[发明专利]通过修饰内源性MADS盒转录因子改善玉蜀黍中的农艺特征

说明书

提供了玉蜀黍的基因组编辑植物、植物细胞、种子、和植物部分，其中MADS盒转录因子的表达水平和/或活性被调控以改善一种或多种农艺特征，诸如籽粒产量。还提供了组合物，所述组合物包含编码多肽的多核苷酸和靶向内源性玉蜀黍MADS盒蛋白的指导RNA，所述MADS盒蛋白包括例如使用CRISPR相关核酸酶进行的靶向性定点诱变。另外，本文还提供了在植物中使用所述多核苷酸和遗传修饰的各种方法，诸如用于在玉蜀黍植物中调控表达水平的方法以及用于增加玉蜀黍植物产量的方法。

以电子方式递交的序列表的引用

所述序列表的官方副本经由EFS-Web以ASCII格式的序列表以电子方式提交，文件名为7847_ST25.txt，创建于2019年3月3日，且具有51千字节的大小，并与本说明书同时提交。包含在该ASCII格式的文件中的序列表是本说明书的一部分并且以其全文通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于提高植物产量的组合物和方法。

背景技术

全球对农作物的需求和消费正在迅速增长。因此，需要开发新的组合物和方法以增加植物产量。本发明提供此类组合物和方法。

发明内容

靶向植物细胞(例如，玉蜀黍)的内源性基因组基因座的指导多核苷酸分子，其中所述基因组基因座包含编码多肽的多核苷酸，所述多肽包含与选自由SEQ ID NO：1-4组成的组的氨基酸序列具有至少80％、85％、90％、95％、或99％同一性的氨基酸序列。在一个实施例中，所述指导多核苷酸靶向多核苷酸的调节区。提供了包括这些指导多核苷酸的植物细胞，其中所述指导多核苷酸在内源性基因组基因座处与Cas内切核酸酶相互作用。在一个实施例中，所述指导多核苷酸靶向内源性基因组基因座的调节区，所述内源性基因组基因座具有与选自由SEQ ID NO：5-6组成的组的序列具有至少90％同一性的基因组序列。在一个实施例中，所述内源性基因组基因座包含编码多肽的多核苷酸的调节区，其中所述调节区包含与SEQ ID NO：5-6中的一个具有至少90％同一性的多核苷酸序列。

一种植物细胞在基因组基因座处包括靶向遗传修饰，所述基因组基因座编码多肽，所述多肽包含与选自由SEQ ID NO：1-4组成的组的氨基酸序列具有至少90％同一性的氨基酸序列，其中所述靶向遗传修饰调控所编码的多肽的表达水平和/或活性。在一个实施例中，所述靶向修饰导致所述多核苷酸表达水平的增加。在一个实施例中，所述靶向遗传修饰选自由以下组成的组：插入、缺失、单核苷酸多态性(SNP)、和多核苷酸修饰组成的组。在一个实施例中，所述靶向遗传修饰存在于编码多肽的基因组基因座的(a)编码区；(b)非编码区；(c)调节序列；(d)非翻译区；或(e)(a)-(d)的任何组合。在一个实施例中，所述植物细胞来自单子叶植物。在一个实施例中，所述单子叶植物是玉蜀黍。在一个实施例中，所述靶向修饰是在基因组基因座处插入调节元件，其中所述基因组基因座包含与SEQ ID NO：5-6中的一个具有至少90％同一性的多核苷酸序列。在一个实施例中，所述调节元件是异源启动子。在一个实施例中，所述异源启动子是中等组成型启动子。在一个实施例中，所述调节元件是增强子元件。

一种植物，所述植物在基因组基因座处包含靶向遗传修饰，所述基因组基因座编码多肽，所述多肽包含与选自由SEQ ID NO：1-4组成的组的氨基酸序列具有至少95％同一性的氨基酸序列，其中与不包含遗传修饰的对照植物相比，所述靶向遗传修饰调控所编码的多肽的表达水平和/或活性。在一个实施例中，所述植物是玉蜀黍。在一个实施例中，当与对照植物相比时，所述植物表现出增加的多核苷酸表达，所述多核苷酸编码与选自由SEQID NO：1或2组成的组的氨基酸序列具有至少95％同一性的多肽。在一个实施例中，所述植物是玉蜀黍植物，并且所述玉蜀黍植物表现出增加的籽粒产量。