用于诱导一种无融合生殖即孤雌繁殖的基因制造技术

本文所公开的方法和成分通常涉及与植物繁殖相关的基因和使用所述基因的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关于联邦政府资助研究的声明本专利技术是在由美国农业部，食品和农业国家研究所，农业和食品研究计划(USDA-NIFA-AFRI)颁发的批准号No.2010-65116-20449和由美国国家科学基金会(NSF)颁发的批准号No.DBI-0115911的政府支持下进行的。政府对本专利技术具有一定的权益。相关申请的交叉引用本申请要求在2013年10月21日提交的美国临时申请No.61/893,741和在2014年10月3日提交的美国临时申请No.62/059,842的优先权35U.S.C.§119(e)权益，其中每一个在此通过引用而整体并入本文。专利
在此公开的本申请通常涉及参与植物繁殖的基因和使用它们的方法。
技术介绍
无融合生殖是一种在开花植物中天然存在的无融合生殖方式；这一过程会导致没有涉及卵细胞的减数分裂或受精的种子形成。绕开减数分裂和受精的无融合生殖过程，其直接导致克隆胚胎的形成。无融合生殖杂种是纯种的杂种，因为无融合生殖植物的种子衍生子代在遗传上是与母本相同的。换而言之，无融合生殖杂种在起源上是克隆的。无融合生殖的特征是：1)不完全减数分裂，其指的是衍生自子房珠心细胞的未减数胚囊形成，和2)孤雌繁殖，其指的是未减数卵细胞发育成胚胎。许多类型的植物物种具有无融合生殖的特性和可以被无性繁殖。简要概述本专利技术的实施方案包括在缺乏卵细胞受精的情况下，从开花植物胚珠中的一个或多个配子体或孢子体细胞获得繁殖的方法，该方法包括：用能够编码具有与SEQ ID NO：4多肽至少75％序列同一性的多肽的ASGR-BBML基因构建体转化开花植物；在缺乏卵细胞受精的情况下，从转化植物胚珠中获得一个或多个配子体或孢子体细胞；以及从所述一个或多个配子体或孢子体细胞中获得子代植物，其中所述子代植物包含来自转化植物的一个或多个染色体集合，从而在缺乏卵细胞受精的情况下实现开花植物的繁殖。在一些实施方案中，ASGR-BBML基因构建体还包括一个或多个未编码区(UTR)。在一些实施方案中，ASGR-BBML基因构建体还包含一个或多个非编码区，其可以具有与SEQ ID NO：1至少70％的序列同一性或其完全互补链。在一些实施方案中，ASGR-BBML基因构建体还包含一个启动子。在一些实施方案中，启动子是能够调节具有与SEQ ID NO：4至少75％的序列同一性的多肽的表达。在一些实施例中，启动子包含具有与SEQ ID NO：5至少70％的序列同一性或其完全互补链的核苷酸。在一些实施方案中，ASGR-BBML基因构建体还包含一个或多个非编码区和启动子，其具有与SEQ ID NO：3至少70％的序列同一性或其完全互补链。在一些实施方案中，胚胎可以从未减数的卵细胞形成。在一些实施方案中，胚胎可以从减数的卵细胞形成。在一些实施方案中，胚胎可以从体细胞形成。在一些实施方案中，多倍体植物可以被转化以产生二倍体或双单倍体子代植物。在一些实施方案中，二倍体植物可以被转化以产生单倍体子代植物。在一些实施方案中，单倍体子代植物可以被进行处理以实现纯合植物的染色体加倍和生产。在一些实施方案中，可以通过培养而获得子代植物。在一些实施方案中，开花植物可以是单子叶植物。在一些实施方案中，开花植物可以是双子叶植物。在一些实施方案中，开花植物可以是草本植物或豆科植物。在一些实施方案中，草本植物可以是小米，水稻，玉米，小麦，高粱，或柳枝稷的物种。在一些实施方案中，开花植物可以是杂合的并且可以被转化以产生克隆的子代。在一些实施方案中，开花植物可以是杂合的并且可以被转化以产生单倍体子代。在一些实施方案中，本专利技术的方法可以被用于繁殖开花植物的一个或多个遗传性状。本专利技术还包括通过在缺乏卵细胞受精的情况下从开花植物胚珠中一个或多个配子体或孢子体细胞获得繁殖的方法而生产的植物或植物部分，该方法包括：用能够编码具有与SEQ ID NO：4多肽至少75％的序列同一性的多肽的ASGR-BBML基因构建体转化开花植物；在缺乏卵细胞受精的情况下，从转化植物胚珠中获得一个或多个配子体或孢子体细胞；以及从所述一个或多个配子体或孢子体细胞中获得子代植物，其中所述子代植物包含来自转化植物的一个或多个染色体集合，从而在缺乏卵细胞受精的情况下实现开花植物的繁殖。本专利技术还包括获得开花植物在缺乏卵细胞受精的情况下能够繁殖的方法，该方法包括：用能够编码具有与SEQ ID NO：4多肽至少85％的序列同一性的多肽的ASGR-BBML基因构建体转化开花植物，由此获得能够在缺乏卵细胞受精的情况下繁殖的开花植物。本专利技术还包括通过获得开花植物能够在缺乏卵细胞受精的情况下繁殖的方法而生产的植物或植物部分，该方法包括：用能够编码具有与SEQ ID NO：4多肽至少85％的序列同一性的多肽的ASGR-BBML基因构建体转化开花植物，由此获得能够在缺乏卵细胞受精的情况下繁殖的开花植物。