Связанный с фертильностью ген тамs7 пшеницы и способ его применения - RU2019139843A

1. Связанный с фертильностью ген, причем нуклеотидная последовательность связанного с фертильностью гена TaMS7 выбрана из одной из следующих групп последовательностей:

(a) нуклеотидных последовательностей, приведенных в SEQ ID NO:1, 2, 3, 4, 5 и 6;

(b) нуклеотидных последовательностей, кодирующих аминокислотные последовательности, приведенные в SEQ ID NO: 7, 8 и 9;

(c) последовательностей ДНК, способных гибридизироваться с приведенными в (a) или (b) последовательностями ДНК в строгих условиях; или

(d) последовательностей ДНК, имеющих сходство на 80% (предпочтительно по меньшей мере на 85%) с любыми из последовательностей (a)-(c) и обладающих связанной с фертильностью функцией; или

(e) последовательностей ДНК, комплементарных любым из последовательностей (a)-(d).

2. Экспрессионная кассета, экспрессирующий вектор или инженерные бактерии, которые содержат связанный с фертильностью ген по п. 1.

3. Применение связанного с фертильностью гена, экспрессионной кассеты, экспрессирующего вектора или инженерных бактерий при регуляции фертильности растений, причем связанный с фертильностью ген, экспрессионная кассета, экспрессирующий вектор или инженерные бактерии содержат одну из следующих нуклеотидных последовательностей:

(a) нуклеотидных последовательностей, приведенных в SEQ ID NO:1, 2, 3, 4, 5 и 6;

(b) нуклеотидных последовательностей, кодирующих аминокислотные последовательности, приведенные в SEQ ID NO: 7, 8 и 9;

(c) последовательностей ДНК, способных гибридизироваться с приведенными в (a) или (b) последовательностями ДНК в строгих условиях; или

(d) последовательностей ДНК, имеющих сходство на 80% (предпочтительно по меньшей мере на 85%) с любыми из последовательностей (a)-(c) и обладающих связанной с фертильностью функцией; или

(e) последовательностей ДНК, комплементарных любым из последовательностей (a)-(d).

4. Способ регуляции фертильности растений, который воздействует на уровень экспрессии восстанавливающего фертильность гена у растений путем гиперэкспрессии, ингибирования или мутирования восстанавливающего фертильность гена, тем самым регулируя фертильность растений, причем нуклеотидная последовательность восстанавливающего фертильность гена TaMS7 выбрана из одной из следующих групп последовательностей:

(a) нуклеотидных последовательностей, приведенных в SEQ ID NO:1, 2, 3, 4, 5 и 6;

(b) нуклеотидных последовательностей, кодирующих аминокислотные последовательности, приведенные в SEQ ID NO: 7, 8 и 9;

(c) последовательностей ДНК, способных гибридизироваться с приведенными в (a) или (b) последовательностями ДНК в строгих условиях; или

(d) последовательностей ДНК, имеющих сходство на 80% (предпочтительно по меньшей мере на 85%) с любыми из последовательностей (a)-(c) и обладающих связанной с фертильностью функцией; или

(e) последовательностей ДНК, комплементарных любым из последовательностей (a)-(d).

5. Способ по п. 4, в котором включает замену, делецию или вставку одного или нескольких нуклеотидов в нуклеотидной последовательности восстанавливающего фертильность гена.

6. Способ по п. 4 или 5, в котором мутирование включает мутации генов при помощи следующих методов: мутагенеза при помощи мутагенов, глушения генов или редактирования генов, причем редактирование генов предпочтительно включает сайт-направленные мутации генов, а сайт-направленные мутации генов включают методы редактирования генов типа ZFN, TALEN и/или CRISPR/Cas9.

7. Способ по п. 4, который включает комплементацию фенотипа муж-ской стерильности, вызванного мутацией гена TaMS7, с помощью нуклеотидной последовательности гена TaMS7, с восстановлением фертильности у линии с мужской стерильностью ms7.

8. Применение способа, приведенного в любом из пп. 4-7, для регуляции фертильности растений.

9. Способ размножения линии с мужской стерильностью, причем способ включает следующие стадии:

(a) трансформирование линии с мужской стерильностью ms7 следующим вектором для получения поддерживающей линии, содержащей следующий вектор, причем вектор включает: восстанавливающий фертильность ген TaMS7, который может восстанавливать мужскую фертильность линии с мужской стерильностью ms7; и ген инактивации пыльцы, экспрессия которого нарушает функцию или образование у растений мужских гамет, содержащих ген инактивации пыльцы, поэтому фертильные мужские гаметы, образующиеся у растений, не содержат вектора; и отборочный ген, который используется для сортировки трансгенных семян и нетрансгенных семян; и

(b) самоопыление растений поддерживающей линии, трансформированных данным вектором, для получения линии с мужской стерильностью ms7 без вектора и семян поддерживающей линии, содержащих вектор; либо опыление растений линии с мужской стерильностью ms7 зернами пыльцы растений поддерживающей линии для размножения семян линии с мужской стерильностью ms7.

