用于产生烟杈减少或消除的烟草植物和产品的组合物和方法技术

本公开提供通过改变不同靶基因的表达来控制烟草中烟杈生长的方法和组合物。控制烟草中烟杈生长的方法和组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生烟杈减少或消除的烟草植物和产品的组合物和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年5月29日提交的美国临时申请第62/854,139号的优先权。其全文通过引用并入本文。


[0003]本公开提供用于改进可用于植物中烟杈的减少或消除的核酸和蛋白质的表达的方法和组合物。
[0004]序列表的并入
[0005]本申请包含以ASCII格式电子提交并且通过引用全部并入本文的序列表。将创建于2020年5月21日的所述ASCII副本命名为P34703WO00_SL.txt，并且大小为380,869字节。

技术介绍

[0006]烟草是一种表现出特别强的顶端优势的植物物种。来自茎尖分生组织(SAM)的分子信号介导有效抑制腋芽生长的激素信号。在去除SAM(也称为“打顶”)后，发生生理和分子变化，使得能够从腋生分生组织(芽)生长新枝(或“烟杈”)。烟杈生长导致产量和叶片质量的损失。通过人工去除和施用化学品来控制烟杈。通常将马来酰肼和氟甲醛用于打顶的植物以抑制腋芽生长(“分杈(suckering)”)。然而，控制烟杈的劳动力和化学试剂非常昂贵。通过常规育种、突变育种和转基因方法控制烟草中的分杈已成为几十年的主要目标，但是迄今为止，通过这些方法尚未成功抑制或消除分杈。最近的分子工作已经产生了烟杈减少或消除的转基因植物，但是腋芽降解基因的渗漏表达可以导致种子和胚的死亡并且阻止转基因植物的连续世代的产生。因此，开发防止腋芽降解基因在非期望组织和/或器官中表达的方法和组合物将导致化学试剂的使用减少并且将降低与烟草生产相关的成本和劳动力。
[0007]专利技术简述
[0008]在一个方面，本公开提供经修饰的烟草植物，其在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源基因中包含突变，其中所述突变不存在于相同品种的对照烟草植物的内源基因中，并且其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。
[0009]在一个方面，本公开提供经修饰的烟草植物，其在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源基因中包含突变，其中所述突变不存在于相同品种的对照烟草植物的内源基因中。
[0010]在一个方面，本公开提供经修饰的烟草植物，所述经修饰的烟草植物包含可操作地连接至异源启动子的编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的多核苷酸序列，其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。
[0011]在一个方面，本公开提供经修饰的烟草植物，其包含可操作地连接至异源启动子
的编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的多核苷酸序列。
[0012]在一个方面，本公开提供包含重组DNA构建体的经修饰的烟草植物，所述重组DNA构建体包含与编码至少一种小RNA分子的核酸可操作地连接的异源启动子，所述小RNA分子能够降低编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源mRNA的表达，其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。
[0013]在一个方面，本公开提供包含重组DNA构建体的经修饰的烟草植物，所述重组DNA构建体包含与编码至少一种小RNA分子的核酸可操作地连接的异源启动子，所述小RNA分子能够降低编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源mRNA的表达。
[0014]在一个方面，本公开提供包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源基因中包含突变，其中所述突变不存在于相同品种的对照烟草植物的内源基因中，并且其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。
[0015]在一个方面，本公开提供包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源基因中包含突变，其中所述突变不存在于相同品种的对照烟草植物的内源基因中。
[0016]在一个方面，本公开提供包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物包含可操作地连接至异源启动子的编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的多核苷酸序列，其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。
[0017]在一个方面，本公开提供包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物包含可操作地连接至异源启动子的编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的多核苷酸序列。
[0018]在一个方面，本公开提供包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物包含重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含与编码至少一种小RNA分子的核酸可操作地连接的异源启动子，所述小RNA分子能够降低编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源mRNA的表达，其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。
[0019]在一个方面，本公开提供包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物包含重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含与编码至少一种小RNA分子的核酸可操作地连接的异源启动子，所述小RNA分子能够降低编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源mRNA的表达。
