用于改善对大豆锈病的抗性的方法技术

本发明专利技术涉及修饰植物中的STAYGREEN(SGR)基因的组合物和方法。本发明专利技术还涉及使用本发明专利技术的方法和组合物产生的植物，所述植物包含修饰的内源性SGR基因并具有增加的对大豆锈病的抗性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改善对大豆锈病的抗性的方法
[0001]关于序列表的电子提交的声明
[0002]提供了ASCII文本格式的序列表来代替纸质副本，该序列表根据37 C.F.R.
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1.821提交，命名为1499.31.WO_ST25.txt，大小为676,683字节，生成于2021年3月23日，并通过EFS
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Web提交。此序列表就其公开内容在此通过引用并入说明书中。
[0003]优先权声明
[0004]此申请根据35 U.S.C.
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119(e)要求2020年3月27日提交的美国临时申请号63/000,608的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0005]本专利技术涉及修饰植物中的STAYGREEN(SGR)基因的组合物和方法。本专利技术还涉及使用本专利技术的方法和组合物产生的植物，所述植物包含修饰的内源性SGR基因并具有增加的对大豆锈病的抗性。

技术介绍

[0006]杀菌剂是控制大豆锈病最常用的方法，然而，目前还采用了各种遗传抗性机制。最常用的基因是被称为Rpp基因座本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种植物或其植物部分，其包含编码SGR蛋白的内源性STAYGREEN(SGR)基因中的至少一个非天然突变。2.权利要求1的植物或其部分，其中至少一个非天然突变位于SGR基因的非翻译区或启动子区中。3.权利要求1或权利要求2的植物或其部分，其中至少一个非天然突变是碱基取代、碱基缺失和/或碱基插入。4.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中至少一个非天然突变是点突变。5.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中至少一个非天然突变是半显性突变。6.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中至少一个非天然突变包括碱基取代为A、T、G或C。7.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中至少一个非天然突变是至少一个碱基对的取代。8.权利要求2
‑
6中任一项的植物或其部分，其中非翻译区或启动子区中的至少一个非天然突变是缺失。9.权利要求1
‑
5、7或8中任一项的植物或其部分，其中至少一个非天然突变是至少一个碱基对的缺失。10.权利要求1、3
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7或9中任一项的植物或其部分，其中至少一个突变导致相对于SEQ ID NO：72的氨基酸位置编号位于位置108处的氨基酸残基的取代或相对于SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74的氨基酸位置编号位于位置110处的氨基酸残基的取代。11.权利要求10的植物或其部分，其中至少一个非天然突变相对于SEQ ID NO：72的氨基酸位置编号为Q108R，或相对于SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74的氨基酸位置编号为Q110R。12.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中SGR蛋白包含与SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74中任一项的氨基酸序列具有至少95％序列同一性的序列；包含与SEQ ID NO：83
‑
89的氨基酸序列中的任一个具有至少95％序列同一性的区域；和/或由与SEQ ID NO：79、SEQ ID NO：80、SEQ ID NO：81或SEQ ID NO：82的核苷酸序列具有至少90％序列同一性的序列编码。13.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中内源性SGR基因包含与SEQ ID NO：75、SEQ ID NO：76、SEQ ID NO：77、SEQ ID NO：78、SEQ ID NO：79或SEQ ID NO：80的核苷酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的区域。14.权利要求2
‑
9、12或13中任一项的植物或其部分，其中内源性SGR基因的启动子区包含与SEQ ID NO：75或SEQ ID NO：76的核苷酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的序列。15.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中植物是大豆植物。16.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中植物表现出SGR蛋白的降低的表达。17.前述权利要求中任一项的植物或其部分，其中包含至少一个非天然突变的大豆植物表现出增加的对大豆锈病的抗性。18.一种植物细胞，其包含编辑系统，所述编辑系统包括：(a)CRISPR
‑
Cas效应蛋白；和
