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植物载体、组合物及其相关用途制造技术

技术编号:40607576 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-12 22:14
本公开涉及单链RNA载体,其适合于将治疗剂如肽、蛋白质或小RNA引入宿主植物或以其他方式治疗宿主植物。所述载体不编码任何移动蛋白或外壳蛋白,但能够在宿主植物内进行全身和韧皮部限制的移动和复制。所述载体可以被修饰为包括对细菌性植物病原体有效的siRNA。可选地,野生型载体可以被引入植物,以通过植物的RNA沉默或传递沉默机制产生的非特异性siRNA的方式来抑制或控制植物中的细菌感染。可选地,所述载体可以被修饰为包括增强植物的沉默机制的插入物,例如为植物病毒的补体的插入物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及适合于将治疗剂如肽、蛋白质或小rna引入宿主的rna载体。在一些示例中,宿主是植物,其中其移动可基本上限于韧皮部,并且目的是控制或操控植物疾病或病症。


技术介绍

1、一般的和高度靶向的抗微生物剂已经被开发用于动物(例如人类),所述动物的循环系统为遍及动物的广泛应用提供了递送系统。相比之下,针对非基因修饰的植物开发一般或靶向治疗剂而进行的研究则少得多,因为缺乏简化的循环系统使遍及宿主植物的递送变得复杂。这在大型、长寿的树木(如柑橘)中尤其是个问题,在这些树木中注入的抗微生物剂可迅速被稀释。因此,除外部应用农药例如以在生长季节期间控制病原体的载体(vector)、一般叶面应用以加强植物健康,或昂贵的、短期注入针对病原体或载体的剂以外,很少有治疗全身植物感染或病症的方案。

2、种植业面临各种病原体的巨大风险。尤其令人关切的是影响柑橘产业的疾病和病症。黄龙病(hlb),又称柑橘黄龙病(citrus greening),是全球最严重的柑橘疾病。hlb与三种细菌韧皮杆菌(candidatus liberibacter spp.)(亚洲种、非洲种和美洲种)有关,并由两种木虱种类,亚洲柑橘木虱(acp)(diaphorina citri,kuwayama)和非洲柑橘木虱(trioza erytreae,del guercio)传播。当含有细菌的木虱以柑橘树为食,并将病原细菌沉积至细菌繁殖的韧皮部时,hlb便可嫁接传播或自然传播。被感染的树木通过在其韧皮部产生过多的胼胝质作出反应以隔离细菌,这限制光同化物的流动,并且最终能够使树木死亡。一旦树木被感染,就无法治愈。虽然这种带病的水果对人类没有健康威胁,但hlb已经摧毁了遍及全世界数百万英亩的柑橘园。仅在美国,acp和cl亚洲种(asiaticus)(clas)就摧毁了佛罗里达州的柑橘产业,在很短的时间范围内造成了数十亿美元的作物损失。此外,hlb已传播至美国的每个柑橘产区。大多数受感染的树木在感染后几年内就会死亡,并且果实变得畸形,而且没有味道,并且因此不适合食用。根据美国农业部(usda),整个柑橘产业处于巨大的风险下。

3、考虑植物生理学有助于发展和实施操控植物疾病和病症的策略。植物的维管系统是糖和氨基酸,以及信号分子如小核糖核酸(rna)、蛋白、肽和激素(其被需要用于大量的发育过程和对生物和非生物胁迫的响应)的主要通道(conduit)(图1)(lee j.y.和frank,m.(2018),plasmodesmata in phloem:different gateways for different cargoes,curropin plant biol,43:119 -124;tugeon,r.和wolf,s.(2009),phloem transport:cellular pathways and molecular trafficking,ann rev plant biol,60:207-221)。信使rna(mrna)包括这些信号分子的一部分,并且数以千计的伴生细胞mrna可以从邻近的去筛分子(enucleated sieve element)中分离出来,在那里,它们通过从源(产糖)组织到库(sink)(利用糖)组织(如根和茎尖)渗入产生的静水压力进行双向运输(folimonova,s.y.和tilsner,j.(2018),hitchhikers,highway tools and roadworks:the interactionsof plant viruses with the phloem,curr opin plant biol 43:82-88;ham,b.k.和lucas,w.j.(2017),phloem-mobile rnas as systemic signaling agents,annual revplant biol 68:173-195)。多达50%的伴生细胞转录组被认为参与了移动(kim,g.等(2014),genomic-scale exchange of mrna between a parasitic plant and itshosts,science 345:808-811;thieme,c.j.et al.(2015),endogenous arabidopsismessenger rnas transported to distant tissues,nature plants 1(4):15025;yang,y.et al.(2015),messenger rna exchange between scions and rootstocks ingrafted grapevines,bmc plant biol15,251),这关于如何以及为什么这种大量的mrna子集移动长的距离提出了各种问题。例如,rna移动的过程是怎样选择的?如果有选择,其是如何促进的?转运rna(transiting rna)是否被修饰(例如甲基化)?在进入se之前,在任何特定的亚细胞位置是否发现转运rna?转运rna有“邮政编码(zip code)”吗?转运rna是否与特定的蛋白结合,并且是否有特定的相互作用序列?因为推测库细胞能够转录相同的mrna,因此有多少mrna的流动是有生物学意义的,并且有多少是非选择性的?