10. Способ по п. 9, в котором нуклеотидная последовательность восстанавливающего фертильность гена TaMS7 выбрана из одной из следующих групп последовательностей:

(a) нуклеотидных последовательностей, приведенных в SEQ ID NO:1, 2, 3, 4, 5 и 6;

(b) нуклеотидных последовательностей, кодирующих аминокислотные последовательности, приведенные в SEQ ID NO: 7, 8 и 9;

(c) последовательностей ДНК, способных гибридизироваться с приведенными в (a) или (b) последовательностями ДНК в строгих условиях; или

(d) последовательностей ДНК, имеющих сходство на 80% (предпочтительно по меньшей мере на 85%) с любыми из последовательностей (a)-(c) и обладающих связанной с фертильностью функцией; или

(e) последовательностей ДНК, комплементарных любым из последовательностей (a)-(d).

11. Способ по п. 10, в котором экспрессия восстанавливающего фертильность гена TaMS7 управляется специфичным для пыльцы промотором экспрессии, причем нуклеотидная последовательность специфичного для пыльцы промотора экспрессии предпочтительно представлена в SEQ ID NO: 16, 17 или 18.

12. Способ по любому из пп. 9-11, в котором ген инактивации пыльцы включает ген барназы, ген амилазы или метилазы DAM, а предпочтительно ген инактивации пыльцы представлен геном α-амилазы кукурузы, более предпочтительно нуклеотидная последовательность которого представлена в SEQ ID NO: 25.

13. Способ по п. 12, в котором ген инактивации пыльцы связан с промотором, который специфически экспрессируется в мужских гаметах, причем промотор предпочтительно представлен промотором PG47 или промотором Zm13.

14. Способ по любому из пп. 9-13, в котором отборочный ген включает ген устойчивости к антибиотикам или ген устойчивости к гербицидам или ген флуоресцентного белка; предпочтительно отборочный ген включает ген устойчивости к хлорамфениколу, ген устойчивости к гигромицину, ген устойчивости к стрептомицину, ген устойчивости к мирамицину, ген устойчивости к сульфонамидам, ген устойчивости к глифосату, ген устойчивости к фосфинотрицину, ген bar, ген красной флуоресценции DsRED, ген mCherry, ген голубого флуоресцентного белка, ген желтого флуоресцентного белка, ген люциферазы или ген зеленого флуоресцентного белка.

15. Способ получения или селекции поддерживающей линии, причем способ включает следующие стадии:

(a) трансформирование линии с мужской стерильностью ms7 следующим вектором для получения поддерживающей линии, содержащей следующий вектор: восстанавливающий фертильность ген TaMS7, который может восстанавливать мужскую фертильность линии с мужской стерильностью ms7; и ген инактивации пыльцы, экспрессия которого нарушает функцию или образование у растений мужских гамет, содержащих ген инактивации пыльцы, поэтому мужские гаметы, образующиеся у растений, не содержат вектора; и отборочный ген, который используется для сортировки трансгенных семян и нетрансгенных семян; и

(b) самоопыление растений поддерживающей линии, трансформированных данным вектором, для получения линии с мужской стерильностью ms7 без вектора и семян поддерживающей линии, содержащих вектор.

16. Способ получения или селекции по п. 15, в котором нуклеотидная последовательность восстанавливающего фертильность гена TaMS7 выбрана из одной из следующих групп последовательностей:

(a) нуклеотидных последовательностей, приведенных в SEQ ID NO:1, 2, 3, 4, 5 и 6;

(b) нуклеотидных последовательностей, кодирующих аминокислотные последовательности, приведенные в SEQ ID NO: 7, 8 и 9;

(c) последовательностей ДНК, способных гибридизироваться с приведенными в (a) или (b) последовательностями ДНК в строгих условиях; или

(d) последовательностей ДНК, имеющих сходство на 80% (предпочтительно по меньшей мере на 85%) с любыми из последовательностей (a)-(c) и обладающих связанной с фертильностью функцией; или

(e) последовательностей ДНК, комплементарных любым из последовательностей (a)-(d).

17. Способ получения или селекции по п. 16, в котором восстанавливающий фертильность ген TaMS7 управляется специфичным для пыльцы промотором, причем нуклеотидная последовательность специфичного для пыльцы промотора предпочтительно представлена в SEQ ID NO: 16, 17 или 18.

18. Способ получения или селекции по любому из пп. 15-17, в котором ген инактивации пыльцы включает ген барназы, ген амилазы или метилазы DAM, а предпочтительно ген инактивации пыльцы представлен геном α-амилазы кукурузы, более предпочтительно нуклеотидная последовательность которого представлена в SEQ ID NO: 25.

19. Способ получения или селекции по п. 18, в котором ген инактивации пыльцы связан с промотором, который специфически экспрессируется в мужских гаметах, причем промотор предпочтительно представлен промотором PG47 или промотором Zm13.

20. Способ получения или селекции по любому из пп. 15-19, в котором отборочный ген включает ген устойчивости к антибиотикам или ген устойчивости к гербицидам или ген флуоресцентного белка; предпочтительно отборочный ген включает ген устойчивости к хлорамфениколу, ген устойчивости к гигромицину, ген устойчивости к стрептомицину, ген устойчивости к мирамицину, ген устойчивости к сульфонамидам, ген устойчивости к глифосату, ген устойчивости к фосфинотрицину, ген bar, ген красной флуоресценции DsRED, ген mCherry, ген голубого флуоресцентного белка, ген желтого флуоресцентного белка, ген люциферазы или ген зеленого флуоресцентного белка.