【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及提高植物或所述植物一部分的再生效率的方法。并且描述了可用于提高再生效率的组织再生因子和植物组织培养基，以及表达组织再生因子和组织再生因子受体的转基因（genetically altered）植物。
技术介绍
1、生物体往往遭受各种各样的生物和非生物压力，所述压力引发严重伤害，导致部分或全部器官丧失。在受伤时，植物和动物都能够再生新的组织或器官，以最小化日常损耗的影响（birnbaum和sanchez alvarado, 2008; mathew和prasad, 2021; pulianmackal等人, 2014; sena 和birnbaum, 2010; sugimoto 等人, 2011; sugimoto等人, 2019）。与其相对应的动物相比，植物遭受创伤更加频繁，并且已经进化出了显著的再生能力以修复受损组织，以及再生新的器官或整株植物，尽管所述能力的程度因物种和组织类型而有所不同（birnbaum和sanchez alvarado, 2008; ikeuchi等人., 2019; ikeuchi等人, 2016;mathew和prasad, 2021; sena和birnbaum, 2010; sugimoto等人, 2019）。因此，植物在身体部位损失或损伤时显现出不同的再生方式。例如，当局部损伤发生时，大多数植物会重建茎尖分生组织（shoot apical meristem）或根尖分生组织（root apical meristem）。更引人注目地，新的器官或整株植物可以通过从头器官发生或体细胞胚胎发
2、当扦插和类似的外植体在补充有生长素和细胞分裂素的营养培养基上培养时，植物细胞在体外的再生能力可以得到增强（george等人, 2008; skoog和miller, 1957）。对于体外再生的常规使用方案涉及外植体在富含生长素的培养基上的预培养，以生成能够进行器官再生的愈伤组织（valvekens等人, 1988）。植物内在的再生能力为不同的农业和生物技术程序提供了基本的基础，所述农业和生物技术程序用于许多植物物种在受控条件下的离体繁殖和生产（ikeuchi等人, 2019; ikeuchi等人, 2016; sugiyama, 2015）。
3、鉴于创伤对于在自然界和体外开始再生是必要的（birnbaum和sanchezalvarado, 2008; ikeuchi等人, 2013; iwase等人, 2015; sugiyama, 2015），普遍认为，事实上，创伤刺激可能为这种现象提供了主要的诱导触发因素。然而，植物将什么准确地感知为伤口信号，以及植物是如何开始再生的，几十年来一直是未知的。
4、因此，存在了解植物再生的机制的需求。此外，存在能够调节植物的再生能力以用于农业和生物技术应用，特别是难以培养的植物的需求。此外，存在调节具有重要商业价值的植物、稀有或濒危物种以及具有优势特性的植物的再生能力的需求。传统上，植物再生仅限于特定的基因型，而转基因植物的再生往往更加困难。本专利技术解决了提高包括转基因植物在内的所有植物的再生效率的需求。
技术实现思路
1、在这里，我们报道了植物诱导肽（plant elicitor peptide, pep）是一种能够提高植物的再生能力的局部伤口信号。与主要调节系统防御反应的系统素相比，我们发现pep、pep前体（pep precursor, propep）和pep受体（pep receptor, pepr）的突变会损害局部和全身防御反应两者，这表明pep是一种局部伤口信号。值得注意的是，尽管propep或pepr的缺失消除了番茄植株的再生能力，这些基因的过表达却导致了增强的再生能力，并且外源施用pep显著提高了再生和转化效率。这些观察表明，pep是长期寻找的促进植物再生的伤口信号。因此，pep被指定为再生因子1(regeneration factor1，ref1)，再生因子前体被指定为propep、prosipep、proref1 prr或prp (proref1)，ref1受体被指定为pepr、sipepr1、rer或pork1（ref1受体）；所述术语在本文中可互换使用。进一步地，与仅在茄科植物中发现的系统素相比，ref1，prr和rer的直向同源物（orthologue）可在大多数（如果不是全部）已测序的被子植物物种中被鉴定出来，这表明pep的功能在植物界是高度保守的。因此，本专利技术适用于所有植物。对此的进一步证据在实施例中提供。我们的研究表明，外源施用ref1、或过表达或prr和/或rer显著提高了所有被测试植物的再生能力，其中包括测试了一些已知的难以再生的不同品种和植物。
