[发明专利]烟草植物中腋芽生长的遗传控制

说明书

本公开提供了许多参与烟草中的腋芽生长的序列、使用此类序列的方法、携带对此类序列的修饰或此类序列的转基因的烟草植物、和从自此类植物收获的烟草叶制备的烟草产品。

本申请是申请日为2015年10月6日、申请号为201580065347.7、发明名称 为“烟草植物中腋芽生长的遗传控制”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

一般而言，本公开涉及烟草植物。

发明背景

烟草是一种展现出异常强烈的顶端优势的植物物种。来自枝顶端分生组 织(shoot apical meristem)的分子信号介导有效抑制腋芽生长的激素环境。除 去顶端分生组织(也称为“截顶(topping)”)后，信号传导丧失，这使新枝(或 “吸根(sucker)”)能够从腋芽形成。吸根增长导致产量和叶质量的损失。已 经通过手动除去以及经由化学品的应用控制吸根。对经截顶的植物常规使用 马来酰肼(MH)和氟节胺(flumetralin)以抑制腋芽生长(成为吸根(suckering))。 然而，用于控制吸根的劳动和化学剂是非常昂贵的。经由常规育种、突变育 种和转基因方法控制烟草中的腋芽生长已经是几十年的主要目标，但迄今为止，通过遗传方法尚未实现成功的抑制。因此，具有有限的腋芽生长或无腋 芽生长的烟草性状的发展将导致化学剂的使用减少，并且将降低与烟草生产 相关的成本和劳动。

发明概述

本文中描述了参与腋芽生长的形成的许多核苷酸和多肽序列。还描述了 使用此类序列的方法。本文中描述的方法允许生成在截顶后展现出降低的腋 芽生长的烟草植物。

在一个方面，提供了烟草杂种、品种、品系或栽培种，其包括在下列各 项中显示的一种或多种核酸中具有突变的植物：SEQ ID NO：1、3、5、7、9、 11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、 45、47、49、51、53、57、59、61、63、65、69、71、73、75、或77。在一 些实施方案中，植物相对于缺乏突变的植物展现出降低的腋芽生长，并且可 以选出。

在一个方面，提供了由烟草杂种、品种、品系或栽培种中任一种生成的 种子，所述种子包含一种或多种核酸中的突变。

在另一个方面，提供了制备烟草植物的方法。此类方法一般包括以下步 骤：诱导烟草细胞中的诱变以生成诱变细胞；从所述诱变细胞获得一个或多 个植物；并且鉴定至少一个植物，所述植物包含在一种或多种具有下列各项 中显示的序列的核酸中的突变：SEQID NO：1、3、5、7、9、11、13、15、 17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、57、59、61、63、65、69、71、73、75或77。此类方法可以进一步 包括鉴定相对于缺乏所述突变的植物展现出降低的腋芽生长的至少一个植 物。

在一些实施方案中，使用化学诱变剂或电离辐射诱导诱变。代表性化学 诱变剂包括但不限于亚硝酸、叠氮化钠、吖啶橙、溴化乙啶、和甲磺酸乙酯 (EMS)。代表性电离辐射包括但不限于x-射线、gamma射线、快中子照射和 UV照射。在一些实施方案中，使用TALEN诱导诱变。在一些实施方案中， 使用锌指技术诱导诱变。

在另一个方面，提供了用于生成烟草植物的方法。此类方法一般包括以 下步骤：将第一烟草系的至少一个植物与第二烟草系的至少一个植物杂交， 并且选择具有突变的后代烟草植物。通常，所述第一烟草系的植物在一种或 多种具有下列各项中显示的序列的核酸中具有突变：SEQ ID NO：1、3、5、 7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、 41、43、45、47、49、51、53、57、59、61、63、65、69、71、73、75或77。 在一些实施方案中，此类方法可以进一步包括选择相对于缺乏所述突变的植 物展现出降低的腋芽生长的后代烟草植物。