(b)引导核酸(gRNA、gDNA、crRNA、crDNA、sgRNA、sgDNA)，其包含与编码STAYGREEN(SGR)蛋白的内源性靶基因互补的间隔序列。19.权利要求18的植物细胞，其中编辑系统在编码SGR蛋白的内源性靶基因中产生突变。20.权利要求18或权利要求19的植物细胞，其中编码SGR蛋白的内源性靶基因：(a)包含与SEQ ID NO：81或SEQ ID NO：82的核苷酸序列具有至少90％序列同一性的序列；(b)包含与SEQ ID NO：75、SEQ ID NO：76、SEQ ID NO：77、SEQ ID NO：78、SEQ ID NO：79或SEQ ID NO：80的核苷酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的区域，和/或(c)编码多肽序列，所述多肽序列：(i)与SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74的氨基酸序列具有至少95％的序列同一性；和/或(ii)包含与SEQ ID NO：83
‑
89的氨基酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的区域。21.权利要求18
‑
20中任一项的植物细胞，其中引导核酸包含SEQ ID NO：90
‑
114的核苷酸序列中任一个的核苷酸序列。22.权利要求18
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21中任一项的植物细胞，其中植物细胞来自大豆植物或其部分。23.从权利要求1
‑
17中任一项的植物部分或权利要求18
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22中任一项的植物细胞再生的植物。24.权利要求23的植物，其中植物表现出SGR蛋白的降低的表达。25.权利要求23或权利要求24的植物，其中植物是包含内源性SGR基因中的突变的大豆植物。26.权利要求23
‑
25中任一项的植物，其中包含突变的大豆植物表现出增加的对大豆锈病的抗性。27.一种大豆植物细胞，其包含STAYGREEN(SGR)基因内的至少一个非天然突变，其中突变是使用编辑系统引入的取代、插入或缺失，所述编辑系统包含与SGR基因中的靶位点结合的核酸结合结构域。28.权利要求28的大豆植物细胞，其中SGR基因：(a)包含与SEQ ID NO：81或SEQ ID NO：82的核苷酸序列具有至少90％序列同一性的序列；(b)包含与SEQ ID NO：75、SEQ ID NO：76、SEQ ID NO：77、SEQ ID NO：78、SEQ ID NO：79或SEQ ID NO：80的核苷酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的区域，和/或(c)编码多肽，其(i)包含与SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74的氨基酸序列中的任一个具有至少95％序列同一性的序列，和/或(ii)包含与SEQ ID NO：83
‑
89的氨基酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的区域。29.权利要求27或权利要求28的大豆植物细胞，其中突变在SGR基因的非翻译区(例如，启动子区)中。30.权利要求27
‑
29中任一项的大豆植物细胞，其中靶位点在SGR基因的区域内，所述区域包含与SEQ ID NO：75或SEQ ID NO：76的核苷酸序列中的任一个具有至少90％的序列同一性的序列的3
’
区域，或与SEQ ID NO：77或SEQ ID NO：78的核苷酸序列中的任一个具有至少90％的序列同一性的序列的5
’
区域。31.权利要求30的大豆植物细胞，其中SEQ ID NO：75的3
’
区域包括从核苷酸1000至核
苷酸2298的区域或其任何部分，并且SEQ IDNO：76的3
’
区域包括从核苷酸1000至核苷酸2216的区域或其任何部分。32.权利要求31的大豆植物细胞，其中SEQ ID NO：77的5
’
区域包括SEQ ID NO：77的核苷酸1至核苷酸298的区域或其任何部分，并且SEQ ID NO：78的5
’
区域包括SEQ ID NO：77的核苷酸1至核苷酸216的区域或其任何部分。33.权利要求27
‑
32中任一项的大豆植物细胞，其中靶位点在SGR基因的区域内，所述区域编码的多肽序列：(i)与SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74的氨基酸序列具有至少95％的序列同一性；(ii)包含与编码SEQ ID NO：83
‑
89的氨基酸序列中任一个的核苷酸序列具有至少90％序列同一性的区域；和/或(iii)由与SEQ ID NO：79
‑
82的核苷酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的序列编码。34.权利要求27
‑
33中任一项的大豆植物细胞，其中至少一个非天然突变是在通过编辑系统裂解后产生的，所述编辑系统还包括核酸酶，并且核酸结合结构域与靶位点结合，所述靶位点(a)在与SEQ ID NO：75、SEQ ID NO：76，SEQ ID NO：77或SEQ ID NO：78的核苷酸序列中的任一个具有至少90％的序列同一性的序列内，(b)在与编码SEQ ID NO：73、SEQ ID NO：74或SEQ ID NO：83
‑
89的氨基酸序列中的任一个具有至少95％序列同一性的序列内，或(c)在与SEQ IDNO：79
‑
82编码的序列具有至少90％序列同一性的序列内。35.权利要求27
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34中任一项的大豆植物细胞，其中至少一个非天然突变是缺失。36.权利要求27
‑
35中任一项的大豆植物细胞，其中至少一个非天然突变是点突变。37.权利要求27
‑
36中任一项的大豆植物细胞，其中至少一个非天然突变是半显性突变。38.权利要求27
‑
37中任一项的大豆植物细胞，其中至少一个非天然突变是SGR基因的启动子区中的缺失。39.权利要求27、28、33、34、35或37中任一项的大豆植物细胞，其中至少一个非天然突变导致相对于SEQ ID NO：72的氨基酸位置编号位于位置108处的氨基酸残基的取代，或相对于SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74的氨基酸位置编号位于位置110处的氨基酸残基的取代，任选地，其中突变相对于SEQ ID NO：72的氨基酸位置编号为Q108R，或相对于SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74的氨基酸位置编号为Q110R。40.权利要求27
