【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生具有改变的生物碱水平的烟草植物和制品的方法及其组合物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月3日提交的美国临时申请62/942,957的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
[0003]序列表的并入
[0004]命名为“P34775WO00_SL.txt”、283,115字节(在中测量)并且于2020年12月2日创建的文件中含有的序列表与本申请一起以电子方式提交并且通过引用以其整体并入。
[0005]本公开包括烟草植物以及由所述烟草植物生产的烟草制品,所述烟草植物具有改变的总生物碱和烟碱水平和商业上可接受的叶等级的,它们通过育种或转基因方法培育。
技术介绍
[0006]烟碱是在烟叶中积累的主要生物碱。烟碱和其它少量生物碱(例如,降烟碱,假木贼碱和新烟草碱)也是烟草特异性亚硝胺(TSNA)的前体。需要培育具有较低烟碱水平的烟草栽培品种。
[0007]在商业烟草栽培品种中,烟碱占总生物碱库(pool)的90
‑
95%或总叶干重的2
‑
5%。烟碱在根中合成,并通过木质部转移到植物的地上部分,在那里它在叶中积累并通过毛状体响应昆虫吸食而渗出。
[0008]需要鉴定可被工程化以减少生物碱的基因,更具体地,减少烟碱而不影响叶表型的基因,以及培育含有改变的烟碱水平(例如,减少的烟碱)同时维持(如果不产生更优异的)烟草叶质量的烟草植物和制品。
技术实现思路
[0009]一方面,本公开提供了经修 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.经修饰的烟草植物或其部分,其包含:(a)在基因中的遗传修饰;或(b)靶向所述基因的遗传修饰;其中所述遗传修饰下调所述基因的表达或活性,其中所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:19
‑
36组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的核苷酸序列。2.根据权利要求1所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述遗传修饰在所述基因中。3.根据权利要求1所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述遗传修饰靶向所述基因。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述多核苷酸序列选自由SEQ ID NOs:19,20,23
‑
26,29和30组成的组。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物包含在所述经修饰的烟草植物中的所有基因中的遗传修饰或靶向在所述经修饰的烟草植物中的所有基因的遗传修饰,所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:19和20组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的核苷酸序列。6.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物包含在所述经修饰的烟草植物中的所有基因中的遗传修饰或靶向在所述经修饰的烟草植物中的所有基因的遗传修饰,所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:23
‑
26组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的核苷酸序列。7.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物包含在所述经修饰的烟草植物中的所有基因中的遗传修饰或靶向在所述经修饰的烟草植物中的所有基因的遗传修饰,所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:25和26组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的核苷酸序列。8.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物包含在所述经修饰的烟草植物中的所有基因中的遗传修饰或靶向在所述经修饰的烟草植物中的所有基因的遗传修饰,所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:29和30组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的核苷酸序列。9.经修饰的烟草植物或其部分,其在多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸与选自由SEQ ID NOs:1
‑
36组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性。10.根据权利要求9所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述多核苷酸序列选自由SEQ ID NOs:1,2,5
‑
8,11,12,19,20,23
‑
26,29和30组成的组。11.根据权利要求9所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸与选自由SEQ ID NOs:1,2,19和20组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性。
12.根据权利要求9所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸与选自由SEQ ID NOs:1和2组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性。13.根据权利要求9所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸与选自由SEQ ID NOs:5
‑
8和23
‑
26组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性。14.根据权利要求9所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸与选自由SEQ ID NOs:7
‑
8和25
‑
26组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性。15.根据权利要求9所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸与选自由SEQ ID NOs:7
‑
8组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性。16.根据权利要求9所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸与选自由SEQ ID NOs:11,12,29和30组成的组多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性。17.根据权利要求9所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸与选自由SEQ ID NOs:11和12组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性。18.经修饰的烟草植物或其部分,其包含重组核酸构建体,所述重组核酸构建体包含与编码非编码RNA分子的多核苷酸可操作地连接的异源启动子,其中所述非编码RNA分子能够结合与选自由SEQ ID NOs:19
