[发明专利]使用向导RNA/CAS内切核酸酶系统改变农学性状及其使用方法

权利要求书

1.一种改善植物的农学性状的方法，所述方法包括：提供向导RNA，所述向导RNA靶向改善植物的一个或多个农学特性中所涉及的多核苷酸，所述向导RNA与在所述多核苷酸中产生双链断裂的Cas内切核酸酶相关联；以及生成所述植物，其中所述植物表现出农学性状的改善。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括与对应的内源性未修饰的基因组DNA相比包括一个或多个核苷酸变化的供体多核苷酸。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述供体多核苷酸不编码全长蛋白质。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述供体多核苷酸包含异源调控元件。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述调控元件包含启动子。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述调控元件包含增强子元件。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述增强子元件来源于植物。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多核苷酸选自调控元件、5’-UTR、内含子、外显子、编码序列和启动子。

9.根据权利要求4所述的方法，其中所述异源调控元件来自于与改善所述植物的一个或多个农学特性中所涉及的多核苷酸相同的植物物种。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述向导RNA靶向选自涉及ZmArgos8、ZmACS6、ZmSRTF18、ZmXERICO1、海藻糖-6-磷酸酯磷酸酶(T6PP)和ZmSTPP3的表达的多核苷酸序列的多核苷酸。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述农学特性选自非生物胁迫耐受性。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述非生物胁迫耐受性为干旱或缺乏营养物质。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述农学特性为收率的增大或耐旱性的增加。

14.根据权利要求1所述的方法，其中Cas9内切核酸酶在所述多核苷酸的编码区域中产生双链断裂。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物选自玉米、大豆、稻、小麦、高粱、芸苔属、向日葵和亚麻荠。

16.一种改善玉米植物的谷物收率的方法，所述方法包括：提供向导RNA，所述向导RNA靶向涉及乙烯生物合成或乙烯信号化的多核苷酸，所述向导RNA与在所述多核苷酸中产生双链断裂的Cas内切核酸酶相关联地起作用；以及生成所述植物，其中所述玉米植物表现出改善的谷物收率。

17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括与涉及乙烯生物合成或乙烯信号化的所述多核苷酸的对应的内源性未修饰的基因组DNA相比，包括一个或多个核苷酸变化的供体多核苷酸。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述多核苷酸为玉米ACC合酶。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述多核苷酸为玉米ARGOS。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述玉米ACC合酶的表达相比于对照玉米植物降低。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所述玉米ARGOS的表达相比于对照玉米植物增加。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述玉米ARGOS的表达通过插入异源调控元件来增加。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述异源调控元件为中等组成型启动子。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述异源调控元件来源于玉米。

25.一种改善玉米植物的谷物收率或氮利用效率的方法，所述方法包括：提供向导RNA，所述向导RNA靶向调控编码丝氨酸苏氨酸蛋白磷酸酶的多核苷酸的表达的基因组区域，所述向导RNA与在所述基因组区域中产生双链断裂的Cas内切核酸酶相关联地起作用；以及生成所述玉米植物，其中所述玉米植物表现出改善的谷物收率或氮利用效率。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述丝氨酸苏氨酸蛋白磷酸酶为ZmSTPP3。