Полинуклеотиды, полипептиды ms1 пшеницы и способы применения - RU2017114370A
Код документа: RU2017114370A
Формула
1. Кассета экспрессии, содержащая первый полинуклеотид, функционально связанный с гетерологичным промотором, где указанный полинуклеотид содержит нуклеотидную последовательность, выбранную из группы, состоящей из:
(a) нуклеотидной последовательности, включающей в себя последовательность под SEQ ID 1, 2, 4, 7 или 9;
(b) нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, включающую в себя последовательность под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40;
(c) нуклеотидной последовательности, которая по меньшей мере на 85% идентична последовательности полной длины под SEQ ID NO: 1, 2, 4, 7 или 9, где указанный полинуклеотид кодирует полипептид, который модулирует мужскую фертильность;
(d) нуклеотидной последовательности, содержащей по меньшей мере 500 последовательных нуклеотидов из последовательности под SEQ ID NO: 1, 2, 4, 7 или 9, где указанный полинуклеотид кодирует полипептид, который модулирует мужскую фертильность; и
(e) нуклеотидной последовательности, кодирующей полипептид, который по меньшей мере на 85% идентичен последовательности полной длины под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40, где указанный полипептид модулирует мужскую фертильность.
2. Кассета экспрессии по п. 1, где указанная кассета экспрессии содержит первый полинуклеотид, содержащий нуклеотидную последовательность, выбранную из группы, состоящей из:
(a) нуклеотидной последовательности, включающей в себя последовательность под SEQ ID NO: 2 или 4;
(b) нуклеотидной последовательности, которая по меньшей мере на 95% идентична последовательности полной длины под SEQ ID NO: 2 или 4;
(с) нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, включающую в себя последовательность под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40; и
(d) нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95% идентична последовательности полной длины под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40.
3. Кассета экспрессии по п. 1 или 2, где указанный гетерологичный промотор является конститутивным, индуцируемым, предпочтительным для ткани, специфичным для ткани или предпочтительным для стадии роста промотором.
4. Кассета экспрессии по п. 3, где указанный гетерологичный промотор является предпочтительным для мужской ткани промотором.
5. Кассета экспрессии по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащая второй полинуклеотид, функционально связанный со вторым промотором, который запускает экспрессию у растения.
6. Кассета экспрессии по п. 5, где указанный второй полинуклеотид кодирует полинуклеотид или полипептид, которые препятствуют функционированию, образованию или распространению мужских гамет.
7. Кассета экспрессии по п. 6, где указанный второй полинуклеотид кодирует барназу, DAM-метилазу, амилазу или ADP-рибозилазу.
8. Кассета экспрессии по любому из пп. 5-7, дополнительно содержащая третий полинуклеотид, функционально связанный с промотором, где указанный третий полинуклеотид кодирует продукт маркерного гена.
9. Кассета экспрессии по п. 8, где указанный продукт маркерного гена включает в себя продукт маркерного гена, обеспечивающий устойчивость к антибиотику, или визуально определяемый продукт маркерного гена.
10. Выделенный полипептид, содержащий аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из:
(a) аминокислотной последовательности, включающей в себя последовательность под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40;
(b) аминокислотной последовательности, которая по меньшей мере на 85% идентична последовательности полной длины под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40, где указанный полипептид модулирует мужскую фертильность; и
(c) аминокислотной последовательности, содержащей по меньшей мере 200последовательных аминокислот из последовательности под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40, где указанный полипептид модулирует мужскую фертильность.
11. Выделенный полипептид по п. 10, содержащий аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из последовательностей под SEQ ID NO: 3 и 5.
12. Вектор, содержащий кассету экспрессии по любому из пп. 1-9.
13. Растительная клетка, содержащая кассету экспрессии по любому из пп. 1 и 2.
14. Растительная клетка, содержащая кассету экспрессии по любому из пп. 5-9.
15. Растительная клетка по любому из пп. 13 и 14, где указанная растительная клетка получена из однодольного или двудольного растения.
16. Растительная клетка по п. 13, где указанным растением является маис, ячмень, просо, пшеница, рис, сорго, рожь, соя, канола, люцерна, подсолнечник, сафлор, сахарный тростник, табак, Arabidopsis или хлопчатник.
17. Растение, содержащее растительную клетку по любому из пп. 13-16.
18. Растение по п. 17, где мужская фертильность указанного растения подвергнута модуляции по сравнению с контрольным растением.