本专利技术还包括在缺乏卵细胞受精的情况下产生开花植物种子的方法，该方法包括：用ASGR-BBML基因构建体转化开花植物；在缺乏卵细胞受精的情况下，从转化植物中获得一个或多个胚胎；和产生来自一个或多个胚胎的种子，所述胚胎含有一个或多个仅衍生自转化母株的染色体集合，从而在缺乏卵细胞受精的情况下从开花植物获得种子的繁殖。本专利技术还包括通过在缺乏卵细胞受精的情况下产生开花植物种子的方法而生产的种子，该方法包括：用ASGR-BBML基因构建体转化开花植物；在缺乏卵细胞受精的情况下，从转化植物胚珠中获得一个或多个配子体或孢子体细胞；和从所述一个或多个配子体或孢子体细胞中获得种子，其中所述种子包含来自转化植物的一个或多个染色体集合，从而在缺乏卵细胞受精的情况下产生开花植物的种子。本专利技术还包括能够编码具有与SEQ ID NO：4多肽至少75％的序列同一性的多肽的ASGR-BBML基因构建体，其中多肽是由ASGR-BBML基因构建体编码的，当在开花植物胚珠的一种或多种配子体或孢子体细胞中被表达时，其可以在缺乏卵细胞受精的情况下实现繁殖。在一些实施方案中，ASGR-BBML基因构建体还可以包括一个或多个非编码区和启动子，其中所述ASGR-BBML基因构建体具有与SEQ ID NO：3至少70％的序列同一性或其完全互补链。附图的简要说明本领域的技术人员将理解如下所述的附图是仅用于说明的目的。附图并不是意欲以任何方式限制本专利技术教导的范围。图1描述了用标记结构域的婴儿潮(BBM)，婴儿潮样(BBM-样)和无孢子生殖特异性基因组区域(ASGR)-BBM样蛋白质的一个子集的T-Coffee比对。图2描述了26个BBM样蛋白质的系统发育树。使用邻近法推测该进化史(N.Saitou,M.Nei,Molecular Biology and Evolution 4:406-425(1987))。使用JTT matrix-based法计算进化距离(D.T.Jones,W.R.Taylor,J.M.Thornton,Computer Applications in the Biosciences 8:275-282(1992))。显示的公共树步长是从1000次重复而推测的(J.Felsenstein,Evolution 39:783-791(1985))。对应于在低于50％>步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在缺乏卵细胞受精的情况下，从开花植物胚珠中的一个或多个配子体或孢子体细胞获得繁殖的方法，该方法包括：用能够编码具有与SEQ ID NO：4多肽至少75％的序列同一性的多肽的ASGR‑BBML基因构建体转化开花植物；在缺乏卵细胞受精的情况下，从转化植物胚珠中获得一个或多个配子体或孢子体细胞；从所述一个或多个配子体或孢子体细胞中获得子代植物，其中所述子代植物包含来自转化植物的一个或多个染色体集合，从而在缺乏卵细胞受精的情况下实现开花植物的繁殖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.21 US 61/893,741;2014.10.03 US 62/059,8421.一种在缺乏卵细胞受精的情况下，从开花植物胚珠中的一个或多个配子体或孢子体细胞获得繁殖的方法，该方法包括：用能够编码具有与SEQ ID NO：4多肽至少75％的序列同一性的多肽的ASGR-BBML基因构建体转化开花植物；在缺乏卵细胞受精的情况下，从转化植物胚珠中获得一个或多个配子体或孢子体细胞；从所述一个或多个配子体或孢子体细胞中获得子代植物，其中所述子代植物包含来自转化植物的一个或多个染色体集合，从而在缺乏卵细胞受精的情况下实现开花植物的繁殖。2.权利要求1的方法，其中所述ASGR-BBML基因构建体还包括一个或多个非翻译区(UTR)。3.权利要求2的方法，其中包括一个或多个非编码区的所述ASGR-BBML基因构建体还具有与SEQ ID NO：1至少70％的序列同一性或其完全互补链。4.权利要求2的方法，其中所述ASGR-BBML基因构建体还包括启动子。5.权利要求4的方法，其中所述启动子是能够调节具有与SEQID NO：4至少75％的序列同一性的多肽的表达。6.权利要求4的方法，其中所述启动子包括具有与SEQ ID NO：5至少70％的序列同一性或其完全互补链的核苷酸。7.权利要求4的方法，其中还包含一个或多个非编码区和启动子的所述ASGR-BBML基因构建体具有与SEQ ID NO：3至少70％的序列同一性或其完全互补链。8.权利要求1的方法，其中所述胚胎是从未减数的卵细胞形成的。9.权利要求1的方法，其中所述胚胎是从减数的卵细胞形成的。10.权利要求1的方法，其中所述胚胎是从体细胞形成的。11.权利要求1的方法，其中多倍体植物被转化以产生二倍体或双单倍体子代植物。12.权利要求1的方法，其中二倍体植物被转化以产生单倍体子代植物。13.权利要求12的方法，其中所述单倍体子代植物被处理以实现纯合植物...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩吉·欧季亚阿金斯，琼A·康纳，
申请(专利权)人：乔治亚大学研究基金公司，
类型：发明
国别省市：美国;US