本发明专利技术涉及用于修饰植物中的More Axillary Growth 1(MAX1)基因、任选地以改善植物结构和/或改善产量性状的组合物和方法。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具有改善的植物结构和/或改善的产量性状的植物。
本专利技术涉及用于修饰植物中的more axillary growth 1(max1)基因、任选地以改善植物结构和/或产量性状的组合物和方法。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具有改善的植物结构和/或改善的产量性状的植物。
1、行播作物的密集育种导致植物产量不断增加。然而，来自育种的遗传增益已开始趋于稳定，并且在育种计划中组装多个微效基因大大增加了研发成本。单基因解决方案对于诸如产量等的复杂性状一直具有挑战性，其中背景遗传和环境相结合减少了单个基因的影响。通过将许多贡献较小的单个基因组合起来，育种取得了成功，但需要更多的资源来找到具有改善的效应的独特组合。为了提高产量增加率，需要在有助于产量的重要基因和途径中引入新的变异。
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【技术保护点】
1.植物或其植物部分，其包含编码内源性细胞色素P450单加氧酶(MAX1)多肽的MoreAxillary Growth 1(MAX1)基因中的至少一个非天然突变。
2.权利要求1所述的植物或其植物部分，其中所述内源性MAX1基因是内源性MAX1a基因、内源性MAX1b基因、内源性MAX1c基因或内源性MAX1d基因，任选地，其中所述至少一个突变在两种或更多种内源性MAX1基因中。
3.权利要求1或权利要求2所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变是隐性突变。
4.权利要求1-3中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变是无效突变。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.植物或其植物部分，其包含编码内源性细胞色素p450单加氧酶(max1)多肽的moreaxillary growth 1(max1)基因中的至少一个非天然突变。
2.权利要求1所述的植物或其植物部分，其中所述内源性max1基因是内源性max1a基因、内源性max1b基因、内源性max1c基因或内源性max1d基因，任选地，其中所述至少一个突变在两种或更多种内源性max1基因中。
3.权利要求1或权利要求2所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变是隐性突变。
4.权利要求1-3中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变是无效突变。
5.权利要求1-4中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变是碱基置换、碱基缺失和/或碱基插入。
6.权利要求1-5中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变包括对a、t、g或c的碱基置换。
7.权利要求1-6中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变是至少一个碱基对的碱基缺失，任选地是约1个碱基对至约100个连续碱基对的缺失。
8.权利要求1-6中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变是至少一个碱基对的碱基插入。
9.权利要求1-8中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述碱基插入或所述碱基缺失是框外插入或框外缺失。
10.权利要求9所述的植物或其植物部分，其中所述框外插入或框外缺失产生/导致过早终止密码子，任选地，导致编码的多肽的c末端截短(例如，截短的细胞色素p450单加氧酶(max1)多肽或几乎没有或没有可检测的max1多肽)。
11.权利要求1-10中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变在max1基因的5'区域中，任选地在编码max1多肽的max1基因的5'区域中。
12.权利要求11所述的植物或其植物部分，其中在max1基因5'区域中的所述至少一个突变是框外插入或框外缺失，任选地，是导致编码的多肽的c末端截短的框外插入或框外缺失。
13.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中内源性max1基因中的所述至少一个突变导致编码的多肽的c末端截短，任选地，从编码的多肽中缺失一个氨基酸残基至约600个或更多个氨基酸残基。
14.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述植物或其植物部分包含两种或更多种内源性max1基因(例如，max1a、max1b、max1c和/或max1d中的两种或更多种)中的至少一个突变。
15.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述内源性max1基因包含与seq id no:69、70、93、94、115、116、140或141中任一个具有至少80％的序列同一性的核苷酸序列或包含与seq id no:72-91、96-113、118-138或143-164中任一个具有至少90％的序列同一性的区域。
16.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述内源性max1基因编码与seq id no:71、95、117或142中任一个具有至少80％的序列同一性的细胞色素p450单加氧酶(max1)多肽，或编码与seq id no:92、114、139或165中任一个具有至少90％的序列同一性的细胞色素p450单加氧酶(max1)多肽的区域。
17.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述至少一个突变导致位于与seq id no:72-91、96-113、118-138或143-164中任一个核苷酸序列具有至少90％的序列同一性的区域中的一个或多个碱基对的缺失或插入。
18.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述植物是玉米、大豆、油菜、小麦、水稻、棉花、甘蔗、甜菜、大麦、燕麦、苜蓿、向日葵、红花、油棕、芝麻、椰子、烟草、马铃薯、红薯、木薯、咖啡、苹果、李子、杏、桃、樱桃、梨、无花果、香蕉、柑橘、可可、鳄梨、橄榄、扁桃、胡桃、草莓、西瓜、胡椒、葡萄、番茄、黄瓜或芸苔属物种。
19.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述植物是大豆。