19. Растение по п. 18, где указанное растение характеризуется повышенной мужской фертильностью по сравнению с контрольным растением.
20. Растение по любому из пп. 17-19, где экспрессия указанного полинуклеотида обеспечивает мужскую фертильность растения с мужской стерильностью.
21. Растение по любому из пп. 17-20, где указанное растение является растением с женской фертильностью.
22. Растение по любому из пп. 17-21, где образование по меньшей мере одной мужской ткани указанного растения подвергнуто модуляции по сравнению с контрольным растением.
23. Растение по п. 22, где указанная мужская ткань включает в себя тычинку, пыльник, тычиночную нить или пыльцу.
24. Растение по п. 22 или 23, где указанное подвергнутое модуляции образование по меньшей мере одной мужской ткани предусматривает повышение образования по меньшей мере одной мужской ткани.
25. Растение по любому из пп. 17-24, где указанный первый полинуклеотид стабильно встроен в геном указанного растения.
28. Семя растения по любому из пп. 19-25, где указанное семя содержит указанный гетерологичный первый полинуклеотид.
29. Способ повышения активности и/или уровня полипептида у растения, предусматривающий внесение в указанное растение полипептида по п. 10 или 11.
30. Способ повышения активности и/или уровня полипептида в растении, предусматривающий введение в указанное растение полинуклеотида, функционально связанного с промотором, активным в указанном растении, при этом указанный полинуклеотид содержит нуклеотидную последовательность, выбранную из группы, состоящей из:
(a) нуклеотидной последовательности, включающей в себя последовательность под SEQ ID NO: 1, 2, 4, 7 или 9;
(b) нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, включающую в себя последовательность под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40;
(c) нуклеотидной последовательности, которая по меньшей мере на 85% идентична последовательности полной длины под SEQ ID NO: 1, 2, 4, 7 или 9, где указанный полинуклеотид кодирует полипептид, который модулирует мужскую фертильность;
(d) нуклеотидной последовательности, содержащей по меньшей мере 500 последовательных нуклеотидов из последовательности под SEQ ID NO: 1, 2, 4, 7 или 9, где указанный полинуклеотид кодирует полипептид, который модулирует мужскую фертильность; и
(e) нуклеотидной последовательности, кодирующей полипептид, который по меньшей мере на 85% идентичен последовательности полной длины под SEQ ID NO: 3, 5, 39 или 40, где указанный полипептид модулирует мужскую фертильность.
31. Способ по п. 30, где указанный полинуклеотид содержит нуклеотидную последовательность, приведенную под SEQ ID NO: 1, 2, 4, 7 или 9.
32. Способ по любому из пп. 30 и 31, где экспрессия указанного полинуклеотида модулирует мужскую фертильность у указанного растения по сравнению с контрольным растением.
33. Способ по п. 32, где экспрессия указанного полинуклеотида повышает мужскую фертильность у указанного растения по сравнению с контрольным растением.
34. Способ по любому из пп. 30-33, где экспрессия указанного полинуклеотида обеспечивает мужскую фертильность растения с мужской стерильностью.
35. Способ по любому из пп. 30-34, где указанное растение является растением с женской фертильностью.
36. Способ по любому из пп. 30-35, где указанный промотор является конститутивным промотором, индуцируемым промотором, предпочтительным для ткани промотором, специфичным для ткани промотором или предпочтительным для стадии роста промотором.
37. Способ по п. 36, где указанный промотор является предпочтительным для мужской ткани промотором.
38. Способ по любому из пп. 30-37, где экспрессия указанного полинуклеотида модулирует образование по меньшей мере одной мужской ткани по сравнению с контрольным растением.
39. Способ по п. 38, где указанная мужская ткань включает в себя тычинку, пыльник, тычиночную нить или пыльцу.
40. Способ по п. 38 или 39, где указанное подвергнутое модуляции образование по меньшей мере одной мужской ткани предусматривает повышение образования по меньшей мере одной мужской ткани.
41. Кассета экспрессии, содержащая регуляторный элемент, функционально связанный с гетерологичным полинуклеотидом, где указанный регуляторный элемент представляет собой полинуклеотид, содержащий нуклеотидную последовательность, выбранную из группы, состоящей из:
(a) нуклеотидной последовательности, включающей в себя последовательность под SEQ ID NO: 6 или 8;
(b) нуклеотидной последовательности, которая по меньшей мере на 95% идентична последовательности полной длины под SEQ ID NO: 6 или 8 и которая запускает экспрессию функционально связанного полинуклеотида; и
(c) нуклеотидной последовательности, содержащей по меньшей мере приблизительно 1250 смежных нуклеотидов из последовательности под SEQ ID NO: 6 или 8, и при этом которая запускает экспрессию функционально связанного полинуклеотида.