2、如本文所使用，组织再生因子可与ref1互换使用。本文中组织再生因子前体或proref1可互换使用。本文中组织再生因子受体可与rer互换使用。
3、在本专利技术的一个方面，提供了包含如seq id no: 2或其功能变体或同源物中所限定的氨基酸序列的组织再生因子，其中所述同源物优选选自seq id no: 4、6、8、10、12、14、16、18、89或20或seq id no:4、6、8、10、12、14、16、18、89或20中的任一项的其功能变体或同源物。
4、在一个实施方案中，同源物或功能变体包含一个保守基序。保守基序的序列可选自（seq id no: 79）gxppxxnn、（seq id no: 80）ssgxxgxxn和（seq id no: 81）sggxggxhx，其中x为任何氨基酸。
5、在本专利技术的另一方面，提供包含本专利技术的组织再生因子的植物组织培养基。在一个实施方案中，所述组织培养基是愈伤组织诱导培养基、枝茎（shoot）诱导培养基或根部诱导培养基。在进一步实施方案中，所述植物组织培养基进一步包含生长素和/或细胞分裂素。
6、在一个实施方案中，所述植物组织培养基包含浓度介于0.00001与100 nm之间的组织再生因子。在进一步实施方案中，所述植物组织培养基包含浓度为大约0.m nm,1nm,10nm,50nm,或100 nm的组织再生因子。
7、在本专利技术的另一方面，提供核酸构建体，所述核酸构建体包含编码组织再生因子、组织再生因子前体和组织再生因子受体中至少一个的核酸序列；
8、其中所述组织再生因子选自seq id no: 2中或其功能变体或同源物，其中所述同源物优选选自seq id no: 4、6、8、10、12、14、16、18、89或20或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.组织再生因子，其包含如SEQ ID NO: 2或其功能变体或同源物中所限定的氨基酸序列，其中所述同源物选自SEQ ID NO: 4、6、8、10、12、14、16、18、89或20，或SEQ ID NO:2、4、6、8、10、12、14、16、18、89或20中的任一项的其功能变体或同源物。
2.根据权利要求1所述的组织再生因子，其中所述同源物或功能变体包含保守基序，其中所述保守基序的序列选自（SEQ ID NO: 79）GXPPXXNN、（SEQ ID NO: 80）SSGXXGXXN和（SEQ ID NO: 81）SGGXGGXHX，其中X是任何氨基酸。
3.植物组织培养基，其包含权利要求1或2所述的组织再生因子。
4.根据权利要求3所述的植物组织培养基，其中所述组织培养基是愈伤组织诱导培养基、枝茎诱导培养基或根部诱导培养基。
5.根据权利要求3或4所述的植物组织培养基，其中所述植物组织培养基进一步包含生长素和/或细胞分裂素。
6.根据权利要求3至5所述的植物组织培养基，其中所述植物组织培养基包含浓度为0.000
7.根据权利要求6所述的植物组织培养基，其中所述植物组织培养基包含浓度为大约0.1 nM,1 nM,10 nM,50 nM或100 nM之间的组织再生因子。
8.核酸构建体，其包含编码组织再生因子、组织再生因子前体和组织再生因子受体中至少一个的核酸序列；
9.根据权利要求8所述的核酸构建体，其中所述组织再生因子或组织再生因子前体的同源物或功能变体包含保守基序，其中所述保守基序的序列选自（SEQ ID NO: 79）GXPPXXNN、（SEQ ID NO: 80）SSGXXGXXN和（SEQ ID NO: 81）SGGXGGXHX，其中X是任何氨基酸。
10.根据权利要求8或9所述的核酸构建体，其中所述核酸构建体包含编码组织再生因子前体或组织再生因子受体的核酸序列。
11.根据权利要求8或9所述的核酸构建体，其中所述核酸构建体包含编码组织再生因子前体和组织再生因子受体的核酸序列。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的核酸构建体，其中所述编码组织再生因子、组织再生因子前体和组织再生因子受体中的至少一个的核酸序列可操作地连接至一个或更多个调控序列。
13.根据权利要求12所述的核酸构建体，其中所述调控序列为组成型或强启动子或诱导型启动子，其中所述诱导型启动子为胭脂碱合酶启动子。
14.宿主细胞，其包含权利要求8至13中任一项所述的核酸构建体。
15.转基因植物、其植物部分或植物细胞，其中所述植物、其部分或植物细胞的特征在于以下中的至少一个的增加的表达和/或水平
16.根据权利要求15所述的转基因植物，其中组织再生因子或组织再生因子前体的同源物或功能变体包含保守基序，其中所述保守基序的序列选自（SEQ ID NO: 79）GXPPXXNN、（SEQ ID NO: 80）SSGXXGXXN和（SEQ ID NO: 81）SGGXGGXHX，其中X是任何氨基酸。