‑
39中任一项的大豆植物细胞，其中核酸酶是锌指核酸酶、转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)、核酸内切酶(例如，Fok1)或CRISPR
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Cas效应蛋白。41.权利要求27
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40中任一项的大豆植物细胞，其中核酸结合结构域是锌指、转录激活因子样DNA结合结构域(TAL)、argonaute或CRISPR
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Cas效应DNA结合结构域。42.从权利要求27
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41中任一项的大豆植物细胞再生的大豆植物，其中所述大豆植物包含内源性SGR基因中的突变。43.权利要求27
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41的大豆植物细胞或权利要求42的大豆植物，其中大豆植物细胞和/或大豆植物表现出SGR蛋白的降低的表达。44.权利要求42或权利要求43的大豆植物，其中包含突变的大豆植物表现出增加的对大豆锈病的抗性。
45.一种产生/育种无转基因编辑的大豆植物的方法，包括：将权利要求1
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17、23
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26或42
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44中任一项的大豆植物与无转基因大豆植物杂交，从而将至少一个非天然突变引入到无转基因的大豆植物中；和选择包含至少一个非天然突变并且是无转基因的子代大豆植物，从而产生无转基因编辑的大豆植物。46.一种提供具有增加的对大豆锈病的抗性的多个大豆植物的方法，所述方法包括在生长区域(例如，田地(例如，耕地、农田)、生长室、温室、娱乐区、草坪和/或路边等)中种植权利要求1
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17、23
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26或42
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44中任一项的两个或更多个植物，从而提供与不包含突变的多个对照大豆植物相比具有增加的对大豆锈病的抗性的多个大豆植物。47.一种编辑大豆植物细胞基因组中的特定位点的方法，所述方法包括：以位点特异性方式裂解大豆植物细胞中内源性SGR基因内的靶位点，其中所述内源性SGR基因：(a)包含与SEQ ID NO：81或SEQ ID NO：82的核苷酸序列具有至少90％序列同一性的序列；(b)包含与SEQ ID NO：75、SEQ ID NO：76、SEQ ID NO：77、SEQ ID NO：78、SEQ ID NO：79或SEQ ID NO：80的核苷酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的区域，和/或(c)编码多肽序列，所述多肽序列：(i)与SEQ ID NO：73或SEQ ID NO：74的氨基酸序列具有至少95％的序列同一性；和/或(ii)包含与SEQ ID NO：83
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89的氨基酸序列中的任一个具有至少90％序列同一性的区域，从而在大豆植物细胞的内源性SGR基因中产生编辑，和从而产生包含内源性SGR基因中的编辑的植物细胞。48.权利要求47的方法，其中所述编辑导致非天然突变。49.权利要求48的方法，其中非天然突变是半显性突变。50.权利要求48或权利要求49的方法，其中非天然突变是碱基取代、碱基缺失和/或碱基插入。51.权利要求48
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50中任一项的方法，其中非天然突变是点突变。52.权利要求48
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51中任一项的方法，其中非天然突变是至少一个碱基对的取代。53.权利要求48
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52中任一项的方法，其中非天然突变包括碱基取代为A、T、G或C。54.权利要求48
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52中任一项的方法，其中非天然突变在SGR基因的启动子区中。55.权利要求48
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54中任一项的方法，其中非天然突变是缺失。56.权利要求49
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52或55
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56中任一项的方法，其中至少一个非天然突变是至少一个碱基对的缺失。57.权利要求49
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53中任一项的方法，其中至少一个突变导致相对于SEQ ID NO：...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：成对植物服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：