本公开提供了在一组ERF基因中具有基因修饰的烟草。还提供了具有改变的总生物碱和烟碱水平和商业上可接受的叶等级的烟草植物，通过育种或转基因方法的所述烟草的开发，以及从这些烟草植物生产烟草制品。还提供了用于产生具有新型突变或等位基因的烟草植物以降低烟碱水平的组合物和方法。还提供了用于育种具有降低的烟碱或生物碱含量，同时保持烟叶等级和烟草制品质量的烟草的序列多态性和分子标记。草制品质量的烟草的序列多态性和分子标记。草制品质量的烟草的序列多态性和分子标记。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产具有改变的生物碱水平的烟草植物和制品的组合物和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月3日提交的美国临时申请号63/034,061的权益，其全部内容通过引用并入本文。
[0003]序列表的引入
[0004]包含名为“P34813WO00_SL.TXT”的文件中的序列表，为2,780,435字节(中所测)，且在2021年6月2日创建，该序列表与本文一起以电子方式提交，且其全部通过引用以并入于此。
[0005]本公开提供了低生物碱相关的染色体缺失区域(LA相关区，LA_associated_region)，烟草Nic1b基因座和该区域或基因座内或周围的基因。还提供了具有改变的总生物碱和烟碱水平和商业上可接受的叶等级的烟草植物，其通过育种或转基因方法的开发，以及从这些烟草植物生产烟草制品。
技术介绍
[0006]烟草中存在四种主要生物碱：烟碱、去甲烟碱、假木贼碱和新烟草碱。烟碱是主要的生物碱，通常占商业烟草栽培品种中总生物碱的90％以上。烟碱生物合成主要发生在烟草根部。然后，烟草植物通过维管束将烟碱转运到叶，在那里烟碱被储存在液泡中。
[0007]多种因素影响烟草生物碱水平，包括基因型、环境、受精和农艺实践(例如，由打顶、创伤和食草动物损害刺激烟碱产生)。通过一系列回交将最初在古巴雪茄烟品种中发现的低生物碱性状引入到香烟品种中。低生物碱烟草种质随后登记在栽培品种白肋烟21(Burley 21)的遗传背景中(Legg et al.,Crop Science,10:212(1970))。使用低生物碱白肋烟21(LA BU21)品系的基因研究表明，两个未连接的基因座有助于烟叶中的烟碱水平。这两个基因座被称为Nic1和Nic2。LA BU21中的nic1和nic2(分别与nicotine 1和nicotine 2相同)突变是半显性的。它们在烟碱水平上显示出剂量依赖性作用，其中nic1的作用比nic2的作用强约2.4倍。Nic2基因座的分子表征已有报道。nic2突变显示含有来自乙烯应答因子(ERF)家族的转录因子基因簇的缺失，例如ERF189、ERF115、ERF221、ERF104、ERF179、ERF17和ERF168(Shoji et al.,Plant Cell,(10):3390
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409(2010))。
[0008]降低烟草中的总生物碱含量可具有许多益处。其可增加烟草作为生物质资源的价值。烟草植物中烟碱类生物碱的增加可在保护植物对抗昆虫和食草动物中起重要作用。
[0009]与生物碱在昆虫防御中的角色一致，据报道LA BU21对昆虫损害极其敏感(Legg et al.,Crop Science,10:212(1970))。将具有低总生物碱百分比(约0.20％)的烤制熟化烟草等基因系与其“正常”重复亲本(总生物碱1.85
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2.70％)进行比较的进一步研究报道了低生物碱品系的产量、等级指数、总N和还原糖含量低于正常烤制熟化栽培品种(Chaplin and Weeks,Crop Science,16(3):416
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18(1976))。
[0010]需要鉴定调节烟草烟碱水平的基因，并开发含有改变的烟碱水平(例如，减少的烟碱)同时保持(如果不产生更优的)烟叶质量的烟草植物和制品。
[0011]专利技术简述
[0012]在一个方面，本公开提供了经修饰的烟草植物或其部分，其在基因中包含基因修饰并下调所述基因的表达或活性，其中所述基因编码与选自下组的多核苷酸序列具有至少80％同一性的核酸序列：SEQ ID NO:38、48、49、52
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54、158、159、204和205。
[0013]在一个方面，本公开提供了经修饰的烟草植物或其部分，其包含靶向基因并下调所述基因的表达或活性的基因修饰，其中所述基因编码与选自下组的多核苷酸序列具有至少80％同一性的核酸序列：SEQ ID NO:38、48、49、52
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54、158、159、204和205。
[0014]在另一方面，本公开提供了经修饰的烟草植物或其部分，其在与选自下组的多核苷酸序列具有至少80％同一性的多核苷酸中包含非天然突变：SEQ ID NO:3、13、14、17
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19、38、48、49、52
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54、153、154、158、159、202、203、204和205。
[0015]在一个方面，本公开提供了包含重组核酸构建体的经修饰的烟草植物或其部分，所述重组核酸构建体包含与编码非编码RNA分子的多核苷酸可操作地连接的异源启动子，其中所述非编码RNA分子能够结合与选自下组的多核苷酸序列具有至少80％同一性的mRNA：SEQ ID NO:38、48、49、52