‑
36组成的组的多核苷酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的mRNA,其中所述非编码RNA分子抑制所述mRNA的水平或翻译。19.根据权利要求18所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述多核苷酸序列选自由SEQ ID NOs:19,20,23
‑
26,29和30组成的组。20.经修饰的烟草植物或其部分,其包含:(a)在基因中的遗传修饰;或(b)靶向所述基因的遗传修饰;其中所述遗传修饰下调所述基因的表达或活性,其中所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:37
‑
54组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性或相似性的多肽。21.根据权利要求20所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述遗传修饰在所述基因中。22.根据权利要求20所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述遗传修饰靶向所述基因。
23.根据权利要求20
‑
23中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述氨基酸序列选自由SEQ ID NOs:37,38,41
‑
44,47和48组成的组。24.根据权利要求20
‑
23中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物包含在所述经修饰的烟草植物中的所有基因中的遗传修饰或靶向所述经修饰的烟草植物中的所有基因的遗传修饰,所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:37和38组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性或相似性的多肽。25.根据权利要求20
‑
23中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物包含在所述经修饰的烟草植物中的所有基因中的遗传修饰或靶向在所述经修饰的烟草植物中的所有基因的遗传修饰,所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:41
‑
44组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性或相似性的多肽。26.根据权利要求20
‑
23中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物包含在所述经修饰的烟草植物中的所有基因中的遗传修饰或靶向在所述经修饰的烟草植物中的所有基因的遗传修饰,所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:43
‑
44组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性或相似性的多肽。27.根据权利要求20
‑
23中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物包含在所述经修饰的烟草植物中的所有基因中的遗传修饰或靶向在所述经修饰的烟草植物中的所有基因的遗传修饰,所述基因编码与选自由SEQ ID NOs:47
‑
48组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性或相似性的多肽。28.经修饰的烟草植物或其部分,其在多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸具有编码与选自由SEQ ID NOs:37
‑
54组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性或相似性的多肽的核酸序列。29.根据权利要求28所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述氨基酸序列选自由SEQ ID NOs:37,38,41
‑
44,47和48组成的组。30.根据权利要求28所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸编码与选自由SEQ ID NOs:37和38组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的多肽。31.根据权利要求28所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸编码与选自由SEQ ID NOs:41
‑
44组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的多肽。32.根据权利要求28所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸编码与选自由SEQ ID NOs:43
‑
44组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的多肽。
33.根据权利要求28所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在所述经修饰的烟草植物中的每个多核苷酸中包含非天然突变,所述多核苷酸编码与选自由SEQ ID NOs:47
‑
48组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性的多肽。34.经修饰的烟草植物或其部分,其包含重组核酸构建体,所述重组核酸构建体包含与编码非编码RNA分子的多核苷酸可操作地连接的异源启动子,其中所述非编码RNA分子能够结合编码与选自由SEQ ID NOs:37
‑
54组成的组的氨基酸序列具有至少70%,至少80%,至少90%,至少95%,至少97%,至少99%或100%的同一性或相似性的多肽的RNA,其中所述非编码RNA分子抑制所述多肽的表达。35.根据权利要求34所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述氨基酸序列选自由SEQ ID NOs:37,38,41
‑
44,47和48组成的组。36.根据权利要求1
‑
35中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述烟草植物是普通烟草植物。37.根据权利要求36所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中相对于不具有所述遗传修饰或突变或重组核酸构建体的对照植物,所述经修饰的烟草植物包含降低水平的烟碱。38.根据权利要求37所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物是低生物碱烟草植物。39.根据权利要求37所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物在熟化时产生USDA等级指数值与在相似条件下生长并熟化的所述对照植物的可比叶的USDA等级指数值可比的或更高的叶。40.根据权利要求39所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述更高USDA等级指数值比所述对照植物的所述可比叶高至少200%,150%,100%,90%,80%,70%,60%,50%,40%,30%,20%,17.5%,15%,12.5%,10%,7.5%或5%。41.根据权利要求37所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物进一步包含编码选自下组的蛋白质的基因或基因座中的突变:二胺氧化酶,甲基腐胺氧化酶(MPO),NADH脱氢酶,磷酸核糖邻氨基苯甲酸异构酶(PRAI),腐胺N