[0020]在一个方面，本公开提供用于产生经修饰的烟草植物的方法，包括：(a)在至少一个烟草细胞中在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的基因组基因座处诱导突变；(b)选择至少一个包含来自步骤(a)的突变的烟草细胞；和(c)从步骤(b)中选择的所述至少一个烟草细胞再生经修饰的烟草植物，其中当在可比的生长条件下生长时，与缺乏所述突变的对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.经修饰的烟草植物，其在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源基因中包含突变，其中所述突变不存在于相同品种的对照烟草植物的所述内源基因中，并且其中当在可比的生长条件下生长时，与所述对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。2.经修饰的烟草植物，其在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源基因中包含突变，其中所述突变不存在于相同品种的对照烟草植物的所述内源基因中。3.经修饰的烟草植物，其包含可操作地连接至异源启动子的编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的多核苷酸序列，其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。4.经修饰的烟草植物，其包含可操作地连接至异源启动子的编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的多核苷酸序列。5.包含重组DNA构建体的经修饰的烟草植物，所述重组DNA构建体包含与编码至少一种小RNA分子的核酸可操作地连接的异源启动子，所述小RNA分子能够降低编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源mRNA的表达，其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。6.包含重组DNA构建体的经修饰的烟草植物，所述重组DNA构建体包含与编码至少一种小RNA分子的核酸可操作地连接的异源启动子，所述小RNA分子能够降低编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源mRNA的表达。7.根据权利要求1或2所述的经修饰的烟草植物，其中所述内源基因包含与选自SEQ ID NO:1
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44和113的多核苷酸序列至少80％相同的多核苷酸序列。8.根据权利要求1或2所述的经修饰的烟草植物，其中所述内源基因编码包含与选自SEQ ID NO:45
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88和114的氨基酸序列至少80％相同或相似的氨基酸序列的多肽。9.根据权利要求3
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6任一项所述的经修饰的烟草植物，其中所述异源启动子包含与选自SEQ ID NO:89
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109的多核苷酸序列至少90％相同的多核苷酸序列。10.根据权利要求5或6所述的经修饰的烟草植物，其中所述小RNA分子包含与选自SEQ ID NO:1
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44和113的多核苷酸序列具有至少90％同一性或互补性的多核苷酸序列。11.根据权利要求1
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6任一项所述的经修饰的烟草植物的烟叶。12.根据权利要求1
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6任一项所述的经修饰的烟草植物的烟草种子。13.根据权利要求54所述的烟叶，其中所述烟叶是熟化烟叶。14.烟草产品，其包含从权利要求1
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6任一项所述的经修饰的烟草植物或其部分提取的生物碱。15.包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源基因中包含突变，其中所述突变不存在于相同品种的对照烟草植物的内源基因中，并且其中当在可比的生长条件下生长时，与所述对照烟草植物相比，所述经修饰的
烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。16.包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源基因中包含突变，其中所述突变不存在于相同品种的对照烟草植物的内源基因中。17.包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物包含可操作地连接至异源启动子的编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的多核苷酸序列，其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。18.包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物包含可操作地连接至异源启动子的编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的多核苷酸序列。19.包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物包含重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含与编码至少一种小RNA分子的核酸可操作地连接的异源启动子，所述小RNA分子能够降低编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源mRNA的表达，其中当在可比的生长条件下生长时，与对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。20.包含来自经修饰的烟草植物的熟化烟草材料的烟草产品，所述经修饰的烟草植物包含重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含与编码至少一种小RNA分子的核酸可操作地连接的异源启动子，所述小RNA分子能够降低编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的内源mRNA的表达。21.产生经修饰的烟草植物的方法，其包括：(a)在至少一个烟草细胞中在编码选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRKY转录因子的多肽的基因组基因座处诱导突变；(b)选择至少一个包含所述来自步骤(a)的突变的烟草细胞；和(c)从步骤(b)中选择的所述至少一个烟草细胞再生经修饰的烟草植物，其中当在可比的生长条件下生长时，与缺乏所述突变的对照烟草植物相比，所述经修饰的烟草植物在打顶后不包含烟杈或包含减少的烟杈。22.产生经修饰的烟草植物的方法，其包括：(a)将重组DNA构建体引入至少一个烟草细胞，其中所述重组DNA构建体包含可操作地连接至编码多肽的核酸的异源启动子，所述多肽选自细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、CDK抑制剂、MYB和WRK...

【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：