20.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中与没有所述至少一个突变的植物(例如，等基因植物(例如，野生型未编辑植物或空缺分离体))相比，包含所述至少一个突变的植物具有改善的植物结构和/或一种或多种改善的产量性状的表型。
21.权利要求20所述的植物或其植物部分，其中改善的植物结构包括增加的分枝、增加的节数、缩短的节间长度和/或缩短的或半矮小的株高。
22.权利要求21所述的植物或其植物部分，其中所述一种或多种改善的产量性状包括增加的产量(蒲式耳/英亩)、增加的生物量、增加的花数、增加的籽粒数、增加的籽粒大小、增加的荚果数量包括每个节增加的荚果数量和/或每株植物增加的荚果数量、每个荚果增加的种子数量、增加的种子数量、增加的种子大小和/或增加的种子重量(例如，增加的百粒种子重量)。
23.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中至少一个突变导致与seqid no:173、175、177、179、181和/或183中任一个具有至少90％的序列同一性的突变的max1基因。
24.前述权利要求中任一项所述的植物或其植物部分，其中所述突变是非天然突变。
25.包含碱基编辑系统的植物细胞，所述碱基编辑系统包含：
26.权利要求25所述的植物细胞，其中所述内源性靶基因是内源性more axillarygrowth 1(max1)基因，任选地是内源性max1a基因、内源性max1b基因、内源性max1c基因或内源性max1d基因。
27.权利要求25或权利要求26所述的植物细胞，其中所述内源性靶基因包含两种或更多种内源性max1基因(例如，max1a、max1b、max1c和/或max1d中的两种或更多种)。
28.权利要求25-27中任一项所述的植物细胞，其中所述内源性靶基因：
29.权利要求25-28中任一项所述的植物细胞，其中所述引导核酸包含seq id no:166-172中任一个的核苷酸序列。
30.权利要求25-29中任一项所述的植物细胞，其中所述植物细胞是大豆细胞。
31.从权利要求1-24中任一项所述的植物部分或从权利要求25-30中任一项所述的植物细胞再生的植物。
32.权利要求31所述的植物，其中所述植物表现出改善的植物结构和/或一种或多种改善的产量性状的表型，任选地，其中所述改善的植物结构包括增加的分枝、增加的节数、缩短的节间长度和/或缩短的或半矮小的株高，和/或其中所述一种或多种改善的产量性状包括增加的产量(蒲式耳/英亩)、增加的生物量、增加的花数、增加的籽粒数、增加的籽粒大小、增加的荚果数量包括每个节增加的荚果数量和/或每株植物增加的荚果数量、每个荚果增加的种子数量、增加的种子数量、增加的种子大小和/或增加的种子重量(例如，增加的百粒种子重量)。
33.权利要求31或32所述的植物，其中所述植物细胞包含与seq id no:173、175、177、179、181和/或183中任一个具有90％的序列同一性的突变的max1基因。
34.权利要求31-33中任一项所述的植物，其中所述突变的max1基因包含非天然突变。
35.植物细胞，所述植物细胞包含在more axillary growth 1(max1)基因中的至少一个非天然突变，其中至少一个突变是使用编辑系统引入的碱基置换、碱基插入或碱基缺失，所述编辑系统包含结合内源性max1基因中的靶位点的核酸结合结构域。
36.权利要求35所述的植物细胞，其中所述内源性max1基因是内源性max1a基因、内源性max1b基因、内源性max1c基因或内源性max1d基因。
37.权利要求35或权利要求36所述的植物细胞，其中内源性max1基因是两种或更多种内源性max1基因，并且所述植物细胞包含两种或更多种内源性max1基因中的至少一个突变。
38.权利要求35-37中任一项所述的植物细胞，其中所述至少一个突变是隐性等位基因和/或无效等位基因。
39.权利要求35-38中任一项所述的植物细胞，其中所述靶位点在内源性max1基因与seq id no:72-91、96-113、118-138或143-164中任一个具有至少90％的序列同一性的区域中。
40.权利要求35-39中任一项所述的植物细胞，其中所述靶位点在内源性max1基因的区域中，所述内源性max1基因编码与seq id no:71、95、117或142中任一个具有至少80％的序列同一性的氨基酸序列，任选地所述靶位点在内源性max1基因编码与seq id no:92、114、139或165中任一个具有至少90％的序列同一性的氨基酸序列的区域中。
41.权利要求35-40中任一项所述的植物细胞，其中所述编辑系统还包含核酸酶，所述核酸结合结构域与序列中的靶位点结合，所述序列与seq id no:69、70、93、94、115、116、140或141中任一个具有至少80％的序列同一性，和/或与seq id no:72-91、96-113、118-138或143-164中任一个序列具有至少90％的序列同一性，并且在被核酸酶切割后产生max1基因中的至少一个突变。
42.权利要求41所述的植物细胞，其中所述核酸酶是锌指核酸酶、转录激活因子样效应物核酸酶(talen)、核酸内切酶(例如fok1)或crispr-cas效应蛋白。
43.权利要求35-42中任一项所述的植物细胞，其中所述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-cas效应物核酸结合结构域。
44.权利要求35-43中任一项所述的植物细胞，其中max1基因中的所述至少一个突变是插入和/或缺失，任选地，所述至少一个突变是框外插入或框外缺失。
45.权利要求35-44中任一项所述的植物细胞，其中max1基因中的所述至少一个突变是导致过早终止密码子的插入和/或缺失，任选地导致截短的蛋白质的插入和/或缺失。
46.权利要求35-45中任一项所述的植物细胞，其中max1基因中的所述至少一个突变包含点突变。
47.权利要求25-46中任一项所述的植物细胞，其中所述至少一个突变导致突变的max1基因，所述突变的max1基因包含与seq id no:173、175、177、179、181和/或183中任一个具有至少90％的序列同一性的核苷酸序列。
48.权利要求25-47中任一项所述的植物细胞，其中所述突变是非天然突变。
49.从权利要求35-48中任一项所述的植物细胞再生的植物，所述植物包含max1基因中的所述至少一个突变。
50.权利要求49所述的植物，其中与没有所述至少一个突变的植物(例如，等基因植物(例如，野生型未编辑植物或空缺分离体))相比，包含所述至少一个突变的植物具有改善的植物结构和/或一种或多种改善的产量性状的表型...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·G·马修，
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：
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