42. Способ регуляции экспрессии полинуклеотида, предусматривающий образование функциональной связи указанного полинуклеотида с регуляторным элементом, где указанный регуляторный элемент представляет собой полинуклеотид, содержащий нуклеотидную последовательность, выбранную из группы, состоящей из:
(a) нуклеотидной последовательности, включающей в себя последовательность под SEQ ID NO: 6 или 8;
(b) нуклеотидной последовательности, которая по меньшей мере на 95% идентична последовательности полной длины под SEQ ID NO: 6 или 8 и которая способна запускать экспрессию функционально связанного полинуклеотида; и
(c) нуклеотидной последовательности, содержащей по меньшей мере приблизительно 1250 смежных нуклеотидов из последовательности под SEQ ID NO: 6 или 8, и при этом которая способна запускать экспрессию функционально связанного полинуклеотида.
43. Способ понижающей регуляции экспрессии полинуклеотида, предусматривающий целенаправленное воздействие на регуляторный элемент, ассоциированный с указанным полинуклеотидом, где указанный регуляторный элемент представляет собой полинуклеотид, содержащий нуклеотидную последовательность, выбранную из группы, состоящей из:
(a) нуклеотидной последовательности, включающей в себя последовательность под SEQ ID NO: 6 или 8;
(b) нуклеотидной последовательности, которая по меньшей мере на 95% идентична последовательности полной длины под SEQ ID NO: 6 или 8 и которая способна запускать экспрессию функционально связанного полинуклеотида; и
(c) нуклеотидной последовательности, содержащей по меньшей мере приблизительно 1250 смежных нуклеотидов из последовательности под SEQ ID NO: 6 или 8, и при этом которая способна запускать экспрессию функционально связанного полинуклеотида.
44. Способ идентификации и/или отбора растений пшеницы, которые являются гомозиготными или гетерозиготными по мутации в гене Ms1, где указанная мутация индуцирует ядерную рецессивную мужскую стерильность, при этом указанный способ предусматривает:
a. выявление по меньшей мере одного маркерного аллеля, который сцеплен и ассоциирован с мутацией в Ms1; и
b. отбор растений по меньшей мере с одним маркерным аллелем.
45. Способ по п. 44, где указанный маркерный аллель сцеплен и ассоциирован с мутацией в гене Ms1 на расстоянии 5 cM.
46. Способ по п. 44, где указанный маркерный аллель сцеплен и ассоциирован с мутацией в гене Ms1 на расстоянии 1 cM.
47. Способ по п. 44, где указанной мутацией является ms1d, ms1e или ms1f.
48. Способ по п. 44, где указанный маркерный аллель, сцепленный и ассоциированный с мутацией в Ms1, является аллелем в маркере ET0487, ET0488, ET0489, ET0490, ET0491, ET0495, 007-0033.1 или 007-0046.1.
49. Способ размножения обладающих мужской стерильностью растений, предусматривающий опыление обладающего мужской стерильностью растения с использованием растения поддерживающей линии, где указанное растение поддерживающей линии содержит ДНК-конструкцию, которая содержит:
(a) первую нуклеотидную конструкцию, которая будет восстанавливать мужскую фертильность;
(b) вторую нуклеотидную конструкцию, которая ингибирует образование, функционирование или распространение мужских гамет растения поддерживающей линии.
50. Способ по п. 49, где обладающие мужской стерильностью растения являются гомозиготными по ms1.
51. Способ по п. 50, где первая нуклеотидная конструкция растения поддерживающей линии содержит полинуклеотид, который по меньшей мере на 95% идентичен последовательности полной длины под SEQ ID NO: 1, 2, 4, 7, 9, 42, 43, 44 или 45.
52. Способ по п. 50, где ДНК-конструкция растения поддерживающей линии дополнительно содержит полинуклеотид, кодирующий маркер окраски семян.
53. Способ получения гибридного потомства, где растения, полученные посредством способа по п. 50, опыляют с использованием инбредных растений, несущих аллель Ms1.
54. Способ по п. 53, где растения являются растениями пшеницы.