4、关于mrna移动的文献中的困惑是普遍存在的。一些研究表明,rna移动性的主要决定因素是它们在伴生细胞中的丰度(kim,g.等(2014),genomic-scale exchange of mrnabetween a parasitic plant and its hosts,science 345:808-811;thieme,c.j.等(2015),endogenous arabidopsis messenger rnas transported to distant tissues,nature plants 1(4):15025;yang,y.等(2015),messenger rna exchange betweenscions and rootstocks in grafted grapevines,bmc plant biol 15,251)。主要基于mrna的丰度、半衰期以及也发挥作用的转录物长度,已将数学模型用来提出mrna移动的非选择性的、布朗扩散模型(calderwood,a.等(2016),transcript abundance explainsmrna mobility data in arabidopsis thaliana,plant cell 28:610-615)。然而,其它研究得出了相反的结论,发现伴生细胞中的mrna丰度与移动无关(xia,c.等(2018),elucidation of the mechanisms of long-distance mrna movement in a nicotianabenthamiana/tomato heterograft system,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种包含异源片段的核糖核酸(RNA)载体,其中所述异源片段为对植物细菌病原体有效的siRNA。

2.如权利要求1所述的RNA载体,其中所述植物细菌病原体选自由丁香假单胞菌、解淀粉欧文氏菌、新月黄龙病菌和黄龙病菌亚洲种组成的组。

3.如权利要求1或2所述的RNA载体,其中所述siRNA是所述细菌的MurA、肌激酶(ADK)或回旋酶亚基A(GyrA)基因的补体。

4.如权利要求1至3任一项所述的RNA载体,其中所述RNA载体源自iRNA。

5.如权利要求1所述的RNA,其中所述植物细菌病原体为黄龙病菌,并且所述siRNA靶向细菌的肌激酶(ADK)或回旋酶亚基A(GyrA)基因。

6.如权利要求1所述的RNA,其中所述植物细菌病原体为欧文氏菌,并且所述siRNA靶向所述细菌的MurA或回旋酶亚基A(GyrA)基因。

7.如权利要求1所述的RNA载体,其中所述植物细菌病原体为假单胞菌,并且所述siRNA靶向所述细菌的肌激酶(ADK)或回旋酶亚基A(GyrA)基因。

8.一种治疗植物的细菌病的方法,其包括将RNA载体引入所述植物,其中所述RNA载体为野生型iRNA、具有特定的siRNA插入物的iRNA或具有为植物病毒的一部分的补体的插入物的iRNA。

9.如权利要求8所述的方法,其中所述细菌为丁香假单胞菌、解淀粉欧文氏菌、新月黄龙病菌或黄龙病菌亚洲种。

10.如权利要求8或9所述的方法,其中所述细菌为黄龙病菌亚洲种,并且所述iRNA包括与柑橘衰退病的一部分互补的插入物。

11.如权利要求8至10任一项所述的方法,其中所述植物为柑橘树、苹果树或木瓜树。

12.如权利要求8所述的方法,其中所述细菌为黄龙病菌亚洲种,所述iRNA为野生型CYVaV,并且所述植物为柑橘树。

13.一种将RNA载体转移到植物的方法,其包括将菟丝子附着在所述植物上,并且将所述菟丝子的一部分插入含有所述RNA载体的水性缓冲液中。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种包含异源片段的核糖核酸(rna)载体,其中所述异源片段为对植物细菌病原体有效的sirna。

2.如权利要求1所述的rna载体,其中所述植物细菌病原体选自由丁香假单胞菌、解淀粉欧文氏菌、新月黄龙病菌和黄龙病菌亚洲种组成的组。

3.如权利要求1或2所述的rna载体,其中所述sirna是所述细菌的mura、肌激酶(adk)或回旋酶亚基a(gyra)基因的补体。

4.如权利要求1至3任一项所述的rna载体,其中所述rna载体源自irna。

5.如权利要求1所述的rna,其中所述植物细菌病原体为黄龙病菌,并且所述sirna靶向细菌的肌激酶(adk)或回旋酶亚基a(gyra)基因。

6.如权利要求1所述的rna,其中所述植物细菌病原体为欧文氏菌,并且所述sirna靶向所述细菌的mura或回旋酶亚基a(gyra)基因。

7.如权利要求1所述的rna载体,其中所述植物细菌病原体为假单胞菌,并且所述sirna...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·E·西蒙S·肖J·尹S·X·杨
申请(专利权)人:马里兰大学派克分院
类型:发明
国别省市:

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