、9,000个核苷酸内、8,000个核苷酸内、7,000个核苷酸内、6,000个核苷酸内、5,000个核苷酸内、4,000个核苷酸内、3,000个核苷酸内、2,000个核苷酸内、1,000个核苷酸内、500个核苷酸内、400个核苷酸内、300个核苷酸内、200个核苷酸内或100个核苷酸内。7.根据权利要求1
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6的任一项所述的基因改变的植物，其中核酸编码NIN/NLP1直系同源组蛋白质、NLP2
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3直系同源组蛋白质、NLP4直系同源组蛋白质或基础的NIN/NLP直系同源组蛋白质。8.根据权利要求1
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7的任一项所述的基因改变的植物，其中编码NIN蛋白质或NLP蛋白质的核酸是内源的。9.根据权利要求1
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7的任一项所述的基因改变的植物，其中编码NIN蛋白质或NLP蛋白质的核酸是异源的。10.根据权利要求5
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9的任一项所述的基因改变的植物，其中启动子是内源的。11.根据权利要求5
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9的任一项所述的基因改变的植物，其中启动子是异源的。
12.根据权利要求1
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11的任一项所述的基因改变的植物，其中根中柱鞘细胞层、根内皮细胞层(即，内胚层细胞层)...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：瓦赫宁根大学，
类型：发明
国别省市：