Генетические локусы, связанные с реакцией на абиотический стресс - заявка 2016125246 на патент на изобретение в РФ

1. Способ идентификации растения маиса со сниженной устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе, причем указанный способ включает:
a. выявление у растения маиса аллеля QTL, связанного со сниженной устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе, где указанный аллель QTL содержит делецию длиной 4 п.о. в гене антипортера/транспортера ионов натрия при нуклеотидах 3311-3314 из SEQ ID NO:15; и
b. идентификацию растения маиса как содержащего делецию длиной 4 п.о., где указанное растение маиса обладает сниженной устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий контрселекцию растения маиса из программы селекции.
3. Способ идентификации растения маиса с устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе, причем указанный способ включает:
a. выявление в геноме растения маиса любого из следующего:
i. полинуклеотида, кодирующего полипептид с аминокислотной последовательностью, изложенной в SEQ ID NO:16;
ii. полинуклеотида, кодирующего полипептид с аминокислотной последовательностью, которая по меньшей мере на 80% идентична SEQ ID NO:16, который обладает активностью антипортера/транспортера ионов натрия; или
iii. одного или нескольких маркерных аллелей в пределах 5 cM от (i) или (ii), которые сцеплены и связаны с (i) или (ii); и
b. идентификацию растения маиса как обладающего устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе, если обнаружен любой из (i), (ii) или (iii).
4. Способ повышения устойчивости растения к солевому стрессу и/или засухе, включающий:
(a) экспрессию в растении рекомбинантного полинуклеотида, который кодирует полипептид с аминокислотной последовательностью, которая по меньшей мере на 80% идентична, по результатам способа выравнивания Clustal V, последовательности под SEQ ID NO:16, 17, 18, 19, 20 или 21; и
(b) повышение устойчивости растения к солевому стрессу и/или засухе в сравнении с контрольным растением, не содержащим рекомбинантного полинуклеотида.
5. Способ по п. 4, дополнительно включающий:
(c) получение растения-потомка, происходящего от растения, экспрессирующего рекомбинантный полинуклеотид, где указанное растение-потомок содержит в своем геноме рекомбинантный полинуклеотид и проявляет повышенную устойчивость к солевому стрессу и/или засухе в сравнении с контрольным растением, не содержащим рекомбинантного полинуклеотида.
6. Способ по п. 4 или 5, где указанное растение выбирают из группы, состоящей из Arabidopsis, маиса, сои, подсолнечника, сорго, канолы, пшеницы, люцерны, хлопчатника, риса, ячменя, проса обыкновенного, сахарного тростника и проса прутьевидного.
7. Способ по п. 4 или 5, где указанное растение представляет собой однодольное растение.
8. Способ по п. 7, где указанное однодольное растение представляет собой маис.
9. Способ идентификации варианта гена антипортера/транспортера ионов натрия маиса, который придает растениям повышенную устойчивость к солевому стрессу и/или засухе, причем способ включает следующие стадии:
a. объединения посредством шаффлинга генов одной или нескольких нуклеотидных последовательностей, кодирующих один или несколько фрагментов из SEQ ID NO:16, 17, 18, 19, 20 или 21, или белок, который по меньшей мере на 80% идентичен SEQ ID NO:16, 17, 18, 19, 20 или 21, или его фрагмент, для создания вариантов гена антипортера/транспортера ионов натрия маиса; и
b. идентификации варианта, который проявляет повышенную устойчивость к солевому стрессу и/или засухе.
10. Способ по п. 9, где способ дополнительно включает стадии:
a. введения в регенерируемую растительную клетку рекомбинантной конструкции, содержащей вариант гена антипортера/транспортера ионов натрия маиса, идентифицированный с помощью способа по п. 9;
b. регенерации трансгенного растения из регенерируемой растительной клетки после стадии (a), где трансгенное растение содержит в своем геноме рекомбинантную ДНК-конструкцию; и
c. отбора трансгенного растения из (b), где трансгенное растение содержит рекомбинантную ДНК-конструкцию и проявляет повышенную устойчивость к солевому стрессу и/или засухе в сравнении с контрольным растением, не содержащим рекомбинантную ДНК-конструкцию.
11. Способ по п. 9 или 10, где указанное растение выбирают из группы, состоящей из Arabidopsis, маиса, сои, подсолнечника, сорго, канолы, пшеницы, люцерны, хлопчатника, риса, ячменя, проса обыкновенного, сахарного тростника и проса прутьевидного.
12. Способ по п. 9 или 10, где указанное растение представляет собой однодольное растение.
13. Способ по п. 12, где указанное однодольное растение представляет собой маис.
14. Способ идентификации аллельного варианта гена антипортера/транспортера ионов натрия маиса, где указанный аллельный вариант связан с повышенной устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе, причем способ включает следующие стадии:
a. получения популяции растений маиса, где указанные растения маиса проявляют отличающиеся уровни солеустойчивости и/или засухоустойчивости;
b. оценки аллельных вариаций относительно полинуклеотидной последовательности, кодирующей белок, содержащий SEQ ID NO:16, 17, 18, 19, 20, 21 или 22, или в участке генома, который регулирует экспрессию полинуклеотида, кодирующего указанный белок;
c. установления связи аллельных вариаций с повышенной устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе; и
d. идентификации аллельного варианта, который связан с повышенной устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе.
15. Способ по п. 14, дополнительно включающий выявление указанного аллельного варианта, связанного с повышенной устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе, и отбор растения маиса, когда указанный аллельный вариант выявлен.
16. Способ введения аллельного варианта гена антипортера/транспортера ионов натрия маиса, где указанный аллельный вариант связан с повышенной устойчивостью к солевому стрессу и/или засухе, причем способ включает введение мутации в эндогенный ген антипортера/транспортера ионов натрия маиса таким образом, чтобы аллельный вариант содержал полинуклеотидную последовательность, кодирующую белок, который по меньшей мере на 80% идентичен SEQ ID NO:16, 17, 18, 19, 20, 21 или 22, с применением нуклеазы с «цинковыми пальцами», подобной активаторам транскрипции эффекторной нуклеазы (TALEN), системы CRISPR/Cas или мегануклеазы.
17. Рекомбинантная ДНК-конструкция, содержащая полинуклеотид, функционально связанный по меньшей мере с одной регуляторной последовательностью, где указанный полинуклеотид содержит последовательность нуклеотидной кислоты, кодирующую аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 80% идентична, по результатам способа выравнивания Clustal V, последовательности под SEQ ID NO:16, 17, 18, 19, 20 или 21.
18. Рекомбинантная ДНК-конструкция по п. 17, где указанная по меньшей одна регуляторная последовательность представляет собой промотор, функциональный в растительной клетке.
19. Трансгенная растительная клетка, содержащая рекомбинантную ДНК-конструкцию по п. 17.
20. Трансгенное растение, содержащее трансгенную растительную клетку по п. 19.
21. Трансгенное растение по п. 20, где указанное трансгенное растение выбрано из группы, состоящей из Arabidopsis, маиса, сои, подсолнечника, сорго, канолы, пшеницы, люцерны, хлопчатника, риса, ячменя, проса обыкновенного, сахарного тростника и проса прутьевидного.
22. Трансгенное семя, полученное от трансгенного растения по п. 21.
23. Способ по любому из пп. 1-5, 9-10 и 14-16, где указанный солевой стресс предусматривает почву, характеризующуюся электропроводностью по меньшей мере 2 дСм/м.
Наверх