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54、158、159、204和205。
[0016]在另一方面，本公开提供了经修饰的烟草植物或其部分，其在基因中包含基因修饰并下调所述基因的表达或活性，其中所述基因编码与选自下组的氨基酸序列具有至少80％同一性或相似性的多肽：SEQ ID NO:73、83、84、87
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89、180、181、206和207。
[0017]在一个方面，本公开提供了经修饰的烟草植物或其部分，其包含靶向基因并下调所述基因的表达或活性的基因修饰，其中所述基因编码与选自下组的氨基酸序列具有至少80％同一性或相似性的多肽：SEQ ID NO:73、83、84、87
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89、180、181、206和207。
[0018]在一个方面，本公开提供了经修饰的烟草植物或其部分，其在具有核酸序列的多核苷酸中包含非天然突变，所述核酸序列编码与选自下组的氨基酸序列具有至少80％同一性或相似性的多肽：SEQ ID NO:73、83、84、87
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89、180、181、206和207。
[0019]在另一方面，本公开提供了包含重组核酸构建体的经修饰的烟草植物或其部分，所述重组核酸构建体包含与编码非编码RNA分子的多核苷酸可操作地连接的异源启动子，其中所述非编码RNA分子能够结合编码与选自下组的氨基酸序列具有至少80％同一性或相似性的多肽的RNA：SEQ ID NO:73、83、84、87
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89、180、181、206和207，其中所述非编码RNA分子抑制所述多肽的表达。
[0020]在一个方面，本公开提供了本文所述的烟草植物的群体，来自本文所述的烟草植物的熟化烟草材料，以及由熟化烟草材料制成的再造烟草、烟草掺合物和烟草制品。
[0021]在另一方面，本公开提供了用于产生生物碱减少的烟草植物的方法，所述方法包括：(a)下调基因的表达或活性，所述基因编码(i)与选自下组的多核苷酸序列具有至少90％同一性的核酸序列：SEQ ID NO:3、13、14、17
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19、38、48、49、5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.经修饰的烟草植物或其部分，其在与选自下组的多核苷酸序列具有至少90％同一性的多核苷酸中包含非天然突变：SEQ ID NO:3、13、14、17
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19、38、48、49、52
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54、153、154、158、159、202、203、204和205。2.权利要求1所述的经修饰的烟草植物或其部分，其中所述多核苷酸与选自下组的多核苷酸序列具有至少95％同一性：SEQ ID NO:3、13、14、17
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19、38、48、49、52
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54、153、154、158、159、202、203、204和205。3.权利要求1所述的经修饰的烟草植物或其部分，其中所述多核苷酸与选自下组的多核苷酸序列具有100％同一性：SEQ ID NO:3、13、14、17
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19、38、48、49、52
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54、153、154、158、159、202、203、204和205。4.权利要求1所述的经修饰的烟草植物或其部分，其中与缺乏所述突变的对照烟草植物相比，所述至少一种经修饰的烟草植物包含减少量的至少一种生物碱。5.权利要求4所述的经修饰的烟草植物或其部分，其中所述至少一种生物碱选自下组：假木贼碱、新烟草碱、烟碱和去甲烟碱。6.经修饰的烟草植物或其部分，其在具有核酸序列的多核苷酸中包含非天然突变，所述核酸序列编码与选自下组的氨基酸序列具有至少90％同一性或相似性的多肽：SEQ ID NO:73、83、84、87
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89、180、181、206和207。7.权利要求6所述的经修饰的烟草植物或其部分，其中所述多核苷酸具有编码与选自下组的氨基酸序列具有至少95％同一性或相似性的多肽的核酸序列：SEQ ID NO:73、83、84、87
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89、180、181、206和207。8.权利要求6所述的经修饰的烟草植物或其部分，其中所述多核苷酸具有编码与选自下组的氨基酸序列具有100％同一性或相似性的多肽的核酸序列：SEQ ID NO:73、83、84、87
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89、180、181、206和207。9.权利要求6所述的经修饰的烟草植物或其部分，其中相对于不具有所述基因修饰或突...
【专利技术属性】
技术研发人员：S，
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：
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