‑
甲基转移酶(PMT),喹啉酸磷酸核糖转移酶(QPT),A622,NBB1,BBL,MYC2,Nic1_ERF,Nic2_ERF,亚乙基响应因子(ERF)转录因子,烟碱摄取通透酶(NUP)和MATE转运蛋白。42.根据权利要求37所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述经修饰的烟草植物进一步包含靶向和抑制编码选自下组的蛋白质的基因的转基因:二胺氧化酶,甲基腐胺氧化酶(MPO),NADH脱氢酶,磷酸核糖邻氨基苯甲酸异构酶(PRAI),腐胺N
‑
甲基转移酶(PMT),喹啉酸磷酸核糖转移酶(QPT),A622,NBB1,BBL,MYC2,Nic1_ERF,Nic2_ERF,亚乙基响应因子(ERF)转录因子,烟碱摄取通透酶(NUP)和MATE转运蛋白。43.根据权利要求42所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述转基因编码选自下组的非编码RNA:微小RNA(miRNA),反义RNA,小干扰RNA(siRNA),反式作用siRNA(ta
‑
siRNA)和发夹RNA(hpRNA)。44.根据权利要求37
‑
43中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中相对于不具有所述遗传修饰或突变或重组核酸构建体的对照植物的可比叶,所述烟草植物能够产生包含可比水平的一种或多种多胺的叶。
45.根据权利要求44所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述可比水平在对照植物的所述可比叶中水平的20%,17.5%,15%,12.5%,10%,7.5%,5%,2.5%或1%内。46.根据权利要求37
‑
43中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中相对于不具有所述遗传修饰或突变或重组核酸构建体的对照植物的可比叶,所述烟草植物能够产生包含可比叶绿素水平的叶。47.根据权利要求46所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述可比叶绿素水平在对照植物的所述可比叶中的水平的20%,17.5%,15%,12.5%,10%,7.5%,5%,2.5%或1%内。48.根据权利要求37
‑
43中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中相对于不具有所述遗传修饰或突变或重组核酸构建体的对照植物的可比叶,所述烟草植物能够产生每单位叶面积包含可比数量的叶肉细胞的叶。49.根据权利要求48所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中每单位叶面积的所述可比叶肉细胞在对照植物的所述可比叶中每单位叶面积的叶肉细胞的20%,17.5%,15%,12.5%,10%,7.5%,5%,2.5%或1%内。50.根据权利要求37
‑
43中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中相对于不具有所述遗传修饰或突变或重组核酸构建体的对照植物的可比叶,所述烟草植物能够产生包含可比表皮细胞大小的叶。51.根据权利要求50所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述可比表皮细胞大小在对照植物的所述可比叶中的表皮细胞大小的20%,17.5%,15%,12.5%,10%,7.5%,5%,2.5%或1%内。52.根据权利要求37
‑
43中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中相对于不具有所述遗传修饰或突变或重组核酸构建体的对照植物的可比叶,所述烟草植物能够产生表现出可比叶产量的叶。53.根据权利要求52所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述可比叶产量在对照植物的所述可比叶中的叶产量的20%,17.5%,15%,12.5%,10%,7.5%,5%,2.5%或1%内。54.根据权利要求37
‑
43中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中相对于不具有所述遗传修饰或突变或重组核酸构建体的对照植物的可比叶,所述烟草植物表现出可比的昆虫食草敏感性。55.根据权利要求1
‑
54中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述遗传修饰包含或编码非编码RNA。56.根据权利要求55的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述非编码RNA选自下组:微小RNA(miRNA),反义RNA,小干扰RNA(siRNA),反式作用siRNA(ta
‑
siRNA)和发夹RNA(hpRNA)。57.根据权利要求1,18,20和35中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述遗传修饰或异源启动子包含诱导型启动子。58.根据权利要求1,18,20和35中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述遗传修饰或异源启动子包含组织特异型或组织优先型启动子。59.根据权利要求1,18,20和35中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述
遗传修饰或异源启动子包含组成型启动子。60.根据权利要求57所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述诱导型启动子是打顶诱导型启动子。61.根据权利要求57所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述诱导型启动子也是组织特异型或组织优先型启动子。62.根据权利要求58或61所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述组织特异型或组织优先型启动子对于选自下组的一种或多种组织或器官是特异的或优选的:芽,根,叶,茎,花,烟杈,根尖,叶肉细胞,表皮细胞和脉管系统。63.根据权利要求57所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述诱导型启动子调节根特异型或优先型表达。64.根据权利要求57所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述诱导型启动子调节叶特异型或优选型表达。65.根据权利要求1和20中任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分,其中所述遗传修饰包含在所述被下调的基因的基因组序列中的非天然突变。66.根据权利要求65所述的经修饰的烟草植物或其部分...
【专利技术属性】
技术研发人员:R,
申请(专利权)人:奥驰亚客户服务有限公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。