17.根据权利要求15或16所述的转基因植物、其部分或植物细胞，其中所述植物、其部分或植物细胞包含根据权利要求8至13中任一项所述的核酸构建体。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的转基因植物，其中所述核酸构建体稳定地掺入所述植物基因组中。
19.转基因植物、其植物部分或植物细胞，其中所述植物的特征在于植物基因组中的一个或多个突变，其中所述突变是插入编码组织再生因子前体的核酸序列的至少一个额外拷贝和/或编码组织再生因子受体的核酸序列的至少一个额外拷贝，使得所述一个或多个核酸序列可操作地连接至调控序列，其中优选地使用靶向基因组编辑引入突变；
20.权利要求1所述的组织再生因子、权利要求2至8中任一项所述的植物组织培养基或权利要求9至14中任一项所述的核酸构建体增加植物或其部分的再生能力的用途。
21.根据权利要求20所述的用途，其中植物、其部分或植物细胞为单子叶植物或双子叶植物。
22.提高植物、其植物部分或一个或多个植物细胞的再生效率的方法，所述方法包括
23.产生具有提高的再生效率的植物、其植物部分或一个或多个植物细胞的方法，所述方法包括
24.根据权利要求23所述的方法，所述方法进一步包含从所述一个或多个植物细胞产生植物。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的方法，其中0.1-500 nmol/L的组织再生因子外源...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.组织再生因子，其包含如seq id no: 2或其功能变体或同源物中所限定的氨基酸序列，其中所述同源物选自seq id no: 4、6、8、10、12、14、16、18、89或20，或seq id no:2、4、6、8、10、12、14、16、18、89或20中的任一项的其功能变体或同源物。
2.根据权利要求1所述的组织再生因子，其中所述同源物或功能变体包含保守基序，其中所述保守基序的序列选自（seq id no: 79）gxppxxnn、（seq id no: 80）ssgxxgxxn和（seq id no: 81）sggxggxhx，其中x是任何氨基酸。
3.植物组织培养基，其包含权利要求1或2所述的组织再生因子。
4.根据权利要求3所述的植物组织培养基，其中所述组织培养基是愈伤组织诱导培养基、枝茎诱导培养基或根部诱导培养基。
5.根据权利要求3或4所述的植物组织培养基，其中所述植物组织培养基进一步包含生长素和/或细胞分裂素。
6.根据权利要求3至5所述的植物组织培养基，其中所述植物组织培养基包含浓度为0.00001nm和100nm之间的组织再生因子。
7.根据权利要求6所述的植物组织培养基，其中所述植物组织培养基包含浓度为大约0.1 nm,1 nm,10 nm,50 nm或100 nm之间的组织再生因子。
8.核酸构建体，其包含编码组织再生因子、组织再生因子前体和组织再生因子受体中至少一个的核酸序列；
9.根据权利要求8所述的核酸构建体，其中所述组织再生因子或组织再生因子前体的同源物或功能变体包含保守基序，其中所述保守基序的序列选自（seq id no: 79）gxppxxnn、（seq id no: 80）ssgxxgxxn和（seq id no: 81）sggxggxhx，其中x是任何氨基酸。
10.根据权利要求8或9所述的核酸构建体，其中所述核酸构建体包含编码组织再生因子前体或组织再生因子受体的核酸序列。
11.根据权利要求8或9所述的核酸构建体，其中所述核酸构建体包含编码组织再生因子前体和组织再生因子受体的核酸序列。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的核酸构建体，其中所述编码组织再生因子、组织再生因子前体和组织再生因子受体中的至少一个的核酸序列可操作地连接至一个或更多个调控序列。
13.根据权利要求12所述的核酸构建体，其中所述调控序列为组成型或强启动子或诱导型启动子，其中所述诱导型启动子为胭脂碱合酶启动子。
14.宿主细胞，其包含权利要求8至13中任一项所述的核酸构建体。
15.转基因...
【专利技术属性】
技术研发人员：李传友，杨文韬，吴芳明，翟华伟，孙传龙，邓磊，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：
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